Glasforschung: Neue Technologie zum Umformen von GOBs zu Glaswafern

Im Rahmen des Abschlusstreffens zum Forschungsprojekt „Glaswafer aus Gobs“, kurz „GlaGOB“, trafen sich kürzlich Vertreter der Ullrich GmbH aus Zwiesel, Zwiesel Kristallglas und der Technischen Hochschule Deggendorf (THD) am TechnologieAnwenderZentrum (TAZ) in Spiegelau. Ziel des Projekts war es eine neue Technologie zum Umformen von sog. GOBs zu Glaswafern zu entwickeln.

Unter einem GOB versteht man Halbzeuge bzw. Präzisionshalbzeuge aus Glas. Aus der Schmelze werden dazu „Glastropfen“ im heißen Zustand mit einem gewünschten Volumen abgetrennt und definiert geformt.

Unter Glaswafern versteht man dünne, runde Scheiben, die zunehmend Anwendung in der Elektronikindustrie, z.B. als Trägermaterial für widerstandsfähige Sensoren, und in der Biotechnologie als Substratträger finden. Bisher führt die aufwändige Herstellungstechnologie der am Markt verfügbaren Glaswafer zu hohen Beschaffungskosten, was deren Verbreitung entgegensteht. Ebenso sind Glaswafer aktuell nur aus einer sehr begrenzten Anzahl von Glassorten wie Quarzglas oder Borosilikatglas erhältlich.

Am TAZ Spiegelau erkannte man gemeinsam mit der Ullrich GmbH diese Marktlücke und beantragte eine Förderung bei der Bayerischen Forschungsstiftung. Das Projekt hatte eine Laufzeit von einem Jahr. Mit der entwickelten Technologie wurden auf einer Präzisionsblankpresse GOBs aus Tritan®-Glas von einer Ausgangsdicke von 15 mm in einem isothermen Pressprozess in einem einzigen Schritt zu einem 4“-Wafer mit einer Dicke von 1 mm gepresst.

Dieser Prozess ist eine Warmumformung von Glas und wird bei Temperaturen von ca. 800 °C durchgeführt. Werkzeug und Glas werden dabei zusammen erhitzt und durch eine genau kontrollierte Presskraft plastisch verformt. Die so hergestellten Glaswafer wurden messtechnisch auf ihre Qualität und Güte untersucht und mit marktüblichen Glaswafern verglichen.

Die für die Waferherstellung prozessoptimierte Technologie des Präzisionsblankpressens birgt ein erhebliches Potenzial in sich. Zum einen entfallen gegenüber bisherigen Verfahren mehrere aufwändige mechanische Herstellungsschritte. Zum anderen eröffnet sich dadurch der Weg für die bedarfsgerechte Herstellung von Glaswafern aus kundenspezifischen Glassorten.

Die Forschung und Prozessentwicklung wurden in eine studentische Arbeit integriert. Maximilian Hasenberger, Master-Student an der THD im Fach „Applied Research“ hat mit seinem motivierten Einsatz und kreativen Herangehensweise einen großen Teil der Ergebnisse des Projekts beigetragen.

Mit diesen vielversprechenden Ergebnissen im Gepäck werden nach dem erfolgreichen Projektabschluss bei der Ullrich GmbH nun die nächsten Schritte für eine mögliche neue Anwendung vorbereitet.

https://www.th-deg.de/de/taz-spiegelau/aktuelles-2/6653-glasforschung-neue-techn…