Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

Kapitel 3
3.1 Besonderheiten bei der Montage optischer Bauelemente
Bei der Montage optoelektronsicher Bauelemente auf ebenen Systemplattformen
sind im Vergleich zum standardmäßigen „Pick&Place“ folgende Besonderheiten zu
beachten, die die Entwicklung speziell angepasster Vorrichtungen und Technologien
erforderlich machen:
• Optische Bauelemente weisen Funktionsflächen auf, die empfindlich gegenüber
Verschmutzung und mechanischer Beanspruchung sind. Die Bereitstellung der
Bauelemente muss daher in Magazinen erfolgen, die Funktionsflächen nicht beschädigen,
leicht zu reinigen sind und keine Kontaminationen verursachen. Als
Material für solche Magazine kommen ausgasungsarme Kunststoffe wie PEEK
oder spanbar und gratfrei bearbeitbare Keramiken wie Macor ® in Frage.
• Die Vielzahl von Grundformen optischer Bauelemente (Rundoptiken, Planoptiken,
Sonderbauformen) macht die Verwendung angepasster Wirkelemente am Handhabungswerkzeug
erforderlich. Im Gegensatz zu Vakuumgreifern in der Baugruppenbestückung
der Elektronikfertigung, die sich meist für ganze Bauteilspektren
eignen, sind bei der Optikmontage für nahezu jedes Bauelement spezielle Wirkgeometrien
zu entwickeln. Die konstruktive Gestaltung der Schnittstelle zwischen
Greifer und Montagevorrichtung sollte sich an bestehenden Normen und Standards
wie der [DIN 32565] orientieren, um ein schnelles und präzises Auswechseln
der Handhabungswerkzeuge zu gewährleisten.
• Die Positionierung bzw. Justierung optischer Bauelemente kann in bis zu sechs
Freiheitsgraden erfolgen. Bei toleranzkritischen Systemen, z.B. der Einkopplung
von Signalen in Singlemode-Fasern, sind dabei kleinste Justierschrittweiten von
bis zu 100 nm [SIE-00] erforderlich. Für die markengeregelte Justierung ist eine
Beobachtbarkeit der Bauelemente am Montageort zu gewährleisten, während bei
der Justierung mit Hilfe der optische Funktion des optischen Bauelements dessen
Apertur nicht durch Handhabungs- oder Fügewerkzeuge verdeckt werden darf.
• Im Gegensatz zum „Pick&Place“, wo nach dem Absetzen des Bauelements der
Greifer gelöst und die Bauelementeposition bis zum eigentlichen Fügevorgang
durch Hilfsstoffe (Klebstoff) oder das Fügematerial selbst (Lotpaste) gehalten
wird, muss bei der Montage optischer Bauelemente die Position des Bauelements
unmittelbar nach dem Positionieren bzw. Justieren fixiert werden. Die zum Ein-
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