17/02/2017
Door Ad Spijkers
De Technische Hochschule Deggendorf en Ullrich Glass Technology hebben een methode ontwikkeld om van glazen halffabrikaten, zogeheten gobs, op economische manier glazen wafers voor elektronica te produceren.
Een gob is een halffabrikaat respectievelijk precisie-halffabrikaat uit glas. Vanuit een glassmelt worden 'glazen druppels' in hete toestand met een gewenst volume afgescheiden en gedefinieerd gevormd. Onder glazen wafers verstaat men dunne ronde schijven die in toenemende mate worden gebruikt in de elektronica-industrie (bijvoorbeeld als dragermateriaal voor weerstandsgevoelige sensoren) en in de biotechnologie (als substraatdrager).
Tot nu leidt de dure productietechnologie van de op de markt verkrijgbare markt tot hoge aanschafkosten, wat bredere toepassing in de weg staat. Ook zijn glazen wafers momenteel maar in een zeer beperkt aantal glassoorten verkrijgbaar, zoals kwartsglas en borosilicaatglas.
Nieuwe technologie
Het Technologie AnwenderZentrum (TAZ) in Spiegelau van de Technische Hochschule Deggendorf en Ullrich Glass Technologie Solutions in Zwiesel (alle tussen Regensburf en Passau) zagen het gat in de markt. Samen vroegen ze bij de Bayerische Forschungsstiftung subsidie aan voor een onderzoekersproject, dat een jaar heeft geduurd.
Met de ontwikkelde technologie werden op een nauwkeurige pers gobs uit Tritan met een uitgangsdikte van 15 mm in een isotherm persproces in één stap een 4" wafer met een dikte van 1 mm geperst. Dit proces bestaat uit een thermische omvorming van glas en wordt uitgevoerd bij temperaturen van circa 800 °C. Matrijs en glas worden daarbij samen verhit, waarbij het glas door een nauwkeurig gecontroleerde perskracht plastisch vervormt.
De aldus gemaakte glazen wafers werden via metingen onderzocht op hun kwaliteit en geschiktheid en vergeleken met op de markt gangbare glazen wafers. De voor de waferproductie geoptimaliseerde technologie van het precisiepersen biedt aanzienlijke perspectieven. Aan de ene kant vervallen in vergelijking met de huidige productiemethodes meerdere dure mechanische productiestappen. Aan de andere kant is nu een methode beschikbaar voor een op de behoefte afgestemde productiemethode voor glazen wafers uit door de klant gespecificeerde glassoorten.
Nieuwe glazen wafers
Het onderzoek en de procesontwikkeling vormde onderdeel van een afstudeerproject. Maximilian Hasenberger, master student aan de TH Deggendorf, heeft met zijn inzet en creativiteit voor een groot deel bijgedragen aan de resultaten van het project. Op basis van de verkregen resultaten bereidt Ullrich GmbH momenteel de volgende stappen voor een mogelijk nieuwe toepassing voor.