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Die Plan Optik AG und die 4JET microtech haben gemeinsam eine Prozesskette für die hochproduktive Herstellung von metallisierten Durchgangsbohrungen in Glas entwickelt. Das neue VLIS Verfahren (kurz für Volume Laser Induced Structuring) ermöglicht die Herstellung hochpräziser TGV („Through Glass Vias“) für Advanced-Packaging in Glaswafern, oder Substraten für Displays.
TGV sind Mikrolöcher mit einem Durchmesser von typischerweise 10μm bis 100μm. Für verschiedene Anwendungen im Advanced-Packaging-Sektor werden zehntausende dieser Vias pro Wafer aufgebracht und metallisiert, um die geforderte Leitfähigkeit herzustellen. Auch bei der Herstellung von randlosen Displays, zum Beispiel auf Basis von μLED, werden TGV‘s eingesetzt. Bisherige Verfahren für die Herstellung waren langsam, mit hohen Ausschussraten verbunden und die Abstimmung auf den Metallisierungsprozess schwierig.
Die Teams der beiden Unternehmen haben nun eine Lösung entwickelt, mit der sich mehrere 10.000 Vias pro Minute vorbereiten lassen, die in einem anschließenden Batchprozess geätzt werden, um im Anschluss beschichtet zu werden. Die entstehenden Kanäle sind mit einer Loch-zu-Loch Genauigkeit besser +/- 2μm positioniert, die Substrate sind frei von Mikrorissen und die Innenseiten der Kanäle sind glattwandig und können homogen metallisiert werden. Das Verfahren eignet sich für die in der Halbleiter- und Displayindustrie typischen Glastypen. Neben Glas-Startdicken von 100μm lassen sich verschiedene Kupfer-Schichten bis zu 25μm Dicke realisieren.
Die beiden Partner haben eine Kooperation vereinbart, die den Anwendern hohe Flexibilität liefert: Kunden können entweder mit VLIS hergestellte Bauteile bei Plan Optik beziehen, oder von 4JET und Partnern qualifizierte Gesamtlösungen für die Systemtechnik inklusive Laseranlagen, Nasschemie und Metallisierung erwerben. Plan Optik verfügt bereits heute über eine moderne Produktionskette für die Herstellung von Glaswafern und beherrscht sämtliche Prozessschritte vom Waferzuschnitt und der Kantenbearbeitung, über die Strukturierung und Reinigung bis hin zur Metallisierung. Die Ergänzung mit der Anlagentechnologie von 4JET ermöglicht nun das schnelle und positionsgenaue Modifizieren von Substraten. Zum Einsatz kommt dabei eine modifizierte Version der bewährten 4JET Lasersysteme zum Trennen von Glas. Die PEARL Plattform wird bereits zum Schneiden von Glassubstraten in der Display-, Architekturglas, oder Medizintechnik eingesetzt. Die Anlagen sind je nach Version in der Lage, Glas mit einer Größe von bis zu 2,2 m Breite und mehr als 3 m Länge hochpräzise zu modifizieren.
Der Einsatz von Lasertechnik zum selektiven Ätzen ist nicht neu, insgesamt liefert die Kooperation jedoch erhebliche Fortschritte für die Kunden: durch die Kombination mit der umfangreichen Prozesskette der Plan Optik AG entsteht die weltweit führende Lösungskette für komplett bearbeitete und metallisierte TGV Wafer. Gleichzeitig ermöglicht die nun erreichbare Präzision, Geschwindigkeit und die Verfügbarkeit auf sehr großen Substraten erstmals die Anwendung in der Displayfertigung. Die beiden Partner sehen weiteres Potenzial für das VLIS Verfahren für glasbasierte MEMS, Mikrofluidik oder Hochfrequenz-Antennentechnik (z.B. 6G).
Die PEARL-Systeme basieren auf einer Granit-Maschinenplattform, die eine inhärente Genauigkeit und Langzeitstabilität bietet. Schneidgeometrien und Positionen für Interposer können einfach aus CADZeichnungen importiert werden. Die gezielte Abstimmung der Achssteuerungen führt nicht nur zu einer hohen Schnittgeschwindigkeit, sondern auch zu einer exzellenten Bahngenauigkeit, um eine hochpräzise Bearbeitung zu erreichen. Der PEARL DYNAMIC FOCUS sorgt dafür, dass der Fokus immer innerhalb des Prozessfensters liegt, ohne die Prozesszeit zu erhöhen.
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