(57)【要約】      （修正有）【課題】光導波路の材料が接着性に劣っている場合でも基材との接着に優れ、製造時の取扱い性や使用時のハンドリング性に優れた光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】基材１、下部クラッド層３、コアパターン４、上部クラッド層５を備える光導波路であって、基材として接着層付ポリイミドを用い、接着層付ポリイミドの接着層２側に下部クラッド層を形成する光導波路の製造方法。接着層付ポリイミドの接着層が、熱硬化性接着剤であると好ましい。光導波路の上部クラッド層上に、更に基材として接着層付ポリイミドを用い、上部クラッド層側に接着層付ポリイミドの接着層を形成する光導波路の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材、下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層を備える光導波路であって、基材として接着層付ポリイミドを用い、接着層付ポリイミドの接着層側に下部クラッド層を形成する光導波路の製造方法。
【請求項２】
接着層付ポリイミドの接着層が、熱硬化性接着剤であり、下部クラッド層を形成後、下部クラッド層の後硬化の加熱時に接着層の硬化を行う請求項１に記載の光導波路の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光導波路の製造方法で得られる光導波路の上部クラッド層上に、更に基材として接着層付ポリイミドを用い、上部クラッド層側に接着層付ポリイミドの接着層を形成する光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路を作製する際に、基材として耐熱性及び耐薬品性に優れたポリイミドを用いることがある。ところが、感光性樹脂を中心とする光導波路の材料の中には、基材であるポリイミドとの接着力がなくポリイミドを適用できないことがあった。
しかし、光導波路において前記の優れた特性からポリイミドを適用した製品のニーズが高まっている。
【０００３】
光導波路を作製するには、フィルム状の感光性材料を積層するする必要があり、その感光性材料は薄くハンドリングに注意しないと作製途中に折れやしわが発生するので、その土台の材料にポリイミドを利用している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０６０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光導波路を作製するには、作製途中の取扱いや部品として光導波路を使用する際の取扱い時のハンドリング性を良くするために、基材としてのポリイミドを使用する必要があり、そのため光導波路の材料は、ポリイミドと接着力のある材料にしなければならない。しかし、光導波路の材料は、伝送損失等を考慮した光学特性を優先した材料設計がなされており、光学特性と接着性を兼備する材料は得られにくい。
本発明は、光導波路の材料が接着性に劣っている場合でも基材との接着に優れ、製造時の取扱い性や使用時のハンドリング性に優れた光導波路の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、ポリイミドとクラッド層の間に接着力を高めるために、予め前記ポリイミド上に接着層を設け、前記接着層上に下部クラッド層、前記下部クラッド層上にコア層からなるコアパターン、前記コア層からなるコアパターン上に上部クラッド層とする光導波路で、製造時に前記接着層の形成工程を省いた光導波路の作製方法とすることで、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、
（１）  基材、下部クラッド層、コアパターン、上部クラッド層を備える光導波路であって、基材として接着層付ポリイミドを用い、接着層付ポリイミドの接着層側に下部クラッド層を形成する光導波路の製造方法。
（２）  接着層付ポリイミドの接着層が、熱硬化性接着剤であり、下部クラッド層を形成後、下部クラッド層の後硬化の加熱時に接着層の硬化を行う上記（１）に記載の光導波路の製造方法。
（３）  上記（１）又は（２）に記載の光導波路の製造方法で得られる光導波路の上部クラッド層上に、更に基材として接着層付ポリイミドを用い、上部クラッド層側に接着層付ポリイミドの接着層を形成する光導波路の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光導波路の製造方法は、基材となるポリイミドとクラッド層の間の接着力が高く、製造時や外形加工時に剥離がなく、歩留良く製造することができる。また、基材で光導波路を挟んだ構成の製造方法では、反りが改善され使用時のハンドリング性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の光導波路の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光導波路の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の光導波路の製造方法は、図１に示すようにポリイミド（カバーレイのポリイミド層１）と接着力に劣るクラッド層の間に接着力を高めるために、前記ポリイミド上に予め接着層（カバーレイの接着層２）を設け、前記接着層上に下部クラッド層３、前記下部クラッド層上にコア層４からなるコアパターン、前記コア層からなるコアパターン上に上部クラッド層５を形成する光導波路で、光導波路の製造時に前記接着層の形成工程を省いた光導波路を作製することができる。
【００１０】
また、本発明の光導波路の製造方法は、図２に示すように接着層付ポリイミドで光導波路を挟む構造とすることで反りを抑えた光導波路を作製することができる。
【００１１】
（接着層付ポリイミド）
本発明で用いる基材としてのポリイミドは、イミド結合を含む高分子素材(樹脂)の総称であり、耐熱性、機械的強度、耐薬品性を備えている。
ポリイミドの厚みは、５μｍ〜２５０μｍであることが好ましく、１０μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。ポリイミドの厚みが５μｍ以上であると、基材としての剛性の点で好ましい。
接着層は、接着剤から構成され、熱硬化性樹脂であることが好ましく、半硬化状態であることが好ましい。接着層の厚みは、５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
接着層付ポリイミドは、ポリイミドフィルムの片面に接着剤を形成することで得ることができ、市販品を用いてもよい。市販品としては、フレキシブルプリント配線板材料として市販されているものを用いることができ、例えば、ニッカン工業株式会社製のハロゲンフリーポリイミド基材カバーレイ用フィルムであるニカフレックスＣＩＳＧ、ＣＫＳＥ、ＣＫＳＧ、ＣＮＳＦ、ＣＮＳＹを用いることができる。
また、ポリイミドフィルムに、接着剤フィルムをラミネートして用いることもできる。
【００１２】
（光導波路）
光導波路は、下部クラッド層と、下部クラッド層に積層されたコアパターンと、コアパターンを覆うように下部クラッド層に積層される上部クラッド層を備える。
【００１３】
（コアパターン）
コアパターンは、光が伝搬する部位である。伝搬する光は、コアパターンの壁面によって反射し、光出射部から出射される。上記壁面は、金属反射面であるか、又は、コアパターンが周囲よりも高屈折率に設計され、コアパターンと周囲との屈折率差を利用した全反射面であると好ましい。反射による損失が小さい点から後者であるとより好ましい。コアパターンを周囲よりも屈折率の高い透明な材質で形成すると形状の加工が容易に行えるためさらに好ましい。透明な材質は、伝搬する光の波長に対して所定の出射光の光強度が確保可能な透明性を有していれば特に限定はなく、特に形状の加工性の観点から樹脂等が好適に用いられる。
コアパターンをフォトリソ加工によって形成するため、樹脂の種類は感光性樹脂がより好適である。
コアパターンは、形成された下部クラッド層上にコア層を積層し、露光現像することで形成することができる。コア層形成用樹脂は、下部クラッド層及び上部クラッド層より高屈折率であり、活性光線によりパターン化し得るものを用いることが好ましい。
【００１４】
（下部クラッド層、上部クラッド層）
下部クラッド層は、接着層付ポリイミドの接着層上に形成される層で、例えばコア材より屈折率の低い感光性樹脂を用いて形成する。上部クラッド層は、コアパターンを覆うように下部クラッド層に積層される。
下部クラッド層、上部クラッド層の厚みは特に制限はないが、５〜２００μｍであることが好ましい。５μｍ以上あると伝搬光をコア内部に閉じ込めるのが容易となり、２００μｍ以下であると、光導波路全体の厚みが大きすぎることがない。
【００１５】
（感光性樹脂フィルム）
感光性樹脂フィルムは、光エネルギーの作用で半硬化から固体に変化する合成有機材料（感光性樹脂）をフィルム上に塗工したものである。合成有機材料は、一般に（１）モノマー、（２）オリゴマー、（３）光重合開始剤、（４）各種添加剤から構成される組成物である。感光性樹脂フィルムは、材料の特性上活性光線を透過するものがよく、感光性樹脂が塗布される支持フィルムと前記感光性樹脂を保護するカバーフィルムから構成され、前記支持フィルム、前記感光性樹脂、前記カバーフィルムの３層からなる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００１７】
（実施例１）
以下、光導波路の製造方法について説明する。
１５ｃｍ角のハロゲンフリーポリイミド基材カバーレイ用フィルム（ニッカン工業株式会社製  ＣＩＳＧ−１２１５、ポリイミドの厚み１２．５μｍ、半硬化熱硬化性接着剤層の厚み１５μｍ）の接着層面に、下部クラッド層となる感光性樹脂フィルムのカバーフィルムを除去した感光性樹脂面を真空加圧ラミネータ（株式会社名機製作所製  ＭＶＬＰ−５００/６００）を用いて真空下、温度１００℃、圧力０．７ＭＰａ、加圧時間３０秒でラミネートした。次いで、紫外線露光機（株式会社日立ハイテクノロジーズ製  ＥＶ−０８００）にて、前記下部クラッドとなる感光性樹脂フィルムの支持フィルム面を介して４０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。露光後５分以上経過したのち、前記支持フィルムを除去しオーブンにて１０５℃から１８０℃に昇温後１時間の加熱処理を実施し前記カバーレイ用フィルムの接着層と前記下部クラッドとなる感光性樹脂を硬化させ下部クラッド層を作製した。
次に前記下部クラッド層の表面にコア層となる感光性樹脂フィルムのカバーフィルムを除去した感光性樹脂面を前記真空加圧ラミネータを用いて真空下、温度６０℃、圧力０．７ＭＰａ、加圧時間３０秒ラミネートした。次いで、前記紫外線露光機にて、フォトマスク（パターン幅５０μｍ）を介して前記コア層となる感光性樹脂フィルムの支持フィルム面を介して３５００ｍJ／ｃｍ２露光した。露光後５分以上経過したのち、前記支持フィルムを除去し、アルカリ現像機（株式会社山縣機械製、ＲＸ−４０ＤＮ、現像液炭酸カリウム濃度１質量％、温度３０℃）にて、スプレー圧力０．１６ＭＰａで３分間現像し、その後純水（スプレー圧力０．０５ＭＰａ）にて洗浄を実施した。
その後、酸処理機（株式会社山縣機械製、ＲＸ−４０ＥＮ、酸処理液濃度（濃硫酸５００ｍｌに対し純水９０Ｌの割合）、温度２５℃）にて、スプレー圧力０．０５ＭＰａで１分間酸洗し、次いで純水（スプレー圧力０．０５ＭＰａ）にて洗浄を実施した。
次に前記オーブンにて８０℃、１５分の乾燥実施後、前記紫外線露光機にて、コア層面を３０００ｍJ／ｃｍ２露光した。
次に、オーブンにて１０５℃から１６０℃に昇温後１時間の加熱処理を実施し前記コア層からコアパターンを形成した。
次に、上部クラッド層を形成するため前記コアパターン形成面に前記下部クラッド層と同じ感光性樹脂フィルムのカバーフィルムを除去した感光性樹脂面を前記真空加圧ラミネータを用いて真空下、温度１００℃、圧力０．７ＭＰａ、加圧時間３０秒ラミネートした。次いで、前記紫外線露光機にて、前記上部クラッドとなる感光性樹脂フィルムの支持フィルム面を介して４０００ｍJ／ｃｍ２露光した。露光後５分以上経過したのち、前記支持フィルムを除去しオーブンにて１０５℃から１７０℃に昇温後１時間の加熱処理を実施し前記上部クラッド層となる感光性樹脂を硬化させ上部クラッド層を形成した。前記上部クラッド層まで形成された光導波路を、ダイサーマシンにて短冊状に外形加工した。
これにより、前記接着層の形成工程を省いた光導波路が作製される。
【００１８】
（実施例２）
実施例１の上部クラッド層形成後に、前記上部クラッド層形成面に前記カバーレイ用フィルムの接着層面を前記真空加圧ラミネータを用いて真空下、温度１００℃、圧力０．７ＭＰａ、加圧時間３０秒ラミネートした。次いで前記オーブンにて１０５℃から１８０℃に昇温後１時間の加熱硬化処理を実施し、前記ダイサーマシンにて短冊状に加工した。
これにより反りを抑えた光導波路が作製される。
【００１９】
（比較例）
実施例１において、カバーレイ用フィルムのポリイミド層側に下部クラッド層となる感光性樹脂フィルムのカバーフィルムを除去した感光性樹脂面を設けたこと以外は、実施例１と同様に光導波路を製造した。
ポリイミドと下部クラッド層の接着力が弱く、コアパターン形成の現像時に一部の端面の剥離が見られた。また、ダイサーマシンでの外形加工の際に、端部に一部の剥離が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の光導波路の製造方法は、ポリイミドと、接着性に劣るクラッド層の間に接着力を高めるために、ポリイミド上に接着層を設け、接着層上に下部クラッド層、下部クラッド層上にコア層からなるコアパターン、コアパターン上に上部クラッド層を形成する光導波路で、予め接着剤層を設けた接着層付ポリイミドを用いることで接着層の形成工程を省いた光導波路の製造方法であり、ポリイミドを支持体にする分野など幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１．カバーレイのポリイミド層（接着剤付ポリイミドのポリイミド層）
２．カバーレイの接着層（接着剤付ポリイミドの接着層）
３．下部クラッド層
４．コア層（コアパターン）
５．上部クラッド層
【図１】
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【図２】
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