JP5671943B2 - 光導波路、その光導波路の製造方法、及びその光導波路を用いた光導波路モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光導波路、その光導波路の製造方法、及びその光導波路を用いた光導波路モジュールに関する。

電子素子間や配線基板間の高速・高密度信号伝送において、従来の電気配線による伝送では、信号の相互干渉や減衰が障壁となり、高速・高密度化の限界が見え始めている。これを打ち破るため電子素子間や配線基板間を光で接続する技術、いわゆる光インターコネクションが提案されており、電気配線と光配線の複合化に関して種々の検討が行われている。特に近年では、携帯電話やノート型パソコンのヒンジ部に光配線を導入する試みがなされている。このヒンジ部は、曲げやスライドを伴う部分であるため、高屈曲性の材料からなる光導波路を有するフレキシブル光電気複合基板が使用される。

光導波路材料として、ゴム系の樹脂を用い、弾性率を低減することで曲げやスライドの耐性を向上することが知られている。一般的に、弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂が用いられる。例えば、特許文献１、２では、シリコーンゴムやシリコーン樹脂を材料とした光導波路フィルムを備えた導波路型光モジュールが開示されている。その光導波路フィルムの導波路コアには、４５°ブレードを用いてダイシングソーの切削加工により形成された、４５°の光路変換用ミラー面が形成されている。導波路コア内を通る光は、光路変換用ミラー面で反射し、光路が変えられる。

特開２００６−０１１２１０号公報 特開２００６−０１７８８５号公報

しかしながら、低弾性率材料により作製した光導波路に光路変換用ミラー面を形成する際、例えば、図４のような外円周上に切削刃のみを備えたブレード１０１を用いて切削加工を行った場合に、切削加工により光導波路のコア層に凹みや歪み等が生じてしまうことが多い。凹みや歪み等が生じることで、光伝搬損失、特にミラー反射損失が大きくなり、ミラー面としての機能を発揮できない場合がある。
また、図５のようなノコギリ状のブレード１０２を用いて切削加工を行った場合、切削加工によるコア層の凹みや歪みが抑えられるが、切削面に切削スジが発生してしまい、光伝搬損失、特にミラー反射損失の値が大きくなる。

本発明は、上記問題点に鑑み、低弾性率材料により作製した光導波路を切削加工する際に凹みや歪み等の発生を抑制し、且つ、切削面に発生する切削スジを抑えて、光伝搬損失、特にミラー反射損失の値が低減された光導波路、その製造方法、及びその光導波路を用いた光導波路を提供することを課題とする。

本発明者らは、特定の円形回転ブレードを用いて切削加工された切削面を有する光導波路が、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、下記［１］〜［３］を提供するものである。
［１］弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂からなるコア層及びクラッド層を有し、少なくともクラッド層上にコア層が積層された光導波路であって、前記コア層、又は、該コア層及び前記クラッド層が、外円周上に複数の非切削刃部分と複数の切削刃部分とを備えた円形回転ブレードであって、該円形回転ブレードの外円周方向における複数の非切削刃部分の長さの和と複数の切削刃部分の長さの和との比（非切削刃部分の長さの和／切削刃部分の長さの和）が１／８〜２／３の範囲である円形回転ブレードにより切削加工されて形成された切削面を有する、光導波路。
［２］上記［１］に記載の光導波路の製造方法であって、複数の非切削刃部分と複数の切削刃部分とが円周方向において交互に形成され、前記円形回転ブレードの外円周方向における前記複数の非切削刃部分の長さが互いに同じであり、前記円形回転ブレードの外円周方向における前記複数の切削刃部分の長さが互いに同じである、円形回転ブレードであって、該円形回転ブレードの外円周方向における複数の非切削刃部分の長さの和と複数の切削刃部分の長さの和との比（非切削刃部分の長さの和／切削刃部分の長さの和）が１／８〜２／３の範囲である円形回転ブレードを用いて、弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂からなる前記コア層、又は該コア層及び前記クラッド層を、該コア層側から該クラッド層側に向けて切削加工して切削面を形成する工程を含む、光導波路の製造方法。
［３］上記［１］に記載の光導波路を用いた、光導波路モジュール。

本発明によれば、低弾性率材料により作製した光導波路を切削加工する際に凹みや歪み等の発生を抑制し、且つ、切削面に発生する切削スジを抑えて、光伝搬損失、特にミラー反射損失の値が低減された光導波路、及びその光導波路の製造方法を提供することができる。また、本発明の光導波路を用いた光導波路モジュールは、高精度のミラー加工が施された光導波路を備えているため、様々な光インターコネクションの分野において適用しうる。

本発明の光導波路の一例を示す模式図である。 本発明の光導波路の製造方法で用いる円形回転ブレードの一例を示した図であり、（ａ）当該円形回転ブレードの平面図、（ｂ）（ａ）の円形回転ブレードの非切削刃部分及び切削刃部分の拡大図、（ｃ）切削刃部分における円形回転ブレードの半径方向の断面図である。 本発明の光導波路の製造方法の一例を示す模式図である。 従来の光導波路の製造方法で用いられていた円形回転ブレードの一例である。 従来の光導波路の製造方法で用いられていた円形回転ブレードの一例である。

〔光導波路の構成〕
初めに、本発明の光導波路について、図１を用いて説明する。本発明の光導波路１は、図１に示すように、基板１１上に形成されていてもよい。図１では、基板１１上に、下部クラッド層１２ａが積層され、その上にコア層１３が積層されている。なお、図１のように、少なくともコア層上に、更に上部クラッド層１２ｂが積層されていてもよい（以下、下部クラッド層１２ａと上部クラッド層１２ｂをまとめて、クラッド層１２ともいう）。ここで、コア層１３には、露光処理を行い、コアパターンを形成しているものも含まれる。なお、コアパターンが形成されている場合、上部クラッド層１２ｂは、コア層１３及び下部クラッド層１２ａ上に積層される。
クラッド層１２及びコア層１３は、弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂からなる。当該樹脂の詳細については後述する。ここで、基板１１と下部クラッド層１２ａとの接着性が弱い場合は、必要に応じて基板１１と下部クラッド層１２ａとの間に接着剤層を設けてもよい。

切削面１４は、特定の円形回転ブレードにより切削加工されてコア層１３及びクラッド層１２に形成された面である。図１においては、切削面１４は、コア層１３又はクラッド層１２の水平面に対して傾斜しているが、コア層１３又はクラッド層１２の水平面に対して、略垂直に形成されていてもよい。切削面１４のコア層１３又はクラッド層１２（下部クラッド層１２ａ又は上部クラッド層１２ｂ）の水平面に対する傾斜角θは、光導波路の用途に応じて、適宜設定することができる。例えば、切削面１４をミラー面とする場合、傾斜角θとしては、適宜設定できるが、好ましくは３０〜６０度、より好ましくは４０〜５０度、更に好ましくは４４〜４６度である。

また、図１では、上部クラッド層１２ｂは、切削加工前に積層され、コア層１３と下部クラッド層１２ａと共に切削加工されているが、下部クラッド層１２ａとコア層１３を積層し、切削加工後に積層されていてもよい。

＜光導波路の各構成について＞
以下、本発明の光導波路の各構成部分について説明する。
（基板）
本発明の光導波路は基板上に形成することができる。基板の種類としては、特に制限されるものではないが、寸法安定性のある厚みのある非可撓性の基板を用いることで、光導波路自体の寸法安定性を付与させることができる。寸法安定性のある厚みのある基板の材料としては、特に限定されないが、寸法安定性の観点からフレキシブルプリント配線板、ＦＲ−４基板、半導体基板、シリコン板、ガラス板や金属板等が好適に挙げられる。上記に挙げた寸法安定性のある厚みのある非可撓性の素材に離型処理を施すことで光導波路との再剥離性を付与させることができる。基板の厚さとしては、板の反りや寸法安定性により、適宜変えてよいが、好ましくは０．１〜１０．０ｍｍである。

また、基板に光導波路との剥離性を持たせるために、上記の非可撓性の基板に表面が平坦なフィルムを貼り付けてもよい。フィルムの材料としては、特に限定されないが、強靭性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等が挙げられる。再剥離性且つ耐熱性の観点からフィルムの材料としてはポリイミドやアラミドが好適に挙げられる
フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、好ましくは５〜２５０μｍである。

基板と光導波路のクラッド層との接着には、再剥離性のある接着剤や接着フィルムからなる接着剤層を設けてもよい。ただし、基材に再剥離性が備わっている場合は接着剤又は接着フィルムを用いる必要はない。接着剤又は接着フィルムの材料としては、片面微粘着の両面テープ、ホットメルト接着剤、ＵＶ又は熱剥離型接着剤等が好適に挙げられる。
また、非可撓性の素材と光導波路に対して離型性のあるフィルムを貼り合わせる等の場や、クラッド層又は基板に接着力がないため接着剤を介する必要がある場合等の再剥離を必要としない接着には、耐熱性のある接着剤又は接着フィルムが好ましい。再剥離する必要がない場合に用いる接着剤又は接着フィルムの材料としては、特に限定されないが、耐熱性の観点からプリプレグ、ビルドアップ材、耐熱性の接着剤等が好適に挙げられる。
接着剤層及び接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、好ましくは５μｍ〜３．０ｍｍである。基板と光導波路とを上記離型性のシートを挟んで接着する場合は、接着剤層及び接着フィルムの厚さは、離型性のシートよりも５μｍ以上厚いことが好ましい。

（クラッド層）
クラッド層としては、クラッド層形成用樹脂又はクラッド層形成用樹脂フィルムを用いることができる。
クラッド層形成用樹脂としては、弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂であり、コア層より低屈折率で、光又は熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。より好適にはクラッド層形成用樹脂が、（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光重合性化合物及び（Ｃ）光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。なお、上部クラッド層を更に形成する場合、上部クラッド層の樹脂組成物に含有する成分が、下部クラッド層と同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。

（Ａ）ベースポリマーはクラッド層を形成し、該クラッド層の強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体等が挙げられる。これらのベースポリマーは１種単独でも、また２種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、３次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。更に、後に詳述する（Ｂ）光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂及び（メタ）アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。

フェノキシ樹脂の中でも、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物又はそれらの誘導体、及びビスフェノールＦ、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物又はそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものは、耐熱性、密着性及び溶解性に優れるため好ましい。ビスフェノールＡ又はビスフェノールＡ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。また、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＦ型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールＦ、テトラブロモビスフェノールＦ型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂の具体例としては、東都化成（株）製「フェノトートＹＰ−７０」（商品名）が挙げられる。

室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化学（株）製「エポトートＹＤ−７０２０、エポトートＹＤ−７０１９、エポトートＹＤ−７０１７」（いずれも商品名）、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１０１０、エピコート１００９、エピコート１００８」（いずれも商品名）等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。

（Ｂ）光重合性化合物としては、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に限定されず、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物や分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物等が挙げられる。
分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物としては、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートが好ましい。
（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性以上の多官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものである。
分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能又は多官能芳香族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等の２官能又は多官能脂肪族グリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の２官能脂環式グリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の２官能芳香族グリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の２官能脂環式グリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等の２官能又は多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等の２官能脂環式エポキシ樹脂、２官能複素環式エポキシ樹脂、多官能複素環式エポキシ樹脂、２官能又は多官能ケイ素含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの（Ｂ）光重合性化合物は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。

（Ｃ）成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば（Ｂ）成分にエポキシ化合物を用いる場合の開始剤として、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリルセレノニウム塩、ジアルキルフェナジルスルホニウム塩、ジアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステル等が挙げられる。

また、（Ｂ）成分に分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合の開始剤としては、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、２−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類、９−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物等が挙げられる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。なお、コア層及びクラッド層の透明性を向上させる観点からは、上記化合物のうち、芳香族ケトン及びフォスフィンオキサイド類が好ましい。
これらの（Ｃ）光重合開始剤は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができる。

（Ａ）ベースポリマーの配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、５〜８０質量％とすることが好ましい。また、（Ｂ）光重合性化合物の配合量は、（Ａ）及び（Ｂ）成分の総量に対して、９５〜２０質量％とすることが好ましい。
この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分が５質量％以上であり、（Ｂ）成分が９５質量％以下であると、樹脂組成物を容易にフィルム化することができる。一方、（Ａ）成分が８０質量％以下あり、（Ｂ）成分が２０質量％以上であると、（Ａ）ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、且つ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、この（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の配合量として、（Ａ）成分１０〜８５質量％、（Ｂ）成分９０〜１５質量％がより好ましく、（Ａ）成分２０〜７０質量％、（Ｂ）成分８０〜３０質量％が更に好ましい。
（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．１〜１０質量部とすることが好ましい。この配合量が０．１質量部以上であると、光感度が十分であり、一方１０質量部以下であると、露光時に感光性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。更に、光導波路として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、（Ｃ）光重合開始剤の配合量は、０．２〜５質量部とすることがより好ましい。
また、このほかに必要に応じて、クラッド層形成用樹脂中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤等のいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。

本発明においては、クラッド層の形成方法は特に限定されず、例えば、クラッド層形成用樹脂の塗布又はクラッド層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
塗布による場合には、その方法は限定されず、例えば、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する樹脂組成物を常法により塗布すればよい。
また、ラミネートに用いるクラッド層形成用樹脂フィルムは、例えば、前記樹脂組成物を溶媒に溶解して、支持体フィルムに塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。

クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いられる支持体フィルムは、その材料については特に限定されず、種々のものを用いることができる。支持体フィルムとしての柔軟性及び強靭性の観点から、上記した、基材に用いることの出来るフィルム材料として例示したものが同様に挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、５〜２５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると強靭性が得易いという利点があり、２５０μｍ以下であると十分な柔軟性が得られる。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は３０〜８０質量％程度であることが好ましい。

クラッド層の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、５〜５００μｍの範囲が好ましい。５μｍ以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、５００μｍ以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、クラッド層の厚さは、更に１０〜１００μｍの範囲であることがより好ましい。
また、上部クラッド層が形成される場合、上部クラッド層の厚さは、下部クラッド層と同一であっても異なってもよいが、コア層を埋め込むために、上部クラッド層の厚さを、コア層の厚さよりも厚くすることが好ましい。

（コア層形成用樹脂及びコア層形成用樹脂フィルム）
本発明においては、クラッド層に積層するコア層の形成方法は特に限定されず、例えば、コア層形成用樹脂の塗布又はコア層形成用樹脂フィルムのラミネートにより形成すればよい。
コア層形成用樹脂としては、弾性率が３００ＭＰａ以下の低弾性率の樹脂であり、クラッド層より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコア層を形成し得る樹脂組成物を用いることができ、感光性樹脂組成物が好適である。具体的には、前記クラッド層形成用樹脂で用いたのと同様の樹脂組成物を用いることが好ましい。
塗布による場合には、方法は限定されず、前記樹脂組成物を常法により塗布すればよい。

以下、ラミネートに用いるコア層形成用樹脂フィルムについて詳述する。
コア層形成用樹脂フィルムは、前記樹脂組成物を溶媒に溶解してクラッド層上に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は、通常３０〜８０質量％であることが好ましい。

コア層形成用樹脂フィルムの厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層の厚さが、通常は１０〜１００μｍとなるように調整される。該フィルムの厚さが１０μｍ以上であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、１００μｍ以下であると、光導波路形成後の受発光素子又は光ファイバーとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、更に３０〜７０μｍの範囲であることが好ましい。

コア層形成用樹脂の製造過程で用いる支持体フィルムは、コア層形成用樹脂を支持する支持体フィルムであって、その材料については特に限定されないが、後にコア層形成用樹脂を剥離することが容易であり、且つ、耐熱性及び耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等が好適に挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。５μｍ以上であると、支持体フィルムとしての強度が得やすいという利点があり、５０μｍ以下であると、パターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、支持体フィルムの厚さは１０〜４０μｍの範囲であることがより好ましく、１５〜３０μｍであることが特に好ましい。
なお、本発明において用いられる光導波路は、コア層及びクラッド層を有する高分子層を複数積層し、多層光導波路であってもよい。

〔円形回転ブレード〕
本発明の光導波路の切削面１４を形成する上で用いる円形回転ブレードは、外円周上に複数の非切削刃部分と複数の切削刃部分とを備えたものである。
本発明で用いる円形回転ブレードの外円周方向における複数の非切削刃部分の長さの和と複数の切削刃部分の長さの和との比（非切削刃部分の長さの和／切削刃部分の長さの和）が１／８〜２／３の範囲であり、好ましくは１／７〜１／２の範囲である。当該範囲であれば、弾性率が３００ＭＰａ以下の低弾性率の樹脂からなるコア層及びクラッド層を切削加工しても、凹みや歪みの発生を抑えられ、切削面に発生する切削スジも低減することができる。つまり、低減当該比が１／８未満であると、図４のブレード１０１を用いた場合と同様に、切削時にコア層に凹みや歪みが発生してしまい、光伝搬損失、特にミラー反射損失の値が大きくなるため好ましくない。また、当該比が２／３より大きいと、図５のブレード１０２を用いた場合と同様に、切削面に切削スジが発生してしまい、光伝搬損失、特にミラー反射損失の値が大きくなるため好ましくない。
なお、非切削刃部分の長さとは、図２の（ｂ）のＬ１の長さを示し、切削刃部分の長さとは、図２の（ｂ）のＬ２の長さを示す。

図２に、本発明で用いられる円形回転ブレードの一例を示す。図２に示す円形回転ブレード５０は、複数の非切削刃部分５１と複数の切削刃部分５２と円周方向において交互に備え、非切削刃部分５１は、円形回転ブレード５０の中心方向内側に向けて形成されたＵ字形状のスリット５３からなる。スリット５３の形状については、図２のように円形回転ブレード５０の円の法線方向に伸びるＵ字形状でもよく、所定の角度で中心に向けて伸びる形状であってもよい。非切削刃部分５１は、上述のようなスリット５３からなることで、切削加工の際に発生する切削粉をこのスリットから排出することができるため好ましい。
また、Ｕ字形状のスリット５３の深さは、切り込む深さより大きくする必要があり、例えば下部クラッド層２５μｍ、コア層５０μｍ上部クラッド層２５μｍの光導波路の場合では下部クラッド層に１０μｍ〜１５μｍ切り込みを入るとして、少なくとも（１５＋５０＋２５＝）８０μｍ以上であればよい。

また、図２の円形回転ブレード５０において、各非切削刃部分５１の長さは、それぞれＬ１で互いに同じである。同様に、各切削刃部分５２の長さも、それぞれＬ２で互いに同じである。各非切削刃部分５１の長さＬ１、及び各切削刃部分５２の長さＬ２がそれぞれ同じであることで、常に良好な切削面を形成することができるため好ましい。
非切削刃部分５１及び切削刃部分５２のそれぞれの個数としては、円形回転ブレードの直径により適宜選択されるが、好ましくは５０〜８０個である。５０個以上であれば、切削時にコア層に凹みや歪みの発生を抑制でき、８０個以下であれば、切削面の切削スジの発生を抑制できる。なお、非切削刃部分５１と切削刃部分５２は、円周方向において交互に形成されるため、両者の個数は同じとなる。

円形回転ブレード５０の直径は、ブレードを装置に取り付けるためのフランジの外径の観点から、好ましくは５１〜５６ｍｍ、より好ましくは５１〜５３ｍｍ、更に好ましくは５１〜５２ｍｍである。

切削刃部分５２における円形回転ブレードの半径方向の断面形状は、特に制限は無いが、光導波路にミラー面を形成する観点から、図２の（ｃ）に示す断面形状であることが好ましい。図２の（ｃ）は、切削刃部分５２における円形回転ブレードの半径方向の断面形状を表しており、ｌはコア層１３又はクラッド層１２の水平面を示し、αはコア層又はクラッド層の水平面に対する切削刃部分における先端角度を示している。当該先端角度としては、好ましくは３０〜６０度、より好ましくは４０〜５０度、更に好ましくは４４〜４６度である。

円形回転ブレードの粗さは、レジン砥粒を用いたブレードではＪＩＳ規格相当品で、好ましくは１０００〜３０００番、より好ましくは１５００〜１７００番であり、ダイヤモンド砥粒を用いたブレードではＪＩＳ規格相当品で、好ましくは３０００〜７０００番、より好ましくは３０００〜４５００番である。円形回転ブレードの粗さが粗過ぎると切り込みの切削面が粗い面となり伝搬光を散乱する。一方、ブレードの粗さが細か過ぎると、ブレードが目詰まりし易く、光導波路１が基板１１から剥がれるおそれがある。
円形回転ブレードの厚さは、４５°斜面を形成する深さによるが、好ましくは１００〜３２０μｍ、より好ましくは１４０〜１８０μｍである。

〔光導波路の製造方法〕
本発明の光導波路の製造方法について、図３を用いて説明する。図３では、上部クラッド層１２ｂを有する光導波路が示されているが、それに限定はされない。
まず、図３の（ａ）において、フレキシブルプリント配線板等の基板１１上に下部クラッド層１２ａを積層し、その上にコア層１３を積層する。該コア層１３は、露光処理を行ない、コアパターンを形成してもよい。そして、更に上部クラッド層１２ｂを積層し切削加工前光導波路２を得る。本発明においては、切削加工前光導波路２の製造方法は、特に限定されず、例えば実施例に記載の方法が挙げられる。また、基板１１と下部クラッド層１２ａとの接着性が悪い場合には、必要に応じて接着剤層を介して、基板１１と下部クラッド層１２ａとを接着してもよい。

次に、図３の（ｂ）のように、切削面１４を形成する。切削面１４は、上述の円形回転ブレードを用いて、上部クラッド層１２ｂ及びコア層１３側から、下部クラッド層１２ａ側に向けて切削加工することで形成される。図３の（ｂ）では、切削面１４を形成することで、ミラー面を有する光導波路が作製されている。この際、ブレードの先端部分は丸みを帯びており、切削面１４を平面状に仕上げるために、切削加工は、コア層１３だけでなく、コア層１３の下に位置する下部クラッド層１２ａの一部も切削されることが好ましい。切削される下部クラッド層１２ａの深さとしては、好ましくは５〜２０μｍ、より好ましくは１０〜１５μｍである。

切削加工の際には、発熱を抑えるために、ブレードクーラー水を１．０〜２．０Ｌ／分、シャワー水を０．５〜２．０Ｌ／分程度供給することが好ましい。
円形回転ブレードの回転数は、切削面を滑らかな面とする観点から、好ましくは２０，０００〜６０，０００ｒｐｍ、より好ましくは２５，０００〜４０，０００ｒｐｍである。
また、円形回転ブレードの送り速度は、好ましくは１ｍｍ／ｓ〜１０ｍｍ／ｓ、より好ましくは１ｍｍ／ｓ〜５ｍｍ／ｓである。この範囲の送り速度は、半導体素子製造時のブレードの送り速度の約１／１０である。このようにゆっくりした送り速度でコア層１３及びクラッド層１２を切削することにより、切削面を滑らかな面に形成することができる。
なお、当該切削加工は、上向き削り（アップカット）、下向き削り（ダウンカット）のいずれでもよい。

上記の条件により、切削加工がなされて形成された切断面は、光伝搬損失、特にミラー面の反射損失の値を低く抑えることができる。本発明の光導波路のミラー面の反射損失の値は、好ましくは０．７ｄＢ以下、より好ましくは０．６５ｄＢ以下、更に好ましくは０．６０ｄＢ以下である。

〔光電気複合モジュール〕
本発明の光導波路は、更に電気配線板を備えた、光電気複合基板とすることができる。
電気配線版としては、特に限定されるものではなく、光電気複合部材に用いられる種々の電気配線板を用いることができ、例えば、基板に直接配線が設けられているフレキシブルプリント配線板等や、片面に銅が貼り付けられたポリイミド基板を用い、光導波路と接合後に、電気配線パターンを形成したものであってもよい。更に、上記の配線板を多層化してあってもよい。
このような本発明の光導波路を備えた光電気複合基板は、光損失、特にミラー面の反射損失の値が低減されているため、様々な光インターコネクションの分野に適用しうる、光電気複合モジュールとなり得る。本発明の光導波路を用いた光電気複合モジュールとしては、例えば、ＡＯＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ）等が挙げられる。

〔製造例〕
以下の如くに各工程を実施し、切削加工前の光導波路を作製した。
（１）クラッド層形成用樹脂フィルムの作製
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）４８質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート（商品名：ＫＲＭ−２１１０、分子量：２５２、旭電化工業（株）製）４９．６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩（商品名：ＳＰ−１７０、旭電化工業（株）製）２質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度２５℃、回転数４００ｒｐｍの条件で、６時間攪拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスを調合した。その後、孔径２μｍのポリフロンフィルタ（商品名：ＰＦ０２０、アドバンテック東洋（株）製）を用いて、温度２５℃、圧力０．４ＭＰａの条件で加圧濾過し、更に真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度５０ｍｍＨｇの条件で１５分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ４１００、東洋紡績（株）製、厚さ：５０μｍ）の非処理面上に塗工機（マルチコーターＴＭ−ＭＣ、（株）ヒラノテクシード製）を用いて塗布し、８０℃、１０分、その後１００℃、１０分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：ピューレックスＡ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、２５μｍとなるように調節した。また、得られたクラッド層形成用樹脂の弾性率は２８５ＭＰａであった。

（２）コア層形成用樹脂フィルムの作製
（Ａ）ベースポリマーとして、フェノキシ樹脂（商品名：フェノトートＹＰ−７０、東都化成（株）製）２６質量部、（Ｂ）光重合性化合物として、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（商品名：Ａ−ＢＰＥＦ、新中村化学工業（株）製）３６質量部、及びビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＡ−１０２０、新中村化学工業（株）製）３６質量部、（Ｃ）光重合開始剤として、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（商品名：イルガキュア８１９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）１質量部、及び１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン（商品名：イルガキュア２９５９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）１質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を用いたこと以外は、上記クラッド層形成用樹脂フィルムの作製例と同様の方法及び条件でコア層形成用樹脂ワニスを調合した後、加圧濾過、及び減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（商品名：コスモシャインＡ１５１７、東洋紡績（株）製、厚さ：１６μｍ）の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型ＰＥＴフィルム（商品名：Ａ３１、帝人デュポンフィルム（株）、厚さ：２５μｍ）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が５０μｍとなるよう、塗工機のギャップを調整した。また、得られたコア層形成用樹脂の弾性率は２８５ＭＰａであった。

なお、コア層及びクラッド層の屈折率をＭｅｔｒｉｃｏｎ社製プリズムカプラー（Ｍｏｄｅｌ ２０１０）で測定したところ、波長８３０ｎｍにて、コア層が１．５８４、クラッド層が１．５５０であった。

（３）接着フィルムの作製
ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５４６５の実施例１に記載の接着フィルムを作製した。すなわち、（ａ）エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−７０３（東都化成株式会社製商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）５５質量部、（ｂ）硬化剤としてミレックスＸＬＣ−ＬＬ（三井化学株式会社製商品名、フェノール樹脂、水酸基当量１７５、吸水率１．８質量％、３５０℃における加熱重量減少率４％）４５質量部、シランカップリング剤としてＮＵＣ Ａ−１８９（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）１．７質量部とＮＵＣ Ａ−１１６０（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン）３．２質量部、（ｄ）フィラーとしてアエロジルＲ９７２（シリカ表面にジメチルジクロロシランを被覆し、４００℃の反応器中で加水分解させた、メチル基等の有機基を表面に有するフィラー、日本アエロジル株式会社製商品名、シリカ、平均粒径０．０１６μｍ）３２質量部からなる組成物に、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、更にビーズミルを用いて９０分混練した。これに（ｃ）高分子化合物としてグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート３質量％を含むアクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３（ナガセケムテックス株式会社製商品名、重量平均分子量８０万）を２８０質量部、及び（ｅ）硬化促進剤としてキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品名、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール）を０．５質量部加え、攪拌混合、真空脱気した。この接着剤ワニスを厚さ７５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１０μｍの塗膜を形成した。次いで第２の保護フィルムとして２５μｍの離型処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ピューレックスＡ３１）を離型面が樹脂側になるように貼り付け、接着フィルムを得た。

（４）切削加工前光導波路の作製

下部クラッド層１２ａとして上述した方法で得られたクラッド層形成用樹脂フィルムを用い、下部クラッド層１２ａの上に、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、次いで平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、コア層１３を形成した。
そして、幅５０μｍのネガ型フォトマスクを介し、上記紫外線露光機にて紫外線（波長３６５ｎｍ）を０．８Ｊ／ｃｍ²照射し、次いで８０℃で５分間露光後加熱を行った。その後、支持フィルムであるＰＥＴフィルムを剥離し、現像液（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド＝７／３、質量比）を用いて、コア層１３からコアパターンを現像した。続いて、洗浄液（イソプロパノール）を用いて洗浄し、１００℃で１０分間加熱乾燥した。次に、厚さ６０μｍのクラッド層形成用樹脂フィルムを、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ（株式会社名機製作所製、ＭＶＬＰ−５００）を用い、５００Ｐａ以下に真空引きした後、圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、加圧時間３０秒の条件にて加熱圧着して、上部クラッド層１２ｂを形成し光導波路フィルムを得た。
一方、基板１１として、電気配線パターンを作製したフレキシブルプリント配線板（ユーピレックス１２．５μｍ、電解銅箔９μｍ）を用い、該配線板に、前記接着フィルムの接着面を、ロールラミネータ（日立化成テクノプラント株式会社製、ＨＬＭ−１５００）を用い圧力０．４ＭＰａ、温度５０℃、ラミネート速度０．２ｍ／ｍｉｎの条件で、ラミネートした。その後、紫外線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ−１１７２）にて接着フィルム側から紫外線（波長３６５ｎｍ）を１Ｊ／ｃｍ²照射し、前記接着フィルムから保護フィルムである離型ＰＥＴフィルム（ピューレックスＡ３１）を剥離し、次いで作製した光導波路フィルムを前記フレキシブルプリント配線板に電極パターンとコアパターンとを位置合わせして仮止めした後、真空加圧式ラミネータにて密着させ、１８０℃１時間の加熱硬化処理を行って、フレキシブルプリント配線板上に切削加工前光導波路２を形成した。

〔実施例１〕
上記の製造例により得られた切削加工前の光導波路を用いて、以下のとおり切削加工を行った。用いた円形回転ブレードは、図２のような形状をした株式会社ディスコ社製（型番；ＮＢＣ−Ｚ２２２ＪＬＳＳＴ４、図２の（ｂ）におけるＬ１／Ｌ２＝１／４．３４、メッシュ粒径；＃５０００、Ｕ字形状スリット；幅０．５ｍｍ深さ１．０ｍｍスリット数６０ヶ所、図２の（ｃ）における先端角度α；４５度、外径；５１ｍｍ、内径；４０ｍｍ、厚さ；１４０μｍ）のブレードを用いた。切削加工は、円形回転ブレードの回転数３０，０００ｒｐｍ、送り速度１．０ｍｍ／秒の条件で、ブレードクーラー水を０．５Ｌ／分、シャワー水を０．８Ｌ／分程度供給しながら、ダウンカットを行い、切削面を形成し、その切削面がミラー面となる光導波路Ａを得た。得られた光導波路Ａのミラー角度（図１のθ）は、４５．４２度であった。また、切削面（ミラー面）には、凹みも歪みも見られず、且つ、切削時に生じる切削スジも見られなかった。また、同様の方法にて、光導波路Ｂ〜Ｊを作製した。

〔比較例１〕
円形回転ブレードを、図４のような形状をしたブレード（ＮＢＣ−Ｚ２２２ＪＬＴ４ ５１×４０×０．１４×４５°）（図２の（ｂ）におけるＬ１／Ｌ２＝０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、光導波路Ｋを得た。得られた光導波路Ｋは、切削面（ミラー面）に歪みが見られ、ミラー角度を求めることもできなかった。

〔比較例２〕
円形回転ブレードを、図５のような形状をしたブレードＣウェーブソー CWNX ５５×０．２×４０ Ｓ １００ＮＴ ＡＧ４５（図２の（ｂ）におけるＬ１≒０（先端が点のため）／Ｌ２＝１．７３ｍｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、光導波路Ｌを得た。得られた光導波路Ｌのミラー角度（図１のθ）は、４５．１７度であった。
また、切削面（ミラー面）には、凹みも歪みも見られなかったが、切削スジが発生していた。また、同様の方法にて、光導波路Ｍ、Ｎを作製した。

作製した光導波路Ａ〜Ｎについて、ミラー反射損失を算出した。その結果を表１に示す。なお、ミラー反射損失は、まず導波路の片方に４５°ミラーを形成し、導波路の伝搬損失とミラー反射損失とファイバーブロックと導波路の結合損失を測定した後、４５°ミラー部分を９０°に切断し、導波路の伝搬損失を測定し、両者の差を４５°ミラーの反射損失とした。また、光導波路の光伝搬損失は、光源に８５０ｎｍの面発光レーザー（（ＥＸＦＯ社製、ＦＬＳ−３００−０１−ＶＣＬ）を、受光センサに株式会社アドバンテスト製、Ｑ８２２１４を用い、カットバック法（測定導波路長１０、５、３、２ｃｍ、入射ファイバ；ＧＩ−５０／１２５マルチモードファイバ（ＮＡ＝０．２０）、出射ファイバ；ＳＩ−１１４／１２５（ＮＡ＝０．２２））により測定した。

表１に示すとおり、実施例の光導波路Ａ〜Ｊはミラー反射損失が０．７０ｄＢ以下と低く抑えられた。一方、比較例１では、切削面に歪みが生じたため、測定ができなかった。また、比較例２の光導波路Ｌ〜Ｎは、ミラー反射損失が２．２０ｄＢ以上と高く、ミラー反射損失が十分に抑制されていない。

本発明の光導波路は、光損失、特にミラー面の反射損失の値が低減されているため、様々な光インターコネクションの分野に適用しうる、光電気複合モジュールとなり得る。

１；光導波路
２；切削加工前光導波路
１１；基板
１２ａ；下部クラッド層
１２ｂ；上部クラッド層
１３；コア層（コアパターン）
１４；切削面
５０；円形回転ブレード
５１；非切削刃部分
５２；切削刃部分
５３；スリット
１０１、１０２；ブレード

Claims (5)

1. 弾性率が３００ＭＰａ以下の樹脂からなるコア層及びクラッド層を有し、少なくとも前記クラッド層上に前記コア層が積層された光導波路の製造方法であって、
   円形回転ブレードを用いて、前記コア層、又は前記コア層及び前記クラッド層を、前記コア層側から前記クラッド層側に向けて切削加工して切削面を形成する工程を含み、
   前記円形回転ブレードは外円周上に複数の非切削刃部分と複数の切削刃部分とを備え、
   前記複数の非切削刃部分と前記複数の切削刃部分とは外円周方向において交互に形成され、
   前記外円周方向における前記複数の非切削刃部分の長さが互いに同じであり、
   前記外円周方向における前記複数の切削刃部分の長さが互いに同じであり、
   前記外円周方向における前記複数の非切削刃部分の長さの和と前記複数の切削刃部分の長さの和との比（非切削刃部分の長さの和／切削刃部分の長さの和）が１／８〜１／２の範囲である、光導波路の製造方法。
2. 前記非切削刃部分が、前記円形回転ブレードの中心方向内側に向けて形成されたＵ字形状のスリットからなる、請求項１に記載の光導波路の製造方法。
3. 前記非切削刃部分及び切削刃部分のそれぞれの個数が、５０〜８０個である、請求項１又は２に記載の光導波路の製造方法。
4. 前記コア層又は前記クラッド層の水平面に対して前記円形回転ブレードを直角に配置した場合において、前記円形回転ブレードの半径方向の断面形状において、前記切削刃部分の先端が、前記水平面に対する先端角度が３０〜６０度に傾斜した形状である、請求項１から３のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。
5. 前記円形回転ブレードの回転数が、２００００〜６００００ｒｐｍである、請求項１から４のいずれか１項に記載の光導波路の製造方法。