KR102312392B1 - Method of attaching substrates for a lidar module - Google Patents
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Abstract
라이다 모듈용 기판의 접합 방법에 있어서, 스테이지 모듈 상에, 전극 패드들 각각에 레이저 발광 소자들이 본딩된 소자 기판을 위치시킨다. 스테이지 모듈 상에 위치한 소자 기판과 마주보도록, 광학 어레이를 갖는 광학 어레이 기판을 본딩 모듈로 진공 흡착한다. 이어서, 광학 어레이 기판 및 소자 기판을 1차 접근시키고, 광학 어레이 기판 및 소자 기판이 1차 접근된 상태에서, 발광 소자들 및 광학 어레이들 각각에 대한 소자 중심 좌표에 관한 제1 중심 데이터 및 어레이 중심 좌표에 관한 제2 중심 데이터를 확보한다. 이후, 제1 및 제2 중심 데이터들을 이용하여 광학 어레이 기판 및 소자 기판을 상호 정렬하고, 광학 어레이 기판 및 소자 기판을 2차 접근시켜, 본딩 모듈로 광학 어레이 기판 및 소자 기판을 상호 어태치한다. 이로써, 소자 기판 및 광학 어레이 기판이 보다 정밀하게 접합될 수 있다.In the bonding method of a substrate for a lidar module, a device substrate in which laser light emitting devices are bonded to each of electrode pads is positioned on a stage module. The optical array substrate having the optical array is vacuum-adsorbed by the bonding module so as to face the element substrate positioned on the stage module. Then, the optical array substrate and the element substrate are brought into a primary approach, and in a state where the optical array substrate and the element substrate are primarily approached, first center data regarding element center coordinates for each of the light emitting elements and the optical arrays and the array center Secure second central data regarding the coordinates. Thereafter, the optical array substrate and the element substrate are aligned with each other using the first and second central data, and the optical array substrate and the element substrate are secondarily approached to attach the optical array substrate and the element substrate to each other by a bonding module. Thereby, the device substrate and the optical array substrate can be bonded more precisely.
Description
본 발명의 실시예들은 라이더 모듈용 기판의 접합 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 라이다 모듈에 포함된 소자 기판 및 광학 어레이 기판을 상호 접합하는 라이더 모듈용 기판이 접합 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a bonding method of a substrate for a lidar module. More specifically, embodiments of the present invention relate to a method of bonding a substrate for a lidar module for mutually bonding a device substrate and an optical array substrate included in the lidar module.
일반적으로 표면광 레이저는 반도체 물질층의 적층 방향으로 광을 출사하기 때문에, 다른 광학소자와의 결합이 용이하고 설치가 쉬울 뿐만 아니라, 이차원 배열을 갖도록 제조가 가능하여, 광통신 및 광신호를 이용한 인터페이스 기술등의 광전송 시스템이나 기록/재생용 광헤드 에서 광원으로 널리 응용될 수 있다.In general, since the surface light laser emits light in the stacking direction of the semiconductor material layer, it is easy to combine with other optical devices and install, and it can be manufactured to have a two-dimensional arrangement, so that the interface using optical communication and optical signals It can be widely applied as a light source in optical transmission systems such as technology or optical heads for recording/reproduction.
상기 표면광 레이저의 활발한 사용 속에, 최근, 빅셀(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)에 대한 관심이 증대되고 있다. 빅셀은 상부 표면에 수직한 방향으로 레이저를 방출하는 반도체 레이저로, 제조 공정이 간단하여 대량 생산이 용이하며, 집적도가 뛰어나 소형화 제작이 가능하다는 장점을 가지고 있다.In the active use of the surface light laser, recently, interest in a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is increasing. Vixel is a semiconductor laser that emits a laser in a direction perpendicular to the upper surface, and has the advantage of being able to produce a miniaturized product due to its simple manufacturing process and easy mass production.
한편, 빅셀은 주로 통신분야에 적용되어왔으나, 최근에는 광학계에 적용하려는 시도가 활발히 진행중이다. 특히, 자율주행 자동차의 각광과 함께 라이다(LiDAR) 모듈에 빅셀을 적용하려는 시도가 활발히 이루어지고 있는 실정이다.On the other hand, Big Cell has been mainly applied to the communication field, but recently, attempts to apply it to the optical system are actively in progress. In particular, with the spotlight of autonomous vehicles, attempts to apply Bixel to LiDAR modules are actively being made.
상기 라이다 모듈은 소자 기판 및 광학 어레이 기판을 포함한다. 상기 소자 기판 및 상기 광학 어레이 기판이 보다 정밀하게 정렬될 경우, 보다 우수한 특성을 가질 수 있다.The lidar module includes a device substrate and an optical array substrate. When the device substrate and the optical array substrate are more precisely aligned, better characteristics may be obtained.
본 발명의 실시예들은 발광 소자를 포함하는 소자 기판 및 광학 어레이를 포함하는 광학 어레이 기판을 상호 정밀하게 정렬하여 본딩할 수 있는 라이다 모듈용 기판의 접합 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a bonding method of a substrate for a lidar module capable of bonding by precisely aligning a device substrate including a light emitting device and an optical array substrate including an optical array with each other.
본 발명의 실시예들에 따른 라이다 모듈용 기판의 접합 방법에 있어서, 스테이지 모듈 상에, 전극 패드들 각각에 레이저 발광 소자들이 본딩된 소자 기판을 위치시킨다. 상기 스테이지 모듈 상에 위치한 소자 기판과 마주보도록, 광학 어레이를 갖는 광학 어레이 기판을 본딩 모듈로 진공 흡착한다. 이어서, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 1차 접근시키고, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판이 1차 접근된 상태에서, 상기 발광 소자들 및 상기 광학 어레이들 각각에 대한 소자 중심 좌표에 관한 제1 중심 데이터 및 어레이 중심 좌표에 관한 제2 중심 데이터를 확보한다. 이후, 상기 제1 및 제2 중심 데이터들을 이용하여 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 정렬하고, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 2차 접근시켜, 상기 본딩 모듈로 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 어태치한다.In the bonding method of a substrate for a lidar module according to embodiments of the present invention, a device substrate in which laser light emitting devices are bonded to each of the electrode pads is positioned on the stage module. The optical array substrate having the optical array is vacuum-adsorbed by the bonding module to face the element substrate positioned on the stage module. Next, the optical array substrate and the element substrate are brought into a primary approach, and in a state in which the optical array substrate and the element substrate are primarily approached, a second reference to element center coordinates for each of the light emitting elements and the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 중심 데이터를 확보하기 위하여, 상기 본딩 모듈에 장착된 카메라를 이용하여 상기 발광 소자들 각각에 형성된 액티브 폴들(ACTIVE POLES)을 촬상하여 폴 이미지를 획득하고, 상기 폴 이미지를 이용하여 상기 액티브 폴들 각각의 중심 좌표들을 확보할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in order to secure the first central data, a pole image is obtained by imaging active poles formed in each of the light emitting devices using a camera mounted on the bonding module, and , it is possible to secure center coordinates of each of the active poles by using the pole image.
여기서, 상기 폴 이미지 및 상기 광학 어레이에 관한 이미지들을 상호 중첩시켜 상기 소자 기판 및 상기 광학 어레이 기판의 정렬 여부를 확인할 수 있다.Here, it is possible to check whether the device substrate and the optical array substrate are aligned by overlapping the pole image and the images related to the optical array.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 중심 데이터를 확보하기 위하여, 상기 본딩 모듈에 장착된 카메라를 이용하여 상기 광학 어레이들 각각에 대한 어레이 이미지를 획득하고, 상기 어레이 이미지를 이용하여 상기 광학 어레이들 각각의 중심 좌표들을 확보할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in order to secure the second central data, an array image for each of the optical arrays is obtained using a camera mounted on the bonding module, and the optical array image is used to obtain the optical array image. It is possible to secure the center coordinates of each of the arrays.
여기서, 상기 본딩 모듈에 장착된 카메라를 이용하여 상기 광학 어레이들 각각에 대한 어레이 이미지를 획득하기 위하여 링 조명을 이용할 수 있다.Here, ring illumination may be used to obtain an array image for each of the optical arrays using a camera mounted on the bonding module.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 어태치 전, 상기 광항 어레이 기판의 외주부에 스페이서를 위치시키고, 상기 스페이서의 상면에 광경화성 접착제를 도포할 수 있다.In an embodiment of the present invention, before attaching the optical array substrate and the element substrate to each other, a spacer may be positioned on the outer periphery of the optical array substrate, and a photocurable adhesive may be applied to the upper surface of the spacer.
여기서, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 어태치하기 위하여, 상기 광경화성 접착제를 향하여 UV 광을 조사할 수 있다.Here, in order to attach the optical array substrate and the device substrate to each other, UV light may be irradiated toward the photocurable adhesive.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 라이더 모듈용 기판의 제조 방법에 따르면, 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 1차 접근시키고, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판이 1차 접근된 상태에서, 상기 발광 소자들 및 상기 광학 어레이들 각각에 대한 소자 중심 좌표에 관한 제1 중심 데이터 및 어레이 중심 좌표에 관한 제2 중심 데이터를 확보한다. 이후, 상기 제1 및 제2 중심 데이터들을 이용하여 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 정렬하고, 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 2차 접근시켜, 상기 본딩 모듈로 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 어태치한다. 이로써, 상기 소자 기판 및 광학 어레이 기판이 일정한 간격을 유지하면서 보다 정밀하게 정렬될 수 있다.According to the manufacturing method of the substrate for the lidar module according to the embodiments of the present invention as described above, the optical array substrate and the element substrate are primarily approached, and in a state in which the optical array substrate and the element substrate are primarily approached , secure first center data regarding element center coordinates for each of the light emitting elements and the optical arrays and second center data regarding array center coordinates. Thereafter, the optical array substrate and the element substrate are aligned with each other using the first and second central data, and the optical array substrate and the element substrate are made secondary to approach, so that the optical array substrate and the element substrate are connected to the bonding module. The device substrates are attached to each other. Accordingly, the device substrate and the optical array substrate may be more precisely aligned while maintaining a constant distance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모듈용 기판의 접합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 접합 방법을 구현하기 위한 기판 접합 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스테이지 모듈 및 본딩 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 소자 기판을 촬상한 이미지들이다.
도 5는 도 2에 도시된 광학 어레이 기판을 촬상한 이미지들이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 의하여 제조된 라이다 모듈의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a flowchart for explaining a method of bonding a substrate for a lidar module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a substrate bonding apparatus for implementing the bonding method illustrated in FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a stage module and a bonding module illustrated in FIG. 2 .
FIG. 4 is images obtained by capturing the device substrate shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is images obtained by capturing the optical array substrate shown in FIG. 2 .
6 is a cross-sectional view for explaining an example of a lidar module manufactured according to embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below and may be embodied in various other forms. The following examples are provided to fully convey the scope of the present invention to those skilled in the art, rather than to enable the present invention to be fully completed.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.In embodiments of the present invention, when an element is described as being disposed or connected to another element, the element may be directly disposed or connected to the other element, and other elements may be interposed therebetween. it might be Alternatively, when one element is described as being directly disposed on or connected to another element, there cannot be another element between them. Although the terms first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or portions, the items are not limited by these terms. will not
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used in the embodiments of the present invention is only used for the purpose of describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning as understood by one of ordinary skill in the art of the present invention. The above terms, such as those defined in ordinary dictionaries, shall be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art and description of the present invention, and unless explicitly defined, ideally or excessively outwardly intuitively. will not be interpreted.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the present invention are described with reference to schematic diagrams of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, variations from the shapes of the diagrams, eg, variations in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be fully expected. Accordingly, embodiments of the present invention are not to be described as being limited to the specific shapes of the areas described as diagrams, but rather to include deviations in the shapes, and the elements described in the drawings are entirely schematic and their shapes It is not intended to describe the precise shape of the elements, nor is it intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모듈용 기판의 접합 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 도 1에 도시된 접합 방법을 구현하기 위한 기판 접합 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 스테이지 모듈 및 본딩 모듈을 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a flowchart for explaining a method of bonding a substrate for a lidar module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a substrate bonding apparatus for implementing the bonding method illustrated in FIG. 1 . FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a stage module and a bonding module illustrated in FIG. 2 .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모듈용 기판의 접합 방법을 구현하기 위하여 기판 접합 장치가 구비된다. 1 to 3 , a substrate bonding apparatus is provided to implement a bonding method of a substrate for a lidar module according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 기판 접합 장치는 스테이지 모듈(100), 본딩 모듈(200) 및 비전 모듈을 포함한다. 상기 기판 접합 장치는, 발광 소자가 본딩된 소자 기판 및 광학 어레이가 형성된 어레이 기판을 상호 접합할 수 있다.2 and 3 , the substrate bonding apparatus includes a
상기 스테이지 모듈(100)은 상기 소자 기판(10)을 지지한다. 상기 스테이지 모듈(100)은 제1 승강부(110), 상기 소자 기판(10)을 진공 흡착할 수 있는 스테이지(130), 수평 구동부(150) 및 회전 구동부(170)를 포함한다. The
상기 제1 승강부(110)는 예를 들면, 볼 스크류, 엘엠 가이드 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 승강부(110) 내에는 제1 진공 라인(111), 상기 제1 진공 라인(111)과 연통된 제1 진공 챔버(113) 및 상기 제1 진공 챔버(113)로부터 분기된 제1 진공홀(115)을 포함한다.The
상기 수평 구동부(150) 및 상기 회전 구동부(170)는, 상기 스테이지(130)을 상호 교차하는 수평 방향 및 회전 방향으로 회전시킬 수 있다.The
상기 본딩 모듈(200)은 상기 스테이지 모듈(110)의 상부에 배치된다. 상기 본딩 모듈(200)은 상기 광학 어레이 기판(20)을 흡착한다. 또한 상기 본딩 모듈(200)은 상기 광학 어레이 기판(20)을 승강시키고, 상기 소자 기판(10)에 본딩할 수 있다.The
상기 본딩 모듈(200)은, 제2 승강부(210), 본딩 헤드(230) 및 수직 구동부(250)를 포함한다.The
상기 제2 승강부(210)는 상기 본딩 헤드(230)를 수직 방향으로 승강시킨다. 상기 제2 승강부(210)는 예를 들면, 볼 스크류, 엘엠 가이드 등을 포함할 수 있다.The
상기 제2 승강부(210) 내에는 제2 진공 라인(211), 상기 제2 진공 라인(211)과 연통된 제2 진공 챔버(213) 및 상기 제2 진공 챔버(213)로부터 분기된 제2 진공홀(215)을 포함한다. 이로써, 상기 본딩 헤드(230)는 광학 어레이 기판을 진공력을 이용하여 흡착할 수 있다.A
상기 비전 모듈(300)은 광학 어레이(21; 도 6 참조) 및 발광 소자(13; 도 6 참조)를 촬상할 수 있다. 상기 비전 모듈(300)은 상기 본딩 모듈(200)에 장착될 수 있다. 이와 다르게 상기 비전 모듈(300)은 상기 본딩 모듈(200)로부터 독립하여 제공될 수 있다. 상기 비전 모듈(300)은 카메라(미도시) 및 광원(35, 도 5 참조)을 포함한다. The
이하, 라이다 모듈용 기판의 접합 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of bonding a substrate for a lidar module will be described in detail.
먼저 스페이지 모듈 상에, 소자 기판(10)을 위치시킨다(S110). 상기 스테이지 모듈(100)은 진공력을 이용하여 상기 소자 기판(10)을 고정할 수 있다. 이로써, 상기 스테이지 모듈(100)은 상대적으로 얇은 두께를 갖는 소자 기판(10)에 대한 충격없이 견고하게 고정할 수 있다.First, the
이때, 상기 소자 기판(10)에는 발광 소자(13; 도 6 참조)가 본딩되어 있다. 상기 발광 소자는 레이저 광을 발생시킬 수 있다. 상기 발광 소자에는 상세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, the light emitting device 13 (refer to FIG. 6 ) is bonded to the
한편, 상기 소자 기판(10)과 마주보도록 광학 어레이 기판(20)을 흡착한다(S120). 이때, 상기 본딩 모듈(200)은 상기 광학 어레이 기판(20)을 진공력으로 흡착함으로써, 상대적으로 얇은 두께를 갖는 광학 어레이 기판(20)을 견고하게 고정할 수 있다.Meanwhile, the
상기 광학 어레이 기판(20)에는 매트릭스 형태로 배열된 광학 어레이, 예를 들면 렌즈들(21)이 구비될 수 있다. 이와 다르게, 상기 광학 어레이 기판(20)에는 프리즘 등이 형성될 수도 있다.The
이어서, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 1차 접근시킨다(S140). 이때, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)은 정렬 위치로 이동한다. Next, the
따라서, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 접합 위치에서 상호 접합하기 전, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)이 정렬 위치에서 수직 방향으로 근접된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)이 상기 정렬 위치로부터 상기 접합 위치로 이동함에 따라 발생할 수 있는 정렬 오차를 감소시킬 수 있다.Therefore, before bonding the
나아가, 상기 비전 모듈(00)에 포함된 카메라가, 상기 광학 어레이 기판(20)에 형성된 광학 어레이 뿐만 아니라 상기 소자 기판(10)에 형성된 소자들을 직접 촬상 범위 내에서 위치시킬 수 있다. 이때, 상기 카메라는 오토 포커싱 기능을 구비함으로써, 발광 소자 및 광학 어레이 모두를 촬상할 수 있다.Furthermore, the camera included in the vision module 00 may directly position the elements formed on the
이어서, 상기 비전 모듈(300)을 이용하여 발광 소자들을 촬상하여 상기 발광 소자들 각각의 중심 좌표에 대한 제1 중심 데이터를 확보한다(S150). 한편, 상기 비전 모듈을 이용하여 광학 어레이들을 촬상하여 상기 광학 어레이들 각각의 중심 좌표에 대한 제2 중심 데이터를 확보한다.Next, the light emitting devices are imaged using the
도 4는 도 2에 도시된 소자 기판을 촬상한 이미지들이다. FIG. 4 is images obtained by capturing the device substrate shown in FIG. 2 .
도 4를 참조하면, 상기 발광 소자들 각각의 중심 좌표에 대한 제1 중심 데이터를 확보하기 위하여, 상기 발광 소자에 형성된 액티브 폴(active pole)에 대한 위치 좌표를 확보한다. 액티브 폴들 각각이 원 형상을 가질 경우, 상기 액티브 폴에 대한 위치 좌표는 상기 액티브 폴의 중심에 관한 중심 좌표에 해당할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in order to secure first center data for the center coordinates of each of the light emitting devices, position coordinates of an active pole formed in the light emitting devices are secured. When each of the active poles has a circular shape, the position coordinates of the active poles may correspond to center coordinates of the center of the active poles.
도 5는 도 2에 도시된 광학 어레이 기판을 촬상한 이미지들이다.FIG. 5 is images obtained by capturing the optical array substrate shown in FIG. 2 .
도 5를 참조하면, 상기 광학 어레이들 각각의 중심 좌표에 대한 제2 중심 데이터를 확보하기 위하여, 상기 광학 어레이 기판(20)에 구비된 광학 어레이에 대한 위치 좌표를 확보한다. 광학 어레이가 볼록 렌즈 형상을 가질 경우, 상기 광학 어레이에 대한 중심 좌표는 볼록 렌즈들 각각의 중심에 관한 제2 중심 좌표에 해당할 수 있다. 이로써, 어레이 중심 좌표에 관한 제2 중심 데이터가 확보된다.Referring to FIG. 5 , in order to secure second center data for center coordinates of each of the optical arrays, position coordinates for the optical array provided in the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비전 모듈(300)은 링 조명(35)을 포함할 수 있다. 상기 링 조명(35)이 LED 광원을 포함할 경우, 상기 광학 어레이에 대하여 복수의 광원들이 상기 볼록 렌즈들 각각에 결상될 수 있다. 따라서, 볼록 렌즈들 각각에 결상된 광원 이미지들을 이용하여 상기 볼록 렌즈들 각각에 대한 위치 좌표를 획득할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1 및 제2 중심 데이터들을 이용하여 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 정렬한다(S170). Referring back to FIGS. 1 to 3 , the optical array substrate and the device substrate are aligned using the first and second central data ( S170 ).
이를 위하여, 상기 스테이지 모듈(100)에 장착된 4축 이상의 구동할 수 있는 제1 구동부를 포함할 수 있다. 즉, 제1 구동부는 서로 교차하는 수평 방향들, 수직 방향 및 회전함으로써, 상기 스테이지 모듈(100)에 위치하는 소자 기판을 이동시킨다. 이로써, 상기 소자 기판 및 상기 광학 어레이 기판이 상호 정렬될 수 있다.To this end, a first driving unit capable of driving four or more axes mounted on the
이와 다르게, 상기 본딩 모듈(200)에 장착된 3축 이상의 구동할 수 있는 제2 구동부를 포함할 수 있다. Alternatively, a second driving unit capable of driving three or more axes mounted on the
이어서, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 2차 접근시켜, 상기 본딩 모듈(200)로 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 상호 어태치 한다(S190).Next, the
즉, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)이 상기 정렬 위치로부터 상기 접합 위치로 이동한다. 이로써, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)이 상기 정렬 위치로부터 상기 접합 위치로 이동하는 이동 거리가 감소됨으로써 이동중 발생할 수 있는 정렬 오차가 감소될 수 있다.That is, the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 상호 어태치하는 단계 전, 상기 광학 어레이 기판(20)의 외주부에 스페이서(미도시)를 위치시킨다. 상기 스페이서는 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 이때, 상기 스페이서의 높이는 상기 광학 어레이 기판(20)에 형성된 광학 어레이(21), 예를 들면 렌즈의 초점 거리에 따라 조절될 수 있다. In one embodiment of the present invention, before the step of attaching the
이후, 상기 스페이서의 상면에 광경화성 접착제(미도시)를 도포할 수 있다. 이어서, 상기 광경화성 접착제를 향하여 UV 광을 조사하여 상기 광경화성 접착제를 경화시켜, 상기 광학 어레이 기판(20) 및 상기 소자 기판(10)을 상호 접착시킬 수 있다. 이를 위하여, 본딩 헤드(200)는 UV 광원(미도시)을 더 포함할 수 있다.Thereafter, a photocurable adhesive (not shown) may be applied to the upper surface of the spacer. Then, UV light is irradiated toward the photocurable adhesive to cure the photocurable adhesive, thereby bonding the
도 6은 본 발명의 실시예들에 의하여 제조된 라이다 모듈의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.6 is a cross-sectional view for explaining an example of a lidar module manufactured according to embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, 소자 기판(10) 상에는 전극 패드(11)가 구비되며, 상기 전극 패드 상에 레이저 발광 소자(13)가 본딩된다. 상기 레이저 발광 소자(13)가 본딩된 상기 소자 기판(10)은 상기 전극 패드를 통하여 상기 레이저 발광 소자로 전기적 신호를 전달할 수 있다. 이로써, 상기 레이저 발광 소자(13)는 발광 빔을 상기 광학 어레이 기판(20)을 향해 출력할 수 있다.Referring to FIG. 6 , an
상기 소자 기판(10)은 상대적으로 높은 절연성 및 열전도성을 가지는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 상기 소자 기판(10) 상에는 레이저 발광에 필요한 전자 부품들이 추가로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(10)은 PCB기판 및 다층으로 적층된 반도체로 이루어질 수 있다. The
상기 레이저 발광 소자(13)는 구체적으로 빅셀칩(VCSEL Chip, Vertical Cavity Surface Emitting Laser Chip)을 포함할 수 있다. 상기 레이저 발광 소자(13)는 상기 레이저 발광 소자(13)가 배치된 방향에 대해 수직으로 빛을 방출한다. The laser
또한, 상기 레이저 발광 소자(13)는 복수 개 구비되어 상기 소자 기판(10) 상에 유테틱 접착을 이용하여 본딩될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 패드(11) 및 상기 레이저 발광 소자(13) 사이에는 필름 형태로 형성된 필름형 접착제(12)가 개재될 수 있다. 이러한 상태에서, 상기 필름형 접착제(12)를 용융 상태로 가열하여 상기 전극 패드(11) 상에 상기 레이저 발광 소자(13)가 접합될 수 있다. 상기 필름형 접착제(15)는 금, 은, 주석, 납 등으로 구성되는 금속 혼합물 및 합금을 포함할 수 있다. In addition, a plurality of the laser
상기 광학 어레이 기판(20)은 상기 소자 기판(10)의 상부에 배치된다. 이로써, 상기 광학 어레이 기판(20)은 상기 소자 기판(10)으로부터 출력되는 발광 빔을 수용하여 상기 발광 빔을 굴절 및 회절시킬 수 있다. The
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that there is
Claims (7)
상기 스테이지 모듈 상에 위치한 소자 기판과 마주보도록, 광학 어레이를 갖는 광학 어레이 기판을 본딩 모듈로 진공 흡착하는 단계;
상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 1차 접근시키는 단계;
상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판이 1차 접근된 상태에서, 상기 본딩 모듈에 장착되고 오토 포커싱 기능을 갖고 상기 광학 어레이 및 상기 발광 소자들을 직접 촬상 범위 내에서 위치시킬 수 있는 카메라를 이용하여 상기 광학 어레이 및 상기 레이저 발광 소자들을 촬상하여 상기 발광 소자들 및 상기 광학 어레이 각각에 대한 소자 중심 좌표에 관한 제1 중심 데이터 및 어레이 중심 좌표에 관한 제2 중심 데이터를 확보하는 단계;
상기 제1 및 제2 중심 데이터들을 이용하여 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 정렬하는 단계; 및
상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 2차 접근시켜, 상기 본딩 모듈로 상기 광학 어레이 기판 및 상기 소자 기판을 상호 어태치하는 단계를 포함하는 라이다 모듈용 기판의 접합 방법.placing, on the stage module, a device substrate to which laser light emitting devices are bonded to each of the electrode pads;
vacuum adsorbing an optical array substrate having an optical array to a bonding module to face the element substrate positioned on the stage module;
first approaching the optical array substrate and the device substrate;
In a state where the optical array substrate and the element substrate are primarily approached, using a camera mounted on the bonding module and having an auto-focusing function and capable of directly positioning the optical array and the light emitting elements within an imaging range, the optical obtaining first center data regarding element center coordinates for each of the light emitting elements and the optical array and second center data regarding array center coordinates by imaging the array and the laser light emitting devices;
aligning the optical array substrate and the device substrate using the first and second center data; and
The bonding method of a substrate for a lidar module comprising the step of attaching the optical array substrate and the element substrate to each other with the bonding module by making the optical array substrate and the element substrate secondary to each other.
상기 본딩 모듈에 장착된 카메라를 이용하여 상기 발광 소자들 각각에 형성된 액티브 폴들(ACTIVE POLES)을 촬상하여 폴 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 폴 이미지를 이용하여 상기 액티브 폴들 각각의 중심 좌표들을 확보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 모듈용 기판의 접합 방법.The method of claim 1, wherein the securing of the first central data comprises:
acquiring a pole image by imaging active poles formed on each of the light emitting devices using a camera mounted on the bonding module; and
and securing the center coordinates of each of the active poles by using the pole image.
상기 본딩 모듈에 장착된 카메라를 이용하여 상기 광학 어레이들 각각에 대한 어레이 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 어레이 이미지를 이용하여 상기 광학 어레이들 각각의 중심 좌표들을 확보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 모듈용 기판의 접합 방법.The method of claim 1, wherein the securing of the second central data comprises:
acquiring an array image for each of the optical arrays using a camera mounted on the bonding module; and
The bonding method of the substrate for a lidar module, characterized in that it comprises the step of securing the center coordinates of each of the optical arrays using the array image.
상기 광학 어레이 기판의 외주부에 스페이서를 위치시키는 단계; 및
상기 스페이서의 상면에 광경화성 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 모듈용 기판의 접합 방법.The method of claim 1 , wherein before the step of attaching the optical array substrate and the device substrate to each other,
locating a spacer on an outer periphery of the optical array substrate; and
The bonding method of a substrate for a lidar module, characterized in that it further comprises the step of applying a photocurable adhesive to the upper surface of the spacer.
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