JP5182227B2 - 光信号伝送用基板および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、光信号伝送用基板および電子機器に関する。
電子機器の信号処理量を増加させ、情報処理スピードを向上させるために、半導体デバイスの動作速度および信号の入出力端子数は、将来に渡って増加の傾向にある。同時にその半導体デバイスを搭載するパッケージ基板と、パッケージ基板や各種電子部品を搭載するプリント配線基板の信号配線数も著しく増大しており、配線密度も高くなる傾向にある。
それに伴って、これらの基板に形成された金属電気配線における信号の減衰及び隣接する配線間のクロストークが顕著に増加し、深刻な問題となっている。とりわけマイクロプロセッサや画像処理用チップ、それらと接続するメモリなどの大規模な半導体集積回路においては、ＧＨｚレベルの信号を低消費電力で安定して入出力させることが大きな課題である。
この課題を解決するために、半導体デバイスに入出力される電気信号を半導体集積回路の近傍で光信号に変換し、その光信号を基板に形成した光導波路等の光配線によって伝送させる光伝送技術が多方面で検討されている。
光配線を用いた光伝送技術においても基板の表面と裏面との間の光信号の三次元的伝送を行うことが検討されている。そのために、基板に貫通孔を形成したり（例えば特許文献１参照）、形成した貫通孔に透明樹脂を充填して光信号の光路を設けたりすることが行われている。
しかし、基板に貫通孔を形成方法では、工程が増えることに加えて、光素子の位置合わせを行うのが困難であるといった問題があった。
しかし、基板に貫通孔を形成方法では、工程が増えることに加えて、光素子の位置合わせを行うのが困難であるといった問題があった。
本発明の目的は、貫通孔を形成することなく光信号の三次元的伝送が行うことができる光信号伝送用基板を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上述したような光信号伝送用基板を用いることにより、性能の優れた電子機器を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上述したような光信号伝送用基板を用いることにより、性能の優れた電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（１９）に記載の本発明により達成される。
（１）第１基板と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層と、第２基板とがこの順に積層されてなる光信号伝送用基板であって、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が実質的に透明な透明基板であって、前記第１基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第１クラッド層を有するものであることを特徴とする光信号伝送用基板。
（２）前記透明基板は、前記コア部を伝送する光信号を、その機能を損なうこと無く有効に透過するものである上記（１）に記載の光信号伝送用基板。
（３）前記透明基板は、前記光信号が透過する際の光信号の減衰率が２０％以下である上記（１）または（２）に記載の光信号伝送用基板。
（４）前記第１基板および前記第２基板の両方ともが前記透明基板である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（５）前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方の基板の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（６）前記第１基板および前記第２基板の両方の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（７）前記透明基板は、ポリイミド樹脂フィルムである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（８）前記ポリイミド基板は、ポリイミド樹脂層と、接着層との少なくとも２層の積層構造で構成されている上記（７）に記載の光信号伝送用基板。
（９）前記ポリイミド基板の表面粗さＲｚは、１．０μｍ以下である上記（７）または（８）に記載の光信号伝送用基板。
（１０）前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなるものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１１）前記ガラス繊維の屈折率と、前記第１樹脂の屈折率との差が、０．０１以下である上記（９）に記載の光信号伝送用基板。
（１２）前記第１樹脂は、エポキシ樹脂である上記（１０）または（１１）に記載の光信号伝送用基板。
（１３）前記樹脂組成物は、前記第１樹脂と前記ガラス繊維との屈折率差を調整するための第２樹脂を含有するものである上記（１０）または（１２）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１４）前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなる基板の表面に接着層を設けてなるものである上記（１０）または（１３）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１５）前記第１基板および前記第２基板の屈折率が、前記コア部よりも低いものである上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１６）前記第２基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第２クラッド層を有するものである上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１７）前記第１基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１８）前記第２基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１９）上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載の光信号伝送用基板を備えたことを特徴とする電子機器。
（１）第１基板と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層と、第２基板とがこの順に積層されてなる光信号伝送用基板であって、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が実質的に透明な透明基板であって、前記第１基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第１クラッド層を有するものであることを特徴とする光信号伝送用基板。
（２）前記透明基板は、前記コア部を伝送する光信号を、その機能を損なうこと無く有効に透過するものである上記（１）に記載の光信号伝送用基板。
（３）前記透明基板は、前記光信号が透過する際の光信号の減衰率が２０％以下である上記（１）または（２）に記載の光信号伝送用基板。
（４）前記第１基板および前記第２基板の両方ともが前記透明基板である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（５）前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方の基板の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（６）前記第１基板および前記第２基板の両方の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（７）前記透明基板は、ポリイミド樹脂フィルムである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（８）前記ポリイミド基板は、ポリイミド樹脂層と、接着層との少なくとも２層の積層構造で構成されている上記（７）に記載の光信号伝送用基板。
（９）前記ポリイミド基板の表面粗さＲｚは、１．０μｍ以下である上記（７）または（８）に記載の光信号伝送用基板。
（１０）前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなるものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１１）前記ガラス繊維の屈折率と、前記第１樹脂の屈折率との差が、０．０１以下である上記（９）に記載の光信号伝送用基板。
（１２）前記第１樹脂は、エポキシ樹脂である上記（１０）または（１１）に記載の光信号伝送用基板。
（１３）前記樹脂組成物は、前記第１樹脂と前記ガラス繊維との屈折率差を調整するための第２樹脂を含有するものである上記（１０）または（１２）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１４）前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなる基板の表面に接着層を設けてなるものである上記（１０）または（１３）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１５）前記第１基板および前記第２基板の屈折率が、前記コア部よりも低いものである上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１６）前記第２基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第２クラッド層を有するものである上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１７）前記第１基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１８）前記第２基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
（１９）上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載の光信号伝送用基板を備えたことを特徴とする電子機器。
本発明によれば、貫通孔を形成することなく光信号の三次元的伝送を行うことができる光信号伝送用基板を得ることができる。
また、本発明の別の目的は、上述したような光信号伝送用基板を用いることにより、性能の優れた電子機器を得ることができる。
また、本発明の別の目的は、上述したような光信号伝送用基板を用いることにより、性能の優れた電子機器を得ることができる。
以下、本発明の光信号伝送用基板および電子機器について説明する。
本発明の光信号伝送用基板は、第１基板と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層と、第２基板とがこの順に積層されてなる光信号伝送用基板であって、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が実質的に透明な基板であることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、上記に記載の光信号伝送用基板を備えたことを特徴とする。
本発明の光信号伝送用基板は、第１基板と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層と、第２基板とがこの順に積層されてなる光信号伝送用基板であって、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が実質的に透明な基板であることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、上記に記載の光信号伝送用基板を備えたことを特徴とする。
（第１実施形態）
まず、光信号伝送用基板について、好適な図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示す光信号伝送用基板１００は、第１基板１と、光導波路層２と、第２基板３とがこの順に積層されている。
光導波路層２は、クラッド層２１と、コア層２２と、クラッド層２３とがこの順に積層されている。
また、コア層２２は、図２に示すように光信号を伝送するコア部２２１と、コア部の側面に配置され、コア部２２１よりも屈折率が低いクラッド部２２２とが形成されている。
このように、コア部２２１は、側面をクラッド部２２２で、上下面をクラッド層２１および２３で囲まれているので、コア部２２１に進入した光信号がコア部２２１内部で全反射を繰り返して、所定の方向に伝送されることになる。
まず、光信号伝送用基板について、好適な図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示す光信号伝送用基板１００は、第１基板１と、光導波路層２と、第２基板３とがこの順に積層されている。
光導波路層２は、クラッド層２１と、コア層２２と、クラッド層２３とがこの順に積層されている。
また、コア層２２は、図２に示すように光信号を伝送するコア部２２１と、コア部の側面に配置され、コア部２２１よりも屈折率が低いクラッド部２２２とが形成されている。
このように、コア部２２１は、側面をクラッド部２２２で、上下面をクラッド層２１および２３で囲まれているので、コア部２２１に進入した光信号がコア部２２１内部で全反射を繰り返して、所定の方向に伝送されることになる。
第１基板１は、実質的に透明な透明基板で構成されている。これにより、第１基板１上に光学素子等の光学部品が搭載され、光導波路層２との光信号の伝送を行う際であっても第１基板１に貫通孔等を形成することなく光信号の送受信が可能となる。例えば第１基板１は、コア部２２１を伝送する光信号を、その機能を損なうこと無く有効に透過するものであり、より具体的には光信号が第１基板１を透過する際の光信号の減衰率が２０％以下であることが好ましく、特に１０％以下であることが好ましい。これにより、第１基板１に貫通孔を形成することなく光信号の三次元的伝送が可能となっている。したがって、光学素子等の位置合わせを容易にすることができる。
前記減衰率の測定は、前記各基板について島津製作所株式会社製ＵＶ−３０００を用い、波長３００〜１６００ｎｍの領域で光減衰率を測定した。ここで、光信号の波長としては具体的に８５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１３１０ｎｍ等が挙げられ、これらの波長に対する減衰率が２０％以下であることが好ましい。
前記減衰率の測定は、前記各基板について島津製作所株式会社製ＵＶ−３０００を用い、波長３００〜１６００ｎｍの領域で光減衰率を測定した。ここで、光信号の波長としては具体的に８５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１３１０ｎｍ等が挙げられ、これらの波長に対する減衰率が２０％以下であることが好ましい。
可撓性を有する光信号伝送用基板を得るためには、第１基板１としては例えばポリイミド樹脂フィルムを用いることができる。このようなポリイミド樹脂フィルムは、光損失を低減するために、第１基板１の光導波路層２と反対側の面１ａの表面粗さＲｚが１．０μｍ以下であることが好ましく、特に０．８μｍ以下であることが好ましい。これにより、第１基板１の表面での光散乱による光損失を低減することができる。前記表面粗さＲｚは、触針式表面粗さ測定器（小坂研究所株式会社 Ｓｕｒｆｃｏｄｅｒ ＳＥ３５００）を用いて評価長さ１００ｍｍの条件で測定した。
また、このようなポリイミド樹脂フィルムは、後述する導体層との密着性を向上するために、ポリイミド樹脂層と、接着層との少なくとも２層の積層構造で構成されている第１基板１であることが好ましい。前述したように第１基板１の表面粗さを小さくすることで光損失を低減することができるが、表面粗さを小さくすることで導体層との密着性が低下する。そのために、ポリイミド樹脂層と、接着層との２層の積層構造で構成されている第１基板１を用いることにより、光損失を低減した状態で光信号の三次元的伝送が可能となり、かつ導体層との密着性にも優れる。
このようなポリイミド樹脂フィルムは、ポリイミド樹脂層の厚さが５〜２０μｍであり、接着層の厚さが０．５〜５μｍであることが好ましく、特にポリイミド樹脂層の厚さが８〜１５μｍであり、接着層の厚さが１〜２μｍであることが好ましい。これにより、十分な強度を確保しつつ、光透過性と可撓性との両立が図れる。
また、リジッドな光信号用伝送基板を得る場合には、第１基板１はガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含浸してなるものであることが好ましい。これにより、第１基板１の剛性を向上することができる。
実質的に透明な第１基板１を得るためには、ガラス繊維の屈折率と、第１樹脂の屈折率との差が、０．０１以下であることが好ましく、特に０．００５以下であることが好ましい。差が前記範囲内であると、特に第１基板１内部での光の直進性に優れる。
実質的に透明な第１基板１を得るためには、ガラス繊維の屈折率と、第１樹脂の屈折率との差が、０．０１以下であることが好ましく、特に０．００５以下であることが好ましい。差が前記範囲内であると、特に第１基板１内部での光の直進性に優れる。
前記ガラス繊維としては、ガラス不織布、ガラス織布等のガラス繊維基材が挙げられる。これらの中でもガラス織布が好ましい。これにより、第１基板１の剛性をより向上することができる。
また、ガラス繊維を構成するガラスは、特に限定されないが、例えばＥガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス等が挙げられる。これらの中でもＥガラス、ＴガラスおよびＳガラスから選ばれる１種以上のガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の高弾性化を達成することができ、熱膨張係数も小さくすることができ
また、ガラス繊維を構成するガラスは、特に限定されないが、例えばＥガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、Ｈガラス等が挙げられる。これらの中でもＥガラス、ＴガラスおよびＳガラスから選ばれる１種以上のガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の高弾性化を達成することができ、熱膨張係数も小さくすることができ
前記第１樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂等の環状エーテル化合物が好ましい。これにより、耐熱性と透明性との両立を図ることができる。
前記環状エーテルを有する化合物としては、具体的にはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、またはこれらの水添加物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。また、１，４−ビス[(３−エチル―３オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、２−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、オキセタニルシルセスキオキサン、オキセタニルシリケート等のオキセタン化合物も用いることができる。
これらの中でも第１樹脂としては脂環式エポキシ樹脂が好ましく、特に水添ビフェニル構造を有する脂環式エポキシ樹脂、更に下記式（１）で示される脂環式エポキシ樹脂を含むことが好ましい。これにより、低温での硬化性を向上することができる。さらにガラス繊維と第１樹脂との界面応力が限りなく０を示す温度と、室温との温度差が小さく、かつ硬化後の線膨張係数が低いため、ガラス繊維と第１樹脂とのの界面の応力を小さくできるからである。
上述したような脂環式エポキシ樹脂を硬化させるには、単独で硬化させる場合においてはカチオン触媒、またはアニオン触媒を用いて硬化させることができる。また、酸無水物や脂肪族アミン等の硬化剤を用いて硬化させることもできる。しかしながら界面の応力をできるだけ小さくするにはカチオン系硬化触媒を用いて硬化できる樹脂が好ましい。これにより、前記脂環式エポキシ樹脂を低温で硬化させることができるからであり、低温で硬化できると応力がかぎりなく０を示す温度と室温との温度差が小さくなり応力が小さくなるからである。さらに、前記カチオン系硬化触媒を用いて前記脂環式エポキシ樹脂を硬化すると、硬化物の耐熱性（例えばガラス転移温度）が、他の硬化剤（例えば酸無水物）を用いて硬化した硬化物のそれよりも高くすることもできる。カチオン系硬化触媒を用いた硬化物の耐熱性が、他の触媒を用いたものよりも高くなり理由は、前記カチオン系硬化触媒を用いて前記エポキシ樹脂を硬化した硬化物の架橋密度が、他の硬化剤（例えば酸無水物）を用いて硬化した硬化物の架橋密度と比較して高くなるためと考えられる。
前記カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を放出するもの（例えばオニウム塩系カチオン硬化触媒またはアルミニウムキレート系カチオン硬化触媒）や、活性エネルギ線によってカチオン重合を開始させる物質を放出させるもの（例えばオニウム塩系カチオン系硬化触媒等）が挙げられる。これらの中でも、熱カチオン系硬化触媒が好ましい。これにより、より耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。
前記熱カチオン系硬化触媒としては、例えば芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩として三新化学工業製のＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、旭電化工業製のＳＰ−６６やＳＰ−７７等のヘキサフルオロアンチモネート塩挙げられ、アルミニウムキレートとしてはエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）等が挙げられ、三フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。
前記光カチオン系硬化触媒としては、例えば旭電化工業製のＳＰ１７０等が挙げられる。
前記カチオン系触媒の含有量は、特に限定されないが、例えば前記脂環式エポキシ樹脂（特に、前記式（１）で示されるエポキシ樹脂）を使用する場合は、該脂環式エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、特に０．５〜３重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化性が低下する場合があり、前記上限値を超えると透明基板が脆くなる場合がある。
なお、光硬化する場合は必要に応じて硬化反応を促進させるため増感剤、酸増殖剤等もあわせて用いることが可能である。
なお、光硬化する場合は必要に応じて硬化反応を促進させるため増感剤、酸増殖剤等もあわせて用いることが可能である。
前記樹脂組成物は、前記第１樹脂と前記ガラス繊維との屈折率差を調整するための第２樹脂を含有することが好ましい。ここで、屈折率差を調整するとは、前記ガラス繊維よりも前記第１樹脂の屈折率が高い場合には、前記第１樹脂と混合することで樹脂成分の屈折率を低下させるような前記第１樹脂よりも屈折率の低い第２樹脂を用いることが好ましい。一方、前記第１樹脂の屈折率よりも前記ガラス繊維の屈折率が高い場合には、前記第１樹脂と混合することで樹脂成分の屈折率を高くするような前記第１樹脂よりも屈折率の高い第２樹脂を用いることが好ましい。このような屈折率差を調整するための第２樹脂を含有することで、屈折率差をより小さくすることにより、製造工程での条件のバラつきによる透明性の低下を生じることなく安定して透明性に優れる第１基板１を得ることができる。
このような屈折率を調整するための第２樹脂を具体的に説明すると、第１樹脂として前記脂環式エポキシ樹脂を用いる場合、（ｉ）比較的屈折率の低い脂環式エポキシ樹脂(例えば、下記式(２)〜(７)等)と、屈折率が中程度であるトリグリシジルイソシアヌレート(例えば、下記式(８))と、から選ばれた少なくとも１種のエポキシ樹脂と、（ｉｉ）比較的屈折率の高いイオウ含有エポキシ樹脂(下記式(９))と、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂(下記式(１０))と、から選ばれた少なくとも１種のエポキシ樹脂の組み合わせなどが好ましい。前記成分(ｉ)としては、それらのうち、トリグリシジルイソシアヌレートが耐熱性の点からより好ましい。
これらの樹脂の併用割合を制御することにより、任意の屈折率に調整することができる。
これらの樹脂の併用割合を制御することにより、任意の屈折率に調整することができる。
前記比較的屈折率の低い脂環式エポキシ樹脂としては、例えば下記式(２)〜(７)にて示される脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。
また、前記屈折率が中程度であるトリグリシジルイソシアヌレートは下記式(８)にて示される。
前記比較的屈折率の高い樹脂としては、例えばイオウ含有エポキシ樹脂およびフルオレン骨格含有エポキシ樹脂等が挙げられる。前記イオウ含有エポキシ樹脂としては、イオウを含有し、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されず、耐熱性や透明性の点から下記式(９)に示すエポキシ樹脂が好ましい。
また、前記フルオレン骨格含有エポキシ樹脂としては、フルオレン骨格を含有し、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されないが、耐熱性や透明性の点から下記式(１０)で示されるエポキシ樹脂が好ましい。
このように、硬化後の屈折率の異なるエポキシ樹脂を、目的とする屈折率に応じて適宜の配合割合で混合し硬化することができ、第１樹脂の屈折率をガラス繊維の屈折率に調整することができる。
また、前記樹脂組成物には、柔軟性付与するなどのため、所望の特性を損なうことのない範囲で、単官能のエポキシ化合物を併用してもよい。この場合、樹脂全体の屈折率をガラス繊維の屈折率に合うように配合量を調整する。
また、前記樹脂組成物には、柔軟性付与するなどのため、所望の特性を損なうことのない範囲で、単官能のエポキシ化合物を併用してもよい。この場合、樹脂全体の屈折率をガラス繊維の屈折率に合うように配合量を調整する。
また、第１基板１がガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなる基板の場合には、基板の表面に接着層を設けてなるものであることが好ましい。これにより、第１基板１の表面粗さを低減すると共に、後述する導体層との密着性にも優れることができる。
前記接着層としては、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤で構成されるものが挙げられる。
前記接着層としては、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。また、特に耐熱性の高いものとして、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリイミドアミドエーテル、ポリエステルイミド、ポリイミドエーテル等の熱可塑性ポリイミド接着剤で構成されるものが挙げられる。
前記接着層の厚さは、特に限定されないが、０．１〜５０μｍが好ましく、特に０．５〜３０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に密着性と透明性のバランスに優れる。
第１基板１の熱膨張係数は、特に限定されないが、３０〜１５０℃で４０ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｐｐｍ以下、最も好ましくは２０ｐｐｍ以下である。熱膨張係数が前記範囲内であると、特に基板の寸法安定性を向上することができる。
このような第１基板１の厚さは、光信号伝送用基板に可撓性を要求される場合と、要求されない場合とで異なるが、可撓性を要求される場合には第１基板１の厚さは、３〜５０μｍが好ましく、特に５〜３０μｍが好ましい。
一方、光信号伝送用基板に可撓性が要求されない場合には、第１基板１の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、特に２０〜１００μｍが好ましい。
一方、光信号伝送用基板に可撓性が要求されない場合には、第１基板１の厚さは、１０〜２００μｍが好ましく、特に２０〜１００μｍが好ましい。
次に、光導波路層２は、上述したように、クラッド層２１と、コア層２２と、クラッド層２３とがこの順に積層されており、コア層２２は、光信号を伝送するコア部２２１と、コア部の側面に配置され、コア部２２１よりも屈折率が低いクラッド部２２２とが形成されている。
クラッド層２１およびクラッド層２３は、コア部２１よりも屈折率が低いものであれば特に限定されない。
クラッド層２１、２３を構成する材料として、具体的にはアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料が挙げられる。
これらの中でもエポキシ樹脂、ノルボルネン樹脂が好ましい。これにより、密着性、透明性、耐熱性を向上することができる。
クラッド層２１およびクラッド層２３は、コア部２１よりも屈折率が低いものであれば特に限定されない。
クラッド層２１、２３を構成する材料として、具体的にはアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料が挙げられる。
これらの中でもエポキシ樹脂、ノルボルネン樹脂が好ましい。これにより、密着性、透明性、耐熱性を向上することができる。
クラッド層２１、クラッド層２３の厚さは、それぞれ特に限定されないが、２〜１０μｍが好ましく、特に５〜３０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に寸法安定性に優れる。
なお、クラッド層２１と、クラッド層２３とは、同じ材料であっても異なる材料であっても構わない。
コア層２２は、コア部２２１と、コア部２２１よりも屈折率の低いクラッド部２２２とで構成されているが、このようなコア層２２を得る方法としては、予めコア部２２１を形成した後に、その周囲を第１クラッド部２２２で囲む方法、コア層２２を形成するためのフィルムに紫外線等の活性エネルギ線を照射することにより、フィルム中に構造変調を生じさせコア部２２１と、クラッド部２２２とを形成する方法等が挙げられる。
このようなコア層２２を構成する材料は、コア層２２を得る方法によって異なる。例えば予めコア部２２１を形成した後に、その周囲をクラッド部２２２で囲む方法の場合、コア部２２１を構成する材料に関する制限は少なく、コア部２２１とクラッド部２２２との屈折率が異なるようなものを選択すれば良い。
また、コア層２２を形成するためのフィルムに紫外線等の活性エネルギ線を照射することにより、フィルム中に構造変調を生じさせコア部２２１と、クラッド部２２２とを形成する方法の場合、フィルムを構成する材料として、活性エネルギ線の照射により、照射部の構造が変化するものを選択する必要がある。このように活性エネルギ線の照射により構造が変化するものとしては、照射により分子の一部が脱離するようなもの、照射により重合反応が開始するもの等が挙げられる。具体的には、ポリシラン（例：ポリメチルフェニルシラン）、ポリシラザン（例：ペルヒドロポリシラザン）等のシラン系樹脂や、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の（１）〜（６）のような樹脂が挙げられる。（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエンとの共重合体およびノルボルネン型モノマーと非共役ジエンと他のモノマーとの付加共重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂等のノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、コア層２２を形成するためのフィルムに紫外線等の活性エネルギ線を照射することにより、フィルム中に構造変調を生じさせコア部２２１と、クラッド部２２２とを形成する方法の場合、フィルムを構成する材料として、活性エネルギ線の照射により、照射部の構造が変化するものを選択する必要がある。このように活性エネルギ線の照射により構造が変化するものとしては、照射により分子の一部が脱離するようなもの、照射により重合反応が開始するもの等が挙げられる。具体的には、ポリシラン（例：ポリメチルフェニルシラン）、ポリシラザン（例：ペルヒドロポリシラザン）等のシラン系樹脂や、前述したような構造変化を伴う材料のベースとなる樹脂としては、分子の側鎖または末端に官能基を有する以下の（１）〜（６）のような樹脂が挙げられる。（１）ノルボルネン型モノマーを付加（共）重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加（共）重合体、（２）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、（３）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエンとの共重合体およびノルボルネン型モノマーと非共役ジエンと他のモノマーとの付加共重合体、（４）ノルボルネン型モノマーの開環（共）重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（５）ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂、（６）ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該（共）重合体を水素添加した樹脂等のノルボルネン系樹脂、その他、光硬化反応性モノマーを重合することにより得られるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
このようなコア層２２の厚さは、特に限定されないが、１００μｍ以下であることが好ましく、特に５〜５０μｍであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に屈曲性を向上することができる。
このようなクラッド層２１、コア層２２およびクラッド層２３を、たとえばラミネーターにより前記３層を貼り合わせ、コア層のコア部周辺をコア部よりも屈折率の低いクラッド部もしくは、クラッド層で覆い、光導波路層２を形成した。
第２基板３は、第１基板１と同じものでも異なるものを用いても良いが、第１基板３と第１基板１とは、同じ材料で構成されるものを用いることが好ましい。これにより、光信号伝送用基板１００の反りを低減することができる。
さらに、第１基板１と第２基板３の厚さも同じでも異なっていても良いが、同じであることが好ましい。これにより、光信号伝送用基板１００の反りを低減することができる。
なお、第１実施形態では、光導波路層２としてクラッド層（クラッド層２１およびクラッド層２３）を有する実施形態について説明したので、この場合、第１基板１および第２基板３は、少なくとも一方が実質的に透明であれば良く、コア部２２１の屈折率との関連は特に要求されない。これにより、第１基板１または第２基板３の材料選択の範囲を広くすることができる。
また、第１実施形態１では、第１基板１および第２基板３の両方が実質的に透明な透明基板である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方が透明基板であれば良い。
このような光信号伝送用基板１００は、例えば第１基板１、光導波路層２および第２基板３を予め作製した後に、プレスやラミネーターで積層する方法、予め作製した第１基板１に、光導波路層２を形成して、第２基板３を積層する方法等により得ることができる。
また、図示しないが光導波路層２には、コア部２２１に入射する光信号の進行方向を変えるための反射部（ミラー）またはコア部２２１を進行してきた光信号を出射するために光信号の進行方向を変えるための反射部（ミラー）を有していても良い。
なお、上述したような光信号伝送用基板１００では、光導波路を内層に設けることができるので、それによって透明基板の表面を有効に活用できる。したがって、透明基板の素子実装密度を向上させることもできる。
また、図示しないが光導波路層２には、コア部２２１に入射する光信号の進行方向を変えるための反射部（ミラー）またはコア部２２１を進行してきた光信号を出射するために光信号の進行方向を変えるための反射部（ミラー）を有していても良い。
なお、上述したような光信号伝送用基板１００では、光導波路を内層に設けることができるので、それによって透明基板の表面を有効に活用できる。したがって、透明基板の素子実装密度を向上させることもできる。
（第２実施形態）
次に、図３を用いて第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第２実施形態における光伝送用基板１００は、第１基板１と、コア層２２で構成される光導波路層２と、第２基板３とがこの順に積層されている。すなわち、第２実施形態では、光導波路層２にクラッド層を有していない点が第１実施形態とは異なっている。このため、第２実施形態における第１基板１および第２基板３は、第１実施形態におけるクラッド層を兼ねることになる。したがって、第１基板１および第２基板３は共に、実質的に透明な透明基板であり、かつコア部２２１よりも屈折率が低いものである必要がある。これにより、コア部２２１を伝送する光がクラッド部、第１基板１および第２基板３との間で全反射して、光信号の伝送が可能となっている。より具体的には、第１基板１および第２基板３のいずれもがコア部２２１を伝送する光の波長に対して実質的に透明であることが好ましい。
このような光信号伝送用基板１００は、例えば第１基板１上に、コア層を形成するコア層形成用のワニスを塗布し、成膜した後、パターニングすることでコア部を形成した後、第２基板３を積層することで得ることができる。
次に、図３を用いて第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第２実施形態における光伝送用基板１００は、第１基板１と、コア層２２で構成される光導波路層２と、第２基板３とがこの順に積層されている。すなわち、第２実施形態では、光導波路層２にクラッド層を有していない点が第１実施形態とは異なっている。このため、第２実施形態における第１基板１および第２基板３は、第１実施形態におけるクラッド層を兼ねることになる。したがって、第１基板１および第２基板３は共に、実質的に透明な透明基板であり、かつコア部２２１よりも屈折率が低いものである必要がある。これにより、コア部２２１を伝送する光がクラッド部、第１基板１および第２基板３との間で全反射して、光信号の伝送が可能となっている。より具体的には、第１基板１および第２基板３のいずれもがコア部２２１を伝送する光の波長に対して実質的に透明であることが好ましい。
このような光信号伝送用基板１００は、例えば第１基板１上に、コア層を形成するコア層形成用のワニスを塗布し、成膜した後、パターニングすることでコア部を形成した後、第２基板３を積層することで得ることができる。
なお、第２実施形態においては、図示しないが光導波路層２と、第１基板１および第２基板３との間を平坦化するための平坦化剤を用いることが好ましい。また、前記平坦化剤は、光導波路層２と第１基板１および第２基板３との接着性を向上するための接着剤を兼ねることがより好ましい。
このような平坦化剤としては、例えば、エポキシ基等の官能基を有する環状オレフィン系樹脂（特に、官能基を有するノルボルネン系樹脂）、多官能アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
このような平坦化剤としては、例えば、エポキシ基等の官能基を有する環状オレフィン系樹脂（特に、官能基を有するノルボルネン系樹脂）、多官能アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
（第３実施形態）
次に、図４を用いて第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第３実施形態における光信号伝送用基板１００では、第１基板１の光導波路層２が積層される面と反対側の面（図４中の上側の面）に導体層４が形成されており、第２基板３の光導波路層２が積層される面と反対側の面（図４中下側の面）に導体層４が形成されている。ここで導体層４としては、例えば銅箔、アルミ箔、ニッケル箔等の金属箔を挙げる事ができる。
この導体層４に回路パターンを形成し、光素子等を搭載することで光電気混載基板を得ることができる。
なお、図４に示す実施形態では、導体層４が両面に配置されているものについて説明したが、これに限定されず、どちらか一方の面のみに導体層４が配置されていても良い。
また、導体層４は、エッチング処理等により回路パターンが形成されているものであっても良い。
また、光導波路層２として、クラッド層を有していないものを用いても良い（図５）。
次に、図４を用いて第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
第３実施形態における光信号伝送用基板１００では、第１基板１の光導波路層２が積層される面と反対側の面（図４中の上側の面）に導体層４が形成されており、第２基板３の光導波路層２が積層される面と反対側の面（図４中下側の面）に導体層４が形成されている。ここで導体層４としては、例えば銅箔、アルミ箔、ニッケル箔等の金属箔を挙げる事ができる。
この導体層４に回路パターンを形成し、光素子等を搭載することで光電気混載基板を得ることができる。
なお、図４に示す実施形態では、導体層４が両面に配置されているものについて説明したが、これに限定されず、どちらか一方の面のみに導体層４が配置されていても良い。
また、導体層４は、エッチング処理等により回路パターンが形成されているものであっても良い。
また、光導波路層２として、クラッド層を有していないものを用いても良い（図５）。
また、本発明の電子機器は、上述したような光伝送用基板１００を有している。これにより、省スペース化を図ることができる。
このような電子機器としては、具体的にはコンピューター、サーバー、携帯電話、ゲーム機器、メモリーテスター、外観検査ロボット等を挙げることができる。
このような電子機器としては、具体的にはコンピューター、サーバー、携帯電話、ゲーム機器、メモリーテスター、外観検査ロボット等を挙げることができる。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
・透明基板の作製
Ｔガラス系ガラスクロス（厚さ９０μｍ、屈折率１．５２３、日東紡製）に水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業性、Ｅ−ＢＰ）１００重量部、芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒（三新化学製ＳＩ−１００Ｌ）１重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡して、透明基板を得た。次に、この透明基板の両面を銅箔で挟んで８０℃で２時間加熱後、２５０℃で更に２時間加熱し厚さ０．１ｍｍの積層体を得た。
・透明基板の作製
Ｔガラス系ガラスクロス（厚さ９０μｍ、屈折率１．５２３、日東紡製）に水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業性、Ｅ−ＢＰ）１００重量部、芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒（三新化学製ＳＩ−１００Ｌ）１重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡して、透明基板を得た。次に、この透明基板の両面を銅箔で挟んで８０℃で２時間加熱後、２５０℃で更に２時間加熱し厚さ０．１ｍｍの積層体を得た。
・光導波路の作製
（１）単層の光導波路フィルムの調製
＜ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）／ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン（ｄｉＰｈＮＢ）系コポリマーの合成＞
ＨｘＮＢ（ＣＡＳ番号：第２２０９４−８３−３番）（９．６３ｇ、０．０５４モル）、ｄｉＰｈＮＢ（ＣＡＳ番号：第３７６６３４−３４−３番）（４０．３７ｇ、０．１２６モル）、１−ヘキセン（４．５４ｇ、０．０５４モル）及びトルエン（１５０ｇ）を、ドライボックス内の５００ｍＬ容シーラムボトルに入れて混合し、さらにオイルバスにおいて８０℃に加熱しながら撹拌して溶液とした。得られた溶液に、パラジウム重合触媒（Ｐｄ１４４６）（１．０４×１０−２ｇ、７．２０×１０−６モル）及びＮ，Ｎ−ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（略称：ＤＡＮＦＡＢＡ）（２．３０×１０−２ｇ、２．８８×１０−５モル）を、それぞれ濃縮ジクロロメタン溶液（０．１ｍＬ）の形態で添加した。添加後の混合物を、マグネチックスターラで８０℃において２時間撹拌した。その後、反応混合物（トルエン溶液）をより大きなビーカーに移し変え、これに貧溶媒であるメタノール（１Ｌ）を滴下すると、繊維状の白色固形分が沈殿した。沈殿した固形分をろ過して６０℃のオーブン内で真空乾燥させたところ、乾燥質量１９．０ｇ（収率３８％）の生成物が得られた。得られた生成物の分子量をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：ＴＨＦ溶媒、ポリスチレン換算）で測定したところ、質量平均分子量（Ｍｗ）は１１８，０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）は６０，０００であった。得られた生成物を１Ｈ−ＮＭＲで測定し、ＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマー（ｘ＝０．３２、ｙ＝０．６８、ｎ＝５）であることを同定した。このコポリマーの屈折率をプリズムカップリング法で測定したところ、波長６３３ｎｍにおいて、ＴＥモードが１．５６９５、そしてＴＭモードが１．５６８１であった。
（１）単層の光導波路フィルムの調製
＜ヘキシルノルボルネン（ＨｘＮＢ）／ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン（ｄｉＰｈＮＢ）系コポリマーの合成＞
ＨｘＮＢ（ＣＡＳ番号：第２２０９４−８３−３番）（９．６３ｇ、０．０５４モル）、ｄｉＰｈＮＢ（ＣＡＳ番号：第３７６６３４−３４−３番）（４０．３７ｇ、０．１２６モル）、１−ヘキセン（４．５４ｇ、０．０５４モル）及びトルエン（１５０ｇ）を、ドライボックス内の５００ｍＬ容シーラムボトルに入れて混合し、さらにオイルバスにおいて８０℃に加熱しながら撹拌して溶液とした。得られた溶液に、パラジウム重合触媒（Ｐｄ１４４６）（１．０４×１０−２ｇ、７．２０×１０−６モル）及びＮ，Ｎ−ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（略称：ＤＡＮＦＡＢＡ）（２．３０×１０−２ｇ、２．８８×１０−５モル）を、それぞれ濃縮ジクロロメタン溶液（０．１ｍＬ）の形態で添加した。添加後の混合物を、マグネチックスターラで８０℃において２時間撹拌した。その後、反応混合物（トルエン溶液）をより大きなビーカーに移し変え、これに貧溶媒であるメタノール（１Ｌ）を滴下すると、繊維状の白色固形分が沈殿した。沈殿した固形分をろ過して６０℃のオーブン内で真空乾燥させたところ、乾燥質量１９．０ｇ（収率３８％）の生成物が得られた。得られた生成物の分子量をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：ＴＨＦ溶媒、ポリスチレン換算）で測定したところ、質量平均分子量（Ｍｗ）は１１８，０００であり、数平均分子量（Ｍｎ）は６０，０００であった。得られた生成物を１Ｈ−ＮＭＲで測定し、ＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマー（ｘ＝０．３２、ｙ＝０．６８、ｎ＝５）であることを同定した。このコポリマーの屈折率をプリズムカップリング法で測定したところ、波長６３３ｎｍにおいて、ＴＥモードが１．５６９５、そしてＴＭモードが１．５６８１であった。
＜光導波路形成用ワニスの調製＞
イエローライト下、上記ＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマーをメシチレンに溶解して１０質量％のコポリマー溶液（３０ｇ）を調製した。これとは別に、１００ｍＬ容ガラス瓶に、ＨｘＮＢ（４２．０３ｇ、０．２４モル）及びビス−ノルボルネンメトキシジメチルシラン（ＳｉＸ、ＣＡＳ番号：第３７６６０９−８７−９番）（７．９７ｇ、０．０２６モル）を入れ、さらに２種類の酸化防止剤［Ｃｉｂａ社製Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（０．５ｇ）及びＩｒｇａｆｏｓ１６８（０．１２５ｇ）］を加えてモノマー酸化防止剤溶液を得た。上記のコポリマー溶液３０．０ｇに、上記のモノマー酸化防止剤溶液３．０ｇと、Ｐｄ（ＰＣｙ３）２（ＯＡｃ）２（Ｐｄ７８５）（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、４．９５×１０−４ｇ、６．２９×１０−７モル）と、吸収極大波長２２０ｎｍの光酸発生剤［ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ（登録商標）ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ ２０７４（ＣＡＳ番号：第１７８２３３−７２−２番）］（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、２．５５×１０−３ｇ、２．５１×１０−６モル）とを加えて均一に溶解させた後、細孔径０．２μｍのフィルターでろ過して光導波路形成用ワニスを調製した。
イエローライト下、上記ＨｘＮＢ／ｄｉＰｈＮＢ系コポリマーをメシチレンに溶解して１０質量％のコポリマー溶液（３０ｇ）を調製した。これとは別に、１００ｍＬ容ガラス瓶に、ＨｘＮＢ（４２．０３ｇ、０．２４モル）及びビス−ノルボルネンメトキシジメチルシラン（ＳｉＸ、ＣＡＳ番号：第３７６６０９−８７−９番）（７．９７ｇ、０．０２６モル）を入れ、さらに２種類の酸化防止剤［Ｃｉｂａ社製Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（０．５ｇ）及びＩｒｇａｆｏｓ１６８（０．１２５ｇ）］を加えてモノマー酸化防止剤溶液を得た。上記のコポリマー溶液３０．０ｇに、上記のモノマー酸化防止剤溶液３．０ｇと、Ｐｄ（ＰＣｙ３）２（ＯＡｃ）２（Ｐｄ７８５）（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、４．９５×１０−４ｇ、６．２９×１０−７モル）と、吸収極大波長２２０ｎｍの光酸発生剤［ＲＨＯＤＯＲＳＩＬ（登録商標）ＰＨＯＴＯＩＮＩＴＩＡＴＯＲ ２０７４（ＣＡＳ番号：第１７８２３３−７２−２番）］（メチレンクロライド０．１ｍＬあたり、２．５５×１０−３ｇ、２．５１×１０−６モル）とを加えて均一に溶解させた後、細孔径０．２μｍのフィルターでろ過して光導波路形成用ワニスを調製した。
＜光導波路フィルムの作製＞
厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの上に、光導波路形成用ワニス１０ｇを注ぎ、これをドクターブレードでほぼ一定の厚さになるように広げて光導波路形成用ワニスの塗膜を形成させた（乾燥前の厚さ７０μｍ）。得られた塗膜をＰＥＴフィルムと共にホットプレート上に配置して５０℃で４５分間加熱することによりトルエンを蒸発させて厚さ５０μｍの乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜に、クラッド部に対応する所定の開口パターンを有するフォトマスクを通して、メタルハライドランプを用いて波長３００ｎｍ未満又は３６５ｎｍ以下の紫外光を照射した（照射量５００ｍＪ／ｃｍ２）。照射後の塗膜をオーブンに入れ、最初に５０℃で３０分間、続いて８５℃で３０分間、その後１５０℃で６０分間の加熱処理を施した。最初の５０℃で１０分間加熱した時点で、塗膜内の導波路パターンを目視で確認することができた（照射部がクラッド部、未照射部がコア部）。加熱処理後、塗膜をＰＥＴフィルムから剥離して光導波路フィルム（単層の光導波路フィルム）を得た。
厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの上に、光導波路形成用ワニス１０ｇを注ぎ、これをドクターブレードでほぼ一定の厚さになるように広げて光導波路形成用ワニスの塗膜を形成させた（乾燥前の厚さ７０μｍ）。得られた塗膜をＰＥＴフィルムと共にホットプレート上に配置して５０℃で４５分間加熱することによりトルエンを蒸発させて厚さ５０μｍの乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜に、クラッド部に対応する所定の開口パターンを有するフォトマスクを通して、メタルハライドランプを用いて波長３００ｎｍ未満又は３６５ｎｍ以下の紫外光を照射した（照射量５００ｍＪ／ｃｍ２）。照射後の塗膜をオーブンに入れ、最初に５０℃で３０分間、続いて８５℃で３０分間、その後１５０℃で６０分間の加熱処理を施した。最初の５０℃で１０分間加熱した時点で、塗膜内の導波路パターンを目視で確認することができた（照射部がクラッド部、未照射部がコア部）。加熱処理後、塗膜をＰＥＴフィルムから剥離して光導波路フィルム（単層の光導波路フィルム）を得た。
（２）クラッドフィルム材料の調製
＜デシルノルボルネン（ＤｅＮＢ）／メチルグリシジルエーテルノルボルネン（ＡＧＥＮＢ）系コポリマーの合成＞
ＤｅＮＢ（ＣＡＳ番号：第２２０９４−８５−５番）（１６．４ｇ、０．０７モル）、ＡＧＥＮＢ（ＣＡＳ番号：第３１８８−７５−８番）（５．４１ｇ、０．０３モル）及びトルエン（５８．０ｇ）を、ドライボックス内の５００ｍＬ容シーラムボトルに入れて混合し、さらにオイルバスにおいて８０℃に加熱しながら撹拌して溶液とした。この溶液に、（η６−トルエン）Ｎｉ（Ｃ６Ｆ５）２（０．６９ｇ、０．００１４モル）のトルエン溶液（５ｇ）を添加した。添加後の混合物を、マグネチックスターラで室温において４時間撹拌した。その混合物に、トルエン（８７．０ｇ）を加えて激しく撹拌した。その後反応混合物（トルエン溶液）をより大きなビーカーに移し変え、これに貧溶媒であるメタノール（１Ｌ）を滴下すると、繊維状の白色固形分が沈殿した。固形分をろ過して集めて６０℃のオーブン内で真空乾燥させたところ、乾燥質量１７．００ｇ（収率８７％）の生成物が得られた。得られた生成物の分子量をＧＰＣ（ＴＨＦ溶媒、ポリスチレン換算）で測定したところ、Ｍｗは７５，０００であり、Ｍｎは３０，０００であった。得られた生成物を１Ｈ−ＮＭＲで測定し、ＤｅＮＢ／ＡＧＥＮＢ系コポリマー（ｘ＝０．７７、ｙ＝０．２３、ｎ＝１０）であることを同定した。このコポリマーの屈折率をプリズムカップリング法で測定したところ、波長６３３ｎｍにおいて、ＴＥモードが１．５１５３、そしてＴＭモードが１．５１５１であった。
＜デシルノルボルネン（ＤｅＮＢ）／メチルグリシジルエーテルノルボルネン（ＡＧＥＮＢ）系コポリマーの合成＞
ＤｅＮＢ（ＣＡＳ番号：第２２０９４−８５−５番）（１６．４ｇ、０．０７モル）、ＡＧＥＮＢ（ＣＡＳ番号：第３１８８−７５−８番）（５．４１ｇ、０．０３モル）及びトルエン（５８．０ｇ）を、ドライボックス内の５００ｍＬ容シーラムボトルに入れて混合し、さらにオイルバスにおいて８０℃に加熱しながら撹拌して溶液とした。この溶液に、（η６−トルエン）Ｎｉ（Ｃ６Ｆ５）２（０．６９ｇ、０．００１４モル）のトルエン溶液（５ｇ）を添加した。添加後の混合物を、マグネチックスターラで室温において４時間撹拌した。その混合物に、トルエン（８７．０ｇ）を加えて激しく撹拌した。その後反応混合物（トルエン溶液）をより大きなビーカーに移し変え、これに貧溶媒であるメタノール（１Ｌ）を滴下すると、繊維状の白色固形分が沈殿した。固形分をろ過して集めて６０℃のオーブン内で真空乾燥させたところ、乾燥質量１７．００ｇ（収率８７％）の生成物が得られた。得られた生成物の分子量をＧＰＣ（ＴＨＦ溶媒、ポリスチレン換算）で測定したところ、Ｍｗは７５，０００であり、Ｍｎは３０，０００であった。得られた生成物を１Ｈ−ＮＭＲで測定し、ＤｅＮＢ／ＡＧＥＮＢ系コポリマー（ｘ＝０．７７、ｙ＝０．２３、ｎ＝１０）であることを同定した。このコポリマーの屈折率をプリズムカップリング法で測定したところ、波長６３３ｎｍにおいて、ＴＥモードが１．５１５３、そしてＴＭモードが１．５１５１であった。
＜クラッド層形成用ワニスの調製＞
イエローライト下、上記コポリマー１０ｇを脱水トルエンに溶解して２０質量％のコポリマー溶液（５０ｇ）を調製した。この溶液に、２種類の酸化防止剤［Ｃｉｂａ社製Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（０．０１ｇ）及びＩｒｇａｆｏｓ１６８（０．００２５ｇ）］と吸収極大波長３３５ｎｍの第２の光酸発生剤（東洋インキ製造社製、商品名「ＴＡＧ−３８２」）（０．２ｇ）とを加えて均一に溶解させた後、細孔径０．２μｍのフィルターでろ過してクラッド層形成用ワニスを調製した。
イエローライト下、上記コポリマー１０ｇを脱水トルエンに溶解して２０質量％のコポリマー溶液（５０ｇ）を調製した。この溶液に、２種類の酸化防止剤［Ｃｉｂａ社製Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（０．０１ｇ）及びＩｒｇａｆｏｓ１６８（０．００２５ｇ）］と吸収極大波長３３５ｎｍの第２の光酸発生剤（東洋インキ製造社製、商品名「ＴＡＧ−３８２」）（０．２ｇ）とを加えて均一に溶解させた後、細孔径０．２μｍのフィルターでろ過してクラッド層形成用ワニスを調製した。
＜クラッドフィルム材料の作製＞
上記透明基板を水平台の上に配置し、クラッド用ワニス１０ｇを注ぎ、ドクターブレードでほぼ一定の厚さになるように広げてクラッド用ワニスの塗膜を形成させた（乾燥前の厚み：３０μｍ）。この塗膜をＰＥＴフィルムと共に乾燥機に入れて５０℃で１５分間加熱することによりトルエンを蒸発させて厚み２０μｍの乾燥塗膜を得た。
上記透明基板を水平台の上に配置し、クラッド用ワニス１０ｇを注ぎ、ドクターブレードでほぼ一定の厚さになるように広げてクラッド用ワニスの塗膜を形成させた（乾燥前の厚み：３０μｍ）。この塗膜をＰＥＴフィルムと共に乾燥機に入れて５０℃で１５分間加熱することによりトルエンを蒸発させて厚み２０μｍの乾燥塗膜を得た。
（３）光信号伝送用基板の作製
上記クラッドフィルム付透明基板（大きさ：２０×２０ｃｍ）に上記光導波路フィルム（大きさ：２０×２０ｃｍ）を１枚挟み込み、３層積層体を得た。得られた３層積層体を、１２０℃に設定されたラミネーターに投入して、０．５ＭＰａの圧力下、５分間熱圧着させた。その後３層積層体を室温・常圧に戻した。次いで、高圧水銀ランプから紫外光を照射した（照射量：１００ｍＪ／ｃｍ２）。照射後の３層積層体を、放置することなく直ちに（放置時間０分）乾燥機に入れ、１５０℃で３０分間加熱することにより、クラッドフィルム材料を硬化させ（クラッド層化）、光導波路と透明基盤との密着力強化を完了させて、光信号伝送用基板を得た。
上記クラッドフィルム付透明基板（大きさ：２０×２０ｃｍ）に上記光導波路フィルム（大きさ：２０×２０ｃｍ）を１枚挟み込み、３層積層体を得た。得られた３層積層体を、１２０℃に設定されたラミネーターに投入して、０．５ＭＰａの圧力下、５分間熱圧着させた。その後３層積層体を室温・常圧に戻した。次いで、高圧水銀ランプから紫外光を照射した（照射量：１００ｍＪ／ｃｍ２）。照射後の３層積層体を、放置することなく直ちに（放置時間０分）乾燥機に入れ、１５０℃で３０分間加熱することにより、クラッドフィルム材料を硬化させ（クラッド層化）、光導波路と透明基盤との密着力強化を完了させて、光信号伝送用基板を得た。
得られた光信号伝送用基板について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。
（光損失）
得られた光信号伝送用基板の光損失を、レーザーダイオード又は面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）から発生させた光を、光ファイバーを通してコア部の一端から入力し、光信号伝送用基板中の光導波路を通り抜け、コア部の他端から出てきた光の出力を測定し、下記数式（Ｆ１）で表される総光損失を求めた。
総光損失（ｄＢ）＝−１０ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（Ｆ１）
上記式中、Ｐ１は第２のコア部の出口で測定された出力であり、Ｐ０は、光ファイバーを第１のコア部の一端に結合する前の光ファイバーの端部における光源の測定出力である。なお、光損失はそれぞれ２つ又は３つの試料について測定し、その平均値を算出した。その結果、光損失値は０．０６８ｄＢ／ｃｍであった。
得られた光信号伝送用基板の光損失を、レーザーダイオード又は面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）から発生させた光を、光ファイバーを通してコア部の一端から入力し、光信号伝送用基板中の光導波路を通り抜け、コア部の他端から出てきた光の出力を測定し、下記数式（Ｆ１）で表される総光損失を求めた。
総光損失（ｄＢ）＝−１０ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０） ・・・（Ｆ１）
上記式中、Ｐ１は第２のコア部の出口で測定された出力であり、Ｐ０は、光ファイバーを第１のコア部の一端に結合する前の光ファイバーの端部における光源の測定出力である。なお、光損失はそれぞれ２つ又は３つの試料について測定し、その平均値を算出した。その結果、光損失値は０．０６８ｄＢ／ｃｍであった。
（減衰率）
また、得られた光信号伝送用基板を、島津製作所株式会社製ＵＶ−３０００を用い、波長８５０ｎｍの領域で光減衰率を測定した結果、減衰率は１５％以下であった。
また、得られた光信号伝送用基板を、島津製作所株式会社製ＵＶ−３０００を用い、波長８５０ｎｍの領域で光減衰率を測定した結果、減衰率は１５％以下であった。
このようにして得られた光信号伝送用基板は、電子機器に好適に用いられることが示唆された。
１ 第１基板
１ａ 反対側の面
２ 光導波路層
２１ クラッド層
２２ コア層
２２１ コア部
２２２ クラッド部
２３ クラッド層
３ 第２基板
４ 導体層
１００ 光信号伝送用基板
１ａ 反対側の面
２ 光導波路層
２１ クラッド層
２２ コア層
２２１ コア部
２２２ クラッド部
２３ クラッド層
３ 第２基板
４ 導体層
１００ 光信号伝送用基板
Claims (19)
- 第１基板と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層と、第２基板とがこの順に積層されてなる光信号伝送用基板であって、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が実質的に透明な透明基板であって、前記第１基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第１クラッド層を有するものであることを特徴とする光信号伝送用基板。 - 前記透明基板は、前記コア部を伝送する光信号を、その機能を損なうこと無く有効に透過するものである請求項１に記載の光信号伝送用基板。
- 前記透明基板は、前記光信号が透過する際の光信号の減衰率が２０％以下である請求項１または２に記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１基板および前記第２基板の両方ともが前記透明基板である請求項１ないし３のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方の基板の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１基板および前記第２基板の両方の熱膨張係数が、３０〜１５０℃で、４０ｐｐｍ以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記透明基板は、ポリイミド樹脂フィルムである請求項１ないし６のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記ポリイミド基板は、ポリイミド樹脂層と、接着層との少なくとも２層の積層構造で構成されている請求項７に記載の光信号伝送用基板。
- 前記ポリイミド基板の表面粗さＲｚは、１．０μｍ以下である請求項７または８に記載の光信号伝送用基板。
- 前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなるものである請求項１ないし６のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記ガラス繊維の屈折率と、前記第１樹脂の屈折率との差が、０．０１以下である請求項９に記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１樹脂は、エポキシ樹脂である請求項１０または１１に記載の光信号伝送用基板。
- 前記樹脂組成物は、前記第１樹脂と前記ガラス繊維との屈折率差を調整するための第２樹脂を含有するものである請求項１０または１２のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記透明基板は、ガラス繊維に第１樹脂を有する樹脂組成物を含漬してなる基板の表面に接着層を設けてなるものである請求項１０または１３のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１基板および前記第２基板の屈折率が、前記コア部よりも低いものである請求項１ないし１４のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第２基板と光導波路層との間に、前記コア部よりも屈折率の低い第２クラッド層を有するものである請求項１ないし１５のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第１基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである請求項１ないし１６のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 前記第２基板の光導波路が積層される面と反対側の面には、導体層が設けられているものである請求項１ないし１７のいずれかに記載の光信号伝送用基板。
- 請求項１ないし１８のいずれかに記載の光信号伝送用基板を備えたことを特徴とする電子機器。
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