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[分享]面向AR、车载LiDAR的树脂WLO多层微透镜一体成型技术 [复制链接]

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离线威武的兔子

技术员

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 07-31

2024精密工学会秋季大会现场问答完整采访实录（Optronics媒体现场整理·中日双语）
基础信息
采访来源：Optronics Online 2024.9.19现场速报（展会次日发布免费图文）
演讲主题：面向AR、车载LiDAR的树脂WLO多层微透镜一体成型技术
现场问答采访全文（记者=Optronics产业记者，j）
Q1：今回発表した172℃耐熱樹脂の改良ポイントはどこか？
记者：本次发布的172℃耐高温树脂，核心改良点是什么？
j：
従来標準UV樹脂のTgは120℃、分子鎖の柔軟性が高く、SMT 260℃リフロー時に変形、膨張が発生していた。今回の改良は2点、一つは芳香族環構造を樹脂主鎖に大量導入、分子間結合力を強化して熱変形を抑える。二つは独自無機フィラーをナノレベル分散配合、熱膨張係数（CTE）を大幅に低下させた。
1000時間屋外耐候試験で黄変を抑制する酸化防止剤、紫外線吸収剤も一体化調合し、別途コーティング工程を追加しなくても車載環境に適応できる。
翻译：
传统标准UV树脂玻璃化转变温度仅120℃，分子链柔性高，经过260℃ SMT回流焊会出现形变、膨胀。本次改良分为两点：一是在树脂主链大量引入芳香环结构，强化分子间作用力，抑制高温形变；二是纳米级分散自研无机填料，大幅降低热膨胀系数CTE。
树脂内部复配抗氧化剂、紫外吸收剂，可抑制1000小时户外老化发黄，无需额外镀膜工序就能适配车载工况。

Q2：多層レンズ一体成型で接着剤を廃止したことで不良率はどれだけ改善したか？量産コスト削減効果は？
记者：多层透镜一体成型取消胶水贴合后，不良率、生产成本改善幅度如何？
j：
従来2枚レンズ点膠構造の位置ズレ不良率は平均8.2%、量産時に歩留まり低下の最大要因だった。一体成型で遮光層とレンズ層を同時成形することで位置ズレ不良が0.8%以下に低下、約90%削減した。
工程面では「レンズ洗浄→接着剤塗布→UV硬化貼り合わせ→養生」4工程を完全カット。8インチウエハ1枚あたりの製造時間が35%短縮、単一セットレンズの製造コストは約27%低下。
またモジュール厚みが30%薄型化できるため、車載ToF、AR機器の筐体設計自由度が大幅に上がる点も顧客から高評価を得ている。
翻译：
传统双镜片点胶方案对位偏移不良率平均8.2%，是量产良率下滑最主要原因。一体同步成型遮光层+透镜层后，偏移不良降至0.8%以内，不良问题减少90%。
制程上直接砍掉「镜片清洗→点胶→UV固化贴合→静置固化」四道工序。8英寸晶圆单片生产时长缩短35%，单组透镜制造成本下降27%。
同时模组厚度降低30%，车载ToF、AR设备外壳设计空间更大，这点收到大量客户正向反馈。

Q3：樹脂WLOとガラスWLOの棲み分けについて、2024年現在市場の変化は？
记者：树脂WLO与玻璃WLO的市场分层，2024年行业出现了哪些新变化？
j：
5年前は「ガラス＝高耐久高耐熱、樹脂＝低コスト民生」と単純に分かれていたが、今年から境界線が変わってきた。
第一に、中距離Flash LiDAR（車内監視、低速自動駐車）の顧客がコスト優先で樹脂WLOを選択するケースが急増。172℃改良樹脂で一般車載リフロー条件を満たせるため、高価なガラスの必要性がなくなった。
第二に、長距離前方LiDARは依然ガラスWLOが主流、高出力レーザーの熱負荷に樹脂は耐えられないため、我々は「樹脂レンズ＋ガラス保護カバー」のハイブリッド構造を提案している。両方の長所を活用し、ガラス単体より3割コストダウンできる。
競争ではなく相補、用途別に最適なソリューションを提案するのが我々の方針。
翻译：
5年前行业简单划分：玻璃=高耐久高耐热，树脂=低成本消费电子，但2024年两者应用边界已经改变。
第一，中距離Flash激光雷达（车内乘员监测、低速自动泊车）客户大批量转向树脂WLO，改良后172℃树脂完全满足车载回流焊标准，无需选用高价玻璃方案。
第二，车辆前向远距离主激光雷达依旧以玻璃WLO为主，高功率激光热负荷树脂无法承受；对此我们推出「树脂透镜+玻璃防护片」复合结构，兼顾两种材料优势，相比全玻璃方案成本降低30%。
两条路线不存在竞争，我们会根据客户应用场景提供最优搭配方案。

Q4：中国・韓国の光学メーカー向けの展開状況は？設備輸出の進捗は？
记者：面向中韩光学厂商的业务布局、设备出口进展如何？
j：
中国スマホ、車載センサー市場の成長が最も速い。過去2年間、国内大手モジュール企業5社にWaferV 8インチインプリント装置を納入、同時に樹脂材料、マスタースタンパーの供給、技術ライセンスも提供している。
中国現地では自社特許を数十件出願済み、現地企業の知財リスクを回避できる体制を整えた。韓国は3Dセンサーメーカーが中心、主にAR用DOEウエハレンズの受託生産が伸びている。
今後2年間はアジア市場を中心に設備販売を拡大、国内だけでなく海外顧客向けに技術サポート拠点の設立を計画中。
翻译：
中国手机、车载传感器市场增速全球最快。过去两年已向国内5家头部模组厂商交付WaferV 8英寸压印设备，同步配套树脂原料、金属母版供应与全套技术授权。
我们已在中国提交数十项发明专利，完善知识产权体系，规避合作企业专利风险。韩国客户以3D传感厂商为主，AR衍射DOE晶圆透镜代工订单持续增长。
未来两年以亚洲市场为核心扩大设备销售，计划搭建海外专属技术服务站点。

Q5：今後3年の開発ロードマップを教えてください
记者：未来三年AJI的技术研发路线图是什么？
j：
2つの大きな開発軸を進める。
1. 超耐熱樹脂開発：200℃以上のTgを実現する新規樹脂を2026年に量産化目標。エンジン周辺近傍の高温車載センサーまで樹脂WLOの適用範囲を拡大する。
2. 超薄DOE一体成型プロセス：光波導AR向けサブミクロン回折構造を1枚のウエハで一括成形。現在開発中の試作ラインは2025年末に完成予定。
併せて12インチウエハ対応のWaferV装置を開発、さらなる量産コスト低減を目指す。長距離LiDAR向けハイブリッドガラス/樹脂複合レンズも継続改良する。
翻译：
我们两条核心研发主线并行推进：
1. 超高耐热树脂研发：目标2026年量产Tg200℃以上新型树脂，把树脂WLO的应用范围拓展至发动机周边高温车载传感器。
2. 超薄DOE一体化制程：单张晶圆一次性成型适配光波导AR的亚微米级衍射结构，中试产线预计2025年底完工。
同步开发12英寸晶圆规格WaferV设备，进一步压缩单片量产成本；持续优化远距离激光雷达专用树脂+玻璃复合透镜方案。

Q6：樹脂レンズの長期信頼性、屋外での劣化に対する不安は業界から多い、どう対応しているか？
记者：行业普遍担忧树脂透镜长期户外使用老化、透光衰减，贵司如何解决？
j：
二つの対策を用意している。基礎材料段階での配合改良、完成品表面無機コーティングの2段階構成。
標準仕様の樹脂は1000時間耐候試験で透過率低下1%以内、一般車載室内・低速LiDARに十分。屋外露出の高負荷製品にはシリカ系無機保護膜を成膜、1000時間試験後の透過率低下0.4%未満、黄変がほぼ見られない。
また顧客に全数耐久試験データを開示し、長期10年車載使用を想定した加速劣化試験レポートを提出している。
翻译：
我们分为两层解决方案：原材料配方改性、成品表面无机镀膜。
标准配方树脂1000小时耐候测试透光率衰减低于1%，完全满足车内车载、低速激光雷达需求；长期露天高负荷产品可叠加二氧化硅无机保护膜，老化后透光衰减不足0.4%，几乎无发黄现象。
同时向全部客户开放完整耐久测试数据，提供模拟10年车载使用的加速老化测试报告。

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