DE102013019434A1

DE102013019434A1 - Festkörperfügen eines Trägerkörpers und einer Deckschicht, insbesondere durch anodisches Bonden

Info

Publication number: DE102013019434A1
Application number: DE102013019434.2A
Authority: DE
Inventors: Khaldoun HALALO; Volker Schmidt; Carsten Pampuch
Original assignee: Berliner Glas KGaA Herbert Kubatz GmbH and Co
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-05-21
Also published as: GB2521732B; US9507062B2; GB2521732A; US20150140276A1; GB201419093D0

Abstract

Bei einem Verfahren zum Festkörperfügen eines Trägerkörpers (10) und einer Deckschicht (20), insbesondere durch anodisches Bonden, wird die Deckschicht (20) mit einer Andruckkraft gegen eine gekrümmte Trägerkörper-Oberfläche (11) gedrückt, wobei die Andruckkraft während des Festkörperfügens mit einer Druckvermittlereinrichtung (30) flächig und gleichzeitig auf die gesamte Deckschicht (20) verteilt wird und senkrecht zur Krümmung der Trägerkörper-Oberfläche (11) gerichtet ist. Es wird auch ein Verbundbauteil, umfassend einen Trägerkörper (10) und eine Deckschicht (20) beschrieben, wobei zwischen einer Deckschicht-Oberfläche (21) und einer Trägerkörper-Oberfläche (11) ein gekrümmter flächiger Fügebereich (13) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festkörperfügen eines Trägerkörpers und einer Deckschicht, insbesondere ein Verfahren zum anodischen Bonden, wobei der Trägerkörper und die Deckschicht flächig verbunden werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verbundbauteil, umfassend einen Trägerkörper und eine Deckschicht, insbesondere ein optisches Bauteil, wie z. B. einen Spiegel. Anwendungen der Erfindung sind bei der Herstellung von Verbundbauteilen, insbesondere von optischen Bauteilen, wie z. B. Spiegeln für Zwecke der optischen Abbildung gegeben.
Anodisches Bonden ist ein allgemein bekanntes Fügeverfahren zur Verbindung ebener Oberflächen, z. B. von mikromechanischen Bauteilen, Halbleiterwafern oder optischen Bauteilen. Beispielsweise wird in DE 10 2009 011 863 ein optischer Spiegel, umfassend einen Keramik-Trägerkörper mit einer ebenen Oberfläche und eine Glas-Deckschicht, beschrieben, wobei die Glas-Deckschicht durch anodisches Bonden mit der Oberfläche des Keramik-Trägerkörpers verbunden ist. Die Bondverbindung wird hergestellt, indem die Glas-Deckschicht auf die Oberfläche des Keramik-Trägerkörpers aufgelegt und in einem zentralen Bereich lokal begrenzt angedrückt wird. Bei Beaufschlagung der Bondpartner mit einer elektrischen Spannung und mit Wärme wandern Ionen, wie z. B. Kalium- und Natrium-Ionen, von der Grenzfläche der Glas-Deckschicht und des Keramik-Trägerkörpers weg. Es wird dadurch eine Raumladungszone gebildet, so dass sich die aneinander grenzenden Oberflächen anziehen, bis sich chemische Verbindungen zwischen der Keramik und dem Sauerstoff in der Glas-Deckschicht bilden. Ausgehend von dem zentralen Bereich bildet sich eine allseits zum Rand der aneinander grenzenden Oberflächen wandernde Bond-Front, bis die Deckschicht mit dem Trägerkörper flächig fest verbunden ist. Gasförmige Reaktionsprodukte, die bei der Herstellung der Bond-Verbindung an der Bond-Front entstehen können, weichen zwischen den noch nicht verbundenen Oberflächen zu deren Rand hinaus.
Das herkömmliche Verfahren hat zwar den Vorteil, dass Spiegel bereitgestellt werden, die durch den Keramik-Trägerkörper eine hohe Steifigkeit und mechanische Stabilität und durch die Glas-Deckschicht eine glatte, mit optischer Qualität herstellbare Oberfläche aufweisen. Von Nachteil ist jedoch, dass die Bond-Front unregelmäßig wandern kann, so dass sich Lücken in der Verbindung bilden können. Von Nachteil ist ferner, dass die herkömmliche Technik auf das anodische Bonden ebener Flächen beschränkt ist. Es besteht jedoch ein Interesse, Spiegel mit gekrümmten Reflektorflächen, insbesondere Spiegel mit asphärischen Reflektorflächen, z. B. für Anwendungen im Weltraum, bei Teleskopen und in der Lithographie, herzustellen.
Asphärische Spiegel werden bisher durch eine mechanische Bearbeitung (Schleifen, Läppen und Polieren) eines Glaskörpers hergestellt. Asphärische Glaskörper haben jedoch, insbesondere bei großen Spiegeldurchmessern im Bereich von z. B. 10 cm bis 20 cm, eine beschränkte Stabilität, so dass sie für Anwendungen mit thermischen oder mechanischen Beanspruchungen, insbesondere im Weltraum, ungeeignet sind.
Aus der Praxis sind die folgenden Versuche bekannt, gekrümmte Spiegel mit einer verbesserten Stabilität herzustellen. Es wurde vorgeschlagen, auf einem Keramik-Trägerkörper mit einer gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche eine Beschichtung, beispielsweise eine Glas-Deckschicht durch Sputtern aufzubringen. Dieser Verfahrensansatz hat jedoch den Nachteil, dass die Dicke einer durch Beschichtung, z. B. durch Sputtern oder CVD abgeschiedenen Schicht unter praktischen Verfahrensbedingungen begrenzt ist. Die geringe erreichbare Dicke bedeutet, dass eine nachträgliche mechanische Bearbeitung beispielsweise einer Glas-, Silizium- oder SiC-Deckschicht, die durch Sputtern oder CVD aufgebracht werden, z. B. zur Bildung einer asphärischen Oberflächenform, nur begrenzt möglich ist. Des Weiteren überträgt sich die Rauheit des Keramik-Trägerkörpers auf die Oberfläche der Deckschicht und beeinflusst damit ebenso die erreichbare optische Qualität.
Ein weiterer Vorschlag basiert auf der Verbindung durch Ansprengen, bei dem Oberflächen durch molekulare Anziehungskräfte verbunden werden. Mit Hilfe des Ansprengens ist ein Fügen auch auf gekrümmten Oberflächen bei Bereitstellung der erforderlichen Oberflächenqualität hinsichtlich Rauheit und insbesondere Formgenauigkeit möglich ( DE 10200243 A1 ). Jedoch ist die Stabilität der Verbindung von Teilen, die durch Ansprengen verbunden sind, stark von den jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten der Fügepartner und der damit verknüpften, zulässigen Temperatur der Umgebung abhängig. Außerdem ist die Verbindung durch Ansprengen gegenüber Flüssigkeiten sehr anfällig, und eine Versiegelung ist prinzipiell notwendig, um ein vorzeitiges Absprengen zu verhindern. Ferner unterliegen diese Verbindungen einer mechanischen Instabilität (Vibrationsdrift). Diese kann zwar durch Plasmavorbehandlung der Fügepartner reduziert, aber nicht unterdrückt werden, da das Ansprengen keine stoffschlüssige Fügung herbeiführt. Daher ist eine Verwendung in einer Umgebung mit starken Temperaturschwankungen und/oder bei hohen mechanischen Belastungen (Schock) ausgeschlossen.
Die genannten Probleme treten nicht nur bei Herstellung von Verbundbauteilen für optische Aufgaben durch anodisches Bonden auf. Auch andere Festkörper-Fügeverfahren, wie z. B. das Glas-Keramik-Metall-Löten, das Diffusionsschweißen oder das nanostrukturierte Fügen, sind auf das Fügen von ebenen Oberflächen beschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Festkörperfügen eines Trägerkörpers und einer Deckschicht bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken überwunden werden. Das Verfahren soll insbesondere für die flächige, unterbrechungsfreie Verbindung von gekrümmten Oberflächen, wie z. B. sphärischen oder asphärischen Oberflächen, geeignet sein. Die Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, ein verbessertes Verbundbauteil, insbesondere für optische Zwecke, bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Verbundbauteile überwunden werden. Das Verbundbauteil soll sich insbesondere durch eine flächige, unterbrechungsfreie Verbindung zwischen aneinander grenzenden gekrümmten Oberflächen auszeichnen.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Festkörperfügen, insbesondere zum anodischen Bonden, und ein Verbundbauteil mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Festkörperfügen eines Trägerkörpers und einer Deckschicht, insbesondere durch anodisches Bonden, gelöst, bei dem die Deckschicht mit einer Andruckkraft gegen eine gekrümmte Trägerkörper-Oberfläche gedrückt wird. Gemäß der Erfindung wird eine multidirektional verteilte Andruckkraft erzeugt, mit der die Deckschicht flächig gegen die gekrümmte Trägerkörper-Oberfläche gedrückt wird. Die Andruckkraft wird während des Festkörperfügens mit einer Druckvermittlereinrichtung gleichzeitig auf die gesamte Deckschicht verteilt aufgebracht. Die Druckvermittlereinrichtung wirkt durch unmittelbaren Kontakt auf die gesamte Deckschicht, wobei die Andruckkraft in allen Abschnitten der Deckschicht jeweils senkrecht zur lokalen Form der Trägerkörper-Oberfläche gerichtet ist. Unter der Wirkung der Andruckkraft wird die Deckschicht an die gekrümmte Trägerkörper-Oberfläche angelegt, so dass sich eine Deckschicht-Oberfläche und die Trägerkörper-Oberfläche vollständig berühren. Gemäß der Erfindung wird die Andruckkraft so angewendet, dass die Form der Deckschicht-Oberfläche an die Form der Trägerkörper-Oberfläche angepasst wird.
Gemäß der Erfindung weist die Trägerkörper-Oberfläche eine Krümmung auf, die in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung des Trägerkörpers gewählt ist. Die Krümmung umfasst einen von einer ebenen Form abweichenden Verlauf der Trägerkörper-Oberfläche. In Querschnitten senkrecht zur Hauptausdehnung des Trägerkörpers weist die Trägerkörper-Oberfläche eine gekrümmte, vorzugsweise stufenlose Kontur auf. Die Form der Trägerkörper-Oberfläche und der mit dem Trägerkörper verbundenen Deckschicht kann z. B. vollständig konkav oder vollständig konvex oder in Teilabschnitten jeweils konkav und konvex sein. Vorteilhafterweise wird mit der Erfindung erstmalig ein stabiler, lückenloser Fügebereich mit einer Krümmung geschaffen. Mit herkömmlichen Fügeverfahren, insbesondere mit herkömmlichem anodischen Bonden, war dies nicht möglich, da deren Verfahrensbedingungen auf die Verbindung ebener Oberflächen beschränkt waren.
Die multidirektional verteilte Andruckkraft wirkt auf eine freie Oberfläche der Deckschicht. Mit dem Begriff ”freie Oberfläche der Deckschicht” wird hier eine Oberfläche der Deckschicht entgegengesetzt zur Deckschicht-Oberfläche bezeichnet, die mit der Trägerkörper-Oberfläche verbunden werden soll. Die freie Oberfläche der Deckschicht ist vorzugsweise unbeschichtet und im fertigen Verbundbauteil frei liegend. Sie kann alternativ eine Beschichtung tragen, wie z. B. eine elektrische Kontaktschicht, umfassend z. B. einen silberhaltigen Leitlack (Leitsilber), für das anodische Bonden, oder eine Funktionsschicht, umfassend z. B. eine Antireflexschicht, im fertigen Verbundbauteil. Die multidirektionale Verteilung der Andruckkraft bedeutet insbesondere, dass die Andruckkraft während des Festkörperfügens, wenn die Deckschicht an der Trägerkörper-Oberfläche anliegt, an jedem Ort der freien Oberfläche der Deckschicht senkrecht zu der lokalen Ausdehnung der freien Oberfläche der Deckschicht gerichtet ist. Die Andruckkraft wirkt, insbesondere wie ein hydrostatischer oder pneumatischer Druck, in Normalenrichtung auf die Deckschicht.
Vorteilhafterweise können durch die Beaufschlagung der Deckschicht mit der flächig verteilten Andruckkraft die Beschränkungen herkömmlicher Techniken auf das Festkörperfügen ebener Oberflächen überwunden werden. Zwischen den zueinander weisenden Deckschicht- und Trägerkörper-Oberflächen wird ein lückenloser mechanischer, stofflicher Kontakt geschaffen, der die Bildung einer flächigen, lückenlosen Verbindung zwischen der Deckschicht und dem Trägerkörper durch das jeweils angewendete Fügeverfahren ermöglicht. Abweichend insbesondere vom herkömmlichen anodischen Bonden wird nicht eine lokal begrenzte Andruckkraft ausgeübt, sondern ein gleichmäßiges, gleichzeitiges Andrücken der Oberflächen der Bondpartner bewirkt. Eine wandernde Bondfront wird vermieden, so dass das Fügen einen gleichförmigen (homogenen) Fügebereich zwischen den Bondpartnern erzeugt.
Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verbundbauteil, umfassend einen Trägerkörper und eine Deckschicht gelöst, wobei zwischen einer Deckschicht-Oberfläche und einer gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche ein gekrümmter, flächiger Fügebereich gebildet ist. Gemäß der Erfindung ist der Fügebereich zwischen der Deckschicht-Oberfläche und der Trägerkörper-Oberfläche über deren Ausdehnung gleichförmig gebildet. Der Fügebereich ist der stoffliche Übergang zwischen dem Trägerkörper und der Deckschicht und durch ein Festkörperfügeverfahren, z. B. durch anodisches Bonden, gebildet. Die Deckschicht ist lückenlos mit der zur Deckschicht weisenden Trägerkörper-Oberfläche stofflich verbunden. Vorteilhafterweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verbundbauteil durch eine verbesserte Temperaturstabilität und mechanische Stabilität aus. Die Erfindung ermöglicht die Anwendung herkömmlicher Festkörperfügeverfahren ohne Beschränkungen in Bezug auf die Verfahrensparameter, wie z. B. Temperatur, Druck oder elektrische Spannungen.
Der Trägerkörper ist ein Festkörper mit mindestens einer gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche, mit der die Deckschicht verbunden wird. Die Größe und Form des Trägerkörpers ist in Abhängigkeit von der Anwendung des Verbundbauteils gewählt. Der Trägerkörper kann aus einem einheitlichen Material oder aus mehreren Materialien hergestellt sein. Im letzteren Fall kann der Trägerkörper aus einem Grundmaterial, z. B. Keramik, und einer Beschichtung der Trägerkörper-Oberfläche, z. B. mit einer metallischen Beschichtung, hergestellt sein. Die Deckschicht ist ein Festkörper mit flächenhafter Ausdehnung. Vorzugsweise weist die Deckschicht beim Festkörperfügen eine über ihre Ausdehnung konstante Dicke auf. Nach dem Festkörperfügen kann die Deckschicht mechanisch bearbeitet werden, so dass sich eine über ihre Ausdehnung veränderliche Dicke ergibt.
Der Trägerkörper kann optional an einer weiteren, gekrümmten oder ebenen Trägerkörper-Oberfläche mit einer zweiten Deckschicht verbunden sein (Gegenbonden). Die weitere Trägerkörper-Oberfläche ist vorzugsweise gegenüberliegend zur ersten gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche angeordnet. Die zweite Deckschicht kann durch Festkörperfügen zeitlich vor oder nach oder auch gleichzeitig mit der Deckschicht auf der ersten gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche fixiert werden. Die zweite Deckschicht hat vorzugsweise die gleichen Materialien und die gleiche Dicke wie die erste Deckschicht auf der ersten gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche.
Vorteilhafterweise sind verschiedene Varianten verfügbar, die Deckschicht mit der Andruckkraft zu beaufschlagen. Gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Andruckkraft durch eine Kombination eines Druckstempels und der Druckvermittlereinrichtung erzeugt. Die Druckvermittlereinrichtung verteilt eine vom Druckstempel auf die Deckschicht wirkende Kraft, so dass sie in Normalenrichtung auf die Deckschicht wirkt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung umfasst die Druckvermittlereinrichtung eine deformierbare Schicht eines fließfähigen, festen oder flüssigen Materials. Die deformierbare Schicht wird bei Ausübung der Kraft zwischen dem Druckstempel einerseits und der Anordnung aus Deckschicht und Trägerkörper andererseits mit dem Druckstempel gegen die freie Oberfläche der Deckschicht gedrückt. Das fließfähige Material verteilt sich wie eine Hydraulikflüssigkeit, die auf die Deckschicht wirkt und die passgenaue Berührung der zueinander weisenden Deckschicht- und Trägerkörper-Oberflächen bereitstellt. Vorteilhafterweise erlaubt die Druckvermittlereinrichtung, dass an die Passung des Druckstempels an die Form der Trägerkörper-Oberfläche geringe Anforderungen gestellt werden. Mit einem einzigen Druckstempel kann die Andruckkraft bei verschieden geformten Trägerkörper-Oberflächen angewendet werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das fließfähige Material ein Partikelmaterial, wie z. B. eine Schicht mit einer Vielzahl von Lagen kugelförmiger Keramikpartikel, eine Flüssigkeit, wie z. B. ein Öl, oder einen deformierbaren Feststoff, wie z. B. eine plastisch oder elastisch verformbare Kunststoffmatte, insbesondere eine Silikonmatte, umfasst. Diese fließfähigen Materialien vereinfachen die Bereitstellung der deformierbaren Schicht und deren Anpassung an verschiedene Formen des Trägerkörpers. Kugelförmige Keramikpartikel haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie bei Bedarf eine Evakuierung des Aufbaus aus Trägerkörper und Deckschicht vereinfachen. Des Weiteren kann die deformierbare Schicht des fließfähigen Materials, z. B. in Gestalt der Kunststoffmatte oder eines mit Öl gefüllten Kunststoffkissens, mit dem Druckstempel verbunden sein. In diesem Fall wird die Anordnung des Druckstempels und die Ausübung der Andruckkraft vereinfacht.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Andruckkraft durch einen Umgebungsdruck, insbesondere den Atmosphärendruck unter Normalbedingungen, oder einen relative zum Atmosphärendruck erhöhten Luftdruck erzeugt. Die Druckvermittlereinrichtung umfasst bei dieser Ausführungsform ein gasförmiges Material, auf das der Umgebungsdruck wirkt und das die Deckschicht bedeckt. Mit einer Unterdruckeinrichtung wird der Druck zwischen der Deckschicht und dem Trägerkörper relativ zum Umgebungsdruck vermindert, so dass mit dem Umgebungsdruck die Deckschicht an den Trägerkörper angepresst wird.
Der Trägerkörper und die Deckschicht sind allgemein aus verschiedenen Materialien hergestellt, die bei einem gegenseitigen Kontakt, insbesondere unter der Einwirkung von Druck, Temperatur und/oder elektrischem Strom, eine Fügeverbindung bilden. Besondere Vorteile werden bereitgestellt, wenn der Trägerkörper aus einer Keramik, deren Trägerkörper-Oberfläche Si enthält, z. B. SiSiC-Keramik oder eine Keramik mit einer Si-Schicht, und die Deckschicht aus einem Na-basierten Glas, z. B. Borosilikatglas, hergestellt sind. Vorteilhafterweise kombiniert das erfindungsgemäße Verbundbauteil in diesem Fall die mechanische Stabilität von SiSiC (Siliziumkarbid, das mit Silizium infiltriert ist) mit der Bearbeitungsfähigkeit und Oberflächengüte der Glas-Deckschicht. Des Weiteren ist diese Materialkombination für die Anwendung des anodischen Bondens besonders gut geeignet.
Des Weiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Glas-Deckschicht mit einer Dicke bereitgestellt werden kann, die eine Verbiegung unter der Wirkung der Andruckkraft und eine nachträgliche Bearbeitung des Verbundbauteils zur Bereitstellung einer Oberflächenkontur der Deckschicht erlaubt. Die Dicke der Glas-Deckschicht ist z. B. im Bereich von 500 μm bis 3 mm gewählt.
Vorteilhafterweise kann die Deckschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vor dem und während des Festkörperfügens erwärmt werden, so dass sie plastisch deformierbar ist. Damit wird eine Anpassung der Deckschicht-Oberfläche an die Trägerkörper-Oberfläche erleichtert. Wenn die Deckschicht aus Na-basiertem Glas hergestellt ist, wird die Deckschicht vorzugsweise bis zu einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur (T_G) erwärmt. Bei Deckschichten aus anderen Materialien wird die Glasübergangstemperatur auch allgemein Glastemperatur genannt. Bei einer Deckschicht aus Borosilikatglas beträgt T_G z. B. 530°C.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Trägerkörper-Oberfläche eine sphärische Krümmung auf. Mit der erfindungsgemäß ausgeübten Andruckkraft wird die gesamte Deckschicht lokal senkrecht zur Form der Trägerkörper-Oberfläche an den Trägerkörper gedrückt. Das Verbundbauteil wird mit der sphärisch gekrümmten Oberfläche geschaffen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist nach dem Festkörperfügen der Deckschicht mit dem Trägerkörper eine mechanische Bearbeitung der freien Oberfläche der Deckschicht vorgesehen. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung weist das Verbundbauteil eine freie Oberfläche der Deckschicht auf, deren Form von der Oberflächenkontur der Trägerkörper-Oberfläche abweicht. Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren, bei denen eine Glasschicht auf einen Keramikkörper aufgesputtert wird, ermöglicht die Deckschicht eine Formgebung, z. B. durch Schleifen, Läppen und/oder Polieren. Mit der mechanischen Bearbeitung kann die Form der freien Oberfläche der Deckschicht in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung des Verbundbauteils gewählt werden. Des Weiteren können eventuelle Spuren von der Einwirkung der Andruckkraft, z. B. Spuren eines fließfähigen Partikelmaterials, beseitigt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Anwendung der Erfindung ist das Verbundbauteil ein optisches Bauteil, insbesondere ein Spiegel. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Trägerkörper eine sphärische Krümmung aufweist und mit der mechanischen Bearbeitung der freien Oberfläche der Deckschicht eine asphärische Krümmung oder eine sphärische Krümmung mit einem relativ zum Trägerkörper größeren Krümmungsradius hergestellt wird.
Vorteilhafterweise ist die Erfindung mit verschiedenen Verfahren zum Festkörperfügen realisierbar. Mit dem Begriff ”Festkörperfügen” wird allgemein die Verbindung der Deckschicht und des Trägerkörpers derart bezeichnet, dass zwischen beiden Bondpartnern eine stoffliche Verbindung (Festkörperbindung), insbesondere eine kovalente Bindung zwischen Atomen der Deckschicht und des Trägerkörpers, bereitgestellt wird. Das Festkörperfügeverfahren kann z. B. ein Diffusionsschweißen oder Löten umfassen, bei dem die sich berührenden Oberflächen der Deckschicht und des Trägerkörpers unter der Wirkung von Druck und Temperatur und gegebenenfalls eines Lötmittels eine stoffliche Verbindung eingehen.
Gemäß einer bevorzugten und besonders vorteilhaften Anwendung der Erfindung umfasst das Festkörperfügeverfahren ein anodisches Bonden der Deckschicht mit dem Trägerkörper. Das Verbundbauteil zeichnet sich in diesem Fall durch einen Fügebereich in Gestalt einer Bondverbindung zwischen der Deckschicht und dem Trägerkörper aus. Die Bondverbindung weist einen Ionenkonzentrationsgradienten auf, der zwischen der Deckschicht und dem Trägerkörper über die Grenzfläche zwischen diesen verläuft.
Beim anodischen Bonden können gasförmige Reaktionsprodukte auftreten. Die gasförmigen Reaktionsprodukte können zwischen der Deckschicht und den Trägerkörper zum Rand der aneinander grenzenden Oberflächen abfließen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann eine Oberflächenbehandlung des Trägerkörpers vorgesehen sein, um eine Aufnahme der gasförmigen Reaktionsprodukte und/oder das Abfließen der gasförmigen Reaktionsprodukte in die Umgebung des Verbundbauteils zu unterstützen. Die Oberflächenbehandlung kann z. B. eine Aufrauung der Trägerkörper-Oberfläche, insbesondere durch Ätzen, umfassen. Vorteilhafterweise werden durch die Aufrauung mikroskopisch kleine Kanäle geschaffen, welche die Bondverbindung zwischen der Deckschicht und dem Trägerkörper nicht beeinträchtigen, aber die gasförmigen Reaktionsprodukte aufnehmen und/oder zum Rand der Oberflächen leiten. Alternativ kann die Oberflächenbehandlung eine Deposition einer Gasabsorptionsschicht, insbesondere aus SiO₂, umfassen. SiO₂ hat sich als vorteilhaft erwiesen, da dieses Material das anodische Bonden nicht beeinträchtigt und gleichzeitig eine ausreichend hohe Kapazität zur Aufnahme von gasförmigen Reaktionsprodukten aufweist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematische Illustration der Herstellung eines konkaven Verbundbauteils;
2: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1;
3: eine schematische Darstellung der Herstellung eines konvexen Verbundbauteils;
4: weitere Einzelheiten und Merkmale bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
5: eine schematische Darstellung von Merkmalen weiterer vorteilhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Im Folgenden wird beispielhaft auf Varianten der Erfindung Bezug genommen, bei denen eine Deckschicht mit einem gekrümmten Trägerkörper durch anodisches Bonden verbunden wird. Es wird betont, dass die Erfindung entsprechend bei der Verbindung einer Deckschicht mit einem Trägerkörper mit anderen Festkörperfüge-Verfahren, wie z. B. Diffusionsschweißen oder Löten, anwendbar ist. Des Weiteren wird beispielhaft auf das Festkörperfügen eines Keramik-Trägerkörpers mit einer Glas-Deckschicht Bezug genommen. Die Umsetzung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt, sondern mit anderen Materialkombinationen möglich, die als Bondpartner zum Festkörperfügen geeignet sind, wie z. B. das Glas-Keramik-Metall-Löten, das Diffusionsschweißen oder das nanostrukturierte Fügen. Einzelheiten des anodischen Fügens werden im Folgenden nicht erläutert, soweit sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Bondparameter können in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung der Erfindung gewählt werden, wobei das anodische Bonden vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur, z. B. bei 500°C, im Vakuum, unter einem inerten Schutzgas oder unter Atmosphärendruck erfolgen kann.
1 illustriert in schematischer Schnittdarstellung das Festkörperfügen eines Trägerkörpers 10 mit einer Deckschicht 20 durch anodisches Bonden. Weitere Einzelheiten des Verfahrens werden unten unter Bezug auf 4 erläutert.
Der Trägerkörper 10, der aus SiSiC hergestellt ist, hat die Form einer Platte, deren Hauptausdehnung senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Die Platte hat die Gestalt eines geraden Kreiszylinders mit einem Durchmesser von z. B. 20 cm und einer Höhe von z. B. 4 cm. An einer Stirnfläche des Kreiszylinders (in 1 an der Oberseite des Trägerkörpers 10) ist eine konkave Trägerkörper-Oberfläche 11 mit einer sphärischen Krümmung vorgesehen. Der Krümmungsradius der Trägerkörper-Oberfläche 11 beträgt z. B. 180 mm.
Die Deckschicht 20, die mit dem Trägerkörper 10 verbunden werden soll, ist eine vorgefertigte Borosilikatglas-Deckschicht mit einer Dicke von z. B. 1,5 mm bis 1,8 mm. Die Deckschicht 20 wird bei einem Vorbereitungsschritt (siehe 4, S5) mit einer Krümmung versehen, die an die sphärische Krümmung der Trägerkörper-Oberfläche 11 angepasst ist. Eine mikroskopische Passung der Trägerkörper-Oberfläche 11 und der angrenzenden Deckschicht-Oberfläche 21 derart, dass ohne zusätzliche Maßnahmen ein flächiges anodisches Bonden ermöglicht wird, ist aus Gründen der Fertigungstechnik jedoch nicht gegeben. Während beim anodischen Bonden zwischen ebenen Oberflächen der Bondpartner mit verfügbaren Mitteln eine ausreichende Planarität der aneinander grenzenden Oberflächen bereitgestellt wird, wirken sich bei gekrümmten Oberflächen geringfügige Abweichungen von der beispielsweise sphärischen Oberflächenkontur negativ auf die gegenseitige Anpassung aus.
Die zur Trägerkörper-Oberfläche 11 weisende Deckschicht-Oberfläche 21 ist unbeschichtet, während die entgegengesetzte freie Oberfläche 22 der Deckschicht 20 eine elektrische Kontaktschicht aus Leitsilber trägt. Die Dicke der Kontaktschicht beträgt z. B. 100 μm.
Zum Anlegen der Deckschicht-Oberfläche 21 an die Trägerkörper-Oberfläche 11 und zur Überwindung der fertigungsbedingten Fehlpassung wird die Deckschicht 20 mit einem Druckstempel 40 gegen den Trägerkörper 10 gedrückt. Der Druckstempel 40 hat eine Stempelfläche 41 mit einer Form, die an die sphärische Form der Deckschicht und der Trägerkörper-Oberfläche 11 angepasst ist, mit dieser aber nicht genau übereinstimmen muss.
Der Druckstempel 40 ist zur Erzeugung einer Andruckkraft angeordnet, die z. B. durch die Gravitationskraft F (Gewicht des Druckstempels 40 und/oder einer zusätzlichen Masse) oder einen zusätzlichen Antrieb (nicht dargestellt) erzeugt wird.
Zur multidirektionalen Verteilung der Andruckkraft F_D auf die Deckschicht 20 ist zwischen der Stempelfläche 41 und der freien Oberfläche 22 der Deckschicht 20 eine Druckvermittlereinrichtung 30 in Gestalt einer Lage Partikelmaterial 31 angeordnet. Das Partikelmaterial 31 umfasst ein Pulver, z. B. aus Keramikkugeln, insbesondere aus Al₂O₃, mit einem Durchmesser von 500 μm. Die Dicke der Lage aus Partikelmaterial beträgt z. B. 20 mm. Bei Ausübung der Kraft F auf den Druckstempel 40 ist das Partikelmaterial 31 wie eine Flüssigkeit fließfähig, so dass die Andruckkraft F_D in Normalenrichtung der Deckschicht 20 und der Trägerkörper-Oberfläche 11 ausgeübt wird. Das Partikelmaterial 31 nimmt Fehlpassungen (Formabweichungen) zwischen der Deckschicht-Oberfläche 21 und der Trägerkörper-Oberfläche 11 auf. Die Deckschicht 20 wird gegen den Trägerkörper 10 gedrückt, so dass die Deckschicht-Oberfläche 21 die Trägerkörper-Oberfläche 11 unterbrechungsfrei flächig berührt. Um die Anpassung der Deckschicht 20 an den Trägerkörper 10 durch eine plastische Deformierbarkeit der Deckschicht 20 zu erleichtern, wird die Temperatur des Trägerkörpers 10 und der Deckschicht 20 z. B. bei 650°C eingestellt.
Während mit dem Druckstempel 40 die Andruckkraft auf die Deckschicht 20 ausgeübt wird, erfolgt das anodische Bonden. Die elektrische Kontaktschicht auf der freien Oberfläche 22 der Deckschicht 20 und der Trägerkörper 10 werden in an sich bekannter Weise mit einer Spannungsquelle 50 (Bondspannung z. B. 800 V) verbunden. Abweichend vom herkömmlichen anodischen Bonden mit einer von einem Zentralbereich nach außen wandernden Bondfront erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren das gleichzeitige Bonden der Bondpartner entlang der gesamten, aneinander grenzenden Oberflächen 11, 21. Beim anodischen Bonden treten gasförmige Reaktionsprodukte, wie z. B. Sauerstoff oder Wasserstoff, auf. Um ein Abfließen der Reaktionsprodukte zum Rand hin zu erleichtern, ist die Trägerkörper-Oberfläche 11 vorzugsweise aufgeraut, wie in der vergrößerten Darstellung in 2 (siehe Pfeil II in 1) schematisch gezeigt ist.
1 illustriert schematisch eine optional vorgesehene zweite Deckschicht 20.1 (gestrichelt gezeigt), die mit einer entgegengesetzten Trägerkörper-Oberfläche 15 verbunden sein kann. Die zweite Deckschicht 20.1 kann mittels des selben Verfahrens zum Festkörperfügen, wie z. B. dem anodischen Banden, oder eines anderen Verfahrens zum Festkörperfügen als die Deckschicht 20 mit der zweiten Trägerkörper-Oberfläche 15 verbunden werden.
2 illustriert als Ausschnitt den Trägerkörper 10 mit der Trägerkörper-Oberfläche 11, die Deckschicht 20 mit der Deckschicht-Oberfläche 21, die Druckvermittlereinrichtung 30 und den Druckstempel 40. Die Trägerkörper-Oberfläche 11 wird einer Oberflächenbehandlung, z. B. durch Ätzen mit HF-Säure, RIE oder Ionenstrahlen, unterzogen, um eine mikroskopisch raue Struktur 12 zu erzeugen. Die raue Struktur 12 beeinträchtigt das anodische Bonden der Bondpartner nicht, erlaubt jedoch eine Durchleitung der gasförmigen Reaktionsprodukte. Alternativ kann anstelle der rauen Struktur 12 eine SiO₂-Gasabsorptionsschicht, z. B. mit einer Dicke von 40 bis 100 nm angeordnet sein. Die SiO₂-Gasabsorptionsschicht wird zum Beispiel durch Beschichtung erzeugt oder, indem die Trägerkörper-Oberfläche 11 in einer Trockenätzanlage aufgerauht wird, so dass eine Rauhigkeit von z. B. 20 nm entsteht, und anschließend SiO₂ aufgesputtert wird.
Beim anodischen Bonden des Trägerkörpers 10 mit der Deckschicht 20 wird an den sich berührenden Oberflächen 11, 21 ein Fügebereich 13 gebildet. Der Fügebereich 13 zeichnet sich im Falle einer Bondverbindung durch einen Konzentrationsgradienten von Na- und K-Ionen senkrecht zu den Oberflächen 11, 21 aus. Durch die raue Struktur 12 wird der Fügebereich 13 nicht beeinträchtigt. Die Druckvermittlereinrichtung 30 hat die Wirkung, dass der Fügebereich 13 gleichzeitig entlang der Ausdehnung der Oberflächen 11, 21 gebildet wird. Da in allen Abschnitten der Oberflächen 11, 21 die gleichen Reaktionsbedingungen herrschen, ist der Fügebereich 13 homogen entlang der Ausdehnung der Oberflächen 11, 21.
3 illustriert in schematischer Schnittdarstellung das anodische Bonden einer Deckschicht 20 und eines Trägerkörpers 10 mit einer konvexen Trägerkörper-Oberfläche 11. In diesem Fall wird die Andruckkraft mit einem Druckstempel 40, der eine konkave Stempelfläche 41 aufweist, und eine Druckvermittlereinrichtung 30 in Gestalt einer flexiblen Matte 32 auf die Deckschicht 20 ausgeübt. Unter der Wirkung der multidirektional verteilten Andruckkraft berühren sich die zueinander weisenden Deckschicht- und Trägerkörper-Oberflächen 21, 11 flächig und unterbrechungsfrei. Das anodische Bonden erfolgt, während die Deckschicht 20 gegen den Trägerkörper 10 gedrückt wird, durch Beaufschlagung beider Bondpartner mit einer elektrischen Spannung aus einer Spannungsquelle 50, die mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktschicht auf der Deckschicht 20 und dem Trägerkörper 10 verbunden ist.
4 illustriert weitere Einzelheiten des Verfahrens zur Herstellung eines Verbundbauteils 100 in Gestalt eines Spiegels. Zunächst werden bei Vorbereitungsschritten S1 bis S5 der Trägerkörper 10 mit der gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche 11 und die gekrümmte Deckschicht 20 mit der Deckschicht-Oberfläche 21 bereitgestellt.
Zur Herstellung des Trägerkörpers 10 erfolgen zunächst bei Schritt S1 die Bereitstellung eines Keramikkörpers in Gestalt eines geraden Kreiszylinders und bei Schritt S2 die Formung der konkaven Trägerkörper-Oberfläche 11. Die Schritte S1 und S2 erfolgen bei der Grünbearbeitung an der getrockneten, jedoch noch nicht gesinterten Keramik. Anschließend folgen bei Schritt S3 das Sintern der Keramik und die Fertigstellung des Trägerkörpers 10, wobei eine Nachbearbeitung der Form der Trägerkörper-Oberfläche 11, z. B. durch ein CNC-Schleifen und ein Polieren, und gegebenenfalls eine Oberflächenbehandlung der Trägerkörper-Oberfläche 11 zur Bildung der Struktur 12 (siehe 2) vorgesehen sind. Die Oberflächenbehandlung umfasst z. B. ein Ätzen mit HF-Säure oder die Abscheidung einer SiO₂-Schicht.
Bei den Schritten S4 und S5 zur Bereitstellung der Deckschicht 20 wird zunächst ein ebener Rohling für die Deckschicht zugeschnitten (Schritt S4). Anschließend wird der Rohling zur Anpassung an die konkave Form der Trägerkörper-Oberfläche 11 erhitzt und durch Tiefziehen gebogen und anschließend mit einer leitfähigen Kontaktschicht 23 versehen (Schritt S5). Alternativ zum Tiefziehen kann ein mechanisches Schleifen der Deckschicht 20 aus einem Rohling mit ausreichender Dicke vorgesehen sein.
Anschließend werden die vorgefertigten Bondpartner Trägerkörper 10 und Deckschicht 20 zusammengesetzt (Schritt S6). Die gebogene Deckschicht 20 wird mit der konvexen Deckschicht-Oberfläche 21 an die konkave Trägerkörper-Oberfläche 11 angrenzend auf den Trägerkörper 10 aufgelegt. Anschließend wird bei Schritt S7 die Druckvermittlereinrichtung 30 auf der freien Oberfläche 22 der Deckschicht 20 angeordnet. Hierzu wird beispielsweise eine gleichmäßige Schicht des fließfähigen Partikelmaterials 31 auf der Deckschicht 20 verteilt.
Das Andrücken der Deckschicht 20 an den Trägerkörper 10 und das anodische Bonden beider Bondpartner mit dem Druckstempel 40 erfolgt in einem Bondofen 60, der bei Schritt S8 schematisch gezeigt ist. Der Bondofen 60 kann bei Bedarf evakuiert betrieben werden. Die Temperatur im Bondofen 60 ist oberhalb der Glasübergangstemperatur der Deckschicht 20 (z. B. 530°C) gewählt und beträgt z. B. bis zu 600°C.
Nach dem anodischen Bonden erfolgt außerhalb des Bondofens bei Schritt S9 eine mechanische Bearbeitung der freien Oberfläche 22 der Deckschicht 20 mit einem schematisch gezeigten Schleifwerkzeug 70. Die mechanische Bearbeitung umfasst z. B. die Bildung einer asphärischen Krümmung der freien Oberfläche 22, wobei die Dicke der Deckschicht in deren Mitte auf beispielsweise 300 μm verringert ist. Die mechanische Bearbeitung umfasst ferner ein Läppen und Polieren der freien Oberfläche 22. Im Ergebnis wird bei Schritt S10 das fertige Verbundbauteil 100 in Gestalt eines Spiegels mit einer polierten Oberfläche 23, z. B. mit einer Rauhigkeit im Bereich von 0,1 nm bis 0,3 nm, bereitgestellt.
Wenn bei Schritt S3 die optional vorgesehene Oberflächenbehandlung der Trägerkörper-Oberfläche 11 vorgesehen ist, kann bei Schritt S9 zusätzlich eine Abdichtung eventuell freiliegender Teile der Trägerkörper-Oberfläche 11, z. B. durch Aufbringung eines Abdecklacks, vorgesehen sein. Damit wird verhindert, dass unbeabsichtigt Feuchtigkeit durch die erzeugte Mikrorauhigkeit in den Fügebereich zwischen den Trägerkörper 10 und der Deckschicht 20 eindringt.
Das Verbundbauteil 100 umfasst z. B. einen Spiegel für eine Anwendung in einem Teleskop oder im Weltraum, z. B. für Abbildungszwecke.
5 zeigt analog zu 1 weitere Merkmale der Erfindung, die einzeln oder in Kombination bei der Herstellung der Bondverbindung bzw. im Verbundbauteil 100 vorgesehen sein können. Gemäß 5 ist eine kissenförmige Druckvermittlereinrichtung 30, umfassend eine Flüssigkeit 33 in einer Folienhülle 42 vorgesehen, um den Anpressdruck vom Druckstempel 40 auf die Deckschicht 20 zu übertragen. Des Weiteren ist in 5 beispielhaft gezeigt, dass der Trägerkörper 10 eine Leichtbaustruktur aufweisen kann, indem im Trägerkörper 10 Hohlräume 14 geformt sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009011863 [0002]
DE 10200243 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Festkörperfügen eines Trägerkörpers (10) und einer Deckschicht (20), insbesondere durch anodisches Bonden, wobei die Deckschicht (20) mit einer Andruckkraft gegen eine Trägerkörper-Oberfläche (11) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Trägerkörper-Oberfläche (11) eine Krümmung aufweist, und – die Andruckkraft während des Festkörperfügens mit einer Druckvermittlereinrichtung (30) flächig und gleichzeitig auf die gesamte Deckschicht (20) verteilt wird und senkrecht zur Krümmung der Trägerkörper-Oberfläche (11) gerichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem – die Andruckkraft mit einem Druckstempel (40) erzeugt wird, und – die Druckvermittlereinrichtung (30) eine deformierbare Schicht eines fließfähigen, festen oder flüssigen Materials umfasst, die zwischen dem Druckstempel (40) und der Deckschicht (20) angeordnet ist und mit dem Druckstempel (40) gegen die Deckschicht (20) gedrückt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, mit mindestens einem der Merkmale – das fließfähige Material umfasst ein Partikelmaterial (31), insbesondere Keramikkugeln, einen deformierbaren Feststoff (32), oder eine Flüssigkeit (33), und – das fließfähige Material ist mit dem Druckstempel (40) verbunden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem – die Andruckkraft durch einen Umgebungsdruck erzeugt wird, – die Druckvermittlereinrichtung (30) ein gasförmiges Material umfasst, auf das der Umgebungsdruck wirkt und das die Deckschicht (20) bedeckt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – der Trägerkörper (10) aus einer Keramik, deren Trägerkörper-Oberfläche Silizium enthält, und die Deckschicht (20) aus einem Na-basierten Glas hergestellt ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt – Erwärmen der Deckschicht (20), so dass die Deckschicht (20) plastisch deformierbar ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – die Trägerkörper-Oberfläche (11) eine sphärische Krümmung, aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem der Schritte – mechanische Bearbeitung einer freien Oberfläche (22) der Deckschicht (20), und – Festkörperfügen des Trägerkörpers (10) und einer weiteren Deckschicht (20.1), die mit einer weiteren Trägerkörper-Oberfläche (15) des Trägerkörpers (10) verbunden wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem – die Trägerkörper-Oberfläche (11) mit einer sphärischen Krümmung bereitgestellt wird, und – die freie Oberfläche (22) der Deckschicht (20) durch die mechanische Bearbeitung mit einer asphärischen Krümmung hergestellt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – das Festkörperfügen der Deckschicht (20) mit dem Trägerkörper (10) ein anodisches Bonden umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10, mit dem Schritt – Oberflächenbehandlung der Trägerkörper-Oberfläche (11) derart, dass gasförmige Reaktionsprodukte des anodischen Bondens an der Trägerkörper-Oberfläche (11) aufgenommen oder in eine Umgebung des Trägerkörpers (10) und der Deckschicht (20) geleitet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Oberflächenbehandlung der Trägerkörper-Oberfläche (11) umfasst – eine Aufrauung der Trägerkörper-Oberfläche, insbesondere durch Ätzen, oder – eine Deposition einer Gasabsorptionsschicht, insbesondere aus SiO₂.
Verbundbauteil, umfassend einen Trägerkörper (10) und eine Deckschicht (20), wobei zwischen einer Deckschicht-Oberfläche (21) und einer Trägerkörper-Oberfläche (11) ein flächiger Fügebereich (13) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Trägerkörper-Oberfläche (11) eine Krümmung aufweist, und – der Fügebereich (13) zwischen der Deckschicht-Oberfläche (21) und der gekrümmten Trägerkörper-Oberfläche (11) über deren Ausdehnung gleichförmig gebildet ist.
Verbundbauteil gemäß Anspruch 13, bei dem – der Fügebereich (13) eine durch anodisches Bonden gebildete Bond-Verbindung umfasst, die einen Ionenkonzentrationsgradienten über die Grenzfläche zwischen der Trägerkörper-Oberfläche (11) und der Deckschicht-Oberfläche (21) aufweist.
Verbundbauteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14, mit mindestens einem der Merkmale – der Trägerkörper (10) und die Deckschicht (20) bilden ein optisches Bauteil, insbesondere einen Spiegel, und – eine weitere Trägerkörper-Oberfläche (15) des Trägerkörpers (10) ist über einen Fügebereich mit einer weiteren Deckschicht (20.1) verbunden.
Verbundbauteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem – die Trägerkörper-Oberfläche (11) eine sphärische Krümmung aufweist, und – eine freie Oberfläche (22) der Deckschicht (20) eine asphärische Krümmung aufweist.