CN107924025B - 光波导用组合物、光波导用干膜和光波导 - Google Patents

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Abstract

使光波导用组合物固化成片状而得到固化物。该固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率之差为15％以下。

Description

光波导用组合物、光波导用干膜和光波导
技术领域
本发明涉及光波导用组合物、光波导用干膜和光波导。
背景技术
在中长距离通信领域、具体而言在FTTH(Fiber To The Home，入室纤维)、车载领域等中，要求高速传送。为了实现该目的，作为传送介质而使用光纤电缆。并且，对于短距离通信、例如1m以内的通信而言，也要求高速传送。在这样的短距离通信领域中，还要求利用光纤电缆难以实现的性能。作为所要求的性能，具体而言，可列举出能够实现窄间距、分支、交叉和多层化等高密度配线、表面安装性与电路基板的一体化；以及能够实现曲率半径小的弯曲等。为了满足这些要求，可以考虑使用具备光波导的光配线板。
对于这样的光配线板，为了利用从光波导输入输出的光，优选安装有垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL))等发光元件、光电二极管(Photo Diode(PD))等光接收元件等光电转换元件、以及集成电路(Integrated Circuit(IC))等半导体元件等。为了使这些元件驱动，需要在光配线板上等设置有电路。由此，优选不仅设置有光波导还设置有电路的光电复合配线板。
这样的光电复合配线板不仅可用于替代例如印刷配线板(Printed Wiring Board(PWB))，还可用作能够弯曲的光电复合柔性配线板等。这样的光电复合柔性配线板可用于替代例如横跨小型终端设备的铰链而配置的柔性配线板，因而备受关注。
作为用于形成光波导的材料，已知例如在光纤的制造中广泛使用的丙烯酸类树脂。然而，由丙烯酸类树脂形成的光波导不具备可耐受形成电路时的加热条件、例如无铅焊接的高温下的回流焊条件的耐热性。因而，想要使用丙烯酸类树脂在基板上形成光波导，并安装光电转换元件等各种元件时，无法应用使用回流焊工序的安装工序。因此，使用这样的光波导时，需要在预先安装有各种元件的其它基板等上，对光波导的芯部进行数十微米量级的精密位置调整再行配置。这样的安装工序非常繁杂，缺乏量产性。
由此，作为用于形成光波导的材料，要求除丙烯酸类树脂之外的材料。作为除丙烯酸类树脂之外的材料，可列举出例如专利文献1和专利文献2中记载的材料。
专利文献1中，作为光波导元件的芯部和包覆部所使用的材料，记载了由包含氧杂环丁烷类等反应性低聚物的混合物与能够利用热或光使该混合物开始聚合的聚合引发剂构成的聚合性混合物。
专利文献2中记载了含有氰酸酯预聚物、含硫原子的化合物、丙烯酸酯单体和光自由基聚合引发剂作为必须成分的光波导用树脂组合物。
专利文献1公开了可简便地实现高品质的光波导元件。专利文献2公开了能够提供具有高耐热性和实用水平的低光传送损失的物性优异的光波导。
此外，逐渐对光波导要求更高的耐热性。具体而言，在上述那样的形成光波导后再形成电路的情况下，逐渐对光波导要求可耐受形成电路时产生的热的耐热性、例如可耐受无铅焊接的高温下的回流焊条件的耐热性。
由此，要求能够得到耐热性更高的光波导的材料。具体而言，要求能够得到耐热性比使用专利文献1和专利文献2记载的材料形成的光波导更高的光波导的材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-343539号公报
专利文献2：日本特开2013-257403号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物和光波导用干膜。此外，本发明的目的在于，提供耐热性高的光波导。
针对光波导的耐热性进行各种研究时发现：如果将耐热性低的光波导加热，则会有对于可见光的蓝色区域的光线、例如波长450nm的光线的光线透射率降低的情况。基于该见解而得到了以下的本发明。
通过使本发明的光波导用组合物固化成片状而得到固化物。该固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率之差为15％以下。
根据这样的构成，可提供能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
根据本发明，可提供能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物和光波导用干膜。此外，根据本发明，可提供耐热性高的光波导。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所述的光波导用干膜的构成的截面图。
图2A是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2B是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2C是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2D是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2E是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2F是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2G是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
图2H是用于说明具备本发明的实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
具体实施方式
以下，针对本发明所述的实施方式进行说明。本发明不限定于此。
本发明的一个实施方式所述的光波导用组合物是能够得到使该光波导用组合物固化成片状而得到的固化物的光线透射率呈现下述关系的固化物的组合物。具体而言，是能够得到使该光波导用组合物固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率之差为15％以下的固化物的组合物。此外，将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率大多低于将固化物在175℃的大气中保持40小时之前的光线透射率。由此，由固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率减去将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率而得到的值优选为15％以下。
此外，如上所述，光波导的耐热性低时，如果加热光波导，则会有对于波长450nm的光线的光线透射率降低的情况。与此相对，即使将由本实施方式所述的光波导用组合物得到的固化物加热，也会抑制对于波长450nm的光线的光线透射率的降低。由此，如果使用该光波导用组合物来制造光波导，则能够得到对于波长450nm的光线的光线透射率的降低受到抑制、耐热性高的光波导。
认为其原因如下。
如果构成光波导的固化物内存在的双键量增加，则随着其增加，波长450nm的光线的透射量变少。具体而言，将构成光波导的固化物在高温环境下保持时，构成固化物的树脂的氧化加剧，如果C＝O键等双键增加，则波长450nm的光线变得难以透射。
因此，如果在175℃等的高温环境下保持40小时后的光线透射率与保持前的光线透射率之差为15％以下，则即使在高温环境下，构成固化物的树脂的氧化也受到抑制，并抑制C＝O键等双键的增加。由此，本实施方式所述的光波导用组合物可充分抑制在耐热性低的光波导中容易发生的、构成固化物的树脂的氧化。因此，通过使用本实施方式所述的光波导用组合物，能够制造耐热性高的光波导。
此外，固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率是将固化物的对于波长450nm的光线的光线透射率换算成厚度为50μm的情况而得到的值。该光线透射率例如如下操作来获得。首先，使光波导用组合物固化成片状。对于所得片状固化物，以光沿着厚度方向透射的方式输入光。然后，测定对该固化物输入的光强度和从固化物输出的光强度。算出输入的光强度与输出的光强度之差相对于对该固化物输入的光强度的比率[(输入的光强度-输出的光强度)/输入的光强度×100]。将该比率作为光线透射率。将所得光线透射率换算成厚度为50μm的情况。该换算如下进行。首先，由所得光线透射率T来算出吸光度A[A＝-log10(T/100)]。并且，由测定光线透射率T时的固化物的厚度L来算出厚度50μm时的吸光度A50(＝A/L×50)。然后，算出对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率T50(＝100/10^A50)。这样换算的光线透射率是固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率。
此外，如上所述，对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率之差为15％以下。该差值越小越优选。因而，该差值为0％以上且15％以下，优选为1％以上且15％以下，更优选为1％以上且13％以下。该差值优选较小，但想要设为小的数值时，材料的选择范围变得过窄。此外，如果该差值过大，则耐热性降低。因此，如果该差值在上述范围内，则可适合地得到能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
本实施方式所述的光波导用组合物只要光线透射率的关系呈现上述所示的关系，就没有特别限定。作为光波导用组合物，具体而言，可列举出包含液状脂肪族环氧化合物、分子中具有3个以上环氧基的多官能芳香族环氧化合物、环氧当量为400g/eq以上且1500g/eq以下的固态双酚A型环氧化合物和光固化剂的组合物。在该光波导用组合物中，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物、以及分子中具有3个以上环氧基的固态脂环式环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量为5质量％以下。如果是这样的组合物，则即使在175℃的大气中保持40小时，光波导用组合物的固化物的对于波长450nm的光线的光线透射率也不会大幅变化。即，形成能够得到在175℃的大气中保持40小时前后的光线透射率之差为上述范围内的固化物的组合物。
认为其原因如下。
液状脂肪族环氧化合物和多官能芳香族环氧化合物从结构来看，即使在高温环境下也难以氧化。进而，如果含有后述的抗氧化剂，则抗氧化剂会有效地发挥作用。因而，如果使用液状脂肪族环氧化合物和多官能芳香族环氧化合物，则能够得到耐热性高的固化物。即，能够得到即使在高温环境下也可充分抑制对于波长450nm的光线的光线透射率降低的固化物。此外，通过添加固态双酚A型环氧化合物，能够适合地形成通过光刻使图案形成性提高等的光波导。通过使用光固化剂使这些环氧化合物固化，能够得到在175℃的大气中保持40小时前后的光线透射率之差为上述范围内的固化物。此外，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物和固态脂环式环氧化合物从结构来看，在高温环境下容易氧化。进而，即使含有后述的抗氧化剂，抗氧化剂也难以有效地发挥作用。通过选择性地降低这些环氧化合物，能够抑制所得固化物的耐热性的降低。由此，本实施方式所述的组合物能够得到耐热性优异的固化物，即即使在高温环境下也可充分抑制对于波长450nm的光线的光线透射率降低的固化物。
液状脂肪族环氧化合物只要是液状且为脂肪族的环氧化合物，就没有特别限定。作为液状脂肪族环氧化合物，具体而言，可列举出3，4-环氧环己基甲基(3，4-环氧基)环己烷羧酸酯和三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚等。作为3，4-环氧环己基甲基(3，4-环氧基)环己烷羧酸酯，可列举出例如大赛璐株式会社制造的CELLOXIDE 2021P等。此外，作为三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚，可列举出例如新日铁住金化学株式会社制造的YH-300和Nagase ChemteXCorporation制造的EX-321L等。液状脂肪族环氧化合物可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。
液状脂肪族环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量优选为10质量％以上且30质量％以下，更优选为15质量％以上且25质量％以下。如果液状脂肪族环氧化合物过少或过多，则难以形成光波导。具体而言，如果液状脂肪族环氧化合物过少，则形成光波导时使用，由光波导用组合物形成的干膜的柔软性降低。如果液状脂肪族环氧化合物过多，则干膜的粘性变高，处理性降低。由此，如果液状脂肪族环氧化合物的含量在上述范围内，则可适合地形成光波导。
多官能芳香族环氧化合物只要是分子中具有3个以上环氧基且为芳香族的环氧化合物，就没有特别限定。作为多官能芳香族环氧化合物，具体而言，可列举出2-[4-(2，3-环氧丙氧基)苯基]-2-[4-[1，1-双[4-([2，3-环氧丙氧基]苯基)]乙基]苯基]丙烷等。此外，作为官能芳香族环氧化合物，可列举出例如Printec Corporation制造的VG3101等。
多官能芳香族环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量优选为10质量％以上且60质量％以下、更优选为20质量％以上且50质量％以下、进一步优选为25质量％以上且40质量％以下。如果多官能芳香族环氧化合物过少，则所得固化物的耐热性降低。如果多官能芳香族环氧化合物过多，则固化物变脆。由此，如果多官能芳香族环氧化合物的含量在上述范围内，则能够适合地形成耐热性高的光波导。
固态双酚A型环氧化合物只要是具有400g/eq以上且1500g/eq以下的环氧当量、且为固态的双酚A型环氧化合物，就没有特别限定。作为固态双酚A型环氧化合物，可列举出例如三菱化学株式会社制造的1001、1002、1003、1055、1004、1004AF、1003F、1004F、1005F、1004FS、1006FS和1007FS等。此外，固态双酚A型环氧化合物可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。
固态双酚A型环氧化合物的环氧当量为400g/eq以上且1500g/eq以下，优选为670g/eq以上且1100g/eq以下，更优选为900g/eq以上且1100g/eq以下。如果环氧当量过小或过大，则难以形成光波导。具体而言，如果环氧当量过小，则难以形成干膜。如果环氧当量过大，则显影性差，会有形成光波导的芯部、包覆层时的显影无法顺利地进行的情况。由此，如果固态双酚A型环氧化合物的环氧当量在上述范围内，则能够适合地形成光波导。
固态双酚A型环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量优选为10质量％以上且70质量％以下、更优选为20质量％以上且60质量％以下、进一步优选为25质量％以上且55质量％以下。如果固态双酚A型环氧化合物过少或过多，则难以形成光波导。具体而言，如果固态双酚A型环氧化合物过少，则形成光波导时使用，由光波导用组合物形成的干膜的柔软性降低。如果固态双酚A型环氧化合物过多，则所得固化物的耐热性降低，固化物变脆。由此，如果液状脂肪族环氧化合物的含量在上述范围内，则能够适合地形成光波导。
光固化剂只要能够促进包含液状脂肪族环氧化合物、多官能芳香族环氧化合物和固态双酚A型环氧化合物的组合物的光固化，就没有特别限定。作为光固化剂，可列举出例如光阳离子固化剂和光阴离子固化剂。
光阳离子固化剂是用于使各环氧化合物的环氧基进行开环聚合的聚合引发剂，是能够利用光来引发反应的化合物。作为光阳离子固化剂，可以使用例如San-Apro Ltd.制造的CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K；ADEKA Corporation制造的SP-170；和光纯药工业株式会社制造的B2380、C1390、D2238、D2960、I0591、M1209、N0137、T1608等。光阳离子固化剂可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。
光阴离子固化剂是用于使各环氧化合物的环氧基进行开环聚合的聚合引发剂，是能够利用光来引发反应的化合物。作为光阴离子固化剂，可以使用例如和光纯药工业株式会社制造的A2502、N0528、O0396。光阴离子固化剂可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。
光固化剂的含量相对于环氧化合物总量100质量份优选为0.3质量份以上且5质量份以下、更优选为0.5质量份以上且2质量份以下、进一步优选为0.5质量份以上且1质量份以下。如果光固化剂过少，则光波导用组合物难以固化。如果光固化剂过多，则产生过量的阳离子、阴离子。因此，例如光波导用组合物过于容易固化，光波导用组合物的保存性降低或处理性降低。
作为液状双酚A型环氧化合物，可列举出例如三菱化学株式会社制造的825、827、828；DIC Corporation制造的840、850、850S。
作为苯酚酚醛型环氧化合物，可列举出例如DIC Corporation制造的N-740、N-770、N-775；日本化药株式会社制造的EPPN-501H、EPPN-502H、EPPN-201、BREN-S。
作为甲酚酚醛型环氧化合物，可列举出例如日本化药株式会社制造的EOCN-4600。
固态脂环式环氧化合物在分子中具有3个以上环氧基，可列举出例如2，2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1，2-环氧基-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物。作为该化合物，可列举出例如大赛璐株式会社制造的EHPE3150。
如上所述，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物和固态脂环式环氧化合物的含量优选较少。具体而言，这些环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量为5质量％以下。这些环氧化合物只要为5质量％以下则可以含有，但优选不含这些环氧化合物。换言之，这些环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量为0质量％以上且5质量％以下，优选为0质量％以上且3质量％以下，更优选为0质量％。如果这些环氧化合物过多，则无法充分提高所得固化物的耐热性。
光波导用组合物可以包含分子中具有2个以上环氧基的固态脂肪族环氧化合物。通过包含固态脂肪族环氧化合物，能够得到在包覆用途中特别优选的光波导用组合物，从这一点出发是优选的。由此，通过使用包含固态脂肪族环氧化合物的光波导用组合物，能够适合地制造耐热性高的光波导的包覆层。
固态脂肪族环氧化合物只要是分子中具有2个以上环氧基、为固态、且为脂肪族的环氧化合物，就没有特别限定。例如，优选为固态氢化双酚A型环氧化合物。作为固态氢化双酚A型环氧化合物，可列举出例如三菱化学株式会社制造的氢化双酚A型环氧树脂YX8000、YX8034、YX8040；新日铁住金化学株式会社制造的ST-3000、ST-4000D。固态脂肪族环氧化合物可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。
固态脂肪族环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量优选为70质量％以下。固态脂肪族环氧化合物也可以不含有，因此为0质量％以上即可。即，固态脂肪族环氧化合物的含量相对于环氧化合物总量优选为0质量％以上且70质量％以下、更优选为10质量％以上且60质量％以下、进一步优选为20质量％以上且40质量％以下。如果固态脂肪族环氧化合物过少，则添加固态脂肪族环氧化合物的效果、例如适合于包覆用途的效果变小。如果固态脂肪族环氧化合物过多，则固化物变脆。由此，如果固态脂肪族环氧化合物的含量在上述范围内，则能够适合地形成耐热性高的光波导的包覆层。固态脂肪族环氧化合物的含量优选与液状脂肪族环氧化合物、多官能芳香族环氧化合物和固态双酚A型环氧化合物的各含量一同进行调整，以达到作为芯、包覆层所要求的折射率。
光波导用组合物还可以包含抗氧化剂。从进一步提高耐热性的观点出发，优选包含抗氧化剂。抗氧化剂没有特别限定，可以使用酚系的抗氧化剂、亚磷酸酯系的抗氧化剂和硫系的抗氧化剂等。作为酚系的抗氧化剂，可列举出例如ADEKACorporation制造的AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80；住友化学株式会社制造的SUMILIZER GA-80。作为亚磷酸酯系的抗氧化剂，可列举出例如ADEKA Corporation制造的PEP-8、PEP-36、HP-10、2112、1178、1500；城北化学工业株式会社制造的JP-360、JP-3CP。作为硫系的抗氧化剂，可列举出例如ADEKA Corporation制造的AO-412S、AO-503；住友化学株式会社制造的SUMILIZER TP-D。抗氧化剂可以单独使用上述例示化合物，也可以组合使用2种以上。亚磷酸酯系的抗氧化剂和硫系的抗氧化剂有可能导致固化阻碍，因此，期望单独使用酚系的抗氧化剂。
抗氧化剂的含量相对于环氧化合物总量100质量份优选为5质量份以下。抗氧化剂也可以不含有，因此为0质量份以上即可。即，抗氧化剂的含量相对于环氧化合物总量100质量份优选为0质量份以上且5质量份以下、更优选为0.2质量份以上且2质量份以下、进一步优选为0.3质量份以上且1质量份以下。含有抗氧化剂时，抗氧化剂过少或过多均无法充分提高固化物的耐热性。具体而言，如果抗氧化剂过少，则难以发挥出添加抗氧化剂的效果，无法充分提高固化物的耐热性。如果抗氧化剂过多，则抗氧化剂作为增塑剂而发挥作用，使固化物的耐热性降低。由此，如果抗氧化剂的含量在上述范围内，则能够适合地形成耐热性高的光波导的包覆层。
如上所述，本实施方式所述的光波导用组合物是能够制造耐热性高的光波导的组合物。
此外，光波导用组合物可用作在制造光波导时使用的干膜的材料。
如上所述，使本实施方式的光波导用组合物固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将固化物在175℃的大气中保持40小时后的光线透射率之差为15％以下。
根据这样的构成，可提供能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
具体而言，即使在175℃的大气中保持40小时，该光波导用组合物的固化物的对于波长450nm的光线的光线透射率也不会大幅变化，即不会大幅降低。由此，通过使用如果耐热性低则容易降低的对于波长450nm的光线的光线透射率的降低受到充分抑制的光波导用组合物来制造光波导，从而能够制造耐热性高的光波导。由此，根据上述构成，可得到能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，优选包含液状脂肪族环氧化合物、分子中具有3个以上环氧基的多官能芳香族环氧化合物、环氧当量为400g/eq以上且1500g/eq以下的固态双酚A型环氧化合物、以及光固化剂。并且，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物和分子中具有3个以上环氧基的固态脂环式环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量优选为5质量％以下。
根据这样的构成，可适合地得到即使在175℃的大气中保持40小时，光波导用组合物的固化物的对于波长450nm的光线的光线透射率也不会大幅变化的组合物。即，可适合地得到在175℃的大气中保持40小时前后的光线透射率之差在上述范围内的组合物。由此，根据上述构成，可适合地得到能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，液状脂肪族环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量优选为10质量％以上且30质量％以下。并且，多官能芳香族环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量优选为10质量％以上且60质量％以下。并且，固态双酚A型环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量优选为10质量％以上且70质量％以下。并且，光固化剂的含量相对于环氧化合物总量100质量份优选为0.3质量份以上且5质量份以下。
根据这样的构成，可更适合地得到即使在175℃的大气中保持40小时，光波导用组合物的固化物的对于波长450nm的光线的光线透射率也在上述变化率范围内的组合物。由此，可更适合地得到能够制造耐热性高的光波导的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，优选还包含分子中具有2个以上环氧基的固态脂肪族环氧化合物。
根据这样的构成，在光波导用途之中，能够得到在包覆用途中特别优选的光波导用组合物。即，可得到能够适合地制造耐热性高的光波导的包覆层的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，固态脂肪族环氧化合物优选为固态氢化双酚A型环氧化合物。
根据这样的构成，可得到能够更适合地制造耐热性高的光波导的包覆层的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，固态脂肪族环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量优选为70质量％以下。
根据这样的构成，可得到能够更适合地制造耐热性高的光波导的包覆层的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，优选包含抗氧化剂。
根据这样的构成，可得到能够制造耐热性更高的光波导的光波导用组合物。
此外，在光波导用组合物中，抗氧化剂的含量相对于环氧化合物总量100质量份优选为5质量份以下。
根据这样的构成，可得到能够制造耐热性更高的光波导的光波导用组合物。
本发明的实施方式所述的光波导用干膜只要具备上述光波导用组合物的层，就没有特别限定。具体而言，如图1所示，光波导用干膜可列举出以下等形式：在光波导用组合物层(光波导用组合物的层)1的一个面上具备膜基材2，且在另一个面上具备保护膜3。光波导用干膜只要具备光波导用组合物层1即可，不仅可以具备膜基材2和保护膜3，也可以具备其它层。膜基材2和保护膜3不是必须的。需要说明的是，图1是示出本实施方式所述的光波导用干膜的构成的截面图。
膜基材2没有特别限定，可列举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate(PET))膜、双轴拉伸聚丙烯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚酰亚胺膜。其中，优选使用PET膜。
此外，保护膜3没有特别限定，可列举出例如聚丙烯膜等。
光波导用干膜的制造方法没有特别限定，可列举出例如以下的方法。首先，向光波导用组合物中添加溶剂等而制成清漆状，将该清漆涂布在膜基材上。该涂布可列举出使用逗点涂布机等的涂布等。通过使该清漆干燥，从而在膜基材上形成光波导用组合物层。进而，在光波导用组合物层上层叠保护膜。作为其层叠方法，可列举出例如热层压法。
光波导用干膜中的光波导用组合物层可用作光波导的材料。光波导用干膜可以在制造光波导的芯时使用，也可以在制造包覆层时使用。本实施方式所述的光波导用组合物也可以不制成干膜再使用，例如可以制成清漆状来使用。该光波导用组合物与光波导用干膜同样地，可以在制造光波导的芯时使用，也可以在制造包覆层时使用。由此，如果使用光波导用组合物和光波导用干膜来制造光波导，则能够得到耐热性高的光波导。
本发明的其它实施方式所述的光波导是具备芯部和覆盖芯部的包覆层，且芯部和包覆层中的至少一者由上述光波导用组合物的固化物形成的光波导。这样的光波导由于光波导用组合物的固化物的耐热性高，因而是耐热性高的光波导。芯部和包覆层均由光波导用组合物的固化物形成的光波导从提高耐热性的观点考虑是优选的。这样得到的光波导在实施以150℃保持1000小时的加热处理后的波导损耗相对于加热处理前的波导损耗的增加量能够为1dB/cm以下。由此，能够得到耐热性高的光波导。
针对光波导的制造方法，一边参照图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H一边说明。此处，针对具备光波导的光电复合配线板的制造方法进行说明。需要说明的是，图2A～2H是用于说明具备本实施方式所述的光波导的光电复合配线板的制造方法的图。
首先，如图2A所示，准备具有电路9的基板5。接着，如图2B所示，在基板5的设置有电路9的表面上形成下包覆层10。接着，如图2C所示，在下包覆层10上形成芯部11。
接着，使用光波导用干膜，形成上包覆层。具体而言，如图2D所示，从光波导用干膜剥离保护膜3。其后，如图2E所示，以光波导用组合物层1覆盖下包覆层10和芯部11的方式层叠经剥离的光波导用干膜。其后，如图2F所示，从光波导用干膜剥离膜基材2。接着，如图2G所示，对光波导用组合物层1照射紫外线，使光波导用组合物发生固化。由此，光波导用组合物层1成为上包覆层。
需要说明的是，如图2G所示，通过隔着掩膜12照射紫外线，其后进行显影，如图2H所示，能够形成通路孔15。
如上操作，使用本实施方式所述的光波导用干膜，能够形成光波导。即，图2H所示的光波导具有芯部11、下包覆层10和上包覆层13。上包覆层13覆盖芯部11。上包覆层13是光波导用组合物的固化物。本实施方式中，形成上包覆层13时使用了光波导用干膜，但也可以在形成下包覆层10、芯部11时使用光波导用干膜。
如上所述，本实施方式的光波导用干膜是具备光波导用组合物的层的光波导用干膜。
根据这样的构成，可提供能够制造耐热性高的光波导的光波导用干膜。
此外，本实施方式的光波导是具备芯部和覆盖芯部的包覆层、且芯部和包覆层中的至少一者为光波导用组合物的固化物的光波导。
根据这样的构成，能够提供耐热性高的光波导。
此外，光波导在实施以150℃保持1000小时的加热处理后的波导损耗相对于加热处理前的波导损耗的增加量优选为1dB/cm以下。
根据这样的构成，能够得到耐热性更高的光波导。
以下，通过实施例更具体地说明本发明。本发明的范围不限定于这些实施例。
实施例
首先，将本实施例中使用的材料总结示于以下。
[A：液状脂肪族环氧化合物]
CELLOXIDE 2021P：大赛璐株式会社制造的液状脂肪族环氧化合物
YH-300：新日铁住金化学株式会社制造的液状脂肪族环氧化合物
[B：多官能芳香族环氧化合物]
VG3101：Printec Corporation制造的三官能的芳香族环氧化合物
[C：固态双酚A型环氧化合物]
1006FS：三菱化学株式会社制造的固态双酚A型环氧化合物(环氧当量为900～1100g/eq)
1003：三菱化学株式会社制造的固态双酚A型环氧化合物(环氧当量为670～770g/eq)
YP-50：新日铁住金化学株式会社制造的固态双酚A型环氧化合物(环氧当量为6000g/eq以上)
[D：液状双酚A型环氧化合物]
850S：DIC CORPORATION制造的液状双酚A型环氧化合物(环氧当量为184～194g/eq)
[E：苯酚酚醛型环氧化合物]
EPPN-201：日本化药株式会社制造的苯酚酚醛型环氧化合物(固体)
[F：甲酚酚醛环氧化合物]
EOCN-4600：日本化药株式会社制造的甲酚酚醛环氧化合物
[G：固态脂环式环氧化合物]
EHPE3150：大赛璐株式会社制造的2，2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1，2-环氧基-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物(环氧当量为900～1500g/eq)
[H：固态脂肪族环氧化合物]
YX8040：三菱化学株式会社制造的氢化双酚A型环氧化合物
[光固化剂]
SP-170：ADEKA Corporation制造的光阳离子固化剂
[抗氧化剂]
AO-60：ADEKA Corporation制造的抗氧化剂
[实施例1～28、比较例1～5]
实施例1～28和比较例1～5所述的组合物如下处理。首先，以达到(表1)和(表2)所示组成(质量份)的方式，将各材料称量至玻璃容器内，作为溶剂添加2-丁酮和甲苯。将该配合物在80℃的回流下进行搅拌。由此，能够得到可溶解的固体成分全部溶解的均匀的清漆状组合物。将所得清漆状组合物用聚四氟乙烯(PTFE)制的孔径1μm的膜滤器进行过滤。
由此，去除所含有的固状异物。以下使用经过滤的清漆状组合物。
接着，使用实施例1～28和比较例1～5所述的组合物，制作干膜。使用HIRANOTECSEED Co.，Ltd.制造的逗点涂布机头的多功能涂布机，将所得清漆状组合物以由组合物形成的层达到25μm的方式涂布在作为膜基材的PET膜(东洋纺株式会社制造的A4100)上，然后以125℃进行干燥。由此，在PET膜上形成厚度25μm的由组合物形成的层。在该由组合物形成的层上，热层压作为保护膜的取向性聚丙烯膜。由此得到干膜。
以下，针对所得组合物和干膜，进行以下的评价。
[光线透射率1(初始)]
光线透射率的测定如下进行。
首先，将具有厚度为25μm的组合物层的干膜以100mm×100mm的大小切出2片。剥离各自的保护膜，使其剥离面彼此重合并进行真空层压。此时，使用Nichigo-Morton Co.，Ltd.制造的V-130，在50℃、0.3MPa的条件下将干膜进行真空层压。由此得到两面被膜基材的PET膜夹持的厚度50μm的干膜。从任一个PET表面以2J/cm2照射紫外线。其后，剥掉曝光面的PET膜，以150℃加热1小时。其后，剥掉另一个PET膜，得到干膜中的由组合物形成的层单独固化的固化膜。使用该固化膜，利用岛津制作所制造的紫外可见分光光度计测定450nm的光线透射率(光线透射率1)。需要说明的是，厚度不是50μm时，可以通过将要测定的透射率转换成单位厚度的吸光度后，换算成50μm的透射率来进行对比。
[光线透射率2(在175℃下保持40小时后)]
将如上操作而得到的固化膜在175℃的干燥机内放置40小时。其后，在干燥机外放置至降为室温为止。利用与上述光线透射率的测定方法相同的方法，测定该固化膜的光线透射率(光线透射率2)。
[光线透射率的差值(光线透射率1-光线透射率2)]
由根据如上操作而求出的光线透射率1和光线透射率2，算出其差值(光线透射率1-光线透射率2)。该值成为耐热性的指标。
[折射率]
使用如上操作而得到的固化膜，使用ATAGO CO.，LTD.制造的折射率测定装置，测定折射率。
[玻璃化转变温度(Tg)]
使用如上得到的固化膜，使用Seiko Instruments Inc.制造的粘弹性分光仪(DMS200)，将复数弹性模量(E”)的峰值温度作为Tg来进行测定。
[显影性]
使用如上操作而得到的干膜，制作后述的光波导。如果所形成的芯宽度相对于特定的芯宽度在±10％的范围内形成，则评价为“OK”，否则评价为“NG”。
需要说明的是，由于实施例14～28和比较例4～5用于包覆用途，因此不对显影性进行评价。此外，实施例1～13和比较例1～3用于芯用途。
将这些评价结果与组合物的组成一同示于(表1)和(表2)。
[表1]
Figure BDA0001581528830000181
[表2]
由(表1)和(表2)可知：实施例1～28所述的组合物的固化物与比较例1～6的情况相比，在175℃下保持40小时后的光线透射率也高。由此可知：即使在高温环境下也能够维持透明性等的耐热性高。可知：通过制成实施例1～28那样的组成，能够得到会形成耐热性优异的固化物的干膜。
与此相对，比较例1～5中，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物和分子中具有3个以上环氧基的固态脂环式环氧化合物的含量过多。因此，呈现耐热性差、无法充分抑制在175℃下保持40小时后的光线透射率的降低的结果。
需要说明的是，作为固态双酚A型环氧化合物使用环氧当量大于1500的化合物、例如三菱化学株式会社制造的1007(环氧当量为1750～2200g/eq)时，显影性降低，难以形成适合的光波导。
[实施例29～41和比较例6～8]
实施例29～41和比较例6～8所述的光波导如下形成。
利用真空层压机，将厚度35μm的包覆用干膜层压在两面的铜被蚀刻掉的基板(使用松下株式会社制造的1515W)上。照射紫外线，剥掉基材的PET膜后，以140℃进行加热处理，由此形成底包覆层(下包覆层)。
接着，利用真空层压机，将厚度25μm的芯用干膜层压在底包覆层的表面。
将形成有宽25μm、长50mm的直线图案的开口部的曝光用掩膜重叠于经层压的芯用干膜的表面，照射紫外线。其后，以140℃进行加热处理，将芯用干膜的曝光部进行固化。
接着，通过使用水系焊剂清洗剂(荒川化学工业株式会社制造的Pine Alpha ST-100SX)进行显影处理，从而去除芯用干膜的未固化部分，进行鼓风和干燥，从而形成芯。
接着，利用真空层压机，将厚度35μm的包覆用干膜从芯的上方进行层压。在照射紫外线后，以140℃进行加热，由此使包覆用干膜进行固化。
以波导图案的长度达到50mm的方式切割基板，研磨端面，得到形成有评价用光波导的样品(试样)。
需要说明的是，在各实施例和比较例中，包覆用干膜和芯用干膜使用(表3)所示的实施例和比较例所述的干膜。
对所得光波导进行如下评价。
[初始的波导损耗]
使波长850nm的源自VCSEL光源的光从芯径为10μm、NA为0.21的光纤入射至波导的一个端面，通过芯径为200μm、NA为0.4的光纤射出，用功率表测定射出的光的功率(P1)。另一方面，利用功率表测定将这两个光纤的端面彼此抵接而不存在光波导的状态下的光的功率(P0)。根据-10×log(P1/P0)的计算式，求出光波导的光损耗(波导损耗)。
[回流焊后的波导损耗的变化量]
此外，在无铅焊接的回流焊条件下对所得光波导进行3次回流焊，测定波导损耗。算出该波导损耗相对于初始波导损耗的变化量。
[在175℃下保持40小时后的波导损耗的变化量]
测定将所得光波导在175℃的环境下放置40小时后的波导损耗。算出该波导损耗相对于初始波导损耗的变化量。
[在150℃下保持1000小时后的波导损耗的变化量]
测定将所得光波导在150℃的环境下放置1000小时后的波导损耗。算出该波导损耗相对于初始波导损耗的变化量。需要说明的是，在波导损耗上升至无法测定该波导损耗的程度时，在(表3)中示为“无法测定”。
将这些结果与所用的干膜一并示于(表3)。
[表3]
Figure BDA0001581528830000221
由(表3)可知：使用实施例1～28所述的干膜而得到的光波导(实施例29～41)与使用比较例1～5所述的干膜而得到的光波导(比较例6～8)相比，能够抑制高温环境下的波导损耗的上升。具体而言，实施例29～41即使在无铅焊接的回流焊条件下，波导损耗的变动也小，进而，即使在175℃和150℃之类的高温环境下，损耗变动也比比较例6～8小。由此，具有能够在125℃、105℃的环境下、进而长时间充分抑制波导损耗上升这种程度的耐热性。
与此相对，比较例6～8中，由于芯和包覆层使用了耐热性差的干膜，因此不仅是在回流焊，而且在175℃的高温环境下的波导损耗的变动也非常大。尤其是，比较例8在150℃下保持1000小时后的波导损耗达到无法测定的程度，与实施例29～41相比，耐热性大幅劣化。
如上所述，通过使用具有本实施方式所述的组合物的层的干膜，能够制造耐热性优异的光波导。
产业上的可利用性
本发明的光波导用组合物的耐热性优异，因此对于光波导是有用的。
附图标记说明
1 光波导用组合物层
2 膜基材
3 保护膜
5 基板
9 电路
10 下包覆层
11 芯部
12 掩膜
13 上包覆层
15 通路孔

Claims (10)

1.一种光波导用组合物，使其固化成片状而得到的固化物的对于波长450nm的光线的换算成50μm厚度的光线透射率、与将所述固化物在175℃的大气中保持40小时后的所述光线透射率之差为15％以下，
所述光波导用组合物包含液状脂肪族环氧化合物、分子中具有3个以上环氧基的多官能芳香族环氧化合物、环氧当量为400g/eq以上且1500g/eq以下的固态双酚A型环氧化合物以及光固化剂，液状双酚A型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚酚醛型环氧化合物以及分子中具有3个以上环氧基的固态脂环式环氧化合物的含量相对于环氧化合物的总量为5质量％以下。
2.根据权利要求1所述的光波导用组合物，其中，所述液状脂肪族环氧化合物的含量相对于所述环氧化合物的总量为10质量％以上且30质量％以下，所述多官能芳香族环氧化合物的含量相对于所述环氧化合物的总量为10质量％以上且60质量％以下，所述固态双酚A型环氧化合物的含量相对于所述环氧化合物的总量为10质量％以上且70质量％以下，所述光固化剂的含量相对于所述环氧化合物的总量100质量份为0.3质量份以上且5质量份以下。
3.根据权利要求1所述的光波导用组合物，其还包含分子中具有2个以上环氧基的固态脂肪族环氧化合物。
4.根据权利要求3所述的光波导用组合物，其中，所述固态脂肪族环氧化合物为固态氢化双酚A型环氧化合物。
5.根据权利要求3所述的光波导用组合物，其中，所述固态脂肪族环氧化合物的含量相对于所述环氧化合物的总量为70质量％以下。
6.根据权利要求1所述的光波导用组合物，其还包含抗氧化剂。
7.根据权利要求6所述的光波导用组合物，其中，所述抗氧化剂的含量相对于所述环氧化合物的总量100质量份为5质量份以下。
8.一种光波导用干膜，其具备权利要求1所述的光波导用组合物的层。
9.一种光波导，其具备芯部和覆盖所述芯部的包覆层，所述芯部和所述包覆层中的至少一者为权利要求1所述的光波导用组合物的固化物。
10.根据权利要求9所述的光波导，其中，实施以150℃保持1000小时的加热处理后的波导损耗相对于所述加热处理前的波导损耗的增加量为1dB/cm以下。
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