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並木精密宝石株式会社

並木精密宝石株式会社からの提案
光デバイス高密度実装に向けた,
ピッチ変換機能一体型光ファイバアレイとのリンクに関する共同開発の提案



光デバイスの高密度実装化の障壁として,チップ内配線は微細化が可能であるものの,光ファイバアレイのピッチが一桁以上も大きく,光デバイス内インターフェース部のピッチ変換導波路の縮小化に限界があった。この障壁に対するブレークスルーとしてこれを外部に持たせ,ピッチ変換機能を一体化した光ファイバアレイの開発に成功した。同製品の実用化を加速すべく,SOA一体型変調器,AWG内蔵型デバイス,Si細線導波路,全光スイッチ等の高密度実装を検討している企業との共同開発を提案する。

●技術ニーズ
 インターネットの情報量の拡大に伴い,光通信分野においてはノード内処理を直接光ICチップで行う試みがなされている。複数のデバイスをひとつのパッケージに収めた光ICを実現するためには,光デバイスの高密度化が求められる。チップ内光配線は10μm程度にできるにも関わらず,光ファイバが250μmピッチのため,現状では光IC内にピッチ変換を行う導波路部分を設ける必要が生じ,ここで光ICの縮小化が制約されてしまっている。半導体素子で導波路部分を構成しチップ内実装密度を下げてしまうことは,製品コストダウンの障害となる。損失もまた大きくなり,これらは不具合といえる。これに対しピッチ変換導波路部を外部のPLC(平面光波回路)に接続する方式もあるが,このPLCには更にファイバアレイを接続することが必要となり,結合損失の増加と,調心作業が増えることによるコストアップの欠点がある。

●研究テーマ/技術成果
 ピッチ変換機能を一体化した光ファイバアレイ(OPLEAF:OPtical LEAd Frame)を開発した。OPLEAFとは,光ファイバ先端部のクラッド径を細くしてガイド機構を用いて配列・固定し,ピッチ変換機能を持たせた光ファイバアレイのことである。通常のLSIにおけるリードフレームに対応することから,光リードフレーム(OPLEAF:OPtical LEAd Frame)と命名した。既に汎用的な通信用シングルモードファイバをベースとした8心テープファイバにてファイバピッチを125μm から30μm としたサンプルを完成している。寸法5×12mm2で,ピッチ間アラインメント目標精度±0.5μmをほぼ実現している。ガイド機構部に関しては,シリコン製と感光性ガラス製を用意し,使用温度範囲や,コストにも配慮している。組み立て装置も完成しており,量産化への対応も可能である。

●特 徴
1. OPLEAFは光デバイス内の周辺導波路部分を受け持つことで,半導体素子・半導体プロセスで作る高価な光デバイスの縮小化を可能とし,歩留まり向上による大幅なトータルコストの削減を実現可能とする。OPLEAFは,より廉価な光デバイスひいては光ネットワークの実現に寄与する。
2. 従来のPLCではファイバアレイ部が必要となり,これと精密位置決めをして固定する必要がある。このため組み立て完成にはPLC単品の倍近くのコストがかかってしまう。OPLEAFの導波路部分はファイバ加工によるテープファイバそのもので構成され,直接光デバイスに接続される。従ってOPLEAFは,従来のPLCと比較して挿入損失・偏波依存性の大幅な改善と,調心工数の削減によるコストダウンが期待できる。


●実用化に向けた課題
自立型モニターの開発技術を生かして,
1. 具体的アプリケーションに応じた実用化に向けた仕様の検討・決定。具体的には,光デバイスとの結合部におけるピッチ間隔・必要アラインメント精度の確認。また取り合い寸法や具体的光実装パッケージング技術。OPLEAFのサンプル評価。
2. 品質・信頼性等,量産技術へのブラッシュアップ。
3. 先端部のレンズ加工等。


●今回の提案内容
 OPLEAFの実用化に向けて,SOA(半導体光増幅器)やAWG(アレイ導波路回折格子)を組み合わせた複合デバイス,全光スイッチ,Si細線導波路,フォトニッククリスタルを用いたデバイス等を扱い,アレイ化・高密度実装を検討している企業との意見交換および共同開発を提案する。OPLEAFとのリンクにより,上記デバイスの高密度実装化を目指す。ピッチ間隔については30μmには限らず,デバイス側のニーズに応じて柔軟な対応が可能である。

●論文/特許実績
(1) 電論誌E(IEEJ Trans. SM),Vol.126,No.6,pp255-260(2006-6)
(2) Proc.of ECOC 2005,We4.P28,pp557-558(2005-9-25/29)
(3) Proc.of IEEE/LEOS Optical MEMS2005,K4,pp199-200(2005-8-1/4)
(4) Proc.of IEEE/LEOS Optical MEMS2006,P24,pp124-125(2006-8-21/24)
(5) 信学2005年総大,C-3-30,p200(2005-3-22)
(6) 第52回応物連合講演会,29a-ZR-8,p1326(2005-3-29)
(7) 信学2006年総大,C-3-61,p196(2006-3-26)
(8) 第53回応物連合講演会,24p-Y-17,p1275(2006-3-24)
(9) エレクトロニクス実装学会,22C-11,p.69(2006-3-22)
取得特許:1本,審査請求中:6本,出願中:1本

●備 考
 本成果は,新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO技術開発機構)産業技術実用化 開発助成事業での助成を受けての開発成果です。

【本件に関する問い合わせ先】
並木精密宝石株式会社   NJC研究所オプト研究室 担当:薗部 忠/広井典良
TEL:03-5390-7873 FAX:03-5390-7695
e-mail:sonobe@namiki.co.jphiroi@namiki.co.jp
URL:http://www.namiki.co.jp/

【ニュースリリースはこちら】
  ・ピッチ変換機能一体型光ファイバアレイ「OPLEAF」のサンプル出荷を開始 [2007年01月17日]
【関連記事】
  ・高度な精密加工技術で光通信機器の進化を後押し,並木精密宝石が究極の光デバイス実装技術の開発パートナを募集 [2007年01月18日]


記事要点掲載先:Tech-On!

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