Ziel der Entwicklung
Bei der Mikromontage von optischen Sensorbaugruppen werden verschiedene Kleb- und Füllstoffe eingesetzt – z.B. beim Fügen oder Hinterfüllen von optischen Fenstern, Filtern oder Fasern in oder an den Licht-Detektoren. Häufig werden dazu Dispens-Prozesse gewählt, bei dem das Additiv an der richtigen Stelle und in der richtigen Menge für jedes Bauteil appliziert wird. Dieser Standardprozess ist – insbesondere bei kleinen Losgrößen – anfällig für Fehler (wie Lufteinschlüsse, Über- oder Unterdosierung) und Materialänderungen (z.B. durch Standzeiten, Temperatur- oder Lagerungseinflüsse) und zudem ein Einzelprozess pro Braugruppe.
Ziel der Projektarbeit war daher die Entwicklung von innovativen Montagetechnologien auf Basis von vorstrukturierten Adhäsivschichten mit verbesserter Platziergenauigkeit und Haftfestigkeit der Bauteile. Diese Klebstoffschichten lassen sich bereits auf Wafer- oder Nutzenlevel aufbringen und strukturieren, was zu einer Erhöhung des Automatisierungsgrades führen soll. Zudem kann die Menge bzw. Filmdicke der Adhäsivschichten mit hoher Genauigkeit eingestellt und reproduziert werden, was ein Über- oder Unterdosieren und auch das Risiko für Einschlüsse und andere Defekte signifikant reduzieren kann bzw. gänzlich vermeidbar macht.
Im Rahmen der Projektarbeit wurden verschiedene Technologie (z.B. Drucktechniken und Laminate) evaluiert, verschiedene Materialien erprobt und passende Prozesse entwickelt. Dabei wurden die Möglichkeiten und Grenzen ermittelt und Vorzugsvarianten erarbeitet.
Vorteile und Lösungen
Durch das hochpräzise Aufbringen von Adhäsivschichten konnten die Platziergenauigkeit und die Haftfestigkeit von Bauteilen auf Substraten wesentlich verbessert werden bei gleichzeitiger Verringerung des Footprints. Die entwickelten Automatisierungslösungen erlauben die vollständige automatische Montage von Baugruppen auf Wafer- bzw. Nutzenlevel und verringert somit wesentlich die Prozesszeiten. Die Risiken – wie z.B. Einschlüsse, Über- / Unterdosierung, Umwelteinflüsse auf die Prozesse – werden im Vergleich zum etablierten Dispensverfahren deutlich reduziert. Zudem werden die Streuung der Eigenschaften von montiertem Bauteil zu Bauteil sowie die Reproduzierbarkeit signifikant verbessert.
Zielgruppe und Zielmarkt
Das Projekt wurde an aktuellen Bedarfen der Mikrosystemtechnik ausgerichtet. Von den Ergebnissen profitieren einerseits Partner und Kunden des CiS Forschungsinstituts, welche zukünftig die erarbeiteten Technologien und deren Vorteile bei der Mikromontage von Sensorsystemen für ihre Lösungen nutzen können.
