(57)【要約】【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１６上にコア１４を埋設したクラッドを形成する光導波路形成工程と、  前記光導波路の基板１６の反対側に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材１１が積層された、未硬化の樹脂組成物１２を積層する金属層積層工程と、前記未硬化の樹脂組成物１２を硬化して金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属基材１１上に電気回路１１ａを形成する電気回路形成工程と、を有することを特徴とする光電気複合配線板１８の製造方法を用いる。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、前記未硬化の樹脂組成物の屈折率は、コアの屈折率と同一、もしくは低いことが好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にコアを埋設したクラッドを形成する光導波路形成工程と、
前記光導波路の基板の反対側に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された、未硬化の樹脂組成物を積層する金属層積層工程と、
前記未硬化の樹脂組成物を硬化して金属層を形成する金属層形成工程と、
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、を有することを特徴とする光電気複合配線板の製造方法。
【請求項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。
【請求項３】
前記未硬化の樹脂組成物の屈折率が、コアの屈折率と同一、もしくは低い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。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の光電気複合配線板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３４４６８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３００９３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３９２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光電気複合配線板の製造方法は、基板上にコアを埋設したクラッドを形成する光導波路形成工程と、前記光導波路の基板の反対側に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された、未硬化の樹脂組成物を積層する金属層積層工程と、前記未硬化の樹脂組成物を硬化して金属層を形成する金属層形成工程と、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、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成によれば、表面が粗面化された金属基材に対して未硬化樹脂を積層させるため、金属表面の凹凸部に十分に樹脂が充填することとなり、硬化させた後の樹脂と金属とをより密着させることができる。また、コアとコアを包むクラッド層とを有する光導波路の上に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された、未硬化の樹脂組成物を含む金属層を積層させ、さらに上記未硬化樹脂組成物を硬化させていることから、光導波路形成と金属膜とを同時に形成させることが可能である。また、光導波路形成工程の数を増やすことなく金属膜を形成させることができる。更に、未硬化樹脂を積層させる際にラミネート工法を用いていることから、ビルドアップが可能であるため、生産性にも優れることになる。
【００１３】
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。
【００１４】
また、前記未硬化の樹脂組成物の屈折率が、コアの屈折率と同一、もしくは低いことが好適である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
本発明に係る光電気複合配線板の製造方法は、基板上にコアを埋設したクラッドを形成する光導波路形成工程と、前記光導波路の基板の反対側に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された、未硬化の樹脂組成物を積層する金属層積層工程と、前記未硬化の樹脂組成物を硬化して金属層を形成する金属層形成工程と、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、を有することを特徴とする。
【００２１】
図１は、本実施形態における金属張積層板及び光電気複合配線板の製造方法を説明するための模式断面図である。図１中、符号１０はミラー面、符号１１は金属基材、符号１１ａは電気回路、符号１２は未硬化樹脂組成物、符号１３は硬化樹脂組成物、符号１４はコア、符号１５はクラッド層、符号１５ａはクラッド上部層、符号１５ｂはクラッド下部層、符号１６は基板、符号１７は光導波路、符号１８は光電気複合配線板である。
【００２２】
＜光導波路形成工程＞
図１（ｅ）に示されるような光導波路１７を作成する。光導波路１７は、一端のミラー面１０に入力された導波光を屈折率の異なるコア１４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他端のミラー面１０から出力するものであり、この光導波路１７によって光回路が提供される。
【００２３】
まず、クラッド層１５を備えた基板１６の、前記クラッド層１５の内部にコア部１４を形成する。
【００２４】
具体的には、まず、図１（ａ）に示されるように、仮基板１６’の表面にクラッド上部層１５ａを形成する。
【００２５】
前記基板１６’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。
【００２６】
前記クラッド上部層１５ａの形成方法としては、前記仮基板１６’の表面に、前記クラッド上部層１５ａ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、前記クラッド上部層１５ａ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、前記クラッド上部層１５ａ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、前記クラッド上部層１５ａを形成させる際には、密着性を高めるために、予め、前記仮基板１６’の表面にプラズマ処理等を施しておくことが好ましい。
【００２７】
前記クラッド上部層１５ａを形成する具体的な方法としては、例えば、前記クラッド上部層１５ａを形成するために樹脂フィルムを貼り合せた後、硬化させる方法や、前記クラッド上部層１５ａ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した後、硬化させる方法等が用いられる。
【００２８】
前記クラッド上部層１５ａ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１６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１６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。
【００２９】
また、前記クラッド上部層１５ａ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、前記仮基板１６’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。
【００３０】
前記クラッド上部層１５ａ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部１４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。
【００３１】
次に、形成された前記クラッド上部層１５ａの外表面に、感光性材料からなるコアを形成する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
前記コア材料層の形成方法としては、前記クラッド上部層１５ａの外表面に、前記コア材料層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、前記コア材料層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、前記コア材料層１４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、前記コア材料層を形成させる際にも、前記クラッド上部層１５ａ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。
【００３５】
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。
【００３６】
前記コア材料層を形成するための感光性高分子材料としては、前記第１クラッド上部層１５ａ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。
【００３７】
前記コア材料層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、前記コア材料層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、前記コア材料層と前記クラッド上部層１５ａとの接着性の観点から、前記コア材料層を形成するための感光性高分子材料は、前記クラッド上部層１５ａ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。
【００３８】
前記コア材料層の厚みは、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。
【００３９】
前記コア材料層を形成する具体的な方法としては、例えば、前記コア材料層を形成するために樹脂フィルムを貼り合せる方法や、前記コア材料層を形成するための、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。
【００４０】
前記コア材料層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クラッド上部層１５ａ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、前記クラッド上部層１５ａ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。
【００４１】
また、前記コア材料層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、前記クラッド上部層１５ａ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。
【００４２】
前記コア材料層を露光して硬化等させる前に、前記コア材料層に熱処理を施してもよい。そうすることにより、前記コア材料層の表面の凹凸、気泡、ボイド等を消失させて平滑になる。熱処理温度は、前記コア材料層の表面の凹凸、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、前記コア材料層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。
【００４３】
次に、前記コア材料層に対して、フォトマスクを介して露光光を照射して、前記コア材料層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材料層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、前記コア材料層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。
【００４４】
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／ｃｍ２となるように露光する条件等が選ばれる。
【００４５】
次に、現像処理を行う。現像処理としては、前記コア材料層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。
【００４６】
以上により、第１クラッド上部層１５ａの上にコア１４が形成される。次に、図１（ｂ）に示されるように、コア１４の両端に導波光を９０°偏向させるためのミラー面１０，１０を形成する。
【００４７】
次に、コア１４に、光を反射させるための傾斜面を形成する。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１４のクラッド上部層１５ａと接触している側とは反対側から入射される光をコア１４内に誘導又はコア１４から出射される光をクラッド上部層１５ａ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。
【００４８】
コア１４を刃で切り込む際、必要に応じて、基板１１や刃等を加熱することにより、コア１４を軟化させながら切り込んでもよい。また、刃の刃先が、クラッド上部層１５ａ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。
【００４９】
なお、傾斜面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、傾斜面上に金属層を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、傾斜面に、レジストを塗布する。その後、傾斜面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、傾斜面上に金属層からなるミラー面１０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１０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。
【００５０】
次に、図１（ｃ）に示すように、上記のように形成されたコア部１４を埋設するように、クラッド下部層１５ｂをさらに形成する。
【００５１】
前記クラッド下部層１５ｂの形成方法としては、前記クラッド上部層１５ａ及びコア１４の表面に、前記クラッド下部層１５ｂ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、前記クラッド下部層１５ｂ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、前記クラッド下部層１５ｂ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、前記クラッド下部層１５ｂを形成させる際には、密着性を高めるために、予め、前記コア１４の表面にプラズマ処理等を施しておくことが好ましい。
【００５２】
前記クラッド下部層１５ｂを形成する具体的な方法としては、例えば上述の第１クラッド上部層１５ａと同様の方法を取り得る。
【００５３】
次に、図１（ｄ）に示すように、基板１６の表面に、上記コア１４を埋設するように形成したクラッド層１５を、仮基板１６’が積層されていない側（前記クラッド下部層側）に対して形成する。
【００５４】
前記基板１６としては、上述の基板１６’と同様、各種有機基板や無機基板が特に限定なく用いられる。
【００５５】
前記クラッド層１５の形成方法としては、前記基板１６の表面に、前記クラッド層１５を貼り合せた後、硬化させる方法等が挙げられる。なお、前記クラッド層１５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１６の表面にプラズマ処理等を施しておくことが好ましい。
【００５６】
前記クラッド層１５の厚み、すなわちクラッド上部層１５ａと１５ｂとの厚みは、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。
【００５７】
上記のような工程を経て、図１（ｅ）に示すような光導波路１７が形成される。形成された光導波路１７は、前記コア部１４とクラッド層１５によって形成されたものであり、前記コア部１４はクラッド層１５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１７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１７の前記コア部１４のサイズは、例えば、２０〜１００μｍの矩形形状、クラッド層１５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。
【００５８】
＜金属層積層工程＞
次に、図１（ｆ）に示すように、上述の光導波路の上に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された、未硬化の樹脂組成物を含む金属層を積層する。
【００５９】
前記金属層の形成方法としては、前記金属基材１１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、前記金属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１１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。
【００６０】
前記金属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１１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。
【００６１】
また、前記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１１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。
【００６２】
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１６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。
【００６３】
前記樹脂組成物としては、後に形成されるコア１４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。
【００６４】
前記金属層を形成するための硬化性樹脂材料としては、コア１４の材料よりも導波光の伝送波長における屈折率が同一、もしくは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、クラッド層１５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。
【００６５】
［金属基材］
前記金属基材１１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。
【００６６】
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。
【００６７】
そして、前記金属基材１１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１１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１１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クラッド層の密着性が向上する。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
前記金属基材１１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。
【００７１】
次に、図１（ｇ）に示すように、コア１４を埋設するように、上述の金属層をさらに積層する。
【００７２】
前記金属層の積層方法としては、前記コア１４を埋設するように、前記金属機材に積層された未硬化の樹脂組成物１２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。
【００７３】
＜金属層形成工程＞
図１（ｈ）に示すように、金属層を硬化させることによって、未硬化の樹脂組成物１２は、コア１４を埋設するように形成された硬化樹脂組成物１３となる。
【００７４】
前記未硬化の樹脂組成物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。
【００７５】
前記硬化樹脂組成物１３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。
【００７６】
＜電気回路形成工程＞
電気回路形成工程は、図１（ｉ）に示すように、形成した金属層１１に電気回路１１ａを形成させる工程である。電気回路１１ａ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１１ａとの境界面が粗面となり、電気回路１１ａ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１１ａ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１１ａとを備えた光電気複合配線板１７が得られる。
【００７７】
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。
【００７８】
形成された光電気複合配線板１７は、前記コア部１４、これを埋設するクラッド層１５、及び少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材が積層された未硬化の樹脂組成物
によって形成されたものであり、前記コア部１４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１７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の前記コア部１４のサイズは、例えば、２０〜１００μｍの矩形形状、コア部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、コア部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１３上の金属基材１１を用いて電気回路１１ａを形成させることによって、光電気複合配線板１７を形成することができる。
【００７９】
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】
【００８０】
（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。
【００８１】
＜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金属層積層第２クラッド層用硬化性フィルムを作製した。
【００８２】
［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。
【００８３】
［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。
【００８４】
［第２クラッド材料層積層金属基材］
固体状エポキシ樹脂として（Ａ）固体状エポキシ付加物（ダイセル化学工業社製の「ＥＨＰＥ３１５０」)６２質量部と（Ｂ）フェノキシ樹脂（東都化成社製の「ＹＰ５０」)１８質量部、液状エポキシ樹脂として（Ｃ）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質量部と（Ｄ）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、（Ｅ）光カチオン硬化剤としてアデカ社製の「ＳＰ−１７０」１．０質量部、（Ｆ）熱カチオン硬化剤として三新化学工業社製の「ＳＩ−１５０Ｌ」０．５質量部、及び、（Ｇ）表面調整剤としてＤＩＣ社製の「Ｆ４７０」０．１質量部を、（Ｈ）トルエン３０質量部と（Ｉ）メチルエチルケトン（ＭＥＫ）７０質量部との混合溶媒に、還流下、６０℃で、溶解させることにより、樹脂層用エポキシ樹脂組成物のワニスを調製した。
【００８５】
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１０μｍの第２クラッド材料層積層金属基材を作製した。
【００８６】
［光導波路の作製］
厚みが１０μｍのクラッド用硬化性フィルムから保護フィルムを剥がし、これを、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、５０℃、０．２ＭＰａの条件で、紫外線透過性のポリカーボネート樹脂からなる１４０ｍｍ×１２０ｍｍの仮基板１の上に積層した。超高圧水銀灯を用いて、２Ｊ／ｃｍ２の条件で紫外光を照射して露光し、さらにクラッド用硬化性フィルムからＰＥＴフィルムを剥がした後に、１５０℃で３０分間熱処理を行ない、さらに酸素プラズマ処理を施すことにより、クラッド用硬化性フィルムが硬化した第１クラッド上部層１５ａを形成した。
【００８７】
次に、厚みが４０μｍのコア用硬化性フィルムから保護フィルムを剥がし、これを、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、６０℃、０．２ＭＰａの条件で、第１クラッド層１５の上に積層した。コアパターンのスリット（スリット幅４０μｍ、スリット長さ１２０ｍｍの複数の直線パターン）が形成されたネガマスクをコア用硬化性フィルムの上に置き、超高圧水銀灯を用いて、４Ｊ／ｃｍ２の条件で紫外光を照射して露光し、さらにネガマスクを取り除き、コア用硬化性フィルムからＰＥＴフィルムを剥がした後に、１４０℃で１０分間熱処理を行ない、さらに現像液として５５℃に調整した水系フラックス洗浄剤（荒川化学工業社製の「パインアルファＳＴ−１００ＳＸ」）を用いて現像処理することにより、コア用硬化性フィルムの未露光・未硬化部分を溶解除去し、さらに水で仕上げ洗浄してエアブローした後、１００℃で１０分間乾燥させることにより、コア用硬化性フィルムの露光部分がコアパターンに従って硬化したコア１４を第１クラッド上部層１５ａの上に形成した（図１（ａ）参照）。
【００８８】
ここで、第１クラッド２の表面状態を目視で観察したところ、第１クラッド層１５の表面に荒れは観察されなかった。また、コア１４の外観を実体顕微鏡で観察したところ、コア１４の側壁に荒れは観察されなかった。
【００８９】
次に、コア１４の両端から１０ｍｍの位置に、導波光を９０°偏向させるためのマイクロミラーを形成した。すなわち、まず、切削刃の頂角が９０°の回転ブレード（ディスコ社製の「♯５０００」ブレード）を、回転数１０，０００ｒｐｍ、移動速度０．１ｍｍ／ｓの条件で、コア１４の両端からそれぞれ１０ｍｍの位置を横切るように移動させることにより、深さ５０μｍのＶ溝を形成した。次に、クラッド用硬化性フィルムを作製するために調製したクラッド用エポキシ樹脂組成物のワニスをトルエン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部との混合溶媒で５０倍に希釈した希釈液を、Ｖ溝にブラシで薄く塗布し、１００℃で３０分間乾燥させた後、超高圧水銀灯を用いて、１Ｊ／ｃｍ２の条件で紫外光を照射して露光し、さらに１２０℃で１０分間熱処理を行なうことにより、Ｖ溝の平滑化を行なった。次に、Ｖ溝の部分のみが開口されたメタルマスクを被せて金を真空蒸着させることにより、Ｖ溝の表面に１０００Å厚の金薄膜を形成し、これによりマイクロミラーのミラー面１０を形成した（図１（ｂ）参照）。
【００９０】
次に、厚みが５０μｍのクラッド用硬化性フィルムから保護フィルムを剥がし、これを、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、第１クラッド１５ｂ及びコア１４を埋設するように第１のクラッド１５ｂ及びコア１４の上に積層した（図１（ｃ）参照）。クラッド用硬化性フィルムからＰＥＴフィルムを剥がし、この剥がした面の上に、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℃、０．２ＭＰａの条件で、基板１６（パナソニック電工社製の「ＦＲ４」）を積層した（図１（ｄ）参照）。仮基板１６’の側から、超高圧水銀灯を用いて、２Ｊ／ｃｍ２の条件で紫外光を照射して露光し、さらに１４０℃で１時間熱処理を行なうことにより、クラッド用硬化性フィルムが硬化した第２のクラッド材料１２を形成した。仮基板１６’を取り除くことにより、コア１４とコア１４を包むクラッド１５とを有する光導波路１７が基板１６に接着された状態で得られた（図１（ｅ）下部参照）。
【００９１】
［クラッド層形成工程］
次に、厚みが１０μｍの第２クラッド層積層金属基材から保護フィルムを剥がし、これを、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、６０℃、０．２ＭＰａの条件で、作製した光導波路１７の上に積層した（図１（ｇ）参照）。
【００９２】
［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１クラッド材料層が硬化した第１クラッド層１３を形成した（図１（ｈ）参照）。
【００９３】
［電気回路形成工程］
形成した金属層１１をエッチング技術により所定のパターンの電気回路１１ａ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１７）と電気回路１１ａとを備えた光電気複合配線板１８を得た（図１（ｉ）参照）。なおこの金属層のピール強度は０．６N /ｍｍで実用レベルであった。
【００９４】
（比較例１）
基板状に上記クラッド材料を硬化させ、その上に無電解めっき、及び電解めっきを施し、１２μの銅箔を形成した。その表面の粗さは０．１μであった。この銅箔を基盤から剥離した。第２クラッド層積層金属基材作成において、銅箔上にバーコータにより１０μ程度となる第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。
【００９５】
＜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１８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１８の光導波路１７（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１８の第２クラッド層１５及び光導波路１７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１８の挿入損失を求めたところ、２．２ｄＢと小さく、十分実用レベルであった。
【００９６】
一方で、比較例１によって得られた光電気複合配線板の挿入損失における銅箔のピール強度０．１N／ｍｍであり、実用レベルにはならなかった。これは、用いた金属基材の表面粗さＲｚが０．５μより小さいものであったためであると考えられる。
【００９７】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、光回路１７と電気回路１１ａとを備えた光電気複合配線板１８の製造方法において、基板１６上にコア１４を埋設したクラッドを形成する光導波路形成工程と、前記光導波路の基板１６の反対側に、少なくとも片側の表面が粗面化された金属基材１１が積層された未硬化の樹脂組成物１２を積層する金属層積層工程と、未硬化樹脂組成物１２を硬化して金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属基材１１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１１の外表面に凹凸（粗面）が存在し、電気回路１１ａの密着性が高められる。また、クラッド層１５の透明性が実用上問題のないレベルなので、電気回路１１ａ上のＶＣＳＥＬ等の受発光素子と光導波路１７との結合損失が抑制される。
【００９８】
また、すでに出来上がっている光導波路１７の上に未硬化の樹脂組成物１２を積層した金属基材１１をビルドアップするので、コア１４の側壁に荒れが生じず、光導波路１７の導波損失が抑制される。また、光回路１７と電気回路１１ａ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１６に対してビルドアップにより光導波路１７を作製し、ビルドアップにより光回路１７と電気回路１１ａとを複合化していく製造方法なので、光電気複合配線板１８を歩留りよく得ることができる。
【００９９】
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１７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１８の生産性が向上する。
【０１００】
また、第２クラッド層１５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。
【符号の説明】
【０１０１】
１０    ミラー面
１１    金属基材
１１ａ  電気回路
１２    未硬化樹脂組成物
１３    硬化樹脂組成物
１４    コア部
１５    クラッド層
１５ａ  クラッド上部層
１５ｂ  クラッド下部層
１６    基板
１７    光導波路
１８    光電気複合配線板
【図１】
2012103425.tif 000003