Foto: per Laser gelötete Glasproben
Proben, die mit laserbasiertem
Glaslötverfahren miteinander ver-
bunden wurden; © Fraunhofer ILT

Halbleiter, Sensoren oder optische und medizintechnische Systemkomponenten enthalten hochempfindliche Elektronikelemente. Diese dürfen häufig nicht mit Wasser, Sauerstoff und anderen Elementen in Berührung kommen und müssen deshalb hermetisch verschlossen werden. Das gasdichte Packaging des komplizierten Innenlebens stellt eine große Herausforderung für den Fügeprozess der Mikrobauteile dar.

Bislang werden temperaturlabile Komponenten in der Regel geklebt. Allerdings haben Langzeittests bei erwiesen, dass die Haltbarkeit der Klebeverbindung begrenzt ist. Nach und nach gelangen Sauerstoff und Feuchtigkeit in das Innere des Bauteils und beeinträchtigen so seine Funktion. Insbesondere für Bauteile im medizintechnischen Bereich sind die begrenzte Haltbarkeit und die Temperaturempfindlichkeit der Klebeverbindungen problematisch, da sie zum Beispiel Sterilisierungsprozessen nicht standhalten.

Eine geeignete Lösung bietet hier das laserstrahlgestützte Löten mit Glaslotwerkstoffen. Es handelt sich dabei um ein relativ junges Fügeverfahren, das sich durch eine minimale thermische Belastung des Gesamtbauteils auszeichnet.

Forscher des Fraunhofer ILT entwickeln dieses Verfahren derzeit mit dem Ziel, es bald für die Serienfertigung einsetzen zu können. Bei dieser Fügetechnik wird zunächst das Lot aus einer Glaspartikelpaste mit Hilfe einer Printmaske präzise auf den Deckel des Bauteils aufgetragen. Im Ofen wird dieses Lot, je nach Art der verwendeten Glaspaste, bei einer Temperatur von 350 bis 500 Grad Celsius vorverglast, so dass die Bindemittel der Paste verdampfen. Nach der Abkühlphase des Lots wird das Elektronikbauteil mit dem Deckel zusammengeführt.

Im Vergleich zum Klebeverfahren bietet das lasergestützte Verfahren eine erhebliche Erhöhung der Haltbarkeit des gesamten Mikrobauteils. Die Lotnaht ist zudem völlig blasen- und rissfrei. Gerade für den medizinischen Bereich bedeutet dies eine signifikante Erhöhung der Sicherheit.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT