CN101395511A - 柔性光导波路及其制造方法以及光模块 - Google Patents

柔性光导波路及其制造方法以及光模块 Download PDF

Info

Publication number
CN101395511A
CN101395511A CNA2007800078413A CN200780007841A CN101395511A CN 101395511 A CN101395511 A CN 101395511A CN A2007800078413 A CNA2007800078413 A CN A2007800078413A CN 200780007841 A CN200780007841 A CN 200780007841A CN 101395511 A CN101395511 A CN 101395511A
Authority
CN
China
Prior art keywords
clad
methyl
light guide
resin
road
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800078413A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101395511B (zh
Inventor
柴田智章
高桥敦之
增田宏
高崎俊彦
牧野龙也
落合雅美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Publication of CN101395511A publication Critical patent/CN101395511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101395511B publication Critical patent/CN101395511B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1221Basic optical elements, e.g. light-guiding paths made from organic materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明提供一种柔性光导波路,其为在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用光导波路形成用树脂膜而制成的柔性光导波路,其中,下包覆层和上包覆层中的至少一方的表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm,本发明还提供上述柔性光导波路的制造方法、以及使用柔性光导波路的使用柔性光导波路的光模块。本发明提供与电气配线基板的复合化或在柔性光导波路的多层化中的粘接性优异的柔性光导波路、其制造方法、以及使用柔性光导波路的光模块。

Description

柔性光导波路及其制造方法以及光模块
技术领域
本发明涉及一种柔性光导波路、其制造方法、以及使用柔性光导波路的光模块。
背景技术
对于在电子元件间或配线基板间的高速·高密度信号传输来说,在采用以往电气配线的传输中,信号的相互干涉或衰减成为了障碍,而开始显现出了高速·高密度化的界限。为了打破该界限,正在研究用光来连接电子元件间或配线基板间的技术,也就是所谓的光学互连。作为光路,从容易与元件或基板结合、容易操作的观点考虑,认为具有柔软性的柔性光导波路是适宜的。
在使柔性光导波路和电气配线基板一体化来复合化时,需要使用粘接剂等来粘接两者,但是一般来讲柔性光导波路的外层即包覆层由于平滑性高,不能与粘接剂充分确保接触表面积,所以无法发挥由锚定效果带来的粘接力,难以得到牢固的粘接性。
另外,在将柔性光导波路多层化来实现光路的高集成化时,也发生同样的粘接性方面的问题。
作为柔性光导波路,提出过高分子膜光导波路(例如参照专利文献1)。高分子膜是通过在硅等的基板上采用旋涂高分子溶液等并烘焙来形成下包覆层。通过同样的方法形成芯层后,用含Si光致抗蚀剂等形成掩模图案,通过干式蚀刻法形成芯图案后,按照与形成下包层的方法相同的方法来形成上包层。最后,通过从基板剥离光导波路,来制作膜化的柔性光导波路。尤其是,作为基板,为了容易剥离而使用热氧化的硅基板,在形成光导波路后,作为从该硅基板剥离光导波路的方法,公开了采用浸渍于氟酸的方法。
但是,上述的柔性光导波路,由于包覆层外层表面的平滑性高,所以在与电气配线基板的复合化或柔性光导波路的多层化中,如上所述的粘接性就成为了问题。
另外,上述的柔性光导波路的制造方法,不仅在形成下包覆层、芯层和上包覆层各层时花费时间,而且由于是在基板上涂布液态材料来制膜,所以膜厚控制烦琐,再者,由于涂布到基板上的树脂在固化前为液态,所以树脂会在基板上流动,存在难以保持膜厚的均匀性等、由于材料形态是液态而引起的问题。
进而,由于将硅用于基板,所以不适合于大量制造10cm以上尺寸光导波路的情况,并且,上述的制造方法具有作为高真空工艺的干式蚀刻工序,所以要想制作芯层厚的多模光导波路,就需要进行非常长时间的干式蚀刻。
专利文献1:日本特开平7-239422号公报
发明内容
本发明就是鉴于上述问题,目的为提供一种在与电气配线基板的复合化或在柔性光导波路的多层化中粘接性优异的柔性光导波路、其制造方法、以及使用柔性光导波路的光模块。
本发明人等在反复深入研究的结果,发现可以通过如下记载的方法,解决上述问题。即,本发明涉及以下(1)~(5)。
(1)一种柔性光导波路,其为在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用光导波路形成用树脂膜来制作的柔性光导波路,其中,下包覆层和上包覆层中的至少一方的表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm。
(2)一种柔性光导波路,其为在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用光导波路形成用树脂膜来制作的柔性光导波路,其中,下包覆层和上包覆层中的任一方的表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm,并且另一方的表面的Rz为小于0.5μm。
(3)一种柔性光导波路的制造方法,其为含有下包覆层和芯图案和上包覆层的柔性光导波路的制造方法,包含:在下包覆层和上包覆层的至少一方,使用在表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm的基材上制作的包覆层形成用树脂膜来制作光导波路的工序;以及在其后从包覆层形成用树脂膜除去该基材的工序。
(4)根据上述(3)所述的柔性光导波路的制造方法,其中,表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm的基材是金属箔。
(5)一种光模块,其为使用上述(2)所述的柔性光导波路来制作的光模块,其中,在表面的十点平均粗糙度(Rz)小于0.5μm的下包覆层和上包覆层中的任一方的表面搭载了发光元件或受光元件。
根据本发明,可以提供在与电气配线基板的复合化或在柔性光导波路之间的多层化中粘接性优异的柔性光导波路、其制造方法、以及使用柔性光导波路的光模块。
附图说明
图1是说明本发明的柔性光导波路的制造方法的图。
图2是说明本发明的柔性光导波路和电气配线基板的复合化例子的图。
图3是说明本发明的柔性光导波路之间的多层化例子的图。
图4是说明使用本发明的柔性光导波路的光模块的图。
图中,1是基材,2是下包覆层,3是芯层,4是芯层用基材膜,5是光掩膜,6是芯图案,7是上包覆层,8是粗糙化面,9是平滑面,10是粘接层,11是电气配线基板,12是发光元件或受光元件,13是光路变换部。
具体实施方式
[柔性光导波路和光模块]
作为本发明的柔性光导波路的形态,例如可以举出根据图1(f)所示例子的、由高折射率的芯图案6、低折射率的下包覆层2和上包覆层7构成的形态。芯图案6是如图1(c)、(d)所示,通过将芯层3曝光显影来形成。
本发明的柔性光导波路,作为其材料形态,在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用膜状的光导波路形成用材料(以下叫做光导波路形成用树脂膜)来制作。通过使用光导波路形成用树脂膜,可以在消除由于材料形态是液态而引起的问题的情况下,制造出可对应大面积化的柔性光导波路。
用于本发明的光导波路形成用树脂膜,被设计成用于芯层的光导波路形成用树脂膜(以下叫做芯层形成用树脂膜)的折射率高于用于包覆层的光导波路形成用树脂膜(以下叫做包层形成用树脂膜)。
本发明的柔性光导波路的特征为,下包覆层和上覆包层中的至少一方的表面的十点平均粗糙度(以下叫做Rz,按照JIS B0601-1994的定义)为0.5μm~10μm。由此,在该表面应用锚定效果来获得与电气配线基板的粘接性或光导波路之间的粘接性优异的柔性光导波路。
如果Rz在0.5μm以上,则可以得到充分的锚定效果,能够确保粘接力。另一方面,如果在10μm以下,则不必为了避免由光散射引起的传输损失的影响而增厚包覆层,可以提高柔性光导波路的弯曲性。从以上观点考虑,Rz优选在1~5μm的范围。
如果柔性光导波路的下包覆层和上包覆层中的至少一方的表面的Rz为0.5μm~10μm,则可以制作粘接性优异的柔性光导波路,但对于使用柔性光导波路的光模块,例如图4所示在带有光路变换部的光导波路的包覆层表面(在图4的例子中,是上包覆层7的表面9)上搭载了发光元件或受光元件12的光模块来说,从减少由光散射引起的光耦合损失的观点考虑,优选该表面9的Rz小。
从以上观点考虑,本发明的柔性光导波路优选为下包覆层和上包覆层中的任一方的表面的Rz为0.5μm~10μm,并且另一方的表面的Rz为小于0.5μm。使用该柔性光导波路来制作的光模块,优选在表面的Rz为小于0.5μm的下包覆层和上包覆层中的任一方的表面搭载发光元件或受光元件,从减少光耦合损失的角度考虑,该表面的Rz更优选为0.3μm以下。
作为得到本发明的柔性光导波路的方法,只要是含有能够使下包覆层和上包覆层中的至少一方的表面的Rz处于0.5μm~10μm的范围内来对该表面进行粗糙面化的工序的方法,则没有特别限制。
作为对该表面进行粗糙面化的方法,可以举出在制作光导波路的同时对该表面进行粗糙面化的方法,以及在制作光导波路后对该表面进行粗糙面化加工的方法等。
作为在制作光导波路的同时对该表面进行粗糙面化的方法,可以举出如下的方法:在下包覆层和上包覆层的至少一方,使用在表面的Rz为0.5μm~10μm的基材上制作的包覆层形成用树脂膜来制作光导波路后,从该膜除去该基材,将该基材的表面形状转印到该膜上的方法。由此,可以简化粗糙面化加工。就本发明的柔性光导波路来说,从简化制作的角度考虑,优选在制作光导波路的同时对该表面进行粗糙面化的方法。
作为上述基材,只要是表面的Rz为0.5μm~10μm,则对其材料没有特别限制,可以举出铜箔、镍箔、铝箔等金属箔;聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃;聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚硫化物、聚苯硫醚、聚芳酯、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
其中,从卷式连续生产(roll to roll)方式中的包层形成用树脂膜的制作容易,并且容易获得作为支撑体的强度,进而在制作光导波路后除去基材时可以用蚀刻工序来进行这样的有利于生产率的观点考虑,优选金属箔。
金属箔中,更优选可以用作为一般的印刷电路板的铜箔。
作为基材为铜箔时的蚀刻液,可以举出氯化铁溶液、氯化铜溶液、碱蚀刻溶液、过氧化氢蚀刻溶液等。其中,从蚀刻因子良好的角度考虑,优选使用氯化铁溶液。
作为金属箔的厚度,从操作性和缩短蚀刻除去时间的观点考虑,优选在10~60μm的范围。如果在10μm以上,则在操作时不会产生例如形成皱纹等不良情况。如果在60μm以下,则可以在短时间内蚀刻除去。从以上观点考虑,作为金属箔的厚度,更优选为25~45μm的范围。
作为在制作光导波路后进行该表面的粗糙面化加工的方法,例如可以举出喷砂加工、反应性离子蚀刻等干式蚀刻;采用有机溶剂、酸、碱等化学药品的湿式蚀刻等。
用于本发明的光导波路形成用树脂膜是由光导波路形成用树脂组合物构成,具体地优选由含有(A)基础聚合物、(B)光聚合性化合物和(C)光聚合引发剂的树脂组合物构成。
用于此的(A)基础聚合物,是在形成膜等固化物时用来确保其强度的物质,只要是能够达到其目的的物质即可,没有特别限制,可以举出苯氧树脂、环氧树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜等或它们的衍生物等。这些基础聚合物可以单独使用一种,或两种以上混合使用。
上述举出的(A)基础聚合物中,从耐热性高的观点考虑,优选主链上具有芳香族骨架,特别优选苯氧树脂。
并且,从能够进行三维交联而提高耐热性的方面考虑,优选环氧树脂,特别是在室温(25℃)下为固体的环氧树脂。
并且,使用上述的含有(A)、(B)和(C)成分的树脂组合物进行膜化时,优选确保该膜的透明性,因此优选与在后面详述的(B)光聚合性化合物的相溶性高。从这种观点考虑,优选上述苯氧树脂和(甲基)丙烯酸树脂。另外,这里的(甲基)丙烯酸树脂是指丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂。
上述苯氧树脂是非晶聚合物,一般由下述通式(I)表示。
[化学式1]
Figure A200780007841D00081
这里,n为1以上的整数,m为0或1,-Ro-是下述通式(II)、(III)或(IV)所示的基团、或-O-。
[化学式2]
Figure A200780007841D00082
[化学式3]
[化学式4]
这里,R1~R10分别独立地是氢原子、或甲基和三氟甲基等所示的有机基团。
上述苯氧树脂中,具有下式(V)所示的重复单元的双酚A型环氧树脂的直链状高分子聚合物因为具有高耐热性,所以是优选的。
[化学式5]
Figure A200780007841D00092
这里,n与上述的意思一样。
上述直链状高分子聚合物的苯氧树脂,一般是通过使双酚A和表氯醇进行缩聚反应的一步法,或者使低分子量的环氧树脂和双酚A进行加聚反应的二步法来制造的物质,具体例子可以举出东都化成株式会社制造的“YP-50”(商品名)、日本特开平4-120124号公报、日本特开平4-122714号公报、日本特开平4-339852号公报中记载的物质等。
并且,除了上述通式(I)表示的苯氧树脂以外,还有使各种2官能性环氧树脂和双酚类进行加聚反应而得的高分子物质,例如溴化苯氧树脂(日本特开昭63-191826号公报、日本特公平8-26119号公报)、双酚A/双酚F共聚型苯氧树脂(日本特许第2917884号公报、日本特许第2799401号公报)、含磷苯氧树脂(日本特开2001-310939号公报)、引入芴骨架的高耐热性苯氧树脂(日本特开平11-269264号公报、日本特开平11-302373号公报)等已知的苯氧树脂。
由上述双酚A/双酚F共聚型苯氧树脂代表的以下所示的苯氧树脂,在本发明中适合用作为(A)成分。即,是含有(a-1)选自双酚A、双酚A型环氧化合物或它们的衍生物中的至少一种和(a-2)选自双酚F、双酚F型环氧化合物或它们的衍生物中的至少一种作为共聚成分的结构单元的物质。
通过使用含有这种以(a-1)成分和(a-2)成分为共聚成分的树脂作为(A)成分的光导波路形成用树脂组合物,能够进一步提高包覆层和芯层的层间密合性或光导波路芯图案形成时的图案形成性(细线或窄线间距对应性),可以形成线宽和线间距小的精细图案。
作为双酚A、双酚A型环氧化合物或它们的衍生物,适合举出的有四溴双酚A或四溴双酚A型环氧化合物等。
并且,作为双酚F或双酚F型环氧化合物或它们的衍生物,适合举出的有四溴双酚F或四溴双酚F型环氧化合物等。
作为本发明的(A)基础聚合物,如上所述,特别适合举出的有双酚A/双酚F共聚型苯氧树脂,例如可以购入东都化成株式会社制造的商品名“Phenototo YP-70”。
接着,作为室温(25℃)下是固体的环氧树脂,例如有东都化成株式会社制造的“Epototo YD-7020、Epototo YD-70.59、Epototo YD-70.57”(均为商品名)、日本环氧树脂株式会社制造的“Epicoat 10.50、Epicoat 1009、Epicoat 1008(均为商品名)等双酚A型环氧树脂。
关于(A)基础聚合物的分子量,考虑到还要形成光学互连用光导波路材料等所要求的膜厚50μm左右的厚膜的光导波路形成用树脂膜,优选数均分子量为5,000以上,进而优选为10,000以上,特别优选为30,000以上。数均分子量的上限没有特别限制,但是从与(B)光聚合性化合物的相溶性和曝光显影性的观点考虑,优选为1,000,000以下,更优选为500,000以下,特别优选为200,000以下。另外,数均分子量是用凝胶渗透色谱法(GPC)测定并进行标准聚苯乙烯换算后的值。
(A)基础聚合物的配合量相对于(A)成分和(B)成分的总量优选为5~80质量%。
其配合量为5质量%以上的话,容易将含有(B)光聚合性化合物和(C)光聚合引发剂的树脂组合物膜化。特别是在形成光导波路形成用树脂膜时,考虑到还能容易地形成膜厚50μm以上的厚膜,所以更优选10质量%以上。
另一方面,如果该配合量在80质量%以下,在形成光导波路时,会提高图案形成性,且能充分地进行光固化反应。
从以上观点考虑,(A)基础聚合物的配合量更优选为20~70质量%。
接着,(B)光聚合性化合物只要是能够通过紫外线等光的照射而聚合的物质,则没有特别限制,可以举出分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物和分子内具有两个以上环氧基的化合物等。
其中,从对光的反应性的观点考虑,优选分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物。具体地,可以举出(甲基)丙烯酸酯、偏卤乙烯、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基苯酚等,其中,从透明性和耐热性观点考虑,优选(甲基)丙烯酸酯。
作为(甲基)丙烯酸酯,能使用1官能性、2官能性、3官能性以上的多官能性的任何一种。另外,这里的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
作为1官能性的(甲基)丙烯酸酯,可以举出甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、异硬脂基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基丁二酸酯、对异丙苯基苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-四氢吡喃基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
并且,作为2官能性(甲基)丙烯酸酯,可以举出乙氧基化2-甲基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-1-丙烯酰氧基-3-甲基丙烯酰氧基丙烷、2-羟基-1,3-二甲基丙烯酰氧基丙烷、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双(3-苯基-4-丙烯酰基聚氧基乙氧基)芴、双酚A型、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型和缩水甘油醚型环氧(甲基)丙烯酸酯等。
进而,作为3官能性以上的多官能性(甲基)丙烯酸酯,有乙氧基化异氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用或两种以上组合使用。
在这些化合物中,从能够在通过聚合产生的3维网状结构中笼络基础聚合物来固化的观点考虑,作为(B)成分优选至少一种使用2官能性以上的(甲基)丙烯酸酯。
另外,作为2官能性(甲基)丙烯酸酯,从兼顾透明性和耐热性的观点考虑,优选使用环氧(甲基)丙烯酸酯。
作为代表性的环氧(甲基)丙烯酸酯,可以举出下式(VI)所示的双酚A环氧丙烯酸酯。
双酚A环氧丙烯酸酯因为与苯氧树脂相溶性优良,能实现高透明性,所以(A)成分使用苯氧树脂、(B)成分使用双酚A环氧丙烯酸酯是非常优选的方案。另外,该双酚A环氧丙烯酸酯能商购EA-1020(新中村化学工业株式会社制造,商品名)。
[化学式6]
Figure A200780007841D00121
并且,从透明性观点考虑,作为(B)成分也适合使用(甲基)丙烯酸丙烯酰酯,特别是作为(A)成分组合使用(甲基)丙烯酸树脂时其效果特别好而优选。
作为(甲基)丙烯酸丙烯酰酯没有特别限制,一般是在丙烯酸缩水甘油酯的聚合物中加成1官能性的(甲基)丙烯酸酯的制品。作为该1官能性(甲基)丙烯酸酯可以举出各种化合物,例如(甲基)丙烯酸、或与作为上述1官能性(甲基)丙烯酸酯举出的化合物一样的化合物。这里,所说的(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和甲基丙烯酸。
另外,在形成光导波路时,如在后面详述需要设计成芯层的折射率高于包覆层,作为(B)光聚合性化合物,除了高透明性、高耐热性、以及与(A)成分的相溶性以外,还要考虑高折射率性,因此优选含有芴二(甲基)丙烯酸酯作为构成成分。特别优选含有下述通式(VII)表示的芴二(甲基)丙烯酸酯作为构成成分。
[化学式7]
Figure A200780007841D00131
这里,X是下式(VIII)所示的基团,Y是氢原子或甲基。并且p和q分别为1~20的整数,优选为1~10的整数。
[化学式8]
Figure A200780007841D00132
这里,R11~R26分别独立地表示氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的烷氧基羰基、碳原子数6~10的芳基、或碳原子数7~9的芳烷基。R19~R28分别可以在苯环的任何一个位置,没有这些取代基的部分(式(VIII)中的“*”标记)与式(VII)的骨架中的氧原子结合。另外,通式(VII)和(VIII)中,Y是氢原子,R11~R26是氢原子,p为1,q为1的物质可以商购(新中村化学工业株式会社制造,商品名“A-BPEF”)。另外,作为(B)成分,还可以并用上述芴二(甲基)丙烯酸酯和分子内至少具有一个(甲基)丙烯酰基的化合物。
另外,作为在分子内具有两个以上环氧基的化合物,具体地可以举出双酚A型环氧树脂、四溴双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、萘型环氧树脂等2官能芳香族缩水甘油醚;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯-苯酚型环氧树脂、四苯酚基乙烷型环氧树脂等多官能芳香族缩水甘油醚;聚乙二醇型环氧树脂、聚丙二醇型环氧树脂、新戊二醇型环氧树脂、己二醇型环氧树脂等2官能脂肪族缩水甘油醚;加氢双酚A型环氧树脂等2官能脂环式缩水甘油醚;三羟甲基丙烷型环氧树脂、山梨糖醇型环氧树脂、甘油型环氧树脂等多官能脂肪族缩水甘油醚;苯二甲酸二缩水甘油酯等2官能芳香族缩水甘油酯;四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢苯二甲酸二缩水甘油酯等2官能脂环式缩水甘油酯;N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N-二缩水甘油基三氟甲基苯胺等2官能芳香族缩水甘油胺;N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯基甲烷、1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N-邻三缩水甘油基-对氨基苯酚等多官能芳香族缩水甘油胺;脂环二环氧乙缩醛、脂环二环氧己二酸酯、脂环二环氧羧酸酯、乙烯基环己烯二氧化物等2官能脂环式环氧树脂;二缩水甘油基乙内酰脲等2官能杂环式环氧树脂;三缩水甘油基异氰尿酸酯等多官能杂环式环氧树脂;有机聚硅氧烷型环氧树脂等2官能或多官能含硅环氧树脂等。
这些在分子内具有两个以上环氧基的化合物通常其分子量为100~2,000左右,更优选为150~1,000左右,适合使用室温(25℃)下为液态的物质。并且这些化合物可以单独使用或两种以上组合使用,进而还可以和其他光聚合性化合物组合使用。另外,(B)光聚合性化合物的分子量,可以通过GPC法或质量分析法来测定。
上述(B)光聚合性化合物的配合量相对于(A)成分和(B)成分的总量优选为20~95质量%。其配合量在20质量%以上的话,可以容易地笼络基础聚合物来固化,在形成光导波路时,具有提高芯图案形成时的图案形成性的优点。另一方面,在95质量%以下的话,容易通过添加(A)成分来膜化,进一步从容易形成厚膜的膜的角度考虑,优选为90质量%以下。从以上的观点来说,(B)光聚合性化合物的配合量更优选为30~80质量%。
作为(C)光聚合引发剂,只要是能够通过紫外线等光线的照射来产生(B)光聚合性化合物的聚合的化合物即可,没有特别限制。例如(B)成分使用分子内具有乙烯性不饱和基团的化合物时,作为(C)光聚合引发剂,可以举出二苯甲酮、N,N’-四甲基-4,4’-二氨基二苯甲酮(米氏酮)、N,N’-四乙基-4,4’-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1,2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-苯甲酰肟等芳香族酮;2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯代蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌等醌类;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻苯醚等苯偶姻醚化合物;苯偶姻、甲基苯偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻化合物;联苯酰缩二甲醇等联苯酰衍生物;2-(邻氯代苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯代苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟代苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体等2,4,5-三芳基咪唑二聚体;双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物等膦氧化物类;9-苯基吖啶、1,7-双(9,9’-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;N-苯基甘氨酸、N-苯基甘氨酸衍生物、香豆素系化合物等。
并且2,4,5-三芳基咪唑二聚体中,两个2,4,5-三芳基咪唑的芳基的取代基可以相同而提供对称化合物,也可以不同而提供非对称化合物。
另外,像二乙基噻吨酮和二甲基氨基苯甲酸的组合那样,也可以组合噻吨酮系化合物和叔胺化合物。
这些可以单独使用一种或组合使用两种以上。
其中,从提高芯层和包层的透明性的观点考虑,优选芳香族酮和膦氧化物类。
另外,(B)成分使用环氧树脂时,作为(C)光聚合引发剂,可以举出例如对甲氧基苯重氮六氟磷酸酯等芳基重氮盐;二苯基碘鎓六氟鏻盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等二芳基碘鎓盐;三苯基锍六氟鏻盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基-4-硫代苯氧基苯基锍六氟鏻盐、二苯基-4-硫代苯氧基苯基锍六氟锑酸盐、二苯基-4-硫代苯氧基苯基锍五氟羟基锑酸盐等三芳基锍盐;三苯基硒鎓六氟鏻盐、三苯基硒鎓氟硼酸盐、三苯基硒鎓六氟锑酸盐等三芳基硒鎓盐;二甲基苯甲酰甲基锍六氟锑酸盐、二乙基苯甲酰甲基锍六氟锑酸盐等二烷基苯甲酰甲基锍盐;4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-羟基苯基苄基甲基锍六氟锑酸盐等二烷基-4-羟基苯基锍盐;α-羟基甲基苯偶姻磺酸酯、N-羟基酰亚胺磺酸酯、α-磺酰氧基酮、β-磺酰氧基酮等磺酸酯等。
这些可以单独使用或两种以上组合使用。
上述(C)光聚合引发剂的配合量相对于(A)成分和(B)成分的总量100质量份优选为0.5~10质量份。该配合量在0.5质量份以上的话,光感度充分,另一方面在10质量份以下的话,曝光时感光性树脂组合物的表层的吸收不会增大,内部光固化充分。进而,作为光导波路使用时,不会由于聚合引发剂自身的光吸收的影响使传输损失增加,因此是适合的。从以上观点考虑,(C)光聚合引发剂的配合量更优选为0.2~5质量份。
在光导波路形成用树脂组合物中,除了上述(A)、(B)和(C)成分以外也可以根据需要以不损害本发明效果的比例添加内部脱模剂、抗氧化剂、防黄变剂、紫外线吸收剂、可见光吸收剂、着色剂、增塑剂、稳定剂、填充剂等所谓的添加剂。
光导波路形成用树脂组合物,被设计成用于芯层的光导波路形成用树脂组合物(以下叫做芯层形成用树脂组合物)的折射率高于用于包覆层的光导波路形成用树脂组合物(以下叫做包覆层形成用树脂组合物)。
作为芯层形成用树脂组合物,可以使用能够通过活性光线形成芯图案的树脂组合物,适宜使用感光性树脂组合物。具体是含有上述(A)、(B)和(C)成分,并根据需要含有上述任意成分的树脂组合物。
另外,作为包覆层形成用树脂组合物,只要是折射率低于芯层形成用树脂组合物,并且可通过光或热来固化的树脂组合物,则没有特别限制,可以适宜使用热固性树脂组合物或感光性树脂组合物。具体是含有上述(A)、(B)和(C)成分,并根据需要含有上述任意成分的树脂组合物。
用于本发明的光导波路形成用树脂膜,是由上述的光导波路形成用树脂组合物形成,通过在溶剂中溶解含有上述(A)、(B)和(C)成分的树脂组合物来作为树脂清漆,采用旋涂法等涂布到基材上,除去溶剂,就可以容易地制造。作为用于涂布树脂清漆的的涂布机,没有特别限制,可以使用例如敷料器、旋涂机等,但从生产率的观点考虑,优选使用可连续制作树脂膜的涂布机。作为这种涂布机可以举出例如日本平野技研株式会社制造的Multicoater TM-MC。
这里,作为使用的溶剂,只要是能够溶解该树脂组合物的溶剂则没有特别限制,例如可以使用丙酮、甲基乙基甲酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等溶剂或它们的混合溶剂。这里,从获得与基材相反侧的树脂面的平滑性优异的膜的观点考虑,优选使用丙二醇单甲醚乙酸酯。树脂溶液中的固体成分浓度通常优选为30~80质量%左右。
在调和所述树脂清漆时,优选通过搅拌来混合。作为搅拌方法没有特别限制,但从搅拌效果的观点考虑,优选使用螺旋桨的方法。作为螺旋桨的转速没有特别限制,但从树脂清漆内含有的成分能够被充分混合,并且抑制由于螺旋桨旋转引起的卷入气泡的观点考虑,优选10~1,000rpm,更优选50~800rpm,特别优选100~500rpm。作为搅拌时间没有特别限制,但从混合性和制造效率的观点考虑,优选1~24小时。
调和后的树脂清漆,优选使用孔径50μm以下的过滤器来过滤。如果过滤器孔径在50μm以下,则可以除去大的异物等,在涂布清漆时不会产生收缩等。从这样的观点考虑,作为过滤器的孔径,更优选30μm以下,特别优选10μm以下。
调和后的树脂清漆,优选在减压下脱泡。作为脱泡方法没有特别限制,作为具体例可以使用真空泵和玻璃钟罩、带有真空装置的脱泡装置等。作为减压时的压力没有特别限制,优选不至于使树脂清漆中含有的溶剂沸腾的压力。作为减压时间没有特别限制,但是,从能够除去溶解在树脂清漆内的气泡,并且可以抑制溶剂挥发的观点考虑,优选3~60分钟。
作为在芯层形成用树脂膜的制造过程中使用的基材,是能够支撑芯层形成用树脂膜的支撑体,对于其材料没有特别限制,但考虑到以后容易从芯层形成用树脂膜剥离该基材,并且从具有耐热性和耐溶剂性的观点考虑,适宜举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃等。
并且,从提高曝光用光线的透过率和降低芯图案侧壁的粗糙的观点考虑,优选使用高透明型的柔性基材。高透明型基材的雾度值优选为5%以下,更优选3%以下,特别优选2%以下。另外,雾度值是基于JIS K7105测定的,例如可以使用NDH-1001DP(日本电色工业株式会社制造)等市售的浊度计等测定。作为这样的基材,可以获得东洋纺织株式会社制造的商品名“コスモシヤイン(Cosmoshine)A1517”或“コスモシヤインA4100”的市售品。这里,该“コスモシヤインA1517”曝光时与掩模的间隙变小,具有可以形成更精细的图案的优点。
作为该基材的厚度,优选在5~50μm的范围内。在5μm以上的话,有容易获得作为支撑体的强度的优点,在50μm以下的话,在芯图案形成时与掩模的间隙变小,具有能形成更精细的图案的优点。从以上观点考虑,该基材的厚度更优选为10~40μm的范围,进而优选为15~30μm,特别优选为20~30μm。
对于芯层形成用树脂膜的厚度没有特别限制,但是优选干燥后的厚度在10~100μm的范围。在10μm以上的话,有与受发光元件或光纤的耦合容许度增大的优点,在100μm以下的话,有提高与受发光元件或光纤的耦合效率的优点。根据上述观点,该膜的厚度更优选在30~70μm的范围。
从与上述同样的观点考虑,芯层和芯图案的厚度优选在10~100μm的范围,更优选在30~70μm的范围。
作为在包层形成用树脂膜的制造过程中使用的基材,可以举出上述的表面的Rz为0.5μm~10μm的基材。其中,从与上述同样的观点考虑,优选金属箔。
另外,在本发明的柔性光导波路中,在制作例如下包覆层的表面的Rz为0.5μm~10μm、并且上包覆层的表面的Rz小于0.5μm的柔性光导波路时,作为在上包覆层形成用树脂膜的制造过程中使用的基材,优选使用表面的Rz小于0.5μm的基材。作为这种基材,只要是表面的Rz小于0.5μm,对其材料就没有特别限制,但是考虑到以后容易从上包覆层形成用树脂膜剥离该基材,并且从具有耐热性和耐溶剂性的观点考虑,适合举出有聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃等。该基材的厚度优选在5~100μm的范围。如果在5μm以上的话,有容易获得作为支撑体的强度的优点,在100μm以下的话,在制作卷状膜时具有卷绕性提高的优点。从以上观点考虑,该基材的厚度更优选为10~80μm的范围,进而优选为15~50μm的范围。
包覆层树脂膜的厚度,只要能够封闭光或埋入芯,则没有特别限制,优选以干燥后的厚度计为5~500μm的范围。如果在5μm以上,则能够确保封闭光所需的包覆层的厚度,如果在500μm以下,则能够容易将膜厚控制均匀。从以上观点考虑,该膜的厚度更优选为10~100μm的范围。
在这样获得的基材上设置的光导波路形成用树脂膜,例如可以通过卷绕成卷状来容易地保存。并且,也可以根据需要在光导波路形成用树脂膜上设置保护膜。另外,为了使后述的光导波路形成用树脂膜的剥离变得容易,对基材和保护膜也可以实施抗静电处理等。
作为包覆层(上包覆层和下包覆层的全体)的厚度,就最初形成的下包覆层和用来埋入芯图案的上包覆层来说,可以相同也可以不同。另外,就上包覆层的厚度来说,为了埋入芯图案,优选比芯层的厚度更厚。
从柔性光导波路全体的厚度变小,发挥更优异的柔软性的观点考虑,当芯图案的厚度在上述10~100μm的范围时,作为光导波路全体的包覆层的厚度,优选为30~400μm的范围,作为上包覆层的厚度优选为20~300μm的范围,作为下包覆层的厚度优选为10~100μm的范围。进而,当芯图案的厚度在优选范围30~70μm时,优选光导波路全体的包覆层的厚度为60~130μm的范围,上包覆层的厚度为40~80μm的范围,下包覆层的厚度为20~50μm的范围。这里,上包覆层的厚度是指从芯图案与下包覆层的交界到上包覆层的上面的值,下包覆层的厚度是指从芯图案与下包覆层的交界到下包覆层的下面的值。
上述光导波路形成用树脂组合物或光导波路形成用树脂膜,从抑制光损失引起的传输信号强度下降的观点考虑,其固化物的光传输损失优选在0.5dB/cm以下。这里光传输损失是用棱镜耦合式光学特性测定装置(SAIRONTECHNOLOGY公司制造,SPA-4000)测定的值。
[柔性光导波路的制造方法]
本发明的柔性光导波路的制造方法,是含有下包覆层和芯图案和上包覆层的柔性光导波路的制造方法,包含:在下包覆层和上包覆层的至少一方,使用在表面的Rz为0.5μm~10μm的基材上制作的包覆层形成用树脂膜来制作光导波路的工序;以及在其后从该膜除去该基材的工序。根据该方法,通过从该膜除去该基材就可以将该基材的表面形状转印到该膜上,所以可以在制作光导波路的同时,使由该膜构成的包覆层表面粗糙面化。由此无须另行进行粗糙面化加工,可以简化工序。
在柔性光导波路的制造工序中,下包覆层需要作为支撑体的基材,通过将该基材兼用于用来粗糙面化加工的基材,可以简化工序。从以上观点考虑,在表面的Rz为0.5μm~10μm的基材上制作的包覆层形成用树脂膜,优选至少用于下包覆层。
作为表面的Rz为0.5μm~10μm的基材,与上述叙述的一样。其中,从能够容易制作包覆层形成用树脂膜,并且从作为支撑体的充分强度和生产率的观点考虑,优选金属箔。
以下,作为本发明柔性光导波路的制造方法的一个例子,详细说明图1所示的方法。
首先,作为第一工序,通过光或加热来固化在基材1上制作的包覆层形成用树脂膜,来形成下包覆层2(图1(a))。这里,作为基材1,使用表面(包覆层形成面)的Rz为0.5μm~10μm的基材。
在形成该下包覆层2的第一工序中,当包覆层形成用树脂膜的与基材膜的相反侧设置有保护膜时,是在剥离该保护膜后,通过光或加热来固化包覆层形成用树脂膜,来形成下包覆层2。
形成下包覆层2时的活性光线的照射量优选为0.1~5J/cm2,加热温度优选为50~130℃,但并不限于这些条件。
接着,作为第二工序,在下包覆层2上层压芯层形成用树脂膜,来层叠芯层3(图1(b))。在该第二工序中,通过在上述下包覆层2上加热压接芯层形成用树脂膜,层叠折射率比包覆层高的芯层3。这里,作为层压方式,可以举出使用轧辊层压机或平板型层压机的方法,从密合性和跟随性的角度考虑,优选在减压下进行层叠。尤其优选使用平板型层压机在减压下层叠芯层形成用树脂膜。这里,在本发明中所谓平板型层压机是指将层叠材料夹在一对平板之间,通过对平板加压来进行压接的层压机,例如可适宜使用真空加压式层压机。这里的加热温度优选为50~130℃,压接压力优选为0.1~1.0MPa(1~10kgf/cm2)左右,但对于这些条件并没有特别限制。
这里,在使用真空加压式层压机进行层叠之前,也可以使用轧辊层压机先将芯层形成用树脂膜临时粘贴在下包覆层2上。这里,从密合性和跟随性的角度考虑,优选边压接边临时粘贴,也可以在压接时使用具有热辊的层压机边加热边进行。层压机的温度优选为室温(25℃)~100℃的范围。如果在室温(25℃)以上,则下包覆层2与芯层3的密合性提高,如果在100℃以下,则芯层3在轧辊层压时不会流动,可以得到必要的膜厚。从以上观点考虑,更优选为40~100℃的范围。压力优选为0.2~0.9MPa,层压速度优选为0.1~3m/min,但对于这些条件并没有特别限制。
芯层形成用树脂膜,如果制作在芯层用基材膜4上,则容易操作,所以优选。另外,芯层3也可以通过如下方法来形成:在溶剂中溶解芯层形成用树脂组合物来作为树脂清漆,采用旋涂法等涂布到下包覆层2上,除去溶剂。
接着,作为第三工序,将芯层3曝光显影,形成光导波路的芯图案6(图1(c)和(d))。具体地,通过光掩模5,以图像状照射活性光线。作为活性光线的光源,例如可以举出碳弧灯、水银蒸气弧灯、超高压水银灯、高压水银灯、氙灯等能有效放射紫外线的公知光源。此外,也可以使用照相用散光灯、太阳灯等有效放射可见光的光源。这里,活性光线的照射量优选为0.01~10J/cm2。如果在0.01J/cm2以上,则能够充分进行固化反应,不会因后述的显影工序流失芯图案;如果在10J/cm2以下,则不会因曝光量过多而使芯图案变粗,适宜形成微细的图案。从以上观点考虑,更优选为0.05~5J/cm2的范围,特别优选为0.1~2J/cm2的范围。这里,通过将紫外线的照射量适当地调节在所述范围内,可以缩小芯图案的线宽和线间距,例如通过使紫外线的照射量为0.2J/cm2,可以形成线宽/线间距为50μm/75μm的微细的图案。
接着,当残留有芯层用基材膜4时,剥离该基材,用湿式显影等除去未曝光部进行显影,来形成光导波路图案。当湿式显影时,可以使用适合于上述膜的组成的有机溶剂系显影液,通过喷雾、摇动浸渍、刷涂、刮等公知方法来显影。
作为有机溶剂系显影液,例如可以举出丙酮、甲醇、甲基乙基甲酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。这些有机溶剂为了防止着火,优选在1~20质量%的范围添加水。另外,这些有机溶剂可以单独或组合两种以上来使用。作为显影液的具体例,从不用剥离芯图案就可以显影的观点考虑,适宜举出例如N,N-二甲基乙酰胺和丙二醇单甲醚乙酸酯的2:8混合液(质量比)。
作为显影的方式,例如可以举出浸渍方式、搅拌方式、高压喷雾方式等喷雾方式、刷涂、刮等。
作为显影后的处理,也可以使用如上所述的有机溶剂,来清洗光导波路的芯图案。
作为有机溶剂系清洗液,可以举出例如丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲苯、二甲苯等。其中,从溶解性的观点考虑,优选使用甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯。另外,从能够使显影时没有显影残渣的观点考虑,优选使用异丙醇。这些有机溶剂,为了防止着火,优选在1~20质量%的范围添加水。
另外,有机溶剂可以单独或组合两种以上来使用。
作为清洗的方式,可以举出浸渍方式、搅拌方式、高压喷雾方式等喷雾方式、刷涂、刮等。
作为显影、清洗后的处理,根据需要可以在60~250℃左右加热或进行0.1~1000mJ/cm2左右的曝光,而进一步固化光导波路的芯图案。
接着,作为第四工序,为了埋入芯图案6,层压包覆层形成用树脂膜并固化,来形成上包覆层7(图1(e))。此时的上包覆层7的厚度,如上所述优选比芯图案6的厚度要厚。固化是通过光或加热与上述同样地进行。
作为第四工序中的层压方式,可以举出使用轧辊层压机或平板型层压机的方法,从密合性、跟随性以及平坦性的角度考虑,与第二工序一样,适宜使用平板型层压机优选使用真空加压式层压机在减压下层叠包覆层形成用树脂膜。这里的加热温度优选为50~130℃,压接压力优选为0.1~1.0MPa(1~10kgf/cm2),但对于这些条件并没有特别限制。
第四工序中的固化,与第一工序一样,可以通过光和/或热来进行。形成上包覆层7时的活性光线的照射量优选为0.1~30J/cm2
当上述包覆层形成用树脂膜的支撑膜为PET时,活性光线的照射量优选为0.1~5J/cm2。如果紫外线照射量在该范围内,就可以充分固化,例如通过使紫外线照射量为3J/cm2,能够牢固地固化,可以得到减少光导波路的光损失的效果。从这样的观点考虑,更优选为0.5~5J/cm2,特别优选为1~4J/cm2。另一方面,当该支撑膜为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚醚硫化物、聚醚砜、聚砜等时,由于与PET相比难以使紫外线等短波长的活性光线通过,所以活性光线的照射量优选为0.5~30J/cm2。如果在0.5J/cm2以上,可以充分进行固化反应,如果在30J/cm2以下,则不会使光照射时间过长。从以上观点考虑,更优选为3~27J/cm2,特别优选为5~25J/cm2
为了进一步固化,可以使用能够从两面同时照射活性光线的两面曝光机。另外,也可以边加热边照射活性光线。活性光线照射过程中和/或照射后的加热温度优选为50~200℃,但对这些条件并没有特别限制。
作为本工序中的包覆层形成用树脂膜,从容易操作的角度考虑,优选使用制作到基材上的膜。此时,在芯图案6侧层压包覆层形成用树脂膜。此时,作为基材使用表面(包覆层形成面)的Rz为0.5μm~10μm的基材来形成上包覆层7,然后除去该基材,来制作上包覆层7的表面的Rz为0.5μm~10μm的柔性光导波路。另外,上包覆层7,也可以通过如下方法来形成:在溶剂中溶解包覆层形成用树脂组合物来作为树脂清漆,将其采用旋涂法等进行涂布,除去溶剂,并固化树脂组合物。
然后,作为第五工序,除去在第一工序中使用的基材1(图1(f))。通过除去该基材1,可以转印基材的粗糙面化形状,可以制作在下包覆层2具有粗糙化面8的柔性光导波路。
作为除去该基材1的方法,没有特别限制,但当该基材1为金属箔时,可以由蚀刻工序来进行,有利于生产率。
根据上述的制造方法,可以得到以往成为问题的粘接性得以提高了的柔性光导波路。
实施例
下面,通过制造例和实施例进一步详细说明本发明,但本发明并受限于这些制造例和实施例。
制造例1(芯层用和包覆层用的树脂清漆的调制)
按照表1所示的配比,准备芯层形成用树脂组合物和包覆层形成用树脂组合物,在其中相对于总量添加40质量份的甲基乙基甲酮作为溶剂,称量到广口聚合瓶中,使用机械搅拌机、轴和螺旋桨,在温度25℃、转数400rpm的条件下,搅拌6小时,调和芯层用和包覆层用的树脂清漆。然后,使用孔径2μm的聚四氟乙烯树脂过滤器(商品名:PF020,Advantec东洋株式会社制造)和孔径0.5μm的膜滤器(商品名:J050A,Advantec东洋株式会社制造),在温度25℃、压力0.4MPa的条件下加压过滤,进而使用真空泵和玻璃钟罩,在减压度50mmHg的条件下减压脱泡15分钟。这里,在表1所示的配比中,(A)基础聚合物和(B)光聚合性化合物的配合量是相对于(A)成分和(B)成分的总量的质量%,(C)光聚合引发剂的配合量是相对于(A)成分和(B)成分的总量100质量份的比例(质量份)。
表1
Figure A200780007841D00241
*1 Phenototo YP-70:双酚A/双酚F共聚型苯氧树脂(东都化成株式会社制造)
*2 A-BPEF:9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(新中村化学工业株式会社制造)
*3 EA-1020:双酚A型环氧丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制造)
*4 KRM-2110:脂环二环氧羧酸酯(旭电化工业株式会社制造)
*5 Irgacure 819:双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基膦氧化物(汽巴精化公司制造)
*6 Irgacure 2959:1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(汽巴精化公司制造)
*7 SP-170,三苯基锍六氟锑酸盐(旭电化工业株式会社制造)制造例2(芯层形成用树脂膜的制作)
芯层形成用树脂膜是在PET膜(东洋纺织株式会社制造,商品名“A-4100”,厚度25μm,Rz(非处理面)0.1μm,涂布面:非处理面)上,使用敷料器(ヨシミツ精机株式会社制造,“YBA-4”)涂布由上述制造例1所得到的芯层用树脂清漆,在80℃下干燥10分钟、然后在100℃下干燥10分钟,挥发溶剂,来制作。此时芯层形成用树脂膜的厚度可以通过调节敷料器的间隙在5μm到100μm之间来任意地调节,本实施例中是调节成固化后的膜厚成为50μm。
制造例3(上包覆层和下包覆层形成用树脂膜的制造)
上包覆层形成用树脂膜是在PET膜(与上述同样的膜)上,使用在上述制造例1得到的包覆层用树脂清漆,按照与上述同样的方法来制作。上包覆层形成用树脂膜的膜厚为80μm。
另一方面,下包覆层形成用树脂膜是在铜箔(古河电路铜箔株式会社制造,商品名“GTS-35”,厚度35μm,Rz(光泽面)2.1μm)的光泽面上,涂布由上述制造例1得到的包覆层用树脂清漆,在80℃下干燥10分钟、然后在100℃下干燥10分钟,挥发溶剂,来制作。下包覆层形成用树脂膜的膜厚为30μm。
使用Metricon公司制造的棱镜耦合测试仪(Model2020)测定本制造例中的光导波路形成用树脂膜的折射率的结果(测定波长为830nm),芯层形成用树脂膜的折射率为1.583,包覆层形成用树脂膜的折射率为1.550。
实施例1(柔性光导波路的制造)
下包覆层的形成工序
对于在上述制造例3得到的在铜箔(基材1)上制作的下包覆层形成用树脂膜,用紫外线曝光机(オ—ク制作所株式会社制造,EXM-1172)照射1J/cm2的紫外线(波长365nm),形成下包覆层2(图1(a))。
芯图案的形成工序
接着,在下包覆层2上,使用真空加压式层压机(名机制作所株式会社制造,MVLP-500),在压力0.5MPa、温度50℃、加压时间30秒的条件下,层压在上述制造例2得到的芯层形成用树脂膜,来形成芯层3(图1(b))。接着,隔着光掩模5,用上述紫外线曝光机照射1J/cm2的紫外线(波长365nm)后(图1(c)),剥离PET膜(芯层用基材膜4),溶剂则使用N,N-二甲基乙酰胺,来显影芯图案6(图1(d))。显影液的清洗,是使用甲醇和水。
上包覆层的形成工序
接着,按照与形成芯层3时同样的条件,层压在上述制造例3得到的上包覆层形成用树脂膜,照射1J/cm2的紫外线(波长365nm),除去PET膜(上包覆层基材膜)后,接着在160℃加热处理1小时,来形成上包覆层7(图1(e))。
铜箔的除去工序
最后,用氯化铁水溶液(Sunhayato株式会社制造,商品名“H-20L”)溶解作为下包覆层形成用树脂膜的支撑基材的铜箔,得到柔性光导波路(图1(f))。
用表面粗糙度测定仪(小坂研究所株式会社制造,商品名“サ—フコ—ダSE-2300”)测定该柔性光导波路的表面粗糙度的结果,下包覆层侧的Rz为3.0μm,上包覆层侧的Rz为0.3μm。
对于制作的柔性光导波路的传输损失,光源使用850nm的VCSEL(EXFO公司制造,FLS-300-01-VCL)和受光传感器(爱德万测试株式会社制造,Q82214),根据缩减(カツトバツク)法(测定光导波路长5、3、2cm,入射光纤:GI-50.525多模光纤(NA=0.20),出射光纤:SI-114/125(NA=0.22)进行测定,结果为0.1dB/cm。
作为粘接剂使用粘接膜(日立化成工业株式会社制造,商品名“ハイアタツチHS-230”,厚度25μm),将制作的柔性光导波路的下包覆层侧按照图2所示的形态粘接到电气配线基板11(日立化成工业株式会社制造,商品名“MCL-E-679F”,是测试用电气配线电路)。其结果,柔性光导波路能够与电气配线基板11粘接。
另外,使用同样的粘接膜,将制作的柔性光导波路之间的下包覆层侧按照图3所示的形态粘接。其结果,可以将柔性光导波路之间进行粘接。
产业上的利用可能性
本发明的柔性光导波路的粘接性优异。另外,根据本发明,可以制造出生产率好并且粘接性优异的柔性光导波路。因此,柔性光导波路之间的多层化或与电气配线基板的复合变得容易,可适用于光学互连等的宽广的领域。

Claims (5)

1.一种柔性光导波路,其为在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用光导波路形成用树脂膜来制作的柔性光导波路,其中,下包覆层和上包覆层中的至少一方的表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm。
2.一种柔性光导波路,其为在下包覆层、芯层和上包覆层中的至少一方使用光导波路形成用树脂膜来制作的柔性光导波路,其中,下包覆层和上包覆层中的任选一方的表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm,并且另一方的表面的Rz为小于0.5μm。
3.一种柔性光导波路的制造方法,其为含有下包覆层和芯图案和上包覆层的柔性光导波路的制造方法,包含:在下包覆层和上包覆层的至少一方,使用在表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm的基材上制作的包覆层形成用树脂膜来制作光导波路的工序;以及在其后从该包覆层形成用树脂膜除去该基材的工序。
4.根据权利要求3所述的柔性光导波路的制造方法,其中,表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.5μm~10μm的基材是金属箔。
5.一种光模块,其为使用权利要求2所述的柔性光导波路来制作的光模块,其中,在表面的十点平均粗糙度(Rz)小于0.5μm的下包覆层和上包覆层中的任选一方的表面搭载了发光元件或受光元件。
CN2007800078413A 2006-03-06 2007-03-02 柔性光导波路及其制造方法以及光模块 Expired - Fee Related CN101395511B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006059395 2006-03-06
JP059395/2006 2006-03-06
JP2006138898 2006-05-18
JP138898/2006 2006-05-18
PCT/JP2007/054064 WO2007102431A1 (ja) 2006-03-06 2007-03-02 フレキシブル光導波路およびその製造方法ならびに光モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101395511A true CN101395511A (zh) 2009-03-25
CN101395511B CN101395511B (zh) 2011-05-25

Family

ID=38474862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800078413A Expired - Fee Related CN101395511B (zh) 2006-03-06 2007-03-02 柔性光导波路及其制造方法以及光模块

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8351752B2 (zh)
EP (1) EP1992970A4 (zh)
JP (1) JP4265695B2 (zh)
KR (1) KR101016871B1 (zh)
CN (1) CN101395511B (zh)
AU (1) AU2007223454A1 (zh)
BR (1) BRPI0708571A2 (zh)
CA (1) CA2643792A1 (zh)
WO (1) WO2007102431A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105452919A (zh) * 2013-09-27 2016-03-30 松下知识产权经营株式会社 光波导用干膜和使用该光波导用干膜的光波导的制造方法以及光波导

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100040986A1 (en) * 2006-09-22 2010-02-18 Masatoshi Yamaguchi Process for manufacturing light guide
WO2009038114A1 (ja) * 2007-09-19 2009-03-26 Hitachi Chemical Company, Ltd. 光導波路の製造方法及び該製造方法により得られた光導波路
JP2009276724A (ja) * 2008-05-19 2009-11-26 Nitto Denko Corp 光導波路装置の製造方法
JP2010066667A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Nitto Denko Corp 光導波路装置の製造方法
US7949211B1 (en) 2010-02-26 2011-05-24 Corning Incorporated Modular active board subassemblies and printed wiring boards comprising the same
JP2012103381A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Panasonic Corp 光電気複合配線板の製造方法、及び前記製造方法により製造された光電気複合配線板
JP2012103380A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Panasonic Corp 光電気複合配線板の製造方法、及び前記製造方法により製造された光電気複合配線板
JP2014197225A (ja) * 2014-06-25 2014-10-16 日立化成株式会社 光導波路の製造方法
WO2017059445A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Fabrication of optical interconnect structures for a photonic integrated circuit
US11327225B2 (en) * 2016-04-29 2022-05-10 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Optical printed circuit board with polymer array stitch
JP6787716B2 (ja) * 2016-07-26 2020-11-18 京セラ株式会社 光回路基板およびその製造方法
WO2020171100A1 (ja) * 2019-02-21 2020-08-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 光導波路クラッド用組成物、光導波路クラッド用ドライフィルム及び光導波路
US20220002474A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-06 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Bisbenzocyclobutene formulations
JP2023531329A (ja) * 2021-05-28 2023-07-24 深南電路股▲ふん▼有限公司 フレキシブル光導波板及びその製作方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311539A (en) * 1992-11-25 1994-05-10 International Business Machines Corporation Roughened sidewall ridge for high power fundamental mode semiconductor ridge waveguide laser operation
JP3296458B2 (ja) 1994-03-01 2002-07-02 日本電信電話株式会社 高分子フィルム光導波路及びその製造方法
US5465860A (en) * 1994-07-01 1995-11-14 Intel Corporation Method of forming an integrated circuit waveguide
US5972516A (en) * 1996-02-29 1999-10-26 Kyocera Corporation Method for manufacturing optical waveguide using siloxane polymer, and optoelectronic hybrid substrate using the optical waveguide
JP2000035524A (ja) * 1998-07-21 2000-02-02 Sony Corp 光導波路およびその製造方法
JP4320850B2 (ja) * 1999-06-24 2009-08-26 凸版印刷株式会社 光・電気配線基板及び実装基板並びにこれらの製造方法
WO2001055758A1 (fr) * 2000-01-28 2001-08-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Module de rechauffage et module guide d'ondes optiques
JP2002286957A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Ntt Advanced Technology Corp 光導波路付き基板およびその製造方法
US6542684B2 (en) * 2001-05-01 2003-04-01 Corning Incorporated Optimized multi-layer optical waveguiding system
US6917749B2 (en) * 2001-11-07 2005-07-12 Photon-X, Llc Polymer optical waveguides on polymer substrates
JP2003315580A (ja) * 2002-04-24 2003-11-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ポリマー光導波路及びこれを用いた光波長フィルタ
US7037637B2 (en) * 2002-07-17 2006-05-02 Nitto Denko Corporation Photosensitive polyimide resin precursor composition, optical polyimide obtained from the composition, optical waveguide using the polyimide, and process for producing the optical waveguide
JP2004069743A (ja) 2002-08-01 2004-03-04 Fuji Xerox Co Ltd 高分子光導波路の製造方法
KR100483622B1 (ko) * 2002-08-16 2005-04-19 삼성전기주식회사 광도파로 소자를 인쇄회로기판에 부착하는 방법
JP2004287396A (ja) * 2003-03-03 2004-10-14 Hitachi Chem Co Ltd 光導波路フィルム
US7561774B2 (en) * 2003-03-12 2009-07-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical waveguide
JP2004302188A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Hitachi Cable Ltd 光導波路付き電気配線基板
JP2005157088A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Mitsumi Electric Co Ltd 光導波路モジュール
US6996303B2 (en) * 2004-03-12 2006-02-07 Fujitsu Limited Flexible optical waveguides for backplane optical interconnections
JP4067504B2 (ja) * 2004-03-17 2008-03-26 三洋電機株式会社 光導波路及びその製造方法
KR100678979B1 (ko) * 2004-05-25 2007-02-05 강준모 테이퍼형 광도파로의 제조 방법
JP2006030294A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Nitto Denko Corp フレキシブル光導波路の製法
JP4417198B2 (ja) * 2004-08-02 2010-02-17 日東電工株式会社 光導波路の製造方法
JP2006072352A (ja) * 2004-08-19 2006-03-16 Rohm & Haas Electronic Materials Llc プリント回路板を形成する方法
DE602005010378D1 (de) * 2004-12-22 2008-11-27 Rohm & Haas Elect Mat Verfahren zur Herstellung optischer Vorrichtungen mit Polymerschichten
JP4870627B2 (ja) * 2007-08-06 2012-02-08 日東電工株式会社 光導波路フィルムおよびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105452919A (zh) * 2013-09-27 2016-03-30 松下知识产权经营株式会社 光波导用干膜和使用该光波导用干膜的光波导的制造方法以及光波导
CN105452919B (zh) * 2013-09-27 2020-09-18 松下知识产权经营株式会社 光波导用干膜和使用该光波导用干膜的光波导的制造方法以及光波导

Also Published As

Publication number Publication date
JP4265695B2 (ja) 2009-05-20
EP1992970A4 (en) 2011-04-20
US20090010604A1 (en) 2009-01-08
KR20080088656A (ko) 2008-10-02
CN101395511B (zh) 2011-05-25
US8351752B2 (en) 2013-01-08
KR101016871B1 (ko) 2011-02-22
WO2007102431A1 (ja) 2007-09-13
AU2007223454A1 (en) 2007-09-13
EP1992970A1 (en) 2008-11-19
CA2643792A1 (en) 2007-09-13
BRPI0708571A2 (pt) 2011-05-31
JPWO2007102431A1 (ja) 2009-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101395511B (zh) 柔性光导波路及其制造方法以及光模块
CN101490589B (zh) 光电混载基板
CN101592759B (zh) 光学材料用树脂组合物、光学材料用树脂薄膜及使用其的光导
CN103221856B (zh) 光波导
JP5614018B2 (ja) 光導波路及び光電気複合基板の製造方法並びにそれにより得られる光導波路及び光電気複合基板
CN102027400B (zh) 光波导的制造方法及光波导
CN101903814A (zh) 光波导及其制造方法
KR20110110248A (ko) 광도파로의 제조방법, 광도파로 및 광전기 복합배선판
JP5573626B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP5685926B2 (ja) 光電気複合基板及びその製造方法
JP5433959B2 (ja) 光導波路の製造方法及び該製造方法により得られた光導波路
JP2009093140A (ja) 光導波路の製造方法及び該製造方法により得られた光導波路
KR101533470B1 (ko) 광도파로의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 얻어진 광도파로
JP5870489B2 (ja) 光導波路、光電気複合基板、光導波路の製造方法、及び光電気複合基板の製造方法
JP2015018834A (ja) 樹脂層の積層方法及びそれに用いられる樹脂積層体
JP2011221288A (ja) 光導波路及び光電気複合基板の製造方法、並びにそれにより得られる光導波路及び光電気複合基板
JP2009175456A (ja) クラッド層形成用樹脂組成物およびこれを用いたクラッド層形成用樹脂フィルム、これらを用いた光導波路ならびに光モジュール
JP2015179283A (ja) 光導波路、光電気複合基板、光導波路の製造方法、及び光電気複合基板の製造方法
JP2009175457A (ja) クラッド層形成用樹脂組成物およびこれを用いたクラッド層形成用樹脂フィルム、これらを用いた光導波路ならびに光モジュール
JP2017151295A (ja) 光導波路の製造方法
JP2017151294A (ja) ミラー付き光導波路の製造方法
JP2014197225A (ja) 光導波路の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110525

Termination date: 20150302

EXPY Termination of patent right or utility model