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肖特张广军:特种超薄玻璃带领大众走进3D成像和传感时代
2018-09-24 15:04:17   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

据麦姆斯咨询介绍,拥有精密厚度公差和优异光学性能的特种超薄玻璃是制造晶圆级光学镜头、垫片、衍射光学元件和窄带滤光片的必要材料,为飞行时间(ToF)、结构光和立体视觉三种3D成像和传感解决方案的光学器件提供稳定可靠的玻璃。

据麦姆斯咨询介绍,拥有精密厚度公差和优异光学性能的特种超薄玻璃是制造晶圆级光学镜头、垫片、衍射光学元件和窄带滤光片的必要材料,为飞行时间(ToF)、结构光和立体视觉三种3D成像和传感解决方案的光学器件提供稳定可靠的玻璃。基于独特的下拉法玻璃生产技术,以及玻璃在3D成像和传感领域长期积累的应用经验,肖特集团创造性地推出了适用于3D成像和传感器件中的特种超薄玻璃。

2018年9月10日,由麦姆斯咨询和上海科技会展有限公司在上海跨国采购会展中心主办的『第二十四届“微言大义”研讨会:3D视觉技术及应用』上,肖特集团业务开发高级经理张广军先生就特种超薄玻璃技术及应用与在场观众进行深入的探讨和分享!

肖特集团业务开发高级经理张广军先生发表题为《应用于3D成像和传感领域的特种超薄玻璃》的演讲

肖特集团业务开发高级经理张广军先生发表题为《应用于3D成像和传感领域的特种超薄玻璃》的演讲

特种超薄玻璃可用于三种3D成像和传感解决方案

3D成像和传感有三种主流方案:时间飞行(ToF)法、结构光法、立体视觉法。张广军先生介绍:“肖特的特种超薄玻璃可以用于三种不同的3D成像和传感方案。具体来讲,比如,在发射端中,特种超薄玻璃可以用于晶圆级光学和衍射光学元件(DOE),有的设计中会需要玻璃垫片。在接收端,我们可以提供玻璃原材料用于窄带滤光片,以实现窄带滤光功能。同时,为了达到更好的光学分辨率,玻璃可以用于镜头垫片。当然,玻璃也可以作为镜头盖板以提高强度。”

肖特集团针对3D成像和传感应用开发了一系列玻璃:硅酸盐系列,硼硅系列、铝硅酸盐系列、锂铝硅系列,以及无碱硼硅玻璃,它们的光学性能、热膨胀系数、机械性能和化学性能各异。客户在设计和选择时可以根据自己的组件材料来选择不同系列的玻璃,以匹配应用需求。

肖特集团的特种超薄玻璃系列

肖特集团的特种超薄玻璃系列

六大特色完美契合晶圆级光学、衍射光学元件、垫片和窄带滤光片的需求

张广军先生介绍了肖特为3D成像和传感应用提供的特种超薄玻璃具有以下六大优势:(1)可重复性高,批次内和批次间的质量和稳定性非常高;(2)有多种厚度选择,同时厚度公差非常小,例如±5微米;(3)TTV达到5微米以下;(4)优异的透光率,在可见光和近红外光范围内都有足够高的透光率;(5)稳定性和可靠性高;(6)符合环保要求。

张广军先生具体地讲解了肖特如何保证产品质量和稳定性:“肖特采用独特的下拉法进行超薄玻璃制造,该技术可以将玻璃直接拉出,表面粗糙度低于0.5纳米,厚度从30微米到1.1毫米不等。客户不需要在表面进行任何加工,完全能满足客户的光学要求。”

肖特采用独特的下拉法确保特种超薄玻璃的质量和稳定性

肖特采用独特的下拉法确保特种超薄玻璃的质量和稳定性

肖特集团可提供厚度范围很宽的特种超薄玻璃,从30微米到1.1毫米不等。可以用于晶圆级光学、衍射光学元件、垫片和窄带滤光片。另外,高铝硅玻璃还可以用作盖板。张广军先生讲到“在3D成像和传感应用中,晶圆级光学是非常重要的技术。我们可以提供厚度公差非常小的薄玻璃晶圆,适用于通过半导体晶圆级技术制造光学级应用的镜头。还可以根据客户要求的不同厚度定制相应的玻璃,满足厚度公差要求。例如,我们提供的玻璃可以达到在200~500微米的厚度范围内,厚度公差±5微米,TTV小于5微米,翘曲度(wrap)小于100微米,完全可以满足晶圆级光学的要求。”

晶圆级光学通常是在玻璃上完成聚合物透镜,需要相当高的折射率进行匹配。张广军先生谈到“我们玻璃的折射率在可见光区域达1.52,甚至在近红外光范围(850纳米和940纳米)能达到1.51。我们还能够提供玻璃其他的性能,协助客户在镜头设计时完成模拟工作。”

关于晶圆级光学制造过程中膨胀系数的问题,张广军先生认为“因为它毕竟是玻璃和聚合物材料的结合,需要尽量匹配玻璃和聚合物的膨胀系数,如果不匹配会出现可靠性问题。而肖特提供的玻璃能满足以上要求,保证产品的可靠性。”

张广军先生还分析了肖特超薄玻璃在垫片中的应用:“我们提供结构化玻璃,可以用来做垫片。我们对玻璃进行了结构加工,精密性非常高,孔加工尺寸可以精确到±25微米,孔和孔之间位置误差为±25微米。加工结构可以根据客户要求,可制成圆形、三角形或者方形等。就玻璃晶圆尺寸而言,8寸和6寸都可以。玻璃的厚度从0.1毫米到3毫米均可完成。”

肖特集团提供结构化玻璃用于垫片应用

肖特集团提供结构化玻璃用于垫片应用

在3D成像和传感应用中,肖特的特种超薄玻璃除了在发射端用于晶圆级光学和DOE(包括镜头垫片)外,也可以作为接收端的窄带滤光片。张广军先生介绍“我们提供的玻璃原片通过镀膜可以实现窄带滤光功能这是因为我们的玻璃有极好的光学性能,表面经过高度优化,非常适合后期镀膜;而且我们采用独特的下拉法制造工艺,严格控制各种参数,确保满足高质量镀膜需求。我们的AF 32 eco 和D 263 T eco玻璃都适合于窄带滤光片的制作。从可见光到近红外的光谱范围内,透光性都在91%以上,在850纳米和940纳米波段接近92%,透光率非常高。”

肖特集团提供的特种超薄玻璃在可见光到近红外的光谱范围内透光性表现优秀

肖特集团提供的特种超薄玻璃在可见光到近红外的光谱范围内透光性表现优秀

最后,张广军先生总结“肖特的玻璃能够支持并实现3D成像和传感的多种解决方案。我们的玻璃种类齐全,可以满足不同的需求,玻璃优异的性能和稳定的高质量在大规模量产中已得到证实。无论是玻璃的使用方案,还是在生产中遇到的技术问题,我们都可以提供专业技术指导,帮助大家实现最终光学产品。”

延伸阅读:

《3D成像和传感-2018版》

《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》

《苹果iPhone X红外点阵投影器》

《超越摩尔应用的晶圆市场-2018版》

《半导体领域的玻璃衬底制造市场-2017版》

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