LaVa-Mikro-S: Laserschweiß-Feinarbeit für die Medizintechnik

Hermetische Verkapselungstechnologie für Mikrogehäuse mittels des Laserstrahlschweißens im Vakuum

Um im globalen Wettbewerb mithalten zu können und stets auf dem neuesten Stand zu sein, gilt es, aktuelle Trends jederzeit im Auge zu behalten und darauf aufbauend eigene kreative Konzepte zu entwickeln. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ins Leben gerufene Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) unterstützt mittelständische Unternehmen bei der Realisierung besonders innovativer Ideen. Das Förderprogramm zielt darauf ab, die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu stärken und durch die Erschließung neuer Wertschöpfungspotenziale sowie die Steigerung des Niveaus anwendungsnahen Wissens zu einem volkswirtschaftlichen Wachstum beizutragen.[1] Mit seinem Projekt „LaVa-Mikro-S“ nimmt auch LaVa-X an dem Programm teil.

Förderung des LaVa-X-Projekts

Das vom ZIM geförderte LaVa-X-Projekt trägt den Namen „LaVa-Mikro-S“ und läuft noch bis zum 28.02.2022. Es zielt darauf ab, eine neue hermetische Verkapselungstechnologie für Mikrogehäuse mittels des Laserstrahlschweißens im Vakuum zu entwickeln, die sich besonders für die Medizintechnik eignet.

Die Realisierung des Projekts erfolgt in Kooperation mit der Technischen Universität Berlin (TUB). Sie

  • übernimmt die Entwicklung des schweißgerechten Gehäuse-Designs einer Größe von ca. 8 x 2 x 2 mm³,

  • stellt die Substrate auf Basis der Wafer- und Panel-Level-Technologie her, auf denen schweißbare Dünnschichtmetallisierungen einer Dicke von < 100 µm galvanisch abgeschieden werden und

  • optimiert die Beschichtungsprozesse für spannungsarme Metall-Gehäuserahmen auf Silizium-, Glas- und Keramiksubstraten.

LaVa-X entwickelt das Mikroschweißen des metallisierten Siliziumkörpers mit Metallmembranen einer Dicke von < 50 µm sowie die zum hermetisch dichten Schweißen notwendige Spannvorrichtung. Die Schweißparameter werden speziell auf dünnere Metallisierungs- und Membrandicken abgestimmt. Um die festgelegten Qualitätsanforderungen sicherzustellen und die Technologie zu perfektionieren, kommt eine umfangreiche Analytik samt Thermographie, Helium-Lacktest und Gefügeanalyse zum Einsatz.

Wertvoller Beitrag für die Medizintechnik

Während des gesamten Entwicklungsprozesses werden Abmessungen und Materialien bewusst so gewählt, dass sich die neue Technologie für Sensoren und extrem flache Mikrobatterien sowie Kondensatoren der nächsten Generation – insbesondere in der Medizintechnik – eignet. Darüber hinaus soll das Endprodukt auch für andere Schweißaufgaben genutzt werden können, bei denen sehr dünne Metallmembranen zu montieren sind.

Dieses Vorhaben verlangt besondere Feinarbeit beim Laserstrahlschweißen, da die verwendeten Werkstoffe dünner und kleiner sind.

 

[1] https://www.zim.de/ZIM/Redaktion/DE/Artikel/ueber-zim.html

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