Forschung & Entwicklung

Innovative Bondtechnologien für optische Systeme

Integriert optische Systeme finden in ganz unterschiedlichen Bereichen Verwendung. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Verbindung der optischen Flächen, das sogenannte Bonden. Bisherige Bondverfahren erfüllen diese Anforderungen nur unzureichend.

Zum Fixieren optischer Systeme werden gegenwärtig Klebetechnologien verwendet, die aufgrund des Einsatzes eines organischen Polymers hinsichtlich der thermischen und mechanischen Stabilität begrenzt sind. Um diese Grenzen in der optischen Systemtechnik zu überwinden, um neue Märkte wie Automotive, Medizintechnik oder Laser zu adressieren, bedarf es der Entwicklung neuer Fügetechnologien.

Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität und des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena haben jetzt im Rahmen des Projekts ‚Opti-Bond‘ der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) neue Wege eingeschlagen: Ihnen ist es gelungen, innovative Bondtechnologien zu entwickeln, die die bekannten Grenzen der Einsetzbarkeit optischer Systeme aufheben und neu definieren.

Projektleiterin Dr. Ramona Eberhard vom IOF: „Im Rahmen des IGF-Vorhabens konnten wir drei komplett neuartige Verfahren entwickeln. Einerseits das direkte Bonden, bei dem die Probenoberflächen aktiviert werden durch Plasma, dann ein Verfahren bei dem wir eine silikatische Fügelösung verwenden und schließlich ultrakurze Laserpulse, die transparente Glasproben ganz ohne eine Zwischenschicht aneinanderschweißen. Den bisherigen Fügeverfahren sind die neuen Technologien deutlich überlegen.“ Die neuen Technologien ermöglichen ein breites Bauteilspektrum. Gleichzeitig erlauben sie es, sowohl gleiche als auch unterschiedliche Materialien miteinander zu verbinden. Die neuen Fügetechnologien sind kostengünstiger, halten hohen Temperaturen und Leistungsdichten stand und sind zudem auch bei gekrümmten Flächen einsetzbar.

Die innovativen Bondverfahren erschließen so völlig neue Anwendungsfelder für optische Systeme. Das Industrieinteresse ist dementsprechend groß. „Unmittelbar nach Projektabschluss sind alle drei Verfahren von der Industrie aufgegriffen und in die Verwertung überführt worden, sowohl von kleinen und mittleren Unternehmen, als auch von Großunternehmen. Eines der Verfahren wird bereits in der Halbleitermesstechnik eingesetzt, ein anderes wird von der europäischen Weltraumagentur (ESA) weiterentwickelt für Erdbeobachtungen“, freut sich Markus Safaricz, Geschäftsführer der Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik (F. O. M.).

Das IGF-Projekt war im November 2018 für den Otto von Guericke-Preis der AiF nominiert. Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10 000 Euro dotiert.

von mn

www.iof.fraunhofer.de

www.uni-jena.de

www.aif.de

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