Extrem klein und zuverlässig
Konkret lässt sich mit der Primoceler-Technologie Glas mit Glas oder anderen transparenten Materialien verbinden, und zwar ohne Wärmeerzeugung oder der Verwendung von zusätzlichen Materialien. Bild: Schott AG
Mit der Übernahme des finnischen Unternehmens Primoceler Oy erweitert der Technologiekonzern Schott sein Portfolio an hermetischen Gehäusen für die Medizintechnik um das innovative Laser-Micro-Bonding von Primoceler. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung elektronischer oder optischer Bauteile, die vakuumdicht, extrem klein und dennoch höchst zuverlässig sind.
Konkret lässt sich mit der Primoceler-Technologie Glas mit Glas oder anderen transparenten Materialien verbinden, und zwar ohne Wärmeerzeugung oder der Verwendung von zusätzlichen Materialien. In Kombination mit der Verwendung neuer biokompatibler Glastypen eröffnen sich dadurch neue Möglichkeiten für das Wafer-Level Chip-Scale Packaging (WL-CSP). Besonders interessant ist dies für medizinische Implantate, mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) und andere elektronische oder optische Komponenten, die besonders zuverlässig funktionieren müssen.
In der Medizintechnik kommen immer mehr „smarte“ Implantate auf den Markt. Diese übertragen und erfassen Daten und verfügen über optische Komponenten wie Sensoren oder Kameras. Die empfindlichen Komponenten benötigen Gehäuse, die sie vor Feuchtigkeit, korrosiven Chemikalien oder Körperflüssigkeiten schützen. Gleichzeitig müssen sie die leistungsstarke Übertragung elektrischer, optischer und hochfrequenter Signale unterstützen.
Mini-Gehäuse für wärmeempfindliche Bauteile dank Laser-Bonding
Mit dem innovativen Laser-Micro-Bonding-Verfahren von SCHOTT Primoceler Oy lassen sich implantierbare Bauteile in miniaturisierten Gehäusen verkapseln, die ausschließlich aus Glas bestehen. Die Technologie ermöglicht das direkte Bonden von Glas mit Glas oder Glas mit Silizium, ohne dass dabei Zwischenräume entstehen. So werden immer kleinere Wafer- und Chip-size Bauteile für implantierbare Medizinprodukte möglich. Außerdem kann auf Wunsch Gas in die Kavität eingebunden oder ein Vakuum erzeugt werden.
Der Bonding-Prozess wird bei Raumtemperatur mit einer sehr kleinen Wärmeeinflusszone durchgeführt, sodass auch extrem hitzeempfindliche Elektronik sicher verkapselt werden kann. Darüber hinaus sind keine Zusatzmaterialien erforderlich, was das Risiko für Materialversagen oder Ausgasung reduziert.
Neue Möglichkeiten für medizinische Implantate
40 Jahre lang war Titan das bevorzugte Gehäusematerial bei implantierbaren Medizinprodukten. In der jüngeren Vergangenheit hat jedoch der Einsatz von Glaswafern stark zugenommen. Aus gutem Grund, denn das Material Glas bietet hervorragende Eigenschaften. Neben der Biokompatibilität eröffnet die exzellente Transparenz für Hochfrequenzwellen vollkommen neue Möglichkeiten für aktive und passive Implantate. „Voll-Glas-Gehäuse“ könnten beispielsweise besonders effizientes Laden, die Übertragung von Daten oder die Umprogrammierung von Implantaten ermöglichen. Durch die Transparenz von Glas ist zudem ein breites Spektrum an optischen Anwendungen denkbar.
Anwendungsbereiche für solche biokompatiblen Mikrogehäuse der nächsten Generation sind unter anderem Retina-Implantate und Neuro-Stimulatoren, Blutdrucksensoren und Geräte für das Herzrhythmusmanagement, zum Beispiel für die kardiale Resynchronisationstherapie oder implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren. (ig)