Hermetischer Verschluss biomedizinischer Geräte mittels Solderjet Bumping

Die Miniaturisierung medizintechnischer Geräte erfordert neben neuartigen optischen Designs und mikro-optischen Komponenten stoffschlüssige Fügeverfahren mit präzise einstellbaren Volumina des Fügemediums. Das laser-basierte Solderjet Bumping erlaubt durch Platzierung schmelzflüssiger Lottropfen die Ausbildung lokalisierter Lotverbindungen für die hybride Integration und die hermetische Versiegelung von miniaturisierter Baugruppen. Diese stoffschlüssige, metallische Fügeverbindung stellt eine langzeitstabile und autoklavierbare Alternative zu polymerbasierten Klebeverbindungen dar. Durch Anpassung der Prozessparameter und die Auswahl geeigneter Lotlegierungen kann der flussmittelfreie Lötprozess flexibel an unterschiedliche Benetzungsverhältnisse und komplexe Fügegeometrien adaptiert werden. Der Beitrag stellt miniaturisierte Endoskopobjektive vor, bei denen Saphirfenster (Durchmesser 1,2 mm) durch überlappende Platzierung von Au80Sn20-Lotkugeln (Durchmesser 100 µm) mit Edelstahlkapillaren hermetisch dicht verlötet werden. Leckratenuntersuchungen mit Helium als Spürgas weisen Leckraten besser als 10-8 mbar*l/s bis 4*10-9 mbar*l/s auf. Nach Überdruckprüfung und Prozessierung im Autoklaven zeigen optische Inspektion und Leckratenprüfungen keine Veränderung der Baugruppen.