Neue Wege - Kontaktierung von Lichtwellenleitern mittels Drahtbonden

摘要

Zur Kontaktierung von Polymer-Lichtwellenleitern, werden die extrem dunnen, optisch transparenten Polymerfasern vom Verfahrensablauf ahnlich wie bei der Drahtbondtechnik verschweisst. Das Drahtbonden wird in der Mikroelektronik typischerweise zur elektrischen Kontaktierung von Chip und Substrat uber dunne Drahtverbindungen, zumeist aus Al oder Au, genutzt. Die stoffschlussige Verschweissung der Kontakte wird durch Reibung (Ultraschall), Druck und Deformation der Kontaktmaterialien sowie Interdiffusionsprozesse in der Verbindungsstelle erzeugt. Zur Kontaktierung optischer Fasern aus Polymerwerkstoffen mussen z.T. andere Wege gegangen und neue Werkstoffkombinationen erprobt werden. Die Durchmesser von Polymerfasern liegen in einem auch fur Bonddrahte typischen Bereich von 30 - 500μm. Erfahrungen uber geeignete Kontaktsysteme (Faser-/Substratmaterial) liegen noch nicht vor und mussen zunachst generiert werden. Im Rahmen des wissenschaftlichen Vorprojektes namens KOBOLD ("Kostengunstige Optische BOndtechnik fur Laser, LEDs und Detektoren") werden derzeit die ersten Fragestellungen zur Machbarkeit geklart. Als Bondverfahren wird zunachst das Wedge/Wedge-Bonden mit einem Dickdrahtbonder eingesetzt. Hiermit konnten auf beschichteten Substraten automatisch gebondete Loops fur eine optische Charakterisierung hergestellt werden. Die Verbindungsbildung erfolgt uber einen Schmelzvorgang des Substrat- und Fasermaterials. In der fruhen Phase des Projektes zeichnet sich bereits ab, dass die wichtigsten Randbedingungen bei der Entwicklung der Aufbautechnologie die reproduzierbare und riss-/bruchfreie Loopformung sowie die Anpassung der Kopplungsqualitat durch die Bondparameter sein werden.