Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

• Die temperaturgeregelte Prozessführung des Laserstrahllötens stößt aufgrund
der schrägen Einstrahlung des Laserstrahls, der geometrischen Unregelmäßigkeit
der Fügeflächen und der damit verbundenen Unsicherheit bei der Aufnahme des
Temperatursignals an Grenzen und führt derzeit zu keinen reproduzierbaren Ergebnissen.
Es ist zu prüfen, ob eine leistungsgesteuerte Prozessführung in geeigneter
Weise für das schrägeinstrahlende Laserstrahllöten parametrisiert
werden kann.
• Der metallische Grundkörper der Laserdiode stellt eine große Wärmesenke dar,
die es verhindert, dass der Laser diese Benetzungsfläche ausreichend erwärmen
kann, was ebenfalls zu Benetzungsproblemen und nicht reproduzierbaren Fügeergebnissen
führt.
4. Diskussion der Ergebnisse
Mit den Resultaten der Montage der Strahlkollimationsbaugruppe auf der keramischen
Systemplattform in LTCC kann die in Bild 3 allgemein dargestellte Toleranzkette
bei der Montage hybrid-optischer Systeme nun für die beiden Strategien des
Positionierens an mechanischen Anschlägen und des Justierens mit Hilfe der optischen
Funktion mit konkreten Werten untersetzt werden. Unter Berücksichtigung
der Einschränkung, dass bei der Realisierung des vorgeschlagenen Aufbaukonzepts
auf industriell verfügbare Strukturierungstechnologien für ebene keramische Substrate
zurückgegriffen werden soll, sind die Ergebnisse wie folgt zu beurteilen:
• Die Strukturierung ebener keramischer Substrate erlaubt es, auf mittelbare und
zusätzliche Fassungselemente zu verzichten. Die Montage hybrid-optischer Systeme
kann so wesentlich vereinfacht werden. Die besonders einfache und kostengünstige
Montage, bei der Bauelemente gegen mechanische Anschläge positioniert
werden, ist mit dem vorgestellten Lösungsansatz und den derzeit verfügbaren
Strukturierungstechnologien theoretisch dann sinnvoll, wenn die zulässigen
Positionstoleranzen des zu montierenden Bauelements > ±20 µm (Einlagentechnologie)
bis ±50 µm (Mehrlagentechnologie) betragen. Praktisch müssen die
Strukturierungstechnologien im Prototypenstadium evaluiert und optimiert werden,
da insbesondere in der Mehrlagentechnologie noch größere Ungenauigkeiten
(bis ±90 µm, Bild 54) auftreten können.
Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum Aufbau hybrid-optischer Systeme 89