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.