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Physik Instrumental (PI) Photonics West 2024: SiPhチップの組み立てとパッケージングのための自動整列システムの提供を拡大
シリコンフォトニクスはますます主流になりつつある分野で、ハイパースケールデータセンターインターコネクト、ウェアラブルバイオセンサ、量子コンピューティングなど、さまざまなアプリケーションの中心となっています。これらの新しいアプリケーションに付随して、製造、特に急増する需要に対応するためスケーリングには大きな課題があります。そして、最大のコスト要因は、光集積回路、光ファイバおよびアレイ、レンズ、回折素子などのフォトニック素子の相互位置決めのための、厳格でナノスケールのアライメント要件にあります。2016年以来、この問題に取り組んできたPIは、フォトニックコンポーネントの高スループットの産業用アライメント (Fast Multi-channel Photonics Alignment、FMPA) に関する数々の賞を受賞した技術と、特殊な高精度メカニクスにより、フォトニックコンポーネントのアライメントを数秒以内に実現します。
需要急増の見込み
SiPhコンポーネントの世界的な需要は劇的に増加し続けています。大手市場調査会社は一様に、SiPhコンポーネントの市場は2030年までに4倍、100億米ドルになると予測しています。そのため、生産性、スループット、製造コストがますます注目されています。ここでは、チップ上のフォトニック素子とその構造の正確な整列が主要な役割を果たします。この作業は、製造時の品質管理だけでなく、光ファイバの組み立てやパッケージングの際にも数回行われます。
ウエハレベルおよび分離後の両方において、欠陥チップをできるだけ早く製造工程から除去するために、フォトニック構造および素子の機能性を繰り返しチェックしなければなりません。外部と接続するための光ファイバを用いたSiPhチップの最終的な組み立てとパッケージングでは、サブミクロンの精度でのアライメントも重要な工程です。
完成品の複雑さによっては、製造過程でアライメントを最大24回繰り返す必要があります。そのため、この工程に要する時間は、SiPh生産において、コストと生産性の両面で極めて重要になります。
包括的なソリューションポートフォリオ
これらのタスクのために、PIはPhotonics West 2024と専用Webページで、新たに拡張された自動整列システムのスペクトルを紹介しています。システムは、FMPAスイートの機能を統合した高度なインテリジェントコントローラによって駆動されます。これにより、ほんの一瞬でアライメントが可能になり、通常これまでのアプローチの100倍もの改善が見られます。ヘキサポッドとピエゾベースのナノポジショナのハイブリッドな組み合わせからなる実証済みソリューションに、今回、超クリーンで高ダイナミックな小型のエアベアリングリニアステージを備えたアライメントシステムを追加しました。もう1つの新しいシステムソリューションは、要件の少ないアプリケーションに対し、長距離移動にも対応したコストパフォーマンスの高い機能を提供します。PIは、モーションテクノロジーの豊富なツールキットにより、あらゆる要件に適したソリューションを提供します。
PCB、トレイ、特殊キャリアなどの大面積基板上のSiPhコンポーネントのテストのために、PIは、先進的なFMPA技術の実装も可能なモジュラー型でスケーラブルなガントリーシステムを提供します。PIのソリューションは、メカニカルベアリングを備えたコンパクトなユニットから、それぞれの用途に合わせて調整されたエアベアリングを備えたグラナイトベースのシステムまで多岐にわたります。さらに、PIのモジュラーシステム設計は、異なるドライブとモーションタイプの組み合わせをサポートします。そのため、それぞれの軸に最適なコンポーネントを選択することが可能です。
PIグループの企業、ACS社の拡張可能なEtherCATベースのコントローラなど、事前定義されたソフトウェアを搭載したコントローラは、これらの軸の動きを制御します。
Physik Instrumente (PI) 社について
Physik Instrumente (PI) は、ドイツのカールスルーエに本社を置き、産業オートメーション、半導体産業、フォトニクス、顕微鏡 & ライフサイエンスなどの分野において、高精度位置決め技術とピエゾアプリケーションの市場と技術をリードしています。世界中の顧客と緊密に協力することで、PIのおよそ1,500人のスペシャリストたちは、50年以上にわたって技術的な可能性の限界を押し広げてきました。その基盤となるのが、各種ドライブ技術、自社開発のセンサ技術、エレクトロニクス、制御技術です。PIのポートフォリオはコンポーネントからサブシステム、オーダーメイドの完全なソリューションまで多岐にわたります。508件の取得済みおよび出願中の特許は、精密位置決めとピエゾ技術の分野における同社のリーダーシップを明確に示しています。PIは、欧州、北米、アジアに9つの生産拠点と16のセールスおよびサービス支店を有し、グローバルに事業を展開しています。