光学部品パッケージ / モジュール実装

ファインテック社の高精度ダイボンディング装置は、光学部品パッケージに必要とされる様々なプロセス技術に対応致します。光学部品のパッケージは、光学系(レンズ、プリズム、アパチャー、フィルターなど)と電子部品(LD、PD、アンプ、コントローラーなど)を実装する事で構成されます。これらは光信号が電気信号へ変換される、又はその逆の通信技術に対して多く用いられます。パッケージの正常動作には光学系と電子部品の実装時に於ける相互の高精度の位置決めが必須です。設計が複雑になり、実装方法も複雑化し、サーモエレクトリッククーラー (TEC) を実装する必要性も生じます。

接着剤、ソルダー、熱圧着など幾種類かのボンディング技術を用いて TOS の内部にレンズを複数工程用いて実装する例を示します。

シリコン基板上の半導体レーザーの切断面(FACET)の出口に対して決められた距離のV型の溝に、レンズは装着されます。シリコンサブ基板は TEC の上に配置され TEC は TOSA の内部に統合されます。最後にフレックスコンタクトが TOSA に装着され、TOSA は周辺デバイス回路に接続されます。


    • 複数の工程が存在
    • 5µm以下の位置精度が必要
    • 高度な技術を持ったツールが必要
    • 光源の種類と倍率が多岐に渡る
    • 相対的な位置関係の制御
    • 異なった輝度を持った表面
    • 多種類のプロセスが存在(接着材、フラックスレス、鉛フリーハンダ、熱圧着)
    • 温度、時間、荷重など多くのプロセスパラメータを一括管理
Laser bar bonding on heat sink

V形溝にレンズを高精度実装

ファインテック社のソリューション

実装例: TOSA/ROSA

TOSA内部部品


標準的な TOSA (Transmitter Optical Sub Assembly) 設計:

  • 気密性のある超小型の形状
    • CuW の底面を持ったコバール材質
    • LD、モニター用 PD、回路系、フィルター、レンズ、TEC など様々なデバイスを含む
    • レンズの前面実装とファイバー接続
    • 背面には RF 回路を接続
  • 100 Gbit/s 対応のイーサネット接続
    • TOSA: Transmitter Optical Subassembly
    • ROSA: Receiver Optical Subassembly

プロセス工程について

シリコンサブ基板にレンズを実装 (接着材ボンディング)



TEC をパッケージの底面に実装 (鉛フリーハンダ工法)


シリコンサブ基板を TEC 上に実装 (鉛フリーハンダ工法)



フレックスコンタクトをコンタクトストリップに装着(熱圧着ボンディング)



プロセスステップ I: レンズの実装と接着剤工法アプリケーション

V形溝へ接着剤を高精度に塗布



ファインテック社の特殊ツール



V型溝に接着剤を投入:
  1. エポキシ接着剤を2種類混ぜる
  2. タブに接着剤を投入
  3. ディスペンディングツールを接着剤につける
  4. V型溝に対してディスペンディングツールを位置合せ
  5. アームを下降し、接着剤をディスペンディングする
  6. 次のステップの為にアームを上昇

V形溝にレンズを高精度実装



レンズをレーザーのファセットにアライメント実施



レンズをV型溝の定位置に実装:
  1. 決められた方向でトレーからレンズをピックアップする
  2. レンズの位置とLDビーム位置を調整
  3. レンズに対して基板をX軸方向に移動
  4. レンズをV型溝に実装
  5. 加熱による接着剤のキュアリング

プロセスステップ II: パッケージの底面に TEC を実装する

サーモエレクトリッククーラーをパッケージ内に実装


1. プリフォームをパッケージ底面に置く
2. プリフォームの上に TEC を実装する
3. フォーミングガスを使用してのソルダリング

プロセスステップ III: TEC の上にサブ基板を実装する

サブ基板をサーモエレクトリッククーラー上に実装


1. TEC の上にプリフォームを置く
2. レンズとパッケージレンズを調整する(X軸、Y軸方向)
3. プリフォームの上にサブ基板を置く
4.フォーミングガスを使用してのソルダリング

プロセスステップ IV: フレックスコンタクトをインサートの上に実装

フレックスコンタクトをTOSAのインサートに実装


1. 実装面のアライメント(X軸、Y軸方向)
2. 熱圧着法によりフレックスコンタクトを TOSA のインサートに実装

FINEPLACER® シリーズ 高精度ダイボンディング装置

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