3D-Integration von Sensoren auf Glassubstraten

Die Projektpartner nutzten dieses Vorhaben, um ein neues Verfahren zur Strukturierung von Glassubstraten zu testen. Die Anwendungsmöglichkeiten liegen in einer verbesserten Aufbau- und Verbindungstechnik von Strahlungs- und chemischen Sensoren. Zudem erweitern die Ergebnisse die Prozesserfahrung im Bereich optischer Präzisionskomponenten.

Das Vorhaben hatte zum Ziel, Glassubstrate mit einer Dicke von 400 µm mit Durchbrüchen (Vias) zu versehen. Die Herstellung der Löcher sollte hierbei durch einen isothermen Prägeprozess mit Prägestempeln aus Silizium (Si) erfolgen, wobei eine anschließende Entformung von Glas und Si-Stempel eine mehrfache Nutzung der Stempel ermöglichen sollte. Durch Rückdünnen der Glasträger sollten die beim Prägeprozess eingebrachten Vertiefungen zu Durchgängen im Glas (Vias) erweitert werden.

Die Si-Stempel der Größe 5*5 cm⊃2; und einer Stempelhöhe von 120 µm wurden in einer MEMS-Linie gefertigt. Die Stempel wurden mit einer Au-Schicht abgedeckt, um eine bessere Entformung zu erreichen. Die Prägeversuche wurden an einer Präzisionsprägeanlage durchgeführt. Prägungen mit einer Stempeleindringtiefe von 20 µm bzw. 120 µm wurden hinsichtlich Ausbeute und Entformungsverhalten untersucht. Die Entformung von Stempel und Glassubstrat konnte bei geringen Eindringtiefen nachgewiesen werden. Eine Kontrolle der Prägepaare zeigte, dass Mikrovias mit einer Kantenlänge von >= 80 µm ohne Schädigung des Si-Stempels in die Glassubstrate eingeprägt werden konnten.