JP4894720B2 - Optical waveguide and photoelectric composite substrate - Google Patents

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本発明は、ポリマ材料で形成される光導波路及びこの光導波路が設けられた光電複合基板に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide formed of a polymer material and a photoelectric composite substrate provided with the optical waveguide.

インターネットに代表される光通信の高速処理のニーズとは別に、装置内で大量の画像情報を伝送する分野などにおいて、光伝送を採用することによって、高速処理や電磁ノイズ回避を実現するニーズが高まっている。これには、LSIやICチップ間を従来の電気伝送に替えて光で伝送しようという装置内光コネクションが重要な技術となっている。   In addition to the need for high-speed processing of optical communications represented by the Internet, the need to realize high-speed processing and electromagnetic noise avoidance is increasing by adopting optical transmission in fields where large amounts of image information are transmitted within the device. ing. For this purpose, an in-device optical connection for transmitting light between LSIs and IC chips using light instead of conventional electric transmission is an important technology.

そしてこの分野では、長距離光通信で使用されているような、波長1.3μmや1.5μm台の波長を用いる断面径が10μm以下のシングルモード導波路ではなく、導波路の光入出力部と受発光素子の位置合せが容易になる断面径が30〜100μmのマルチモード導波路が最適であり、このようなマルチモード導波路において、光の損失が小さく、量産性に優れ、電気回路基板との一体化が容易なポリマ導波路の実用が望まれている。   In this field, the optical input / output unit of the waveguide is not a single mode waveguide having a cross-sectional diameter of 10 μm or less using a wavelength of 1.3 μm or 1.5 μm, as used in long-distance optical communication. A multimode waveguide having a cross-sectional diameter of 30 to 100 μm that facilitates alignment of the light receiving and emitting elements is optimal. In such a multimode waveguide, the loss of light is small, and mass production is excellent. There is a demand for practical use of a polymer waveguide that can be easily integrated.

このようなポリマ導波路を作製するポリマ材料としては、透明性が高い熱可塑性樹脂や光あるいは熱で硬化する硬化性樹脂が使用されている。   As a polymer material for producing such a polymer waveguide, a highly transparent thermoplastic resin or a curable resin that is cured by light or heat is used.

しかし、アクリル樹脂、PET、シクロオレフィンポリマなど熱可塑性樹脂を用いる場合(例えば、特許文献1等参照)、熱可塑性樹脂は高温が作用すると溶融するため、半田付けに耐えることができないものであり、また熱可塑性樹脂は接着力が低いため、層間密着性の高い光導波路を作製することが難しいものであり、実用化が困難であるという問題がある。   However, when a thermoplastic resin such as acrylic resin, PET, or cycloolefin polymer is used (see, for example, Patent Document 1), the thermoplastic resin melts when a high temperature acts, and therefore cannot withstand soldering. Moreover, since the thermoplastic resin has low adhesive strength, it is difficult to produce an optical waveguide with high interlayer adhesion, and there is a problem that it is difficult to put it into practical use.

一方、硬化性樹脂は耐熱性が高く、層間密着性も良好であるので、ポリマ材料として硬化性樹脂を用いることが主流になっている。   On the other hand, since curable resins have high heat resistance and good interlayer adhesion, it is the mainstream to use curable resins as polymer materials.

例えば、特許文献2には、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、光重合開始剤を含有する液状の光硬化性樹脂をクラッド用やコア用のポリマ材料として用い、この光硬化性樹脂液を塗布して形成した後に、パターン露光、現像を行なってコアを形成する工程を有する工法で、光導波路を作製する技術が開示されている。   For example, in Patent Document 2, a liquid photocurable resin containing an oxetane resin, an epoxy resin, and a photopolymerization initiator is used as a polymer material for a cladding or a core, and this photocurable resin liquid is applied and formed. After that, a technique for manufacturing an optical waveguide by a method having a step of forming a core by performing pattern exposure and development is disclosed.

また特許文献3には、多官能の反応性オリゴマーと光重合開始剤を含有する液状の光硬化性エポキシ樹脂をクラッド用やコア用のポリマ材料として用い、この光硬化性エポキシ樹脂液を塗布して形成した後に、パターン露光、現像を行なってコアを形成する工程を有する工法で、光導波路を作製する技術が開示されている。
特開平1−302308号公報 特開2001−343539号公報 特許第3063903号公報
In Patent Document 3, a liquid photocurable epoxy resin containing a polyfunctional reactive oligomer and a photopolymerization initiator is used as a polymer material for cladding and core, and this photocurable epoxy resin liquid is applied. A technique for producing an optical waveguide by a method having a step of forming a core by pattern exposure and development after being formed is disclosed.
JP-A-1-302308 JP 2001-343539 A Japanese Patent No. 30603903

しかし、上記の特許文献2,3のように、ポリマ材料として液状の光硬化性樹脂を用いる場合、光硬化性樹脂液を塗布する塗工工程が必要となり、生産性に問題を有するものであった。また特許文献2,3のものでは、光硬化性樹脂液の塗布層にパターン露光をした後に現像を行なうにあたって、有機溶剤を用いて現像を行なう必要があり、有機溶剤は引火・爆発のおそれや作業環境での人体に対する悪影響があるという問題もあった。   However, as described in Patent Documents 2 and 3, when a liquid photocurable resin is used as a polymer material, a coating process for applying a photocurable resin liquid is required, which has a problem in productivity. It was. Further, in Patent Documents 2 and 3, it is necessary to perform development using an organic solvent in performing development after pattern exposure is performed on the coating layer of the photocurable resin liquid. There was also a problem that there was an adverse effect on the human body in the work environment.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ラミネートプロセスにより生産性高く製造することができると共に、また有機溶剤を用いることなく現像を行なってコアを形成することができ、しかも光の損失が小さい光導波路を提供することを目的とするものであり、またこのような光導波路を有する光電複合基板を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and can be manufactured with high productivity by a laminating process, and can be developed without using an organic solvent to form a core. An object of the present invention is to provide an optical waveguide with a small loss, and an object of the present invention is to provide a photoelectric composite substrate having such an optical waveguide.

本発明の請求項1に係る光導波路は、クラッドと、クラッド内のコアとから形成される光導波路において、クラッドは、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びカチオン硬化開始剤を含有するエポキシ樹脂組成物で形成される硬化性フィルムをラミネートした後に硬化することによって作製されるものであり、コアは、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂、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、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂、及び光カチオン硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物で形成される光硬化性フィルムをラミネートした後に、パターン露光し、露光されていない部分を水系フラックス洗浄剤を用いて除去する現象処理をすることによって作製されるものであることを特徴とするものである。 An optical waveguide according to claim 1 of the present invention is an optical waveguide formed of a clad and a core in the clad, and the clad is 1,2-epoxy of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. It is prepared by laminating and curing a curable film formed of an epoxy resin composition containing a 4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct, a bisphenol type epoxy resin, a phenoxy resin, and a cationic curing initiator. The core is an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, and 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol , Novolac type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, having chemical structure of formula (1) Epoxy resin, and after laminating a photocurable film formed by epoxy resin composition containing a photo-cationic curing agent, and pattern exposure, the unexposed portions of the phenomenon process be removed using an aqueous flux cleaning agent It is what is produced by doing.

Figure 0004894720
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この発明によれば、クラッド用の硬化性フィルムと、コア用の光硬化性フィルムを用いて、ラミネートプロセスにより生産性高く光導波路を形成することができると共に、有機溶剤を用いることなく現像を行なってコアを形成することができ、しかも光の損失が小さい光導波路を形成することができるものである。   According to the present invention, an optical waveguide can be formed with high productivity by a laminating process using a curable film for cladding and a photocurable film for core, and development is performed without using an organic solvent. Thus, an optical waveguide can be formed with a small loss of light.

また請求項2の発明は、請求項1において、コア用の光硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、フェノキシ樹脂をも含有することを特徴とするものである。   The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, the epoxy resin composition forming the core photocurable film also contains a phenoxy resin.

この発明によれば、光硬化性フィルムを露光・現像してコアを作製するにあたって、コアに生じる欠けや傷などの損傷を低減することができ、光の損失がより小さい光導波路を形成することができるものである。   According to the present invention, in producing a core by exposing and developing a photocurable film, it is possible to reduce damage such as chipping and scratches generated in the core, and to form an optical waveguide with smaller light loss. It is something that can be done.

また請求項3の発明は、請求項1又は2において、クラッド用の硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、式(2)のエポキシ樹脂をも含み、且つカチオン硬化開始剤として、熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用することを特徴とするものである。   Further, the invention of claim 3 is the epoxy resin composition for forming a clad curable film according to claim 1 or 2, which also contains an epoxy resin of formula (2), and as a cationic curing initiator, A cationic curing initiator and a photocationic curing initiator are used in combination.

Figure 0004894720
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この発明によれば、透明性の高いクラッドを形成することができ、光の損失をより低減することができるものであり、またクラッド用の硬化性フィルムを露光して硬化させてクラッドを形成するにあたって、光照射できない部分があっても、加熱によって熱硬化させることができ、コアとクラッドとの密着性を高めて光の損失がより小さい光導波路を形成することができるものである。   According to the present invention, a highly transparent clad can be formed, light loss can be further reduced, and a curable film for clad is exposed and cured to form the clad. In this case, even if there is a portion that cannot be irradiated with light, it can be thermally cured by heating, and the optical waveguide having a smaller light loss can be formed by improving the adhesion between the core and the clad.

また請求項4の発明は、請求項1又は2において、クラッド用の硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂をも含み、且つカチオン硬化開始剤として光カチオン硬化開始剤のみを用いることを特徴とするものである。   The invention of claim 4 is the cationic resin composition according to claim 1 or 2, wherein the epoxy resin composition forming the curable film for cladding also contains an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton. Only the photocationic curing initiator is used as the initiator.

この発明によれば、コアの上にクラッド用の硬化性フィルムをラミネートして、光照射すると共に加熱することによって、コア内を導波される光がクラッドへと逃げ難いコアを形成することができ、光の損失がより小さい光導波路を形成することができるものである。   According to the present invention, a curable film for cladding is laminated on a core, and light is irradiated and heated to form a core in which light guided in the core does not easily escape to the cladding. In addition, an optical waveguide having a smaller light loss can be formed.

また本発明の請求項5に係る光電複合基板は、請求項1乃至4のいずれかに記載の光導波路が、回路を有する基板に設けられていることを特徴とするものであり、上記のような光の損失が小さい光導波路を備えた光電複合基板を得ることができるものである。   A photoelectric composite substrate according to claim 5 of the present invention is characterized in that the optical waveguide according to any one of claims 1 to 4 is provided on a substrate having a circuit, as described above. It is possible to obtain a photoelectric composite substrate having an optical waveguide with a small loss of light.

本発明によれば、クラッド用の硬化性フィルムと、コア用の光硬化性フィルムを用いて、ラミネートプロセスにより生産性高く光導波路を形成することができると共に、有機溶剤を用いることなく現像を行なってコアを形成することができ、しかも光の損失が小さい光導波路を形成することができるものである。   According to the present invention, an optical waveguide can be formed with high productivity by a laminating process using a curable film for cladding and a photocurable film for core, and development is performed without using an organic solvent. Thus, an optical waveguide can be formed with a small loss of light.

またこのような光の損失が小さい光導波路を備えた光電複合基板を得ることができるものである。   Further, it is possible to obtain a photoelectric composite substrate having such an optical waveguide with a small light loss.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明において、クラッドを形成するために使用される硬化性フィルムは、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びカチオン硬化開始剤を含有するエポキシ樹脂組成物によって形成されるものである。   In the present invention, the curable film used to form the cladding is 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol, bisphenol. It is formed by an epoxy resin composition containing a type epoxy resin, a phenoxy resin, and a cationic curing initiator.

上記の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を含有することによって、クラッドの屈折率を低くすることができると共に透明性を高くすることができるものであり、光損失を低減することができるものである。また硬化性フィルムのタック性を弱めるように調整することができ、さらに硬化物のTgを高めに調整することができるものである。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の含有量が多くなり過ぎると、硬化性フィルムが脆くなって取り扱い性が悪くなるので、含有量は樹脂成分全量に対して30〜70質量%の範囲が好ましい。   By including the 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol as described above, the refractive index of the cladding can be lowered and transparent. The optical loss can be increased, and the optical loss can be reduced. Moreover, it can adjust so that the tackiness of a curable film may be weakened, and also can adjust Tg of hardened | cured material high. If the content of 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol is too large, the curable film becomes brittle and the handleability is poor. Therefore, the content is preferably in the range of 30 to 70% by mass with respect to the total amount of the resin components.

また上記のビスフェノール型エポキシ樹脂を含有することによって、硬化物のTgを低めに調整して硬化物の脆さを低減することができ、また透明性を高くすることができるものであり、光損失を低減することができるものである。このビスフェノール型エポキシ樹脂として、常温で液状のもの、常温で固形のもの、いずれでも使用することができるので、液状のものを用いることによって硬化性フィルムのタック性を高めることができ、さらに固形のものを用いることによって硬化性フィルムのタック性を下げることができ、硬化性フィルムのタック性を調整することができるものである。ビスフェノール型エポキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して10〜30質量%の範囲が好ましい。   Further, by containing the above bisphenol type epoxy resin, it is possible to reduce the brittleness of the cured product by adjusting the Tg of the cured product to be low, and to increase the transparency, and to reduce the optical loss. Can be reduced. As this bisphenol-type epoxy resin, any one that is liquid at normal temperature and solid at normal temperature can be used. Therefore, by using a liquid one, the tackiness of the curable film can be improved, and further solid By using a thing, the tackability of a curable film can be lowered | hung and the tackability of a curable film can be adjusted. The content of the bisphenol type epoxy resin is preferably in the range of 10 to 30% by mass with respect to the total resin content.

このビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などを用いることができる。   As this bisphenol type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin and the like can be used.

また上記のフェノキシ樹脂を含有することによって、硬化物の脆さを抑えてクラッドの強靭性を高めることができると共にTgを低めに調整することができ、かつ屈折率を高くすることができると共に透明性を高くすることができ、光損失を低減することができるものである。また、硬化性フィルムを作製する際に調製する溶剤溶液(ワニス)の粘度が高くなるように調整することができ、硬化性フィルムの作製が容易になるものであり、また硬化性フィルムのタック性を低く抑えるように調整することもできるものである。フェノキシ樹脂の含有量が多くなり過ぎると、ワニスのチクソ性が高くなって硬化性フィルムを作製する際の塗工性に適さなくなるので、フェノキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して10〜25質量%の範囲が好ましい。   Moreover, by containing said phenoxy resin, it can suppress the brittleness of hardened | cured material, can improve the toughness of a clad, can adjust Tg low, can raise a refractive index, and is transparent. Performance can be increased, and light loss can be reduced. Moreover, it can adjust so that the viscosity of the solvent solution (varnish) prepared when producing a curable film may become high, preparation of a curable film becomes easy, and tackiness of a curable film It is also possible to adjust so as to keep the value low. If the content of the phenoxy resin is too large, the thixotropy of the varnish becomes high and becomes unsuitable for coating properties when producing a curable film. Therefore, the content of the phenoxy resin is 10 to the total resin content. A range of 25% by weight is preferred.

また、エポキシ樹脂組成物に硬化性を付与するための硬化開始剤として、上記のようにカチオン硬化開始剤を含有することによって、クラッドの透明性を高めることができ、光損失を低減することができるものである。このカチオン硬化剤としては、光によってのみ硬化を開始できる光カチオン硬化開始剤、熱によってのみ硬化を開始できる熱カチオン硬化開始剤、光によっても熱によっても硬化を開始できる光・熱カチオン硬化開始剤があるが、これらのいずれのものも使用することができ、またこれらを単独で使用する他に複数種を併用してもよい。カチオン硬化剤の含有量は必要に応じて設定されるが、一般に、樹脂分全量に対して0.5〜2質量%の範囲が好ましい。   Moreover, by containing a cationic curing initiator as described above as a curing initiator for imparting curability to the epoxy resin composition, the transparency of the cladding can be increased, and light loss can be reduced. It can be done. This cationic curing agent includes a photocationic curing initiator that can initiate curing only by light, a thermal cationic curing initiator that can initiate curing only by heat, and a light / thermal cationic curing initiator that can initiate curing by both light and heat. However, any of these can be used, and in addition to using these alone, a plurality of them may be used in combination. Although content of a cationic hardening | curing agent is set as needed, generally the range of 0.5-2 mass% is preferable with respect to resin whole quantity.

上記の樹脂成分や硬化開始剤の各材料を組み合わせて調製したエポキシ樹脂組成物から硬化性フィルムを作製し、この硬化性フィルムをラミネートして硬化させることによって、透明性に優れたクラッドを、ラミネート時のボイドの混入少なく作製することができるものであり、光損失が小さい光導波路のクラッドを得ることができるものである。   A curable film is produced from an epoxy resin composition prepared by combining the above resin components and curing initiator materials, and this curable film is laminated and cured to laminate a clad excellent in transparency. It can be manufactured with little mixing of voids at the time, and an optical waveguide cladding with low optical loss can be obtained.

クラッド形成用の硬化性フィルムを作製するエポキシ樹脂組成物は、上記の成分が必須であるが、上記の成分の他に、式(2)のエポキシ樹脂を含有することが好ましい。この場合、カチオン硬化開始剤として、熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用することが好ましい。   In the epoxy resin composition for producing a curable film for forming a clad, the above components are essential, but in addition to the above components, an epoxy resin of the formula (2) is preferably contained. In this case, it is preferable to use a thermal cationic curing initiator and a photocationic curing initiator in combination as the cationic curing initiator.

式(2)のエポキシ樹脂はトリメチロールプロパン型エポキシ樹脂であり、極めて透明性が高く、透明性の高いクラッドを形成して光導波路の光損失を低減できるものである。また式(2)のエポキシ樹脂を含有すると、エポキシ樹脂組成物にカチオン硬化開始剤として熱カチオン硬化開始剤が含まれていても、エポキシ樹脂のワニスを塗工して硬化性フィルムを作製するにあたって、乾燥の過程で樹脂の硬化が進み難く、可使時間が長くラミネート性に優れた硬化性フィルムを得ることができるものである。また式(2)のエポキシ樹脂を含有させるエポキシ樹脂組成物のカチオン硬化開始剤として、熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用することによって、このエポキシ樹脂組成物で作製した硬化性フィルムをコアの上からラミネートし、露光して硬化させてクラッドを形成するにあたって、光照射できない部分があって、この部分の光硬化が不十分な場合でも、加熱によってこの部分を熱硬化して硬化不足を防ぐことができ、コアとクラッドとの密着性を高めて光の損失がより小さい光導波路を形成することができるものである(この点について具体的な説明は後述する)。式(2)のエポキシ樹脂の配合量は、樹脂成分全量に対して3〜25質量%の範囲が好ましい。3質量%未満であると、配合することによる効果を十分に得ることができないものであり、逆に25質量%を超えると、硬化性フィルムのタック性が強くなり過ぎて好ましくない。また熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用するにあたって、その比率は、熱カチオン硬化開始剤が20〜80質量%になるように設定するのが好ましい。熱カチオン硬化開始剤が20質量%未満であると、光硬化していない部分の熱硬化が不十分になり、逆に熱カチオン硬化開始剤が80質量%を超えると、光硬化を十分に行なうことができなくなる。   The epoxy resin of the formula (2) is a trimethylolpropane type epoxy resin, which has extremely high transparency and can form a highly transparent clad to reduce the optical loss of the optical waveguide. In addition, when an epoxy resin of formula (2) is contained, even when a thermal cationic curing initiator is included as a cationic curing initiator in the epoxy resin composition, a curable film is prepared by applying an epoxy resin varnish. It is difficult to cure the resin during the drying process, and it is possible to obtain a curable film having a long usable life and excellent laminating properties. Moreover, the curable film produced with this epoxy resin composition by using together a thermal cationic curing initiator and a photocationic curing initiator as a cationic curing initiator of the epoxy resin composition containing the epoxy resin of Formula (2). When forming a clad by laminating from above the core and exposing to cure, there is a part that cannot be irradiated with light, and even if this part is insufficiently cured, this part is cured by heating and cured Insufficiency can be prevented, and the optical waveguide with less optical loss can be formed by improving the adhesion between the core and the clad (this will be described in detail later). The compounding quantity of the epoxy resin of Formula (2) has the preferable range of 3-25 mass% with respect to the resin component whole quantity. If the amount is less than 3% by mass, the effect of blending cannot be sufficiently obtained. Conversely, if the amount exceeds 25% by mass, the tackiness of the curable film becomes too strong, which is not preferable. Moreover, when using together a thermal cation curing initiator and a photocationic curing initiator, it is preferable to set the ratio so that a thermal cation curing initiator may be 20-80 mass%. If the thermal cation curing initiator is less than 20% by mass, thermal curing of the uncured part becomes insufficient, and conversely if the thermal cation curing initiator exceeds 80% by mass, photocuring is sufficiently performed. I can't do that.

クラッド形成用の硬化性フィルムを作製するエポキシ樹脂組成物には、上記の成分の他にさらに、3,4−エポキシシクロヘキセニル構造を1分子中に複数有する室温で液状のエポキシ樹脂を含有することが好ましい。この場合、カチオン硬化開始剤として光カチオン硬化開始剤のみを用いるのが好ましい。   In addition to the above components, the epoxy resin composition for producing a curable film for forming a clad further contains an epoxy resin that is liquid at room temperature and has a plurality of 3,4-epoxycyclohexenyl structures in one molecule. Is preferred. In this case, it is preferable to use only a photocationic curing initiator as the cationic curing initiator.

この3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂は透明性が極めて高いものであり、透明性の高が高く且つ屈折率が低いクラッドを形成することができ、光損失の小さい光導波路を作製することができるものである。また内部エポキシとよばれる構造を持つので、カチオン硬化が進み易く、短時間で十分な硬化を行なうことができるものである。また、タック性が強い硬化性フィルムを得ることができるものであり、さらに分子構造に応じてTgを高くしたり低くしたりすることができ、硬化物のTgを調整することができるものである。さらに、エポキシ樹脂組成物にこの3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有させるにあたって、カチオン硬化開始剤として光カチオン硬化開始剤のみを用いる場合、このエポキシ樹脂組成物で作製した硬化性フィルムをコアの上からラミネートし、露光して硬化させると共にて加熱アフターキュアーしてクラッドを形成することによって、光導波路の導波損失が極めて低くなるものである(この点について具体的な説明は後述する)。3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂の配合量は、樹脂成分全量に対して5〜50質量%の範囲が好ましい。   This epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton is extremely high in transparency, can form a clad with high transparency and low refractive index, and produces an optical waveguide with low optical loss. Is something that can be done. Further, since it has a structure called internal epoxy, cationic curing is easy to proceed, and sufficient curing can be performed in a short time. Further, a curable film having a strong tackiness can be obtained, and the Tg can be increased or decreased depending on the molecular structure, and the Tg of the cured product can be adjusted. . Furthermore, when the epoxy resin composition contains the epoxy resin having the 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, when only the photocationic curing initiator is used as the cationic curing initiator, the curability produced with the epoxy resin composition is used. By laminating the film from above the core, exposing it to cure, and heating and after-curing to form the cladding, the waveguide loss of the optical waveguide becomes extremely low. Will be described later). The amount of the epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton is preferably in the range of 5 to 50% by mass with respect to the total amount of the resin components.

この3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂としては、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、ε−カプロラクトン変性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サンカルボキシレートなどを用いることができる。   Examples of the epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton include 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate, ε-caprolactone-modified 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3. ', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate or the like can be used.

クラッド形成用の硬化性フィルムを作製するエポキシ樹脂組成物には、さらに、本発明の趣旨を阻害ない範囲で、各種エポキシ樹脂、各種オキセタン樹脂、各種のアクリレートやメタクリレートなど反応性二重結合を有する化合物、各種の液状又は固形のゴム状物質などを含有することもできるものであり、また増感剤や表面調整剤(レベリング剤、消泡剤、ハジキ防止剤)などを含有することもできるものである。   The epoxy resin composition for producing a curable film for forming a clad further has a reactive double bond such as various epoxy resins, various oxetane resins, various acrylates and methacrylates within the range not impairing the gist of the present invention. It can contain compounds, various liquid or solid rubber-like substances, and can also contain sensitizers and surface conditioners (leveling agents, antifoaming agents, repellency inhibitors), etc. It is.

次に、本発明において、コアを形成するために使用される光硬化性フィルムは、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂、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、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂、及び光カチオン硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物によって形成されるものである。   Next, in the present invention, the photocurable film used to form the core is an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, 1,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. , 2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct, novolac-type epoxy resin, bisphenol-type epoxy resin, epoxy resin having the chemical structure of formula (1), and photocationic curing agent Is formed.

上記の3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有することによって、コアの透明性を高くすることができ、光損失を低減することができるものである。またタック性を強めるように調整することができ、硬化過程において速い硬化速度を有する光硬化性フィルムを得ることができるものであり、さらに分子構造に応じてTgを高くしたり低くしたりすることができ、硬化物のTgを調整することができるものである。また、光硬化性フィルムをパターン露光・現像して導波路のコアを作製する際に、コアの両側面は現像によって荒れが発生し易く、このコアの両側面で光が散乱してクラッドへと逃げ易くなって光導波損失が一般に生じるが、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有することによってコアのこの側面の部分の屈折率がコア内部よりも低下する現象がみられ、コアの両側面からクラッドへと逃げる光の量が少なくなって光導波損失を低減することができるものである。3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して5〜20質量%の範囲が好ましい。   By containing the epoxy resin having the 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, the transparency of the core can be increased and the optical loss can be reduced. Moreover, it can adjust so that tackiness may be strengthened, and can obtain the photocurable film which has a quick cure rate in a hardening process, and also makes Tg high or low according to molecular structure. The Tg of the cured product can be adjusted. In addition, when a waveguide core is produced by pattern exposure and development of a photocurable film, both sides of the core are likely to be roughened by development, and light is scattered on both sides of the core, resulting in cladding. Easily escape and optical waveguide loss generally occurs, but by including an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, the phenomenon that the refractive index of this side portion of the core is lower than the inside of the core is seen, The amount of light escaping from both side surfaces of the core to the cladding is reduced, and the optical waveguide loss can be reduced. The content of the epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton is preferably in the range of 5 to 20% by mass with respect to the total resin content.

この3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂としては、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、ε−カプロラクトン変性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サンカルボキシレートなどを用いることができる。   Examples of the epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton include 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate, ε-caprolactone-modified 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3. ', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate or the like can be used.

また上記の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を含有することによって、コアの透明性を高くすることができ、光損失を低減することができるものである。また光硬化性フィルムのタック性を弱めるように調整できると共に、硬化物のTgを高めるように調整できるものである。含有量が多くなり過ぎると、光硬化性フィルムが脆くなって取り扱い性が低下するので、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の含有量は、樹脂分全量に対して5〜50質量%の範囲が好ましい。   Further, by containing the 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol as described above, the transparency of the core can be increased. Optical loss can be reduced. Moreover, while adjusting so that the tackiness of a photocurable film may be weakened, it can adjust so that Tg of hardened | cured material may be raised. If the content is too large, the photocurable film becomes brittle and the handleability is reduced, so that 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol The content of the cyclohexane adduct is preferably in the range of 5 to 50% by mass with respect to the total resin content.

また上記のノボラック型エポキシ樹脂を含有することによって、コアの透明性を高くすることができ、光損失を低減することができるものである。また光硬化性フィルムのタック性を弱めるように調整できると共に、硬化物のTgを高めるように調整できるものである。配合量は樹脂分全量に対して10〜50質量%の範囲が好ましい。50質量%を超えると、硬化物が脆くなり、また他の樹脂との相溶性が低下して透明性が低下し、またリフロー温度での酸化着色が強くなるため、好ましくない。   Moreover, by containing said novolak-type epoxy resin, transparency of a core can be made high and optical loss can be reduced. Moreover, while adjusting so that the tackiness of a photocurable film may be weakened, it can adjust so that Tg of hardened | cured material may be raised. The blending amount is preferably in the range of 10 to 50% by mass with respect to the total resin content. If it exceeds 50% by mass, the cured product becomes brittle, the compatibility with other resins decreases, the transparency decreases, and the oxidative coloring at the reflow temperature increases, which is not preferable.

また上記のビスフェノール型エポキシ樹脂を含有することによって、硬化物のTgを低めに調整して硬化物の脆さを低減することができ、また屈折率を高くすることができると共に透明性を高くすることができるものであり、光損失を低減することができるものである。このビスフェノール型エポキシ樹脂として、常温で液状のもの、常温で固形のもの、いずれでも使用することができるので、液状のものを用いることによって光硬化性フィルムのタック性を高めることができ、また固形のものを用いることによって光硬化性フィルムのタック性を下げることができ、光硬化性フィルムのタック性を調整することができるものである。ビスフェノール型エポキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して30〜60質量%の範囲が好ましい。   Moreover, by containing said bisphenol-type epoxy resin, Tg of hardened | cured material can be adjusted low, the brittleness of hardened | cured material can be reduced, and a refractive index can be made high, and transparency is made high. The light loss can be reduced. As this bisphenol type epoxy resin, any one that is liquid at normal temperature and solid at normal temperature can be used. Therefore, the tackiness of the photocurable film can be improved by using a liquid one, and solid The tackiness of the photocurable film can be lowered and the tackiness of the photocurable film can be adjusted. The content of the bisphenol type epoxy resin is preferably in the range of 30 to 60% by mass with respect to the total resin content.

このビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などを用いることができる。   As this bisphenol type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin and the like can be used.

また上記の式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂を含有することによって、透明性の高いコアを形成できるものであり、光損失の小さい光導波路を形成することができるものである。この式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂を含有しない場合には、エポキシ樹脂組成物の組成によってはベンゼン環の有無や分子量の違いなどにより、作製した光硬化性フィルムの透明性が霞んで低下するが、式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂を含有することで光硬化性フィルムの透明性が高まることから、式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂は光硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂同士の相溶化剤として作用していると考えられるものであり、そしてこのような特殊な作用によって、エポキシ樹脂はミクロな相分離のない硬化物となってコアが形成されるものであり、光導波損失を低減できるものと考えられる。式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して5〜20質量%が好ましい。   Further, by containing an epoxy resin having the chemical structure of the above formula (1), a highly transparent core can be formed, and an optical waveguide with small optical loss can be formed. When the epoxy resin having the chemical structure of the formula (1) is not contained, depending on the composition of the epoxy resin composition, the transparency of the produced photocurable film is obscured due to the presence or absence of a benzene ring or a difference in molecular weight. The epoxy resin having the chemical structure of formula (1) forms a photocurable film because the transparency of the photocurable film is increased by containing the epoxy resin having the chemical structure of formula (1). The epoxy resin is thought to act as a compatibilizer between the epoxy resins, and due to this special action, the epoxy resin becomes a cured product without micro phase separation and the core is formed. It is considered that the optical waveguide loss can be reduced. As for content of the epoxy resin which has a chemical structure of Formula (1), 5-20 mass% is preferable with respect to resin whole quantity.

また、エポキシ樹脂組成物に光硬化性を付与するための光硬化開始剤として、上記のように光カチオン硬化開始剤を含有することによって、コアの透明性を高めることができ、光損失を低減することができるものである。光カチオン硬化剤の含有量は必要に応じて設定されるが、一般に、樹脂分全量に対して0.5〜2質量%の範囲が好ましい。   In addition, by containing a photocationic curing initiator as described above as a photocuring initiator for imparting photocurability to the epoxy resin composition, the transparency of the core can be increased and light loss is reduced. Is something that can be done. Although content of a photocationic hardening agent is set as needed, generally the range of 0.5-2 mass% is preferable with respect to resin whole quantity.

上記の樹脂成分や硬化開始剤の各材料を組み合わせて調製したエポキシ樹脂組成物から光硬化性フィルムを作製し、この光硬化性フィルムをパターン露光して現像することによって、透明性に優れ、且つフレキシブル性の高いコアを、ラミネート時のボイドの混入少なく作製することができるものであり、光損失が小さく、フレキシブルな光導波路のコアを得ることができるものである。また上記のエポキシ樹脂組成物から作製した光硬化性フィルムは、水系フラックス洗浄剤を現像液として用いて現像することができるものであり、現像に有機溶剤を用いる必要がなくなって、引火・爆発の問題や作業環境での人体に対する悪影響の問題を回避することができるものである。   A photocurable film is produced from an epoxy resin composition prepared by combining the above resin components and curing initiator materials, and the photocurable film is exposed to a pattern and developed to provide excellent transparency, and A highly flexible core can be produced with little mixing of voids during lamination, and a flexible optical waveguide core with low optical loss can be obtained. In addition, the photocurable film prepared from the above epoxy resin composition can be developed using a water-based flux cleaning agent as a developer, and it is not necessary to use an organic solvent for development. It is possible to avoid problems and adverse effects on the human body in the work environment.

コア形成用の硬化性フィルムを作製するエポキシ樹脂組成物は、上記の成分が必須であるが、上記の成分の他に、フェノキシ樹脂を含有させるようにするのが好ましい。フェノキシ樹脂を含有することによって、硬化物の脆さを抑えてコアの強靭性を高めることができると共にTgを低めに調整することができるものであり、また屈折率を高くすることができると共に透明性を高くすることができ、光損失を低減することができるものである。特に、このように硬化物の脆さを抑えてコアの強靭性を高めることができるため、露光・現像してパターン状に形成したコアのエッジに欠けや傷など物理的損傷が発生することを防ぐことができるものであり、導波路損失を低減することができるものである。また、光硬化性フィルムを作製する際に調製する溶剤溶液(ワニス)の粘度が高くなるように調整することができ、光硬化性フィルムの作製が容易になるものであり、さらに光硬化性フィルムのタック性を低く抑えるように調整することもできるものである。フェノキシ樹脂の含有量は、樹脂分全量に対して1〜5質量%の範囲が好ましい。1質量%未満であると、フェノキシ樹脂を含有することによる効果を十分に得ることができないものであり、逆に5質量%を超えると、水系フラックス洗浄剤で現像を行なうことが難しくなるので、好ましくない。   In the epoxy resin composition for producing a curable film for forming a core, the above components are essential, but it is preferable to contain a phenoxy resin in addition to the above components. By containing the phenoxy resin, the brittleness of the cured product can be suppressed, the toughness of the core can be increased, the Tg can be adjusted to a lower value, and the refractive index can be increased and transparent. Performance can be increased, and light loss can be reduced. In particular, since the toughness of the core can be increased by suppressing the brittleness of the cured product in this way, physical damage such as chipping and scratching occurs on the edge of the core formed in a pattern by exposure and development. This can be prevented, and waveguide loss can be reduced. Moreover, it can adjust so that the viscosity of the solvent solution (varnish) prepared when producing a photocurable film may become high, preparation of a photocurable film becomes easy, and also a photocurable film It can also be adjusted to keep the tackiness of the sheet low. The content of the phenoxy resin is preferably in the range of 1 to 5% by mass with respect to the total resin content. If it is less than 1% by mass, the effect of containing the phenoxy resin cannot be sufficiently obtained. Conversely, if it exceeds 5% by mass, it becomes difficult to perform development with an aqueous flux cleaning agent. It is not preferable.

コア形成用の光硬化性フィルムを作製するエポキシ樹脂組成物には、さらに、本発明の趣旨を阻害ない範囲で、各種エポキシ樹脂、各種オキセタン樹脂、各種のアクリレートやメタクリレートなど反応性二重結合を有する化合物、各種の液状又は固形のゴム状物質などを含有することもできるものであり、また増感剤や表面調整剤(レベリング剤、消泡剤、ハジキ防止剤)などを含有することもできるものである。   Reactive double bonds such as various epoxy resins, various oxetane resins, various acrylates and methacrylates are further added to the epoxy resin composition for producing the photocurable film for core formation, as long as the gist of the present invention is not impaired. It can also contain various liquid or solid rubber-like substances, and can also contain sensitizers and surface conditioners (leveling agents, antifoaming agents, anti-repelling agents), etc. Is.

上記のエポキシ樹脂組成物を用いてクラッド用の硬化性フィルムやコア用の光硬化性フィルムを作製するにあたって、エポキシ樹脂組成物を溶剤に溶解して溶剤溶液(ワニス)を調製し、このワニスを剥離フィルムの表面にコーターで塗布し、これを乾燥することによって行なうことができる。   In producing a curable film for cladding and a photocurable film for core using the epoxy resin composition described above, the epoxy resin composition is dissolved in a solvent to prepare a solvent solution (varnish). It can carry out by apply | coating with the coater on the surface of a peeling film, and drying this.

次に、このクラッド用の硬化性フィルムとコア用の光硬化性フィルムを用いて光導波路を製造する方法の一例を説明する。ここで、クラッド用硬化性フィルムの屈折率は、コア用光硬化性フィルムの屈折率よりも低く形成されるものである。   Next, an example of a method for producing an optical waveguide using the curable film for cladding and the photocurable film for core will be described. Here, the refractive index of the clad curable film is lower than the refractive index of the core photocurable film.

まず紫外線など光を透過する透明仮基板11の表面にクラッド用硬化性フィルム1をラミネートし、紫外線などの光照射や加熱をしてクラッド用硬化性フィルム1を硬化させることによって、図1(a)のように、仮基板11の表面にアンダークラッド3aを積層して形成する。   First, a clad curable film 1 is laminated on the surface of a transparent temporary substrate 11 that transmits light such as ultraviolet rays, and the clad curable film 1 is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays or by heating, as shown in FIG. The under clad 3a is laminated on the surface of the temporary substrate 11 as shown in FIG.

次に、アンダークラッド3aの表面にコア用光硬化性フィルム2をラミネートし、図1(b)のようにコアパターンのスリット12が形成されたマスク13を重ね、スリット12を通して紫外線など光硬化が可能な光を照射することによって、コア用光硬化性フィルム2にコアパターンで露光する。このように露光した後、コア用光硬化性フィルム2を現像処理して、露光されていない部分のコア用光硬化性フィルム2を除去することによって、露光して光硬化されたコア4を図1(c)のようにパターン形状でアンダークラッド3aの表面に形成する。ここで本発明では、現像液として水性フラックス洗浄剤を用いて現像を行なうことができる。また露光は、このようにマスク13を用いて光照射することによって行なう他に、レーザ光をパターン形状に走査して照射する直接描画方式で行なうこともできる。   Next, the core photocurable film 2 is laminated on the surface of the underclad 3 a, and a mask 13 in which the core pattern slit 12 is formed as shown in FIG. By irradiating possible light, the core photocurable film 2 is exposed in a core pattern. After the exposure, the core photocurable film 2 is developed to remove the unexposed portion of the core photocurable film 2, thereby exposing the exposed and photocured core 4. It is formed on the surface of the underclad 3a in a pattern shape as in 1 (c). Here, in the present invention, development can be performed using an aqueous flux cleaner as a developer. In addition to the light exposure using the mask 13 as described above, the exposure can also be performed by a direct drawing method in which a laser beam is scanned and irradiated in a pattern shape.

この後、図1(d)のように、コア4の長手方向の両端部にV溝14を切削加工し、さらにV溝14の表面に金の蒸着などでマイクロミラー15を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 1D, V grooves 14 are cut at both ends of the core 4 in the longitudinal direction, and micromirrors 15 are formed on the surface of the V grooves 14 by vapor deposition of gold or the like.

次に、クラッド用硬化性フィルム1をラミネートして、コア4を覆うようにアンダークラッド3aの上に図1(e)のように重ねる。   Next, the clad curable film 1 is laminated and overlaid on the underclad 3a so as to cover the core 4 as shown in FIG.

そしてプリント配線板など回路6を形成したリジッドな基板7を図1(f)のようにクラッド用硬化性フィルム1の表面に重ね、透明な仮基板11を通してクラッド用硬化性フィルム1に光を照射して露光することによって、クラッド用硬化性フィルム1を硬化させて上部クラッド3bを形成し、この後、図1(g)のように仮基板11を剥離する。   Then, a rigid substrate 7 on which a circuit 6 such as a printed wiring board is formed is superimposed on the surface of the curable film 1 for clad as shown in FIG. 1 (f), and light is irradiated to the curable film 1 for clad through a transparent temporary substrate 11. Then, the curable film for cladding 1 is cured to form the upper cladding 3b, and then the temporary substrate 11 is peeled off as shown in FIG.

このようにして、アンダークラッド3aとオーバークラッド3bからなるクラッド3内にコア4が埋入された光導波路Aを形成することができるものであり、またプリント配線板など回路6を形成したリジッドな基板7の表面にこの光導波路Aを設けた光電複合基板Bを得ることができるものである。   Thus, the optical waveguide A in which the core 4 is embedded in the clad 3 composed of the under clad 3a and the over clad 3b can be formed, and a rigid circuit in which a circuit 6 such as a printed wiring board is formed. A photoelectric composite substrate B in which the optical waveguide A is provided on the surface of the substrate 7 can be obtained.

上記のようにして光導波路Aを製造するにあたって、クラッド3やコア4はクラッド用硬化性フィルム1やコア用光硬化性フィルム2をラミネートするラミネートプロセスで製造を行なうことができ、塗工のような工程を必要とすることなく、生産性高く光導波路Aを製造することができるものである。またクラッド3やコア4はクラッド用硬化性フィルム1やコア用光硬化性フィルム2によって、均一で精度が高い厚みに形成することができるものである。   In producing the optical waveguide A as described above, the clad 3 and the core 4 can be produced by a laminating process in which the clad curable film 1 and the core photocurable film 2 are laminated. The optical waveguide A can be manufactured with high productivity without the need for a simple process. The clad 3 and the core 4 can be formed in a uniform and highly accurate thickness by the clad curable film 1 and the core photocurable film 2.

尚、上記のように光導波路Aをプリント配線板のリジッドな基板7に接合して光電複合基板Bを製造するにあたって、図1(e)のようにクラッド用硬化性フィルム1をラミネートした後に、図1(f)のようにクラッド用硬化性フィルム1に基板7を重ね、この後にクラッド用硬化性フィルム1に光照射して硬化させることによって、クラッド用硬化性フィルム1で上部クラッド3bを形成すると共に基板7との接着を同時に行なうようにすることができるものである。このとき、リジッドな基板7は光を透過させないために、図1(f)のように光透過性の透明仮基板11の側から光を照射することによって、クラッド用硬化性フィルム1の全面を短時間で硬化させることができる。しかし、コア4には上記のようにマイクロミラー15が設けてあり、マイクロミラー15の影になる部分ではクラッド用硬化性フィルム1を十分に露光することができず、硬化が不十分になる。そこでこの場合には、このクラッド用硬化性フィルム1を作製するエポキシ樹脂組成物として、上記したような、式(2)のエポキシ樹脂を含有し、且つカチオン硬化開始剤として熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用したものを用いるものである。そしてこのものでは、クラッド用硬化性フィルム1に光を照射して光カチオン硬化開始剤の作用で光硬化させた後、熱カチオン硬化開始剤による硬化が可能な温度に加熱してアフターキュアーすることによって、露光が不十分で光硬化が十分でない部分を熱硬化させ、硬化不足を防ぐことができるものであり、コア4とクラッド3との密着性を高めて、光の損失がより小さい光導波路を形成することができ、また耐リフロー性や耐ヒートサイクル性を高めることができるものである。   In addition, in manufacturing the photoelectric composite substrate B by joining the optical waveguide A to the rigid substrate 7 of the printed wiring board as described above, after laminating the curable film for cladding 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 1 (f), a substrate 7 is placed on the clad curable film 1, and then the clad curable film 1 is irradiated with light to be cured, whereby the clad curable film 1 forms the upper clad 3b. At the same time, bonding to the substrate 7 can be performed simultaneously. At this time, since the rigid substrate 7 does not transmit light, the entire surface of the curable film for cladding 1 is irradiated by irradiating light from the light-transmitting transparent temporary substrate 11 side as shown in FIG. It can be cured in a short time. However, the micro mirror 15 is provided on the core 4 as described above, and the curable film 1 for clad cannot be sufficiently exposed in the shadowed portion of the micro mirror 15, and the curing becomes insufficient. Therefore, in this case, the epoxy resin composition for producing the curable film for cladding 1 contains the epoxy resin of the formula (2) as described above, and a thermal cation curing initiator as a cation curing initiator, What uses a photocationic curing initiator together is used. And in this thing, after irradiating light to the curable film 1 for clad and photocuring with the effect | action of a photocationic curing initiator, it heats to the temperature which can be hardened | cured with a thermal cation curing initiator, and aftercure. Thus, the portion of the light guide that is not sufficiently exposed and not sufficiently cured can be thermally cured to prevent insufficient curing, and the adhesiveness between the core 4 and the clad 3 can be improved, and the light loss can be reduced. Can be formed, and reflow resistance and heat cycle resistance can be improved.

また、コア用光硬化性フィルム2をパターン露光した後に現像して、図1(c)のようにコア4を作製する際に、コア4の両側面は現像によって荒れが発生し易く、このコア4の両側面で光が散乱してクラッド3へと光が逃げ易くなり、光導波損失が大きく生じるおそれがある。そこでこの場合には、このクラッド用硬化性フィルム1を作製するエポキシ樹脂組成物として、上記したような、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有し、且つカチオン硬化開始剤として光カチオン硬化開始剤のみ配合したものを用いるものである。そしてこのクラッド用硬化性フィルム1を図1(e)のようにコア4の上からラミネートし、光照射して露光した後に、加熱してアフターキュアーすることによって、光がコア4の両側面からクラッド3へと逃げて光導波損失が大きく生じることを防ぐことができるものである。これは、3,4−エポキシシクロヘキセニル構造はコア4の樹脂相への相互作用(浸潤や分子拡散)を起こし易いので、3,4−エポキシシクロヘキセニル構造を有するエポキシ樹脂と接触するコア4の両表面
の表層がコア4の内部よりも屈折率が低い状態になるためであると考えられる。この光照射した後のアフターキュアーの加熱条件は、120〜150℃、30〜90分程度が好ましい。
Further, when the core photocurable film 2 is developed after pattern exposure to develop the core 4 as shown in FIG. 1 (c), both sides of the core 4 are easily roughened by development. Light is scattered on both side surfaces of the light 4 so that the light can easily escape to the clad 3, which may cause a large optical waveguide loss. Therefore, in this case, the epoxy resin composition for producing the curable film for cladding 1 contains an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton as described above, and light as a cation curing initiator. What mix | blended only the cationic hardening initiator is used. Then, the clad curable film 1 is laminated from above the core 4 as shown in FIG. 1 (e), exposed to light and exposed, and then heated and after-cured, so that light is emitted from both sides of the core 4. It is possible to prevent the occurrence of a large optical waveguide loss due to escape to the cladding 3. This is because the 3,4-epoxycyclohexenyl structure is likely to cause an interaction (infiltration or molecular diffusion) into the resin phase of the core 4, so that the core 4 in contact with the epoxy resin having the 3,4-epoxycyclohexenyl structure. This is probably because the surface layers of both surfaces have a lower refractive index than the inside of the core 4. The heating conditions of the after cure after this light irradiation are preferably 120 to 150 ° C. and about 30 to 90 minutes.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

(クラッド用硬化性フィルムとコア用光硬化性フィルムの作製)
各材料として次のものを用いた。
(1)3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂
・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:ダイセル化学工業(株)製「セロキサイド2021P」
(2)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のエポキシ樹脂
・ダイセル化学工業(株)製「EHPE3150」
(3)ビスフェノール型エポキシ樹脂
・固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1006FS」
・固形ビスフェノールF型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート4005P」
・液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂:大日本インキ化学工業(株)製「エピクロン850S」
・液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂:大日本インキ化学工業(株)製「エピクロン835」
(4)式(1)のエポキシ樹脂
・三井化学(株)製「VG−3101」
(5)ノボラック型エポキシ樹脂
・固形ノボラック型エポキシ樹脂:日本化薬(株)製「EPPN201」
(6)フェノキシ樹脂
・東都化成(株)製「YP50」
(7)式(2)のエポキシ樹脂
・トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂:東都化成(株)製「エポトートYH300」
(8)光カチオン硬化開始剤
・(株)アデカ製「SL−170」(SbF 系スルホニウム塩)
(9)熱カチオン硬化開始剤
・三新化学工業(株)製「SI−150L」(SbF 系スルホニウム塩)
(10)表面調整剤
・大日本インキ化学工業(株)製「F470」
(11)溶剤
・トルエン
・MEK
上記の材料を表1の配合に従って、ガラス容器に秤取し、還流下60℃で溶解した後、目開き1μmのPTFE製メンブランフィルターで濾過することによって、ワニスを調製した。そしてこのワニスを離型フィルム(帝人デュポン社製PETフィルム「OX−50」)の表面にヒラノテクシード社製のコンマコーターヘッドのマルチコーターを用いて塗布し、これを乾燥することによって、厚み10μmと厚み50μmのクラッド用硬化性フィルム1、及び厚み40μmのコア用光硬化性フィルム2を作製した。
(Preparation of curable film for clad and photocurable film for core)
The following were used as each material.
(1) Epoxy resin having 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate: “Celoxide 2021P” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
(2) 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol and “EHPE3150” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
(3) Bisphenol type epoxy resin / solid bisphenol A type epoxy resin: “Epicoat 1006FS” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Solid bisphenol F type epoxy resin: “Epicoat 4005P” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
・ Liquid bisphenol A epoxy resin: “Epicron 850S” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.
・ Liquid bisphenol F type epoxy resin: “Epicron 835” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
(4) Epoxy resin of formula (1), “VG-3101” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
(5) Novolac type epoxy resin / solid novolac type epoxy resin: “EPPN201” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
(6) Phenoxy resin, “YP50” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
(7) Epoxy resin of formula (2), trimethylolpropane type epoxy resin: “Epototo YH300” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
(8) Light cationic curing initiator, Ltd. ADEKA "SL-170" (SbF 6 - sulfonium salt)
(9) thermal cationic curing initiator, available from Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. "SI-150L" (SbF 6 - sulfonium salt)
(10) Surface conditioner “F470” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
(11) Solvent / Toluene / MEK
The above materials were weighed in a glass container according to the composition shown in Table 1, dissolved at 60 ° C. under reflux, and then filtered through a PTFE membrane filter having an opening of 1 μm to prepare a varnish. And this varnish is apply | coated to the surface of a mold release film (Teijin DuPont PET film "OX-50") using the multi-coater of the comma coater head made from Hirano Techseed, and this is dried, and thickness is 10 micrometers and thickness. A curable film 1 for cladding having a thickness of 50 μm and a photocurable film 2 for core having a thickness of 40 μm were prepared.

尚、表1において、クラッド用硬化性フィルム1を作製するエポキシ樹脂組成物のうち、請求項1の要件を満たす組成を「クラッド実施例組成1」〜「クラッド実施例組成3」、請求項1の要件を満たさない組成を「クラッド比較例組成1」と表示し、コア用光硬化性フィルム2を作製するエポキシ樹脂組成物のうち、請求項1の要件を満たす組成を「コア実施例組成1」〜「コア実施例組成2」、請求項1の要件を満たさない組成を「コア比較例組成1」と表示した。   In Table 1, among the epoxy resin compositions for producing the clad curable film 1, the compositions satisfying the requirements of claim 1 are “cladding example composition 1” to “cladding example composition 3”. The composition that does not satisfy the requirement of “Clad Comparative Example Composition 1” is displayed, and among the epoxy resin compositions for producing the core photocurable film 2, the composition that satisfies the requirement of claim 1 is designated as “Core Example Composition 1”. ”To“ Core Example Composition 2 ”, and a composition not satisfying the requirements of claim 1 is indicated as“ Core Comparative Example Composition 1 ”.

そして上記のクラッド用硬化性フィルム1とコア用光硬化性フィルム2の透明性、屈折率、Tg(ガラス転位温度)を測定し、結果を表1に示す。   Then, the transparency, refractive index, and Tg (glass transition temperature) of the clad curable film 1 and the core photocurable film 2 were measured, and the results are shown in Table 1.

透明性の評価は、各材料をガラス容器に所定の配合量で採取し、還流下で攪拌溶解させた後に、目視で確認することによって行い、透明なものを「○」、僅かに霞むものを「△」、白濁するものを「×」と判定した。   Transparency is evaluated by collecting each material in a glass container at a predetermined blending amount, stirring and dissolving under reflux, and then visually confirming it. "△", the thing which becomes cloudy was determined to be "x".

屈折率の測定は次のようにして行なった。上記と同様にして離型フィルムの表面に厚み80μmになるように作製したフィルムを、30mm×10mm×厚み4mmの高屈折率ガラス板(屈折率1.6)の平滑面に、加圧式真空ラミネーター(ニチゴー・モートン(株)製「V−130」)を用いて60℃、0.2MPaの条件でラミネートし、超高圧水銀灯で2J/cmの条件で紫外光を照射して露光して、離型フィルムを剥した後、150℃で1時間加熱処理を行なった。そしてフィルムの表面を平滑にするために研磨し、アタゴ社製の屈折率測定装置にてフィルムの屈折率を測定した。 The refractive index was measured as follows. A pressure-type vacuum laminator is formed on the smooth surface of a 30 mm × 10 mm × 4 mm thick high refractive index glass plate (refractive index of 1.6) using a film prepared in the same manner as described above so as to have a thickness of 80 μm on the surface of the release film. (Nichigo-Morton Co., Ltd. “V-130”) is laminated at 60 ° C. and 0.2 MPa, and is exposed by irradiating with ultra-high pressure mercury lamp at 2 J / cm 2 under ultraviolet light. After peeling off the release film, heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour. And it grind | polished in order to make the surface of a film smooth, and the refractive index of the film was measured with the refractive index measuring apparatus made from Atago.

またTgの測定は次のようにして行なった。上記と同様にして離型フィルムの表面に厚み80μmになるように作製したフィルムに、超高圧水銀灯で2J/cmの条件で紫外光を照射して露光し、100℃で5分間の加熱処理を行なった後、離型フィルムを剥し、さらにフィルムのみを150℃で1時間加熱処理した。この硬化済みのフィルムを5mm×50mmの大きさにカットし、粘弾性スペクトロメータ(セイコー電子工業(株)製「DMS200」)を用いて、複素弾性率(E”)のピーク温度をTgとして測定した。 The Tg was measured as follows. In the same manner as described above, a film prepared to have a thickness of 80 μm on the surface of the release film was exposed by irradiating with ultraviolet light under a condition of 2 J / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp, and heat treatment at 100 ° C. for 5 minutes. Then, the release film was peeled off, and only the film was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour. This cured film was cut into a size of 5 mm × 50 mm, and measured using a viscoelasticity spectrometer (“DMS200” manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) as the peak temperature of the complex elastic modulus (E ″) as Tg. did.

Figure 0004894720
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表1において、「クラッド実施例組成1」〜「クラッド実施例組成3」のクラッド用硬化性フィルムや、「コア実施例組成1」〜「コア実施例組成2」のコア用光硬化性フィルムは、いずれも、透明性に優れ、また柔軟性やタック性に優れ、さらに硬化物のガラス転移温度が高くて耐熱性に優れた光導波路を作製することができるものである。   In Table 1, the clad curable films of “Clad Example Composition 1” to “Clad Example Composition 3” and the Core Photocurable Films of “Core Example Composition 1” to “Core Example Composition 2” In any case, an optical waveguide having excellent transparency, excellent flexibility and tackiness, and a cured product having a high glass transition temperature and excellent heat resistance can be produced.

一方、「クラッド比較例組成1」のクラッド用硬化性フィルムは、透明であるが、柔軟性に乏しく、タック性が低く、また軟化温度が高く、溶融時の粘度も高いことから、フィルム端部からの粉落ち、取り扱い時のフィルムの欠けや割れ、ラミネート後の密着性不良、コアの上にオーバークラッドを形成する際のコア側面下部への充填不良などの、光導波路をラミネートプロセスで作製する際に問題が生じ易いものである。   On the other hand, the curable film for clad of “Clad Comparative Example Composition 1” is transparent, but has poor flexibility, low tackiness, high softening temperature, and high viscosity during melting. The optical waveguide is manufactured by the laminating process, such as powder falling from the surface, chipping and cracking of the film during handling, poor adhesion after lamination, and poor filling of the lower side of the core when over clad is formed on the core. Problems are likely to occur.

また「コア比較例組成1」のコア用光硬化性フィルムは、配合材料の相溶性が悪いために、若干白く霞んだ状態が発生しており、透明性に問題を有するものである。   Moreover, the photocurable film for cores of “Core Comparative Example Composition 1” has a problem of transparency because it has a slightly whitened state due to poor compatibility of the blended materials.

(実施例1)
紫外線透過性の透明ポリカーボネート板を仮基板11として用い、また厚み10μmのクラッド用硬化性フィルム1として「クラッド実施例組成1」のものを用い、仮基板11の表面にクラッド用硬化性フィルム1を、加圧式真空ラミネーター(ニチゴー・モートン(株)製「V−130」)を用いて60℃、0.2MPaの条件で、図1(a)のようにラミネートした。そして超高圧水銀灯で2J/cmの条件で紫外光をクラッド用硬化性フィルム1に照射して露光し、また離型フィルムを剥した後に140℃で30分間熱処理し、さらに酸素プラズマ処理を施し、クラッド用硬化性フィルム1を硬化させてアンダークラッド3aを形成した。
Example 1
An ultraviolet transparent transparent polycarbonate plate is used as the temporary substrate 11, and a 10 μm thick clad curable film 1 having the “cladding example composition 1” is used. Using a pressure-type vacuum laminator (“V-130” manufactured by Nichigo Morton Co., Ltd.), lamination was performed as shown in FIG. Then, the cladding curable film 1 is irradiated with ultraviolet light under a condition of 2 J / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp, exposed, and after peeling off the release film, heat treatment is performed at 140 ° C. for 30 minutes, and oxygen plasma treatment is further performed. Then, the clad curable film 1 was cured to form an underclad 3a.

次に、厚み40μmのコア用光硬化性フィルム2として「コア実施例組成1」のものを用い、このコア用光硬化性フィルム2をアンダークラッド3aの表面に、真空ラミネーター「V−130」で上記と同条件で図1(b)のようにラミネートした。そして幅40μm、長さ120mmの直線パターンのスリット12を形成したネガマスク13をコア用光硬化性フィルム2の表面に重ね、超高圧水銀灯で3J/cmの条件で紫外光を照射することによって露光し、コア用光硬化性フィルム2のスリット12に対応する部分を光硬化させた。 Next, the core photocurable film 2 having a thickness of 40 [mu] m was used as the “core example composition 1”. The core photocurable film 2 was applied to the surface of the underclad 3a with a vacuum laminator “V-130”. Lamination was performed under the same conditions as above as shown in FIG. Then, a negative mask 13 formed with a linear pattern of slits 12 having a width of 40 μm and a length of 120 mm is superimposed on the surface of the core photocurable film 2 and exposed by irradiating ultraviolet light with a super high pressure mercury lamp under the condition of 3 J / cm 2. And the part corresponding to the slit 12 of the photocurable film 2 for cores was photocured.

次にコア用光硬化性フィルム2から離型フィルムを剥離した後、140℃で2分間熱処理を行ない、さらに現像液として55℃に調整した水系フラックス洗浄剤(荒川化学工業(株)製「パインアルファST−100SX」)を用いて、超音波洗浄器で現像処理することによって、コア用光硬化性フィルム2の未露光部分を溶解除去し、さらに水で仕上げ洗浄してエアブローした後、100℃で10分間乾燥することによって、図1(c)のようにコア4を形成した。またこのように現像処理を行なった後の、コア4の外観を実体顕微鏡で観察した。結果を表2に示す。   Next, after peeling off the release film from the photocurable film 2 for the core, a heat treatment was performed at 140 ° C. for 2 minutes, and a water-based flux cleaning agent adjusted to 55 ° C. as a developer (“Pine Alpha ST-100SX ") is developed with an ultrasonic cleaner to dissolve and remove the unexposed portion of the core photocurable film 2, and further washed with water and air blown. Was dried for 10 minutes to form the core 4 as shown in FIG. Further, the appearance of the core 4 after the development processing was observed with a stereomicroscope. The results are shown in Table 2.

次に、図1(d)のようにコア4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15を形成した。すなわち、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4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14を加工し、次に「クラッド実施例組成1」のワニスをトルエン:MEK=3:7の溶剤で50倍に希釈した溶液をV溝14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/cm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14の表面平滑化を行なった。この後、V溝14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することによって、V溝14の表面に1000Å厚の金薄膜でマイクロミラー15を形成した。 Next, as shown in FIG. 1D, micromirrors 15 for deflecting the guided light by 90 ° were formed at 10 mm from both ends of the core 4. That is, first, a rotating blade having a cutting blade apex angle of 90 ° (“# 5000” blade manufactured by Disco Corporation) was used, and the rotational speed was 10,000 rpm and the moving speed was 0.1 mm / s. The V-groove 14 having a depth of 50 μm was processed by moving the position across the position, and then a solution obtained by diluting the varnish of “Clad Example Composition 1” 50 times with a solvent of toluene: MEK = 3: 7 By thinly applying to the V-groove 14 with a brush, drying at 100 ° C. for 30 minutes, and then exposing to ultra-high pressure mercury lamp by irradiating with ultraviolet light under the condition of 1 J / cm 2 , and further performing heat treatment at 120 ° C. for 10 minutes, The surface of the V groove 14 was smoothed. Thereafter, gold was vacuum-deposited by covering a metal mask in which only the portion of the V-groove 14 was opened, thereby forming a micromirror 15 with a 1000-thick gold thin film on the surface of the V-groove 14.

次に、厚み50μmのクラッド用硬化性フィルム1として「クラッド実施例組成1」のものを用い、コア4の上からこのクラッド用硬化性フィルム1を、真空ラミネーター「V−130」で80℃、0.3MPaの条件で図1(e)のようにラミネートした。   Next, the film of “clad example composition 1” was used as the curable film 1 for clad having a thickness of 50 μm, and this curable film for clad 1 from above the core 4 was heated at 80 ° C. with a vacuum laminator “V-130”. Lamination was performed under the condition of 0.3 MPa as shown in FIG.

そしてクラッド用硬化フィルム1から離型フィルムを剥離した後、内層用の回路6が形成されたプリント配線板の基板7(松下電工(株)製「R1766」からなる)を、回路6とコア4とを位置合せしながら、真空ラミネーター「V−130」で80℃、0.2MPaの条件で図1(f)のように貼り合せた。   After releasing the release film from the clad cured film 1, the printed wiring board substrate 7 (made of “R1766” manufactured by Matsushita Electric Works Co., Ltd.) on which the inner layer circuit 6 is formed is connected to the circuit 6 and the core 4. Were aligned using a vacuum laminator “V-130” under the conditions of 80 ° C. and 0.2 MPa as shown in FIG.

この後、図1(f)のように、仮基板11の側から超高圧水銀灯で1J/cmの条件で紫外光を照射して、クラッド用硬化性フィルム1を露光して光硬化させ、さらに140℃で1時間加熱してアフターキュアーすることによって、オーバークラッド3bを形成すると共に基板7の接着を行なった。このとき、オーバークラッド3bの状態を目視で観察した。結果を表2に示す。 Thereafter, as shown in FIG. 1 (f), ultraviolet light is irradiated from the temporary substrate 11 side with an ultrahigh pressure mercury lamp under the condition of 1 J / cm 2 , and the curable film for cladding 1 is exposed and photocured. Further, after-curing by heating at 140 ° C. for 1 hour, the overclad 3b was formed and the substrate 7 was adhered. At this time, the state of the over clad 3b was visually observed. The results are shown in Table 2.

そして、図1(g)のように仮基板11を剥離して除去することによって、アンダークラッド3aとオーバークラッド3bからなるクラッド3内にコア4が埋入されて形成される光導波路Aを、プリント配線板の基板7に積層一体化した光電複合基板Bを得た。   Then, the optical waveguide A formed by burying the core 4 in the clad 3 composed of the under clad 3a and the over clad 3b by peeling and removing the temporary substrate 11 as shown in FIG. A photoelectric composite substrate B laminated and integrated with the substrate 7 of the printed wiring board was obtained.

この光電複合基板Bには、さらにプリント配線板を多層に積層することができる。すなわち、厚み60μmの両面銅張積層板17の片面の銅箔18をエッチングオフして除去すると共に光入出口19をルーター加工した。また他の厚み60μmの両面銅張積層板20の片面の銅箔18をエッチングオフして除去した。そして図2(a)のように、積層板17の光出入口19とマイクロミラー15とを位置合せしながら、この積層板17のエッチオフ面を接着層22(ニッカン工業(株)製「ニッカフレックスSAFV40(D)」)を介して光導波路Aのアンダークラッド3aの表面に重ねると共に、積層板20のエッチオフ面を基板7の表面に接着層22を介して重ね、170℃、1.8MPaの条件で加熱プレスすることによって、積層板17,20を接着した。   A printed wiring board can be further laminated on the photoelectric composite substrate B in multiple layers. That is, the copper foil 18 on one side of the double-sided copper clad laminate 17 having a thickness of 60 μm was removed by etching off and the light inlet / outlet 19 was processed by a router. Further, the copper foil 18 on one side of the other double-sided copper clad laminate 20 having a thickness of 60 μm was removed by etching off. Then, as shown in FIG. 2A, while aligning the light inlet / outlet 19 and the micromirror 15 of the laminated plate 17, the etch-off surface of the laminated plate 17 is adhered to the adhesive layer 22 ("Nikka Flex" manufactured by Nikkan Kogyo Co., Ltd.). SAFV40 (D) ") is overlaid on the surface of the underclad 3a of the optical waveguide A, and the etch-off surface of the laminated plate 20 is overlaid on the surface of the substrate 7 with the adhesive layer 22 interposed between 170 ° C and 1.8 MPa. The laminated plates 17 and 20 were bonded by heating and pressing under conditions.

次いで、スルーホール20の加工、銅メッキ処理、銅箔18のエッチングによる所定パターンでの外層回路21の形成、ソルダーレジストの形成、金メッキ処理、シルク印刷などの工程を経て、図2(b)のような、全長100mmのコア4の両端にマイクロミラー15が形成された光導波路Aを有し、多層で回路6,21が形成された構成の、リジッド光電複合基板Bを得た。この光導波路Aの光路を図2(b)に矢印で示す。   Next, through the process of through-hole 20, copper plating treatment, formation of outer layer circuit 21 in a predetermined pattern by etching copper foil 18, formation of solder resist, gold plating treatment, silk printing, etc., the process of FIG. Thus, a rigid photoelectric composite substrate B having an optical waveguide A in which micromirrors 15 are formed at both ends of a core 4 having a total length of 100 mm and having circuits 6 and 21 formed in multiple layers was obtained. The optical path of the optical waveguide A is indicated by an arrow in FIG.

(実施例2〜4、比較例1〜2)
クラッド用硬化性フィルム1とコア用光硬化性フィルム2として、表2に示す組み合わせで用いるようにした他は、上記の実施例1と同様にして、光電複合フレキシブル配線板Bを得た。尚、クラッド用硬化性フィルム1として「クラッド比較例組成1」のものを用いる比較例1の場合には、図1(a)の工程でのラミネートを90℃、0.2MPaの条件で行ない、図1(e)の工程でのラミネートを110℃、0.3MPaの条件で行なった。
(Examples 2-4, Comparative Examples 1-2)
A photoelectric composite flexible wiring board B was obtained in the same manner as in Example 1 except that the clad curable film 1 and the core photocurable film 2 were used in the combinations shown in Table 2. In the case of Comparative Example 1 using the “Clad Comparative Example Composition 1” as the curable film 1 for cladding, lamination in the process of FIG. 1A is performed at 90 ° C. and 0.2 MPa. Lamination in the step of FIG. 1 (e) was performed under conditions of 110 ° C. and 0.3 MPa.

上記のようにして得た実施例1〜4、比較例1〜2の光電複合基板Bについて、光損失の測定とヒートサイクル性能の評価を行なった。結果を表2に示す。   About the photoelectric composite board | substrate B of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 which were obtained as mentioned above, the measurement of light loss and evaluation of heat cycle performance were performed. The results are shown in Table 2.

光損失の測定は次のようにして行なった。光電複合基板Bの光出入口19において、コア4の一方の端部のマイクロミラー15に対応する箇所にコア径10μm、NA0.21の光ファイバーの端部をシリコーンオイルのマッチングオイルを介して接続すると共に、コア4の他方の端部のマイクロミラー15に対応する箇所にコア径200μm、NA0.4の光ファイバーの端部をマッチングオイルを介して接続し、850nm波長のLED光源からの光をコア径10μm、NA0.21の光ファイバーから光導波路Aに入射させ、コア径200μm、NA0.4の光ファイバーを通して出射される光のパワー(P)をパワーメータで測定した。一方、この両者の光ファイバーの端面同士を突き当てて光導波路Aが介在しない状態での光のパワー(P)をパワーメータで測定した。そして、−10log(P/P)の計算式から、光電複合フレキシブル配線板Bに設けたマイクロミラー19付きの光導波路Aの挿入損失を求めた。結果を表2の「光導波路の挿入損失(1)」の欄に示す。 The optical loss was measured as follows. At the light inlet / outlet 19 of the photoelectric composite substrate B, the end of the optical fiber having a core diameter of 10 μm and NA of 0.21 is connected to a portion corresponding to the micromirror 15 at one end of the core 4 through matching oil of silicone oil. The end of the optical fiber having a core diameter of 200 μm and NA of 0.4 is connected to the portion corresponding to the micromirror 15 at the other end of the core 4 through matching oil, and the light from the 850 nm wavelength LED light source is core diameter of 10 μm. The power (P 1 ) of light emitted from an optical fiber having an NA of 0.21 and entering the optical waveguide A and having a core diameter of 200 μm and an optical fiber having an NA of 0.4 was measured with a power meter. On the other hand, the power (P 0 ) of light in a state where the optical waveguide A is not interposed by abutting the end faces of both optical fibers was measured with a power meter. Then, from the equation of -10log (P 1 / P 0) , to determine the insertion loss of the optical waveguide A with micromirrors 19 arranged in the photoelectric composite flexible wiring board B. The results are shown in the column of “Optical waveguide insertion loss (1)” in Table 2.

また、光電複合基板Bの光導波路Aの部分のみの光損失を測定するために、光電複合基板Bの両端部のマイクロミラー15を含む外側部分を切り落とし、長さが100mmで、両端部に40μm×40μmのコア4の端面が露出する光導波路Aが形成されるようにし、上記と同様に、コア4の各端面にそれぞれ光ファイバーを接続して、光導波路Aを通して出射される光のパワー(P)と、光導波路Aが介在しない状態での光のパワー(P)を測定し、−10log(P/P)の計算式から、光導波路Aの挿入損失を求めた。結果を表2の「光導波路の損失(2)」の欄に示す。 Further, in order to measure the optical loss of only the optical waveguide A portion of the photoelectric composite substrate B, the outer portions including the micromirrors 15 at both ends of the photoelectric composite substrate B are cut off, the length is 100 mm, and both ends are 40 μm. An optical waveguide A in which the end face of the core 4 of 40 μm is exposed is formed, and an optical fiber is connected to each end face of the core 4 in the same manner as described above, and the power of light emitted through the optical waveguide A (P 1 ) and the light power (P 0 ) in the state where the optical waveguide A is not interposed, and the insertion loss of the optical waveguide A was determined from the calculation formula of −10 log (P 1 / P 0 ). The results are shown in the column “Loss of optical waveguide (2)” in Table 2.

ヒートサイクル性の評価は次のようにして行なった。まず実施例1〜4、比較例1〜2で得た光電複合基板Bについて、上記と同様にして「光導波路の挿入損失(1)」を測定し、次に、−55℃と125℃の間で300サイクルの液相ヒートサイクル試験を行ない、試験後の光電複合基板Bについて、上記と同様にして「光導波路の挿入損失(1)」を測定した。そして試験前後での挿入損失の増分を求めた。   The heat cycle property was evaluated as follows. First, with respect to the photoelectric composite substrates B obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, “optical waveguide insertion loss (1)” was measured in the same manner as described above, and then −55 ° C. and 125 ° C. A 300-cycle liquid-phase heat cycle test was conducted, and “optical waveguide insertion loss (1)” was measured in the same manner as described above for the photoelectric composite substrate B after the test. And the increase of insertion loss before and after the test was obtained.

Figure 0004894720
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表2にみられるように、「クラッド実施例組成1」〜「クラッド実施例組成3」のクラッド用硬化性フィルムと、「コア実施例組成1」〜「コア実施例組成2」のコア用光硬化性フィルムを組み合わせて用いた各実施例のものは、光導波路の損失が小さく、ヒートサイクル性能も良好なものであった。   As can be seen in Table 2, the curable film for cladding of “Clad Example Composition 1” to “Clad Example Composition 3” and the core light of “Core Example Composition 1” to “Core Example Composition 2” Each of the examples using a combination of curable films had small optical waveguide loss and good heat cycle performance.

一方、「クラッド比較例組成1」のクラッド用硬化性フィルムと、「コア実施例組成1」のコア用光硬化性フィルムを組み合わせて用いた比較例1では、コアの上からクラッド用硬化性フィルムをラミネートしてオーバークラッドを形成する際に、クラッド用硬化性フィルムの柔軟性が乏しくコアの形状になじみ難いため、コアの周囲での充填性が悪く空気層が発生し、損失が大きく生じるものであった。しかもこのようにコアの周囲の充填性が悪いため、ヒートサイクル性能も大きく低下するものであった。   On the other hand, in Comparative Example 1 using a combination of the curable film for cladding of “Comparative Example 1 for Cladding” and the photocurable film for cores of “Core Example Composition 1”, the curable film for cladding from above the core. When forming an overclad by laminating, the curable film for clad has poor flexibility and is difficult to adapt to the shape of the core, resulting in poor filling properties around the core and an air layer, resulting in a large loss Met. In addition, since the filling property around the core is poor as described above, the heat cycle performance is greatly reduced.

また「クラッド実施例組成1」のクラッド用硬化性フィルムと、「コア比較例組成1」のコア用光硬化性フィルムを組み合わせて用いた比較例2では、光導波路の製造のうえでの問題はないが、コア用光硬化性フィルムの透明性が悪いため、損失が大きく生じるものであった。   In Comparative Example 2 using a combination of the curable film for cladding of “Clad Example Composition 1” and the photocurable film for core of “Core Comparative Example Composition 1”, the problem in manufacturing the optical waveguide is Although there was no, since the transparency of the photocurable film for cores was bad, a loss occurred greatly.

本発明に係る光電複合基板の製造の工程の一例を示すものであり、(a)乃至(g)はそれぞれ断面図である。An example of the process of manufacture of the photoelectric composite substrate concerning this invention is shown, (a) thru | or (g) are sectional drawings, respectively. 本発明に係る光電複合基板の製造の工程の一例を示すものであり、(a)(b)はそれぞれ断面図である。An example of the process of manufacture of the photoelectric composite substrate concerning this invention is shown, (a) (b) is sectional drawing, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 クラッド用硬化性フィルム
2 コア用光硬化性フィルム
3 クラッド
4 コア
6 回路
7 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Curable curable film 2 Core photocurable film 3 Clad 4 Core 6 Circuit 7 Substrate

Claims (5)

クラッドと、クラッド内のコアとから形成される光導波路において、クラッドは、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、及びカチオン硬化開始剤を含有するエポキシ樹脂組成物で形成される硬化性フィルムをラミネートした後に硬化することによって作製されるものであり、コアは、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂、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、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、式(1)の化学構造を有するエポキシ樹脂、及び光カチオン硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物で形成される光硬化性フィルムをラミネートした後に、パターン露光し、露光されていない部分を水系フラックス洗浄剤を用いて除去する現象処理をすることによって作製されるものであることを特徴とする光導波路。
Figure 0004894720
In the optical waveguide formed from the clad and the core in the clad, the clad is 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol, It is produced by laminating a curable film formed of an epoxy resin composition containing a bisphenol type epoxy resin, a phenoxy resin, and a cationic curing initiator and then curing, and the core is 3,4-epoxy Epoxy resin having cyclohexenyl skeleton, 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol, novolac type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, formula Epoxy resin having chemical structure (1) and photocationic curing After laminating a photocurable film formed by epoxy resin composition containing, by pattern exposure, the unexposed portions intended to be produced by the phenomenon process be removed using an aqueous flux cleaning agent An optical waveguide characterized by being.
Figure 0004894720
コア用の光硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、フェノキシ樹脂をも含有することを特徴とする請求項1に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 1, wherein the epoxy resin composition forming the core photocurable film also contains a phenoxy resin. クラッド用の硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、式(2)のエポキシ樹脂をも含み、且つカチオン硬化開始剤として、熱カチオン硬化開始剤と光カチオン硬化開始剤を併用することを特徴とする請求項1又は2に記載の光導波路。
Figure 0004894720
The epoxy resin composition forming the curable film for clad also contains the epoxy resin of the formula (2), and as the cationic curing initiator, a thermal cationic curing initiator and a photocationic curing initiator are used in combination. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is characterized in that:
Figure 0004894720
クラッド用の硬化性フィルムを形成するエポキシ樹脂組成物には、3,4−エポキシシクロヘキセニル骨格を有するエポキシ樹脂をも含み、且つカチオン硬化開始剤として光カチオン硬化開始剤のみを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の光導波路。   The epoxy resin composition for forming a curable film for cladding also includes an epoxy resin having a 3,4-epoxycyclohexenyl skeleton, and is characterized by using only a photocationic curing initiator as a cationic curing initiator. The optical waveguide according to claim 1 or 2. 請求項1乃至4のいずれかに記載の光導波路が、回路を有する基板に設けられていることを特徴とする光電複合基板。   5. A photoelectric composite substrate, wherein the optical waveguide according to claim 1 is provided on a substrate having a circuit.
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