(57)【要約】  コアとクラッドを備えた光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなるフレキシブル光電気混載基板であって、屈曲される部分の光導波路フィルム側の少なくとも一部に補強材を配することを特徴とするフレキシブル光電気混載基板、及び該フレキシブル光電気混載基板を用いた電子機器である。  曲げたり、折り曲げたりしても、割れやクラックが発生しない、光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなる光電気混載基板及び該光電気混載基板を用いてなる電子機器を提供することができる。
2010058476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドを備えた光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなる光電気混載基板であって、屈曲部における光導波路のコア部とフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないことを特徴とする光電気混載基板。
【請求項２】
光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板の接合が全面においてなされる請求項１に記載の光電気混載基板。
【請求項３】
屈曲部以外の少なくとも一部分において、光導波路のコア部とフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重なる請求項１又は２に記載の光電気混載基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光電気混載基板及び該光電気混載基板を屈曲させるためのヒンジを有する電子機器であって、該ヒンジを中心に該光電気混載基板の一部が回転方向に可動する構造を有することを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の光電気混載基板を有し、該光電気混載基板は屈曲部を中心に屈曲した状態を維持したまま光電気混載基板の少なくとも一方の端部が水平方向に移動し、該移動に伴って屈曲部が移動する構造を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する光配線と電気配線を組み合わせた光電気混載基板及び該基板を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、いわゆる光インタコネクションが検討されている。光の伝送路として加工の容易さ、低コスト、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な点からポリマー光導波路が注目を集めている。
特に、携帯電話やノート型パソコンなどに光導波路を用いることが検討されており、省スペース、薄型化に対応するため、光配線と電気配線を組み合わせた光電気混載基板が注目されている（特許文献１、図２参照）。【０００３】
ところで、光電気混載基板の用途の一つである携帯電話などの電子機器においては、開閉可能な二つの機構部間の信号伝送にフレキシブル光電気混載基板を用いることが想定され、該フレキシブル光電気混載基板が二つの機構部の連結部（ヒンジ）を跨ぐことが考えられる。通常、ヒンジにフレキシブル電気配線基板側が接するように、該光電気混載基板は曲げられるが、屈曲によって、光導波路部分に割れやクラックが生じることがあった。特に、近年の電子機器の小型化の要請から、ヒンジにおいて、Ｒが１．５〜２ｍｍ程度の小さい曲げ半径で曲げることが要求されるため、ヒンジでの割れやクラックの発生が顕著になるという問題があった。【０００４】
上記課題に対して、光導波路フィルムとフレキシブル電気配線板とが部分的に接合されており、少なくとも基板面が曲げられる箇所は接合されていないことを特徴とするフレキシブル光電気配線基板が提案されている（特許文献２、特許請求の範囲参照）。【０００５】
【特許文献１】特許第３１９３５００号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４９２５号公報
【発明の開示】
【０００６】
しかしながら、本発明者らは、光導波路フィルムとフレキシブル電気配線板とが部分的に分離した構造であると、実際にヒンジによって屈曲がなされる場合、特に電子機器がスライド構造を有し、光電気混載基板が屈曲部を中心に屈曲した状態で、スライドに伴って屈曲部が移動する構造を有する場合には、光導波路がフレキシブル電気配線板とのその接着面に対して横方向にずれやすく、このような横ずれによって、光導波路はスライドする際に、変形しながら移動することになるため破断しやすいという問題があることを見出した。特に、光電気混載基板が長い場合には、この傾向が顕著である。なお、このような、光導波路の横方向へのずれを防ぐためにサイドガイド機構を設けることもできるが、非常に煩雑であるし、コンパクト化を求められる電子機器においては極めて不利である。
すなわち、特許文献２に開示されるような分離構造を有する光電気混載基板では、結局、光導波路部分に応力がかかり、結果として割れやクラックが発生するという問題を解決するには至っていない。
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、曲げたり、折り曲げたりしても、割れやクラックが発生しない、光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなる光電気混載基板及び該光電気混載基板を用いてなる電子機器を提供することを目的とするものである。
【０００７】
本発明者らは、光電気混載基板において、ヒンジで曲げられた際に応力のかかる部分が、電気配線基板を構成する銅線などの電気配線に大きく影響を受け、光導波路のコア部分に集中する点に着目した。すなわち、電気配線に用いられる金属材料の弾性率が他の材料に比較して極めて高いことにより、応力中心が電気配線部分に偏ることで、光導波路のコア部に応力が集中し、光導波路が破断しやすいと推察した。そして、鋭意検討を重ねた結果、屈曲部における光導波路のコアとフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないように配置することによって、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、コアとクラッドを備えた光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなる光電気混載基板であって、屈曲部における光導波路のコアとフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないことを特徴とする光電気混載基板、及び該光電気混載基板を有してなる電子機器を提供するものである。
【０００８】
本発明の光電気混載基板及び該光電気混載基板を用いた電子機器は、長時間にわたって屈曲を繰り返しても、光電気混載基板に割れやクラックが発生しない、極めて良好な屈曲耐久性を有し、良好な通信機能を維持し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】光電気混載基板を示す概念図である。
【図２】光電気混載基板が屈曲された状態を示す概念図である。
【図３】電子機器がスライド構造を有する場合の光電気混載基板の一例を示す概念図である。
【図４】図２におけるヒンジ部分の拡大図である。
【図５】本発明の光電気混載基板の一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す本発明の光電気混載基板をａ方向から見た投影図である。
【図７】本発明の光電気混載基板の他の一例を示す投影図である。
【図８】本発明の光電気混載基板の他の一例を示す投影図である。
【符号の説明】
【００１０】
１．光電気混載基板
２．光導波路フィルム
３．フレキシブル電気配線基板
４．ヒンジ
６．屈曲部
７．屈曲軸
２１．コア部
３１．電気配線
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の光電気混載基板は、コアとクラッドを備えた光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板が接合されてなり、屈曲部における光導波路のコア部とフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないことを特徴とする。本発明では、屈曲部において、コア部と電気配線が、投影面において重ならなければよく、屈曲部以外の部分、例えば端部においては重なっていても、重なっていなくてもよい。但し、本発明の光電気混載基板を用いる電子機器のコンパクト化の点、端部の電気接点は配線路よりも数倍幅広くすることで結合裕度を取る必要があり、光通信用のコアは電気配線とは層が異なることから、少なくとも一方の端部、好ましくは両端部（屈曲部以外の少なくとも一部分）において、コア部と電気配線が投影面において重なっていた方が好ましい。
以下、図面を参照しつつ、詳細に説明する。【００１２】
本発明の光電気混載基板１は、図１に示すように、コアとクラッドを備えた光導波路フィルム２とフレキシブル電気配線基板３が接合されてなり、光導波路フィルム２とフレキシブル電気配線基板３の接着性を考慮すると、接合は全面にわたってなされていることが好ましい。ここで、接合とは、接着又は密着を示し、光電気混載基板を屈曲させた場合に剥がれない程度の接着性、密着性を有することをいう。
本発明の光電気混載基板は、図２に示すように、ヒンジ４を中心に光電気混載基板の一部が回転方向に可動する構造を有する電子機器、又は図３に示すように、スライド構造を有する電子機器に適用されるものである。【００１３】
ここで、本発明における屈曲部とは、一般的意味で屈曲する部分又は屈曲される部分、すなわち、屈曲開始点から屈曲終了点までをいう。例えば、ヒンジを用いて光電気混載基板を屈曲させる場合には、本発明における屈曲部とは、光電気混載基板が屈曲された状態において、ヒンジと接する部分及びその外縁部をいう。より具体的にはヒンジ部の拡大図である図４に示すように、ヒンジに接して屈曲が始まる屈曲開始点Ｘ1、屈曲が終了する屈曲終了点Ｘ2、Ｘ1及びＸ2に対する光導波路フィルム側部位Ｙ1及びＹ2で囲まれた部分に、さらに該部分から外側に拡張された、ａ、ｂ、ｃ及びｄで囲まれた部分６をいう。ここで、拡張された部分のａ−Ｘ1間の距離は、本発明の効果を創出し得る範囲で特に限定されないが、Ｘ1−Ｘ2間距離の１〜１０％程度である。
また、図３に示すようなスライド構造を有する電子機器において、ヒンジを用いない場合であっても、上記ヒンジを有する場合と同様に、屈曲中心に対して光電気混載基板を屈曲させる場合には、屈曲部とは光電気混載基板が屈曲された状態において、ヒンジ４に相当する軸７（以下「屈曲軸」と称する）を仮想した場合に、該屈曲軸と接する部分及びその外縁部をいい、その定義は上述の屈曲部の説明において、ヒンジ４を屈曲軸７に置き換えたものである。該屈曲軸は実際に存在し、該屈曲軸７が回転しながら、又は無回転で水平方向に移動することによって、スライド構造を達成するものであってもよいし、屈曲軸７が存在せずに、蓋体などで光電気混載基板１を上下から挟持し、該蓋体の移動によって、光電気混載基板１の端部Ｘ0を水平方向に移動させることで、スライド構造を達成してもよい。なお、光電気混載基板の逆側の端部は、通常固定されているが、端部Ｘ0と反対方向に動く構造であってもよい。【００１４】
本発明は、特に図３に示すようなスライド構造を有する電子機器に好適に適用されるものである。すなわち、光電気混載基板１は屈曲部を中心に屈曲した状態で、例えば、上下に位置するフレキシブル光電気混載基板の直線部が、互いにほぼ平行に配置される構造をとる。そして、該屈曲状態を維持したまま光電気混載基板１の少なくとも一方の端部Ｘ0が水平方向（図３においては右方向）に移動し、該移動に伴って屈曲部が移動する構造を有する。すなわち、端部Ｘ0の動きに伴って屈曲開始点が移動することになる。このような場合においても、屈曲部において、光導波路のコア部とフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないようにすることによって、本発明の効果を奏するものである。【００１５】
本発明の光電気混載基板１は、上述のように、屈曲部において、光導波路のコアとフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないことを特徴とする。
図５及び図６は、本発明の光電気混載基板の態様の一つを示すものである。図５は斜視図、図６は図５におけるａ方向から見た投影図である。図５及び図６に示す態様では、光電気混載基板１の両外側に電気配線３１を配し、中央部にコア部２１を配して、投影面において互いに重ならないように配置されている。【００１６】
次に、図７は本発明の光電気混載基板の他の態様を示す投影図である。電気配線３１は両外側方向に曲線を描き、コア部２１は両端間で直線状である。屈曲部では、電気配線３１とコア部２１が重ならず、端部では重なる態様である。
また、図８は、本発明の光電気混載基板のさらに他の態様を示す投影図であり、電気配線３１は両外側方向に曲線を描き、コア部２１は内側方向に曲線を描くものである。屈曲部では、電気配線３１とコア部２１が重ならず、端部では両者が一部重なる態様である。【００１７】
以下、本発明で用いられる光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板について説明する。
［光導波路フィルム］
本発明の光導波路フィルムは、コアとクラッドを備えたものであり、従来、光導波路フィルムとして用いられるものを利用することができる。例えば、（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からなる光導波路形成用樹脂フィルムを用いることができる。【００１８】
（Ａ）ベースポリマーはフィルム等の硬化物を形成する場合に、その強度を確保するためのものであり、その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などが挙げられる。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。【００１９】
（Ｂ）光重合性化合物は、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制限はないが、光に対する反応性の観点から、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物であることが好ましい。具体的には、（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、これらのうち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。【００２０】
（Ｃ）成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、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、１，２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等の芳香族ケトン；２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル１，４−ナフトキノン、２，３−ジメ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、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチル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、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−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；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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジ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、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタ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、クマリン系化合物などが挙げられる。【００２１】
（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、１０〜８０質量％とすることが好ましい。この配合量が、１０質量％以上であるとフィルムを形成する場合に、膜厚５０μｍ以上の厚膜フィルムでも容易に製造することが可能であり、一方、８０質量％以下であると、光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、（Ａ）ベースポリマーの配合量は、２０〜７０質量％とすることがさらに好ましい。【００２２】
（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、２０〜９０質量％とすることが好ましい。この配合量が、２０質量％以上であると、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、一方、９０質量％以下であると、厚膜のフィルムを容易に形成することできる。以上の観点から、（Ｂ）光重合性化合物の配合量は３０〜８０質量％とすることがさらに好ましい。【００２３】
（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質量部以下であれば、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。さらに、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）重合開始剤の配合量は、０．２〜５質量部とすることがさらに好ましい。【００２４】
本発明における光導波路フィルムは、（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して、基材に塗布し、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３０〜６０質量％程度であることが好ましい。【００２５】
本発明における光導波路フィルムの厚さについては特に限定されないが、乾燥後の厚さで、通常は１０〜２５０μｍである。１０μｍ以上であると、受発光素子又は光ファイバーとの結合トレランスが拡大できるという利点があり、２５０μｍ以下であると、受発光素子又は光ファイバーとの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、さらに４０〜９０μｍの範囲であることが好ましい。【００２６】
本発明における光導波路形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる基材は、光導波路形成用フィルムを支持する支持体であって、その材料については特に限定されないが、後に光導波路形成用フィルムを剥離することが容易であり、かつ、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、ポリエチレンなどが好適に挙げられる。該基材の厚さは、５〜５０μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体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、該基材の厚さは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、２０〜３０μｍであることが特に好ましい。
このようにして得られた基材上に設けられた光導波路形成用フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に貯蔵することができる。また、必要に応じて、光導波路形成用フィルムの上に保護フィルムを設けることもできる。なお、上記基材及び保護フィルムは、後に光導波路形成用フィルムの剥離を容易とするため、帯電防止処理等が施されていてもよい。【００２７】
上記のようにして得られた光導波路形成用樹脂フィルムを用いて光導波路を形成するための製造手法について以下説明する。その方法としては、例えば、基材から剥離された下部クラッドフィルムを、保護フィルムが存在する場合には、保護フィルムを除去後、基板上に加熱しながら圧着することにより積層する方法などが挙げられる。ここで、密着性及び追従性の見地から減圧下で積層することが好ましい。該樹脂フィルムの加熱温度は５０〜１３０℃とすることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａ程度（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2程度）とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。【００２８】
下部クラッド層の厚さは、特に制限はないが、２〜５０μｍであることが好ましい。２μｍ以上であると、伝搬光をコア内部に閉じ込めるのが容易となり、５０μｍ以下であると、光導波路１全体の厚さが大きすぎることがない。本発明では、特に小さい曲げ半径での屈曲耐久性を満足するとの観点から、下部クラッド層の厚さは２〜２０μｍの範囲であることがより好ましく、５〜１５μｍの範囲であることが特に好ましい。
なお、下部クラッド層の厚さとは、コア部と下部クラッド層との境界から下部クラッド層の下面までの値である。【００２９】
次いで、下部クラッドフィルムを光又は加熱により硬化し、下部クラッドフィルムより屈折率の高いコアフィルムを同様な方法で積層する。このようにして積層した樹脂フィルムは、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線が画像状に照射される。活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。【００３０】
コア部３１の高さについては、特に制限はないが、１０〜１５０μｍであることが好ましい。コア部の高さが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小さくなることがなく、１５０μｍ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、結合効率が小さくなることがない。本発明では、特に小さい曲げ半径での屈曲耐久性を満足するとの観点から、コア部の高さは３０〜１２０μｍの範囲であることがより好ましく、５０〜９０μｍの範囲であることが特に好ましい。【００３１】
次いで、露光後、ウエット現像、ドライ現像等で未露光部を除去して現像し、コアパターンを製造する。ここで、コアパターンは、後にフレキシブル電気配線基板と接合するに際し、屈曲部において電気配線と重ならないようにすることが肝要である。
現像に関して、ウエット現像の場合は、有機溶剤、アルカリ性水溶液、水系現像液等の前記樹脂フィルムの組成に対応した現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
現像液としては、有機溶剤、アルカリ性水溶液等の安全かつ安定であり、操作性が良好なものが好ましく用いられる。前記有機溶剤系現像液としては、例えば、１，１，１−トリクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、引火防止のため、１〜２０質量％の範囲で水を添加してもよい。【００３２】
上記アルカリ性水溶液の塩基としては、例えば、リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等の水酸化アルカリ、リチウム、ナトリウム、カリウム若しくはアンモニウムの炭酸塩又は重炭酸塩等の炭酸アルカリ、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩などが用いられる。また、現像に用いるアルカリ性水溶液としては、例えば、０．１〜５質量％炭酸ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％炭酸カリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％水酸化ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％四ホウ酸ナトリウムの希薄溶液等が好ましく挙げられる。また、現像に用いるアルカリ性水溶液のｐＨは９〜１４の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光性樹脂組成物の層の現像性に合わせて調節される。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。【００３３】
上記水系現像液としては、水又はアルカリ水溶液と一種以上の有機溶剤とからなる。ここでアルカリ物質としては、前記物質以外に、例えば、ホウ砂、メタケイ酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２ーアミノ−２−ヒドロキシメチル−１、３−プロパンジオール、１、３−ジアミノプロパノール−２、モルホリン等が挙げられる。現像液のｐＨは、レジストの現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、ｐＨ８〜１２とすることが好ましく、ｐＨ９〜１０とすることがより好ましい。上記有機溶剤としては、例えば、三アセトンアルコール、アセトン、酢酸エチル、炭素数１〜４のアルコキシ基をもつアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。有機溶剤の濃度は、通常、２〜９０質量％とすることが好ましく、その温度は、現像性にあわせて調整することができる。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入することもできる。【００３４】
また、必要に応じて２種類以上の現像方法を併用してもよい。現像の方式としては、例えば、ディップ方式、バトル方式、高圧スプレー方式等のスプレー方式、ブラッシング、スラッピング等が挙げられる。
現像後の処理として、必要に応じて６０〜２５０℃程度の加熱又は０．１〜１０００ｍＪ／ｃｍ2程度の露光を行うことによりコアパターンをさらに硬化して用いてもよい。【００３５】
次いで、コアフィルムより屈折率の低い上部クラッドフィルムを同様の方法で積層し、光導波路を作製する。上部クラッド層の厚さは、コア部を埋め込むことができる範囲であれば、特に制限はないが、乾燥後の厚さで、２〜５０μｍであることが好ましく、小さい曲げ半径での屈曲耐久性を満足するとの観点から、その厚さは２〜２０μｍの範囲であることがより好ましく、５〜１５μｍの範囲であることが特に好ましい。上部クラッド層の厚さは、最初に形成される下部クラッド層の厚さと同一であっても異なってもよい。なお、ここで示す上部クラッド層の厚さとは、コア部と上部クラッド層との境界から上部クラッド層の上面までの値である。【００３６】
［フレキシブル電気配線基板］
フレキシブル電気配線基板としては、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板を好適に用いることができる。ＦＰＣ基板の基板材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマーなどが用いられるが、一般的には耐熱性や入手のしやすさの観点からポリイミドが用いられる。市販品としては、例えばカプトン（東レ・デュポン株式会社製）を用いたＦＰＣ基板が挙げられる。
ここで、フレキシブル電気配線基板を構成する基板の厚さについては特に制限はなく、光電気混載基板自体に求められる厚さから、該基板の厚さは適宜決定されるものであり、具体的には、５〜５０μｍの範囲が好ましい。
また、フレキシブル電気配線基板における電気配線は、光導波路と接合するに際し、屈曲部においてコア部と重ならないように配線することが肝要である。【００３７】
［光電気混載基板］
上記光導波路フィルム及びフレキシブル電気配線基板を接合して、本発明の光電気混載基板は製造される。
光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板の接合に際しては、必要に応じて、接着剤を使用することができる。接着剤の種類としては、光導波路フィルム及びフレキシブル電気配線基板の材質に応じて、適宜決定することができる。
光電気混載基板に可撓性を持たせるためには、接着剤が硬化後に柔軟性を有することが好ましく、具体的には、硬化後において、弾性率が７００ＭＰａ以下であることが好ましく、６００ＭＰａ以下であることがさらに好ましく、５００ＭＰａ以下であることが特に好ましい。また、接着剤としての強度の点から、１ＭＰａ以上であることが好ましく、５ＭＰａ以上であることがより好ましい。
接着剤の種類としては、アクリルゴム系接着剤や市販品としては、日立化成工業株式会社製高耐熱接着絶縁材ＫＳ７００３（弾性率７００ＭＰａ）、日立化成ポリマー株式会社製フレキシブル印刷配線板用接着剤ハイボン８０８（弾性率５０ＭＰａ）などが好適に例示される。【００３８】
光導波路フィルムとフレキシブル電気配線基板の接合方法については特に制限はないが、密着性、気泡巻き込み防止の観点から、ロールラミネータ、または平板型ラミネータを用いる方法が好ましい。ロールラミネータでのラミネート温度は、室温（２５℃）〜１００℃の範囲とすることが好ましい。室温（２５℃）以上であると、光導波路との密着性が向上し、１００℃以下であると、接着剤層が流動することなく、必要とする膜厚が得られる。以上の観点から、４０〜１００℃の範囲がより好ましい。圧力は０．２〜１．０ＭＰａ（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2）が好ましく、ラミネート速度は０．１〜３ｍ／ｍｉｎが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
また、平板型ラミネータとは、積層材料を一対の平板の間に挟み、平板を加圧することにより圧着させるラミネータのことを指し、例えば、真空加圧式ラミネータを好適に用いることができる。ここでの加熱温度は、５０〜１００℃とすることが好ましく、圧着圧力は、０．１〜１．０ＭＰａ（１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2）とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。
（評価方法）
１．引張弾性率及び引張強度
測定対象のフィルムから、幅１０ｍｍ、長さ７０ｍｍのサンプルを得、引張試験機（株式会社オリエンテック製「ＲＴＭ−１００」）を用い、ＪＩＳ−Ｋ７１２７に準拠して、以下の条件で測定した。
条件：つかみ具間距離５０ｍｍ、温度２５℃、引張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎ
引張弾性率は、引張り応力―ひずみ曲線の初めの直線部分を用いて以下に示す式により算出した。また、引張り応力―ひずみ曲線において、破断するまでの最大強度を引張強度とした。
引張り弾性率（ＭＰａ）＝直線上の２点間の応力の差（Ｎ）÷光導波路フィルムの元の平均断面積（ｍｍ2）÷同じ２点間のひずみの差
２．屈曲耐久試験
各実施例及び比較例で製造された光電気混載基板について、図３に示すような光電気混載基板をスライドさせる形式の屈曲耐久試験機を用いて、屈曲耐久試験を行った。試験は各実施例及び比較例で得られた光電気混載基板を、屈曲軸７に対して光導波路フィルムを内側に配置した場合について行った。また、曲げ半径についても、１．５ｍｍの条件及び１．０ｍｍの条件の２種類について行い、スライド速度８０ｍｍ／秒、Ｘ1〜Ｘ2間の距離２０ｍｍの条件で試験を行った。評価については、実施例１、比較例１及び参考例１については１万回毎に、比較例２については１０００回毎に、破断の有無を観察して破断しない最大回数を求めた。【００４０】
実施例１
（１−１）光導波路フィルムの作製
〔クラッド層形成用樹脂フィルムの作製〕
（Ａ）バインダポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）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、旭電化工業株式会社製）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、旭電化工業株式会社製）２質量部、増感剤として、ＳＰ−１００（商品名、旭電化工業株式会社製）０．４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時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスＡ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式会社製）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過し、さら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Ａを、ポリアミドフィルム（商品名：ミクトロン、東レ株式会社製、厚さ：１２μｍ）のコロナ処理面上に塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、株式会社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式会社、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、下部クラッド層２０μｍ、上部クラッド層７０μｍとなるように調節した。【００４１】
〔コア層形成用樹脂フィルムの作製〕
（Ａ）バインダポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成株式会社製）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、新中村化学工業株式会社製）３６質量部、およびビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業株式会社製）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・スペシャリティ・ケミカルズ社製）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製造例と同様の方法および条件でコア層形成用樹脂ワニスＢを調合した。その後、上記製造例と同様の方法および条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスＢを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績株式会社製、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：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム株式会社、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。【００４２】
［光導波路フィルムの作製］
上記で得られた下部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、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて樹脂側（基材フィルムの反対側）から紫外線（波長３６５ｎｍ）を１Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で１０分間加熱処理することにより、下部クラッド層を形成した。【００４３】
次に、該下部クラッド層上に、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、コア層を形成した。【００４４】
次に、コア部が図７に示すような形状となるように幅５０μｍのネガ型フォトマスクを用い、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．６Ｊ／ｃｍ2照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱をいった。
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＝８／２、質量比）を用いて、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分間加熱乾燥した。【００４５】
次いで、上記と同様なラミネート条件にて、上部クラッド層として上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。さらに、紫外線（波長３６５ｎｍ）を両面に合計で２５Ｊ／ｃｍ2照射後、１６０℃で１時間加熱処理することによって、上部クラッド層を形成し基材フィルムが外側に配置されたフレキシブル光導波路を作製した。さらにポリアミドフィルム剥離のため、該フレキシブル光導波路を８５℃／８５％の高温高湿条件で２４時間処理し、基材フィルムを除去したフレキシブル光導波路を作製した。【００４６】
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（Ｍｏｄｅｌ２０１０）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。また、作製した光導波路の伝搬損失を、光源に８５０ｎｍの面発光レーザー（（ＥＸＦＯ社製、ＦＬＳ−３００−０１−ＶＣＬ）を、受光センサに株式会社アドバンテスト製、Ｑ８２２１４を用い、カットバック法（測定導波路長１０、５、３、２ｃｍ、入射ファイバー；ＧＩ−５０／１２５マルチモードファイバー（ＮＡ＝０．２０）、出射ファイバー；ＳＩ−１１４／１２５（ＮＡ＝０．２２））により測定したところ、０．０５ｄＢ／ｃｍであった。
また、得られた光導波路フィルムの引張弾性率及び引張強度を上記方法により測定した結果、引張弾性率が２，０００ＭＰａ、引張強度が７０ＭＰａであった。【００４７】
（１−２）シート状接着剤の作製
ＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製、商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量１００万、Ｔｇ−７℃）１００質量部、ＹＤＣＮ−７０３（東都化成株式会社製、商品名、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）５．４質量部、ＹＤＣＮ−８１７０Ｃ（東都化成株式会社製、商品名、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１５７）１６．２質量部、プライオーフェンＬＦ２８８２（大日本インキ化学工業株式会社製、商品名、ビスフェノールＡノボラック樹脂）１５．３質量部、ＮＵＣＡ−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）０．１質量部、ＮＵＣＡ−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）０．３質量部、Ａ−ＤＰＨ（新中村化学工業株式会社製、商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）３０質量部、イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１−オン：Ｉ−３６９）１．５質量部、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。この接着剤ワニスを、厚さ７５μｍの表面離型処理ポリエチレンテレフタレート（帝人株式会社製、テイジンテトロンフィルム：Ａ−３１）上に塗布し、８０℃で３０分間加熱乾燥し粘接着シートを得た。この粘接着シートに、厚さ８０μｍの光透過性の支持基材（サーモ株式会社製、低密度ポリエチレンテレフタレート／酢酸ビニル／低密度ポリエチレンテレフタレート三層フィルム：ＦＨＦ−１００）をあわせてラミネートすることにより保護フィルム（表面離型処理ポリエチレンテレフタレート）、粘接着剤層、及び光透過性の支持基材からなるシート状接着剤を作製した。粘接着剤層の厚さは１０μｍとした。【００４８】
このように作製したシート状接着剤の粘接着剤層を１６０℃で１時間硬化し、光線透過率を株式会社日立ハイテクノロジーズ製、Ｕ−３３１０紫外可視分光光度計にて測定したところ、波長８５０ｎｍにおいて９８％以上の高い透過率を有しており、０．１ｄＢ以下相当の透過損失であった。
なお、屈折率をＭｅｔｒｉｃｏｎ社製プリズムカプラー（Ｍｏｄｅｌ２０１０）で測定したところ、波長８３０ｎｍにて１．５０５であった。
また、得られたシート状接着剤の引張弾性率を上記方法により測定した結果、引張弾性率は３５０ＭＰａであった。【００４９】
（１−３）光電気混載基板の作製
フレキシブル光導波路に、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、保護フィルムを剥がしたシート状接着剤をラミネートした。続いてダイシングソー（株式会社ディスコ製、ＤＡＤ−３４１）を用いて、導波路を短冊状（長さ１２０ｍｍ、幅２ｍｍ）に加工し、支持基材側から紫外線（３６５ｎｍ）を２５０ｍＪ／ｃｍ2照射し、粘接着剤層と支持基材界面の密着力を低下させ支持基材を剥がして接着剤付き光導波路を得た。
次に、電気配線を有するフレキシブル電気配線基板（長さ１２０ｍｍ、幅２ｍｍ、基材：カプトン１００ＥＮ（上記方法により測定した引張強度は３７０ＭＰａであった。）、基板厚さ：２５μｍ、銅回路厚さ：１２μｍ）の所定の箇所に接着剤層付き光導波路を、紫外線露光機（株式会社大日本スクリーン製，ＭＡＰ−１２００−Ｌ）付随のマスクアライナー機構を利用して位置決めし、同ロールラミネータを用い圧力０．４ＭＰａ、温度８０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で仮圧着した後、クリンオーブン中で１６０℃、１時間加熱しフレキシブル光導波路と電気配線基板を接着して、図７に投影図を示すような光電気混載基板を得た。
ここでフレキシブル電気配線板の基材であるカプトンＥＮの光線透過率を株式会社日立ハイテクノロジーズ製、Ｕ−３３１０分光光度計にて測定したところ、波長８５０ｎｍにおいて８６％であった。これは０．７ｄＢ相当の透過損失であり、前述の粘接着剤層と合算しても電気配線板を透過する際の光損失は１ｄＢ未満と低損失であるため、本実施例では、光透過用スルーホールを設けない構造とした。上記方法にて評価した結果を第１表に示す。【００５０】
比較例１
実施例１において、コア部２１及び電気配線３１のいずれもが直線状であり、屈曲部におけるコア部２１と電気配線３１が、投影面において重なっていること以外は、実施例１と同様にして光電気混載基板を得た。【００５１】
比較例２
比較例１において、フレキシブル光導波路の端部にのみ、実施例１と同様の条件でシート状接着剤をラミネートし、中央部分を接合しなかったこと以外は、比較例１と同様にして光電気混載基板を作製した。実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。【００５２】
参考例１
実施例１で作製した光導波路単体を用いて、実施例１の光電気混載基板と同様に屈曲耐久試験を行った。結果を第１表に示す。【００５３】
【表１】
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【００５４】
第１表に示すように、屈曲部における光導波路のコア部とフレキシブル電気配線基板の電気配線が、投影面において重ならないようにすることで、光電気混載基板の屈曲耐久性が飛躍的に向上することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の光電気混載基板は、長時間にわたって屈曲を繰り返しても、光導波路フィルム部分に割れやクラックが発生しない、極めて良好な屈曲耐久性を有する。したがって、本発明の光電気混載基板は携帯電話などの電子機器に好適に用いることができ、ヒンジ部分において、Ｒが１．５〜２ｍｍ程度の小さい曲げ半径で曲げることが要求される場合であっても、長期間にわたって良好な通信機能を維持することができ、電子機器自体の高い信頼性、及び耐久性を達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2010058476.tif 000013
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