JP5771978B2 - 光導波路形成用樹脂組成物及びこれを用いた光導波路形成用樹脂フィルム、並びにこれらを用いた光導波路 - Google Patents
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Description
ポリマー光導波路の形態としては、光電気混載基板への適用を想定したガラスエポキシ樹脂等の硬い支持基板上に作製するリジッド光導波路や、ボード同士の接続を想定した硬い支持基板を持たないフレキシブル光導波路が好適と考えられている。
さらにフレキシブル配線板と光導波路を一体複合化した光電気複合フレキシブル配線板とすることで、実装の自由度をより一層向上することが可能となる。
しかしながら、特許文献1及び2に記載の光導波路材料は、アルカリ現像によりコアパターン形成可能で、波長850nmにおいて透明性を有するものの、耐熱性の評価、例えば、はんだリフロー試験後の光伝搬損失などの具体的な試験結果に関する具体的な記述はなく、明らかではない。同様に、環境信頼性の評価、例えば、高温高湿放置試験や温度サイクル試験後の光伝搬損失などの具体的な試験結果に関する具体的な記述もなく、明らかではない。
また、特許文献3に記載の光導波路材料は波長850nmにおいて透明性を有し、かつはんだ耐熱試験、はんだリフロー試験後の光伝搬損失も良好であるものの、例えば、高温高湿放置試験や温度サイクル試験後の光伝搬損失などの具体的な試験結果に関する具体的な記述もなく、明らかではない。
これに対して、本発明者らは、主鎖にマレイミド骨格をアルカリ可溶性(メタ)アクリルポリマー、重合性化合物、及び重合開始剤を含む光導波路形成用樹脂組成物を用いて、透明性及びリフロー耐熱性に優れる光導波路を製造することができることを見出している(例えば、特許文献4参照)。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、透明性、リフロー耐熱性、及び熱安定性に優れ、高精度な厚膜形成とアルカリ現像が可能な光導波路形成用樹脂組成物及び光導波路形成用樹脂フィルムを提供することを目的とする。
また、本発明によれば、透明性、リフロー耐熱性、熱安定性、及び環境信頼性に優れた光導波路形成用樹脂組成物及び光導波路形成用樹脂フィルムが提供される。
[1](A)カルボキシル基を有するポリマー、(B)(メタ)アクリレート、(C)光ラジカル重合開始剤、及び(D)フェノール系酸化防止剤を含む、光導波路形成用樹脂組成物。
[2]上記[1]に記載の光導波路形成用樹脂組成物を用いた光導波路形成用樹脂フィルム。
[3]上記[1]に記載の光導波路形成用樹脂組成物を用いたコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
[4]上記[2]に記載の光導波路形成用樹脂フィルムを用いたコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、(A)カルボキシル基を有するポリマー((A)成分)、(B)(メタ)アクリレート((B)成分)、(C)光ラジカル重合開始剤((C)成分)、及び(D)フェノール系酸化防止剤((D)成分)を含む。本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、更に(E)ホスファイト系酸化防止剤((E)成分)、(F)エポキシ樹脂((F)成分)、及び(G)硬化促進剤((G)成分)から選択される1種以上を含むことが好ましい。
なお、以下の説明において、「耐熱性」とは、特に明記しない限り、リフロー耐熱性及び熱安定性の両者を表す意味として用いている。
始めに、本発明の光導波路形成用樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、(A)カルボキシル基を有するポリマーを含む。(A)成分を配合することで、未硬化物をアルカリ現像液に溶解させることができると共に、硬化物の強度及び可撓性を向上させることができる。
(A)成分の配合量は、(F)成分を含まない場合、(A)及び(B)成分の総量に対して、好ましくは10〜85質量%、より好ましくは15〜80質量%、更に好ましくは20〜75質量%である。(A)成分の配合量が10質量%以上であると、アルカリ現像液への溶解性や、硬化物の強度及び可撓性が良好となり、85質量%以下であると、露光時に(B)成分によって絡め込まれながら硬化し、現像により除去されずにパターンとなる部分が、現像液によって侵されない性質である耐現像液性が低下することがないため好ましい。
また、(F)成分を含む場合の(A)成分の配合量は、上記と同様の観点から、(A)、(B)及び(F)成分の総量に対して、好ましくは10〜80質量%、より好ましくは15〜75質量%、更に好ましくは20〜70質量%である。
(I)分子内にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物とを共重合して得られるポリマー。
(II)分子内にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物とを共重合して得られるポリマーの側鎖に、エチレン性不飽和基を部分的に導入して得られるポリマー。
(III)分子内にエポキシ基とエチレン性不飽和基を有する化合物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物とを共重合して得られるポリマーに、分子内にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ、生成した水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるポリマー。
(IV)エチレン性不飽和基を有する酸無水物と、それ以外のエチレン性不飽和基を有する化合物とを共重合して得られるポリマーに、分子内に水酸基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させて得られるポリマー。
(V)2官能エポキシ樹脂と、2官能フェノール化合物とを共重合して得られるポリマーの水酸基に、多塩基酸無水物を反応させて得られるポリマー。
(VI)2官能エポキシ樹脂と、2官能カルボン酸化合物とを共重合して得られるポリマーの水酸基に、多塩基酸無水物を反応させて得られるポリマー。
(VII)2官能オキセタン化合物と、2官能フェノール化合物とを共重合して得られるポリマーの水酸基に、多塩基酸無水物を反応させて得られるポリマー。
(VIII)2官能オキセタン化合物と、2官能カルボン酸化合物とを共重合して得られるポリマーの水酸基に、多塩基酸無水物を反応させて得られるポリマー。
なお、(メタ)アクリルポリマーとは、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、及びこれらの誘導体等の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを共重合して得られるポリマーをいう。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基をいう。さらに、本発明の効果を阻害しない範囲で、(メタ)アクリルポリマーは、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーと、(メタ)アクリロイル基以外のエチレン性不飽和基を有するモノマー、とを含む共重合体であってもよい。また、複数の(メタ)アクリルポリマーの混合物であってもよい。
R21が示す炭素数1〜20の1価の有機基としては、特に制限はなく、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、カルボニル基(−CO−Rを意味する。ただし、Rは炭化水素基である)、エステル基(−CO−O−R又は−O−CO−Rを意味する。ただし、Rは炭化水素基である)、アミド基(−CO−NR2又は−NR−CO−Rを意味する。ただし、Rは水素原子又は炭化水素基である)等が挙げられる。これらの中でも、透明性及び耐熱性の点から、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基が好ましい。なお、これらの1価の有機基は、更に水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、カルボニル基、ホルミル基、エステル基、アミド基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、シリロキシ基等で置換されていてもよい。
また、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸等のエチレン性不飽和基と酸無水物基を有する化合物を原料として用いて、共重合後にメタノール、エタノール、プロパノール等の適当なアルコールによって開環し、一般式(11)で表される構造単位に変換してもよい。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−イソブチルマレイミド、N−s−ブチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド等のアルキルマレイミド;上記シクロアルキルマレイミド;上記アリールマレイミドを用いることが好ましく、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロペンチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−2−メチルシクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミドが好ましい。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、一般式(14)で表わされる構造単位は、アミド結合を介してエチレン性不飽和基が結合されていることを要するため、アミド基と結合する有機基X7は、炭素を介して結合するものに限られる。
また、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸を原料として用いて、共重合後にメタノール、エタノール、プロパノールなどの適当なアルコールによって開環し、エチレン性不飽和カルボン酸を共重合させた場合と同様の構造単位に変換してもよい。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
このような構造単位の原料となるエチレン性不飽和基を有する化合物としては、特に制限はなく、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α,2−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、(メタ)アクリロニトリル、ビニルシクロヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルベンジルエーテル、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール、ビニルピリジン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α,2−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、N−ビニルカルバゾールが好ましい。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
アルカリ現像液としてアルカリ水溶液からなる水系アルカリ現像液を用いる場合、(A)成分の酸価は、好ましくは30〜250mgKOH/g、より好ましくは35〜200mgKOH/g、更に好ましくは40〜170mgKOH/gである。30mgKOH/g以上であると、アルカリ現像液への溶解性が良好であり、250mgKOH/g以下であると、耐現像液性が良好となるため好ましい。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、(B)(メタ)アクリレートを含む。(B)成分を配合することで、紫外線、可視光線等の活性光線の照射により容易に硬化し、後述のアルカリ現像液により現像して、パターン形成することができる。ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートをいう。
(B)成分の配合量は、(F)成分を含まない場合、(A)及び(B)成分の総量に対して、好ましくは15〜90質量%、より好ましくは20〜85質量%、更に好ましくは25〜80質量%である。15質量%以上であると、容易に硬化し、耐現像液性が低下することがなく、90質量%以下であると、アルカリ現像液への溶解性や、硬化物の強度及び可撓性が良好となるため好ましい。
また、(F)成分を含む場合の(B)成分の配合量は、上記と同様の観点から、(A)、(B)及び(F)成分の総量に対して、好ましくは15〜85質量%、より好ましくは20〜80質量%、更に好ましくは25〜75質量%である。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、その分子内に脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有する化合物が好ましく、具体的には上記芳香族エポキシ(メタ)アクリレート;上記複素環式(メタ)アクリレート;上記イソシアヌル酸型エポキシ(メタ)アクリレートがより好ましい。
以上の(メタ)アクリレートは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができ、更にその他の重合性化合物と組み合わせて用いることもできる。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、下記(I)〜(IV)で表されるウレタン(メタ)アクリレートが挙げられる。
(I)2官能アルコール化合物と、2官能イソシアネート化合物と、水酸基を有する(メタ)アクリレートとを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(II)2官能アルコール化合物と、2官能イソシアネート化合物と、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(III)多官能イソシアネート化合物と、水酸基を有する(メタ)アクリレートとを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(IV)多官能アルコール化合物と、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。
以上のジオール化合物は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
カルボキシル基を有するウレタン(メタ)アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、前述のウレタン(メタ)アクリレートを合成する際に、カルボキシル基含有ジオール化合物と上記ジオール化合物とを併用して得られる化合物、上記ジオール化合物の代わりにカルボキシル基含有ジオール化合物を用いて得られる化合物等が挙げられる。
カルボキシル基含有ジオール化合物としては、特に制限はなく、例えば、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロールペンタン酸等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、(C)光ラジカル重合開始剤を含む。(C)成分を配合することで、紫外線、可視光線等の活性光線の照射により、(B)成分のラジカル重合が開始し、容易に硬化することができる。
(C)成分の配合量は、(F)成分を含まない場合、(A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。0.01質量部以上であると、硬化が十分となり、10質量部以下であると、透明性が良好となるため好ましい。
また、(F)成分を含む場合の(C)成分の配合量は、上記と同様の観点から、(A)、(B)及び(F)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。
また、上記2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、2つのトリアリールイミダゾール部位のアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよく、相違して非対称な化合物を与えてもよい。
これらの中でも、硬化性及び透明性の観点から、上記α−ヒドロキシケトン;上記グリオキシエステル;上記オキシムエステル;上記ホスフィンオキシドが好ましい。
以上の光ラジカル重合開始剤は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができ、さらに適切な増感剤と組み合わせて用いてもよい。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、(D)フェノール系酸化防止剤を含む。(D)成分を配合することで、熱酸化劣化を抑制することにより熱処理時の着色が低減し、光導波路の熱安定性を向上させることができる。
(D)成分の配合量は、(F)成分を含まない場合、(A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。0.01質量部以上であると、硬化が十分となり、10質量部以下であると、透明性が良好となるため好ましい。
また、(F)成分を含む場合の(D)成分の配合量は、上記と同様の観点から、(A)、(B)及び(F)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。
−L1−C(=O)O−L2− (a)
(式中、L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素数1〜10(好ましくは1〜5)の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表す。)
Y1が示す炭素数1〜30の3価の有機基としては、特に制限はなく、例えば、脂肪族鎖、脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造等が挙げられる。なお、これらの3価の有機基は、さらにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、カルボニル基、ホルミル基、エステル基、アミド基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シリロキシ基等で置換されていてもよい。
Z1が示す炭素数1〜30の4価の有機基としては、特に制限はなく、例えば、脂肪族鎖、脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造等が挙げられる。なお、これらの4価の有機基は、さらにハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、カルボニル基、ホルミル基、エステル基、アミド基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シリロキシ基等で置換されていてもよい。
以上のフェノール系酸化防止剤は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、必要に応じて更に(E)ホスファイト系酸化防止剤を含んでいてもよい。(E)成分を配合することで、(D)成分と相乗的に働き、熱処理時の熱酸化劣化を更に防止することにより、耐熱性を更に向上させることができる。
(E)成分の配合量は、(F)成分を含まない場合、(A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。0.01質量部以上であると、硬化が十分となり、10質量部以下であると、透明性が良好となるため好ましい。
また、(F)成分を含む場合の(E)成分の配合量は、上記と同様の観点から、(A)、(B)及び(F)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。
以上のフェノール系酸化防止剤は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、必要に応じて更に(F)エポキシ樹脂を含んでいてもよい。(F)成分を配合することで、(F)成分のエポキシ基と(A)成分のカルボキシル基が新たな架橋構造を形成し、光導波路の耐熱性及び環境信頼性を向上させることができる。
(F)成分の配合量は、(A)、(B)、及び(F)成分の総量に対して、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは3〜35質量%、更に好ましくは5〜30質量%である。1質量%以上であると、十分な架橋構造を形成され、耐熱性が良好となり、40質量%以下であると、強靭性が良好となり脆くなることがないため好ましい。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、分子内に脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有する化合物が好ましく、具体的には上記多官能脂環式アルコールグリシジルエーテル;上記多官能フェノールグリシジルエーテル;上記多官能複素環式エポキシ樹脂がより好ましい。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(F)成分のエポキシ当量は、好ましくは250〜1000g/eq、より好ましくは260〜750g/eq、更に好ましくは270〜500g/eqである。250g/eq以上であると、耐熱性を向上することができると共に、光導波路形成用樹脂組成物、及び該樹脂組成物からなる後述の光導波路形成用樹脂フィルムの保管中に起こり得るエポキシ基と(A)成分のカルボキシル基の反応を抑制することができ、保存安定性を向上させることができる。一方、1000g/eq以下であると、架橋構造を十分に形成することができ、耐熱性を向上することができると共に、現像液への溶解性が良好となるため好ましい。
なお、ここで記載したエポキシ当量の値は、カタログ等で報告されている値である。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、必要に応じて更に(G)硬化促進剤を含んでいてもよい。(G)成分を配合することで、(A)成分のカルボキシル基と(F)成分のエポキシ基の反応を促進させることができる。
(G)成分の配合量は、(A)、(B)、及び(F)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜7質量部、更に好ましくは0.1〜5質量部である。0.01質量部以上であると、(A)成分のカルボキシル基と(C)成分のエポキシ基の反応を促進させ十分な架橋構造を形成できるため、耐熱性が良好となり、10質量部以下であると、(A)成分のカルボキシル基と(C)成分のエポキシ基成分の反応を抑制することができ、保存安定性を向上させることができるため好ましい。
これらの中でも、透明性及び硬化性の観点から、上記イミダゾール化合物;上記イミダゾール化合物のトリメリト酸付加体;上記イミダゾール化合物のイソシアヌル酸付加体であることが好ましい。
これらの化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物中に、必要に応じて、更に黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤等のいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物は、好適な有機溶剤を用いて希釈し、光導波路形成用樹脂ワニスとして使用してもよい。当該樹脂ワニス中の固形分濃度は、好ましくは10〜80質量%、より好ましくは15〜75質量%、更に好ましくは20〜70質量%である。
有機溶剤としては、当該樹脂組成物を溶解し得る溶剤であれば特に制限はなく、上述の(メタ)アクリルポリマーを溶解し得る反応溶媒として用いる有機溶剤と同様のものを好適に挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
光導波路形成用樹脂組成物を調合する際は、撹拌により混合することが好ましい。撹拌方法には特に制限はないが、撹拌効率の観点から、プロペラを用いた撹拌が好ましい。撹拌する際のプロペラの回転速度は、特に制限はないが、好ましくは10〜1,000rpm、より好ましくは50〜800rpm、更に好ましくは100〜500rpmである。10rpm以上であると、各成分が十分に混合され、1,000rpm以下であると、プロペラの回転による気泡の巻き込みが少なくなるため好ましい。
また、撹拌時間は、特に制限はないが、好ましくは1〜24時間である。撹拌時間が1時間以上であると、各成分が十分に混合され、24時間以下であると、調合時間を短縮することができ、生産性が向上するため好ましい。
本発明の光導波路形成用樹脂フィルムは、光導波路形成用樹脂組成物を用いて形成され、上記(A)〜(D)成分、更に必要に応じて配合する(E)〜(G)成分を含む光導波路形成用樹脂組成物を好適な支持フィルムに塗布し、樹脂層を形成することにより容易に製造することができる。また、有機溶剤で希釈された光導波路形成用樹脂ワニスを用いる場合、当該樹脂ワニスを支持フィルムに塗布し、乾燥等の方法を用いて有機溶剤を除去して、樹脂層を形成することができる。
これらの中でも、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホンが好ましい。
なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物等により離型処理が施された支持フィルムを必要に応じて用いてもよい。
なお、コア部形成用樹脂フィルムの製造過程で用いる支持フィルムとしては、コアパターン形成に用いる露光用活性光線が透過するものであれば特に制限はなく、例えば、前述の光導波路形成用樹脂フィルムの支持フィルムの具体例として記載されたものと同様のものを好適に挙げることができる。
それらの中でも、露光用活性光線の透過率、柔軟性、及び強靭性の観点から、ポリエステル;ポリオレフィンが好ましい。さらに、露光用活性光線の透過率向上及びコアパターンの側壁荒れ低減の観点から、高透明タイプな支持フィルムがより好ましい。このような高透明タイプな支持フィルムとして、市販のものでは、例えば、東洋紡績(株)製「コスモシャインA1517」、「コスモシャインA4100」、東レ(株)製「ルミラーFB50」等が挙げられる。
なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物等により離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
以下、本発明の光導波路について説明する。
図1の(a)に光導波路の断面図を示す。光導波路1は、基材5上に形成され、高屈折率であるコア部形成用樹脂組成物からなるコア部2、並びに低屈折率であるクラッド層形成用樹脂組成物からなる下部クラッド層4及び上部クラッド層3で構成されている。
本発明の光導波路形成用樹脂組成物又は光導波路形成用樹脂フィルムは、光導波路1の下部クラッド層4、コア部2、及び上部クラッド層3のうち、少なくとも1つに用いることが好ましい。本発明の光導波路形成用樹脂フィルムを用いることで、各層の平坦性、クラッドとコアの層間密着性、及び光導波路コアパターン形成時の解像度(細線又は狭線間対応性)をより向上させることができ、平坦性に優れ、線幅や線間の小さい微細パターンの形成が可能となる。
以上の観点から、図1の(b)のように上部クラッド層3の外側に保護フィルムとしての機能を有する基材5が配置されていたり、図1の(c)のように下部クラッド層4及び上部クラッド層3の両方の外側に保護フィルムとしての機能を有する基材5が配置されていたりしてもよい。
なお、光導波路1に柔軟性や強靭性が十分に備わっているならば、図1の(d)のように、保護フィルムとしての機能を有する基材5が配置されていなくてもよい。
下部クラッド層形成用樹脂フィルムの厚みについては、特に制限はないが、硬化後の下部クラッド層4の厚みが上記の範囲となるように調整される。
なお、温度85℃、湿度85%の高温高湿放置試験とは、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で実施する高温高湿放置試験のことを意味する。
なお、温度−55℃と125℃の間の温度サイクル試験とは、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で実施する温度サイクル試験のことを意味する。
なお、最高温度265℃のリフロー試験とはJEDEC規格(JEDEC JESD22A113E)に準じた条件で実施する鉛フリーはんだリフロー試験のことを意味する。
なお、光電気複合基板において、複合化するプリント配線板としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板等のリジッド基板;ポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板等のフレキシブル基板等が挙げられる。
以下、本発明の光導波路形成用樹脂組成物及び/又は光導波路形成用樹脂フィルムを用いた光導波路の製造方法について説明する。
本発明の光導波路を製造する方法としては、特に制限はなく、例えば、光導波路形成用樹脂組成物及び/又は光導波路形成用樹脂フィルムを用いて、基材上に光導波路形成用樹脂層を形成して製造する方法等が挙げられる。
光導波路形成用樹脂組成物が、好適な有機溶剤で希釈されている場合、必要に応じて樹脂層を形成後に、乾燥する工程を入れてもよい。乾燥方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱乾燥、減圧乾燥等が挙げられる。また、必要に応じてこれらを併用してもよい。
光導波路形成用樹脂層を形成するその他の方法としては、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて、積層法により形成する方法が挙げられる。
これらの中で、平坦性に優れ、線幅や線間の小さい微細パターンを有する光導波路が形成可能という観点から、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて積層法により製造する方法が好ましい。
まず、第1の工程として、下部クラッド層形成用樹脂フィルムを基材5上に積層する。第1の工程における積層方法としては、特に制限はなく、例えば、ロールラミネータ又は平板型ラミネータを用いて加熱しながら圧着することにより積層する方法等が挙げられる。なお、本発明における平板型ラミネータとは、積層材料を一対の平板の間に挟み、平板を加圧することにより圧着させるラミネータのことを指し、例えば、真空加圧式ラミネータを好適に用いることができる。ここでの加熱温度は、好ましくは20〜130℃であり、圧着圧力は、好ましくは0.1〜1.0MPaであるが、これらの条件には特に制限はない。下部クラッド層形成用樹脂フィルムに保護フィルムが存在する場合は、保護フィルムを除去した後に積層する。
下部クラッド層形成用樹脂層を光硬化する際の活性光線の照射量は、特に制限はないが、好ましくは0.1〜5J/cm2である。また、活性光線が基材を透過する場合、効率的に硬化させるために、両面から同時に活性光線を照射可能な両面露光機を使用することができる。また、加熱をしながら活性光線を照射してもよい。なお、光硬化前後の処理として、必要に応じて50〜200℃の加熱処理を行ってもよい。
なお、下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムは、硬化前に除去しても、硬化後に除去してもよい。
活性光線の光源としては、特に制限はなく、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、水銀蒸気アークランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等の紫外線を有効に放射する光源;写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光線を有効に放射する光源等が挙げられる。
コア部2の露光は、コア部形成用樹脂フィルムの支持フィルムを介して行ってもよいし、支持フィルムを除去してから行ってもよい。
現像方法としては、特に制限はなく、例えば、スプレー法、ディップ法、パドル法、スピン法、ブラッシング法、スクラッピング法等が挙げられる。また、必要に応じてこれらの現像方法は併用してもよい。
アルカリ現像液としては、特に制限はなく、例えば、アルカリ水溶液からなる水系アルカリ現像液、アルカリ水溶液と有機溶剤からなる準水系アルカリ現像液等が挙げられる。
また、現像温度は、コア部形成用樹脂層の現像性に合わせて調節される。
これらの塩基は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
水系アルカリ現像液のpHは、好ましくは9〜14である。また、水系アルカリ現像液には、界面活性剤、消泡剤等を混入させてもよい。
準水系アルカリ現像液のpHは、現像が十分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、具体的には好ましくはpH8〜13、より好ましくはpH9〜12である。
有機溶剤の濃度は、好ましくは5〜90質量%である。また、準水系アルカリ現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入させてもよい。
洗浄方法として、特に制限はないが、例えば、スプレー法、ディップ法、パドル法、スピン法、ブラッシング法、スクラッピング法等が挙げられる。また、必要に応じて、これらの洗浄方法を併用してもよい。また、洗浄温度はコア部形成用樹脂層の現像性に合わせて調節される。
上部クラッド層形成用樹脂層を光硬化する際の活性光線の照射量は、特に制限はないが、好ましくは0.1〜30J/cm2である。また、活性光線が基材を透過する場合、効率的に硬化させるために、両面から同時に活性光線を照射可能な両面露光機を使用することができる。また、必要に応じて加熱をしながら活性光線を照射してもよく、光硬化前後の処理として加熱処理を行ってもよい。活性光線照射中及び/又は照射後の加熱温度は、特に制限はないが、好ましくは50〜200℃である。
なお、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルムの除去が必要な場合、硬化前に除去しても、硬化後に除去してもよい。
以上の工程で、光導波路1を作製することができる。
[(メタ)アクリルポリマーA−1の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46.4質量部及び乳酸メチル23.2質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド16.0質量部、ベンジルメタクリレート55.2質量部、メチルメタクリレート19.3質量部、メタクリル酸21.0質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.1質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46.4質量部、及び乳酸メチル23.2質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、更に95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−1溶液(固形分45質量%)を得た。
A−1の重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)をGPC(東ソー(株)製「SD−8022」、「DP−8020」、及び「RI−8020」)を用いて測定した結果、3.5×104であった。なお、カラムは日立化成工業(株)製「Gelpack GL−A150−S」及び「Gelpack GL−A160−S」を使用した。
A−1の酸価を測定した結果、120mgKOH/gであった。なお、酸価はA−1溶液を中和するのに要した0.1mol/L水酸化カリウム水溶液量から算出した。このとき、指示薬として添加したフェノールフタレインが無色からピンク色に変色した点を中和点とした。
[(メタ)アクリルポリマーA−2の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.9質量部及び乳酸メチル23.0質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド16.0質量部、ベンジルメタクリレート54.1質量部、メチルメタクリレート9.4質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート16.0質量部、メタクリル酸14.9質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.0質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.9質量部、及び乳酸メチル23.0質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−2溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−2の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.8×104、86mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−3の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55.5質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド13.0質量部、ベンジルメタクリレート41.2質量部、メチルメタクリレート10.3質量部、メタクリル酸24.2質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.7質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55.5質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けた。30℃以下まで冷却後、ジブチルスズジラウレート0.09質量部、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート14.1質量部を添加し、空気を導入しながら撹拌を行った。液温を70℃に上昇させ、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート21.1質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12.0質量部の混合物を30分かけて滴下後、70℃で3時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−3溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−3の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.4×104、98mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−4の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.5質量部及び乳酸メチル22.7質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、スチレン38.0質量部、メチルメタクリレート16.3質量部、ブチルアクリレート17.9質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15.7質量部、メタクリル酸20.6質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.6質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.5質量部、及び乳酸メチル22.7質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−5溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−5の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ4.0×104、120mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−5の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.8質量部及び乳酸メチル22.9質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、メチルメタクリレート47.0質量部、ブチルアクリレート32.8質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15.9質量部、メタクリル酸13.7質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.5質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.8質量部、及び乳酸メチル22.9質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−5溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−5の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.9×104、120mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−6の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46.1質量部及び乳酸メチル23.0質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド16.0質量部、メチルメタクリレート33.1質量部、ブチルメタクリレート30.3質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート16.0質量部、メタクリル酸14.9質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46.1質量部、及び乳酸メチル23.0質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−6溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−6の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.3×104、86mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−7の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート56.2質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、N−シクロヘキシルマレイミド13.0質量部、メチルメタクリレート31.8質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート31.4質量部、メタクリル酸13.5質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.0質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート56.2質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けた。30℃以下まで冷却後、ジブチルスズジラウレート0.09質量部、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート14.4質量部を添加し、空気を導入しながら撹拌を行った。液温を70℃に上昇させ、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート21.4質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12.0質量部の混合物を30分かけて滴下後、70℃で3時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−7溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−6の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.5×104、58mgKOH/gであった。
[(メタ)アクリルポリマーA−8の作製]
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.3質量部及び乳酸メチル22.7質量部を秤量し、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。液温を65℃に上昇させ、シクロヘキシルメタクリレート38.0質量部、メチルメタクリレート16.3質量部、ブチルアクリレート17.9質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15.7質量部、メタクリル酸20.6質量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.2質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.3質量部、及び乳酸メチル22.7質量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、(メタ)アクリルポリマーA−8溶液(固形分45質量%)を得た。
合成例1と同様な方法で、A−8の重量平均分子量及び酸価を測定した結果、それぞれ3.8×104、120mgKOH/gであった。
[コア部形成用樹脂ワニスCOV−1の調合]
(A)成分として、前記A−1溶液(固形分45質量%)131.1質量部(固形分59.0質量部)、(B)成分として、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−324A」)18.8質量部、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−321A」)18.8質量部、(C)成分として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア2959」)1.1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア819」)1.1質量部、(D)成分として、フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−80」)0.5質量部、(E)成分として、分子内に芳香環構造を有する単官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブ2112」)0.5質量部、(F)成分として、ビフェニル/フェノールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC−3000」、エポキシ当量275g/eq)10.7質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート18.3質量部を攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタ(アドバンテック東洋(株)製「PF020」)を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、コア部形成用樹脂ワニスCOV−1を得た。
コア部形成用樹脂ワニスCOV−1を、PETフィルム(東洋紡績(株)製「コスモシャインA1517」、厚み16μm)の非処理面上に、塗工機((株)ヒラノテクシード製「マルチコーターTM−MC」)を用いて塗布し、80℃で10分、100℃で10分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製「ピューレックスA31」、厚み25μm)を貼付け、コア部形成用樹脂フィルムCOF−1を得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であるが、本実施例では硬化後の膜厚が、コア部形成用樹脂フィルムでは50μmとなるように調節した。
(A)成分として、前記A−5溶液(固形分45質量%)131.1質量部(固形分59.0質量部)、(B)成分として、トリス(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−731A」)18.8質量部、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−P240A」)18.8質量部、(C)成分として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア2959」)1.1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア819」)1.1質量部、(D)成分として、フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−80」)0.5質量部、(E)成分として、分子内に芳香環構造を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブPEP−24G」)0.5質量部、(F)成分として、エトキシ化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日本理化(株)製「リカレジンBEO−60E」(エポキシ当量365g/eq))10.8質量部、(G)成分として1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成工業(株)「キュアゾール2PZ−CN」)0.2質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート18.5質量部を攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタ(アドバンテック東洋(株)製「PF020」)を用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスCLV−1を得た。
クラッド層形成用樹脂組成物CLV−1を、PETフィルム(東洋紡績(株)製「コスモシャインA4100」、厚み50μm)の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、80℃で10分、100℃で10分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製「ピューレックスA31」、厚み25μm)を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムCLF−1を得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能であるが、本実施例では硬化後の膜厚が、下部クラッド層形成用樹脂フィルムでは20μm、及び上部クラッド層形成用樹脂フィルムでは60μmとなるように調節した。
ロールラミネータ(日立化成テクノプラント(株)製「HLM−1500」)を用い、保護フィルム(A31)を除去した前記下部クラッド層形成用樹脂フィルムCLF−1を、ガラスエポキシ樹脂基板(日立化成工業(株)製「MCL−E−679FGB」)上に、圧力0.5MPa、温度80℃、速度0.2m/minの条件で積層した。さらに、真空加圧式ラミネータ((株)名機製作所製「MVLP−500/600」)を用い、圧力0.4MPa、温度80℃及び加圧時間30秒の条件で圧着した。
次に、紫外線露光機(大日本スクリーン(株)製「MAP−1200−L」)を用い、紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm2照射後、支持フィルム(A4100)を除去し、180℃で1時間加熱硬化することによって、下部クラッド層4を形成した。
次いで、幅50μmのネガ型フォトマスクを介し、前記紫外線露光機で紫外線(波長365nm)を1000mJ/cm2照射して、コア部2(コアパターン)を露光した。支持フィルム(A1517)を除去した後、1質量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像し、純水を用いて洗浄した。更に、0.5質量%硫酸水溶液を用いて洗浄後、純水を用いて洗浄した。100℃で30分加熱乾燥後、160℃で1時間加熱硬化することによってコア部2を形成した。
得られたリジッド光導波路の光伝搬損失を、光源に波長850nmの光を中心波長とするVCSEL(EXFO社製「FLS−300−01−VCL」)、受光センサ((株)アドバンテスト製「Q82214」)、入射ファイバ(GI−50/125マルチモードファイバ、NA=0.20)、及び出射ファイバ(SI−114/125、NA=0.22)を用いて測定した。光伝搬損失は、光損失測定値(dB)を光導波路長(10cm)で割ることにより算出し、以下の基準で評価した。
◎…0.1dB/cm以下
○…0.1dB/cmより大きく、0.2dB/cm以下
△…0.2dB/cmより大きく、0.3dB/cm以下
×…0.3dB/cmより大きい
得られたリジッド光導波路を、高温高湿試験機(エスペック(株)製「PL−2KT」)を用いて、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で温度85℃、湿度85%の高温高湿放置試験を1000時間実施した。
高温高湿放置試験実施後の光導波路の光伝搬損失を、前記と同様の光源、受光素子、入射ファイバ、及び出射ファイバを用いて測定し、以下の基準で評価した。
◎…0.1dB/cm以下
○…0.1dB/cmより大きく、0.2dB/cm以下
△…0.2dB/cmより大きく、0.3dB/cm以下
×…0.3dB/cmより大きい
得られたリジッド光導波路を、温度サイクル試験機(楠本化成(株)製「ETAC WINTECH NT1010」)を用いて、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で温度−55℃と125℃の間の温度サイクル試験を1000サイクル実施した。詳細な温度サイクル試験条件を表1に示す。
◎…0.1dB/cm以下
○…0.1dB/cmより大きく、0.2dB/cm以下
△…0.2dB/cmより大きく、0.3dB/cm以下
×…0.3dB/cmより大きい
得られたリジッド光導波路を、リフロー試験機(古河電気工業(株)製「サラマンダXNA−645PC」)を用いて、IPC/JEDEC J−STD−020Bに準じた条件で最高温度265℃のリフロー試験を窒素雰囲気下で3回実施した。詳細なリフロー条件を表2、リフロー炉内の温度プロファイルを図2に示す。
◎…0.1dB/cm以下
○…0.1dB/cmより大きく、0.2dB/cm以下
△…0.2dB/cmより大きく、0.3dB/cm以下
×…0.3dB/cmより大きい
得られたリジッド光導波路を、空気中、180℃、1時間の条件下で熱処理した。
熱処理後の光導波路の光伝搬損失を前記と同様の光源、受光素子、入射ファイバ及び出射ファイバを用いて測定し、以下の基準で評価した。
◎…0.1dB/cm以下
○…0.1dB/cmより大きく、0.2dB/cm以下
△…0.2dB/cmより大きく、0.3dB/cm以下
×…0.3dB/cmより大きい
表3に示す配合比に従って、コア部形成用樹脂ワニスCOV−2〜10を調合し、表4に示す配合比に従ってクラッド層形成用樹脂ワニスCLV−2〜10を調合した。実施例1と同様な方法で、コア部形成用樹脂フィルムCOF−2〜10、クラッド層形成用樹脂フィルムCLF−2〜10、及びリジッド光導波路を作製した。得られたリジッド光導波路の評価結果を表5に示す。
*2:合成例2で作製した(メタ)アクリルポリマーA−2のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液(固形分45質量%)
*3:合成例3で作製した(メタ)アクリルポリマーA−3のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(固形分45質量%)
*4:合成例4で作製した(メタ)アクリルポリマーA−4のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液(固形分45質量%)
*5:エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−324A」)
*6:エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−321A」)
*7:ポリエステル骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴU−108A」)
*8:カルボキシル基及びポリエーテル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴUA−6200」)
*9:ポリプロピレングリコール骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴUA−4200」)
*10:ビスフェノールA型エポキシアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴEA−1020」)
*11:ポリエステル骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴU−200AX」)
*12:1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア2959」)
*13:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア819」)
*14:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)−ブタン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア369」)
*15:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−80」)
*16:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−70」)
*17:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する4官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−60」)
*18:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する3官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−330」)
*19:分子内に芳香環構造を有する単官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブ2112」)
*20:分子内に芳香環構造を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブPEP−24G」)
*21:分子内に芳香環構造を有する単官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブHP−10」)
*22:分子内に芳香環構造を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブPEP−36」)
*23:ビフェニル/フェノールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC−3000」、エポキシ当量275g/eq)
*24:トリスフェノール型エポキシ樹脂((株)プリンテック製「テクモアVG3010L」、エポキシ当量210g/eq)
*25: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1001」、エポキシ当量475g/eq)
*26:エトキシ化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日本理化(株)製「リカレジンBEO−60E」、エポキシ当量365g/eq)
*27:1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成工業(株)製「キュアゾール2PZ−CN」)
*28:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
*2:合成例6で作製した(メタ)アクリルポリマーA−6のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液(固形分45質量%)
*3:合成例7で作製した(メタ)アクリルポリマーA−7のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(固形分45質量%)
*4:合成例8で作製した(メタ)アクリルポリマーA−8のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/乳酸メチル溶液(固形分45質量%)
*5:トリス(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−731A」)
*6:ポリプロピレングリコールジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−P270A」)
*7:ポリエステル骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴU−108A」)
*8:カルボキシル基及びポリエーテル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴUA−6200」)
*9:ポリプロピレングリコール骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴUA−4200」)
*10:ビス(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート(東亞合成(株)製「アロニックスM−215」)
*11:エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKエステルA−TMPT−9EO」)
*12:エトキシ化シクロヘキサンジメタノールアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKエステルA−CHD−4E」)
*13:ポリエステル骨格を有するウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製「NKオリゴU−200AX」)
*14:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学(株)製「ライトアクリレートDPE−6A」)
*15:1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア2959」)
*16:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア819」)
*17:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)−ブタン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア369」)
*18:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−80」)
*19:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する2官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−70」)
*20:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する4官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−60」)
*21:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する3官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−330」)
*22:フェノール性水酸基のオルト位にt−ブチル基を有する単官能フェノール系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブAO−50」)
*23:分子内に芳香環構造を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブPEP−24G」)
*24:分子内に芳香環構造を有する単官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブ2112」)
*25:分子内に芳香環構造を有する単官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブHP−10」)
*26:分子内に芳香環構造を有し、かつ分子内にペンタエリスリトール由来のスピロ骨格を有する2官能ホスファイト系酸化防止剤(ADEKA(株)製「アデカスタブPEP−36」)
*27:エトキシ化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日本理化(株)製「リカレジンBEO−60E」、エポキシ当量365g/eq)
*28:水添ビスフェノール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YX8034」、エポキシ当量290g/eq)
*29:1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成工業(株)製「キュアゾール2PZ−CN」)
*30:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
2 コア部
3 上部クラッド層
4 下部クラッド層
5 基材
Claims (21)
- (A)及び(B)成分の総量に対して、(A)成分の配合量が10〜85質量%、(B)成分の配合量が15〜90質量%であり、(A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、(C)及び(D)成分の配合量が0.01〜10質量部である、請求項1に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- 更に(E)ホスファイト系酸化防止剤を含む、請求項1又は2に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (E)成分が、分子内に芳香環構造を有するホスファイト系酸化防止剤である、請求項3に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (E)成分が、下記一般式(6)〜(10)のいずれかで表されるホスファイト系酸化防止剤である、請求項4に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、(E)成分の配合量が0.01〜10質量部である、請求項3〜5のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (B)成分が、ウレタン(メタ)アクリレートである、請求項1〜10のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (B)成分が、分子内に脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有する(メタ)アクリレートを含む、請求項1〜11のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- 更に(F)エポキシ樹脂を含む請求項1〜12のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (F)成分が、分子内に脂環構造、芳香環構造、及び複素環構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有するエポキシ樹脂である、請求項13に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (F)成分のエポキシ当量が、250〜1,000g/eqである、請求項13又は14に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (A)、(B)及び(F)成分の総量に対して、(A)成分の配合量が10〜80質量%、(B)成分の配合量が15〜85質量%、(F)成分の配合量が1〜40質量%である、請求項13〜15のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- 更に(A)成分のカルボキシル基と(F)成分のエポキシ基の反応を促進するための(G)硬化促進剤を含む、請求項13〜16のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- (A)〜(C)及び(F)成分の総量100質量部に対して、(G)成分の配合量が0.01〜10質量部である、請求項17に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
- 請求項1〜18のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物を用いて形成された光導波路形成用樹脂フィルム。
- 請求項1〜18のいずれかに記載の光導波路形成用樹脂組成物を用いて形成されたコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
- 請求項19に記載の光導波路形成用樹脂フィルムを用いて形成されたコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
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