TWI457625B - 光波導的製造方法 - Google Patents

Description

光波導的製造方法

本發明是有關於一種具有均勻芯部(core)且生產性優異的光波導之製造方法。

隨著資訊容量的增大，不僅在中繼線和存取系統等通信領域，而且在路由器(router)或伺服器(server)內的資訊處理中也正在推進使用光信號之光互連(interconnection)技術的開發。具體而言，為了在路由器或伺服器裝置內的板(board)間或板內的短距離信號傳遞中使用光，正在開發在電配線板上複合有光傳遞路徑的光電混載基板。作為光傳遞路徑，希望使用與光纖相比，配線的自由度高，並且可以進行高密度化的光波導，其中，較有希望的是使用加工性和經濟性優異的高分子材料的光波導。

光波導由於其與電配線板共存，因此要求其具有高透明性，同時還要求其具有高耐熱性，作為這種光波導的材料，氟化聚醯亞胺(例如，電子封裝學會誌(Journal of Japan Institute of Electronics Packaging)，Vol.7，No.3，pp.213-218，2004年)和環氧樹脂(例如，日本專利特開平6-228274號公報)被提案。

氟化聚醯亞胺雖然具有大於等於300℃的高耐熱性，並且在波長850nm具有0.3dB/cm的高透明性，但是其在製膜時必需在大於等於300℃的加熱條件下加熱數十分鐘至數小時，因此難以在電配線板上製膜。另外，由於氟化聚醯亞胺不具有感光性，無法適用於藉由感光、顯影來製作光波導的方法，因此在生產性、大面積化方面差。而且，由於是使用在基板上塗佈液狀材料進行製膜的方法來製作光波導，故膜厚控制繁雜。而且，由於塗佈於基板上的樹脂在硬化前為液狀，因此存在著樹脂在基板上發生流動，難以保持膜厚的均勻性等因材料為液狀而引起的問題。

另一方面，在液狀環氧樹脂中添加了光聚合起始劑的光波導形成用環氧樹脂，雖然藉由感光、顯影法可以形成芯圖案(core pattern)，並具有高透明性、高耐熱性，但是存在著因材料為液狀而引起的同樣的問題。

承上，以下方法是有用的：於基板上層疊含有可以進行放射線聚合之成分的乾膜(dry film)，藉由照射預定量的光，使預定位置發生放射線硬化而形成包覆層(clad layer)，同時根據需要對未曝光部分進行顯影而形成芯部等，再形成用於包埋該芯部的包覆層，以製造傳遞特性優異的光波導的方法。當採用上述方法時，容易確保包埋芯部之後的包覆層的平坦性。上述方法還適於製造大面積的光波導。作為於基板上層合(laminate)乾膜的方法，已知如日本專利特開平11-320682號公報的圖1和圖2所公開的所謂真空層合方式，亦即，使用由可以上下相對移動的一對塊體形成的具有真空室的真空式層合機在減壓下進行層合的方法，或者，所謂輥式層合方式，亦即，邊以上下加熱輥進行熱壓合邊進行層合的方法。

上述利用真空層合方式製造光波導的方法例如公開在國際公開第2007/091596號中，而利用輥式層合方式製造光波導的方法例如公開在日本專利第4186462號公報中。

在國際公開第2007/091596號所公開的光波導的製造方法中，記載著在形成芯層和上部包覆層時較佳的是使用真空加壓式層合機(參照國際公開第2007/091596號段落0064及段落0068)，在實施例中也使用真空加壓式層合機(參照國際公開第2007/091596號、實施例1)。

此外，在日本專利第4186462號公報所公開的光波導的製造方法中，使用放射線硬化性乾膜，利用輥式層合方式製作下部包覆層和芯層，並使用乾膜製作前的溶液，利用旋塗法形成上部包覆層(參照日本專利第4186462號公報段落0017～段落0019)。

本發明人等發現：在利用上述國際公開第2007/091596號所公開的真空層合方式將真空室內抽真空時，由於真空室內空氣流動，會捲起周邊的廢渣等，存在著層合之前容易在乾膜與基材之間附著廢渣的問題，此外，在層合乾膜時容易產生褶皺，當形成光波導之芯部時，因上述褶皺而使芯部產生粗大、缺損等變形，在接通光信號時，在芯部變形部位光會發生散射，存在著損耗變大的問題，特別是在形成芯層時會發生上述問題。因此，國際公開第2007/091596號所公開的方法，產品的產率差、生產效率下降。

另一方面，本發明人等還發現：採用輥式層合方式時，雖然真空層合方式中的問題少，但對於具有凹凸的基板，空氣殘存在凸部的根部，產生孔隙等，在包埋性方面存在問題。

另外，使用日本專利第4186462號公報所公開的旋塗法等塗佈法時，存在著液狀材料所特有的有關生產性和大面積的問題。

鑒於上述問題點，本發明之目的在於提供一種生產性良好地製造具有均勻芯部的光波導的方法。

本發明人等反覆進行深入研究，結果發現了上述各製程所引起的層合方式的問題點，發現通常是如上述國際公開第2007/091596號和日本專利第4186462號公報所述，使用同一種層合方式，相對於此，藉由根據製程而採用不同的層合方式、具體而言利用以下所述之構成或方法，能夠解決上述課題。

即，本發明提出下述(1)～(2)：

(1)一種光波導的製造方法，該方法包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；以及使按照包埋上述芯圖案之方式形成的包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程，該方法的特徵在於：形成上述芯層的製程是使用輥式層合機(roll laminator)於下部包覆層上加熱壓合芯層形成用樹脂膜；形成上述上部包覆層的製程是使用平板型層合機，在減壓環境下進行加熱壓合；以及

(2)如上述(1)所述之光波導的製造方法，其特徵在於：上述下部包覆層在芯層層疊側的表面未形成段差。

基於上述，本發明可以提供一種生產性良好地製造具有均勻芯部之光波導的方法。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

根據本發明製造的光波導，例如，如圖1之(f)和圖2之(g)所示，在基材1上具有下部包覆層2、芯圖案8以及上部包覆層9，該光波導可以使用圖4之一種高折射率的芯層形成用樹脂膜300和兩種低折射率的包覆層形成用樹脂，較佳是選用圖3之包覆層形成用樹脂膜200來製作。藉由使用膜狀材料，可以解決液狀材料所特有的有關生產性和大面積的問題。

基材

對基材1的種類沒有特別限定，可以使用例如：FR-4基板、聚醯亞胺、半導體基板、矽基板和玻璃基板等。

藉由使用薄膜作為基材1，可以賦予光波導柔軟性和強韌性。對薄膜的材料沒有特別限定，從具有柔軟性、強韌性的角度考慮，可以適當列舉出：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯；聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚硫、聚芳酯(polyarylate)、液晶聚合物、聚碸、聚醚碸、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。

薄膜的厚度可以根據目標柔軟性而作適當改變，較佳的是5～250μm。當薄膜厚度大於等於5μm時，具有容易得到強韌性的優點；當薄膜厚度小於等於250μm時，可以得到充分的柔軟性。

作為圖1所示的基材1，可以使用下述包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中使用的支撐膜10。這種情況下，作為包覆層形成用樹脂膜200，如圖3所示，較佳的是，使包覆層形成用樹脂20在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。由此，使下部包覆層2和基材1的黏合力得到提高，可以抑制下部包覆層2和基材1的剝離不良。這裏所謂的黏合處理，是指藉由利用易黏合樹脂層、電暈處理(corona treatment)、噴砂等進行的粗糙加工等，來提高支撐膜10和形成於其上的包覆層形成用樹脂20的黏合力的處理。

當基材1使用除上述支撐膜10以外的基材時，如圖2所示，可以藉由層合法等，將使包覆層形成用樹脂20在支撐膜10上成膜的包覆層形成用樹脂膜200轉印到基材1上。這種情況下，較佳是在上述支撐膜10上不進行黏合處理。

另外，在上部包覆層的外側可以具有基材，該基材的種類可以列舉出和上述基材1相同的基材，例如，如圖1之(f)所示，在下述包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中使用的支撐膜10等。

在上述基材1的單面或雙面上層疊多層具有芯圖案和包覆層的高分子層，可以製作多層光波導。

並且，可以在上述基材1上設置電配線，這種情況下，基材1可以使用預先設置有電配線的基材。或者，可以在製造光波導之後，在基材1上形成電配線。由此，在基材1上會具備金屬配線之信號傳遞線和光波導之信號傳遞線兩者，並可以將兩者分開使用，可以容易地進行高速且長距離的信號傳遞。

包覆層形成用樹脂和包覆層形成用樹脂膜

以下，對本發明中使用的包覆層形成用樹脂和圖3的包覆層形成用樹脂膜200進行詳述。

本發明中使用的包覆層形成用樹脂，只要是比芯層的折射率低、藉由光或熱進行硬化的樹脂組成物即可，對其沒有特別限定，其可以適當使用熱固性樹脂組成物或感光性樹脂組成物。更適合的是，包覆層形成用樹脂較佳的是由含有(A)基礎聚合物(base polymer)、(B)光聚合性化合物以及(C)光聚合起始劑的樹脂組成物構成。應說明的是，包覆層形成用樹脂中所使用的樹脂組成物，在上部包覆層9和下部包覆層2中，該樹脂組成物中含有的成分既可以相同也可以不同，且該樹脂組成物的折射率既可以相同也可以不同。

上述，所使用的(A)基礎聚合物用於形成包覆層並確保該包覆層的強度，只要是能夠達到該目的之聚合物即可，其沒有特別限定，可以列舉出：苯氧樹脂、環氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚醯胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸等或它們的衍生物等。上述基礎聚合物既可以單獨使用一種，也可以是兩種或兩種以上混合使用。上述所例示的基礎聚合物中，從耐熱性高的角度考慮，較佳的是主鏈具有芳香族骨架，特別佳的是苯氧樹脂。從三維交聯、並可以提高耐熱性的角度考慮，上述(A)基礎聚合物較佳的是環氧樹脂、特別是室溫下為固體的環氧樹脂，並且，為了確保包覆層形成用樹脂的透明性，(A)基礎聚合物與後面詳述的(B)光聚合性化合物的相容性是重要的，從這個角度考慮，較佳的是上述苯氧樹脂和(甲基)丙烯酸樹脂。應說明的是，這裏所謂的(甲基)丙烯酸樹脂，是指丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸樹脂。

在苯氧樹脂中，共聚成分的構成單元包括雙酚A、雙酚A型環氧化合物或它們的衍生物以及雙酚F、雙酚F型環氧化合物或它們的衍生物的苯氧樹脂，由於耐熱性、密合性和溶解性優異，因此較佳。作為雙酚A或雙酚A型環氧化合物的衍生物，可以適當列舉出：四溴雙酚A、四溴雙酚A型環氧化合物等。作為雙酚F或雙酚F型環氧化合物的衍生物，可以列舉出：四溴雙酚F、四溴雙酚F型環氧化合物等。雙酚A/雙酚F共聚型苯氧樹脂的具體例子可以列舉出：東都化成(股)製「PHENOTOHTO YP-70」(商品名)。

室溫下為固體的環氧樹脂可以列舉如：東都化學(股)製「EPOTOHTO YD-7020、EPOTOHTO YD-7019、EPOTOHTO YD-7017」(均為商品名)、Japan Epoxy Resin (股)製「EPICOAT1010、EPICOAT1009、EPICOAT1008」(均為商品名)等雙酚A型環氧樹脂。

其次，對(B)光聚合性化合物沒有特別限定，其只要是藉由紫外線等光的照射進行聚合的化合物即可。(B)光聚合性化合物可以列舉出：分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物或分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化合物等。

分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物可以列舉出：(甲基)丙烯酸酯、鹵化亞乙烯、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基苯酚等。其中，從透明性和耐熱性方面考慮，較佳的是(甲基)丙烯酸酯。

(甲基)丙烯酸酯可以使用：單官能性(甲基)丙烯酸酯、二官能性(甲基)丙烯酸酯、三官能性或三官能性以上的多官能性(甲基)丙烯酸酯中的任一種。應說明的是，這裏所謂的(甲基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化合物可以列舉出：雙酚A型環氧樹脂等二官能或多官能芳香族縮水甘油醚；聚乙二醇型環氧樹脂等二官能或多官能脂肪族縮水甘油醚；加氫雙酚A型環氧樹脂等二官能脂環式縮水甘油醚；鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能芳香族縮水甘油酯；四氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能脂環式縮水甘油酯；N,N-二縮水甘油基苯胺等二官能或多官能芳香族縮水甘油胺；脂環族二環氧基羧酸酯等二官能脂環式環氧樹脂；二官能雜環式環氧樹脂、多官能雜環式環氧樹脂、二官能或多官能含氮環氧樹脂等。上述(B)光聚合性化合物，可以單獨使用或者是兩種或兩種以上組合使用。

其次，對(C)成分的光聚合起始劑沒有特別限定，例如，當(B)成分中使用環氧化合物時，光聚合起始劑可以列舉出：芳基重氮鹽；二芳基碘鎓鹽；三芳基硫鹽；三芳基硒鎓(serenonium)鹽；二烷基苯甲醯甲基硫鹽；二烷基-4-羥基苯基硫鹽；磺酸酯等。

當(B)成分中使用分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物時，光聚合起始劑可以列舉如：二苯甲酮等芳香族酮；2-乙基蒽醌等醌類；苯偶姻甲醚等苯偶姻醚化合物；苯偶姻等苯偶姻化合物；苄基二甲基縮酮等苄基衍生物；2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等2,4,5-三芳基咪唑二聚物；2-巰基苯並咪唑等苯並咪唑類；雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦等氧化膦類；9-苯基吖啶等吖啶衍生物；N-苯基甘氨酸、N-苯基甘氨酸衍生物；香豆素系化合物等。另外，可以按照二乙基噻噸酮與二甲胺基苯甲酸的組合方式，將噻噸酮系化合物與第三級胺化合物組合。應說明的是，從提高芯層和包覆層的透明性方面考慮，上述化合物中，較佳的是芳香族酮和氧化膦類。上述(C)光聚合起始劑，可以單獨使用或者是兩種或兩種以上組合使用。

(A)基礎聚合物的添加量，相對於(A)成分和(B)成分的總量，較佳的是5～80重量百分比(wt%)。(B)光聚合性化合物的添加量，相對於(A)和(B)成分的總量，較佳的是95wt%～20wt%。

上述(A)成分和(B)成分的添加量，若(A)成分大於等於5wt%、(B)成分小於等於95wt%，則可以容易地將樹脂組成物成膜化。另一方面，若(A)成分小於等於80wt%、(B)成分大於等於20wt%，則可以容易地使(A)基礎聚合物纏繞、硬化，在形成光波導時，圖案形成性得到提高，並且充分進行光硬化反應。從以上角度考慮，上述(A)成分和(B)成分的添加量，更佳的是(A)成分為10wt%～85wt%、(B)成分為90wt%～15wt%；進一步較佳的是(A)成分為20wt%～70wt%、(B)成分為80wt%～30wt%。

(C)光聚合起始劑的添加量，相對於(A)成分和(B)成分的總量100重量份，較佳的是0.1～10重量份。當(C)光聚合起始劑的添加量大於等於0.1重量份時，使感光度充分；另一方面，當(C)光聚合起始劑的添加量小於等於10重量份時，曝光時在感光性樹脂組成物的表層光吸收不會增大，內部的光硬化充分。而且，當用作光波導時，也不會因聚合起始劑自身的光吸收的影響而使傳遞損耗(propagation loss)增大，因此是適合的。從以上角度考慮，(C)光聚合起始劑的添加量，更佳的是0.2～5重量份。

此外，根據需要可以按照不損及本發明之效果的比例，於包覆層形成用樹脂中添加抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑、可見光吸收劑、著色劑、增塑劑、穩定劑、填充劑等所謂的添加劑。

圖3的包覆層形成用樹脂膜200，可以藉由將含有上述(A)～(C)成分的樹脂組成物溶解在溶劑中，並塗佈在上述支撐膜10上，之後除去溶劑，而容易地進行製造。

包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中所使用的支撐膜10，對其材料沒有特別限定，可以使用各種材料。從支撐膜的柔軟性和強韌性方面考慮，可以同樣列舉作為上述基材1的膜材料而例示的材料。

支撐膜10的厚度，可以根據目標柔軟性而作適當改變，較佳的是5μm～250μm。當支撐膜10的厚度大於等於5μm時，具有容易得到強韌性的優點；當支撐膜10的厚度小於等於250μm時，可以得到充分的柔軟性。

此時，從包覆層形成用樹脂膜200的保護和製成輥筒狀時的捲曲性等方面考慮，可以根據需要在包覆層形成用樹脂膜200上貼合保護膜11。保護膜11可以使用與作為支撐膜10而例示的相同的膜，可以根據需要對其進行離型處理或防靜電處理。

其中使用的溶劑，只要是能夠溶解上述樹脂組成物的溶劑即可，其沒有特別限定，可以使用例如：丙酮、丁酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲苯、N,N-二甲基乙醯胺、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等溶劑或它們的混合溶劑。樹脂溶液中的固體含量較佳的是30wt%～80wt%左右。

關於下部包覆層2和上部包覆層9(以下簡稱為包覆層2、9)的厚度，以乾燥後的厚度計算，較佳的是5μm～500μm的範圍。當包覆層的厚度大於等於5μm時，可以確保光的封閉所必需的包覆層厚度；當包覆層的厚度小於等於500μm時，容易均勻地控制膜厚。從上述角度考慮，該包覆層2、9的厚度更佳的是10μm～100μm的範圍。

雖然，就包覆層2、9的厚度而言，在最初形成的下部包覆層2與用於包埋芯圖案的上部包覆層9中，包覆層厚度可以相同也可以不同，但為了包埋芯圖案，較佳的是，使上部包覆層9的厚度比芯層3的厚度厚。

芯層形成用樹脂膜

接下來，對本發明所使用的圖4的芯層形成用樹脂膜300進行詳述。

作為構成芯層形成用樹脂膜300的芯層形成用樹脂30，按照芯層3的折射率比包覆層2、9的折射率高的方式進行設計，可以使用藉由光化射線能夠形成芯圖案8的樹脂組成物，感光性樹脂組成物是適合的。具體而言，芯層形成用樹脂30較佳的是使用與上述包覆層形成用樹脂中使用的樹脂組成物相同之樹脂組成物。即，含有上述(A)、(B)和(C)成分且根據需要含有上述任意成分的樹脂組成物。

芯層形成用樹脂膜300，可以藉由將含有上述(A)～(C)成分的樹脂組成物溶解在溶劑中，並塗佈在支撐膜4上，之後除去溶劑，而容易地進行製造。對溶劑沒有特別限定，只要是能夠溶解該樹脂組成物的溶劑即可，可以使用上述用於製造包覆層形成用樹脂膜而例示之溶劑。樹脂溶液中的固體含量，通常較佳的是30wt%～80wt%。

對芯層形成用樹脂膜300的厚度沒有特別限定，通常對其進行調整，以使乾燥後芯層3的厚度為10μm～100μm。當該膜厚度大於等於10μm時，在與光波導形成後的光檢測元件或光纖的接合方面，具有位置對齊、可以擴大耐受容量的優點；當該膜厚度小於等於100μm時，在與光波導形成後的光檢測元件或光纖的結合方面，具有結合效率得到提高的優點。從以上角度考慮，該膜厚度進一步較佳的是30μm～70μm的範圍。

芯層形成用樹脂膜300的製造過程中使用的支撐膜4，是支撐芯層形成用樹脂30的支撐膜，對其材料沒有特別限定，從之後容易剝離芯層形成用樹脂30、且具有耐熱性和耐溶劑性方面考慮，可以適當列舉出：聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等。

該支撐膜4的厚度較佳的是5μm～50μm。當該支撐膜4的厚度大於等於5μm時，具有容易得到作為支撐膜4的強度的優點；當該支撐膜4的厚度小於等於50μm時，具有在圖案形成時與光罩的縫隙減小、可以形成更微細的圖案的優點。從以上角度考慮，該支撐膜4的厚度更佳的是10μm～40μm的範圍，特別佳的是15μm～30μm。

從芯層形成用樹脂膜300的保護和製成輥筒狀時的捲曲性等方面考慮，可以根據需要在芯層形成用樹脂膜300上貼合保護膜11。保護膜11可以使用與作為支撐膜4而列舉的相同的保護膜，可以根據需要對其進行離型處理或防靜電處理。

光波導的製造方法

以下，對本發明之光波導的製造方法進行詳述(參照圖1、圖2)。應說明的是，在以下的製造例中，對使用圖3的包覆層形成用樹脂膜200和圖4的芯層形成用樹脂膜300時的實施方案之一例進行具體說明。

首先，第1製程為：使用圖3的由包覆層形成用樹脂20和支撐膜10構成的包覆層形成用樹脂膜200，藉由光或加熱使該包覆層形成用樹脂20硬化，形成下部包覆層2(圖1之(a))。此時，上述支撐膜10成為圖1之(a)所示的下部包覆層2的基材1。

該下部包覆層2，從與下述芯層的密合性方面考慮，較佳的是在芯層層疊側的表面無段差、平坦。藉由使用包覆層形成用樹脂膜，可以確保包覆層2的表面平坦性。

如圖3所示，當於包覆層形成用樹脂膜200的支撐膜10之相反側設置保護膜11時，將該保護膜剝離後，藉由光或加熱使包覆層形成用樹脂20硬化，形成包覆層2。此時，包覆層形成用樹脂20，較佳的是使其在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。另一方面，就保護膜11而言，為了易於將其從包覆層形成用樹脂膜200上剝離，較佳的是不對其實施黏合處理，並可以根據需要對其實施離型處理。

基材1可以使用除支撐膜10以外的基材1。這種情況下，當包覆層形成用樹脂膜200具有保護層11時，剝離保護層11，接下來，如圖2之(a)所示，利用使用輥式層合機5的層合法等，將包覆層形成用樹脂膜200轉印到基材1上，剝離支撐膜10。接下來，藉由光或加熱使包覆層形成用樹脂20硬化，形成下部包覆層2(圖2之(b))。這種情況下，可以使用由包覆層形成用樹脂20單獨構成的樹脂膜作為包覆層形成用樹脂膜200。

接下來，藉由以下詳述的第2製程和第3製程，於下部包覆層2上形成芯層3。在該第2製程和第3製程中，於下部包覆層2上層疊芯層形成用樹脂膜300，形成折射率比下部包覆層2的折射率高的芯層3。

具體而言，第2製程為：使用輥式層合機5，於下部包覆層2上加熱壓合芯層形成用樹脂膜300，以層疊芯層3(圖1之(b)、圖2之(c))。藉由加熱壓合，密合性及追蹤性得到提高。層合溫度較佳的是30℃～100℃的範圍。若層合溫度高於30℃，則下部包覆層與芯層的密合性得到提高；若層合溫度大於等於40℃，則可以進一步提高密合力。另一方面，若層合溫度小於等於100℃，則芯層在輥式層合時不會發生流動，可以得到所需的膜厚。從以上角度考慮，層合溫度更佳的是40℃～70℃的範圍，進一步較佳的是50℃～60℃的範圍。壓力較佳的是0.2MPa～0.9MPa。層合速度較佳的是0.1m/分鐘～3m/分鐘，然本發明對上述條件並無特別限定。

芯層形成用樹脂膜300，從操作性方面考慮，較佳的是由芯層形成用樹脂30和支撐膜4構成，此時，是以芯層形成用樹脂30於下部包覆層2的一側進行層合。此外，芯層形成用樹脂膜300可以由芯層形成用樹脂30單獨構成。

如圖4所示，當於芯層形成用樹脂膜300之基材之相反側設置保護膜11時，剝離該保護膜11，之後層合芯層形成用樹脂膜300。此時，就保護膜11和支撐膜4而言，為了易於從芯層形成用樹脂膜300上進行剝離，較佳的是不進行黏合處理，可以根據需要實施離型處理。

接下來，第3製程為：對芯層3進行曝光顯影，形成光波導的芯圖案8(圖1之(c)、(d)、圖2之(d)、(e))。具體而言，透過光罩圖案7照射光化射線使形成圖像狀。光化射線的光源可以列舉如：碳弧燈、水銀蒸汽弧燈、超高壓水銀燈、高壓水銀燈、氙燈等有效放射紫外線的習知光源。此外，還可以使用拍攝用泛光(flood light)燈泡、太陽燈等有效放射可見光的光源。

然後，當殘留有芯層形成用樹脂膜300的支撐膜4時，剝離支撐膜4，利用濕顯影等除去未曝光部分，進行顯影，形成芯圖案8。進行濕顯影時，使用適合上述膜組成的有機溶劑系顯影液，利用噴淋、搖動浸漬、刷洗、擦洗等習知的方法進行顯影。

有機溶劑系顯影液可以列舉如：N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、γ-丁內脂、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等。根據需要，可以將兩種或兩種以上的顯影方法併用。

顯影方式可以列舉如：浸漬方式、混拌(puddle)方式、高壓噴淋方式等噴淋方式；刷洗方式、擦洗方式等。為了提高解析度，高壓噴淋方式最適合。

作為顯影後的處理，可以根據需要藉由在60℃～250℃左右加熱或進行0.1mJ/cm² ～1000mJ/cm² 左右的曝光，使芯圖案8進一步硬化後再使用。

之後，進行第4製程(圖1之(e)、(f)、圖2之(f)、(g))，即，層合包覆層形成用樹脂膜200以包埋芯圖案8，並使該包覆層形成用樹脂膜200的包覆層形成用樹脂20硬化，而形成上部包覆層9。

具體而言，第4製程為：使用真空加壓式層合機，在減壓環境下，於芯圖案8上加熱壓合包覆層形成用樹脂膜200(圖1之(e)、圖2之(f))。這裏的第4製程，從提高密合性和追蹤性方面考慮，使用平板型層合機6在減壓環境下進行加熱壓合。應說明的是，在本發明中，所謂平板型層合機，是指將層疊材料挾持在一對平板之間，藉由對平板加壓來將其壓合的層合機。平板型層合機可以適當使用例如日本專利特開平11-320682號公報所述之真空加壓式層合機。作為減壓尺度的真空度，其上限較佳的是小於等於10000Pa，進一步較佳的是小於等於1000Pa。從密合性和追蹤性方面考慮，較佳的是真空度低者。另一方面，從生產性方面(抽真空所花費的時間)考慮，真空度的下限較佳的是10Pa左右。加熱溫度較佳的是40℃～130℃，壓合壓力較佳的是0.1MPa～1.0MPa(1kgf/cm² ～10kgf/cm² )，然本發明對上述條件並無特別限定。

當包覆層形成用樹脂膜200由包覆層形成用樹脂20和支撐膜10構成時，是以包覆層形成用樹脂20於芯圖案8的一側進行層合。如上所述，此時包覆層9的厚度較佳的是比芯層3的厚度厚。藉由光或加熱，按照與上述相同之方式進行硬化。

如圖4所示，當於包覆層形成用樹脂膜200的支撐膜10之相反側設置保護膜11時，剝離該保護膜11，之後層合包覆層形成用樹脂膜200，藉由光或加熱進行硬化，從而形成包覆層9。此時，就包覆層形成用樹脂20而言，較佳的是使其在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。另一方面，就保護膜11而言，為了易於將其從包覆層形成用樹脂膜200上剝離，較佳的是不對其進行黏合處理，並可以根據需要對其實施離型處理。

根據本發明之製造方法，在層疊芯層3的製程中，藉由進行上述第2製程和之後進行的上述第3製程，可以生產性良好地製造不存在芯部粗大或缺損等芯部變形及異物附著等現有問題、並具有均勻芯部的光波導(圖1之(f)、圖2之(g))。

以下，藉由實施例來進一步具體說明本發明，但這些實施例並非用以限定本發明。

製造例1 芯層形成用樹脂膜和包覆層形成用樹脂膜的製作

按照表1所示的配比，準備芯層和包覆層形成用樹脂組成物，向其中加入相對於總量為40重量份的乙基溶纖劑作為溶劑，調製芯層用和包覆層形成用樹脂清漆(varnish)。應說明的是，在表1所示的配比中，(A)基礎聚合物和(B)光聚合性化合物的添加量，是指相對於(A)成分和(B)成分的總量的重量百分比；(C)光聚合起始劑的添加量，是指相對於(A)成分和(B)成分的總量100重量份的比例(重量份)。

*6　4,4’-雙(二乙胺基)二苯甲酮；東京化成工業(股)製

*7　2-巰基苯並咪唑；東京化成工業(股)製

*8　SP-170；(股)ADEKA製，三苯基硫六氟銻酸鹽(triphenyl sulfonium hexafluoroantimonate)

使用塗佈機(YOSHIMITSU精機(股)製，「YBA-4」)，將所得芯層和包覆層形成用樹脂清漆塗佈在PET膜(東洋紡織(股)製，商品名「COSMOSHINE A1517」，厚16μm)上(包覆層形成用樹脂膜：卷內的黏合處理面使用；芯層形成用樹脂膜：卷外的非處理面使用)，將溶劑在80℃下乾燥10分鐘，之後在100℃下乾燥10分鐘，得到芯層和包覆層形成用樹脂膜。此時，藉由調節塗佈機的間隙，可以將膜厚在5μm～100μm之間任意地進行調整，在本製造例中，調節硬化後的膜厚，使芯層厚為40μm、下部包覆層厚為20μm、上部包覆層厚為70μm。

製造例2 包覆層形成用樹脂膜的製作

在上述製造例1中，除了使包覆層形成用樹脂清漆於作為支撐膜10的PET膜(東洋紡織(股)製，商品名[COSMOSHINE A1517]、厚16μm)的非處理面上形成膜以外，利用與製造例1相同之方式製作包覆層形成用樹脂膜。

實施例1 光波導的製作

使用紫外線曝光機(大日本SCREEN製造(股)製，MAP-1200)，照射1000mJ/cm² 的紫外線(波長365nm)，使上述製造例1得到的包覆層形成用樹脂膜發生光硬化，而形成下部包覆層2(參照圖1之(a))。

接下來，使用輥式層合機(日立化成工業(股)製，HLM-1500)，在壓力0.4MPa、溫度50℃、層合速度0.2m/分鐘的條件下，於上述下部包覆層2上層合由上述製造例1得到的芯層形成用樹脂膜(參照圖1之(b))。

隨後，使用上述紫外線曝光機，藉由寬40μm的負型光罩照射1000mJ/cm² 的紫外線(波長365nm)後(參照圖1之(c))，使用乙基溶纖劑與N,N-二甲基乙醯胺的混合溶劑(乙基溶纖劑：N,N-二甲基乙醯胺=8：2(重量比))，對芯圖案進行顯影(參照圖1之(d))。洗滌顯影液時使用甲醇和水。

隨後，使用真空加壓式層合機((股)名機製作所製，MVLP-500)，在抽真空至500Pa或500Pa以下後，在壓力0.4MPa、溫度70℃、加壓時間30秒的層合條件下，層合上述製造例1得到的包覆層形成用樹脂膜，以包埋芯圖案。按照與上述相同之方法和條件照射紫外線，之後，在110℃下進行加熱處理，形成上部包覆層9，以製作光波導(參照圖1之(e)、(f))。

使用Metricon公司製棱鏡耦合測試儀(prism coupler)(Model2010)測定芯層和包覆層的折射率時，在波長850nm，芯層的折射率為1.584，包覆層的折射率為1.537。

當利用上述方法製作光波導時，不會產生芯部粗大或缺損等芯部變形和異物的混入，200根10cm長的光波導的產率為80%。就傳遞損耗而言，光源使用855nm的LED((股)Advantest製，Q81201)和光檢測元件((股)Advantest製，Q82214)，利用入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)、出射光纖：SI-114/125(NA=0.22)、入射光：有效芯徑26μm進行測定時，傳遞損耗為1.5～1.7dB/cm。

實施例2 光波導的製作

在實施例1的形成下部包覆層2的製程中，除了利用輥式層合法將上述製造例2得到的包覆層形成用樹脂膜200轉印到作為基材1的FR-4上，並剝離PET膜，之後利用紫外線自包覆層形成用樹脂側起進行硬化，以形成下部包覆層2以外，按照與實施例1相同之方式製作光波導。

如此製作的光波導，不會產生芯部粗大或缺損等芯部變形和異物的混入，200根10cm長的光波導的產率為90%。就傳遞損耗而言，光源使用855nm的LED((股)Advantest製，Q81201)和光檢測元件((股)Advantest製，Q82214)，利用入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)、出射光纖：SI-114/125(NA=0.22)、入射光：有效芯徑26μm進行測定時，傳遞損耗為1.5dB/cm。

比較例1 光波導的製作

在實施例1中，除了改變使用輥式層合機於下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜的製程，而是在與實施例1之上部包覆層形成相同的條件下，使用真空加壓式層合機於下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜以外，按照與實施例1相同之方式製作光波導。

這種情況下，由於芯部存在芯部粗大、芯部缺損或有異物的混入，故200根10cm長的光波導的產率為15%，就傳遞損耗而言，光源使用855nm的LED((股)Advantest製，Q81201)和光檢測元件((股)Advantest製，Q82214)，利用入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)、出射光纖：SI-114/125(NA=0.22)、入射光：有效芯徑26μm進行測定時，傳遞損耗為1.5～4.0dB/cm，比實施例1的分散度大。

比較例2 光波導的製作

在實施例1中，除了按照實施例1之芯層形成所採用的相同的方法和條件，使用輥式層合機進行加熱壓合製程，以代替使用真空加壓式層合機於芯圖案上形成上部包覆層的製程以外，利用與實施例1相同之方式製作光波導。

這種情況下，因包埋不足，而在上部包覆層中產生許多孔隙，200根10cm長的光波導的產率為0%，就傳遞損耗而言，光源使用855nm的LED((股)Advantest製，Q81201)和光檢測元件((股)Advantest製，Q82214)，利用入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)、出射光纖：SI-114/125(NA=0.22)、入射光：有效芯徑26μm進行測定時，傳遞損耗為5dB/cm，比實施例1的傳遞損耗大。

綜上所述，根據本發明，可以生產性良好地製造具有無變形且均勻的芯部、由異物引起的不良少、且芯圖案與包覆層的密合性優異、包覆層中無孔隙的光波導。利用本發明之製造方法得到的光波導具有優異的光傳遞特性，可以適用於板間或板內的光互連等廣泛領域。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．基材

2．．．下部包覆層

3．．．芯層

4．．．支撐膜(芯層形成用)

5．．．輥式層合機

6．．．真空加壓層合機

7．．．光罩

8．．．芯圖案

9．．．上部包覆層

10．．．支撐膜(包覆層形成用)

11．．．保護膜(保護層)

20．．．包覆層形成用樹脂

30．．．芯層形成用樹脂

200．．．包覆層形成用樹脂膜

300．．．芯層形成用樹脂膜

圖1是說明使用包覆層形成用樹脂膜之支撐膜作為基材的本發明之光波導的製造方法。

圖2是說明於包覆層形成用樹脂膜之支撐膜以外的基材上形成包覆層形成用樹脂的本發明之光波導的製造方法。

圖3是說明用於本發明之光波導的製造方法的包覆層形成用樹脂膜。

圖4是說明用於本發明之可撓式光波導的製造方法的芯層形成用樹脂膜。

1．．．基材

2．．．下部包覆層

3．．．芯層

4．．．支撐膜(芯層形成用)

5．．．輥式層合機

6．．．真空加壓層合機

7．．．光罩

8．．．芯圖案

9．．．上部包覆層

10．．．支撐膜(包覆層形成用)

30．．．芯層形成用樹脂

Claims (2)

1. 一種光波導的製造方法，該方法包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；以及使按照包埋上述芯圖案之方式形成的包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程，上述方法的特徵在於：形成上述芯層的製程是使用輥式層合機，於上述下部包覆層上加熱壓合上述芯層形成用樹脂膜；形成上述上部包覆層的製程是使用平板型層合機，在減壓環境下進行加熱壓合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光波導的製造方法，其特徵在於：上述下部包覆層在上述芯層層疊側的表面未形成段差。