Laserstrahllöten : Technologie zum Aufbau optischer Systeme

Bei der Herstellung optischer und optoelektronischer Systeme tritt die Forderung nach einer erhöhten Integrationsdichte immer stärker in den Vordergrund. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an die Beständigkeit und Langzeitstabilität hybrider Systeme. Als etablierte Fügetechnologien existieren im Rahmen der Montage hybrider optischer Systeme gegenwärtig vor allem das mechanische Fassen/Klemmen und Kleben. Bestehende Lösungen sind jedoch unter den genannten Gesichtspunkten nicht ausreichend. Im Rahmen dieser Arbeit werden Fügetechnologien auf der Basis des Laserstrahllötens unter Anwendung extrem dünner Lotschichtsysteme untersucht, die eine präzise und langzeitstabile Verbindung von hybriden optischen Mikrosystemen ermöglichen. Eingesetzt werden AuSn-Lote. Das 80Au20Sn-Lot ist in seinen mechanischen Eigenschaften nur gering duktil und besitzt eine Fliessgrenze bei Raumtemperatur von 275 MPa. Dadurch sind AuSn-Lötverbindungen nur begrenzt in der Lage, Spannungen aufzunehmen, die auf Grund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hybrider Systeme während des Lötprozesses entstehen. Diese Spannungen sind insbesondere für sprödharte Materialien kritisch und werden im Vorfeld durch angepasste Methoden der FEM-Simulation abgeschätzt sowie durch eine geeignete Strahlformung und Auswahl der Werkstoffpaarung minimiert.