JP2012103425A - Manufacturing method for photoelectric composite wiring board, and photoelectric composite wiring board manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric composite wiring board, and a photoelectric composite wiring board manufactured by the manufacturing method.
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。 Conventionally, an optical fiber has been mainly used as a transmission medium in FTTH (Fiber To The Home) and long-distance and medium-distance communication in the in-vehicle field. However, in recent years, high-speed transmission using an optical medium has become necessary even at a short distance within 1 m. In this high-speed transmission over a short distance, high-density wiring (narrow pitch, branching, crossing, multilayering, etc.), surface mountability, integration with an electric substrate, and bending with a small diameter are possible instead of the optical fiber. Therefore, an optical waveguide type optical wiring board is suitable.
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。 To make the optical wiring board, two types of replacement are necessary. One is the replacement of the printed wiring board (PWB) used for the printed wiring board, and the other is the replacement of the flexible printed circuit (FPC) used for the hinge of the small terminal device. is there. In either type, it is indispensable to transmit electrical wiring and low-speed signals for operating a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), PD (Photo Diode), or IC, which is a light emitting / receiving element. The form of the photoelectric composite wiring board in which the electric circuit is mixed is ideal.
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。 As a method of combining the optical waveguide and the electric circuit in order to obtain the form of the photoelectric composite wiring board as described above, for example, there is a method of directly forming a metal layer on the optical waveguide. In order to form the metal layer directly on the optical waveguide, it is necessary to form irregularities on the material by chemical treatment so that the anchor effect can be obtained. However, since normal materials have transparency, the structure is uniform, and even if this material is subjected to permanganic acid treatment, which is a pretreatment for plating, the etching rate is equal and the overall thickness is uniform. Unevenness is difficult to obtain just by reducing.
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。 Therefore, it is possible to add non-uniformity to the material by blending materials that are easily or chemically difficult to process than the base materials. Often becomes opaque. For this reason, in applications where extreme transparency is required, it is currently impossible to make a material that can achieve both transparency and adhesion. In addition, when an opaque material having a plating property is bonded, there also arises a problem that light cannot be coupled between the light emitting element or the light receiving element mounted on the electric circuit and the optical waveguide.
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。 As another method of combining the optical waveguide and the electric circuit, there is a method of attaching a printed wiring board on the optical waveguide via an adhesive layer (see, for example, Patent Document 1). However, in such a method, since the optical circuit and the electric circuit are separately manufactured and then pasted, the positional accuracy of the electric circuit and the waveguide is deteriorated. As a result, it is impossible to mount the light emitting / receiving element reliably, and the yield of the light receiving / emitting element may be deteriorated.
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。 Moreover, since the printed wiring board is usually opaque, it is necessary to open it in advance before pasting. However, since the adhesive layer wraps around the opening and irregularities are generated on the surface of the printed wiring board, the coupling efficiency may be reduced. Furthermore, since the printed wiring board has a relatively thick structure, the distance between the light emitting / receiving element and the waveguide is increased by the thickness and the adhesive layer, and the coupling loss may be increased.
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。
Further, as a method of combining the optical waveguide and the electric circuit, there is a method in which a core and a clad are sequentially formed on a copper foil with a clad resin and attached to a substrate (for example, see
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the object thereof is to make it possible to combine an optical waveguide and an electric circuit with high adhesion, and to reduce the coupling loss between the light emitting / receiving element and the optical circuit and the loss of the optical waveguide. -It aims at providing the manufacturing method of an electrical composite wiring board.
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。 In the method for manufacturing an opto-electric composite wiring board according to the present invention, an optical waveguide forming step of forming a clad with a core embedded on a substrate, and at least one surface of the optical waveguide is roughened on the opposite side of the substrate. A metal layer laminating step of laminating an uncured resin composition, a metal layer forming step of curing the uncured resin composition to form a metal layer, and the metal substrate And an electric circuit forming step for forming an electric circuit thereon.
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。 According to such a configuration, since the uncured resin is laminated on the metal base whose surface is roughened, the resin is sufficiently filled in the uneven portions of the metal surface, and the resin after being cured. And metal can be more closely attached. In addition, a metal layer containing an uncured resin composition, in which a metal base material having a roughened surface at least on one side is laminated on an optical waveguide having a core and a clad layer surrounding the core, Furthermore, since the uncured resin composition is cured, it is possible to simultaneously form the optical waveguide and the metal film. Further, the metal film can be formed without increasing the number of optical waveguide forming steps. Furthermore, since the laminating method is used when laminating the uncured resin, build-up is possible, so that productivity is also excellent.
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。 The surface roughness Rz of the metal substrate is preferably 0.5 μm or more and 5 μm or less.
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。 Moreover, it is preferable that the refractive index of the uncured resin composition is the same as or lower than the refractive index of the core.
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。 The resin composition is preferably a dry film.
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。 The photoelectric composite wiring board according to the present invention is obtained by the method for manufacturing an optical composite wiring board.
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。 According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an optical / electrical composite wiring board that can combine an optical waveguide and an electric circuit with high adhesion, and does not have a coupling loss between a light emitting / receiving element and an optical circuit or an optical waveguide. it can.
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。 Hereinafter, although the embodiment concerning the present invention is described, the present invention is not limited to these.
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。 In the method for manufacturing an opto-electric composite wiring board according to the present invention, an optical waveguide forming step of forming a clad with a core embedded on a substrate, and at least one surface of the optical waveguide is roughened on the opposite side of the substrate. A metal layer laminating step of laminating an uncured resin composition, a metal layer forming step of curing the uncured resin composition to form a metal layer, and the metal substrate And an electric circuit forming step for forming an electric circuit thereon.
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。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a metal-clad laminate and a photoelectric composite wiring board according to this embodiment. In FIG. 1,
<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。
<Optical waveguide formation process>
An
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。
First, the
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。
Specifically, first, as shown in FIG. 1A, the clad
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。
As the
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。
As a method of forming the clad
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。
As a specific method of forming the clad
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。
For example, the following method is used as a specific method of curing after laminating the resin film to form the clad
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。
In addition, as a specific method of curing after applying a liquid curable resin material or a varnish of the curable resin material for forming the clad
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。
As the curable resin material for forming the clad
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。
Next, a core made of a photosensitive material is formed on the outer surface of the formed clad
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。 Here, the photosensitive material is a material in which the solubility of a portion irradiated with energy rays with respect to a liquid used in development described later changes. Specifically, for example, a material that is difficult to dissolve in a liquid used in development described later before irradiation with energy rays, but is easily dissolved after irradiation with energy rays can be used. As another example, there is a material that easily dissolves in a liquid used in development described later before irradiation with energy rays, but is difficult to dissolve after irradiation with energy rays. Specific examples of the photosensitive material include a photosensitive polymer material.
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。 The energy beam is not particularly limited as long as the solubility can be changed. Specifically, ultraviolet rays are preferably used from the viewpoint of ease of handling. As the photosensitive material, generally, a photosensitive polymer material whose solubility changes in a portion irradiated with ultraviolet rays is preferably used. More specifically, a photosensitive polymer material that is hard to dissolve in a liquid used in development described later is preferably used by curing the portion irradiated with ultraviolet rays.
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。
As a method of forming the core material layer, a resin film (photosensitive film) made of a photosensitive polymer material having a predetermined refractive index for forming the core material layer is formed on the outer surface of the clad
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。 The resin film (photosensitive film) made of the photosensitive polymer material is preferably a dry film obtained by applying a semi-cured photosensitive polymer material to a polyethylene terephthalate (PET) film or the like. By using a dry film, the handleability is improved, and entrainment of bubbles can be prevented when laminating the core. Such a dry film is usually protected by a protective film.
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。
As the photosensitive polymer material for forming the core material layer, a material having a higher refractive index at the transmission wavelength of the guided light than the material of the first cladding
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。
As a kind of the photosensitive polymer material for forming the core material layer, a photosensitive resin having an epoxy resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin, or the like having a refractive index as described above as a resin component. Materials. Among these, bisphenol type epoxy resin is particularly preferable, and as the photosensitive polymer material for forming the core material layer, a resin composition containing a bisphenol type epoxy resin and a photocationic curing agent has a heat resistance. Since a high waveguide can be obtained, it is preferable because it can be combined with a printed circuit board or the like. From the viewpoint of adhesion between the core material layer and the clad
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。 Although the thickness of the said core material layer is not specifically limited, For example, it is preferable that it is about 20-100 micrometers.
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。 As a specific method of forming the core material layer, for example, a method of bonding a resin film to form the core material layer, a liquid curable resin material for forming the core material layer, Alternatively, a method of applying a varnish of a curable resin material is used.
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。
As a specific method of laminating a resin film to form the core material layer, for example, after placing the resin film made of a curable resin on the outer surface of the first cladding
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。
Further, as a specific method of applying a liquid curable resin material for forming the core material layer or a varnish of the curable resin material, a liquid curing is applied to the outer surface of the clad
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。 Before the core material layer is exposed and cured, the core material layer may be subjected to heat treatment. By doing so, unevenness, bubbles, voids and the like on the surface of the core material layer are eliminated and smoothed. The heat treatment temperature is preferably a temperature at which the unevenness, bubbles, voids, etc. on the surface of the core material layer disappear and become smooth, and is appropriately selected depending on the type of curable resin material forming the core material layer. The Moreover, as heat processing time, it is preferable that it is about 10 to 30 minutes from the point from which the said effect is fully acquired. The means for heat treatment is not particularly limited, and a method such as a method of treating in an oven set at a predetermined temperature or a method of heating with a hot plate is used.
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。 Next, the core material layer is irradiated with exposure light through a photomask to perform pattern exposure of a predetermined shape on the core material layer. Further, the exposure can be used without any particular limitation as long as it is a method of exposing light having a wavelength capable of deteriorating (curing, etc.) the photosensitive material with light with a necessary amount of light. Specifically, for example, a method of using energy rays such as ultraviolet rays as the exposure light may be used. In view of ease of handling, ultraviolet rays are preferably used. Also, contact exposure in which a photomask is placed so as to be in contact with the surface of the core material layer and exposure, and projection type in which exposure is performed while maintaining a predetermined interval so as not to contact the outer surface of the core material layer Any exposure method such as exposure may be used.
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。 The exposure conditions are appropriately selected according to the type of photosensitive material. For example, the exposure light may be exposed to 500 to 3500 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp as the exposure light. Is selected.
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。 Next, development processing is performed. As the development processing, when the photosensitive material of the core material layer is a positive type, an unexposed portion is washed away with a developer, and an unexposed portion is washed away with a developer in the case of a negative type. It is a process of removing. Examples of the developer include acetone, isopropyl alcohol, toluene, ethylene glycol, or a mixture of these at a predetermined ratio. Furthermore, for example, an aqueous developer as disclosed in JP-A-2007-292964 can be preferably used. Examples of the developing method include a method of spraying a developer by spraying and a method using ultrasonic cleaning.
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。
Thus, the
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。
Next, an inclined surface for reflecting light is formed on the
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。
When cutting the core 14 with a blade, if necessary, the
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。
In addition, the mirror part which consists of a metal layer can also be formed on an inclined surface. The method for forming the mirror part is not particularly limited as long as it is a method of laminating a metal layer on an inclined surface. Specifically, the following method is mentioned, for example. First, a resist is applied to the inclined surface. Thereafter, UV irradiation is performed through a photomask or the like so that only the resist on the inclined surface is not removed by the development process. Then, only the resist on the inclined surface is left by performing development processing. Then, after performing an etching process, the resist is peeled off. By doing so, the
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。
Next, as shown in FIG. 1C, a cladding
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。
As a method for forming the cladding
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。
As a specific method for forming the cladding
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。
Next, as shown in FIG. 1 (d), the
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。
As the
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。
Examples of the method for forming the
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。
The thickness of the
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。
Through the steps as described above, the
<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。
<Metal layer lamination process>
Next, as shown in FIG. 1 (f), a metal layer containing an uncured resin composition in which a metal base material having a roughened surface on at least one side is laminated on the optical waveguide described above. Laminate.
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。
As a method for forming the metal layer, a method of bonding a resin film containing an uncured resin composition having a predetermined refractive index to the surface of the
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。
As a specific method of laminating a resin film made of an uncured resin composition for forming the metal layer, first, a resin film made of an uncured resin composition is stacked on the surface of the
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。
Moreover, as a specific method of applying a liquid resin composition or a varnish containing a curable resin composition to form the clad material layer, for example, a liquid resin composition on the surface of the
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。
As a method of applying the varnish of the uncured resin composition, first, the varnish is prepared by dissolving the uncured resin composition in a solvent and degassing under reduced pressure. There is a method of applying and drying the varnish on the surface of the
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。 As the resin composition, a resin composition whose refractive index at the transmission wavelength of guided light is lower than the material of the core 14 to be formed later is used. Examples of the refractive index at the transmission wavelength include those of about 1.5 to 1.55.
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。
The curable resin material for forming the metal layer is not particularly limited as long as it is a curable resin material having the same or lower refractive index at the transmission wavelength of the guided light than the material of the
[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。
[Metal base material]
As the
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。 Moreover, the said copper foil can select the copper foil according to required characteristics, such as a film thickness, surface roughness, and surface treatment.
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。
The
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。 Moreover, what formed the barrier layer with zinc other than copper, nickel, etc. can also be used. Moreover, you may use what formed the antirust layer by the chromate process. Furthermore, it is also possible to use what formed the process by the silane coupling process in order to improve adhesiveness.
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。
The surface roughness Rz of the
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。
The thickness of the
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。
Next, as shown in FIG. 1G, the above-described metal layer is further laminated so that the
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。
Examples of the method for laminating the metal layer include a method in which the
<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。
<Metal layer formation process>
As shown in FIG. 1 (h), by curing the metal layer, the
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。
As a method of curing the
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。
Although it will not specifically limit if the thickness of the said cured
<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。
<Electric circuit formation process>
The electric circuit forming step is a step of forming an
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。 As the electrical circuit formation processing, for example, through-hole processing, gold plating processing, or the like can be used in addition to the above-described etching processing. The alignment of the optical circuit and the electric circuit can be performed by using, for example, markings provided on the outer shape reference, the side surface of the substrate, or the back surface of the substrate.
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。
The formed photoelectric
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。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The scope of the present invention is not limited by the examples.
(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。
Example 1
First, the photoelectric composite wiring board in the manufacturing method of the present invention is manufactured.
<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。
<Manufacture of photoelectric composite wiring board>
Prior to manufacturing the optoelectric composite wiring board, a curable film for the first clad layer, a curable film for the core, and a curable film for the metal layer laminated second clad layer were prepared.
[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。
[Curable film for first cladding]
62 parts by mass of solid epoxy adduct (“EHPE3150” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), 18 parts by mass of phenoxy resin (“YP50” manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), trimethylolpropane type epoxy resin (“Epototo” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) YH300 ") 8 parts by mass, 12 parts by mass of liquid bisphenol A type epoxy resin (" Epiclon 850S "manufactured by DIC), 0.5 parts by mass of photocationic curing agent (" SP-170 "manufactured by Adeka), heat 0.5 parts by mass of a cationic curing agent (“SI-150L” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.1 parts by mass of a surface conditioner (“F470” manufactured by DIC), 30 parts by mass of toluene and methyl ethyl ketone It is dissolved in a mixed solvent of 70 parts by mass, filtered through a membrane filter having a pore size of 1 μm, and then degassed under reduced pressure, whereby the clad epoxy resin composition is cooled. The scan was prepared. After applying this varnish on a PET film (“A4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a multi-coater of a comma coater head manufactured by Hirano Techseed Co., Ltd., the solvent was removed and dried to obtain a thickness of 10 μm. A curable film for cladding was prepared. Further, a curable film for cladding having a thickness of 50 μm was prepared by changing the coating thickness of the varnish on the PET film. “OPP-MA420” manufactured by Oji Specialty Paper Co., Ltd. was thermally laminated as a protective film on the produced film.
[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。
[Curable film for core]
8 parts by mass of liquid 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate (“Celoxide 2021P” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), solid epoxy adduct (“Daicel Chemical Industries, Ltd. EHPE3150 ") 12 parts by mass, solid bisphenol A type epoxy resin (" Epicoat 1006FS "manufactured by Japan Epoxy Resin) 37 parts by mass, trifunctional epoxy resin (" VG-3101 "manufactured by Mitsui Chemicals) 15 parts by mass , 18 parts by mass of a solid novolac type epoxy resin (“EPPN201” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 10 parts by mass of a liquid bisphenol A type epoxy resin (“Epiclon 850S” manufactured by DIC), a photocationic curing agent (manufactured by Adeka) "SP-170") 0.5 parts by mass, thermal cationic curing agent ("SI made by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd." 150 L ") 0.5 parts by mass and 0.1 part by mass of a surface conditioner (" F470 "manufactured by DIC) were dissolved in a mixed solvent of 30 parts by mass of toluene and 70 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the pore diameter was 1 µm. After filtering with a membrane filter, the varnish of the core epoxy resin composition was prepared by defoaming under reduced pressure. After applying this varnish on a PET film (“A4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a multi-coater of a comma coater head manufactured by Hirano Techseed Co., the thickness was 40 μm by removing the solvent and drying. A core curable film was prepared. “OPP-MA420” manufactured by Oji Specialty Paper Co., Ltd. was thermally laminated as a protective film on the produced film.
[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。
[Second clad material layer laminated metal substrate]
62 parts by mass of (A) solid epoxy adduct (“EHPE3150” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and 18 parts by mass of phenoxy resin (“YP50” manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) as a solid epoxy resin, liquid epoxy resin (C) 8 parts by mass of trimethylolpropane type epoxy resin (“Epototo YH300” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and (D) 12 parts by mass of liquid bisphenol A type epoxy resin (“Epiclon 850S” manufactured by DIC) E) 1.0 part by mass of “SP-170” manufactured by Adeka as photocationic curing agent, 0.5 part by mass of “SI-150L” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. as thermal cationic curing agent, and (G) Mixing of 0.1 part by mass of “F470” manufactured by DIC as a surface conditioner with 30 parts by mass of (H) toluene and 70 parts by mass of (I) methyl ethyl ketone (MEK) The varnish of the epoxy resin composition for resin layers was prepared by making it melt | dissolve in a solvent at 60 degreeC under recirculation | reflux.
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。 This varnish was applied on a copper foil (“F2-WS” manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) having a surface roughness Rz of 2.7 μm and a thickness of 12 μm using a multi coater of a comma coater head manufactured by Hirano Techseed. Then, the solvent was removed and dried to produce a second clad material layer laminated metal substrate having a thickness of 10 μm.
[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。
[Fabrication of optical waveguide]
The protective film is peeled off from the curable film for clad having a thickness of 10 μm, and this is subjected to ultraviolet rays under conditions of 50 ° C. and 0.2 MPa using a pressure type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo Morton). The substrate was laminated on a 140 mm × 120 mm temporary substrate 1 made of a permeable polycarbonate resin. Using an ultra-high pressure mercury lamp, it is exposed to ultraviolet light under the condition of 2 J / cm 2 , and after peeling the PET film from the curable film for cladding, heat treatment is performed at 150 ° C. for 30 minutes, and oxygen plasma treatment The first clad
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)。
Next, the protective film is peeled off from the curable film for core having a thickness of 40 μm, and this is subjected to conditions of 60 ° C. and 0.2 MPa using a pressure type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo Morton). Thus, the first clad
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。
Here, when the surface state of the
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)。
Next, a micromirror for deflecting the guided light by 90 ° was formed at a
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)。
Next, the protective film is peeled off from the curable film for cladding having a thickness of 50 μm, and this is subjected to conditions of 80 ° C. and 0.3 MPa using a pressure type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo Morton). Then, the first clad 15b and the core 14 were laminated on the first clad 15b and the core 14 (see FIG. 1C). The PET film is peeled off from the curable film for clad, and a pressure type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo Morton) is used on the peeled surface under the conditions of 80 ° C. and 0.2 MPa, A substrate 16 (“FR4” manufactured by Panasonic Electric Works Co., Ltd.) was laminated (see FIG. 1D). From the temporary substrate 16 'side, an ultra-high pressure mercury lamp is used to irradiate with ultraviolet light under the condition of 2 J / cm 2 , and then heat treatment is performed at 140 ° C. for 1 hour, whereby the curable film for cladding is cured. The second
[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)。
[Clad layer forming process]
Next, the protective film is peeled off from the second clad layer laminated metal base material having a thickness of 10 μm, and this is applied to a pressure-type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo-Morton) at 60 ° C., 0. It laminated | stacked on the produced
[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)。
[Second cladding layer forming step]
By performing heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes, the
[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。
[Electric circuit formation process]
The formed
(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。
(Comparative Example 1)
The clad material was cured in a substrate shape, and electroless plating and electrolytic plating were applied thereon to form a 12 μm copper foil. The surface roughness was 0.1 μm. This copper foil was peeled from the substrate. In producing the second clad layer laminated metal base material, an optoelectric composite wiring board was prepared in the same manner as in Example 1 except that a copper clad was used to form a second clad material layer of about 10 μm by a bar coater. Created.
<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。
<Evaluation of loss of photoelectric composite wiring board>
The loss evaluation of the photoelectric
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。 On the other hand, the peel strength of the copper foil in the insertion loss of the photoelectric composite wiring board obtained in Comparative Example 1 was 0.1 N / mm, and it was not at a practical level. This is considered to be because the surface roughness Rz of the used metal substrate was smaller than 0.5 μm.
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。
As described above in detail with reference to specific examples, in the method of manufacturing an opto-electric
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。
Further, since the
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。
Moreover, when laminating | stacking the resin composition film (2nd clad layer film) containing an epoxy resin at a 2nd clad layer formation process, it is conventionally used for manufacture of a printed wiring board or manufacture of the
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。
Further, since the second clad
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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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。 An optical waveguide forming step of forming a clad with a core embedded on a substrate;
A metal layer laminating step of laminating an uncured resin composition in which a metal base material having a roughened surface at least on one side is laminated on the opposite side of the substrate of the optical waveguide;
A metal layer forming step of curing the uncured resin composition to form a metal layer;
And an electric circuit forming step of forming an electric circuit on the metal substrate.
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