JP2014153581A - 光導波路用ドライフィルム、それを用いた光導波路及び光電気複合配線板、並びに光電気複合配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光導波路用ドライフィルムであって、キャリアフィルム、メッキ密着層、未硬化のクラッド層及びカバーフィルムの順に積層されてなり、前記メッキ密着層が、平均のエポキシ当量が450未満のビフェニル型エポキシ樹脂(A)と、平均のエポキシ当量が450以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂(B)と、分子中にトリアジン環を有するフェノール系ノボラック樹脂(C)とを含有し、前記ビフェニル型エポキシ樹脂(A)に対する前記エポキシ樹脂(B)の質量比が、0.25〜2であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物からなる層であり、その厚みが1〜10μmであることを特徴とする、光導波路用ドライフィルム。
【選択図】図3
Description
・光回路と電気回路を別々に作製し、後で貼り付けるため、電気回路と導波路の位置精度が悪くなるために、その後の受発光素子の実装ができなくなる場合が発生し歩留りが悪くなる。
・プリント配線板は通常不透明であるために基板を予め開口しておく必要があり、その部分に接着層が回りこみ表面凹凸ができてしまうため、結合効率が減少する。
・プリント配線板は厚みがあるため、その厚さと接着層分、受発光素子と導波路間の距離が広がるため結合損失が悪くなる。
キャリアフィルム、メッキ密着層、未硬化のクラッド層及びカバーフィルムの順に積層されてなり、
前記メッキ密着層が、平均のエポキシ当量が450未満のビフェニル型エポキシ樹脂(A)と、平均のエポキシ当量が450以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂(B)と、分子中にトリアジン環を有するフェノール系ノボラック樹脂(C)とを含有し、前記ビフェニル型エポキシ樹脂(A)に対する前記エポキシ樹脂(B)の質量比が、0.25〜2であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物からなる層であり、その厚みが1〜10μmであることを特徴とする。
前記光導波路用ドライフィルムにおいて、前記キャリアフィルムが離型性を有することが好ましい。
また、前記光導波路用ドライフィルムにおいて、前記クラッド層がエネルギー線によって硬化する性質を有することが好ましい。
上記ドライフィルムを光導波路のクラッド及びコアが形成された基板上に積層する積層工程、
メッキ密着層および未硬化のクラッド層を硬化する硬化工程、
メッキ密着層の表面を粗化する粗化工程、及び
電気回路を形成する回路形成工程
を少なくとも含むことを特徴とする。
また、さらに本発明は、光導波路と電気回路を高密着に簡単に複合化でき、受発光素子と光回路の結合損失に優れ、光導波路の損失に優れ、基板に対してビルドアップにより光回路と電気回路を形成可能とできる光・電気複合配線板の製造方法を提供する。
以下に、本発明を実施するための一実施形態を具体的に説明する。
得られた光導波路用ドライフィルムを用いて、優れた光導波路および/または光電複合配線板を製造することができる。
(1)メッキ密着層用ワニスの作製
固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂EPICLON 1051−75M(DIC(株)製)35質量部、液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂EPICLON 850S(DIC(株)製)17質量部、ビフェニル型エポキシ樹脂NC3000H(日本化薬(株)製)17質量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂EPICLON N690−75M(DIC(株)製)10質量部、熱硬化材としてのトリアジン含有フェノールノボラック樹脂LA3018−50P(DIC(株)製)20質量部、硬化促進剤としてのイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール2E4MZ−CN(四国化成工業(株)製) 0.06質量部、表面調整剤であるF470(DIC(株)製) 0.1質量部の各配合成分を、MEK22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、メッキ密着層用ワニスを調整した。
(2−1)クラッド層用材料(光硬化、熱硬化)
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であるエポキシ樹脂として、EHPE3150(ダイセル化学工業製)62質量部、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピクロン850S(DIC(株)製)12質量部、フェノキシ樹脂であるYP50(東都化成(株)製)18質量部、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂であるエポトートYH300(東都化成(株)製)8質量部、光カチオン硬化開始剤であるSP170(((株)アデカ製)1質量部の各成分を、トルエン24質量部、MEK56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、光硬化性クラッド層用材料のワニスを調整した。
また、SP170の代わりに、熱カチオン硬化剤としてのSI−150L(三新化学工業(株)製)1質量部を加えたものについて、同様にトルエン24質量部、MEK56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、熱硬化性クラッド層用材料のワニスを調整した。
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であるセロキサイド2021P(CEL2021Pと略す;ダイセル化学工業(株)製)8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)シクロセキサン付加物であるエポキシ樹脂として、EHPE3150(ダイセル化学工業製)12質量部、固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピコート1006FS(ジャパンエポキシレジン(株)製)37質量部、3官能エポキシ樹脂であるVG−3101(三井化学(株)製)15質量部、固形ノボラック型エポキシ樹脂であるEPPN201(日本化薬製)18質量部、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂であるエピクロン850S(DIC(株)製)10質量部、光カチオン硬化開始剤であるSP170((株)アデカ製)1質量部、表面調整剤であるF470(DIC(株)製)0.1質量部の各配合成分を、トルエン24質量部、MEK56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、コア用材料のワニスを調整した。
(3−1)密着層付ドライフィルムの製造(実施例のドライフィルム)−光硬化
前記(1)で調製したメッキ密着層用ワニスをヒラノテク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キャリアフィルム(東洋紡績製PETフィルム(品番 TN100))の離型処理面に塗布、乾燥して厚み5μmのフィルムを得た。このメッキ密着層の上から、前記(2−1)で調製した光硬化性クラッド層材料のワニスを同様のマルチコータにて塗布し、乾燥して厚み45μmのクラッド層を得た。さらにその上から、カバーフィルムとしてのOPPフィルム(王子特殊紙製OPP−MA420)を被せることで本発明の材料として完成させた。
前記(2−1)で調製した光硬化性クラッド層材料のワニスをヒラノテク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キャリアフィルム(東洋紡績製PETフィルム(品番 A4100))の離型処理面に塗布、乾燥して厚み15μm、45μmのフィルムを得た。さらにその上から、カバーフィルムとしてのOPPフィルム(王子特殊紙製OPP−MA420)を被せることでクラッド層を有するドライフィルム(以下、クラッド層付フィルムとも称す)完成させた。
同様に、前記(2−2)で調製したコア材料のワニスをヒラノテク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キャリアフィルム(東洋紡績製PETフィルム(品番 A4100))の離型処理面に塗布、乾燥して厚み35μmのフィルムを得た。さらにその上から、カバーフィルムとしてのOPPフィルム(王子特殊紙製OPP−MA420)を被せることでコア層を有するドライフィルム(以下、コア層付フィルムとも称す)として完成させた。
パナソニック製「R−1566」を用い、表面に内層回路が形成されたベース基板を作製した。
(3−2)で得られた15μm厚のクラッド層付フィルムにおいて、カバーフィルムを剥ぎ、前記ベース基板上にクラッド層が来るように重ね、真空ラミネータにて、温度50℃、圧力0.3Mpa、時間90sの条件で貼り付けた。その後、UV2J/cm2(@365nm)を照射し、キャリア(PET)フィルムを剥ぎ、140℃30分の熱処理をかけた。
次に(3−2)で得られたコア層付フィルムにおいて、カバーフィルムを剥ぎ、クラッド層上にコア材料が来るように重ね、真空ラミネータにて、温度50℃、圧力0.3Mpa、時間90sの条件で貼り付けた。35μm幅100mm長の透明開口部を有するガラス製のクロムマスクを重ね、紫外線を2J/cm2(@365nm)照射させることによって硬化させた。後処理として140℃のオーブンにて10分間熱処理をし、荒川化学製パインアルファ「ST−100SX」を用いた超音波洗浄にて、55℃、1.5分の現像処理を行った。
(i)アトテック社「スウェリングディップセキュリガントP」と水酸化ナトリウムの混合液中に80℃で3分間浸漬させた。
(ii)アトテック社「コンセントレートコンパウンドCP」と水酸化ナトリウムの混合液中に80℃で5分間浸漬させた。
(iii)アトテック社「リダクションソリューションセキュリガントP500」と98%硫化水素の混合液に40℃で5分間浸漬させた。
(5−1)実施例のドライフィルムのUV透過率
前記(3−1)で製造したドライフィルムのUV透過率を、露光機から照射される紫外線を密着層付きクラッドを介して、313nm用UVセンサーで紫外線強度を測定することにより評価した。またリファレンスとして、密着層付きクラッドを除いた状態で紫外線強度を測定した。その結果、UV透過率は密着層付きクラッドで97%、密着層付きクラッドを除いた状態で98%と変化が少なく、UV透過性に優れることが確認できた。
90°ピール試験方法(JIS C6481)に従い、メッキにて作製した表層回路(幅10mm)のピール強度の測定を行った。結果は0.52[kg/cm]となった。
(1)密着層付ドライフィルムの製造(実施例のドライフィルム)−熱硬化
実施例1(1)で調製したメッキ密着層用ワニスをヒラノテク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キャリアフィルム(東洋紡績製PETフィルム(品番 TN100))の離型処理面に塗布、乾燥して厚み5μmのフィルムを得た。このメッキ密着層の上から、実施例1の(2−1)で調製した熱硬化性クラッド層材料のワニスを同様のマルチコータにて塗布し、乾燥して厚み45μmのクラッド層を得た。さらにその上から、カバーフィルムとしてのOPPフィルム(王子特殊紙製OPP−MA420)を被せることで本発明の材料として完成させた。
実施例1と同様の材料、同様のプロセスを用いて、ベース基板上へのコアのパターニングまでを行った。
上記(1)で得られた実施例のドライフィルムにおいて、カバーフィルムを剥ぎ、パターニングされたコアの表面に、クラッド層が来るように重ね、真空ラミネータにて、温度80℃、圧力0.3Mpa、時間120sの条件で貼り付けた。その後、170℃のオーブンにて30分間、クラッド層の硬化及び、メッキ密着層の1次硬化を兼ねた処理を行った。
次に、エキシマレーザを用いて、ビアの形成を行った。用いたレーザはKr−Fエキシマレーザ(波長:248nm)であり、周波数100Hz、10分の1の光学系を有するものである。直径0.9mmのマスクを用いて基板側の回路と位置合わせをし、出力16mWにて80パルス照射することにより、直径90μmのビアを形成した。ビアは、基板との電気導通が必要な、実施例1で製造したものと同様の箇所に形成した。
こうして得られたサンプルに対して、実施例1と同様にして粗化処理、回路形成を行った。さらに実施例1と同様にして、ビアの側面にもメッキを施すことで、基板側との導通をとった。最後に180℃のオーブンにて60分間の2次硬化処理を行うことで、表層にメッキ密着層を有する光電複合配線板を完成させた。
90°ピール試験方法(JIS C6481)に従い、メッキにて作製した表層回路(幅10mm)のピール強度の測定を行った。結果は0.50[kg/cm]となり、光硬化タイプのクラッド層を使用した実施例1と同等の結果が得られることがわかった。
(1)光電複合配線板の作製
実施例1と同様の材料、同様のプロセスを用いて、ベース基板上へのコアのパターニングまでを行った。
(3−2)で得られた45μm厚のクラッド層付フィルムにおいて、カバーフィルムを剥ぎ、パターニングされたコアの表面に、クラッド層が来るように重ね、真空ラミネータにて、温度80℃、圧力0.3Mpa、時間120sの条件で貼り付けた。90μm(直径)のクロム部を有するガラス製のマスクを容易し、ベース基板とのスルーホールを要する部分にクロム部が位置するように重ね、紫外線を2J/cm2(@365nm)照射することで、クラッド層を硬化させた。その後、170℃のオーブンにて30分間、光材料部の後硬化を行った。コアと同様にして、現像液として、荒川化学製パインアルファ「ST−100SX」を用い、超音波洗浄機にて55℃、1.5分の現像処理を行った。完成した基板には90μmΦのフォトビアが形成された。
こうして得られたサンプルに対して、実施例と同様に、粗化処理を行った。
粗化処理された面に対して実施例と同様にして、表層回路とフォトビアの導通を行った。最後に150℃のオーブンにて30分間の2次硬化処理を行うことで、光電複合配線板を製造した。
90°ピール試験方法(JIS C6481)に従い、メッキにて作製した表層回路(幅10mm)のピール強度の測定を行った。0.06[kg/cm]と非常に弱い強度となった。
(3−1)で得られた実施例のドライフィルムを積層する前に、以下の工程によってミラーを形成した以外は、実施例1と同様の方法で、光電複合配線板を製造した。
すなわち、コア層付フィルムを重ねて、現像処理を終えた後、コアの両端から10mmの箇所に、導波光を90°偏向させるためのマイクロミラーを形成した。まず切削刃の頂角が90°の回転ブレード(ディスコ社製「#5000」ブレード)を用い、回転数10000rpm、移動速度0.1mm/sの条件で、コアの両端からそれぞれ10mmの位置を横切るように移動させることによって、深さ50μmのV溝を加工し、次に前記クラッド層用材料のワニスをトルエン24質量部、MEK56質量部の溶剤で50倍に希釈した溶液をV溝にブラシで薄く塗布し、100℃で30分間乾燥した後に超高圧水銀灯で1J/cm2(@365nm)の条件で紫外光を照射して露光し、さらに120℃で10分間熱処理を行なうことによって、V溝の平滑化を行なった。この後、V溝の部分のみが開口されたメタルマスクを被せて金を真空蒸着した。更にV溝の片側の45°面をストレートの切削刃を用いて金とともに加工することによって、45°面の表面に1000Å厚の金薄膜でマイクロミラーを形成した。
850nmのLED光源からの光をコア径10μm、NA0.21の光ファイバーを通して光電複合配線板の光回路の片側のミラーにシリコーンオイルをマッチングオイルを介して入射し、反対側からは同じマッチングオイルを介してコア径200μm、NA0.4の光ファイバーを通してパワーメータに接続して、ミラー入出射での光回路を挿入した場合のパワー(P1)を測定し、前記2つのファイバーを突き当てて測定した光回路の無い状態でのパワー(P0)を測定し、−10log(P1/Po)の計算式で光回路の挿入損失を算出した。
その結果、2.5dBであり、実施例において伝搬損失に優れた光電複合配線板が作製できたことが示された。
2 キャリアフィルム
3 カバーフィルム
4 メッキ密着層
5 基板
6、14 メッキ
7 メッキ密着層ワニス
8 クラッド層ワニス
9 内層回路
10 下クラッド
11 コア
12 マスク
13 メッキレジスト
15 フォトビア
Claims (6)
- 光導波路用ドライフィルムであって、
キャリアフィルム、メッキ密着層、未硬化のクラッド層及びカバーフィルムの順に積層されてなり、
前記メッキ密着層が、平均のエポキシ当量が450未満のビフェニル型エポキシ樹脂(A)と、平均のエポキシ当量が450以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂(B)と、分子中にトリアジン環を有するフェノール系ノボラック樹脂(C)とを含有し、前記ビフェニル型エポキシ樹脂(A)に対する前記エポキシ樹脂(B)の質量比が、0.25〜2であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物からなる層であり、その厚みが1〜10μmであることを特徴とする、光導波路用ドライフィルム。 - 前記キャリアフィルムが離型性を有する、請求項1に記載の光導波路用ドライフィルム。
- 前記クラッド層がエネルギー線によって硬化する性質を有する、請求項1又は2に記載の光導波路用ドライフィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のドライフィルムを用いてなる光導波路。
- 請求項4に記載の光導波路を備えることを特徴とする光電気複合配線板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のドライフィルムを光導波路のクラッド及びコアが形成された基板上に積層する積層工程、
メッキ密着層および未硬化のクラッド層を硬化する硬化工程、
メッキ密着層の表面を粗化する粗化工程、及び
電気回路を形成する回路形成工程
を少なくとも含む、光電複合配線板の製造方法。
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JPH06258537A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-16 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ドライフィルムレジストおよびそれを用いたプリント配線板 |
WO2008133246A1 (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | エポキシ樹脂組成物、樹脂フィルム、プリプレグ、及び多層プリント配線板 |
JP2011232676A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 金属張積層板、光電複合配線板、金属張積層板の製造方法、及び光電複合配線板の製造方法 |
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