JP2012133118A - 光電気複合基板、この製造方法、及びこれを用いた光電気複合モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層が積層され、該下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層が積層されてなる、光電気複合基板、この製造方法、及びこれを用いた光電気複合モジュール。
【選択図】図1
Description
本発明は、上記問題点に鑑み、ハンドリング性を低下させることなく製造することができると共に、厚さを薄くし、且つ、屈曲性を向上させた光電気複合基板、この光電気複合基板の製造方法、及びこの光電気複合基板を用いた、光電気複合モジュールを提供することを課題とする。
すなわち、本発明は、下記[1]〜[3]を提供するものである。
[1]導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層が積層され、該下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層が積層されてなる、光電気複合基板。
[2]上記[1]に記載の光電気複合基板の製造方法であって、導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層を形成する工程(1)と、下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層を順次形成して光導波路を構築する工程(2)とを有する、光電気複合基板の製造方法。
[3]上記[1]に記載の光電気複合基板を用いた、光電気複合モジュール。
本発明の光電気複合基板は、導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層が積層され、該下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層が積層されてなる。
下部クラッド層が導体保護層としての役割に担う観点から、下部クラッド層21の厚さは、導体パターンの厚さに対して、好ましくは1.1〜3.0倍、より好ましくは1.1〜2.0倍である。1.1倍以上であれば、導体パターン11aの絶縁保護、ほこりや水分、機械的ダメージ等からの保護する役割を十分に発揮することができる。一方、3倍以下であれば、優れた屈曲性を有する程に、光電気複合基板の厚さを薄くすることができる。
以下、本発明の光電気複合基板の各構成について詳述する。
本発明で用いられる電気配線基板としては、基板の上に導体パターンが設けられた電気配線基板であれば特に制約はなく、目的に応じて種々のものを用いることができる。
導体パターンを構成する導体金属としては、例えば、銅、アルミニウム、銀、金等が挙げられる。
基板材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー等を用いた有機配線基板、ガラスエポキシ基板、アルミナ基板、窒化アルミ基板等のセラミック配線基板、シリコン等の半導体ウエハ等が挙げられる。
これらの中でも、フレキシブルタイプの光電気複合基板とするために、基板材料が、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー等が好ましく、耐熱性や入手のしやすさの観点から、ポリイミドを用いた基板がより好ましい。
なお、光導波路の構築に際して、基板を通して導体パターンを視認し易くするためには、透明な基板が好ましい。
基板及び導体パターンの厚さは、用途に応じて適宜決定されるものであって、特に制限はない。例えば、銅張りポリイミドフィルムの場合には、銅の厚みが、好ましくは1〜50μm程度、基板の厚みが、好ましくは5〜100μm程度である。
このような金属箔付き基板としては、市販のもので、(株)カネカ製、商品名「ピクシオ」、宇部興産(株)製、商品名「ユピセル」、新日鐵化学(株)製、商品名「エスパネックス」、東レフィルム加工(株)製、商品名「メタロイヤル」、シェルダール製、商品名「フレックスベース」等が挙げられる。
しかしながら、3層の金属箔付き基板においては、接着剤層の存在が基板の性能、特に、折れ曲げに対する信頼性に影響するため、接着剤層を介さずに金属箔が直接基板に積層された2層の金属箔付き基板が開発されており、金属箔と基板との接着強度を高める試みも多くなされている。
また、2層の金属箔付き基板としては、スパッタ法や直接めっき法によって基板上に金属薄膜を形成して製造されたものがあり、そのような2層の金属箔付き基板については、通常、導体パターンとしての必要部分にのみ電解めっき等の方法で導体金属を析出させて必要な厚みとする、いわゆるセミアディティブ法で導体パターンを加工する。
これらの2層の金属箔付き基板の場合、金属薄膜は銅、アルミニウム、金等の導体金属と同じである必要はなく、ニッケル、パラジウム、鉄等であってもよい。
本発明には、金属箔付き基板としてこのような2層の金属箔付き基板を用い、後に、アディティブ法で電気配線基板を形成する方法(セミアディティブ法)も含まれる。むろん、2層の金属箔付き基板が金属配線に必要とされる厚みの金属箔を有する場合は、サブトラクティブ法で電気配線基板を形成する。
下部クラッド層及び上部クラッド層に使用するクラッド層形成用樹脂としては、クラッド形成用樹脂フィルムの硬化物が、後記するコア層形成用樹脂フィルムの硬化物より低屈折率となるものであり、且つ光又は熱により硬化する樹脂であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂や感光性樹脂を用いることができる。特に、下部クラッド層は、導体パターンを保護する観点から、カバーレイ材よりなることが好ましく、接着性の観点から、電気配線基板と接着性に優れた樹脂よりなることが好ましい。
このようなクラッド層形成用樹脂の具体的なものとしては、(ア)ベースポリマー、(イ)光重合性化合物、及び(ウ)光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されていることが好ましい。
ここで用いる(ア)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。なお、(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。
これらのベースポリマーは、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
上記(ア)ベースポリマーとしては、耐熱性が高いという観点から、主鎖に芳香族骨格を有する樹脂が好ましく、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、(ア)ベースポリマーとしては、後述する(イ)光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂フィルムの透明性を確保するために重要であるが、この観点からは、フェノキシ樹脂及び/又は(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
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。
(ア)ベースポリマーの分子量は、フィルム形成性の点から、通常、数平均分子量が5,000以上である。該数平均分子量は、好ましくは10,000以上、より好ましくは30,000以上である。
数平均分子量の上限は、特に制限はないが、(イ)光重合性化合物との相溶性や露光現像性の観点から、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは200,000以下である。
なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
配合量が10質量%以上であれば、光導波路構築に必要な50〜500μm程度の厚膜フィルムの形成が容易であるという利点があり、一方、80質量%以下であれば、光硬化反応が十分に進行する。
(イ)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2つ以上のエポキシ基を有する化合物や分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物等が挙げられる。
分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノール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AD型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等の2官能芳香族グリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂等の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、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂、ヘキサンジオール型エポキシ樹脂等の2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、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、ソルビトール型エポキシ樹脂、グリセリン型エポキシ樹脂等の多官能脂肪族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、ヘキサ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、N,N−ジグリシジルトリフルオロメチルアニリン等の2官能芳香族グリシジルアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4−ジアミノジフェニルメタン、1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール等の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アセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の2官能脂環式エポキシ樹脂、ジグリシジルヒダントイン等の2官能複素環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等の多官能複素環式エポキシ樹脂、オルガノポリシロキサン型エポキシ樹脂等の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。
また、これらの化合物は、単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよく、更にその他の光重合性化合物と組み合わせて用いることもできる。なお、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法又は質量分析法を用いて測定することができる。
また、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物の具体例としては、(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、これらのうち透明性と耐熱性の観点から、(メタ)アクリレートが好ましく、1官能性のもの、2官能性のもの、3官能性以上のもののいずれも用いることができる。
これらは、単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
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。
20質量%以上であれば、光重合性化合物に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、一方、90質量%以下であれば、十分な厚さのクラッド層を容易に形成することできる。
(ウ)光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、エポキシ化合物の開始剤として、p−メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート等のアリールジアゾニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロホスホニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のジアリールヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロホスホニウム塩、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、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムペンタフロロヒドロキシアンチモネート塩等のトリアリールスルホニウム塩、トリフェニルセレノニウムヘキサフロロホスホニウム塩、トリフェニルセレノニウムホウフッ化塩、トリフェニルセレノニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のトリアリルセレノニウム塩、ジメチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジエチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩等のジアルキルフェナジルスルホニウム塩、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、4−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート等のジアルキル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、α−ヒドロキシメチルベンゾインスルホン酸エステル、N−ヒドロキシイミドスルホネート、α−スルホニロキシケトン、β−スルホニロキシケトン等のスルホン酸エステル等が挙げられる。
また、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、アリール基が置換されている場合、2つのアリール基の置換基は同一で対称な二量体であってもよいし、相違して非対称な二量体であってもよい。
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、上記光重合開始剤のうち、芳香族ケトン及びホスフィンオキサイド類が好ましい。
これらの(ウ)光重合開始剤は、単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
0.1質量部以上であれば、光感度が十分であり、一方、10質量部以下であれば、光導波路の表面のみが選択的に硬化し、硬化が不十分となることがなく、また、光重合開始剤自身の吸収により伝搬損失が増大することもない。
前記のように、下部クラッド層及び上部クラッド層の形成には、クラッド層形成用樹脂フィルムを使用するのが好ましいが、このクラッド層形成用樹脂フィルムは、クラッド層形成用樹脂ワニスを必要により基材フィルム上に塗布し、溶剤を除去することにより容易に製造することができる。
なお、上記基材フィルムは、後にクラッド層形成用樹脂フィルムの剥離を容易とするため、離型処理、帯電防止処理等が施されていてもよい。
該基材フィルムの厚さは、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜40μm、更に好ましくは15〜30μmである。厚さが5μm以上であれば、支持体としての強度が得やすいという利点があり、50μm以下であれば、ロール状に製造する場合の巻き取り性が向上するという利点がある。
保護フィルムとしては、上記基材フィルムの例として挙げたものと同様なものを用いることができ、必要に応じ離型処理や帯電防止処理がされていてもよい。
クラッド層形成用樹脂ワニス中の固形分濃度は、通常30〜80質量%、好ましくは35〜75質量%、より好ましくは40〜70質量%である。
また、クラッド層の厚さは、最初に形成される下部クラッド層と、コアパターンを埋め込むための上部クラッド層において、同一であっても異なってもよいが、コアパターンを埋め込むために、上部クラッド層の厚さはコア層の厚さよりも厚くすることが好ましい。
次に、本発明で用いるコア層形成用樹脂は、その硬化物がクラッド層より高屈折率であるように設計され、紫外線によりコアパターン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、上記クラッド層形成用樹脂と同様の樹脂組成物を用いることが好ましい。
すなわち、上記(ア)ベースポリマー、(イ)光重合性化合物及び(ウ)光重合開始剤を含有し、必要に応じて、上記任意成分を含有する樹脂組成物である。
コア層形成用樹脂フィルムは、コア層形成用樹脂ワニスを必要により基材フィルム上に塗布し、溶剤を除去することにより容易に製造することができる。コア層形成用樹脂フィルムの製造過程において、必要により用いる基材フィルムは、コア層形成用樹脂フィルムを支持する支持体であって、その材料については特に限定されず、クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる基材フィルムと同様のものを用いることができる。
例えば、コア層形成用樹脂フィルム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(PET)等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等を好適に用いることができる。
このような基材フィルムとしては、東洋紡績(株)製、商品名「コスモシャインA1517」や「コスモシャインA4100」が入手可能である。
なお、上記基材フィルムは、後にコア層形成用樹脂フィルムの剥離を容易とするため、離型処理、帯電防止処理等が施されていてもよい。
コア層形成用樹脂ワニス中の固形分濃度は、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは35〜75質量%、更に好ましくは40〜70質量%である。
また、コア層はスピンコート法等によりコア層形成用樹脂ワニスをクラッド層上に塗布し、溶媒を除去することによっても容易に製造することができる。
本発明の光電気複合基板の製造方法は、以下の工程(1)及び(2)を有する。
工程(1):導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層を形成する工程。
工程(2):下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層を順次形成して光導波路を構築する工程。
以下、本発明の光電気複合基板の製造方法について、図2を用いて説明する。
本工程において、図2の(a)に示すように、基板12上に導体パターン11aが形成された電気配線基板10を用いる。この電気配線基板10の導体パターン11aが形成された表面上に直接、下部クラッド層21を形成する。
導体パターン11aが形成された表面上に直接、下部クラッド層21を形成することで、製造する上でのハンドリング性を低下させることなく、得られる光電気複合基板の厚さを薄くすることができる。
下部クラッド層21の形成方法としては、導体パターン11a形成側表面にクラッド層形成用樹脂組成物のワニスを塗布して、直接形成する方法が挙げられる。塗布方法としては、スピンコート法等の公知の方法を用いることができ、塗布後に溶剤を除去することで、図2の(b)のように下部クラッド層21を形成することができる。
下部クラッド層形成用樹脂フィルムは、下部クラッド層形成用樹脂層と基材フィルムとから構成されている場合は取扱が容易で好ましいが、下部クラッド層形成用樹脂層単独で構成されていてもよい。なお、用いられている下部クラッド形成用樹脂は、電気配線基板10の導体パターン11a側表面と接着性のある樹脂を用いることが好ましい。
更に、下部クラッド層形成用樹脂フィルムにおいて、基材フィルムの反対側に保護フィルムを設けることもでき、該保護フィルムを剥離後、下部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層する。この場合、保護フィルム及び基材フィルムは、下部クラッド層からの剥離を容易にするため接着処理を行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理を施しておいてもよい。
導体パターンを形成する方法として、必要とされる厚みの金属箔から導体パターンとしての不要部分を除去するサブトラクティブ法と、比較的薄い金属箔上の導体パターンとしての必要部分に電解めっき等で金属を析出させて必要な厚みとする、セミアディティブ法とがある。
サブトラクティブ法による導体パターンの形成方法の場合は、先ず、金属箔の表面に光硬化性膜を形成し、フォトマスクを介して露光した後に現像して、エッチングレジストでレジストパターンを形成し、その後、エッチングレジストに覆われていない箇所をエッチング除去して、導体パターンを形成し、最後にエッチングレジストを除去して電気配線基板を構築する。
金属箔の表面に形成する光硬化性膜は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と光硬化剤、硬化促進剤、必要な場合には顔料や流動性調整剤、粘度調整剤等を、希釈剤に混合・分散し、ワニスとしたものを、直接金属箔の表面に塗布・乾燥し、形成することもでき、また、そのワニスをキャリアフィルムに塗布・乾燥して半硬化状にしたドライフィルムを金属箔にラミネートして形成することもできる。
このようなワニス状のエッチング用レジスト材としては、市販のもので、オプトER N−350(日本ペイント株式会社製、商品名)があり、ドライフィルム状のエッチング用レジスト材としては、市販のもので、フォテックH−N930(日立化成工業株式会社製、商品名)がある。
レジストパターンを形成し、その後、エッチングレジストに覆われていない箇所をエッチング除去するには、エッチング液として、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、過硫酸アンモニウム溶液等があり、これらのエッチング液をスプレー噴霧して、エッチングレジストに覆われていない箇所を腐食除去して、導体パターンを形成することができる。
セミアディティブ法による導体パターンの形成方法の場合は、金属箔にフォトレジスト材料を適用した後フォトリソグラフィを実施してめっきレジスト層(レジストパターン)を形成した後、金属箔を給電膜として用いて電解めっきを行って前記レジスト層のない金属箔の露出部に導体を析出させて導体層(導体パターン)を形成し、次いで、めっきレジスト層を除去して金属箔を露出させた後、導体層をマスクとして用いてエッチングを行ってめっきレジスト層の除去で露出した金属箔を除去することにより電気配線基板を構築する。
フォトレジスト材料としてフォトレジストフィルムを貼付してもよい。フォトレジストフィルムとしては特に限定することなく、市販されている様々な材料を用いることができる。例えば、旭化成製SUNFORT(R) ASG−253を用いる場合には、市販のフィルムラミネータを用いて、110℃で加熱しながら、0.4MPa程度の圧力でポリイミドフィルム上に貼り付けを行う。現像に際しては、炭酸ナトリウム水溶液を用いて、非露光部分の除去を行うことができる。
電解めっき後は、レジスト層を除去して、金属箔を露出させる。例えば、剥離液に浸漬し、フォトレジストを剥離又は溶解すればよい。具体的には、例えば上記の旭化成製フィルムレジストを用いた場合には、2〜3%程度の水酸化ナトリウムか水酸化カリウムの水溶液、若しくは、有機アミン系の剥離液を用いてレジストの除去を行うことができる。また例えば、いわゆるノボラック系樹脂を主成分とする液状レジストの場合には、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートやアルキルベンゼンスルホン酸等の有機溶剤を含む剥離液を用いることができる。レジスト層の形成後に、レジスト層除去で露出した金属箔をエッチング除去し、導体パターン領域にのみ金属箔及び導体層を残存させる。
金属箔がニッケルからなり、導体層が銅からなる場合、エッチング液はFeCl3水溶液、HNO3、又はHNO3を含む酸が使用できる。特にHNO3の場合は、ニッケルを溶解できるが、銅を溶解しないため、特に望ましい。
金属箔が銅からなり、導体層も銅からなる場合には、FeCl3、CuCl2、(NH4)2S2O8等の水溶液、アンモニア水等が使用できる。
金属箔が銀からなる場合には、エッチング液はHNO3、H2SO4とH2O2の混合液、Fe(NO3)3水溶液等が使用できる。
金属箔が鉄からなる場合には、エッチング液はHNO3等が使用できる。
金属箔がパラジウムからなる場合には、エッチング液はNH3I水溶液等が使用できる。
本工程において、図2の(c)に示すように、下部クラッド層21上にコア形成用樹脂の層であるコア層22を設ける。そして、そのコア層22を露光・現像することにより、図2の(d)に示すように、コアパターン22aを形成することができる。
コア層22を形成する方法について制限はなく、下部クラッド層21上にコア形成用樹脂のワニスを直接塗布し、乾燥する方法でもよいが、コア層形成用樹脂フィルムを用いる方法が、コア層22の厚さの精度が確保できるので好ましい。
コア層形成用樹脂フィルムは、コア層形成用樹脂層と基材フィルムとから構成されている場合は取扱が容易で好ましいが、コア層形成用樹脂層単独で構成されていてもよい。
コア層形成用樹脂フィルムにおいて、基材フィルムの反対側に保護フィルムを設けている場合には、該保護フィルムを剥離後、コア層形成用樹脂フィルムを積層する。この場合、保護フィルム及び基材フィルムは、コア層からの剥離を容易にするため接着処理を行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。
ウェット現像の場合は、コア層形成用樹脂フィルムやコア層形成用樹脂ワニスの組成に適した有機溶剤系現像液又はアルカリ現像液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
これらの有機溶剤は、引火防止のため、有機溶剤100質量部に対し、通常1〜20質量部の範囲で水を添加してもよい。
また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。
この中でも、特に炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム水溶液は人体への刺激や環境への負荷が少ないため好ましい。
これらは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
前記のように、クラッド層形成用樹脂組成物のワニスを塗布して直接形成することもできるが、上部クラッド層形成用樹脂フィルムを使用するのが好ましい。
その場合、コアパターン埋込みのため上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層する操作と、該上部クラッド層形成用樹脂フィルムのクラッド層形成用樹脂層を硬化し、上部クラッド層を形成する操作を行う。
この場合の上部クラッド層の厚さは、上記のようにコア層の厚さより大きくすることが好ましい。なお、硬化は、光又は熱によって上記と同様に行う。
貼り合せたままの場合には、クラッド層形成用樹脂層は接着処理を施した基材フィルム上に製膜されていることが好ましい。
一方、保護フィルムは、クラッド層形成用樹脂フィルムからの剥離を容易にするため接着処理は行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。
本発明の光電気複合基板は、厚さが薄く、優れた屈曲性を有する。そのため、本発明の光電気複合基板を用いた光電気複合モジュールは、屈曲性が求められる様々な光インターコネクションの分野に適用しうる。本発明の光電気複合基板を用いた光電気複合モジュールとしては、例えば、屈曲性を求められるような携帯電話等が挙げられる。
以下の如くに各工程を実施し、光電気複合基板を作製した。
(1)クラッド層形成用樹脂フィルムの作製
(ア)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、(イ)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、(ウ)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時間撹拌し、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。
(ア)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、(イ)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、(ウ)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。
銅箔付き基板(長さ150mm、幅150mm、基板:ポリイミド、厚さ:12.5μm、銅箔厚さ:9μm、東レフィルム加工(株)製、商品名「メタロイヤル」)の銅箔表面に光硬化性膜である厚さ30μmのエッチングレジスト用・フォテックH−N930(日立化成工業株式会社製、商品名)をラミネートした。導体パターンのフォトマスクをエッチングレジスト用ドライフィルムに重ね、60mmHgの真空下に、露光を行った。その後現像を行い、エッチングレジストを形成した後、塩化第二銅溶液をスプレー噴霧して、不要な銅箔をエッチング除去し、導体パターンを形成し、電気配線基板を得た。
上記(1)で作製した下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥がし、クラッド層形成用樹脂層が、上記(3)で得た電気配線基板の導体パターン形成側表面に接するようにして、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント(株)製、HLM−1500)を用い、圧力0.5MPa、温度80℃、ラミネート速度0.5mの条件で、下部クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。その後、紫外線(波長365nm)を3J/cm2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムの支持基材を剥がし、80℃で10分間加熱処理することによって、導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層を形成した。
上記(4)で作製した、下部クラッド層付き電気配線基板の下部クラッド層上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント(株)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)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、コア層を形成した。
次に、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0.6J/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=8/2、質量比)を用いて、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。
次いで、下部クラッド層のラミネートと同様のラミネート条件にて、上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした。更に、紫外線(波長365nm)を3J/cm2照射後、クラッド層形成用樹脂フィルムの支持基材を剥がし、180℃で1時間加熱処理することによって、上部クラッド層を形成して、光導波路を構築し、厚さ120μmの光電気複合基板Aを得た。
実施例1において、上記(3)で得た電気配線基板の代わりに、電気配線を有するフレキシブル電気配線基板(長さ48mm、幅4mm、基材:カプトンEN、12.5μm、銅回路厚さ:9μm)を用い、実施例1での(3)を行わなかった以外は実施例1と同様に実施し、厚さ120μmの光電気複合基板Bを得た。
(7)導体保護層(カバーレイ層)の形成
実施例1の上記(3)で作製された電気配線基板の導体パターン形成側表面に、カバーレイフィルム(商品名:ニカフレックスCISG、ニッカン工業株式会社製、ポリイミド厚さ:12.5μm、接着剤厚さ:15μm)、圧力4.0MPa、温度160℃、加圧時間90分の条件で真空プレスし、導体保護層(カバーレイ層)を形成した。そして、電気配線基板の導体パターン形成側とは反対の表面には、実施例1と同様の材料及び方法により、光導波路を形成し、光電気複合基板Cを得た。
9;金属箔付き基板
10、110;電気配線基板
11;金属箔
11a、111a;導体パターン
12、112;基板
113;接着剤層
114;導体保護層
21、121;下部クラッド
22;コア層
22a、122a;コアパターン
23、123;上部クラッド層
Claims (9)
- 導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層が積層され、該下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層が積層されてなる、光電気複合基板。
- 下部クラッド層が、カバーレイ材よりなる、請求項1に記載の光電気複合基板。
- 下部クラッド層の厚さが、導体パターンの厚さに対して、1.1〜3.0倍である、請求項1又は2に記載の光電気複合基板。
- 光電気複合基板がフレキシブルタイプである、請求項1〜3のいずれかに記載の光電気複合基板。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の光電気複合基板の製造方法であって、
導体パターンが形成された電気配線基板の導体パターン形成側表面に直接、下部クラッド層を形成する工程(1)と、下部クラッド層上にコアパターン及び上部クラッド層を順次形成して光導波路を構築する工程(2)とを有する、光電気複合基板の製造方法。 - 工程(2)が、下部クラッド層上にコア層形成用樹脂フィルムを積層してコア層を形成した後に、露光・現像によりコアパターンを形成し、次いでコアパターン上に上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層することからなる、請求項5に記載の光電気複合基板の製造方法。
- 工程(1)において、金属箔付き基板の金属箔上にエッチングレジストでレジストパターンを形成した後に、エッチングにより導体パターンを形成し、次いでエッチングレジスト除去を行うことにより電気配線基板を構築する、請求項5又は6に記載の光電気複合基板の製造方法。
- 工程(1)において、前記電気配線基板が、金属箔付き基板の金属箔上にめっきレジストでレジストパターンを形成した後に、パターンめっきにより導体パターンを形成し、次いでめっきレジスト除去と露出金属箔エッチングとを行うことにより電気配線基板を構築する、請求項5又は6に記載の光電気複合基板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の光電気複合基板を用いた、光電気複合モジュール。
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