Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

Kapitel 1
gen, zu minimieren oder so einzuleiten, dass das Bauelement gegen mechanische
Anschläge gezogen wird, die eine mögliche Bewegung einschränken.
1.2 Zielstellung der Arbeit
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Eignung ebener, strukturierter, keramischer
Substrate als Systemplattform für Aufbau und Montage hybrid-optischer Systeme
nachzuweisen. Die zugrunde liegenden Überlegungen zielen auf die Verwendung
ein- und mehrlagiger ebener keramischer Substrate, die in Verbindung mit dünn- und
dickschichttechnologisch hergestellten Leiterzügen als Schaltungsträger aus der Fertigung
hybrider Elektronikbaugruppen bereits bekannt sind. Anspruch der Arbeit ist
es, mit Hilfe geeigneter und etablierter Verfahren zur mechanischen Bearbeitung
unmittelbare Fassungen für optische Bauelemente in diesen Substraten zu strukturieren,
die erreichbaren Strukturgenauigkeiten theoretisch und anhand von Versuchsmustern
zu ermitteln und diese Genauigkeiten in ihrem Einfluss auf die Montage optischer
Bauelemente entsprechend Bild 3 zu bewerten. Mit der in der Form bisher
nicht realisierten Integration von Optik und Elektronik auf einer gemeinsamen
Systemplattform sollen miniaturisierte Systeme mit hoher Packungsdichte aufgebaut
werden, da der mögliche Verzicht auf mittelbare Fassungselemente die Anordnung
von Bauelementen auf engstem Raum erlaubt. Folgende Schwerpunkte für die
theoretischen und experimentellen Untersuchungen werden in der Arbeit untersetzt:
• Charakterisierung verfügbarer Materialsysteme und Substrate: Beispielhaft werden
die in der Elektronikfertigung verbreiteten Keramiken Al 2 O 3 und LTCC bezüglich
ihrer Eignung für die Zielstellung bewertet, insbesondere hinsichtlich verfügbarer
Substratgeometrien, Toleranzen (Ebenheit, Rauheit) und thermomechanischer
Eigenschaften. Die Analyse der bei den Substratherstellern vorhandenen
Technologien zur Fertigung und Strukturierung keramischen Substrate liefert
Rückschlüsse auf die Eignung der einzelnen Verfahren und die zu erwartenden
mechanischen Strukturgenauigkeiten. Schlussfolgernd daraus ergeben sich Anhaltspunkte
dafür, welche Bauformen hybrider Systeme (Größe, Komplexität) für
Systemplattformen auf Basis keramischer Substrate geeignet sind.
• Untersuchung von Fassungsstrukturen: Mit Hilfe von mechanischen Bearbeitungsverfahren
werden in den Substraten Strukturen erzeugt, die zur Fassung optischer
Bauelemente dienen. Die zur Verfügung stehenden Verfahren ergeben
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