12/08/2021
Door Ad Spijkers
Carl Zeiss Stiftung, Hochschule Schmalkalden en Schott werken aan verlijmbare glassubstraten.
De Carl Zeiss Stiftung voor autonome intelligente sensoren houdt zich onder meer bezig met glazen wafers in het kader van sensortechnologie. Samen met deze stichting werken de Hochschule Schmalkalden (tussen Fulda en Erfurt) sinds 2020 en glasspecialist Schott aan verlijmbare glassubstraten.
Sensoren hebben ons leven aanzienlijk veranderd en microsensoren, zoals druksensoren en traagheidssensoren, zijn tegenwoordig bijna overal te vinden. Ze worden gebruikt in auto's, machines, ruimtevaart, medische technologie, industriële technologie en in robots. Micro-elektromechanische systemen (MEMS) zijn ook de zintuigen van moderne voertuigen. Ze voorzien de regeleenheden in het voertuig van essentiële informatie over het rijgedrag, bijvoorbeeld of het remt of accelereert en draait op een glad wegdek.
Sensoren zijn echter gevoelige elektronische componenten die gedurende de gehele gebruiksperiode moeten worden beschermd tegen ongewenste invloeden van buitenaf om hun optimale werking te garanderen. In deze context zijn wafers van glas van belang in de moderne microsysteemtechnologie.
Glas
Glas biedt tal van voordelen zoals een hoge chemische en thermische bestandheid, goede elektrische isolatie, biocompatibiliteit en een breed scala aan optische toepassingen. Bovendien kunnen bepaalde glassoorten met behulp van het anodische bindingsproces aan siliciumwafers worden verbonden, waardoor de bovengenoemde beschermende functie voor mechanisch gevoelige microsystemen zeer goed en vooral veilig kan worden geïmplementeerd.
Door deze eigenschappen worden glazen wafers veel gebruikt in conventionele microfabricageprocessen. Hier komt de samenwerking tussen Hochschule Schmalkalden en Schott om de hoek kijken.
Glazen wafers
Glazen wafers zijn een interessante en belangrijke toevoeging aan op silicium gebaseerde microsysteemtechnologie. in combinatie met de overige gunstige fysische eigenschappen van glas, maakt een breed scala aan toepassingsmogelijkheden mogelijk. Dat betreft in het bijzonder de mogelijkheid om ze stevig en hermetisch vast te verbinden zonder lagen rechtstreeks met siliciumwafels te verbinden door anodische binding.
Om dit potentieel volledig te ontwikkelen, moeten de onderlinge relaties tussen nieuwe glasverwerkingsmethoden, verlijmingsprocessen en toepassingsscenario's in het gezamenlijke onderzoek worden onderzocht, begrepen en in detail worden beschreven.
De ontwikkeling en levering van speciale glazen wafers die voldoen aan de eisen van de verpakking van toekomstige sensoren, vereist een diep interdisciplinair begrip van hun integratie in halfgeleider-typische procesketens en de eindtoepassing. De Hochschule Schmalkalden en Schott vullen elkaar goed aan met het oog op het realiseren van nieuwe en innovatieve MEMS-gebaseerde sensoroplossingen.
Foto: Hochschule Schmalkalden