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TRR 123 PlanOS – A05 Optodisches Bonden elektkro-optischer integrierter Schaltkreise auf Foliensubstraten

Laufzeit:01/2013 - 12/2017
Förderung:DFG - Transregio 123
Kontakt:yixiao.wangita.uni-hannover.de
Web:www.transregio123.de

Bild TRR 123 PlanOS – A05 Optodisches Bonden elektkro-optischer integrierter Schaltkreise auf Foliensubstraten

Das langfristige Ziel des SFB/TRR 123 ist es, optische Quellen und Senken direkt im Polymer zu erzeugen. Mittelfristig ist allerdings eine hybride Lösung aus halbleiterbasierten opto-elektronischen Quellen und Senken aufgrund der hohen optischen Leistung und der sich aus der bereits ausgereiften Halbleitertechnologie ergebenden Zuverlässigkeit unumgänglich. Insbesondere als Pumpquellen für Laser in der optischen Folie und zur Analyse von Spektren werden Halbleiterbauelemente weiterhin eine wichtige Rolle spielen.

Die Montage von Chips auf Folien ist beispielsweise im Bereich der RFID-Transponder Stand der Technik. Hierbei kommen allerdings wärmehärtende Kleber zum Einsatz, die entweder sehr lange Prozesszeiten benötigen oder nur auf temperaturbeständigen Substraten verwendbar sind. Ein mögliches Verfahren stellt die Verwendung UV-härtender Klebstoffe dar. Diese werden zur mechanischen Fixierung und wenn möglich zur elektrischen Kontaktierung verwendet. Das zur Härtung notwendige UV-Licht wird dabei durch die Folie hindurch eingebracht. Das Verfahren wird als "optodisches Bonden" bezeichnet und am ITA entwickelt. Es ermöglicht kurze Prozesszeiten ohne die Folie oder den Chip thermisch zu beanspruchen. Bisherige Verfahren erreichen mechanischen Festigkeiten von 20 N/mm² und mehr, was auch in diesem Projekt angestrebt wird.

Optodisches Bonden ist ein kalter Fügeprozess und stellt eine neuartige Lösung für das Fügen von opto-elektronischen Komponenten auf kostengünstigen Polymerfolien dar, die meistens, wie z. B. PMMA und PET, niedrige Glasübergangstemperaturen (Tg) besitzen. Die zentrale Fragestellung im optodischen Bondprozess ist neben der Gewährleistung der im Bondprozess zu erreichenden mechanischen Festigkeit, elektrischen Leitfähigkeit und thermischen Stabilität auch die Herstellung der optischen Kopplung zwischen opto-elektronischen Komponenten und Lichtwellenleitern. Allerdings hat die Wärmeableitung im anschließenden Betrieb der aktiven opto-elektronischen Komponenten einen wesentlichen Einfluss auf die Performanz. Diese Ableitung ist Grundvoraussetzung, um das funktionsfähige mechanische, elektrische und optische Leistungsverhalten zu erfüllen.

Halbleiterbasierte LED, Laser- oder Photodioden im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1.100 nm werden für die Entwicklung und Erprobung des optodischen Bondens eingesetzt sowie auf deren Eignung für die Signalübertragung untersucht.

Weitere Informationen erhalten Sie unter: www.transregio123.de.

Publikationen

Wang, Y.; Rother, R.; Overmeyer, L.; Müller, C. (2015): Optoelectronic packaging on flexible substrates using flip chip-based optodic bonding , 65th IEEE Electronic Components and Technology Conference, ECTC 2015; Volume 2015-July, 15 July 2015, Article number 7159768, Pages 1318-1323. San Diego (USA): IEEE.

Wang, Y.; Hachicha, B.; Overmeyer, L (2015): Surface Integration of Optoelectronic Components and Polymer Optical Waveguides in Planar Optronic Systems, Tagungsband XII. ITG-Workshop Fachgruppe 5.3.2 Optische Komponenten für Cloud-Datacenter, S. 129-131 Göttingen: CUVILLIER Verlag weitere Informationen

Xiao, Y.; Hofmann, M.; Sherman, S., Wang, Y..; Zappe, H. (2015): Technology for Polymer-based Integrated Optical Interferometric Sensors Fabricated by hot-embossing and Printing, CSTIC 2015 weitere Informationen

Wang, Y.; Wolfer, T.; Lange, A.; Overmeyer, L. (2016): Optical Coupling of Bare Optoelectronic Components and Flexographically Printed Polymer Waveguide in Planar Optronic Systems, Proc. SPIE 9891, Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits V, 989103

Wang, Y.; Overmeyer, L. (2016): Chip-Level Packaging of Edge-Emitting Laser Diode onto Low-Cost Transparent Polymer Substrates using Optodic Bonding, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, Vol.6 , No. 5, pp. 667-674

Wang, Y.; Gauch, M.; Ristau, D.; Overmeyer, L. (2016): Fine-Pitch Chip-on-Flex Packaging of Optoelectronic Devices using Low Temperature Optodic Bonding, 2016 Pan Pacific Microelectronics Symposium (Pan Pacific), 25-28 Jan. 2016 Big Island, HI, S. 1-9, IEEE

Wolfer, T.; Wang, Y.; Overmeyer, L. (2016): Flexographic printing of multimode waveguides and optodic bonding of laser diodes for integrated polymer optical sensor systems, DGaO Jahrestagung 2016 Mai 2016 Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO) Hannover weitere Informationen

Wang, Y.; Yang, X.; Overmeyer, L. (2016): Simulative Investigations of the Mechanical Reliability of the Flexible Optoelectronic Packaging Using Optodic Bonding, 66th Electronic Components and Technology Conference (ECTC), 06.2016, IEEE, Las Vegas.

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