Im Bereich Photonic Packaging werden die am Fraunhofer HHI entwickelten optischen Chips in Demonstrator-Module gebaut. Dazu gehören die optische Kopplung an Glasfasern sowie der elektrische Anschluss an Hochfrequenz-Konnektoren.
Darüber hinaus bietet die Gruppe Partnern die Entwicklung und Umsetzung maßgeschneiderter Modul-Prototypen oder Submounts an.
Gehäuse
Die Modulplanung beginnt mit einem 3D-Modell des Aufbaus. Je nach Anwendung und Stückzahl wird hierbei ein individuelles Gehäuse entworfen oder ein Standard BTF-Gehäuse ausgewählt.
Individuell entworfene Gehäuse werden in der hauseigenen Werkstatt schon ab sehr kleiner Stückzahl kosteffizient hergestellt.
Optische Kontaktierung
Das Fraunhofer HHI hat langjährige Erfahrung in der Umsetzung mit verschiedenen Koppel- und Glasfaser-Varianten wie:
- Aktive und passive Kopplung
- Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern
- Polarisationserhaltende Fasern
- Taperfaser, Butt-Faser und Faser-Arrays
- Linsenkopplung
Elektrischer Anschluss
Die elektrische Kontaktierung der Chips umfasst neben den Anschlüssen für die Versorgung meist eine Hochfrequenz-Signalführung vom Chip bis zum Konnektor bei bis zu 100 GHz und darüber hinaus.
Die hierfür verwendeten Schaltungsträger werden im Haus designt und hergestellt:
- Die Laserstrukturierung metallisierter Keramiksubstrate ermöglicht eine schnelle und individuelle Umsetzung von Schaltungsträgern für Frequenzen bis zu 20 GHz.
- Wenn die Anforderungen an die Präzision höher sind, kommen per Electroplating lithografisch übertragene Strukturen zum Einsatz. Die Nutzung der hauseigenen Ebeam-Anlage macht auch diesen Prozess schnell und individuell anpassbar.
Für die Kontaktierung von Chip und Schaltungsträger ist das Equipment für verschiedene Drahtbond und Flip-Chip-Prozesse vorhanden:
Drahtbonden
- Gold- oder Aluminiumdraht
- Ball, Wedge
- Deep Access
- Drahtstärken ab 17,5µm
- Manuell oder Automatisiert
- HF-Draht-Bonds bis 100GHz
Flip-Chip
- Gold-Zinn und SAC Reflow
- Lotpasten und Leitkleber
- Lot-Preforms
- Sputtern von AuSn-Pads
In der Chipmontage wird neben Lötprozessen eine Vielzahl von Klebern genutzt, deren mechanische, optische, thermische und elektrische Eigenschaften an die jeweilige Anwendung angepasst sind. Die Montage geschieht manuell oder maschinengestützt mit Positioniergenauigkeiten von unter einem Mikrometer.