JP6098917B2

JP6098917B2 - 光電気複合フレキシブル配線板

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Publication number: JP6098917B2
Application number: JP2011289269A
Authority: JP
Inventors: 徹中芝; 近藤　直幸; 直幸近藤; 潤子八代; 橋本　眞治; 眞治橋本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP2013137469A

Description

本発明は、光導波路、及び光電気複合フレキシブル配線板に関する。

中長距離通信の分野、具体的には、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）や車載用の分野等では、高速伝送が求められており、これを実現するために、伝送媒体として光ファイバケーブルが用いられてきた。

そして、短距離通信、例えば、１ｍ以内の通信においても、高速伝送が求められるようになってきている。また、このような短距離通信の分野では、光ファイバケーブルでは実現困難な性能も求められる。この求められる性能としては、具体的には、狭ピッチ、分岐、交差、及び多層化等の高密度配線、表面実装性、電気回路基板との一体化が可能であること、及び曲率半径の小さな曲げが可能であること等が挙げられる。これらの要求を満たすもとのとして、光導波路を備えた光配線板を用いることが考えられる。

また、このような光配線板には、光導波路から入出力された光を利用するために、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の発光素子、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子、及び集積回路（ＩＣ）等の半導体素子等が実装されていることが好ましい。そして、これらの素子を駆動させるために、光配線板上等に、電気回路が設けられている必要がある。このことから、光導波路だけではなく、電気回路も設けられた光電気複合配線板であることが好ましい。このような光電気複合配線板としては、例えば、屈曲可能な光電気複合フレキシブル配線板が挙げられる。この光電気複合フレキシブル配線板は、例えば、小型端末機器のヒンジをまたいで配置されているフレキシブル配線板の代わりに使用することが可能であり、注目されている。

このような光導波路の従来の製造方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。

まず、第１クラッド層の表面上に、光導波路のコア部を形成し、このコア部を所定の形状に加工する。その後、第１クラッドの上面に、第２クラッド層を形成する。そうすることによって、第１クラッド層と第２クラッド層とからなるクラッド層で、コア部を包みこむ光導波路を製造することができる。この方法によって得られた光導波路は、光導波路の側面に、第１クラッド層と第２クラッド層との界面が露出したものである。

また、光導波路の他の製造方法としては、例えば、特許文献１に記載の製造方法等が挙げられる。

特許文献１には、基材の表面に形成された第１の被覆層の上面に、クラッド層及びコア部分を有する光導波路本体を所定の間隔を空けて複数個形成し、次いで、第１の被覆層及び複数の光導波路本体の表面に、液状樹脂組成物を塗布し、乾燥及び／又は加熱することによって第２の被覆層を形成し、この際、上記光導波路本体の相互間の空隙にて第１の被覆層と第２の被覆層との積層部分を形成する方法が記載されている。

特開２００８−２０３６９４号公報

光導波路の従来の製造方法により製造された、第１クラッド層と第２クラッド層との界面が側面に露出した光導波路は、屈曲を繰り返すことによって、光導波路の側面に割れが生じることがあった。この割れは、第１クラッド層と第２クラッド層との界面を起点にした割れであると考えられる。

また、特許文献１によれば、すべての外表面に被覆層が形成された光導波路を製造できることが開示されている。このような製造方法であれば、上記のような、クラッド層の界面による割れの発生を抑制できるように考えられる。

しかしながら、特許文献１に記載の方法で製造された光導波路であっても、屈曲を繰り返すことによる割れの発生を充分に抑制できない場合があった。

まず、光導波路を製造する際、第２の被覆層を形成する前には、クラッド層としての、下部クラッド層と上部クラッド層との界面が、光導波路本体の側面に露出している。このため、製造時に、この界面による割れの発生を充分に抑制することができないと考えられる。また、被覆層等の、光導波路を構成する層以外の層で、光導波路本体が被覆されていたとしても、光導波路を構成する層とは異なる材料のものであるため、屈曲を繰り返すことによる割れの発生を充分に抑制できない場合があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、屈曲等による割れの発生を好適に抑制し、信頼性の高い光導波路を提供することを目的とする。また、このような光導波路を備える光電気複合フレキシブル配線板を提供することを目的とする。

本発明に係る光導波路は、第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に形成されたコア部と、前記コア部を埋設するように、前記第１クラッド層上に形成された第２クラッド層とを備えている。そして、前記第２クラッド層が、前記第１クラッド層の上面から側面に亘って被覆している構成を有する。本発明の光導波路では、このように構成することで、前記第１クラッド層とその上に形成された第２クラッド層との界面が当該光導波路の側面に露出しないため、屈曲等による割れの発生が防止される。

また、本発明では、上記光導波路の構成を有する光電気複合フレキシブル配線板も提供される。すなわち、本発明に係る光電気複合フレキシブル配線板は、電気回路が形成された基板と、前記基板上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に形成されたコア部と、前記コア部を埋設するように、第１クラッド層上に形成された第２クラッド層とを備えている。そして、前記第２クラッド層が、前記第１クラッド層の上面から側面に亘って被覆している構成を有している。

本発明の光電気複合フレキシブル配線板において、前記第２クラッド層が、前記電気回路の少なくとも一部を覆うように形成されていることが好ましい。

また、本発明の光電気複合フレキシブル配線板においては、前記電気回路と、前記コア部との間隔が、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、屈曲等による割れの発生を好適に抑制し、信頼性の高い光導波路を提供することができる。また、このような光導波路を備える光電気複合フレキシブル配線板を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る光導波路を示す概略断面図である。従来の光導波路の一例を参考例として示す概略断面図である。本発明の一実施形態に係る光電気複合フレキシブル配線板を示す概略断面図である。実施例１に係る光導波路を製造する方法を説明するための模式図である。実施例２に係る光電気複合フレキシブル配線板を製造する方法を説明するための模式図である。実施例２〜５の結果をプロットしたグラフである。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光導波路を示す概略断面図である。なお、この実施形態に係る光導波路にあっては、実使用上において上下左右の方向は特に規定されるものではないが、その構成を説明する便宜上、図１における紙面の上下左右をもって各構成の位置関係を特定することとする。

該光導波路１０は、その下部位置に第１クラッド層１２を備える。この第１クラッド層１２は、透明材料からなるものであれば特に材質が限定されるものではないが、例えば透明樹脂で形成することができる。

この第１クラッド層１２の上にはコア部１１が形成されている。このコア部１１は、光信号を伝送すべき方向を長手方向として図１の紙面奥行き方向に延びる形状を有している。コア部１１は、光導波路１０内においてその本数が特に限定されるものではなく、使用目的に応じてその本数を設定することが可能である。該実施形態では、図１に示すように、４本のコア部１１を有する光導波路１０を例示している。このコア部１１は、第１クラッド層よりも低屈折率を有する透明材料からなるものであれば特に材質が限定されるものではなく、例えば透明樹脂で形成することができるものである。

光導波路１０は、コア部１１および第１クラッド層１２の上に、該コア部１１を埋設するように、第２クラッド層１３が形成されている。この第２クラッド層１３は、第１クラッド層１２と同じ材質で形成されている。第２クラッド層１３は、コア部１１および第１クラッド層１２の上面１２ａだけではなく、第１クラッド層１２の左右の側面１２ｂも覆うように形成されている。これにより、光導波路１０の左右側面は第２クラッド層１３で覆われた構造となるため、第１クラッド層１２と第２クラッド層１３との界面が存在しないこととなる。

このように光導波路１０は、屈曲したときの応力による割れの発生起点となりやすい界面が側面に露出しないため、割れの発生が好適に抑制され、信頼性の高いものとなる。

次に、本発明に係る実施形態と比較するため、従来の光導波路の一例を参考例として説明する。

この参考例としては、例えば、図２に示すような光導波路２０が挙げられる。この参考例における光導波路２０は、図１に示す光導波路１０と同様に、第１クラッド層２２の上にコア部２１が形成され、これらの上に第２クラッド層がコア部２１を埋設するように形成された構成を有するが、第２クラッド層が第１クラッド層の側面を覆っていない。すなわち、第２クラッド層２３は、コア部２１およびコア部２１と第１クラッド層２２の上面２２ａだけを覆うように形成されている。したがって、この参考例の光導波路２０の側面には、第１クラッド層２２と第２クラッド層２３との界面が存在する。

したがって、この参考例に示す光導波路２０では、屈曲を繰り返すことによる割れがその側面に露出する海面を基点に発生しやすい傾向にあり、割れ発生を充分に抑制できない懸念がある。詳細には、以下のようなことであると考えられる。

まず、光導波路２０を屈曲させた際、曲げの外側、すなわち、曲率中心から遠い側の表面では、光導波路２０が曲げられた箇所から、光導波路２０の側面に向かう方向に引っ張る力がかかる。そして、その力は、曲率中心から遠いほど大きく、曲率中心に近くなるほど小さくなる。また、光導波路２０を屈曲させた際、曲げの内側、すなわち、曲率中心に近い側の表面では、光導波路２０が曲げられた箇所に近づく方向に圧縮する力がかかる。そして、その力は、曲率中心に近いほど大きく、曲率中心から遠くなるほど小さくなる。このことから、光導波路２０の厚み方向の位置によって、かかる応力の大きさが異なる。この応力の作用は図１に示す実施形態の光導波路１０においても同様のことが言えるが、参考例に示す光導波路２０ではその側面に第１クラッド層２２と第２クラッド層２３との界面が存在するため、光導波路２０を屈曲させると、第１クラッド層側にかかる力と、第２クラッド層側にかかる力に差が生じ、その力の差が、第１クラッド層２２と第２クラッド層２３との層間をずらそうとする剪断応力が働くと考えられる。そして、第１クラッド層２２と第２クラッド層２３とが、同じ材料からなる層であったとしても、別々に硬化させた別の層であるので、この剪断応力によって、第１クラッド層２２と第２クラッド層２３との界面に割れが生じやすいと考えられる。このため、参考例の光導波路２０は、屈曲を繰り返すことによる割れの発生を充分に抑制できず、信頼性を充分に高めることができないと考えられる。

これに対して、本実施形態に係る光導波路１０は、その側面に、第１クラッド層１２と第２クラッド層１３との界面が存在しないため、光導波路を屈曲させても上記のような剪断応力が働かず、割れの発生が抑制されると考えられる。

次に、本発明の他の一実施形態に係る光電気複合フレキシブル配線板について説明する。図３は、この他の一実施形態に係る光電気複合フレキシブル配線板３０を示す概略断面図である。なお、前述の実施形態に係る光導波路１０の説明と同様に、図３において上下左右を規定して、該光電気複合フレキシブル配線板３０の説明を行う。

該光電気複合フレキシブル配線板３０は、図３に示すように、可撓性を有する基材１６が下部に配置されている。この基材１６としては使用目的に対応しうる可撓性を有する材質であれば特に限定するものではないが、屈曲等の機械応力に対して耐久性を有するものを用いることが好ましく、例えばポリイミドなどの樹脂シートを用いることができる。

この基材１６の上面には金属等の導電材料からなる電気回路１５が形成されており、これにより回路基板１７を構成している。この回路基板１７の上には、前述したような構成の光導波路が形成されている。具体的には、回路基板１７は、基材１６上面の左右領域に電気回路１５が形成されており、この電気回路１５が無い領域における基材１６上面に第１クラッド層１２が形成されている。この第１クラッド層１２上にはコア部１１が形成されている。そして、コア部１１を埋設するように、第１クラッド層１２上に第２クラッド層１３が形成されている。

なお、電気回路１５の位置は基材１６の左右位置に限定されるものではなく、使用目的に応じたパターン形状とすることができるが、第１クラッド層１２とは位置重複しないよう位置設計される。

このとき、電気回路１５は、第１クラッド層１２と接触していないことが好ましい。また、電気回路１５とコア部１１との間隔ｄ_１，ｄ_３は、導波路損失（コア部１１を導波する光の損失）の低減と、光電気複合フレキシブル配線板３０の小型化の好適なバランスを考慮して、好ましい範囲に設定されることが望ましい。ここで、電気回路１５とコア部１１との間隔とは、電気回路１５とコア部１１とが最も近接した箇所での距離である。電気回路１５とコア部１１との間隔が小さすぎると、例えば高温環境下での保管等においてコア部１１が電気回路１５から熱的影響を受けやすくなり、コア部１１を導波する光の損失（導波路損失）の増加を充分に抑制できなくなる恐れがある。すなわち、熱時信頼性が低下する傾向がある。この損失を低減することを考慮すると、前記間隔ｄ_１，ｄ_３は０．５ｍｍ以上となるように設定されるのが好ましい。一方、電気回路１５とコア部１１との間隔が大きすぎると、光電気複合フレキシブル配線板３０の小型化を阻害する傾向がある。熱損失を十分に低減できるレベルを考慮して前記間隔ｄ_１，ｄ_３の上限を決めるとしたら２〜３ｍｍあたりに設定するのが実用上好ましい。

光電気複合フレキシブル配線板３０において、第２クラッド層１３が、コア部１１および第１クラッド層１２の上面１２ａだけではなく、第１クラッド層１２の側面１２ｂにも亘って覆うように形成されている。さらに第２クラッド層１３は、さらに第１クラッド層１２だけではなく、電気回路１５の少なくとも一部を覆っている。このとき、第２クラッド層１３は、電気回路１５の全部を覆っていてもよく、一部を露出させて部分的に覆っているものでもよい。第２クラッド層１３が電気回路１５の全部を覆う場合、第２クラッド層１３或いは基材１６にビアホールを形成する等して電気回路１５に外部から電気接続できるようにするとよい。第２クラッド層１３が電気回路１５を部分的に覆い、一部を露出させる場合、その露出部分を外部からの電気接続部として利用することができる。

このように、第２クラッド層１３を電気回路１５も含めて基材１６の左右に亘り形成することで、第２クラッド層１３をコア部１１及び第１クラッド層１２の上に形成する作成工程は、電気回路１５を避けて形成する場合ほど位置合わせの精度が要求されず、容易なものとなる。また、第２クラッド層１３が電気回路１５を覆うことで、電気回路１５を保護する効果も期待できる。さらに、図３に示すように、第２クラッド層１３を基材１６の左右縁部まで形成することで、その断面形状は薄い矩形状になるため、当該光電気複合フレキシブル配線板３０を湾曲等させて変形したときに生じる応力が部分的に偏る等して局所的に集中するなどのことが防止されるという効果も期待できる。

以上のように、当該実施形態の光電気複合フレキシブル配線板３０は、第２クラッド層１３が第１クラッド層１２の側面１２ｂも覆うので、それらの界面が当該光電気複合フレキシブル配線板３０の側面に露出しない。したがって、光電気複合フレキシブル配線板３０を屈曲等して変形させたときにおける割れの発生が好適に抑制され、信頼性の高いものとなる。

以下、本発明をより具体的には説明するための実施例を示す。

はじめに、本実施例で用いた樹脂フィルムの製造方法について説明する。

（第１クラッド層用樹脂フィルムの製造）
ポリプロピレングリコールグリシジルエーテル（新日鐵化学株式会社製の「ＰＧ２０７」）７質量部、液状の水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製の「ＹＸ８０００」）２５質量部、固形の水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製の「ＹＬ７１７０」）２０質量部、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサン付加物（株式会社ダイセル製の「ＥＨＰＥ３１５０」）８質量部、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製の「エピコート１００６ＦＳ」）２質量部、フェノキシ樹脂（新日鐵化学株式会社製の「ＹＰ５０」）２０質量部、光カチオン硬化開始剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製の「ＳＰ１７０」）１質量部、表面調整剤（ＤＩＣ株式会社製の「Ｆ４７０」）０．１質量部の各配合成分を、トルエン３０質量部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）７０質量部の溶剤に溶解し、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って、エポキシ樹脂ワニスを調製した。このエポキシ樹脂ワニスを、離型フィルムのとしてＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製の「Ａ４１００」）の上に、株式会社ヒラノテクノシード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、その塗布膜を乾燥させた。そうすることによって、所定の厚みの第１クラッド（下部クラッド層）用樹脂フィルムが得られた。このようにして得られた第１クラッド用樹脂フィルムは、膜厚１０μｍであった。

（コア部用樹脂フィルムの製造）
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（株式会社ダイセル製の「セロキサイド２０２１Ｐ（ＣＥＬ２０２１Ｐとも称する）」）８質量部、エポキシ樹脂（株式会社ダイセル製の「ＥＨＰＥ３１５０」、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロセキサン付加物）１２質量部、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製の「エピコート１００６ＦＳ」）３７質量部、３官能エポキシ樹脂（三井化学株式会社製の「ＶＧ−３１０１」）１５質量部、固形ノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製の「ＥＰＰＮ２０１」）１８質量部、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製の「エピクロン８５０ｓ」）１０質量部、光カチオン硬化開始剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製の「ＳＰ−１７０」）０．５質量部、熱カチオン硬化開始剤（三新化学工業株式会社製の「ＳＩ−１５０Ｌ」）０．５質量部、表面調整剤（ＤＩＣ株式会社製の「Ｆ４７０」）０．１質量部の各配合成分を、トルエン３０質量部とＭＥＫ７０質量部との混合溶剤に溶解させた。そして、その溶液を、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って、エポキシ樹脂ワニスを調製した。このエポキシ樹脂ワニスを、ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製の「Ａ４１００」）の上に、株式会社ヒラノテクノシード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、その塗布膜を乾燥した。これにより、所定の厚みのコア部用樹脂フィルムが得られた。このようにして得られたコア部用樹脂フィルムは、膜厚３０μｍであった。

（第２クラッド層用樹脂フィルムの製造）
厚みが５０μｍとなるように変更したこと以外、第２クラッド層（上部クラッド層）用樹脂フィルムと同様にして、第２クラッド層用樹脂フィルムを製造した。

（実施例１）
図４を参照して、実施例１を説明する。なお、図４は、実施例１に係る光導波路を製造する方法を説明するための模式図である。

まず、仮基板４１として、ポリカーボネート基板を用意した。図４（ａ）に示すように、この仮基板４１上に、第１クラッド層用樹脂フィルム４２を載置し、加圧式真空ラミネータ（ニチゴー・モートン株式会社製のＶ−１３０、以下、単に、「真空ラミネータＶ−１３０」とも称する。）を用いて、８０℃、０．２ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、仮基板４１上に、第１クラッド層用樹脂フィルム４２を積層した。

そして、図４（ｂ）に示すように、所定の形状の第１クラッド層が得られるように、第１クラッド層用樹脂フィルム４２に、超高圧水銀灯で、２Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射することによって露光した。具体的には、幅１ｍｍ、長さ１２０ｍｍの直線パターンのスリットを有するマスク４３を、第１クラッド層用樹脂フィルム４２の上方に位置させ、そのマスク４３を介して、第１クラッド層用樹脂フィルム４２を露光した。そうすることによって、第１クラッド層に相当する部分を硬化させた。

次に、硬化後の第１クラッド層用樹脂フィルム４２から離型フィルムを剥離した後、１４０℃で２分間熱処理を行った。そして、現像液として、５５℃に調整した水系フラックス洗浄液（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−１００ＳＸ）を用いて現像処理した。そうすることによって、第１クラッド層用樹脂フィルム４２の未露光部分を溶解除去した。さらに、水で仕上げ洗浄した後、エアブローした。その後、１００℃で１０分間乾燥させた。これにより、図４（ｃ）に示すように、仮基板４１上に、第１クラッド層４４を形成した。

次に、図４（ｄ）に示すように、仮基板４１の、第１クラッド層４４が形成された側の表面上に、コア部用樹脂フィルム４５を載置し、真空ラミネータＶ−１３０を用いて、８０℃、０．２ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、第１クラッド層４４上に、コア部層用樹脂フィルム４５を積層した。

そして、図４（ｄ）に示すように、所定の形状のコア部が得られるように、コア部用樹脂フィルム４５に、超高圧水銀灯で、３Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射することによって露光した。具体的には、幅３０μｍ、長さ１２０ｍｍの直線パターンのスリットを４本配列したマスク４６を用い、そのスリットが、第１クラッド層４４上方の適切な位置になるように、マスク４６を位置決めし、そのマスク４６を介して、露光した。そうすることによって、コア部に相当する部分を硬化させた。

次に、硬化後のコア部用樹脂フィルム４５から離型フィルムを剥離した後、１４０℃で２分間熱処理を行った。そして、現像液として、５５℃に調整した水系フラックス洗浄液（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−１００ＳＸ）を用いて現像処理した。そうすることによって、コア部用樹脂フィルム４５の未露光部分が溶解除去された。さらに、水で仕上げ洗浄した後、エアブローした。その後、１００℃で１０分間乾燥させた。これにより、図４（ｅ）に示すように、第１クラッド層４４上に、コア部４７を形成した。

次に、仮基板４１の、第１クラッド層４４やコア部４７が形成された側の表面上に、第２クラッド層用樹脂フィルムを載置し、真空ラミネータＶ−１３０を用いて、１００℃、０．３ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、仮基板４１の全面に、第２クラッド層用樹脂フィルムを積層した。その後、第２クラッド層用樹脂フィルムの表面を、超高圧水銀灯で、２Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射した。その後、硬化後の第２クラッド層用樹脂フィルムから離型フィルムを剥離した後、１５０℃で３０分間熱処理を行った。そうすることによって、第２クラッド層用樹脂フィルムを硬化させ、図４（ｆ）に示すように、第２クラッド層４８を形成した。

そして、図４（ｇ）に示すように、第１クラッド層４４と第２クラッド層４８とからなるクラッド層から、仮基板４１を剥離した。その後、図４（ｈ）に示すように、ＣＯ_２レーザーを用いて、所定の大きさに切断した。具体的には、第１クラッド層が中央に配置され、幅が２ｍｍとなるように切断した。これにより、図４（ｈ）に示すような光導波路が得られた。なお、この光導波路は、図１に示す光導波路１０に相当する。

（実施例２）
図５を参照して、実施例２を説明する。なお、図５は、実施例２に係る光電気複合フレキシブル配線板を製造する方法を説明するための模式図である。

まず、図５（ａ）に示すように、仮基板５１として、ガラス基板を用意した。また、図５（ｂ）に示すような、基材５２上に電気回路５３が形成された回路基板５４を用意した。具体的には、以下のようにして用意した。厚み２０μｍのポリイミドフィルムの両面に厚み１２μｍの銅箔を積層したフレキシブル両面銅張積層板（パナソニック電工株式会社製のＦＥＬＩＯＳ（Ｒ−Ｆ７７５））を用い、図５（ｂ）に示すような回路、具体的には、幅０．３ｍｍ長さ１００ｍｍの、２本の電気回路を、その間隔が１．４ｍｍになるように、銅箔を除去することにより形成した。その回路が形成されている側を、内層側とも称する。また、内層側の面の裏面側を、実装側とも称する。この実装側の表面には、図示していないが、所定の電気回路が形成されるように、銅箔を除去した。そして、内層側の電気回路と実装側の電気回路とをスルーホールを介して、電気的に接続させた。

そして、図５（ｂ）に示すように、回路基板５４の実装側の表面上に、粘着層５５を介して、仮基板５１に貼り合わせた。粘着層５５は、仮基板５１と回路基板５４とを、着脱可能に構成された層である。

次に、図５（ｃ）に示すように、回路基板５４の内層側の表面上に、第１クラッド層用樹脂フィルム５６を載置し、真空ラミネータＶ−１３０を用いて、８０℃、０．２ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、回路基板５４上に、第１クラッド層用樹脂フィルム５６を積層した。

そして、図５（ｄ）に示すように、所定の形状の第１クラッド層が得られるように、第１クラッド層用樹脂フィルム５６に、超高圧水銀灯で、２Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射することによって露光した。具体的には、幅１ｍｍ、長さ１２０ｍｍの直線パターンのスリットを有するマスク５７を、第１クラッド層用樹脂フィルム５６の上方に位置させ、そのマスク５７を介して、第１クラッド層用樹脂フィルム５６を露光した。また、マスク５７は、露光される位置が、２本の電気回路５３の中心になるように配置した。これにより、第１クラッド層に相当する部分を硬化させた。

次に、硬化後の第１クラッド層用樹脂フィルム５６から離型フィルムを剥離した後、１４０℃で２分間熱処理を行った。そして、現像液として、５５℃に調整した水系フラックス洗浄液（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−１００ＳＸ）を用いて現像処理した。そうすることによって、第１クラッド層用樹脂フィルム５６の未露光部分が溶解除去された。さらに、水で仕上げ洗浄した後、エアブローした。その後、１００℃で１０分間乾燥させた。そうすることによって、図５（ｅ）に示すように、回路基板５４上に、第１クラッド層５８を形成した。

次に、図５（ｆ）に示すように、回路基板５４の、第１クラッド層５８が形成された側の表面上に、コア部用樹脂フィルム５９を載置し、真空ラミネータＶ−１３０を用いて、８０℃、０．２ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、第１クラッド層５８上に、コア部層用樹脂フィルム５９を積層した。

そして、図５（ｆ）に示すように、所定の形状のコア部が得られるように、コア部用樹脂フィルム５９に、超高圧水銀灯で、３Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射することによって露光した。具体的には、幅３０μｍ、長さ１２０ｍｍの直線パターンのスリットを４本配列したマスク６０を用い、そのスリットが、第１クラッド層５９上方の適切な位置になるように、マスク６０を位置決めし、そのマスク６０を介して、露光した。これにより、コア部に相当する部分を硬化させた。

次に、硬化後のコア部用樹脂フィルム５９から離型フィルムを剥離した後、１４０℃で２分間熱処理を行った。そして、現像液として、５５℃に調整した水系フラックス洗浄液（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−１００ＳＸ）を用いて現像処理した。そうすることによって、コア部用樹脂フィルム５９の未露光部分が溶解除去された。さらに、水で仕上げ洗浄した後、エアブローした。その後、１００℃で１０分間乾燥させた。これにより、図５（ｇ）に示すように、第１クラッド層５８上に、コア部６１を形成した。

次に、回路基板５４の内層側の表面上に、第２クラッド層用樹脂フィルムを載置し、真空ラミネータＶ−１３０を用いて、１００℃、０．３ＭＰａの加圧条件で加圧することによって、回路基板５４の全面に、第２クラッド層用樹脂フィルムを積層した。その後、第２クラッド層用樹脂フィルムの表面を、超高圧水銀灯で、２Ｊ／ｃｍ^２の条件で、紫外光を照射した。その後、硬化後の第２クラッド層用樹脂フィルムから離型フィルムを剥離した後、１５０℃で３０分間熱処理を行った。これにより、第２クラッド層用樹脂フィルムを硬化させ、図５（ｈ）に示すように、第２クラッド層６２を形成した。

そして、図５（ｉ）に示すように、回路基板５４から、仮基板５１を粘着層５５とともに剥離した。その後、図５（ｊ）に示すように、ＣＯ_２レーザーを用いて、所定の大きさに切断した。具体的には、第１クラッド層が中央に配置され、幅が２．２ｍｍとなるように切断した。これにより、図５（ｊ）に示すような光電気複合フレキシブル配線板が得られた。なお、この光導波路は、図３に示す光電気複合フレキシブル配線板に相当する。また、電気回路間の距離ｄは、１．４ｍｍであり、電気回路とコア部との距離ｄ_１，ｄ_３は、０．３ｍｍであった。

（比較例）
第１クラッド層を形成する際に、マスクを用いないこと以外、実施例１と同様にして、光導波路を製造した。得られた光導波路は、図２に示す光導波路２０に相当する。

［評価］
形成された光導波路及び光電気複合フレキシブル配線板について、以下に示す評価を行った。

（屈曲試験）
光導波路及び光電気複合フレキシブル配線板に対して、スライド式の携帯電話機の屈曲試験としてＩＰＣで標準化されている周動試験（ＩＰＣ規格ＴＭ−６５０）を行った。この屈曲試験における屈曲は、具体的には、株式会社東洋精機製作所製のＩＰＣ−０２を用い、曲げ半径（曲率半径）を１ｍｍとし、曲げ周波数を１２０回／分とした屈曲である。この屈曲を、２０万回繰り返した際に、光導波路及び光電気複合フレキシブル配線板が破断するまでの回数を測定した。

その結果、実施例１は、８万回であった。また、実施例２は、２０万回では、破断しなかった。これらに対して、比較例は、３万回であった。

このことから、本実施形態に係る光導波路及び光電気複合フレキシブル配線板（実施例１及び実施例２）は、側面に第１クラッド層と第２クラッド層との界面が存在する比較例と比較して、屈曲試験において、破断が発生するまでの回数が少ないことがわかった。このことは、本実施形態に係る光導波路及び光電気複合フレキシブル配線板が、屈曲等による割れの発生を好適に抑制できていることによると考えられる。

次に、電気回路とコア部との距離について検討した。

（実施例３）
実施例２と同様の方法で図５（ｊ）に相当する形状までのものを作成したが、寸法条件面において、得られた光導波路の幅を、３ｍｍとし、電気回路間の距離ｄは、２．２ｍｍであり、電気回路とコア部との距離ｄ_１，ｄ_３は、０．７ｍｍとなるように変更した。

（実施例４）
得られた光導波路の幅を、４ｍｍとし、電気回路間の距離ｄは、３．２ｍｍであり、電気回路とコア部との距離ｄ_１，ｄ_３は、１．２ｍｍとなるように変更したこと以外、実施例３と同様である。

（実施例５）
得られた光導波路の幅を、５ｍｍとし、電気回路間の距離ｄは、４．２ｍｍであり、電気回路とコア部との距離ｄ_１，ｄ_３は、１．７ｍｍとなるように変更したこと以外、実施例３と同様である。

［評価］
形成された光電気複合フレキシブル配線板について、以下に示す評価を行った。

＜熱時信頼性＞
まず、得られた光電気複合フレキシブル配線板の、導波路損失を測定した。その後、プレッシャークッカー試験を施した。そして、プレッシャークッカー試験後の光電気複合フレキシブル配線板の、導波路損失を測定した。そして、プレッシャークッカー試験の前後の、導波路損失の変化を算出した。なお、プレッシャークッカー試験や、導波路損失の測定方法は、次のとおりである。

（プレッシャークッカー試験）
楠本化成株式会社製の、「ＰＬＡＭＯＵＮＴＨＡＳＴＣＨＭＢＥＲＰＭ２２０」を用いて、温度を１２０℃とし、湿度を、約１００ＲＨ％の不飽和状態とした条件下で、１００時間処理することによって、光電気複合フレキシブル配線板に対して、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）を行った。

（導波路損失測定）
まず、光電気複合フレキシブル配線板の両端を研磨することによって、長さ１１０ｍｍの、端部に光導波路が露出したものを作成した。

この光電気複合フレキシブル配線板の光導波路の一方の端部（入射側端部）に、コア径１０μｍのＮＡＯ．２１の光ファイバの端部を、マッチングオイル（シリコーンオイル）を介して、接続した。そして、他方の端部（出力側端部）に、コア径２００μｍのＮＡＯ．４の光ファイバの端部を、マッチングオイルを介して、接続した。８５０ｎｍ波長のＬＥＤ光源からの光を、入力側端部に接続された光ファイバを介して、光導波路に入射させた。そして、光導波路からの出射光を、出力側端部に接続された光ファイバを介してパワーメータに入射させ、その出射光の光量Ｐ１を測定した。

一方、入力側端部に接続された光ファイバと出力側端部に接続された光ファイバとを光導波路を介さずに直接接続した場合における、出力側端部に接続された光ファイバからの出射光の光量Ｐ０を、上記と同様、測定した。

そして、下記式（１）により、マイクロミラー付きの光導波路の挿入損失（導波路損失）Ｌ１を求めた。

Ｌ１＝−１０ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）（１）
（熱時信頼性）
上記のように、ＰＣＴの前後の、光電気複合フレキシブル配線板の導波路損失をそれぞれ測定した。そして、ＰＣＴ前の導波路損失とＰＣＴ後の導波路損失との差分を算出し、その値を、ＰＣＴによる損失とした。このＰＣＴによる損失により、熱時信頼性を評価した。

この結果、ＰＣＴによる損失は、以下のようになった。実施例２（ｄ_１＝０．３ｍｍ）は１．６８ｄＢであり、実施例３（ｄ_１＝０．７ｍｍ）は０．５７ｄＢであり、実施例４（ｄ_１＝１．２ｍｍ）は０．２９ｄＢであり、実施例５（ｄ_１＝１．７ｍｍ）は０．２０ｄＢであった。図６はこの結果をプロットしたグラフである。

この図６から分かるように、電気回路とコア部との距離ｄ_１（ｄ_３）の大きさが０．５ｍｍ以下となるあたりから損失は１．０ｍｍを下回るようになっている。このことから、以下のことがわかる。また、ｄ_１が２．０ｍｍを超えて、少なくとも３ｍｍあたりからは損失は０．２ｄＢを下回る十分小さいレベルに低減されると思われる。

１０，２０光導波路
１１，２１コア部
１２，２２第１クラッド層
１３，２３第２クラッド層
１４，２４クラッド層
１５電気回路
１６基材
１７回路基板
３０光電気複合フレキシブル配線板

Claims

電気回路が形成された基板と、
前記基板上に形成された光導波路とを備え、
前記光導波路が、前記基板上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に形成されたコア部と、前記コア部を埋設するように、第１クラッド層上に形成された第２クラッド層とを備え、
前記基板が、ポリイミドからなり、
前記電気回路は、前記第１クラッド層から離間し、
前記第２クラッド層が、前記第１クラッド層の上面から側面に亘って被覆し、さらに、前記基板の、前記電気回路が形成されている表面側の縁部までを被覆しており、
前記光導波路の側面は、前記第２クラッド層で覆われており、
前記電気回路と、前記コア部との間隔が、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする光電気複合フレキシブル配線板。