JP2002014250A - 光配線層の製造方法及び光・電気配線基板 - Google Patents
光配線層の製造方法及び光・電気配線基板Info
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Abstract
路)をドライエッチングなどの工程を用いず、かつ、材
料の無駄を極力なくすることができる製造方法を提供す
る。 【解決手段】コアとクラッドを有する光配線層の製造方
法において、第1クラッドを形成する工程と、流動性の
あるコア材料、あるいはその前駆体を吐出口4から線状
に滴下することによりコアパターン3を形成する工程
と、第2クラッドを形成する工程と、を少なくとも含
む。なお、コア材料、あるいはその前駆体にポリマーを
用いること、更には、線状に滴下する方法にインクジェ
ット法を用いることも含まれる。
Description
法及び光配線層を有する光・電気配線基板に関する。
を作るために、CPUのクロック周波数は益々増大する
傾向にあり、現在では1GHzオーダーのものが出現す
るに至っている。この結果、コンピュータの中のプリン
ト基板上の銅による電気配線には高周波電流が流れる部
分が存在することになるので、ノイズの発生により誤動
作が生じたり、また電磁波が発生して周囲に悪影響を与
えることにもなる。
ト基板上の銅による電気配線の一部を光ファイバー又は
光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに
光信号を利用することが行われている。なぜなら、光信
号の場合は、ノイズ及び電磁波の発生を抑えられるから
である。
配線と光配線とが同一の基板上で積み重なっている光・
電気配線基板を作ることが望ましい。たとえば、特開平
3−29905号公報にて述べられているように、電気
配線基板上に光ファイバを絶縁膜にて固定させた基板が
提案されている。しかし、光配線として光ファイバを用
いる場合、その屈曲性の限界から、複雑な形状の光配線
には対応しきれず、設計の自由度が低くなってしまい、
高密度配線あるいは基板の小型化に対応できないという
問題がある。
して、いわゆる、光導波路を用いた光・電気配線基板の
構成がいくつか提案されている。光導波路の構成は光信
号が伝搬するコア層が、光信号をコア層に閉じこめるク
ラッド層に埋設されている。コアパターンの形成方法
は、フォトリソグラフィ技術により、メタルマスクを形
成し、ドライエッチングで作製するか、コア材料に感光
性が付与されている場合は、露光、現像処理にて作製で
きる。このため、フォトマスクのパターンを基に光配線
を形成できるため、その設計の自由度は高くなる。ま
た、比較的短距離の伝送にも対応が可能となる。
含めて時間と手間がかかる方法であり、量産には向かな
い。またコア材料のほとんどをエッチングしてしまうた
め材料の利用効率が非常に悪い。また、感光性が付与さ
れているコア材料を用いる場合も露光、現像処理を用い
るため、ドライエッチングの場合と同様に、コア材料の
利用効率が悪い。
の欠点に鑑みなされたもので、ドライエッチングなどの
工程を用いずに光配線層(光導波路)を形成することを
第一の課題とする。また、材料の無駄を極力なくすこと
を第二の課題とする。更には、光・電気配線基板を提供
する。
題を達成するために、まず請求項1記載の発明は、コア
とクラッドを有する光配線層の製造方法において、第1
クラッドを形成する工程と、流動性のあるコア材料、あ
るいはその前駆体を線状に滴下することによりコアパタ
ーンを形成する工程と、第2クラッドを形成する工程
と、を少なくとも含むことを特徴とする光配線層の製造
方法である。また請求項2記載の発明は、上記コア材
料、あるいはその前駆体にポリマーを用いることを特徴
とする請求項1記載の光配線層の製造方法である。また
請求項3に記載の発明は、上記流動性のあるコア材料、
あるいはその前駆体を線状に滴下することによりコアパ
ターンを形成する工程において、線状に滴下する方法に
インクジェット法を用いることを特徴とする請求項1記
載の光配線層の製造方法である。また請求項4記載の発
明は、上記流動性のあるコア材料、あるいはその前駆体
を線状に滴下することによりコアパターンを形成する工
程において、線状に滴下する方法にディスペンサーを用
いることを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造方
法である。また請求項5記載の発明は、上記流動性のあ
るコア材料、あるいはその前駆体を線状に滴下すること
によりコアパターンを形成する工程に換えて、あらかじ
め、第1クラッド上にパターニングのための層を形成す
る工程と、パターニングのための層にコアの形状を有す
る溝を形成する工程と、コアの形状を有する溝に流動性
のあるコア材料、あるいはその前駆体を線状に滴下する
工程と、パターニングのための層を除去する工程と、を
含むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造方
法である。また請求項6記載の発明は、上記パターニン
グのための層がドライフィルムレジストからなることを
特徴とする請求項3記載の光配線層の製造方法である。
また請求項7記載の発明は、上記流動性のあるコア材
料、あるいはその前駆体を線状に滴下することによりコ
アパターンを形成する工程の前に、あらかじめ、第1ク
ラッドにコアの形状を有する溝を形成する工程と、を含
むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造方法
である。また請求項8記載の発明は、上記流動性のある
コア材料、あるいはその前駆体を線状に滴下することに
よりコアパターンを形成する工程の前に、あらかじめコ
アを形成する部分と、コアを形成しない部分との間で、
コア材料に対する濡れ性に差をもたせる処理をする工程
と、を含むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の
製造方法である。更に請求項9記載の発明は、電気配線
基板上に、請求項1〜8の製造方法により作成した光配
線層を有することを特徴とする光・電気配線基板であ
る。
線層の製造方法及び請求項9記載の光・電気配線基板の
実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
1を形成する(図1参照)。好ましくは堅牢な支持基板
2の上に第1クラッドを形成することが望ましいが、第
1クラッドの材料自体が十分堅牢な場合は第1クラッド
自体が支持基板を兼ねてもよい。第1クラッドの厚みと
しては3〜1000μm程度が好ましいが、この範囲に
限るものではない。第1クラッド形成の方法としては、
例えばガラスなどの支持基板にポリマー材料をスピンコ
ートでコーティングし、その後硬化させる、といった方
法を用いることができる。
料、あるいはその前駆体を線状に滴下することによりコ
アパターンを形成する(図2(a) 参照)。コア材料、あ
るいはその前駆体を線状に滴下する方法としては、微細
な粒子として飛翔させるインクジェット法や細線状に連
続的に吐出させるディスペンサーを用いる方法を用いる
ことができる。4は吐出口であり、例えばインクジェッ
ト法を用いる場合にはインクジェットノズルである。コ
アの材料としては、例えば、ポリイミド、ポリメチルメ
タクリレート、ポリカーボネート、ポリシロキサン等の
透明なポリマー材料を用いることができるがこれに限る
ものではなく、それ自身、あるいはその前駆体が流動性
をもっていて、所望の光の波長に対し透過率の高い材料
であればよい。
第1クラッド上にパターニングのための層5を形成し、
その層にコアの形状を有する溝6を形成しておき、その
溝にコア材料、あるいはその前駆体を流し込む(図2
(b) 参照)という方法を用いることができる。パターニ
ングのための層としては、例えばドライフィルムレジス
トを用いることができる。
状を有する溝7を形成しておき、その溝にコア材料、あ
るいはその前駆体を流し込む(図2(c) 参照)という方
法を用いることもできる。
と、コアを形成しない部分との間で、コア材料に対する
濡れ性に差をもたせる処理を行い、コア材料、あるいは
その前駆体を線状に滴下し、コアを形成する部分に付着
させる(図2(d) 参照)という方法を用いることもでき
る。8はコア材料を付着させる部分である。濡れ性に差
を持たせる処理としては、酸素プラズマや、過マンガン
酸カリウム等を用いた親水処理や、光触媒を用いて光照
射によって濡れ性を変化させる方法等を用いることがで
きるがこれに限るものではない。
第2クラッド9を形成することにより光導波路層10を
得ることができる(図3参照)。第2クラッドの厚みと
しては3〜1000μm程度が好ましいがこの範囲に限
るものではない。
イシングソーによる切削またはエッチングによる穿孔に
より、光配線層を厚さ方向にほぼ45度で横切るミラー
を形成後、支持基板から剥離し、電気配線の形成された
電気基板上に接着し、更に、ビアホール又はスルーホー
ルを設けて光・電気配線基板を製造する。なお、ミラー
の形成は電気基板上に接着後に行ってもよい。また、支
持基板として電気基板を用いれば、接着は不要である。
更に、光・電気配線基板上にミラー及び光配線層にレー
ザ光を入射可能なように光部品(光・電気変換部品)を
搭載すれば、実装基板を得ることができる。
する。なお、本発明は後述する実施例に何ら限定される
ものではない
ミドOPI−N3205(日立化成工業(株)製)をス
ピンコートし、350℃にてイミド化させることによっ
て第1クラッド層を形成した。
のコアパターンを形成した。コアの材料としては、ポリ
イミドOPI−N3405(日立化成工業(株)製)を
用いた。この後、350℃に加熱することによってコア
材料をイミド化させた。
(日立化成工業(株)製)をスピンコートし、350℃
にてイミド化させることによって第2クラッド層を形成
した。こうして得られた導波路は、厚さ方向が30μ
m、幅方向が50μmの、ほぼ長方形に近いコア形状を
有しており、クラッドを含めた光配線層全体の厚さは約
80μm程度であった。
硬化型エポキシ樹脂をスピンコートし、これを、200
0mJ/cm2 の紫外線を照射することにより硬化させ
ることによって第1クラッド層を形成した。
る感光性レジストであるドライフィルムレジスト(NE
F150、50μm厚、日本合成化学製)をラミネータ
ーにて貼付した後、アライメントしてネガマスクを通し
て150mJ/cm2 にてコアパターンを露光した。次
にこれを1wt%の炭酸ナトリウムにてスプレー現像
し、コアの形状を有する溝を得た。
材料を流し込んだ。コアの材料としては、紫外線硬化型
のエポキシ樹脂を用いた。これを、2000mJ/cm
2 の紫外線を照射することにより硬化させた。この後、
3wt%のNaOH水溶液に浸してドライフィルムを剥
離することにより。50×50μmの断面形状を有する
コアパターンを得た。
ピンコートし、これを、2000mJ/cm2 の紫外線
を照射することにより硬化させることによって第2クラ
ッド層を形成した。こうして50×50μmの正方形の
コアの断面形状を有する光配線層を得た。
ミドOPI−N3205(日立化成工業(株)製)をス
ピンコートし、350℃にてイミド化させることによっ
て第1クラッド層を形成した。
て、幅50μm、深さ100μm、長さ5cmの溝を形
成した。
ア材料を流し込んだ。コアの材料としては、ポリイミド
OPI−N3405(日立化成工業(株)製)を用い
た。この後、350℃に加熱することによってコア材料
をイミド化させた。硬化させることによりコアの高さは
50μm程度になった。
(日立化成工業(株)製)をスピンコートし、350℃
にてイミド化させることによって第2クラッド層を形成
した。
ミドOPI−N3205(日立化成工業(株)製)をス
ピンコートし、350℃にてイミド化させることによっ
て第1クラッド層を形成した。
燥させ、これをコアパターン以外の部分を残すようにフ
ォトリソによりパターニングした。次にこれを酸素プラ
ズマによって親水処理した。この後、レジストを剥離し
た。こうして、コアパターン部は親水的に、コアパター
ン部以外は疎水的になった。こうして、第1クラッド上
部に濡れ性の違いを持つパターンが形成された。
ェット法を用いて水溶性のコア材料を付着させた。水溶
性のコア材料としては、水溶性のUV硬化樹脂を用い
た。これを、2000mJ/cm2 の紫外線を照射する
ことにより硬化させた。
ピンコートし、これを、2000mJ/cm2 の紫外線
を照射することにより硬化させることによって第2クラ
ッド層を形成した。
造した光配線層をシリコンウエハより剥離して、電気基
板上に接着後、ミラーを形成し、光・電気配線基板を製
造した。なお、光配線層を電気基板の上に積層して製造
する場合、接着は不要である。
明には、以下の効果がある。
時間がかかるプロセスを用いないため、大がかりな設備
も必要なく、量産性に優れている。
線状に滴下することによってコア材料を形成するため、
フォトリソグラフィーやエッチングを用いる場合に比べ
コア材料が無駄にならない。
板上に接着、積層すれば、光・電気配線基板を容易に製
造することができる。
配線基板を製造する工程を示す説明図である。
配線基板を製造する工程を示す説明図である。
配線基板の説明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】コアとクラッドを有する光配線層の製造方
法において、 第1クラッドを形成する工程と、 流動性のあるコア材料、あるいはその前駆体を線状に滴
下することによりコアパターンを形成する工程と、 第2クラッドを形成する工程と、 を少なくとも含むことを特徴とする光配線層の製造方
法。 - 【請求項2】上記コア材料、あるいはその前駆体にポリ
マーを用いることを特徴とする請求項1記載の光配線層
の製造方法。 - 【請求項3】上記流動性のあるコア材料、あるいはその
前駆体を線状に滴下することによりコアパターンを形成
する工程において、 線状に滴下する方法にインクジェット法を用いることを
特徴とする請求項1記載の光配線層の製造方法。 - 【請求項4】上記流動性のあるコア材料、あるいはその
前駆体を線状に滴下することによりコアパターンを形成
する工程において、 線状に滴下する方法にディスペンサーを用いることを特
徴とする請求項1記載の光配線層の製造方法。 - 【請求項5】上記流動性のあるコア材料、あるいはその
前駆体を線状に滴下することによりコアパターンを形成
する工程に換えて、 あらかじめ、第1クラッド上にパターニングのための層
を形成する工程と、 パターニングのための層にコアの形状を有する溝を形成
する工程と、 コアの形状を有する溝に流動性のあるコア材料、あるい
はその前駆体を線状に滴下する工程と、 パターニングのための層を除去する工程と、 を含むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造
方法。 - 【請求項6】上記パターニングのための層がドライフィ
ルムレジストからなることを特徴とする請求項3記載の
光配線層の製造方法。 - 【請求項7】上記流動性のあるコア材料、あるいはその
前駆体を線状に滴下することによりコアパターンを形成
する工程の前に、 あらかじめ、第1クラッドにコアの形状を有する溝を形
成する工程と、 を含むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造
方法。 - 【請求項8】上記流動性のあるコア材料、あるいはその
前駆体を線状に滴下することによりコアパターンを形成
する工程の前に、 あらかじめコアを形成する部分と、コアを形成しない部
分との間で、コア材料に対する濡れ性に差をもたせる処
理をする工程と、 を含むことを特徴とする請求項1記載の光配線層の製造
方法。 - 【請求項9】電気配線基板上に、請求項1〜8の製造方
法により作成した光配線層を有することを特徴とする光
・電気配線基板。
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JP2000194133A JP4441994B2 (ja) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | 光配線層の製造方法及び光・電気配線基板 |
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