Fertigung

Einsatz von 3D-Druckern in der Mikrointegration

| Autor / Redakteur: Dr. Fabian Niesler *, Martin Hermatschweiler *, Anke Werner * / Sebastian Gerstl

Mikrointegration auf demVormarsch

Als Schlüsseltechnologie leistet die Photonik einen bedeutenden Innovationsbeitrag für das Wirtschaftswachstum. Insbesondere in 2015, dem „Internationalen Jahr des Lichts und der lichtbasierten Technologien“, soll die Bedeutung von Licht für jegliche Form des Lebens auf der Erde sowie als zentraler Bestandteil von Wissenschaft und Kultur ins Bewusstsein gerufen werden. Aktuell bildet die Branche der Optischen Technologien mit etwa 300.000 Beschäftigten in Europa einen bedeutenden Wirtschaftsfaktor und wächst weiter, betonte Prof. Krubasik von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) während der Eröffnungsfeier im Februar diesen Jahres.

Dabei ist die Mikrointegration eines der derzeit ökonomisch bedeutendsten Forschungsgebiete im Bereich der Optik. Sie bezeichnet die drastische Kosten- und Bauraumreduzierung optischer Funktionselemente. Verfügt heutzutage beinahe jedes technische System über integrierte elektronische Schaltkreise, so werden in Zukunft auch integrierte optische Komponenten in unserem Alltag allgegenwärtig sein.

Im Rahmen der bundespolitischen „Hightech-Strategie 2020“ wird auch das Projekt „Phoibos-Photonische Wirebonds für optische Multi-Chip-Systeme“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit Investitionen in Höhe von insgesamt 2,9 Millionen Euro gefördert. Ziel des Projektes ist es, innerhalb von drei Jahren Know-how und Verfahren für die optische Mikrointegration zu erarbeiten und breite industrielle Anwendungen zu ermöglichen. Zu den PArtnern des Projekts zählen neben dem koordinierenden Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Gerätehersteller Nanoscribe auch IBM, Alcatel-Lucent, FCI Deutschland GmbH, IHP GmbH, die Carl Zeiss AG sowie das Fraunhofer Heinrich-Hertz Institut.

Unter dem Einsatz des 3D Laserlithografiesystems Photonic Professional ist Phoibos-Projektleiter Prof. Dr. Christian Koos (KIT) erstmals die optische Verdrahtung optoelektronischer Chips gelungen. Optische Verbindungen zwischen kostengünstigen, siliziumbasierten Komponenten und anderen Materialplattformen zum Aufbau sogenannter Multi-Chip Module sind technologisch extrem anspruchsvoll. Sie stellen höchste Anforderungen sowohl an die Positioniergenauigkeit der optischen Leiter als auch an die optische Qualität der Kontaktstellen.

Unter Anwendung von 2PP lassen sich mikrometerkleine polymere Lichtwellenleiter, sogenannte photonische Wirebonds (PWB), direkt auf siliziumbasierten Komponenten realisieren. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können auf diese Weise optimal angepasste, optische Schnittstellen erzeugt werden, die die Basis für optische Multi-Chip Module bilden – eine Aufgabe, für die der 3D Druck auf der Mikrometerskala prädestinierst ist! (Weitere Infos auch unter www.photonikforschung.de)

Da die auf photonischen Prozessen basierten Verfahren aufgrund der großen Bandbreite an Funktionen, Materialien und Strukturen im Vergleich zur Elektronik weit aufwändiger sind, steht die Mikrointegration erst am Beginn ihrer Entwicklung. Nanoscribe Geschäftsführer Martin Hermatschweiler ist überzeugt, dass diese extrem leistungsfähigen optischen Schaltungen in ein paar Jahren zum Standard in vielen Anwendungsbereichen wie z.B. der Telekommunikation, Medizintechnik, Konsumelektronik oder auch der Anlagensteuerung werden.

Diese Vision war auch die Triebfeder für PILOT-3D: Gemeinsam mit den Instituten IMT und IPQ des Karlsruher Institutes für Technologie hat Nanoscribe kürzlich ein Service-Labor für optische Chips ins Leben gerufen. In dem bestens ausgestatteten Labor im Raum Karlsruhe wird Interessenten eine hochtechnologische, spezialisierte Plattform sowie umfangreiches Know-how rund um das Thema High-Speed Datenkommunikation angeboten. (www.pilot-3d.de)

Inhalt des Artikels:

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung ...
(nicht registrierter User)

Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
Kommentar abschicken
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 43351263 / Mikro-/Nanotechnologie)