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Kapitel 2 Tabelle 5: Vergleich von mittelbar und unmittelbar integrierter Fassungen Vorteile Nachteile Mittelbar integrierte Fassungen • justierbare Ausführung möglich • Geometrien unabhängig von Substratherstellung und -strukturierung • Genauigkeiten unabhängig von Substratherstellung und -strukturierung • angepasster, stufenweiser Materialübergang zwischen Bauelement und Substrat möglich (thermische Kompensation) • zusätzlicher Herstellungsprozess für die Fassungselemente • eingeschränkt miniaturisierbar • zusätzlicher Montageprozess • großer Abstand optische Achse – Plattform • unsymmetrische Schnittstelle Fassung - Plattform • zusätzlicher thermischer Widerstand im Wärmeübergang Unmittelbar integrierte Fassungen • erfolgt im Rahmen der Substratherstellung, keine separate Herstellung von Fassungen notwendig • miniaturisierbar, Größe nur abhängig von Auflösung bei der Substratstrukturierung • unmittelbare Montage des Bauelements auf dem Substrat • geringer Abstand optische Achse – Substrat • direkter Materialübergang Bauelement – Substrat (Wärmeableitung) • in der Regel nicht justierbar • mögliche Geometrien abhängig vom Herstellungsprozess des Substrats • Genauigkeiten abhängig vom Herstellungsprozess des Substrats • unsymmetrisches Fassungsgeometrie 2.2 Strukturierung ebener Keramiksubstrate Die dem Lösungsansatz zugrundeliegenden unmittelbar integrierten Fassungen sind in Formenvielfalt und Strukturgenauigkeit abhängig von den für die Substrate verwendeten Materialien und Strukturierungsverfahren. Im folgenden werden Al 2 O 3 und LTCC als Materialbasis und die dafür verfügbaren Strukturierungsverfahren vorgestellt. Der Schwerpunkt bei den Strukturierungsverfahren liegt dabei auf industriell verfügbaren und etablierten Technologien, die zur Erzeugung der in Kapitel 2.3 aufgeführten Fassungsgeometrien verwendet werden können und mit denen in Kapitel 2.4 ein Substrat als Plattform für das Applikationsbeispiel der Strahlkollimationsoptik realisiert wird. 2.2.1 Al 2 O 3 und LTCC als Materialbasis Aluminiumoxidkeramik und LTCC sind zwei der gebräuchlichsten Materialsysteme für Schaltungsträger der Hybridtechnik. Al 2 O 3 -Substrate als Basis für einlagige Substrate mit Vorder- und Rückseitenstrukturierung werden gegenwärtig vor allem aus 96%iger Al 2 O 3 -Keramik durch Trockenpressen hergestellt. Der Restanteil ist Glas (SiO 2 , MgO) und dient der verbesserten Haftfestigkeit der ebenfalls mit Glasanteilen Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum Aufbau hybrid-optischer Systeme 34
Kapitel 2 versehenen metallischen Dickschichten [HAN-94]. Standardabmessungen liegen im Bereich bis zu 115 x 115 mm 2 bei einer Dicke von 0.635 mm bis 10 mm [CER-04], wobei Substrathersteller für die Elektronikfertigung standardmäßig nur Dicken bis 2 mm verarbeiten. Die Oberflächenrauhigkeit R a von trockengepressten Al 2 O 3 -Substraten beträgt ≤ 0.6 µm bei einer normierten Ebenheit c ≤ 40 µm/cm. Für höhere Anforderungen kommt 99.6%ige Al 2 O 3 -Keramik zum Einsatz, bei der durch eine Nachbehandlung mittels Schleifen, Läppen oder Polieren eine Rauhigkeit von
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