JP5678583B2 - 溝付き光導波路の製造方法、溝付き光導波路、及び光電気複合基板 - Google Patents

Description

本発明は、光導波路の製造方法、及びその製造方法により得られる光導波路、並びに、その光導波路を備える光電気複合基板に関する。

電子素子間や配線基板間の高速・高密度信号伝送において、従来の電気配線による伝送では、信号の相互干渉や減衰が障壁となり、高速・高密度化の限界が見え始めている。これを打ち破るため電子素子間や配線基板間を光で接続する技術、いわゆる光インターコネクションが提案されており、電気配線と光配線の複合化に関して種々の検討が行われている。光伝送路としては、光ファイバーに比べ、配線の自由度が高く、且つ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。

また、上記の光導波路個片化の工程において、光路変換用のミラーを有する形状に光導波路を加工し、ミラー付き光導波路と電気配線板とを備える光電気複合基板や光電気複合モジュールが作製できる。例えば、特許文献１、２には、４５°の光路変換用ミラー面が形成された光導波路フィルムを備えた導波路フィルム型光モジュールが開示されている。この特許文献１、２では、コア層の上下に上部クラッド層及び下部クラッド層が形成された光導波路を作成後、先端角度４５°のブレードを用いて、上部クラッド層側からコア層に向けて切削し、ミラー面を形成している。

しかしながら、特許文献１、２のミラー面の形成方法では、コア層と共に上部クラッド層も切削されるため、溝が外部に露出してしまう。
この問題点を解決するために、上部クラッド層を形成する前の下部クラッド層とコア層とを積層した段階で、切削加工してミラー面を形成し、コア層の反射面に金属膜を蒸着により形成した後、上部クラッド層を積層する方法が考えられる。

特開２００６−０１１２１０号公報 特開２００６−０１７８８５号公報

しかしながら、上部クラッド層が積層されていない光導波路に対して切削加工を行うと、切削された光導波路材料の樹脂からなるバリ（削りカス）が、光導波路の縁に付着してしまう。このバリが発生したまま上部クラッド層を積層すると、コア層や下部クラッド層との接着性が劣り、得られる光導波路の光伝搬損失の値が大きくなる場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、少なくともクラット層と該クラット層状にコア層とを積層した光導波路を切削して溝を形成する際に、光導波路の縁に発生するバリを低減し得る、溝付き光導波路の製造方法、及びその製造方法により得られる光導波路、並びにその光導波路を備える光電気複合基板を提供することを課題とする。

本発明者らは、特定の切削工程を経ることで、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、下記［１］〜［３］を提供するものである。
［１］少なくともクラッド層と該クラッド層上にコア層とを積層した光導波路に対して、円形回転ブレードを備える切削装置を用いて、前記コア層及び前記クラッド層を切削して、溝を形成する溝付き光導波路の製造方法であって、コア層とクラッド層との境界面又は該境界面よりもコア層側の位置まで前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層を切削する第１の工程と、前記境界面からクラッド層側へ７〜１８μｍ下げた位置まで、前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層及びクラッド層を切削する第２の工程と、からなる溝付き光導波路の製造方法。
［２］上記〔１〕に記載の製造方法より得られる、溝付き光導波路。
［３］基板表面に、上記［２］に記載の溝付き光導波路と、電気配線板とを備えた、光電気複合基板。

本発明の溝付き光導波路の製造方法によれば、クラット層と該クラット層状にコア層とを積層した光導波路を切削して溝を形成する際に、バリの発生を抑制することができる。

本発明の溝付き光導波路の製造方法の一例を示す模式図である。 本発明の溝付き光導波路の製造方法で用いる円形回転ブレードの一例を示した図であり、当該円形回転ブレードの半径方向の断面図である。

〔光導波路の構成〕
初めに、本発明の光導波路について、図１を用いて説明する。本発明の製造方法で得られる溝付き光導波路１は、図１の（ｃ）に示すように、フレキシブルプリント配線板等の基板１１上に形成されていてもよい。図１の（ｃ）では、該基板１１上に、クラッド層１２が積層され、その上にコア層１３が積層されている。コア層１３は、露光処理を行い、コアパターンを形成していることが好ましい。なお、コア層１３には、コアパターンを形成している場合も含まれる。
また、基板１１とクラッド層１２との接着性が弱い場合は、必要に応じて基板１１とクラッド層１２との間に接着剤層を設けてもよい。これらの各層の詳細については後述する。

更に、溝付き光導波路１は、コア層１３及びクラッド層１２が切削され、２つの切削面１５ａ、１５ｂからなる溝１６が形成されている。図１の（ｃ）では、溝１６の形状はＶ字形状であるが、溝の形状については、用途に応じて適宜設定することができる。溝の形状がＶ字形状である場合、溝を構成する２つの切削面１５ａ、１５ｂのクラッド層１２又はコア層１３の水平面に対する傾斜角θ、δは、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、２つの切削面をミラー面とする場合、それぞれの傾斜角θ、δは、好ましくは３０〜６０°、より好ましくは４０〜５０°、更に好ましくは４４〜４６°である。なお、傾斜角θ、δは、互いに、同一でも異なっていてもよい。

なお、図１の（ｃ）に示す溝付き光導波路１は、切削加工の後に、切削面１５ａ、１５ｂに対して、金、アルミ等の金属を蒸着してもよい。また、必要に応じて、コア層１３上に（コア層１３がコアパターンを形成している場合は、コア層１３及びクラッド層１２上に）上部クラッド層を積層し、溝１６が外部に露出しないようにすることもできる。

〔溝付き光導波路の製造方法〕
次に、本発明の溝付き光導波路の製造方法について、図１を用いて説明する。
図１の（ａ）において、基板１１上にクラッド層１２を積層し、その上にコア層１３を積層し、切削加工前光導波路２を得る。本発明において、切削加工前光導波路２の製造方法は、特に限定されず、例えば、実施例に記載の方法が挙げられる。また、コア層１３は、露光処理を行ない、コアパターンを形成していることが好ましい。また、基板１１とクラッド層１２との接着性が悪い場合には、必要に応じて接着剤層を介して、基板１１とクラッド層１２とを接着してもよい。

＜第１の工程＞
第１の工程として、図１の（ａ）に示すとおり、コア層１３とクラッド層１２との境界面１４、又は該境界面１４よりもコア層１３側の位置まで、切削装置の円形回転ブレード２０の切削刃先端２１を下ろして、コア層１３側からコア層１３を切削する。
切削刃先端２１の具体的な位置としは、境界面１４、若しくは境界面１４よりも、コア層１３側より、好ましくは−１０〜１０μｍ上の位置、より好ましくは−５〜５μｍ上の位置が挙げられる。

切削に用いる円形回転ブレード２０としては、特に限定はされないが、外円周上にもれなく切削刃を備えるブレード、ノコギリ状の切削刃を備えるブレード、外円周上に複数の切削刃部分と非切削刃部分とを交互に備えるブレード等が挙げられる。また、円形回転ブレード２０の半径方向の断面における切削刃先端２１の形状は、得られる溝付き光導波路の用途に応じて適宜設定されるが、２つのミラー面を有する光導波路を作製する場合は、Ｖ字形状であることが好ましい。図２は、円形回転ブレードの半径方向の断面における切削刃先端２１の形状を表しており、ｌはコア層１３又はクラッド層１２の水平面を示し、α、βはコア層又はクラッド層の水平面に対する先端角度を示している。当該先端角度としては、好ましくは３０〜６０度、より好ましくは４０〜５０度、更に好ましくは４４〜４６度である。なお、先端角度α、βは、互いに同じでも、異なっていてもよい。

円形回転ブレードの粗さは、レジン砥粒を用いたブレードではＪＩＳ規格相当品で、好ましくは１０００〜３０００番、より好ましくは１５００〜１７００番であり、ダイヤモンド砥粒を用いたブレードではＪＩＳ規格相当品で、好ましくは３０００〜７０００番、より好ましくは３０００〜４５００番である。円形回転ブレードの粗さが粗過ぎると切り込みの切削面が粗い面となり伝搬光を散乱する。一方、ブレードの粗さが細か過ぎると、ブレードが目詰まりし易く、切削加工前光導波路２が基板１１から剥がれるおそれがある。
円形回転ブレードの厚さは、用途に応じて適宜設定されるが、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは１４０〜２８０μｍである。
円形回転ブレード５０の直径は、装置の仕様により、２インチブレード対応装置では、好ましくは５０〜５８ｍｍ、より好ましくは５０〜５４ｍｍ、更に好ましくは５１〜５２ｍｍである。

円形回転ブレードの回転数は、切削面を滑らかな面にする観点から、好ましくは２５，０００〜３５，０００ｒｐｍ、より好ましくは２７，０００〜３３，０００ｒｐｍである。
また、円形回転ブレードの送り速度は、好ましくは１ｍｍ／ｓ〜１０ｍｍ／ｓ、より好ましくは１ｍｍ／ｓ〜５ｍｍ／ｓである。この範囲の送り速度は、半導体素子製造時のブレードの送り速度の約１／１０である。このようにゆっくりした送り速度でコア層１３及びクラッド層１２を切削することにより、切削面を滑らかな面に形成することができる。
切削加工の際には、発熱を抑えるために、ブレードクーラー水を１．０〜２．０Ｌ／分、シャワー水を０．５〜２．０Ｌ／分程度供給することが好ましい。
なお、当該切削加工は、上向き削り（アップカット）、下向き削り（ダウンカット）のいずれでもよい。

＜第２の工程＞
第２の工程として、図１の（ｂ）に示すとおり、境界面１４からクラッド層１２側へ７〜１８μｍ下げた位置まで、円形回転ブレード２０の切削刃先端２１を下ろし、コア層１３側からコア層１３及びクラッド層１２を切削する。
図１の（ｂ）において、Ｌ１は、切削刃先端２１を境界面１４からクラッド層１２側へ下ろした距離を示す。本工程においては、Ｌ１は７〜１８μｍである。７μｍ未満、及び１８μｍよりも大きいと、切削された光導波路材料の樹脂からなるバリ（削りカス）が、光導波路の縁に付着してしまい、光伝搬損失の低減等につながり好ましくない。当該観点から、Ｌ１としては、好ましくは５〜１５μｍ、より好ましくは７〜１３μｍ、更に好ましくは８〜１２μｍである。
また、本工程の切削で用いる円形回転ブレード２０は、上述の第１の工程の円形回転ブレードを用いることができ、切削加工の条件については、第１の工程と同じである。

上記の第１の工程及び第２の工程を経て、図１の（ｃ）に示す溝付き光導波路１が得られる。この後、溝１６のミラー面となる切削面１５ａ、１５ｂに、金、銅等の金属を蒸着してもよい。また、コア層１３上に（コア層１３がコアパターンを形成している場合は、コア層１３及びクラッド層１２上に）、上部クラッド層として、更にクラッド層を積層してもよい。

＜溝付き光導波路の各構成について＞
以下、本発明の光導波路の各構成部分について説明する。
（基板）
本発明の光導波路は基板上に形成することができる。基板の種類としては、特に制限されるものではないが、寸法安定性のある厚みのある非可撓性の基板を用いることで、光導波路自体の寸法安定性を付与させることができる。寸法安定性のある厚みのある基板の材料としては、特に限定されないが、寸法安定性の観点からフレキシブルプリント配線板、ＦＲ−４基板、半導体基板、シリコン板、ガラス板や金属板等が好適に挙げられる。上記に挙げた寸法安定性のある厚みのある非可撓性の素材に離型処理を施すことで光導波路との再剥離性を付与させることができる。基板の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変えてよいが、好ましくは０．１〜１０．０ｍｍである。

また、基板に光導波路との剥離性を持たせるために、上記の非可撓性の基板に表面が平坦なフィルムを貼り付けてもよい。フィルムの材料としては、特に限定されないが、強靭性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等が挙げられる。再剥離性且つ耐熱性の観点からフィルムの材料としてはポリイミドやアラミドが好適に挙げられる
フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、好ましくは５〜２５０μｍである。

基板と光導波路のクラッド層との接着には、再剥離性のある接着剤や接着フィルムからなる接着剤層を設けてもよい。ただし、基材に再剥離性が備わっている場合は接着剤又は接着フィルムを用いる必要はない。接着剤又は接着フィルムの材料としては、片面微粘着の両面テープ、ホットメルト接着剤、ＵＶ又は熱剥離型接着剤等が好適に挙げられる。
また、非可撓性の素材と光導波路に対して離型性のあるフィルムを貼り合わせる等の場や、クラッド層又は基板に接着力がないため接着剤を介する必要がある場合等の再剥離を必要としない接着には、耐熱性のある接着剤又は接着フィルムが好ましい。再剥離する必要がない場合に用いる接着剤又は接着フィルムの材料としては、特に限定されないが、耐熱性の観点からプリプレグ、ビルドアップ材、耐熱性の接着剤等が好適に挙げられる。
接着剤層及び接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、好ましくは５μｍ〜３．０ｍｍである。基板と光導波路とを上記離型性のシートを挟んで接着する場合は、接着剤層及び接着フィルムの厚さは、離型性のシートよりも５μｍ以上厚いことが好ましい。

（クラッド層）
クラッド層としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
クラッド層形成用樹脂としては、コア層より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。より好適にはクラッド層形成用樹脂が、（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光重合性化合物及び（Ｃ）光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。なお、上部クラッド層を更に形成する場合、上部クラッド層の樹脂組成物に含有する成分が、下部クラッド層と同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。

（Ａ）ベースポリマーはクラッド層を形成し、該クラッド層の強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体等が挙げられる。これらのベースポリマーは１種単独でも、また２種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、３次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。更に、後に詳述する（Ｂ）光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂及び（メタ）アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。

フェノキシ樹脂の中でも、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物又はそれらの誘導体、及びビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物又はそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものは、耐熱性、密着性及び溶解性に優れるため好ましい。ビスフェノールＡ又はビスフェノールＡ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。また、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＦ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＦ、テトラブロモビスフェノールＦ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂の具体例としては、東都化成（株）製「フェノトートＹＰ−７０」（商品名）が挙げられる。

室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化学（株）製「エポトートＹＤ−７０２０、エポトートＹＤ−７０１９、エポトートＹＤ−７０１７」（いずれも商品名）、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１０１０、エピコート１００９、エピコート１００８」（いずれも商品名）等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。

（Ｂ）光重合性化合物としては、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に限定されず、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物や分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物等が挙げられる。
分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物としては、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートが好ましい。
（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性以上の多官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものである。
分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能又は多官能芳香族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等の２官能又は多官能脂肪族グリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能脂環式グリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の２官能芳香族グリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の２官能脂環式グリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等の２官能又は多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等の２官能脂環式エポキシ樹脂、２官能複素環式エポキシ樹脂、多官能複素環式エポキシ樹脂、２官能又は多官能ケイ素含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの（Ｂ）光重合性化合物は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。

（Ｃ）成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば（Ｂ）成分にエポキシ化合物を用いる場合の開始剤として、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリルセレノニウム塩、ジアルキルフェナジルスルホニウム塩、ジアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステル等が挙げられる。

また、（Ｂ）成分に分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合の開始剤としては、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、２−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類、９−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物等が挙げられる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。なお、コア層及びクラッド層の透明性を向上させる観点からは、上記化合物のうち、芳香族ケトン及びフォスフィンオキサイド類が好ましい。
これらの（Ｃ）光重合開始剤は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。

（Ａ）ベースポリマーの配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、５〜８０質量％とすることが好ましい。また、（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）及び（Ｂ）成分の総量に対して、９５〜２０質量％とすることが好ましい。
この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分が５質量％以上であり、（Ｂ）成分が９５質量％以下であると、樹脂組成物を容易にフィルム化することができる。一方、（Ａ）成分が８０質量％以下あり、（Ｂ）成分が２０質量％以上であると、（Ａ）ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、且つ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分１０〜８５質量％、（Ｂ）成分９０〜１５質量％がより好ましく、（Ａ）成分２０〜７０質量％、（Ｂ）成分８０〜３０質量％が更に好ましい。
（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部とすることが好ましい。この配合量が０．１質量部以上であると、光感度が十分であり、一方１０質量部以下であると、露光時に感光性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。更に、光導波路として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、０．２〜５質量部とすることがより好ましい。
また、このほかに必要に応じて、クラッド層形成用樹脂中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤等のいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。

本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
塗布による場合には、その方法は限定されず、例えば、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を常法により塗布すればよい。
また、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、前記樹脂組成物を溶媒に溶解して、支持体フィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。

クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いられる支持体フィルムは、その材料については特に限定されず、種々のものを用いることができる。支持体フィルムとしての柔軟性及び強靭性の観点から、上記した、基材に用いることの出来るフィルム材料として例示したものが同様に挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５〜２５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は３０〜８０質量％程度であることが好ましい。

クラッド層の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、クラッド層の厚さは、更に１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
また、上部クラッド層が形成される場合、上部クラッド層の厚さは、下部クラッド層と同一であっても異なってもよいが、コア層を埋め込むために、上部クラッド層の厚さを、コア層の厚さよりも厚くすることが好ましい。

（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
本発明においては、クラッド層に積層するコア層の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
コア層形成用樹脂としては、クラッド層より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコア層を形成し得る樹脂組成物を用いることができ、感光性樹脂組成物が好適である。具体的には、前記クラッド層形成用樹脂で用いたのと同様の樹脂組成物を用いることが好ましい。
塗布による場合には、方法は限定されず、前記樹脂組成物を常法により塗布すればよい。

以下、ラミネートに用いるコア層形成用樹脂フィルムについて詳述する。
コア層形成用樹脂フィルムは、前記樹脂組成物を溶媒に溶解してクラッド層上に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は、通常３０〜８０質量％であることが好ましい。

コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、更に３０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。

コア層形成用樹脂の製造過程で用いる支持体フィルムは、コア層形成用樹脂を支持する支持体フィルムであって、その材料については特に限定されないが、後にコア層形成用樹脂を剥離することが容易であり、且つ、耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等が好適に挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体フィルムとしての強度が得やすいという利点があり、５０μｍ以下であると、パターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、支持体フィルムの厚さは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、１５〜３０μｍであることが特に好ましい。
なお、本発明において用いられる光導波路は、コア層及びクラッド層を有する高分子層を複数積層し、多層光導波路であってもよい。

〔光電気複合基板〕
本発明の製造の方法により得られた溝付き光導波路は、基板表面に当該光導波路と、電気配線板を備えた、光電気複合基板とすることができる。
電気配線板としては、特に限定されるものではなく、光電気複合部材に用いられる種々の電気配線板を用いることができ、例えば、基板に直接配線が設けられているフレキシブルプリント配線板等や、片面に銅が貼り付けられたポリイミド基板を用い、光導波路と接合後に、電気配線パターンを形成したものであってもよい。更に、上記の配線板を多層化してあってもよい。
このような本発明の溝付き光導波路を備えた光電気複合基板は、様々な光インターコネクションの分野に適用しうる、光電気複合モジュールとなり得る。本発明の光導波路を用いた光電気複合モジュールとしては、例えば、ＡＯＣ（ａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｂｌｅ）等が挙げられる。

〔製造例〕
以下の如くに各工程を実施し、切削加工前の光導波路を作製した。
（１）クラッド層形成用樹脂フィルムの作製
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）４８質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート（商品名：ＫＲＭ−２１１０、分子量：２５２、旭電化工業（株）製）４９．６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩（商品名：ＳＰ−１７０、旭電化工業（株）製）２質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度２５℃、回転数４００ｒｐｍの条件で、６時間攪拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスを調合した。その後、孔径２μｍのポリフロンフィルタ（商品名：ＰＦ０２０、アドバンテック東洋（株）製）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過し、更に真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ４１００、東洋紡績（株）製、厚さ：５０μｍ）の非処理面上に塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、（株）ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、８０℃、１０分、その後１００℃、１０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、２５μｍとなるように調節した。

（２）コア層形成用樹脂フィルムの作製
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は、上記クラッド層形成用樹脂フィルムの作製例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスを調合した後、加圧濾過、及び減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：Ａ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が５０μｍとなるよう、塗工機のギャップを調整した。

なお、コア層及びクラッド層の屈折率をＭｅｔｒｉｃｏｎ社製プリズムカプラー（Ｍｏｄｅｌ ２０１０）で測定したところ、波長８３０ｎｍにて、コア層が１．５８４、クラッド層が１．５５０であった。

（３）接着フィルムの作製
ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５４６５の実施例１に記載の接着フィルムを作製した。すなわち、（ａ）エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−７０３（東都化成株式会社製商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）５５質量部、（ｂ）硬化剤としてミレックスＸＬＣ−ＬＬ（三井化学株式会社製商品名、フェノール樹脂、水酸基当量１７５、吸水率１．８質量％、３５０℃における加熱重量減少率４％）４５質量部、シランカップリング剤としてＮＵＣ Ａ−１８９（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）１．７質量部とＮＵＣ Ａ−１１６０（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン）３．２質量部、（ｄ）フィラーとしてアエロジルＲ９７２（シリカ表面にジメチルジクロロシランを被覆し、４００℃の反応器中で加水分解させた、メチル基等の有機基を表面に有するフィラー、日本アエロジル株式会社製商品名、シリカ、平均粒径０．０１６μｍ）３２質量部からなる組成物に、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、更にビーズミルを用いて９０分混練した。これに（ｃ）高分子化合物としてグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート３質量％を含むアクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３（ナガセケムテックス株式会社製商品名、重量平均分子量８０万）を２８０質量部、及び（ｅ）硬化促進剤としてキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品名、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）を０．５質量部加え、攪拌混合、真空脱気した。この接着剤ワニスを厚さ７５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍの塗膜を形成した。次いで第２の保護フィルムとして２５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、接着フィルムを得た。

（４）切削加工前の光導波路の作製
基板として、所望の銅配線回路を形成したフレキシブルプリント配線板を用い、該配線板上に、前記接着フィルムの接着面を、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、ラミネートした。その後、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて接着フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を１Ｊ／ｃｍ²照射し、前記接着フィルムから保護フィルムである離型ＰＥＴフィルム（ピューレックスＡ３１）を剥離し、次いで上記と同様なラミネート条件でポリイミドフィルム（エスパネックスＳＣ３５、厚さ：３５μｍ）を貼り付け、基板１１を得た。

上記で得られたクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムである離型ＰＥＴフィルム（ピューレックスＡ３１）を剥離し、上記で得られた基板１１の接着材層を貼り付けした側に真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて樹脂側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を１．５Ｊ／ｃｍ²照射し、次いで８０℃で１０分間加熱処理することにより、クラッド層１２を形成した。

次に、クラッド層１２上に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、コア層１３を形成した。
そして、幅５０μｍのネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ²照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝７／３、質量比）を用いて、コア層１３からコアパターンを現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、切削加工前光導波路２を作製した。

〔実施例１〕
上記の製造例により得られた切削加工前の光導波路を用いて、以下のとおり切削加工を行った。用いた円形回転ブレードは、半径方向の断面形状が図２のようなＶ字形状をしたもので、ディスコ社製（図２における先端角度α、βともに４５°、粒径；＃５０００、外径；５１ｍｍ、内径；４０ｍｍ、厚さ；２４０μｍ）のブレードを用いた。
まず、第１の工程として、円形回転ブレード２０の切削刃先端２１をコア層１３とクラッド層１２との境界面１４まで下ろし、円形回転ブレードの回転数３０，０００ｒｐｍ、送り速度１．０ｍｍ／秒の条件で、ブレードクーラー水を０．５Ｌ／分、シャワー水を１．０Ｌ／分程度供給しながら、ダウンカットを行い、コア層１３の切削を行った。
次に、第２の工程として、円形回転ブレード２０の切削刃先端２１を境界面１４よりも１０μｍ下げた位置まで下ろし、第１の工程と同じ条件で、コア層１３及びクラッド層１２の切削を行い、２つの切削面１５ａ、１５ｂよりなるＶ字形状の溝１６を形成し、溝付き光導波路を得た。

〔比較例１〜３〕
比較例１においては、第１の工程を行わなかった以外は、実施例１と同様に切削し、溝付き光導波路を得た。
比較例２及び３では、第２の工程で円形回転ブレード２０の切削刃先端２１を境界面１４よりも下げた位置を表１に示すとおり変更した以外は、実施例１と同様に切削し、溝付き光導波路を得た。

以上のようにして得られた光導波路のバリの発生の有無を表１に示す。表１に示すとおり、実施例１の溝付き光導波路は、バリが発生せず良好であった。一方、比較例１〜３ではバリの発生が見られた。

本発明の溝付き光導波路は、様々な光インターコネクションの分野に適用しうる、光電気複合モジュールの部材となり得る。

１；溝付き光導波路
２；切削加工前光導波路
１１；基板
１２；（下部）クラッド層
１３；コア層（コアパターン）
１４；境界面
１５ａ、１５ｂ；切削面
１６；溝
２０；円形回転ブレード
２１；切削刃先端

Claims (3)

1. 少なくともクラッド層と該クラッド層上にコア層とを積層した光導波路に対して、円形回転ブレードを備える切削装置を用いて、前記コア層及び前記クラッド層を切削して、溝を形成する溝付き光導波路の製造方法であって、
   コア層とクラッド層との境界面又は該境界面よりもコア層側の位置まで前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層を切削する第１の工程と、
   前記境界面からクラッド層側へ７〜１８μｍ下げた位置まで、前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層及びクラッド層を切削する第２の工程と、からなり、
   前記光導波路に形成される溝が、前記クラッド層又はコア層の水平面に対して、３０〜６０°傾斜した２つの切削面よりなるＶ字形状の溝である、溝付き光導波路の製造方法。
2. 少なくともクラッド層と該クラッド層上にコア層とを積層した光導波路に対して、円形回転ブレードを備える切削装置を用いて、前記コア層及び前記クラッド層を切削して、溝を形成する溝付き光導波路の製造方法であって、
   コア層とクラッド層との境界面又は該境界面よりもコア層側の位置まで前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層を切削する第１の工程と、
   前記境界面からクラッド層側へ７〜１８μｍ下げた位置まで、前記円形回転ブレードの切削刃先端を下ろし、コア層側からコア層及びクラッド層を切削する第２の工程と、からなり、
   前記円形回転ブレードの半径方向の断面における前記切削刃先端の形状が、前記コア層又はクラッド層の水平面に対する先端角度が３０〜６０°に傾斜したＶ字形状である、溝付き光導波路の製造方法。
3. 前記円形回転ブレードの回転数が、２５，０００〜３５，０００ｒｐｍである、請求項１又は２に記載の溝付き光導波路の製造方法。

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