Silikon macht Leiterplatten serienreif
Optische Lichtwellenleiter aus Glasfasern haben die Datenübertragung revolutioniert, weil sie hohe Datenraten zuverlässiger als elektrische Leiter übertragen. Jetzt revolutionieren Forscher der Technischen Universität Dortmund die optische Übertragungstechnik mithilfe eines Werkstoffs, der vielen bisher nur als Dichtungsmasse im heimischen Badezimmer bekannt war. Es handelt sich um Polydimethylsiloxan, kurz PDMS und in der Alltagssprache „Silikon“ genannt.
Silikon leitet Licht wie eine Glasfaser, ist höchst transparent, biegsam, chemisch resistent und temperaturbeständig. Diese Eigenschaften, fand man am Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik heraus, machen es für die Verarbeitung zum Lichtwellenleiter bestens geeignet. Zudem ist der Werkstoff sehr günstig und kann mit Verfahren verarbeitet werden, die in der Leiterplattenfertigung schon etabliert sind. All dies sind beste Voraussetzungen für eine kostengünstige Massenproduktion.
Gemeinsam mit den Unternehmen Wacker Chemie, ILFA Feinstleitertechnik, Mühlbauer und ASEM-Präzisionsautomaten haben die Dortmunder Mikrotechnologen eine weltweit einmalige Produktionskette aufgebaut, um Platinen mit Polymer-Lichtwellenleitern in hohen Stückzahlen herzustellen.
Dabei wird mittels Fotolithografie eine mikrostrukturierte Replikationsform geschaffen, in die das Silikon gegossen wird. Die so entstehenden Wellenleiterkerne werden mit einem Kunststoffmantel umhüllt, so dass eine Licht leitende Schicht entsteht. Diese Schicht wird in eine Leiterplatte eingebaut. Die Lichtsignale werden über Mikrospiegel ein- und ausgekoppelt, die direkt in die Leiterplatte eingebettet werden.
Die Strukturen auf der Platine sind nur wenige Mikro- oder Nanometer klein. Der fertige Schaltungsträger kann aber über einen halben Meter messen. Mit dem an der TU Dortmund entwickelten Prozess gelingt es, die hohe Präzision auf großen Flächen durchgehend zu bewahren. Die innovative Leiterplatte, die von der amerikanischen Patentbehörde patentiert wurde, sorgt dafür, dass im Computer hohe Datenraten schnell und störungsfrei übertragen werden.
Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik der Technischen Universität Dortmund
www-mst.e-technik.uni-dortmund.de
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