Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

3. Montage hybrid-optischer Systeme auf ebenen Keramiksubstraten
Wie in Kapitel 1.1 bereits ausgeführt, umfasst die Montage hybrider Systeme das definierte
Bereitstellen der Bauelemente für den Montageprozess, deren Handhabung,
das Positionieren bzw. Justieren der Bauelemente am Ort der Montage und schließlich
die Fixierung durch ein geeignetes Fügeverfahren. Ziel des Montageprozesses
ist es, die Bauelementeposition innerhalb einer Baugruppe mit einer ausreichenden
Genauigkeit herzustellen und zu fixieren. Der dabei entstehende Aufwand macht, wie
bereits erwähnt, unter Umständen den größten Teil der Produktkosten aus.
Es wird daher angestrebt, unter Beachtung aller Randbedingungen diesen Aufwand
zu minimieren. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten keramischen Systemplattformen
tragen dazu bei, indem diese:
• integrierte mechanische Strukturen zum unmittelbaren Fassen und Positionieren
optischer Bauelemente bereitstellen, so das zusätzliche Montageschritte, wie sie
beim Einsatz mittelbarer Fassungen notwendig sind, entfallen können,
• hybride Elektronikbaugruppen direkt auf der Systemplattform integrieren und so
die In-Situ-Ansteuerung optoelektronischer Bauelemente ermöglichen, um deren
Signal zur Justierung zu nutzen bzw. deren Funktion zu prüfen.
Aufgrund der Ähnlichkeit von keramischen Systemplattformen mit Leiterplatten aus
der Elektronikfertigung ist es naheliegend, dort eingeführte Montagetechnologien wie
das „Pick & Place“ auch bei der Montage hybrider optoelektronischer Systeme zu
nutzen. Der Begriff des „Pick&Place“ beschreibt dabei eine Teilmenge der Montagetechnologien
hybrider Elektronikbaugruppen und hat sich in der Leiterplattenbestückung
etabliert als die Bezeichnung der Aufnahme von elektronischen Bauelementen
aus Magazinen („Pick“) und deren Positionierung („Place“) am Montageort
[HAR-99, HAR-02]. Resultierend aus zumeist flächenförmigen Bauelementen wie
SMD-Bauteilen oder auch Nacktchips („Bare-Die“) kommen bei der Handhabung
Vakuumgreifer zum Einsatz. Die Positionierung der Bauelemente erfolgt in den vier
durch die Leiterplatte vorgegebenen Freiheitsgraden mit der Genauigkeit der Positioniersysteme,
die beim vollautomatischen Bestücken ±30µm [SIE-04] und in Sonderfällen
auch ±1 µm [FIN-04] Genauigkeit erreichen.
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