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Breites Anwendungsspektrum: Vom Schutz bis zur Abschirmung – Klebstoffe erfüllen in der RADAR-Technologie weit mehr als nur Verbindungsaufgaben
ADAS-Technologien haben sich zu einem festen Bestandteil im Automobilbereich entwickelt. RADAR ist dabei einer der etabliertesten Sensoren unter ihnen. RADAR-Sensoren sind vielschichtig aufgebaut, wobei die einzelnen Bestandteile und ihre Funktionsweise entscheidend durch ihren Zusammenbau beeinflusst werden. Trotzdem sind RADAR-Sensoren nach wie vor hochkomplex, mit vielen Schichten, die eine Rolle für ihre Funktionalität spielen. Klebstoffverbindungen können in jede einzelne dieser Schichten eingreifen – sie verbinden nicht nur Komponenten miteinander, sondern schirmen auch elektromagnetische Wellen ab und erfüllen weitere Funktionen.
RADAR
In den letzten 25 Jahren hat sich in der Automobilindustrie kein Bereich so rasant entwickelt wie ADAS. Funktionen wie der adaptive Tempomat oder die Überwachung des toten Winkels gehören mittlerweile bei vielen Fahrzeugen zur Standardausrüstung.
Die Grundlage dieser Anwendungen ist der RADAR-Sensor. Nachdem in den späten 1990er Jahren erstmals die radargesteuerte adaptive Geschwindigkeitsregelung eingeführt wurde, hat sich die Technologie weiterentwickelt und bietet nun auch Funktionen, die das Auto selbständig lenken, beschleunigen oder bremsen lässt.
RADAR bildet die Grundlage vieler dieser Funktionen. Nachdem in den späten 1990er Jahren erstmals die radargesteuerte adaptive Geschwindigkeitsregelung eingeführt wurde, hat sich die Technologie weiterentwickelt und bietet nun auch Funktionen, die das Auto selbständig lenken, beschleunigen oder bremsen lässt.
Obwohl es RADAR-Sensoren schon deutlich länger gibt als andere ADAS-Technologien, werden neue RADAR-fähige Sensoren immer komplexer. wobei viele Schichten eine Rolle in ihrem Betrieb spielen. Und wie bei anderen ADAS-Technologien ist die Klebstoffverbindung für jede einzelne grundlegend. Dieser technische Artikel wird diese Schichten durchgehen, was sie tun, wie sie hergestellt werden und wie Klebstoffe in ihre Montage eingebunden werden.
Kleben spielt bei der Herstellung von RADAR-Sensoren eine entscheidende Rolle
RADAR-Sensoren bestehen aus vier Hauptkomponenten: dem Radom, der Antenne, der Leiterplatte und dem Gehäuse. In jeder dieser Schichten ist oft mehr als ein Klebeprozess erforderlich.
Unterhalb der oberen Radom-Schicht werden Antennen mittels prozessoptimierter Verklebung auf der Leiterplatte fixiert. Bei bestimmten Antennenausführungen lassen sich die Schichten über dünne Klebefugen miteinander verbinden. Diese Klebschichten können dabei wahlweise mit elektrisch leitenden oder EMI-abschirmenden Eigenschaften versehen werden. Die Leiterplatte selbst erfordert funktionale Klebstoffe mit RADAR-absorbierenden oder wärmeleitenden Eigenschaften. Noch mehr Klebestellen ergeben sich durch moderne Packaging-Lösungen auf Leiterplatten, etwa bei Verkapselungs- oder Pin-Versiegelungsanwendungen. Anschließend wird die Leiterplatte im Gehäuse verklebt, bevor schließlich Gehäuse und Radom zur fertigen Baugruppe zusammengefügt werden.
Jede dieser Klebeaufgaben stellt – trotz der gemeinsamen Verwendung in einer Baugruppe – spezifische Anforderungen an den Klebstoff hinsichtlich der gewünschten Eigenschaften und Aushärtungsmechanismen für optimale Ergebnisse. Für all diese Anforderungen hat DELO individuelle Klebstofflösungen entwickelt.
RADAR-Sensoren bestehen aus vier Hauptteilen: dem Radom, der Antenne, der Leiterplatte und dem Gehäuse
Für die Antennenverklebung wäre ein idealer Klebstoff mit Dual-Initiator-Technologie ausgestattet. Kurz gesagt besteht dieses Verfahren dabei aus einer Voraktivierung durch Licht vor dem Fügeprozess und einer anschließenden UV-Fixierung nach dem Fügen der Antenne auf die Leiterplatte.
Durch die Belichtung des Klebstoffs direkt nach dem Auftragen wird eine Voraktivierung erreicht, die den Aushärtungsprozess bereits vor dem Fügen "startet". So umgehen Anwender die Einschränkungen der thermischer Aushärtung und profitieren stattdessen von einem geringerem Energiebedarf, reduzierter Wärmebelastung und entfallenden Abkühlzeiten.
Dank einer zweiten UV-Fixierung des Kehlnaht-Bereichs, die nur vier Sekunden dauert, können die gefügten Bauteile durch diese Technologie sofort weiterverarbeitet werden.
Beim Antennenkleben ist die Dual-Initiator-Klebetechnologie besonders vorteilhaft
Wie der Name des Verfahrens bereits andeutet, werden beim Antenna Stacking die Schichten der Baugruppe übereinander gestapelt, wobei entweder elektrisch leitende oder nicht-leitende Klebstoffe jede Schicht fixieren. Spezielle Füllstoffe im Klebstoff ermöglichen eine Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen. So lassen sich die verschiedenen Kanäle innerhalb von 3D-Antennen perfekt gegen unerwünschte elektromagnetische Einflüsse isolieren und eine optimale Qualität bei der Signal-Übertragung und -Empfang sicherstellen.
Weitere wichtige Klebstoffanforderungen umfassen hervorragende Schäl-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie schmale Klebefugen unter 20 µm.
Für das Antenna Stacking sollte der Klebstoff schmale Klebefugen unter 20 µm ermöglichen
Bei der EMI-Abschirmung (elektromagnetische Interferenz) trägt der Einsatz geeigneter Klebstoffe auf verschiedenen Ebenen dazu bei, störende elektromagnetische Wellen zu kontrollieren, die sowohl die Sensorgenauigkeit als auch die Elektronikfunktion beeinträchtigen können.
Die EMI-Abschirmung erfolgt auf unterschiedliche Weise: Verschiedene Füllstoffe verleihen dem Klebstoff die Fähigkeit, elektromagnetische Wellen zu reflektieren oder zu absorbieren. Dabei werden die Wellen entweder praktisch vollständig von kritischen Bereichen ferngehalten oder absorbiert und in Wärme umgewandelt. Klebstoffe können dabei mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllen – sie sorgen für zuverlässige Verbindungen, absorbieren elektromagnetische Strahlung und leiten Wärme ab.
Bei der RADAR-Gehäuseverklebung geht es darum, das Gehäuse mitsamt seinem gesamten Inhalt – Leiterplatte und Antenne – zum Radom hin abzudichten. Hierfür werden derzeit hauptsächlich Silikone verwendet. Spezielle lichtaktivierbare Klebstoffe bieten jedoch eine attraktive Alternative mit fortschrittlichen Eigenschaften für anspruchsvolle Anwendungen.
Diese modifizierten Urethan-Polymere erreichen eine Reißdehnung von etwa 500% bei gleichzeitig deutlich stärkerer Verbindungsstärke als Silikone. So entstehen äußerst robuste Gehäuse, die Druck- und Temperaturschwankungen hervorragend widerstehen. Selbst bei -40 °C bleibt das Material flexibel und strukturstabil.
Die Aktivierung erfolgt durch LED-Licht bei empfohlenen Wellenlängen von 400 oder 460 nm, wodurch die feuchtigkeitsbasierte Aushärtung eingeleitet wird. Die Offenzeit reicht zum Fügen von Gehäuse und Radom aus, die Funktionsfestigkeit wird innerhalb weniger Minuten erreicht, was eine schnelle Weiterverarbeitung und Inline-Tests ermöglicht.
Der richtige Klebstoff hilft beim EMI-Shielding und trägt so zur hohen Genauigkeit und Funktionssicherheit des Sensors bei
Die zuverlässige Abdichtung von Sensorgehäusen ist eine weitere einfache, aber entscheidende Aufgabe, für die Klebstoffe in der RADAR-Sensormontage eingesetzt werden
Neben den bereits erwähnten Klebstofflösungen stellt die Durchflussaktivierung eine weitere aufkommende Technologie dar, bei welcher der Klebstoff während des Dosierens aktiviert wird. Die Durchflussaktivierung verbessert die Effizienz und Präzision in der Fertigung durch einen durchgängigen 2-in-1-Prozess statt zeitraubender Einzelschritte und steigert so den Durchsatz. Bei komplexen Antennen- oder Gehäuseformen erlaubt die Durchflussaktivierung zudem größtmögliche Designfreiheit und macht Lichthärtungstechnologie auch an schwer zugänglichen Stellen wie Schattenzonen nutzbar.
In RADAR-Klebeanwendungen funktioniert die Durchflussaktivierungs-Technologie mit dem Dual-Initiator-Verfahren zusammen, um stabile Verbindungen zusätzlich zu verstärken. Das stärkt nicht nur die mechanische Integrität der RADAR-Baugruppe, sondern reduziert auch potenzielle Ausfallstellen und führt letztendlich zu zuverlässigeren und langlebigeren RADAR-Sensoren.
Fazit
Die aufgezeigten Beispiele stellen nur einen Ausschnitt der Klebstofflösungen dar, die in der RADAR-Sensorfertigung zum Einsatz kommen. Beim Antenna Stacking und der Antennenverklebung verkürzt die Lichtvoraktivierung Aushärtezeiten und senkt den CO₂-Ausstoß, ohne dabei Stabilität der Klebverbindung oder die Beständigkeit zu beeinträchtigen. Dual-Initiator-Klebstoffe machen eine thermische Nachbehandlung überflüssig. Die EMI-Abschirmung durch DELO-Klebstoffe sichert die einwandfreie Funktion von RADAR-Sensoren und Elektronik und bietet dabei zusätzliche funktionale Eigenschaften. Für Gehäuseverklebungen kommt DELO PHOTOBOND LA mit seinen robusten mechanischen Eigenschaften, Voraktivierungsfähigkeiten und hoher Umweltresistenz zum Einsatz. Dies verdeutlicht, dass auch wenn unterschiedliche Anwendungen verschiedene Anforderungen stellen, es für jede Aufgabe die passende Klebstofflösung zur Vereinfachung und Optimierung gibt.
Durchflussaktivierung bietet einen kontinuierlichen 2-in-1-Klebeprozess für verschiedene Komponenten innerhalb eines RADAR-Sensors (Hier dargestellt mit einem TMAP-Sensor)
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Falls Sie weitere Informationen zu unseren Klebstofflösungen für RADAR-Anwendungen wünschen – von Dual-Initiator-Technologie und EMI-Abschirmung bis hin zur Durchflussaktivierung – kontaktieren Sie uns gerne. Unsere technischen Experten unterstützen Sie dabei, Ihre RADAR-Sensorprojekte effizient zu planen und erfolgreich umzusetzen.
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DELO ist ein führender Anbieter von Hightech-Klebstoffen und bietet seit über 25 Jahren Lösungen für die Halbleiter-, Automobil- und Elektronikindustrie. Unsere innovativen Technologien setzen Branchenstandards. Unternehmen wie Bosch, Huawei und Siemens vertrauen auf DELO, wenn es um überlegene Klebstofftechnologien geht.
