産業用フォトニックパッケージング

アライメント3Dマイクロ加工による光カプラの作製

ファイバー、フォトニックチップ、ウェハへのフリーフォーム・マイクロオプティクスのプリンティングにより、光カップリングの簡素化、組立工数の削減、生産プロセスの効率化を実現できます。

フォトニックパッケージングにおける光カップリングのボトルネック

光集積回路(PIC)の量産が進むにつれ、パッケージング、アライメント、テストが、製造コスト、スループット、歩留まりに及ぼす影響はますます大きくなっています。多くのフォトニクス製品において、パッケージングは総製造コストの中で最も大きな割合を占めています。
AIの急速な発展により、これまでにない帯域幅と電力需要が生まれ、光インターコネクトやコパッケージドオプティクス(CPO)の採用が加速しています。光機能を演算処理部に近づけて統合することで、CPOは帯域幅密度を高めながら、レイテンシと消費電力を低減できます。
しかし、光パッケージングは依然として大きなボトルネックです。ファイバー、レーザー、PIC間で低損失な光カップリングを確保するには、多くの場合サブミクロン単位の精密なアライメントが求められます。業界の断片化した状況により、多数の高度に専門化されたポイントソリューションが生まれ、複雑性、投資負担、コストを押し上げる一方で、歩留まりの低下も招いています。
スケーラブルな光製造を実現するには、アライメントの手間を減らし、コストを抑え、市場導入を加速する、標準化された信頼性の高いカップリング・パッケージングアプローチが必要です。

インターフェースの多様性 アライメント工数 パッケージングコスト 市場投入までの時間
ハイブリッドフォトニックアーキテクチャには、多様なインターフェースに対応できる、汎用性の高い低損失カップリングソリューションが求められます。 複雑なアクティブアライメントは、サイクルタイムを増大させ、スループットを制限し、製造コストを押し上げます。 断片化されたアプリケーション固有のソリューションは、複雑性、設備投資負担、総コスト・オブ・オーナーシップを増大させます。  長期化する設計の反復サイクルが製品開発を遅らせ、商用展開と投資回収(ROI)を遅延させます。

 

3Dプリント光カプラ — スケーラブルかつ汎用性の高いソリューション

Quantum X alignでプリントされた、ペリスコープ型チップ - ファイバー間カプラ

Nanoscribeは、ファイバー、チップ、ウェハ、フォトニックデバイスなど必要なものの上に直接光カプラを作製することで、フォトニックパッケージングの課題に応えます。光インターフェースをプリントする前に、ファイバーコア、チップエッジ、フィデューシャル、表面形状を自動検出し、精密にアライメントされた位置へとプリントします。この直接的な造形アプローチは、アライメントと造形を一つのワークフローに統合し、組立やテストの工数を大幅に削減します。

ファイバー - チップ間カップリング、エッジカップリング、垂直カップリング、レンズ付きファイバーアレイまで、あらゆるカップリングの課題に対応します。

3Dプリントによるフリーフォーム・マイクロオプティクスが、最適化されたビーム整形とモードフィールド変換を実現し、挿入損失を低減しながら、アライメント許容度とパッケージングの堅牢性を高めます。複数の専門特化型ソリューションを汎用性の高い製造プラットフォームに置き換えることで、Nanoscribeはパッケージングコストの削減、開発サイクルの短縮、そして次世代フォトニクス・コパッケージドオプティクス(CPO)システムの普及加速を支援します。

デジタル製造
 
自動アライメント
 
汎用性の高いカップリング フリーフォーム・ビーム整形
微小部品のアクティブアライメントによる組立を、汎用性の高いアライメント3Dプリンティングに置き換えることで、コストを削減します。 ファイバー端面、チップエッジ、オンチップフィデューシャルに、最小100 nmのアライメント精度で光カプラをプリントします。 ファイバー、チップエッジ、ウェハ表面、能動・受動デバイスへの光学素子プリンティングを、一つのソリューションで実現します。 モードフィールドマッチングにより低損失な光カップリングを実現。コリメーション/集光用レンズ、ペリスコープ、ビーム整形光学素子をプリントします。

光インターフェースのスケーラブルな製造のために設計

PICパッケージング向け3DプリンティングのためにAligned 2-Photon Lithography(A2PL®)の採用を検討する企業にとって、もはや「作製できるか」は問題ではありません。真に問われるのは、量産に向けて信頼性が高く、コスト効率に優れた高歩留まりのパッケージングプロセスへと統合できるかどうかです。Nanoscribeは、アライメント3Dマイクロ加工と効率的な開発プロセスを組み合わせることで、プロトタイプ作製から小ロット生産、そしてスケール生産への移行を支援します。フォトニクスパッケージングハウス、OSAT、ファウンドリ、ハイパースケーラーの皆様には、それぞれの統合要件・生産目標に合わせたターンキー・プロセスラインソリューションをご提供します。

  • 組立工数の削減
    光カプラをインターフェースに直接3Dプリントすることで、部品点数と組立工数を削減します。

  • 公差緩和
    最適化されたビーム整形とモードフィールド変換により、堅牢で低コストなパッシブアライメントを実現します。

  • 高速な反復サイクル
    治具やマスクを使わず、製造の遅延もなく、設計変更から24時間以内にプリントプロトタイプへ移行できます。

  • ダイおよびウェハ
    ダイシングの前後を問わず、製造プロセスのあらゆる段階で光カプラを統合できます。

最小 ≤ 1 dB

達成可能な光カップリング損失

最小 100 nm

アライメント精度

最大8インチ

対応ウェハおよび基板サイズ

最大32チャンネル

レンズ付きファイバーアレイのプリンティングに対応

信頼性の高いフォトニックパッケージングのための実績あるマテリアル

PICパッケージングには、高い光学性能、信頼性の高い製造適性、長期安定性を兼ね備えた材料が求められます。Nanoscribeのフォトレジストはこれら3つの特性をすべて満たし、JEDEC基準に基づく厳格な組立および長期信頼性要件を満たすことが実証されています。

実証済みのマテリアル信頼性を示すデータ

多様なフォトニックアーキテクチャに対応する光カップリングコンセプト

Nanoscribe Quantum X alignは、多様な材料プラットフォームやコンポーネントタイプにわたって低損失なカップリングを実現します。自動アライメントにより、光学部品をファイバー、チップ、ウェハに直接プリントでき、部品製造とアライメントの工程を一つのシステムに統合します。最短サイクルタイムと最高歩留まりに最適化されたプロセスにより、コスト競争力のあるスケール生産が可能です。

  • ファイバー - PIC間カップリング
    チップエッジ経由または上方から、ファイバーをフォトニックチップに接続。光学素子を片方または両方のコンポーネントに配置できます。

  • レンズ付きファイバーアレイ
    各ファイバーに個別のレンズをプリントし、パラレル接続や非接触のウェハレベルテストに対応します。

  • PIC間カップリング
    ギャップを挟んでフォトニックチップ同士を接続。両側にプリントされたレンズが、一方のチップからもう一方へと光を導きます。

  • レーザー - PIC間カップリング
    レーザーを光集積回路(PIC)に接続。レンズがビームを整形し、導波路への光カップリングを実現します。

  • レーザー - ファイバー間カップリング
    出射ビームを整形し、単一ファイバーまたはファイバーアレイへの効率的なカップリングを実現します。

  • イメージング&センシング
    ファイバー先端やチップ上のレンズが光を整形・集光し、光干渉断層計(OCT)、内視鏡、コンパクトセンサーに活用されます。

     

Nanoscribe製品でプロジェクトを開始しましょう

Quantum X align

Quantum X align
 

集積フォトニクス&オプティクスのためのアライメント3Dプリンティング

オプティクス製造材料

オプティクス製造材料
 

マイクロオプティクス素子の作製に最適化されたフォトレジスト

ターンキー・プロセスラインソリューション

ターンキー・プロセスラインソリューション

産業規模のマイクロ加工へと導くガイド付きソリューション

次のステップ
あなたの光カップリングコンセプトを
評価しましょう

 

あなたの光カップリングインターフェース、アライメント要件、生産目標について、当社のエキスパートとともに検討し、実現可能性から量産までの現実的な道筋を明確にしましょう。

30×30のチップアレイにわたって7,200個のマイクロレンズを3Dプリントした、8インチウェハ。
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