Glas wird in der Elektronikfertigung als Baugruppenträger eingesetzt und bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Es ermöglicht nicht nur die Übertragung optischer Signale, sondern trägt auch zu einer deutlich höheren Datenübertragung in Anwendungen wie Automobil- und Telekommunikationstechnik sowie KI-Anwendungen bei. Im Rahmen des Forschungsprojektes "Integrierte Elektro-Photonische Panelsysteme" (EPho) am Fraunhofer IZM wurde eine Anlage entwickelt, die automatisiert die Ausbreitungsverluste integrierter Lichtwellenleiter charakterisiert.
Elektro-optische Leiterplatten: Glas ermöglicht elektrische und optische Signale
Angesichts des rasanten Wachstums der Datenmengen in einer zunehmend digitalisierten Welt sind neue Lösungen erforderlich, um Daten effizient zu verarbeiten und zu übertragen. Die Miniaturisierung von Transistoren und deren Ankontaktierung stößt dabei in Datenzentren und High-Performance-Computern an ihre Grenzen. Um dennoch die Anzahl der Transistoren pro Package zu erhöhen und eine weiter steigende Leistungsdichte zu erreichen, werden Chiplets verwendet. Glas als Substratmaterial erfüllt die hohen Anforderungen an die effektive Verbindung dieser Chiplets und ermöglicht die Integration optischer Lichtwellenleiter. Dadurch können elektro-optische Leiterplatten sowohl elektrische als auch optische Signale leiten und die Datenübertragung maßgeblich verbessern.
Das Fraunhofer IZM hat einen wegweisenden Prozess entwickelt, um dämpfungsarme single- und multi-mode Wellenleiter mittels Ionenaustauschverfahren in großformatigen Dünngläsern herzustellen. Die Inspektion dieser Glaspanels, die eine große Anzahl von Wellenleitern enthalten können, wurde durch eine speziell entwickelte Anlage automatisiert. Diese Anlage ermöglicht die Charakterisierung der Ausbreitungsverluste der integrierten Lichtwellenleiter, einschließlich derjenigen, die mit einem Femtosekundenlaser geschrieben wurden oder sich in anderen Substratmaterialien befinden. Die automatische Erkennung der Substratkanten, eventueller Markierungen und der genauen Position der Messfaser ermöglicht eine effiziente Messung der Einfügeverluste.
Die entwickelte Anlage ermöglicht eine umfangreiche Kontrolle des Herstellungsprozesses von Lichtwellenleitern. Durch die Untersuchung einer großen Anzahl von Parametersets können neue Prozessparameter bei der Entwicklung von Lichtwellenleiter-Herstellungsverfahren ermittelt werden. Besonders bei Technologien mit vielen variablen Prozessgrößen, wie dem Laserschreiben von Lichtwellenleitern, eröffnet die Anlage die Möglichkeit für schnelle Fortschritte.
Das Forschungsprojekt EPho wurde erfolgreich abgeschlossen und erhielt eine Förderung in Höhe von 1,33 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Es war eine Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IZM, der ILFA GmbH, der Schröder Spezialglas GmbH und der FiconTEC Service GmbH.
Glas als Baugruppenträger in der Elektronikfertigung bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Neben der Übertragung optischer Signale ermöglicht Glas 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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