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微光学元件 miGIO®

晶圆级透镜(LoW)

采用NSG自主开发的有机-无机杂化材料,可在半导体晶圆光学元件等指定位置,通过晶圆级工艺一次性批量成型微透镜,实现晶圆级透镜(LOW)。

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产品概述

通过将NSG自主开发的有机-无机杂化材料与压印技术相结合,可在半导体晶圆光学元件等指定位置,通过晶圆级工艺一次性批量成型微透镜,实现晶圆级透镜(LOW)。这种制造方式可减少对准、组装及切割工序,提高生产效率并降低制造成本。

采用NSG自主开发的有机-无机杂化材料,可实现优异的可靠性和耐热性,满足Telcordia标准要求,并可耐受超过330℃的回流焊温度。

此外,还可避开晶圆上的布线区域等结构,仅在所需位置选择性地成型微透镜。

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什么是晶圆级透镜(LoW)?

依托NSG在光电子相关产品开发与生产过程中积累的光学元件制造技术,可将透镜直接成型于半导体晶圆表面。

透镜可选择性地形成于所需位置,同时避开晶圆上的布线区域及其他结构。此外,通过采用NSG自主开发的有机-无机杂化材料,产品可实现优异的可靠性和耐热性能,满足Telcordia标准要求,并能够耐受超过330℃的回流焊温度。

晶圆级透镜(LoW)示意图

晶圆级透镜(LoW)示意图

实现更高效率与更薄型化设计

由于透镜可预先以±2 μm以内的高精度直接形成于晶圆表面,因此无需后续的对准和组装工序。

同时,透镜直接形成于晶圆上,有助于实现产品薄型化设计。此外,在切割道(Dicing Street)区域不会残留透镜材料,因此不会影响晶圆切割效率。

晶圆级透镜(LoW)工艺流程示意图

晶圆级透镜(LoW)工艺流程示意图

压印制造工艺

压印是一种利用模具和液态材料成型零部件的制造技术。成型过程包括预处理、成型、脱模和后处理四个步骤。
根据所使用的材料不同,部分成型工艺有所差异。其中,溶胶-凝胶材料采用热固化方式,有机-无机杂化材料采用紫外光(UV)固化方式。

压印工艺流程
压印工艺流程

高精度且具有优异生产效率的压印技术

采用模具进行压印成型,可兼顾稳定的产品质量和优异的量产能力。
利用通过激光直写和电子束(EB)曝光等技术制造的高精度模具,可在最大8英寸的大面积基板上一次性形成光学元件。

透镜加工范围

根据透镜结构的尺寸和形状,采用最适合的加工方法制造模具,并在图示加工范围内生产微透镜。对于超出该范围的需求,也可能具备对应能力。

透镜加工范围

透镜加工范围

有机-无机杂化材料的可靠性

即使经过回流焊测试以及符合Telcordia标准的各项可靠性测试后,透镜性能仍保持不变。

针对11个透镜样品,分别在制造完成后、回流焊处理后,以及高温高湿试验(Damp Heat Test,85℃、85%RH)进行500小时、1,000小时和2,000小时后测量其焦距。测量结果如下图所示,11个样品的测试数据相互重合,证明了其优异的可靠性。

测试结果

测试结果

常见问题

什么是晶圆级透镜(LoW)?

晶圆级透镜(LoW)是Lens on Wafer的简称。

晶圆级透镜(LoW)的主要应用有哪些?

晶圆级透镜(LoW)主要应用于光通信、3D传感以及LiDAR用激光二极管(LD)等领域,特别适用于需要高精度定位的应用。

晶圆级透镜(LoW)可对应多大尺寸的晶圆?

晶圆级透镜(LoW)主要应用于光通信、3D传感以及LiDAR用激光二极管(LD)等领域,特别适用于需要高精度定位的应用。

是否可以仅在指定位置形成透镜?

可以。可避开布线等区域,仅在所需位置进行局部透镜成型。

是否可以形成非球面透镜?

可以。NSG可对应非球面等复杂透镜结构设计。

透过波长范围是多少?

透过波长范围取决于材料种类。溶胶-凝胶玻璃材料的透过波长范围为200~2,000 nm;有机-无机杂化材料的透过波长范围为400~2,000 nm。

什么是回流焊(Reflow)?

回流焊是将元器件放置于预先印刷有焊膏的基板焊盘上,再通过高温炉使焊膏熔化,从而实现焊接的一种工艺。该工艺温度通常高于260℃。NSG自主开发的有机-无机杂化材料可耐受回流焊工艺(330℃、3分钟、氮气环境)。

什么是Telcordia标准?

Telcordia是一家由美国AT&T电话业务部门分拆成立的研发公司,成立初期名称为Bellcore,后更名为Telcordia Technologies。在通信领域,Telcordia标准被广泛应用为行业标准。NSG自主开发的有机-无机杂化材料具有优异的环境耐久性能。

是否可以提供样品?

可以。如果客户提供晶圆,可提供晶圆级透镜(LoW)样品。

下单时是否需要提供晶圆?

是的。客户提供晶圆后,NSG将在指定位置进行压印成型,并将加工完成的晶圆返还给客户。

什么是miGIO®?

miGIO®是NSG微光学元件产品系列的品牌名称。

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  • 产品目录
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