In der Elektronikfertigung bietet der Einsatz von Glas als Baugruppenträger viele Vorteile. Neben der Übertragung optischer Signale ermöglicht es auch eine deutlich höhere Datenübertragung in Anwendungen wie Automobil- und Telekommunikationstechnik sowie KI-Anwendungen. Forscher am Fraunhofer IZM haben im Rahmen des Forschungsprojektes „Integrierte Elektro-Photonische Panelsysteme“ (EPho) eine Anlage entwickelt, die die Ausbreitungsverluste von integrierten Lichtwellenleitern automatisiert charakterisiert.
Miniaturisierung der Transistoren stößt an Grenzen – Glas als Lösung
In einer digitalisierten Welt, in der die Datenmengen rapide wachsen, werden neue Lösungen benötigt, um Daten effizient zu verarbeiten und zu übertragen. Die Miniaturisierung von Transistoren und deren Ankontaktierung stößt jedoch in Datenzentren und High-Performance-Computern an ihre Grenzen. Um dennoch mehr Transistoren pro Package zu ermöglichen und eine höhere Leistungsdichte zu erreichen, werden Chiplets verwendet. Glas als Substratmaterial erfüllt die Anforderungen an die effektive Verbindung dieser Chiplets und ermöglicht die Integration optischer Lichtwellenleiter. Dadurch können elektro-optische Leiterplatten sowohl elektrische als auch optische Signale übertragen und die Datenübertragung erheblich verbessern.
Das Fraunhofer IZM hat einen bahnbrechenden Prozess entwickelt, um dämpfungsarme single- und multi-mode Wellenleiter mittels Ionenaustauschverfahren in großformatigen Dünngläsern herzustellen. Die Inspektion dieser Glaspanels stellte eine Herausforderung dar, weshalb eine automatisierte Anlage entwickelt wurde, um die Ausbreitungsverluste der integrierten Lichtwellenleiter zu charakterisieren. Diese Anlage erkennt nicht nur die Kanten des Substrats und eventuell vorhandene Marken, sondern auch die genaue Position der Messfaser, um die Einfügeverluste aller ausgewählten Wellenleiter automatisiert zu messen.
Die entwickelte Anlage stellt eine effektive Kontrollmöglichkeit für die Herstellung von Lichtwellenleitern dar. Mithilfe der Untersuchung von Tausenden von Parametersets können neue Prozessparameter für die Entwicklung von Lichtwellenleiter-Herstellungsverfahren ermittelt werden. Dies ist insbesondere bei Technologien mit vielen variablen Prozessgrößen, wie dem Laserschreiben von Lichtwellenleitern, von großer Bedeutung und ermöglicht schnelle Fortschritte.
Das Forschungsprojekt EPho wurde erfolgreich abgeschlossen und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einer Förderung von 1,33 Mio. Euro unterstützt. Es war eine Kooperation zwischen dem Fraunhofer IZM und anderen Projektpartnern wie der ILFA GmbH, der Schröder Spezialglas GmbH und der FiconTEC Service GmbH.
In der Elektronikfertigung bietet der Einsatz von Glas als Baugruppenträger zahlreiche Vorteile. Neben der Übertragung optischer Signale ermöglicht Glas auch eine deutlich höhere Datenübertragung. Durch die Integration optischer Lichtwellenleiter in elektro-optische Leiterplatten können sowohl elektrische als auch optische Signale übertragen werden, was die Datenübertragung maßgeblich erhöht. Die entwickelte Anlage des Fraunhofer IZM ermöglicht eine umfangreiche Prozesskontrolle und die Ermittlung neuer Prozessparameter für die Herstellung von Lichtwellenleitern. Das Forschungsprojekt EPho wurde erfolgreich abgeschlossen und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.
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