CN105593262B - 光波导用感光性树脂组合物和光波导芯层形成用光固化性薄膜、以及使用了它们的光波导、光/电传输用混载挠性印刷电路板 - Google Patents

光波导用感光性树脂组合物和光波导芯层形成用光固化性薄膜、以及使用了它们的光波导、光/电传输用混载挠性印刷电路板 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光波导用感光性树脂组合物，其含有具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂，上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂包含侧链多官能脂肪族树脂(A)和二官能长链脂肪族树脂(B)。因此，兼具高透明性、良好的辊对辊适应性、高分辨图案化性，且还具备优异的耐回流性。因此，作为光波导形成用材料、特别是芯层形成材料是有用的。

Description

光波导用感光性树脂组合物和光波导芯层形成用光固化性薄 膜、以及使用了它们的光波导、光/电传输用混载挠性印刷电 路板
技术领域
本发明涉及被用作构成在光通信、光信息处理、其他一般光学中广泛使用的光/电传输用混载挠性印刷电路板中的光波导的芯层等的形成材料的光波导用感光性树脂组合物和光波导芯层形成用光固化性薄膜、以及使用了它们的光波导、光/电传输用混载挠性印刷电路板。
背景技术
迄今为止，面向光/电传输用混载挠性印刷电路板的光波导芯层形成材料中使用由液态的感光性单体形成的混合物，使用该材料的芯层在图案形成时，隔着光掩模进行紫外线(UV)照射，由此来制作期望的芯图案。这种由感光性单体形成的混合物虽然光固化灵敏度高，但从涂覆后的表面粘合性(粘着性)的观点出发，在供于作为着眼于大量生产的制造工序的辊对辊(roll-to-roll：R-to-R)工艺这样的连续工艺时，在与辊接触时，利用上述由感光性单体形成的混合物制成的薄膜会被破坏，因此有无法适应R-to-R工艺的缺点，存在生产率不足这样的问题(专利文献1)。
因此，为了适应R-to-R工艺这样的连续工艺，通常，作为感光性树脂使用在常温下呈固体的聚合物材料。此时，聚合物材料的分子量越高，则固化前阶段的非晶质薄膜的挠性越提高，但另一方面，存在该薄膜的图案化分辨率(固化灵敏度)降低这样的问题。反之，聚合物材料为分子量的物质时，图案化分辨率虽会提高，但挠性会降低。这样，通常薄膜的挠性与图案化分辨率处于折衷关系，存在问题。由此，在感光固化性薄膜中，要求兼顾其挠性与图案化分辨率的光波导芯层形成材料，提出了各种方案(专利文献2)。
关于光波导芯层形成材料，根据其使用用途，需要满足作为固化物的各物性的高折射率、高透明性、高分辨图案化性、高耐热性之类的多种特性要求。因此，进行了用于通过各种原料的选择、配混平衡等来满足各特性的研究。
如前所述，为了供于着眼于大量生产的R-to-R工艺，光波导芯层形成材料通常使用对由上述形成材料形成的未固化物薄膜进行干膜化的方法，但在材料开发中，不仅会由于未固化物的低粘着性、挠性之类的作为干膜材料的工艺适应性的要求而导致材料设计自由度狭窄，而且在制作干膜时，在其两面需要层压基材，因此从省资源化和成本的观点来看也会成为问题，因此在材料开发中仍然重视对湿式工艺的适应性，并进行了研究(专利文献3)。
鉴于这些背景，例如提出了通过将特殊的酚醛清漆型多官能环氧树脂作为主剂、进而配混各种树脂而满足上述特性的感光性树脂组合物(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-281475号公报
专利文献2：日本特开2011-27903号公报
专利文献3：日本特开2010-230944号公报
专利文献4：日本特开2011-237645号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，面向光/电传输用混载挠性印刷电路板的波导材料在上述的要求特性中尤其要求高透明性和用于在制作工序上能够耐受回流焊工序的耐回流性。
由此，强烈期望能够成为在维持以往的R-to-R适应性、高分辨图案化性的情况下为高透明性且兼具耐回流性的光波导芯层形成材料的感光性固化树脂组合物。
本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供作为光波导形成用材料、尤其是芯层形成材料兼具高透明性、良好的R-to-R适应性、高分辨图案化性、且还具备优异的耐回流性的光波导用感光性树脂组合物和光波导芯层形成用光固化性薄膜、以及使用了它们的光波导、光/电传输用混载挠性印刷电路板。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的第1主旨为一种光波导用感光性树脂组合物，其含有具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂，上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂包含下述(A)和(B)。
(A)侧链多官能脂肪族树脂。
(B)二官能长链脂肪族树脂。
另外，本发明的第2主旨为一种光波导芯层形成用光固化性薄膜，其是将上述第1主旨的光波导用感光性树脂组合物形成为薄膜状而成的。
进而，本发明的第3主旨为一种光波导，其是形成有基材和在该基材上的包层、进而在上述包层中形成有规定图案的用于传输光信号的芯层而成的光波导，上述芯层是通过使上述第1主旨的光波导用感光性树脂组合物、或上述第2主旨的光波导芯层形成用光固化性薄膜固化而形成的。
并且，本发明的第4主旨为一种光/电传输用混载挠性印刷电路板，其具备上述第3主旨的光波导。
本发明人等为了得到成为兼具高透明性、良好的R-to-R适应性、高分辨图案化性、且具备优异的耐回流性的光波导的芯层形成材料的感光性树脂组合物而反复进行了深入研究。其结果发现，使用成为上述配混成分的感光性环氧树脂组合物时可达成所期望的目的，从而完成了本发明。
即，[1]关于粘着性，其起因于作为配混成分的树脂成分中的液态树脂的存在，因此通过将树脂成分制成仅包含作为固体树脂成分的、上述侧链多官能脂肪族树脂(A)和二官能长链脂肪族树脂(B)的配方设计，上述粘着性得以消除。另外，[2]关于R-to-R适应性，其依赖于涂覆干燥后的涂膜在常温下的柔软性，因此通过以在常温下显示为固体树脂的配方设定来构成所述薄膜，膜(层)形成时在未固化时的非晶质薄膜中可赋予柔软性。尤其，在本发明中，若侧链多官能脂肪族树脂(A)与二官能长链脂肪族树脂(B)的混合重量比偏离某个特定范围、例如侧链多官能脂肪族树脂(A)变多，则可观察到未固化非晶质薄膜的柔软性显著恶化、R-to-R适应性恶化的倾向。[3]关于图案化性，通过使用随着光固化的进行、固化速度特别快的侧链多官能脂肪族树脂(A)作为主剂，并以不会损害其他要求物性的方式调节其配方，可实现图案化性的提高。尤其，在本发明中，若侧链多官能脂肪族树脂(A)与二官能长链脂肪族树脂(B)的混合重量比偏离某个特定范围、例如二官能长链脂肪族树脂(B)变多，则可观察到该组合物的图案化性和耐热性显著恶化，波导的损耗恶化的倾向。
由此，通过使用将树脂设定为上述配方而得到的光波导用感光性树脂组合物，会兼具低粘着性、良好的R-to-R适应性、高分辨图案化性，进而可得到优异的高透明性(低损耗)和耐回流性，从而完成了本发明。
需要说明的是，关于上述高透明性(低损耗)，其起因于所使用的树脂骨架，对以往的芯层形成材料要求比包层更高的折射率，因此在其设计上使用含芳香族骨架的树脂。但是，由于该芳香族骨架的存在，波长850nm的传输光的频带与来自芳香环C-H键的振动吸收的4倍频吸收(4vCH)的拖尾重叠，从而对于一定程度以上的损耗降低而言是存在界限的。本发明中，在芯层形成材料中使用不含芳香环的脂肪族系树脂来进行芯层形成材料的构成，从而实现了排除来自芳香环的4倍频吸收(4vCH)的影响的材料设计。
另外，在涉及上述高透明性(低损耗)方面，更加适宜的是，在光产酸剂中例如能够通过选定阳离子骨架来应对。即，固化物的热劣化(着色)的产生机理是来自树脂氧化劣化中产生的π共轭体系扩展因子的发生。以往，在光固化系树脂的配方设计中，从图案化性的观点出发，光产酸剂的选择方针是采用赋予了对曝光波长365nm的灵敏度的、包含具有比较宽的π共轭体系的阳离子骨架(例如三苯基锍盐系)的光产酸剂。但是，该宽的π共轭体系骨架因产酸后的阳离子残渣(死骸)的氧化劣化中的π共轭体系的扩展而成为变得容易着色的要因，因此，使用二苯基碘鎓阳离子系这样的包含窄的π共轭体系阳离子部的光产酸剂对于高透明性(低损耗)是更加适宜的。
在本发明中，使用上述二苯基碘鎓阳离子系的光产酸剂的理由如下。即，该特定的光产酸剂是由所有光产酸剂中最狭窄的π共轭体系构成的物质之一。因此，不存在对曝光波长365nm的灵敏度，虽然需要混线曝光(宽频光)，但得到的固化物比迄今为止所使用的利用了三苯基锍盐系光产酸剂的固化物更难以着色，能够赋予更加良好的高透明性(低损耗)。
另一方面，关于上述耐回流性，在作为芯部形成材料而特别选定了发挥抑制加热造成的黄变的效果的材料的基础上使用锑系的光产酸剂时，会赋予防止曝光后的树脂黄变的效果，因此是更适宜的。
发明的效果
如上所述，本发明是含有包含侧链多官能脂肪族树脂(A)和二官能长链脂肪族树脂(B)的具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂的光波导用感光性树脂组合物。因此，使用该光波导用感光性树脂组合物形成例如光波导的芯层时，无需变更以往的制作工序，可以通过涂覆工序和R-to-R工艺形成低损耗且耐回流性优异的光波导的芯层。
并且，作为上述光聚合引发剂，使用后述的通式(1)表示的光产酸剂时，可赋予更优异的高透明性(低损耗)，且可赋予更优异的耐回流性。
具体实施方式
接着，对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明不受该实施方式的限定。
《光波导用感光性树脂组合物》
本发明的光波导用感光性树脂组合物(以下有时仅称为“感光性树脂组合物”。)是使用具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂而得到的。并且，在本发明中，以上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂包含侧链多官能脂肪族树脂(A)和二官能长链脂肪族树脂(B)为特征。需要说明的是，在本发明中，“液态”、“固体”是指在25℃的温度下呈现“液态”或“固体”状态。
以下，对各种成分依次进行说明。
<具有聚合性取代基的脂肪族系树脂>
上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂由侧链多官能脂肪族树脂(A)和二官能长链脂肪族树脂(B)构成。并且，上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂优选在常温下显示为固体状。需要说明的是，在本发明中，作为上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂，优选为整体在常温显示为固体状的树脂，但也可以在不损害本发明的效果的范围内(例如感光性树脂组合物整体的5重量％左右以下)配混在常温下显示为液态的脂肪族系树脂。
作为上述侧链多官能脂肪族树脂(A)，为侧链中具有2个以上的官能团数的脂肪族树脂，例如可列举出2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物等多官能脂肪族环氧树脂等。这些可以单独使用或组合2种以上使用。具体而言，可列举出EHPE3150(Daicel Corporation.制)等。另外，作为上述侧链多官能脂肪族树脂(A)，优选显示为固体状的物质，此时的固体如上所述，是指在常温(25℃)的温度下呈固体状态。
并且，上述侧链多官能脂肪族树脂(A)中存在聚合性取代基，上述聚合性取代基优选为阳离子聚合性取代基。作为上述阳离子聚合性取代基，例如可列举出环氧基、具有脂环式骨架的环氧基、具有氧杂环丁烷骨架的取代基等。
作为上述二官能长链脂肪族树脂(B)，例如可列举出在两末端具有作为聚合性官能团的环氧基的长链脂肪族环氧树脂等。这样，通过使用上述长链脂肪族环氧树脂，可以使阳离子聚合中的交联密度降低，能够赋予固化物的柔软性。例如可列举出不具有芳香环的氢化双酚A型环氧树脂、不具有芳香环的氢化双酚F型环氧树脂等。这些可以单独使用或组合2种以上使用。具体而言，可列举出YX-8040(三菱化学株式会社制)、ST-4000D(新日铁化学株式会社制)等。这样，在本发明中，作为脂肪族树脂，是包括上述脂环式环氧树脂的意思。另外，作为上述二官能长链脂肪族树脂(B)，优选显示为固体状，此时的固体如上所述，是指在常温(25℃)的温度下呈现固体状态。另外，使用上述长链脂肪族环氧树脂以外的不具有环氧基的脂肪族树脂、即发挥作为粘结剂树脂的作用的脂肪族树脂，也可以达到与上述同样的效果。
上述侧链多官能脂肪族树脂(A)与二官能长链脂肪族树脂(B)的混合重量比[(A)：(B)]优选为(A)：(B)＝4：1～1：1、特别优选为(A)：(B)＝3：1～2：1。混合重量比偏离上述范围且(A)过多时，固化前的非晶质薄膜发生脆弱化，可观察到无法耐受R-to-R工艺中的轴带来的弯曲而产生裂纹的倾向。另外，(A)过少时，可观察到在光/热固化中所述组合物的图案化性恶化的倾向。
<光聚合引发剂>
上述光聚合引发剂对感光性树脂组合物赋予基于光照射的固化性，因此例如为了赋予紫外线固化性而使用。
作为上述光聚合引发剂，例如可适宜地使用三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、对(苯基硫代)苯基二苯基锍六氟锑酸盐、对(苯基硫代)苯基二苯基锍六氟磷酸盐、4-氯苯基二苯基锍六氟磷酸盐、4-氯苯基二苯基锍六氟锑酸盐、双[4-(二苯基硫鎓)苯基]硫醚双六氟磷酸盐、双[4-(二苯基硫鎓)苯基]硫醚双六氟锑酸盐、(2,4-环戊二烯-1-基)[(1-甲基乙基)苯]-Fe-六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等。这些可以单独使用或组合2种以上使用。其中，从高透明性的赋予(低损耗)、耐回流性的提高这样的方面出发，优选使用下述通式(1)表示的光产酸剂。
(上述式(1)中，R1、R2为氢或碳数1～15的烷基，彼此可以相同也可以不同。)
上述式(1)中，优选R1、R2为碳数1～15的烷基，特别优选为具有碳数10～13的烷基的混合物。具体而言，可列举出WPI-116(和光纯药工业株式会社制)等碘鎓盐型的光聚合引发剂。
关于上述光聚合引发剂的含量，相对于感光性树脂组合物的树脂成分(例如具有聚合性取代基的脂肪族系树脂)100重量份，优选设定为0.1～3重量份、更优选为0.5～1重量份。即，光聚合引发剂的含量过少时，难以得到可满足的、基于光照射(紫外线照射)的光固化性，过多时，光灵敏度提高，可观察到图案化时造成形状异常的倾向、以及可观察到初始损耗的要求物性恶化的倾向。
本发明的感光性树脂组合物中，除了上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂与光聚合引发剂以外，根据需要，例如可列举出用于提高粘接性的硅烷系或者钛系的偶联剂、烯烃系低聚物、降冰片烯系聚合物等环烯烃系低聚物、聚合物、合成橡胶、有机硅化合物等密合赋予剂、受阻酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等各种抗氧化剂、流平剂、消泡剂等。这些添加剂可在不损害本发明的效果的范围内适当配混。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
关于上述抗氧化剂的配混量，相对于感光性树脂组合物的树脂成分(例如具有聚合性取代基的脂肪族系树脂)100重量份，优选设定为低于3重量份、特别优选为1重量份以下。即，抗氧化剂的含量过多时，可观察到初始损耗的要求物性恶化的倾向。
本发明的感光性树脂组合物可以通过将上述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂、进而根据需要的其他添加剂设为规定的配混比率并搅拌混合而制备。进而，为了以涂覆用清漆的形式制备本发明的感光性树脂组合物，也可以在加热下(例如60～90℃左右)、在有机溶剂中搅拌使其溶解。上述有机溶剂的使用量可适当调整，例如相对于感光性树脂组合物的树脂成分(例如具有聚合性取代基的脂肪族系树脂)100重量份，优选设定为20～80重量份、特别优选为30～50重量份。即，有机溶剂的使用量过少时，以涂覆用清漆的形式制备时会变为高粘度，可观察到涂覆性降低的倾向，有机溶剂的使用量过多时，可观察到使用涂覆用清漆涂覆形成厚膜变困难的倾向。
作为在制备上述涂覆用清漆时使用的有机溶剂，例如可列举出乳酸乙酯、甲乙酮、环己酮、乳酸乙酯、2-丁酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甘醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基乙酸酯、丙二醇单甲基醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷等。这些有机溶剂可以单独使用或组合使用2种以上，例如在上述范围内以规定量使用，以成为适宜涂覆的粘度。
《光波导》
接着，对将本发明的感光性树脂组合物用作芯层的形成材料而成的光波导进行说明。
由本发明得到的光波导例如包含如下的构成：基材、在该基材上以规定图案形成的包层(下包层)、在上述包层上传输光信号的以规定图案形成的芯层、进而在上述芯层上形成的包层(上包层)。并且，由本发明得到的光波导的特征在于，上述芯层由前述的感光性树脂组合物形成。另外，关于上述下包层形成材料和上包层形成材料，可以使用包含相同成分组成的包层形成用树脂组合物，也可以使用不同成分组成的树脂组合物。需要说明的是，在由本发明得到的光波导中，上述包层需要以折射率比芯层小的方式形成。
在本发明中，光波导例如可以通过经由如下所述的工序来制造。即，准备基材，在该基材上涂覆作为包层形成材料的包含感光性树脂组合物的感光性清漆。对该清漆涂覆面进行紫外线等的光照射，进而根据需要进行加热处理，由此使感光性清漆固化。如此操作形成下包层(包层的下方部分)。
接着，在上述下包层上涂覆使本发明的感光性树脂组合物溶解于有机溶剂而成的芯层形成材料(感光性清漆)，由此形成芯形成用的未固化层。此时，涂覆上述芯层形成材料(感光性清漆)后，加热干燥而去除有机溶剂，由此形成作为未固化的光波导芯层形成用光固化性薄膜的薄膜形状。然后，在该芯形成用未固化层面上配置用于使规定图案(光波导图案)曝光的光掩模，隔着该光掩模进行紫外线等的光照射，进而根据需要进行加热处理。然后，使用显影液溶解去除上述芯形成用未固化层的未曝光部分，由此形成规定图案的芯层。
接着，在上述芯层上涂覆上述作为包层形成材料的包含感光性树脂组合物的感光性清漆之后，进行紫外线照射等光照射，进而根据需要进行加热处理，由此形成上包层(包层的上方部分)。通过经由这样的工序，能够制造目标的光波导。
作为上述基材材料，例如可列举出硅晶圆、金属制基板、高分子薄膜、玻璃基板等。并且，作为上述金属制基板，可列举出SUS等不锈钢板等。另外，作为上述高分子薄膜，具体而言，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。并且，其厚度通常设定为10μm～3mm的范围内。
在上述光照射中，具体而言进行紫外线照射。作为上述紫外线照射中的紫外线的光源，例如可列举出低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯等。另外，紫外线的照射量通常可列举出10～20000mJ/cm2，可优选列举出100～15000mJ/cm2，可更优选列举出500～10000mJ/cm2左右。
在上述利用紫外线照射的曝光之后，为了使基于光反应的固化完结，也可以进一步实施加热处理。作为上述加热处理条件，通常在80～250℃、优选为100～150℃下于10秒～2小时、优选为5分～1小时的范围内进行。
另外，作为上述包层形成材料，例如可列举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、氟化环氧树脂、环氧改性有机硅树脂等各种液态环氧树脂、固体环氧树脂、进而适当含有前述各种光产酸剂的树脂组合物，进行使其与芯层形成材料相比适当地成为低折射率的配混设计。进而，由于会根据需要将包层形成材料制备成清漆进行涂覆，因此可以为了得到适宜于涂覆的粘度而适量使用以往公知的各种有机溶剂，并且可以适量使用不会使作为使用了上述芯层形成材料而得到的光波导的功能降低的程度的各种添加剂(抗氧化剂、密合赋予剂、流平剂、UV吸收剂)。
作为用于上述清漆制备用的有机溶剂，与前述相同，例如可列举出乳酸乙酯、甲乙酮、环己酮、乳酸乙酯、2-丁酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甘醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基乙酸酯、丙二醇单甲基醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷等。这些有机溶剂可以单独使用或组合使用2种以上，可适量使用以得到适宜于涂布的粘度。
需要说明的是，作为使用上述基材上的各层的形成材料的涂覆方法，例如可以使用如下的方法：利用旋涂机、涂布机、圆形涂布机(spiral coater)、棒涂机等的涂覆的方法，丝网印刷，利用间隔物形成间隙并通过毛细管现象向其中注入的方法，利用多重涂布机等涂覆机通过R-to-R连续进行涂覆的方法等。另外，上述光波导也可以通过将上述基材剥离去除而制成薄膜状光波导。
如此得到的光波导例如可以用作光/电传输用混载挠性印刷电路板用的光波导。
实施例
接着，基于实施例对本发明进行说明。但是，本发明不受这些实施例的限定。需要说明的是，例中，“份”若无特别说明则是指重量基准。
[实施例1]
首先，在制作作为实施例的光波导之前，制备作为包层形成材料和芯层形成材料的各感光性清漆。
<包层形成材料的制备>
在遮光条件下，将液态二官能氟化烷基环氧树脂(H022、TOSOH F-TECH,INC.制)50份、液态二官能脂环式环氧树脂(CELLOXIDE 2021P、Daicel Corporation.制)50份、光产酸剂(ADEKA OPTOMER SP-170、ADEKA CORPORATION制)4.0份、磷系抗氧化剂(HCA、三光株式会社制)0.54份、硅烷偶联剂(KBM-403、信越有机硅株式会社制)1份混合，在80℃加热下搅拌使其完全溶解，然后冷却至室温(25℃)后，使用直径1.0μm的膜滤器进行加热加压过滤，由此制备作为包层形成材料的感光性清漆。
<芯层形成材料的制备>
在遮光条件下，将固体多官能脂肪族环氧树脂(EHPE3150、Daicel Corporation.制)80份、固体氢化双酚A型环氧树脂(YX-8040、三菱化学株式会社制)20份、光产酸剂(WPI-116、和光纯药工业株式会社制)1.0份、受阻酚系抗氧化剂(Songnox1010、共同药品株式会社制)0.5份、磷系抗氧化剂(HCA、三光株式会社制)0.5份混合在乳酸乙酯40份中，在85℃加热下搅拌使其完全溶解，然后冷却至室温(25℃)后，使用直径1.0μm的膜滤器进行加热加压过滤，由此制备作为芯层形成材料的感光性清漆。
《光波导的制作》
<下包层的制作>
使用旋涂机将作为上述包层形成材料的感光性清漆涂覆在厚度约500μm的硅晶圆上后，用混线(宽频光)进行5000mJ(以波长365nm累积计算)的曝光。然后，进行130℃×10分钟的后加热，由此制作下包层(厚度20μm)。
<芯层的制作>
在所形成的下包层上，用旋涂机涂覆作为芯层形成材料的感光性清漆之后，在热板上使有机溶剂(乳酸乙酯)干燥(130℃×5分钟)，由此形成未固化薄膜状态的未固化层。对所形成的未固化层用混线(宽频光)进行9000mJ(以波长365nm累积计算)的掩模图案曝光〔图案宽度/图案间隔(L/S)＝50μm/200μm〕，进行后加热(140℃×5分钟)。然后，在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中进行显影(25℃×3分钟)，水洗并在热板上使水分干燥(120℃×5分钟)，由此制作规定图案的芯层(厚度55μm)。
如此操作而制作了在硅晶圆上形成下包层、在该下包层上形成有规定图案的芯层的光波导。
[实施例2]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将脂肪族系树脂的树脂成分的配混比例变为固体多官能脂肪族环氧树脂(EHPE3150、Daicel Corporation.制)75份、固体氢化双酚A型环氧树脂(YX-8040、三菱化学株式会社制)25份。除此以外与实施例1同样地制作光波导。
[实施例3]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将脂肪族系树脂的树脂成分的配混比例变为固体多官能脂肪族环氧树脂(EHPE3150、DaicelCorporation.制)67份、固体氢化双酚A型环氧树脂(YX-8040、三菱化学株式会社制)33份。除此以外与实施例1同样地制作光波导。
[实施例4]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将脂肪族系树脂的树脂成分的配混比例变为固体多官能脂肪族环氧树脂(EHPE3150、Daicel Corporation.制)50份、固体氢化双酚A型环氧树脂(YX-8040、三菱化学株式会社制)50份。除此以外与实施例1同样地制作光波导。
[实施例5]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将光产酸剂(WPI-116、和光纯药工业株式会社制)的配混量变为3份。除此以外与实施例4同样地制作光波导。
[实施例6]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将光产酸剂(WPI-116、和光纯药工业株式会社制)的配混量变为0.5份。除此以外与实施例4同样地制作光波导。
[比较例1]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将树脂成分的配方组成变为固体多官能脂肪族环氧树脂(EHPE3150、Daicel Corporation.制)67份、双酚A型环氧树脂(YL-6810、三菱化学株式会社制)33份。除此以外与实施例1同样地制作光波导。
[比较例2]
在作为芯层形成材料的感光性清漆的制备中，将树脂成分的配混比例变为甲酚酚醛清漆型多官能环氧树脂(YDCN-700-10、新日铁住金化学株式会社制)67份、双酚A型环氧树脂(YL-6810、三菱化学株式会社制)33份，并且作为光产酸剂将WPI-116(和光纯药工业株式会社制)替换为SP-170(ADEKA CORPORATION制)。除此以外与实施例1同样地制作光波导。
使用如此得到的作为各芯层形成材料的感光性清漆和各光波导，对于粘着性评价、R-to-R适应性(裂纹)评价、图案化性评价(均为芯层形成材料相关的评价)、以及光波导损耗评价(线性损耗)和耐回流性评价(两者均为光波导相关的评价)，按照下述所示的方法实施。将它们的结果与芯层形成材料的配方组成一同总结示于后述的表1。
[粘着性评价]
将上述实施例和比较例中制备的作为芯层形成材料的感光性清漆用旋涂机涂覆在厚度约500μm的硅晶圆上，在热板上进行干燥(130℃×5分钟)，由此制作未固化薄膜层(厚度约50μm)。利用指触确认所得的未固化薄膜层的表面有无粘着以及是否产生表面粗糙，根据下述基准评价其结果。
○：没有粘着，且未产生表面粗糙。
×：有粘着，且产生表面粗糙。
[R-to-R适应性(裂纹)评价]
将上述实施例和比较例中制备的作为芯层形成材料的感光性清漆用旋涂机涂覆到厚度50μm的SUS基材上，进行干燥(130℃×10分钟)，由此制作厚度约50μm的未固化薄膜。将形成于上述SUS基材上的未固化薄膜(非晶质薄膜)沿着直径8cm的卷芯进行卷绕，通过目视确认有无薄膜上产生的裂纹。根据下述基准评价其结果。
○：没有产生裂纹。
×：产生裂纹。
[图案化性评价]
使用上述实施例和比较例中制备的作为芯层形成材料的感光性清漆，用光学显微镜确认上述下包层上形成的芯层图案。根据下述基准评价其结果。
○：芯层图案的形状没有图案波纹、拖尾，形成为矩形。
×：芯层图案的形状未形成矩形，产生了图案波纹或者拖尾等形状异常。
[光波导的损耗评价(线性损耗)]
在由上述实施例和比较例得到的光波导的芯层图案上，用旋涂机涂覆作为包层形成材料的感光性清漆后，在热板上进行预烘焙(100℃×5分钟)。然后，用混线(宽频光)进行5000mJ(以波长365nm累积计算)的曝光，进行后加热(120℃×5分钟)，由此形成上包层而制作了光波导(芯层图案上的上包层的厚度15μm、光波导总厚度90μm)。
使用上述光波导作为样品，将从光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜株式会社制)振荡的光用多模光纤〔FFP-G120-0500、三喜株式会社制(直径50μmMMF、NA＝0.2)〕进行集光，入射到上述样品中。接着，将从样品出射的光用透镜〔FH14-11、清和光学制作所株式会社制(倍率20、NA＝0.4)〕进行集光，用光计测系统(Optical Multi Power Meter Q8221、Advantest Corporation制)，以截断(cut back)法评价4通道的所述光。根据该4通道的平均总损耗算出线性损耗，按照下述的基准进行评价。
○：总线性损耗为0.04dB/cm以下。
×：总线性损耗为超过0.04dB/cm的结果。
[耐回流性评价]
使用上述光波导作为样品，用回流模拟器(SANYOSEIKO Corporation制、SMTScope SK-5000)在空气气氛下暴露于峰值温度250℃～255℃×45秒的加热工序中，然后与上述同样地进行光波导损耗(线性损耗)的评价。根据下述基准评价其结果。
○：回流加热后的损耗增加低于0.01dB/cm。
×：回流加热后的损耗增加为超过0.01dB/cm的结果。
[表1]
(份)
根据上述结果，对于组合使用固体多官能脂肪族环氧树脂与固体氢化双酚A型环氧树脂而成的感光性树脂组合物(实施例品)以及具备使用上述感光性树脂组合物形成的芯层的光波导而言，在粘着性评价、R-to-R适应性(裂纹)评价、图案化性评价、光波导损耗评价(线性损耗)、耐回流性评价的全部项目中得到了良好的评价结果。
与此相对，对于与固体多官能脂肪族环氧树脂一同使用了属于芳香族树脂的双酚A型环氧树脂的感光性树脂组合物(比较例1品)、以及使用了甲酚酚醛清漆型多官能环氧树脂和双酚A型环氧树脂的感光性树脂组合物(比较例2品)、以及具备使用上述各感光性树脂组合物形成的芯层的光波导而言，虽然在关于粘着性评价、R-to-R适应性(裂纹)评价、图案化性评价以及耐回流性评价方面得到了良好的结果，但在关于光波导损耗评价(线性损耗)方面得到了差的评价结果。
在上述实施例中示出了本发明的具体实施方式，但上述实施例仅仅是例示，不应作限定性解释。可预期本领域技术人员清楚的各种变形均落入本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的光波导用感光性树脂组合物作为光波导的构成部分的形成材料、尤其作为芯层形成材料是有用的。并且，使用上述光波导用感光性树脂组合物制作的光波导例如可用于光/电传输用混载挠性印刷电路板等。

Claims (8)

1.一种光波导用感光性树脂组合物，其特征在于，含有具有聚合性取代基的脂肪族系树脂和光聚合引发剂，所述具有聚合性取代基的脂肪族系树脂仅包含下述(A)和(B)，所述光聚合引发剂为下述通式(1)表示的光产酸剂，
(A)侧链多官能脂肪族树脂，
(B)二官能长链脂肪族树脂，
式(1)中，R1、R2为氢或碳数1～15的烷基，彼此可以相同也可以不同。
2.根据权利要求1所述的光波导用感光性树脂组合物，其中，聚合性取代基为阳离子聚合性取代基。
3.根据权利要求1或2所述的光波导用感光性树脂组合物，其中，侧链多官能脂肪族树脂(A)与二官能长链脂肪族树脂(B)的混合重量比[(A):(B)]为(A):(B)＝4:1～1:1。
4.根据权利要求1或2所述的光波导用感光性树脂组合物，其中，具有聚合性取代基的脂肪族系树脂在25℃下显示为固体状。
5.根据权利要求1或2所述的光波导用感光性树脂组合物，其为光波导中的芯层形成材料，所述光波导是形成有基材和在该基材上的包层、进而在所述包层中形成有规定图案的用于传输光信号的芯层而成的光波导。
6.一种光波导芯层形成用光固化性薄膜，其是将权利要求1～5中的任一项所述的光波导用感光性树脂组合物形成为薄膜状而成的。
7.一种光波导，其特征在于，其是形成有基材和在该基材上的包层、进而在所述包层中形成有规定图案的用于传输光信号的芯层而成的光波导，所述芯层是通过使权利要求1～5中的任一项所述的光波导用感光性树脂组合物、或权利要求6所述的光波导芯层形成用光固化性薄膜固化而形成的。
8.一种光/电传输用混载挠性印刷电路板，其特征在于，具备权利要求7所述的光波导。
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