Neue Wege – Kontaktierung von Lichtwellenleitern mittels Drahtbonden

Conference: MikroSystemTechnik - KONGRESS 2009
10/12/2009 - 10/14/2009 at Berlin

Proceedings: MikroSystemTechnik

Pages: 4Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Schmitz, Stefan; Oppermann, Hermann; Schröder, Henning; Reichl, Herbert (Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, Berlin, Germany)

Abstract:
Zur Kontaktierung von Polymer-Lichtwellenleitern, werden die extrem dünnen, optisch transparenten Polymerfasern vom Verfahrensablauf ähnlich wie bei der Drahtbondtechnik verschweißt. Das Drahtbonden wird in der Mikroelektronik typischerweise zur elektrischen Kontaktierung von Chip und Substrat über dünne Drahtverbindungen, zumeist aus Al oder Au, genutzt. Die stoffschlüssige Verschweißung der Kontakte wird durch Reibung (Ultraschall), Druck und Deformation der Kontaktmaterialien sowie Interdiffusionsprozesse in der Verbindungsstelle erzeugt. Zur Kontaktierung optischer Fasern aus Polymerwerkstoffen müssen z.T. andere Wege gegangen und neue Werkstoffkombinationen erprobt werden. Die Durchmesser von Polymerfasern liegen in einem auch für Bonddrähte typischen Bereich von 30 – 500 µm. Erfahrungen über geeignete Kontaktsysteme (Faser-/Substratmaterial) liegen noch nicht vor und müssen zunächst generiert werden. Im Rahmen des wissenschaftlichen Vorprojektes namens KOBOLD ("Kostengünstige Optische BOndtechnik für Laser, LEDs und Detektoren") werden derzeit die ersten Fragestellungen zur Machbarkeit geklärt. Als Bondverfahren wird zunächst das Wedge/Wedge-Bonden mit einem Dickdrahtbonder eingesetzt. Hiermit konnten auf beschichteten Substraten automatisch gebondete Loops für eine optische Charakterisierung hergestellt werden. Die Verbindungsbildung erfolgt über einen Schmelzvorgang des Substrat- und Fasermaterials. In der frühen Phase des Projektes zeichnet sich bereits ab, dass die wichtigsten Randbedingungen bei der Entwicklung der Aufbautechnologie die reproduzierbare und riss-/bruchfreie Loopformung sowie die Anpassung der Kopplungsqualität durch die Bondparameter sein werden.