Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum ...

1. Einführung
Optische Systeme erschließen sich durch stetige Miniaturisierung, steigende
Komplexität und die Integration auch nichtoptischer Bauelemente und Funktionen
immer neue Anwendungsgebiete. Dabei kommen zur Erzeugung von Licht mit Hilfe
optoelektronischer Bauelemente, der Manipulation von Licht über Modulation, Abbildung
oder Ablenkung sowie der Detektion von Licht durch Sensorik neben
optischen Bauelementen zunehmend auch solche der Elektronik, der Aktorik und der
Silizium-Mikromechanik zum Einsatz. Optische Baugruppen nehmen daher zunehmend
den Charakter komplexer Systeme an, die in ihrer Gesamtheit entwickelt
und optimiert werden müssen. Gleichzeitig werden, von wenigen Ausnahmen aus
dem Bereich der Automobil- und Unterhaltungselektronik abgesehen, aufgrund von
Marktgegebenheiten nur kleine bis mittlere Stückzahlen solcher Systeme benötigt
[WEI-01]. In der Vergangenheit führte das meist zu einem teuren und dem Anwendungsfall
angepassten Systemaufbau, der sich an der „klassischen“ optischen
Bank orientiert und Optik, Elektronik und Mechanik als weitgehend autonome Einheiten
eines Gesamtsystems behandelt. Dies wird in vielen Fällen den gestiegenen
Anforderungen an Funktionalität, Packungsdichte und Lebensdauer bei möglichst geringen
Systemkosten nicht mehr gerecht. Ein neuer Ansatz, etablierte Technologien
bei der Integration elektronischer Baugruppen auf keramischen Substraten zu
nutzen, um auch optische Bauelemente darauf zu montieren und damit dem Bedürfnis
nach der Integration von Optik, Elektronik und zukünftig auch der Mikromechanik
zu entsprechen, ist deshalb Gegenstand der vorliegenden Arbeit.
1.1 Grundlegende Begriffe
Vor der Darstellung der Ziele dieser Arbeit im Vergleich zum Stand der Technik und
den Vor- und Nachteilen des gegenwärtigen Aufbaus optischer Systeme sollen zunächst
einige grundlegende Begriffe eingeführt werden.
Hybride Systeme gemäß der Thematik dieser Arbeit setzen sich aus diskreten
Bauelementen zusammen und bedürfen demzufolge immer der Montage als letztem
Schritt der Integration [HES-02] . Die hybride Integration ist zum einen oft zwingend
notwendig aufgrund unterschiedlicher Herstellungstechnologien für die zum Gesamtsystem
gehörenden diskreten Bauelemente. Zum anderen wird der alternative An-
Ebene Keramiksubstrate und neue Montagetechnologien zum Aufbau hybrid-optischer Systeme 9