JP2012103380A - 光電気複合配線板の製造方法、及び前記製造方法により製造された光電気複合配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路と電気回路を高密着に複合化でき、受発光素子と光回路の結合損失や、光導波路の損失のない光電気複合配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板１１上に形成された第１クラッド層１２上にコア１３を形成するコア形成工程と、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材１６に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層１７を形成する第２クラッド材料層形成工程と、前記金属基材１６が積層された第２クラッド材料層１７を、前記第１クラッド層１２上に形成されたコア１３に埋設するように第２クラッド層１２を積層するクラッド層積層工程と、前記第２クラッド材料層１７の未硬化樹脂組成物を硬化して第２クラッド層１８を形成する第２クラッド層形成工程と、前記金属基材１６上に電気回路を形成する電気回路形成工程と、を有し、前記第２クラッド層１２の樹脂組成物の屈折率が、コア１３の屈折率より低いことを特徴とする光電気複合配線板の製造方法を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光電気複合配線板の製造方法、前記製造方法により製造された光電気複合配線板に関するものである。

従来において、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）や車載分野の長距離、中距離通信における伝送媒体として光ファイバーが用いられることが主流であった。しかしながら、近年１ｍ以内の短距離においても光媒体を用いた高速伝送が必要となってきている。この短距離での高速伝送では、前記光ファイバーではなく、高密度配線（狭ピッチ、分岐、交差、多層化等）、表面実装性、電気基板との一体化、小径での曲げが可能であることから、光導波路型の光配線板が適している。

前記光配線板とするには、大別すると２種類の置き換えが必要である。１つはプリント配線板に使用されてきたプリント基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の置き換えであり、もう１つは小型端末機器のヒンジに使用するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）の置き換えである。いずれのタイプも、受発光素子であるＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｍｉｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、又はＩＣ等を動作させるための電気配線や低速信号の伝送が不可欠であることから、光回路と電気回路が混載された光電気複合配線板の形態が理想的である。

上述のような光電気複合配線板の形態とするために光導波路と電気回路を複合化する方法として、例えば、光導波路に直接金属層を形成する方法がある。光導波路に直接金属層を形成させるためには、材料に化学的処理により凹凸を形成させ、アンカー効果が得られるようにする必要がある。しかしながら、通常の材料は透明性を有しているために組織が均一であり、この材料にメッキの前処理である過マンガン酸処理を行ったとしても、エッチングレートが等しく、全体的に厚みが減少するだけで凹凸が得られにくい。

そこで、通常ベースの材料よりも化学処理されやすいもの、又は化学処理されにくいものを配合することで材料に対して不均一性を持たせることも可能であるが、これらを配合することで材料が不透明になることが多い。そのため、極度の透明性を要求される用途において、透明性と密着性を両立できる材料とすることができないのが現状である。また、メッキ性のある不透明な材料を接着した場合、電気回路上に実装した発光素子や受光素子と光導波路との間において光が結合できなくなるといった問題も生じてしまう。

また、光導波路と電気回路を複合化する方法として、他に、光導波路上に接着層を介してプリント配線板を貼り付ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような方法では、光回路と電気回路を別々に作製し後にこれらを貼り付けるため、電気回路と導波路の位置精度が悪くなる。その結果、確実な受発光素子の実装ができなくなり、受発光素子の歩留りが悪くなる場合がある。

また、プリント配線板は通常不透明であるため、貼り付ける前にあらかじめ開口しておく必要がある。しかしながら、開口部分に接着層が回りこんでしまい、プリント配線板表面に凹凸が生じてしまうため、結合効率が低下してしまう場合がある。さらに、プリント配線板は比較的厚みのある構造であるために、その厚さと接着層により受発光素子と導波路間との距離が広がり、結合損失が大きくなることがある。

さらに、光導波路と電気回路を複合化する方法として、クラッド樹脂付き銅箔上にコア及びクラッドを順次形成し、基板に貼り付けるといった方法がある（例えば、特許文献２，３参照）。しかしながら、このような方法では、フォトリソグラフィーにてコアを形成させていることから、ＵＶ光がクラッドを通過し、凹凸を有する銅箔で乱反射することによりコア側壁が荒れてしまい、導波損失が悪くなる場合がある。また、光導波路と電気回路との位置を併せにくいといった問題も生じうる。

特開２００３−３４４６８４号公報 特開２００５−３００９３０号公報 特開２００６−３９２３１号公報

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みなされたもので、その目的は光導波路と電気回路を高密着に複合化でき、受発光素子と光回路の結合損失や、光導波路の損失のない光電気複合配線板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光電気複合配線板の製造方法は、基板上に形成された第１クラッド層上にコアを形成するコア形成工程と、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層を形成する第２クラッド材料層形成工程と、前記金属基材に積層された第２クラッド材料層を、前記第１クラッド層上に形成されたコアを埋設するようにクラッド層を積層するクラッド層積層工程と、前記第２クラッド材料層の未硬化樹脂組成物を硬化して第２クラッド層を形成する第２クラッド層形成工程と、前記金属基材上に電気回路を形成する電気回路形成工程と、を有し、前記第１クラッド層及び第２クラッド層の樹脂組成物の屈折率が、前記コアの屈折率より低いことを特徴とするものである。

また、前記金属基材の表面粗さＲｚは、０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好適である。

また、前記樹脂組成物はドライフィルムであることが好適である。

また、本発明にかかる光電気複合配線板は、前記光電気複合配線板の製造方法によって得られたことを特徴とする。

本発明によれば、光導波路と電気回路を高密着に複合化でき、受発光素子と光回路の結合損失や、光導波路の損失のない光電気複合配線板の製造方法を提供することができる。

本発明に係る光電気複合配線板の製造方法を説明するための概略図である。

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

本発明に係る光電気複合配線板の製造方法は、基板上に形成された第１クラッド層上にコアを形成するコア形成工程と、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層を形成する第２クラッド材料層形成工程と、前記金属基材に積層された第２クラッド材料層を、前記第１クラッド層上に形成されたコアを埋設するようにクラッド層を積層するクラッド層積層工程と、前記第２クラッド材料層の未硬化樹脂組成物を硬化して第２クラッド層を形成する第２クラッド層形成工程と、
前記金属基材上に電気回路を形成する電気回路形成工程と、を有し、前記第１クラッド層及び第２クラッド層の樹脂組成物の屈折率が、前記コアの屈折率より低いことを特徴とする光電気複合配線板の製造方法。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光電気複合配線板の製造方法を説明するための概略図である。図１（ａ）は、コア形成工程を説明するための概略断面図である。図１（ｂ）は、傾斜面の形成を説明するための概略断面図である。図１（ｃ）は、第１クラッド層に形成されたコアを説明するための概略図である。図１（ｄ）は、図１（ｃ）に示す積層体の、切断面線ｄ−ｄから見た概略断面図である。図１（ｅ）は、第２クラッド層形成工程を説明するための概略図である。図１（ｆ）は、クラッド層積層工程を説明するための概略図である。図１（ｇ）は、第２クラッド層形成工程を説明するための概略図である。

＜コア形成工程＞
図１（ｃ）に示すような光導波路を作成する。光導波路は、入力された導波光を屈折率の異なるコア１３と第２クラッド層１２との界面で全反射させることにより伝搬して出力するものであり、この光導波路によって光回路が提供される。

具体的には、第１クラッド層１２を備えた基板１１の、前記第１クラッド層１２上にコア１３を形成する。

まず、基板１１の表面に第１クラッド層１２を形成する。前記基板１１としては、各種有機基板や無機基板が特に限定なく用いられる。有機基板の具体例としては、エポキシ基板、アクリル基板、ポリカーボネート基板、及びポリイミド基板等が挙げられる。また、無機基板としては、シリコン基板やガラス基板等が挙げられる。また、基板上に予め回路が形成されたプリント回路基板のようなものであってもよい。

前記第１クラッド層１２の形成方法としては、前記基板１１の表面に、前記第１クラッド層１２を形成するための所定の屈折率を有する硬化性樹脂材料からなる樹脂フィルムを貼り合せた後、硬化させる方法や、前記第１クラッド層１２を形成するための液状の硬化性樹脂材料を塗布した後、硬化させる方法や、前記第１クラッド層１２を形成するための硬化性樹脂材料のワニスを塗布した後、硬化させる方法等が挙げられる。なお、前記第１クラッド層１２を形成させる際には、密着性を高めるために、予め、前記基板１１の表面にプラズマ処理等を施しておくことが好ましい。

前記第１クラッド層１２を形成するために樹脂フィルムを貼り合せた後、硬化させる具体的な方法としては、例えば、以下のような方法が用いられる。まず、前記基板１１表面に硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを重ねるように載置した後、加熱プレスにより貼り合せる、又は、前記基板１１表面に硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを、透明性の接着剤により貼り合わせる。そして、貼り合せられた樹脂フィルムに光を照射すること、又は、加熱することにより硬化させる。

また、前記第１クラッド層１２を形成するための、液状の硬化性樹脂材料、または、硬化性樹脂材料のワニスを塗布した後、硬化させる具体的な方法としては、例えば、以下のような方法が用いられる。まず、前記基板１１表面に液状の硬化性樹脂材料又は硬化性樹脂材料のワニスを、スピンコート法、バーコート法、又は、ディップコート法等を用いて塗布させる。そして、塗布された液状の硬化性樹脂材料又は硬化性樹脂材料のワニスに光を照射すること、又は、加熱することにより硬化させる。

前記第１クラッド層１２を形成するための硬化性樹脂材料としては、後に形成されるコア１３の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が低くなるようなものが用いられる。その伝送波長における屈折率としては、例えば、１．５〜１．５５程度のものが挙げられる。このような硬化性樹脂材料の種類としては、上記のような屈折率を有する、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。

前記第１クラッド層１２の厚みは、特に限定されないが、例えば、５〜１５μｍ程度であることが好ましい。

次に、形成された前記第１クラッド層１２の外表面に、感光性材料からなるコアを形成する。

ここで、感光性材料とは、エネルギ線が照射された部分の、後述する現像で用いる液体に対する溶解性が変化する材料である。具体的には、例えば、エネルギ線を照射する前には、後述する現像で用いる液体に対して溶解しにくいが、エネルギ線を照射した後には、溶解しやすくなる材料が挙げられる。また、他の例としては、エネルギ線を照射する前には、後述する現像で用いる液体に対して溶解しやすいが、エネルギ線を照射した後には、溶解しにくくなる材料が挙げられる。感光性材料とは、具体的には、例えば、感光性高分子材料等が挙げられる。

また、エネルギ線とは、溶解性を変化させることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、取扱の容易さ等から、紫外線が好ましく用いられる。感光性材料としては、一般的に、紫外線が照射された部分の、溶解性が変化する感光性高分子材料が好ましく用いられる。より具体的には、紫外線が照射された部分が硬化されて、後述する現像で用いる液体に対して溶解しにくくなる感光性高分子材料が好ましく用いられる。

前記コアの形成方法としては、前記第１クラッド層１２の外表面に、前記コアを形成するための所定の屈折率を有する感光性高分子材料からなる樹脂フィルム（感光性フィルム）を貼り合せる方法や、前記コアを形成するための液状の感光性高分子材料を塗布する方法や、前記コア１３を形成するための感光性高分子材料のワニスを塗布した後、乾燥させる方法等が挙げられる。なお、前記コアを形成させる際にも、前記第１クラッド層１２の外表面を活性化させて密着性を高めるために、予め、プラズマ処理等を施しておくことが好ましい。

前記感光性高分子材料からなる樹脂フィルム（感光性フィルム）としては、半硬化状態の感光性高分子材料をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等に塗布して得られるドライフィルムが好ましい。ドライフィルムにすることで取り扱い性が向上するとともに、コアに対して積層するときに気泡の巻き込みを防止できる。なお、このようなドライフィルムは、通常、保護フィルムにより保護されている。

前記コアを形成するための感光性高分子材料としては、前記第１クラッド層１２の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が高いものが用いられる。その伝送波長における屈折率としては、例えば、１．５５〜１．６程度のものが挙げられる。

前記コアを形成するための感光性高分子材料の種類としては、上記のような屈折率を有する、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂等を樹脂成分とする感光性材料が挙げられる。これらの中でも特に、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、前記コアを形成するための感光性高分子材料としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂と光カチオン硬化剤とを含有する樹脂組成物が、耐熱性の高い導波路が得られるために、プリント基板等と複合化することができる点から好ましい。なお、前記コアと前記第１クラッド層１２との接着性の観点から、前記コアを形成するための感光性高分子材料は、前記第１クラッド層１２を形成するための硬化性樹脂材料と同系統のものであることが好ましい。

前記コアの厚みは、特に限定されないが、例えば、２０〜１００μｍ程度であることが好ましい。

前記コアを形成する具体的な方法としては、例えば、前記コアを形成するために樹脂フィルムを貼り合せる方法や、前記コアを形成するための、液状の硬化性樹脂材料、又は、硬化性樹脂材料のワニスを塗布する方法等が用いられる。

前記コアを形成するために樹脂フィルムを貼り合せる具体的な方法としては、例えば、前記第１クラッド層１２の外表面に硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを重ねるように載置した後、加熱プレスにより貼り合せる、又は、前記第１クラッド層１２の外表面に硬化性樹脂からなる樹脂フィルムを、透明性の接着剤により貼り合わせる。

また、前記コアを形成するための液状の硬化性樹脂材料、又は、硬化性樹脂材料のワニスを塗布する方法の具体的な方法としては、前記第１クラッド層１２の外表面に液状の硬化性樹脂材料又は硬化性樹脂材料のワニスを、スピンコート法、バーコート法、又は、ディップコート法等を用いて塗布した後、必要に応じて乾燥させる。

前記コアを露光して硬化等させる前に、前記コアに熱処理を施してもよい。そうすることにより、前記コアの表面の凹凸、気泡、ボイド等を消失させて平滑になる。熱処理温度は、前記コアの表面の凹凸、気泡、ボイド等が消失して平滑になるような粘度になる温度が好ましく、前記コアを形成する硬化性樹脂材料の種類によって適宜選択される。また、熱処理時間としては、１０〜３０分間程度であることが、上記効果が充分に得られる点から好ましい。なお、熱処理の手段は特に限定されず、所定の温度に設定したオーブン中で処理する方法やホットプレートで加熱する等の方法が用いられる。

次に、前記コアに対して、フォトマスクを介して露光光を照射して、前記コアに対して所定形状のパターン露光を行う。また、前記露光は、感光性材料を光により変質（硬化等）させうる波長の光を必要な光量で露光する方法であれば、特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、前記露光光として、紫外線等のエネルギ線を用いる方法等が挙げられる。そして、取扱の容易さ等から、紫外線が好ましく用いられる。また、フォトマスクを前記コアの表面に接触するように載置して露光するコンタクト露光や、前記コアの外表面に接触しないように所定の間隔を保持した状態で露光する投影型露光等の、何れの露光方法を用いてもよい。

また、露光条件としては、感光性材料の種類に応じて適宜選択されるが、例えば、前記露光光として、高圧水銀ランプを使用して、５００〜３５００ｍＪ／ｃｍ^２となるように露光する条件等が選ばれる。

そして、前記露光後に、熱による後キュアを行うことも硬化を確実にする点から有効である。後キュアの条件としては、温度８０〜１６０℃程度、時間２０〜１２０分間程度が好ましい。

次に、現像処理を行う。現像処理としては、前記コアの感光性材料がポジ型の場合には、露光されなかった部分、ネガ型の場合には、露光された部分を現像液で洗い流すことにより、不要な部分を除去する工程である。前記現像液としては、例えば、アセトンやイソプロピルアルコール、トルエン、エチレングリコール、又は、これらを所定割合で混合させたもの等が挙げられる。さらに、例えば、特開２００７−２９２９６４号公報で開示されているような水系の現像液も好ましく用いられ得る。現像方法としてはスプレーにより現像液を噴射する方法や超音波洗浄を利用する方法等が挙げられる。

以上により、第１クラッド層１２の上にコア１３が形成される。

次に、コア１３に、光を反射させるための傾斜面１５ａを形成する。その方法としては、後述する傾斜面を形成することができれば、特に限定されない。ここでの傾斜面とは、コア１３の第１クラッド層１２と接触している側とは反対側から入射される光をコア１３内に誘導又はコア１３から出射される光を第１クラッド層１２と接触している側とは反対側に導出するように、光を反射させるための傾斜面である。そして、傾斜面の形成方法としては、具体的には、例えば、ダイシングブレードで切り込む方法やレーザアブレーションによる方法等が挙げられる。より具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。

図１（ｂ）に示すように、刃先の一方の面が、刃の面方向に平行な面で、他方の面が、刃の面方向に対する角度が所定の角度、例えば、４５°である面である刃１４を用いて、コア１３を切り込んで、凹部１５を形成する。すなわち、刃１４を、コア１３に対して略垂直となるように回転させながら、コア１３に垂下させる。その際、凹部１５が、第１クラッド層１２の反対側から入射される光をコア１３内に誘導又はコア１３から出射される光を第１クラッド層１２の反対側に導出するように、光を反射させるための傾斜面１５ａを有する凹部１５となるように、コア１３を切り込む。また、凹部１５は、第１クラッド層１２に平行な断面積が第１クラッド層１２に近づくほど徐々に小さくなるように、傾斜面１５ａが形成されている。なお、刃１４は、円盤状の回転刃物であって、円周部に刃先があるもの、例えば、ダイシングブレード等が用いられる。また、凹部１５の形状は、傾斜面１５ａが形成されるものであれば、特に限定されず、例えば、溝状等が挙げられる。

コア１３を刃１４で切り込む際、必要に応じて、基板１１や刃１４等を加熱することにより、コア１３を軟化させながら切り込んでもよい。また、刃１４の刃先が、第１クラッド層１２に達するように切り込んでも、達しないように切り込んでもよい。

なお、傾斜面１５ａ上に金属層からなるミラー部を形成することもできる。前記ミラー部の形成方法としては、傾斜面１５ａ上に金属層１６積層する方法であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、傾斜面１５ａに、レジストを塗布する。その後、傾斜面１５ａ上のレジストのみが、現像処理によって除去されないように、フォトマスク等を介してＵＶ照射する。そして、現像処理を施すことによって、傾斜面１５ａ上のレジストのみを残存させる。その後、エッチング処理を施した後、レジストを剥離する。そうすることによって、傾斜面１５ａ上に金属層からなるミラー部１６ａを形成することができる。また、このような方法により、ミラー部１６ａを形成させると、得られた光電気複合配線板の、受光素子や発光素子等の実装精度が優れたものとなる。

上記のような工程を経て、図１（ｃ）の下部に示すような光導波路が形成される。形成された光導波路は、前記コア１３と第１クラッド層１２によって形成されたものであり、前記コア１３は第１クラッド層１２よりも屈折率が高く、内部を伝搬する光を全反射によってコア内に閉じこめるものである。このような光導波路は、主としてマルチモード導波路として形成される。前記光導波路の前記コア１３のサイズは、例えば、２０〜１００μｍの矩形形状、第１クラッド層１２の厚みはそれぞれ５〜１５μｍ、コアと第１クラッド層との屈折率差は０．５〜３％程度が適当であるがこれに限られるものではない。

＜第２クラッド材料層形成工程＞
本発明の製造方法における第２クラッド材料層形成工程は、図１（ａ）に示すように、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材１６に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層１７を積層して形成される。

前記第２クラッド材料層の形成方法としては、前記金属基材１６の表面に対して、所定の屈折率を有する未硬化の樹脂組成物を含む樹脂フィルムを貼り合せる方法や、液状の樹脂組成物を塗布する方法、未硬化の樹脂組成物を含むワニスを塗布する方法等が挙げられる。なお、前記第２クラッド層を形成させる際には、密着性を高めるために、予め、前記金属基材１６に表面処理等を施して、少なくとも片側の表面を荒らしておくことが必要である。

前記第２クラッド材料層を形成するための未硬化の樹脂組成物からなる樹脂フィルムを貼り合せる具体的な方法としては、まず、前記金属基材１６表面に未硬化の樹脂組成物からなる樹脂フィルムを重ねるように載置した後、加熱プレスにより貼り合せる方法等が挙げられる。

また、前記第２クラッド材料層を形成するために液状の樹脂組成物、又は、硬化性樹脂組成物を含むワニスを塗布する具体的な方法としては、例えば、前記金属基材１６表面に液状の樹脂組成物又は未硬化の樹脂材料組成物を含むワニスを、スピンコート法、バーコート法、又は、ディップコート法等を用いて塗布させる方法がある。

また、前記未硬化の樹脂組成物のワニスを塗布する方法としては、まず、未硬化の樹脂組成物を溶剤に溶解し減圧脱泡してワニスを調整する。このワニスを、前記基板１１表面に塗布・乾燥する方法があり、さらに高温高圧下でラミネートする方法もある。

前記樹脂組成物としては、後に形成されるコア１３の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が低くなるようなものが用いられる。その伝送波長における屈折率としては、例えば、１．５〜１．５５程度のものが挙げられる。

第２クラッド材料層１７を形成するための硬化性樹脂材料としては、コア１３の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が低くなるような硬化性樹脂材料であれば、特に限定なく用いられ、通常は、第１クラッド層１２を形成した材料と同様の種類の硬化性樹脂材料が用いられる。

［金属基材］
前記金属基材１６としては、銅箔、アルミニウム箔、タングステン箔、鉄箔等を用いることができるが、特に銅箔を用いることが好ましい。

また、前記銅箔は、膜厚、表面粗さ、表面処理等、必要な特性に応じた銅箔を選定することができる。

そして、前記金属基材１６は少なくとも片側の表面が荒らされていることが必要である。金属基材１６の表面を荒らす方法としては、適宜の手法で行うことができるが、例えば、エッチング処理や表面酸化処理等が挙げられる。前記処理を行うことで金属基材１６のアンカー効果を得ることができ、上述の樹脂組成物を含む第２クラッド層の密着性が向上する。

また、銅以外の亜鉛やニッケル等によりバリア層を形成したものを使用することもできる。またクロメート処理により防錆層を形成したものを使用しても良い。更に密着性を向上するためにシランカップリング処理による処理を形成したものを使用することも可能である。

前記金属基材１６の表面粗さＲｚは、密着性やパターニング性の観点から、０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。表面粗さＲｚが０．５μｍ未満であると、金属基材のアンカー効果が得られにくくなるため、樹脂組成物との密着性が低くなる。また、５μｍより大きいと金属基材のファインパターンが得られにくくなる。

前記金属基材１６の厚みは、パターニング性と電気特性の観点から、３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。金属基材１６の厚みが、３μｍ未満であると、基材が取り扱いにくくなると共に、抵抗値を確保するために幅を大きくしなければならないような設計となり制約が生じてしまう。また、５０μｍより大きいと金属パターニング時に時間を要すると共に、サイドエッチングが発生しやすくなり品質の安定性で問題となる。
＜第２クラッド層積層工程＞
次に、図１（ｃ）に示すように、コア１３を埋設するように、上述の金属基材に積層された第２クラッド材料層１７をさらに積層する。

前記第２クラッド材料層１７の積層方法としては、前記コア１３を埋設するように、前記金属機材に積層された第２クラッド材料層１７を貼り合わせた後、光、熱等で硬化させる方法等が挙げられる。

＜第２クラッド層形成工程＞
図１（ｇ）に示すように、第２クラッド材料層１２を硬化させることによって、第２クラッド材料層１７は、コア１３を埋設するように形成された第２クラッド層（上部クラッド層）１８となる。

前記クラッド材料層１２を硬化させる方法としては、例えば、オーブンやホットプレート等による熱処理等が用いられる。

前記第２クラッド層１８の厚みは、コアの高さと比べて高ければ特に限定されないが、例えば、１０〜３０μｍであることが好ましい。また、コアと第２クラッド層との屈折率差は０．５〜３％程度が適当であるがこれに限られるものではない。

＜電気回路形成工程＞
電気回路形成工程は、図１（ｅ）に示すように、形成した金属層１６に電気回路１６ａを形成させる工程である。電気回路１６ａの形成は、例えば、周知の回路形成のためのエッチング技術により行うことができる。ここで、第１クラッド層１３と電気回路１６ａとの境界面が粗面となり、電気回路１６ａに形成された凹凸（粗面）によりアンカー効果が得られるため、電気回路１６ａは第１クラッド層１３の上に密着性よく形成される。以上により、この電気回路形成工程によって、光回路と電気回路１６ａとを備えた光電気複合配線板１９が得られる。

前記電気回路形成加工としては、上述のエッチング処理の他に、例えば、スルーホール加工、金メッキ処理等を用いることができる。なお、光回路と電気回路の位置合わせは、例えば、外形基準や基板側面や基板裏面に設けたマーキングを利用することで可能となる。

形成された光電気複合配線板１９は、前記コア１３とこれを埋設するクラッド層（前記第１クラッド層１２及び前記第２クラッド層１２によって形成されたものであり、前記コア１３はクラッド層よりも屈折率が高く、内部を伝搬する光を全反射によってコア内に閉じこめるものである。このような光導波路は、主としてマルチモード導波路として形成される。前記電気複合配線板１７の前記コア１３のサイズは、例えば、２０〜１００μｍの矩形形状、コアを含む層の厚みを除いた下部の第１クラッド層１３及び上部の第２クラッド層１２の厚みはそれぞれ５〜１５μｍ、コアとクラッド層との屈折率差は０．５〜３％程度が適当であるがこれに限られるものではない。また、前記第２クラッド層１２上の金属基材１６を用いて電気回路を形成させることによって、光電気複合配線板１９を形成することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲は実施例により何ら限定されるものではない。

（実施例１）
はじめに、本発明の製造方法における光電気複合配線板を製造する。

＜光電気複合配線板の製造＞
光電気複合配線板を製造するに先立ち、第１クラッド層用硬化性フィルム、コア用硬化性フィルム及び第２クラッド材料積層金属基材を作製した。

［第１クラッド用硬化性フィルム］
固体状エポキシ付加物（ダイセル化学工業社製の「ＥＨＰＥ３１５０」)６２質量部、フェノキシ樹脂（東都化成社製の「ＹＰ５０」)１８質量部、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂（東都化成社製の「エポトートＹＨ３００」)８質量部、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製の「エピクロン８５０Ｓ」)１２質量部、光カチオン硬化剤（アデカ社製の「ＳＰ−１７０」）０．５質量部、熱カチオン硬化剤（三新化学工業社製の「ＳＩ−１５０Ｌ」）０．５質量部、及び、表面調整剤（ＤＩＣ社製の「Ｆ４７０」）０．１質量部を、トルエン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部との混合溶媒に溶解させ、孔径１μｍのメンブランフィルタで濾過した後、減圧脱泡することにより、クラッド用エポキシ樹脂組成物のワニスを調製した。

このワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製の「Ａ４１００」）の上に、ヒラノテクシード社製のコンマコータヘッドのマルチコータを用いて塗布した後、溶剤を除去して乾燥させることにより、厚みが１０μｍの第１クラッド用硬化性フィルムを作製した。また、ＰＥＴフィルム上のワニスの塗布厚みを変えることにより、厚みが５０μｍのクラッド用硬化性フィルムを作製した。作製したフィルムの上に保護フィルムとして王子特殊紙社製の「ＯＰＰ−ＭＡ４２０」を熱ラミネートした。

［コア用硬化性フィルム］
液状の３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート（ダイセル化学工業社製の「セロキサイド２０２１Ｐ」)８質量部、固体状エポキシ付加物（ダイセル化学工業社製の「ＥＨＰＥ３１５０」)１２質量部、固体状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製の「エピコート１００６ＦＳ」)３７質量部、３官能エポキシ樹脂（三井化学社製の「ＶＧ−３１０１」)１５質量部、固形ノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製の「ＥＰＰＮ２０１」)１８質量部、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製の「エピクロン８５０Ｓ」)１０質量部、光カチオン硬化剤（アデカ社製の「ＳＰ−１７０」）０．５質量部、熱カチオン硬化剤（三新化学工業社製の「ＳＩ−１５０Ｌ」）０．５質量部、及び、表面調整剤（ＤＩＣ社製の「Ｆ４７０」）０．１質量部を、トルエン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部との混合溶媒に溶解させ、孔径１μｍのメンブランフィルタで濾過した後、減圧脱泡することにより、コア用エポキシ樹脂組成物のワニスを調製した。

このワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製の「Ａ４１００」）の上に、ヒラノテクシード社製のコンマコータヘッドのマルチコータを用いて塗布した後、溶剤を除去して乾燥させることにより、厚みが４０μｍのコア用硬化性フィルムを作製した。作製したフィルムの上に保護フィルムとして王子特殊紙社製の「ＯＰＰ−ＭＡ４２０」を熱ラミネートした。

［第２クラッド材料積層金属基材］
固体状エポキシ付加物（ダイセル化学工業社製の「ＥＨＰＥ３１５０」)６２質量部、フェノキシ樹脂（東都化成社製の「ＹＰ５０」)１８質量部、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂（東都化成社製の「エポトートＹＨ３００」)８質量部、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製の「エピクロン８５０Ｓ」)１２質量部、熱カチオン硬化剤（三新化学工業社製の「ＳＩ−１５０Ｌ」）１．０質量部、及び、表面調整剤（ＤＩＣ社製の「Ｆ４７０」）０．１質量部を、トルエン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部との混合溶媒に溶解させ、孔径１μｍのメンブランフィルタで濾過した後、減圧脱泡することにより、樹脂層用エポキシ樹脂組成物のワニスを調製した。

このワニスを、表面粗さＲｚが２．７μｍ、厚みが１２μｍの銅箔（古河電工社製の「Ｆ２−ＷＳ」）の上に、ヒラノテクシード社製のコンマコータヘッドのマルチコータを用いて塗布した後、溶剤を除去して乾燥させることにより、厚みが５０μｍの第２クラッド材料積層金属基材を作製した。そうすることによって、図１（ｄ）に示すように、第２クラッド材料に約３０μｍの銅からなる金属層が形成された。

［光導波路の作製］
まず、パナソニック電工株式会社製のＲ１７６６の、両面の銅をエッチングにより除去した。このエッチオフしたものを基板として用いた。この基板の表面に、上述の方法により製造した、厚み１０μｍの第１クラッド層用樹脂フィルムを、真空ラミネーター（Ｖ−１３０）を用いて、６０℃、０．２ＭＰａの条件でラミネートした。そして、超高圧水銀灯を用いて、２Ｊ／ｃｍ^２の条件で紫外光を第１クラッド層用樹脂フィルムに照射した。その後、第１クラッド層用樹脂フィルムの離型フィルムを剥離した。その後、１５０℃で３０分間熱処理し、さらに、酸素プラズマ処理を施した。そうすることによって、基板上に、第１クラッド層用樹脂フィルムが硬化した第１クラッド層（下部クラッド層）が形成された。

次に、第１クラッド層の表面に、上述の方法により製造した、厚み４０μｍのコア部用樹脂フィルムを、真空ラミネーター（Ｖ−１３０）を用いて、６０℃、０．２ＭＰａの条件でラミネートした。そして、幅４０μｍ、長さ１２０ｍｍの直線パターンのスリットを形成したネガマスクを、コア部用樹脂フィルムの表面に載置した。その後、照射光が略平行光になるように調整された超高圧水銀灯で３Ｊ／ｃｍ^２の光量で紫外光を、コア部用樹脂フィルムの、スリットに対応する部分を光硬化させた。

次に、コア部用樹脂フィルムの離型フィルムを剥離した。その後、１４０℃で２分間熱処理を行なった。そして、現像液として５５℃に調整した水系フラックス洗浄剤（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−１００ＳＸ）を用いて現像処理した。そうすることによって、コア部用樹脂フィルムの未露光部分が溶解除去される。そして、さらに、水で仕上げ洗浄した後エアブローした。その後、１００℃で１０分間乾燥させた。そうすることによって、図１（ａ）に示すようなコア部が形成された。

次に、図１（ｂ）に示すように、刃先の一方の面が、刃の面方向に平行な面であって、他方の面が、刃の面方向に対する角度（頂角）が４５°である面である刃（株式会社ディスコ製のダイシングブレード（粒度５０００番））を用い、回転数１００００ｒｐｍ、移動速度０．１ｍｍ／秒の条件で、コア部の両端部から１０ｍｍの位置を、２カ所切り込んだ。そうすることによって、図１（ｂ）に示すように、４５°傾斜面を有する凹部が、コア部を完全に切断するように形成された。

次に、第１クラッド層用樹脂フィルムの製造する際に用いた樹脂ワニスを、トルエンとＭＥＫとを、質量比で３：７にて混合した混合溶剤で５０倍に希釈した溶液を、４５°傾斜面にブラシで薄く塗布した。その後、１００℃で３０分間乾燥した後に、超高圧水銀灯で１Ｊ／ｃｍ^２の条件で紫外光を照射して露光した。その後、さらに１２０℃で１０分間熱処理を行なった。そうすることによって、４５°傾斜面が平滑化された。

次に、コア部や下部クラッド層に対して、膨潤工程、過マンガン酸処理工程、及び還元処理工程を施した。そうすることによって、コア部や下部クラッド層の表面がエッチングされ、その表面に凹凸が形成された。

［クラッド層形成工程］
次に、図１（ｇ）に示すように、下部クラッド層及びコア部を被覆するようにして、上述の方法により製造した、厚み５０μｍの第２クラッド材料積層金属基材を、加圧式真空ラミネータ（ニチゴー・モートン社製の「Ｖ−１３０」）を用いて、８０℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートした。その後、第２クラッド層用樹脂フィルムのＰＥＴフィルムを剥離した。その後、１５０℃で６０分間熱処理した。そうすることによって、第１クラッド層及びコア部を被覆するように、第２クラッド層（上部クラッド層）を形成した。すなわち、図１（ｇ）に示すように、第１クラッド層とコア部と第２クラッド材料層とからなる光導波路が形成された光電気複合配線板が形成された。なお、第２クラッド層は、コア部と、コア部の周辺の第１クラッド層とを被覆していればよい。

［第２クラッド層形成工程］
１５０℃で３０分間熱処理を行なうことにより、第２クラッド材料層が硬化した第２クラッド層１２を形成した。

［電気回路形成工程］
形成した金属層１６をエッチング技術により所定のパターンの電気回路１６ａに形成し、さらにソルダーレジストを形成した後、金メッキ処理、シルク印刷を行うことにより、光回路（光導波路）と電気回路１６ａとを備えた光電気複合配線板１９を得た（図１（ｇ）参照）。なお、この金属層のピール強度は、０．６Ｎ／ｍで実用レベルであった。

（比較例１）
基板上に上記クラッド材料を硬化させ、その上に無電解メッキ及び電解メッキを施して、１２μｍの銅箔を形成し、表面の粗さＲｚを測定すると０．１μｍであった。この銅箔を基板から剥離した。この銅箔上にバーコータにより５０μｍとなるように第２クラッド材料層を形成したものを用いた以外は上記実施例１と同様にして光電気複合配線板を作成した。

＜光電気複合配線板の損失評価＞
実施例１によって得られた光電気複合配線板１９の損失評価を行った。すなわち、受発光素子であるＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）からの光（８５０ｎｍ波長）を、コア径１０μｍ、ＮＡ０．２１の光ファイバーを通して、光電気複合配線板１９の光導波路（光回路）の一方のミラー面１０に、マッチングオイル（シリコーンオイル）を介して入射し、他方のミラー面１０から、同じマッチングオイルを介して、コア径２００μｍ、ＮＡ０．４の光ファイバーを通して出射される光のパワー（Ｐ１）をパワーメータで測定した。

また、前記２つの光ファイバーの端部同士を直接突き当てて、光電気複合配線板１９の第２クラッド層１５及び光導波路を挿入しない状態で出射される光のパワー（Ｐ０）をパワーメータで測定した。そして、「（−１０）ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）」の計算式から、光電気複合配線板１９の挿入損失を求めたところ、２．１ｄＢと小さく、十分実用レベルであった。

一方で、比較例１によって得られた光電気複合配線板における銅箔のピール強度は０．１N／ｍであり、実用レベルに満たないものとなった。これは、用いた金属基材の表面粗さＲｚが０．５μｍより小さいものであったためであると考えられる。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、光回路と電気回路１６ａとを備えた光電気複合配線板１９の製造方法において、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材１６に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層１７を積層する第２クラッド材料層積層工程と、前記金属基材１６が積層された第２クラッド材料層１７を、第１クラッド層１２上に形成されたコア１３を埋設するように積層してクラッド層を形成するクラッド層形成工程と、前記第２クラッド材料層１７の未硬化樹脂組成物を硬化して第２クラッド層１８を形成する第２クラッド層形成工程と、前記金属基材１６上に電気回路を形成する電気回路形成工程とが備えられているので、金属基材１６の外表面に凹凸（粗面）が存在し、電気回路１６ａの密着性が高められる。また、第２クラッド層１８の透明性が実用上問題のないレベルなので、電気回路１６ａ上のＶＣＳＥＬ等の受発光素子と光導波路との結合損失が抑制される。

また、すでに出来上がっている光導波路の上に第２クラッド層１８を積層した金属基材１６をビルドアップするので、コア１３の側壁に荒れが生じず、光導波路の導波損失が抑制される。また、光回路１７と電気回路１６ａとをそれぞれ別々に作製し、あとでこれらを貼り合わせるというような製造方法ではなく、基板１１に対してビルドアップにより光導波路を作製し、ビルドアップにより光回路と電気回路１６ａとを複合化していく製造方法なので、光電気複合配線板１９を歩留りよく得ることができる。

また、第２クラッド層形成工程で、エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物フィルム（第２クラッド層フィルム）を積層する場合は、従来、プリント配線板の製造、又は光導波路の製造に使用される真空ラミネータのような量産実績のある設備に対応できるので、金属張積層板及び光電気複合配線板１９の生産性が向上する。

また、第２クラッド層１８は、エポキシ樹脂として、固体状エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂とを含有するので、樹脂組成物の性質が多様化し、エポキシ樹脂成分の組み合わせにより所望の性質（屈折率を含む）の樹脂組成物を得ることができる。

１１ 基板
１２ 第１クラッド層
１３ コア
１４ 刃（ダイシングブレード）
１５ 凹部
１５ａ 傾斜面
１６ 金属層
１６ａ ミラー部
１７ 第２クラッド材料層
１８ 第２クラッド層
１９ 光電気複合配線板

Claims (4)

1. 基板上に形成された第１クラッド層上にコアを形成するコア形成工程と、
   少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材に、未硬化の樹脂組成物を含む第２クラッド材料層を形成する第２クラッド材料層形成工程と、
   前記金属基材に積層された第２クラッド材料層を、前記第１クラッド層上に形成されたコアを埋設するようにクラッド層を積層するクラッド層積層工程と、
   前記第２クラッド材料層の未硬化樹脂組成物を硬化して第２クラッド層を形成する第２クラッド層形成工程と、
   前記金属基材上に電気回路を形成する電気回路形成工程と、を有し、
   前記第１クラッド層及び第２クラッド層の樹脂組成物の屈折率が、前記コアの屈折率より低いことを特徴とする光電気複合配線板の製造方法。
2. 前記金属基材の表面粗さＲｚが、０．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光電気複合配線板の製造方法。
3. 前記樹脂組成物がドライフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電気複合配線板の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電気複合配線板の製造方法によって得られたことを特徴とする光電気複合配線板。

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