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micro resist technology GmbH
Projektnummer
16SV2011
gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA), Mikrosysteme 2004 – 2009
Projektlaufzeit
01/2005 – 12/2008
Projektziele
Das Ziel des Projektes bestand in der Entwicklung einer elektrisch-optischen Leiterplatte, die durch integrierte Wellenleiter auf der Basis von speziellen Dünnglasfolien neben der elektrischen auch eine optische Datenübertragung ermöglicht. Die optischen Strukturen sollen entweder durch mechanische Strukturierung der Gläser und deren Kombination mit optischen Polymeren (organisch basierte Materialentwicklung) oder durch Modifizierung der Glaseigenschaften durch Ionenaustausch (anorganische Materialentwicklung) erzeugt werden. Aufbauend auf den Ergebnissen des NegIT-Projektes in dem die micro resist technology GmbH die Materialien für die Herstellung von polymerbasierten Wellenleitern für die Integration in Leiterplatten entwickelte, die als Produkte EpoCore und EpoClad gefertigt und dem Anwender angeboten werden, waren im Rahmen von FuBo optische Polymere mit einem zum Glasträger angepassten Brechungsindex erforderlich. Diese neue Anforderung an die zu entwickelnden Materialien wurde ebenfalls auf der Basis kommerziell verfügbarer Epoxidharzverbindungen erreicht.
Projektnutzen
Umfassende Untersuchungen an lichtempfindlichen Materialkombinationen aus aromatischen und aliphatischen Epoxidharzverbindungen und deren Charakterisierung hinsichtlich Schichtbildung, optischer Transparenz, Brechungsindex, Thermostabilität, UV-Härtung und lithographischen Strukturierungseigenschaften führten zu einsatzfähigen Produkten für die Herstellung von Wellenleitern mit Brechungsindices im Bereich von n = 1,52 - 1,59 bei einer Wellenlänge von λ = 850 nm. Für die Füllung der Strukturgäben (Core) und deren Abdeckung (Cladding) ergibt sich dadurch die Möglichkeit zur gezielten Einstellung der numerischen Apertur bei einem Einsatz von strukturierten Dünnglasträgern für die Wellenleiterherstellung. Ein photolithographisch strukturierbares Material ist hierfür nicht unbedingt erforderlich.
Abb.: Verfahrensschritte zur Realisierung eines doppelseitigen Polymerwellenleiters auf Dünnglassubstraten: a) Kernmaterial, Schichtdicke (dS) = 50 µm, UV-strukturiert, b) Doppelseitiges vernetztes Mantelmaterial mit dS = 70 µm, c) Hardbake bis 180 °C
Abb.: Ummantelter Wellenleiter auf planarem Dünnglas mit 0,3 dB/cm @ 850 nm
Somit steht der micro resist technology GmbH mit dem Projektergebnis eine Erweiterung der Produktpalette für die Herstellung von polymerbasierten Wellenleitern neben EpoCore und EpoClad zur Verfügung. Die entwickelten Materialien sind auch für die Herstellung von anderen optischen Komponenten mit speziellen Anforderungen an Transparenz und Brechungsindex geeignet.
Die zunehmende Nachfrage an kostengünstigen Produkten für die Massenfabrikation von optischen Komponenten lassen auch für die neu entwickelten Materialien sehr gute Vermarktungschancen erwarten.
Ausblick
Aus den vorliegenden Projektergebnissen und dem Potential an Modifizierungsmöglichkeiten der entwickelten Materialkombinationen ergeben sich weitere Applikationsmöglichkeiten. Dies betrifft insbesondere ihren Einsatz für die materialsparende Strukturierungsmethode des Ink-jettens, sowie für die Laserdirektstrukturierung für die Herstellung von Volumenhologrammen und Single Mode Wellenleitern. Damit eröffnen sich weitere Anwendungsfelder mit einem Bedarf an kostengünstigen Produkten für die Massenfertigung.
