JP6960616B2 - 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路 - Google Patents

光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路 Download PDF

Info

Publication number
JP6960616B2
JP6960616B2 JP2020121979A JP2020121979A JP6960616B2 JP 6960616 B2 JP6960616 B2 JP 6960616B2 JP 2020121979 A JP2020121979 A JP 2020121979A JP 2020121979 A JP2020121979 A JP 2020121979A JP 6960616 B2 JP6960616 B2 JP 6960616B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
epoxy compound
composition
mass
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020121979A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020184091A (ja
Inventor
直幸 近藤
眞治 橋本
徹 中芝
真吾 前田
誠司 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JP2020184091A publication Critical patent/JP2020184091A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6960616B2 publication Critical patent/JP6960616B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/132Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/38Epoxy compounds containing three or more epoxy groups together with di-epoxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/68Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C08L63/08Epoxidised polymerised polyenes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1221Basic optical elements, e.g. light-guiding paths made from organic materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4415Cables for special applications
    • G02B6/4416Heterogeneous cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路に関する。
中長距離通信の分野、具体的には、FTTH(Fiber To The Home)や車載の分野等では、高速伝送が求められている。これを実現するために、伝送媒体として光ファイバケーブルが用いられている。そして、短距離通信、例えば、1m以内の通信においても、高速伝送が求められるようになってきている。このような短距離通信の分野では、光ファイバケーブルでは実現困難な性能も求められる。求められる性能としては、具体的には、狭ピッチ、分岐、交差、及び多層化等の高密度配線、表面実装性、電気回路基板との一体化が可能であること、及び曲率半径の小さな曲げが可能であること等が挙げられる。これらの要求を満たすもとのとして、光導波路を備えた光配線板を用いることが考えられる。
このような光配線板には、光導波路から入出力された光を利用するために、垂直共振器面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL))等の発光素子、フォトダイオード(Photo Diode(PD))等の受光素子等の光電変換素子、及び集積回路(Integrated Circuit(IC))等の半導体素子等が実装されていることが好ましい。これらの素子を駆動させるためには、光配線板上等に、電気回路が設けられている必要がある。このことから、光導波路だけではなく、電気回路も設けられた光電気複合配線板が好ましい。
このような光電気複合配線板は、例えば、プリント配線板(Printed Wiring Board(PWB))の代わりに用いられるだけでなく、屈曲可能な光電気複合フレキシブル配線板等としても用いられる。このような光電気複合フレキシブル配線板は、例えば、小型端末機器のヒンジをまたいで配置されているフレキシブル配線板の代わりに使用されることが可能であり、注目されている。
光導波路を形成するために用いられる材料としては、例えば、光ファイバーの製造に広く用いられているアクリル樹脂が知られている。しかしながら、アクリル樹脂で形成された光導波路は、電気回路を形成させる際の加熱条件、例えば、鉛フリーはんだの高温でのリフロー条件に耐えうる耐熱性を有していない。このため、アクリル樹脂を用いて光導波路を基板上に形成し、さらに、光電変換素子等の各種素子を実装しようとした場合、リフロー工程を用いた実装工程を適用できない。このため、このような光導波路を用いた場合、各種素子を予め実装した別の基板等に、光導波路のコアを、数十マイクロメーターオーダーの精密な位置調整して配置する必要がある。このような実装工程は、非常に煩雑であり、量産性に乏しい。
このことから、光導波路を形成するための材料としては、アクリル樹脂以外の材料が求められている。アクリル樹脂以外の材料としては、例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の材料が挙げられる。
特許文献1には、光導波路素子のコア及びクラッド部に用いる材料として、オキセタン類等の反応性オリゴマーを含む混合物と、この混合物を熱あるいは光で重合を開始させることができる重合開始剤とから構成される重合性混合物が記載されている。
特許文献2には、シアネートエステルプレポリマー、硫黄原子含有化合物、アクリレートモノマー、及び光ラジカル重合開始剤を必須成分として含有する光導波路用樹脂組成物が記載されている。
特許文献1には、高品質な光導波路素子が簡便に実現されることが開示されている。特許文献2には、高い耐熱性と実用レベルの低い光伝搬損失を有する優れた物性の光導波路を提供することが可能である旨が開示されている。
また、光導波路には、より高い耐熱性が求められるようになってきている。具体的には、上述したような、光導波路を形成した後に、電気回路を形成する場合、電気回路を形成
する際に発生する熱に耐えられる耐熱性、例えば、鉛フリーはんだの高温でのリフロー条件に耐えられる耐熱性が、光導波路には求められるようになってきている。
このことから、耐熱性のより高い光導波路が得られる材料が求められている。具体的には、特許文献1及び特許文献2に記載の材料を用いて形成された光導波路より耐熱性の高い光導波路が得られる材料が求められている。
特開2001−343539号公報 特開2013−257403号公報
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物及び光導波路用ドライフィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、耐熱性の高い光導波路を提供することを目的とする。
光導波路の耐熱性について種々検討したところ、耐熱性が低い光導波路を加熱すると、可視光の青色領域である光線、例えば、波長450nmの光線に対する光線透過率が低下する場合があることを見出した。この知見に基づき、以下の本発明に到った。
本発明の光導波路用組成物は、液状脂肪族エポキシ化合物と、エポキシ基を分子中に3つ以上有する多官能芳香族エポキシ化合物と、エポキシ当量400g/eq以上、1500g/eq以下の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物と、光硬化剤とを含み、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に3つ以上有する固形脂環式エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、5質量%以下である光導波路用組成物である。
このような構成によれば、シート状に硬化させて得られた硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率と、前記硬化物を175℃の大気中で40時間保持した際の前記光線透過率との差が、15%以下である硬化物が得られる。よって、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物を提供することができる。
本発明によれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物及び光導波路用ドライフィルムを提供することができる。また、本発明によれば、耐熱性の高い光導波路が提供される。
図1は、本発明の実施の形態に係る光導波路用ドライフィルムの構成を示す断面図である。 図2Aは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Bは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Cは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Dは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Eは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Fは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Gは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。 図2Hは、本発明の実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。本発明は、これらに限定されるものではない。
本発明の一実施の形態に係る光導波路用組成物は、シート状に硬化させて得られる硬化物の光線透過率が、以下のような関係になる硬化物が得られる組成物である。具体的には、シート状に硬化させて得られる硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率と、硬化物を175℃の大気中で40時間保持した後の光線透過率との差が、15%以下である硬化物が得られる組成物である。また、硬化物を175℃の大気中で40時間保持した後の光線透過率が、175℃の大気中で40時間保持する前の光線透過率より低いことが多い。このことから、シート状に硬化させて得られる硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率から、硬化物を175℃の大気中で40時間保持した後の光線透過率を引いた値が、15%以下であることが好ましい。
また、光導波路は、上述したように、耐熱性が低い場合、光導波路を加熱すると、波長450nmの光線に対する光線透過率が低下することがある。これに対して、本実施の形態に係る光導波路用組成物から得られる硬化物は、加熱しても、波長450nmの光線に対する光線透過率の低下が抑制される。このことから、この光導波路用組成物を用いて、光導波路を製造すると、波長450nmの光線に対する光線透過率の低下が抑制される、耐熱性の高い光導波路が得られる。
このことは、以下のことによると考えられる。
光導波路を構成する硬化物内に存在する、二重結合の量が増加すると、その増加に応じて、波長450nmの光線の透過量が少なくなる。具体的には、光導波路を構成する硬化物を高温環境下で保持するときに、硬化物を構成する樹脂の酸化が進行し、C=O結合等の二重結合が増えると、波長450nmの光線が透過しにくくなる。
このため、175℃等の高温環境下で40時間保持した後の光線透過率と保持前の光線透過率との差が15%以下であると、高温環境下でも、硬化物を構成する樹脂の酸化が抑制され、C=O結合等の二重結合の増加が抑制される。このことから、本実施の形態に係る光導波路用組成物では、耐熱性の低い光導波路に発生しやすい、硬化物を構成する樹脂の酸化が充分に抑制されている。このため、本実施の形態に係る光導波路用組成物を用いることによって、耐熱性の高い光導波路を製造することができる。
また、シート状に硬化させて得られる硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率は、硬化物の、波長450nmの光線に対する光線透過率を、厚み50μmの場合に換算した値である。この光線透過率は、例えば、以下のようにして得られる。まず、光導波路用組成物をシート状に硬化させる。得られたシート状の硬化物に対して、厚み方向に光が透過するように光を入力する。そして、この硬化物に入力した光の強度及び硬化物から出力された光の強度を測定する。この硬化物に入力した光の強度に対する、入力した光の強度と出力された光の強度との差分の比率[(入力した光の強度−出力された光の強度)/入力した光の強度×100]を算出する。この比率を、光線透過率とする。得られた光線透過率を、厚み50μmの場合に換算する。この換算は、以下のように行う。まず、得られた光線透過率Tから、吸光度A[A=−log10(T/100)]を算出する。そして、光線透過率Tを測定する際の硬化物の厚みLから、厚み50μmでの吸光度A50(=A/L×50)を算出する。そして、波長450nmの光線に
対する厚み50μm換算の光線透過率T50(=100/10^A50)を算出する。このように換算される光線透過率が、シート状に硬化させて得られる硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率である。
また、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率と、硬化物を175℃の大気中で40時間保持した後の光線透過率との差は、上述したように、15%以下である。この差は、小さければ小さいほど好ましい。よって、この差は、0%以上、15%以下であり、1%以上、15%以下であることが好ましく、1%以上、13%以下であることがより好ましい。この差は、小さいほど好ましいが、小さい値にしようとすると、材料の選択肢が狭くなりすぎる。また、この差が大きすぎると、耐熱性が低下する。従って、この差が上記範囲内であれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物を好適に得られる。
本実施の形態に係る光導波路用組成物は、光線透過率の関係が上記のような関係になれば、特に限定されない。光導波路用組成物としては、具体的には、液状脂肪族エポキシ化合物と、エポキシ基を分子中に3つ以上有する多官能芳香族エポキシ化合物と、エポキシ当量400g/eq以上、1500g/eq以下の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物と、光硬化剤とを含む組成物が挙げられる。この光導波路用組成物において、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に3つ以上有する固形脂環式エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物全量に対して、5質量%以下である。このような組成物であれば、光導波路用組成物の硬化物の、波長450nmの光線に対する光線透過率が、175℃の大気中で40時間保持しても、大きく変化しない。すなわち、175℃の大気中での40時間保持前後での光線透過率の差が、上記範囲内である硬化物が得られる組成物となる。
このことは、以下のことによると考えられる。
液状脂肪族エポキシ化合物及び多官能芳香族エポキシ化合物は、構造的に高温環境下でも酸化しにくい。さらに、後述する酸化防止剤を含有させると、酸化防止剤が有効に作用する。よって、液状脂肪族エポキシ化合物及び多官能芳香族エポキシ化合物を用いると、耐熱性の高い硬化物が得られる。すなわち、高温環境下でも、波長450nmの光線に対する光線透過率の低下を充分に抑制される硬化物が得られる。また、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物を添加することにより、フォトリソグラフィによるパターニング性が向上する等、光導波路を好適に形成できる。これらのエポキシ化合物を、光硬化剤を用いて硬化することで、175℃の大気中での40時間保持前後での光線透過率の差が、上記範囲内である硬化物が得られる。また、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及び固形脂環式エポキシ化合物は、構造的に高温環境下で酸化しやすい。さらに、後述する酸化防止剤を含有させても、酸化防止剤が有効に作用しにくい。これらのエポキシ化合物を、選択的に減らすことで、得られる硬化物の耐熱性の低下を抑制できる。以上のことから、本実施の形態に係る組成物は、耐熱性に優れた硬化物、すなわち、高温環境下でも、波長450nmの光線に対する光線透過率の低下を充分に抑制される硬化物が得られる。
液状脂肪族エポキシ化合物は、液状かつ脂肪族のエポキシ化合物であれば、特に限定されない。液状脂肪族エポキシ化合物としては、具体的には、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート及びトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレートとしては、例えば、株式会社ダイセル製のセロキサイド2021P等が挙げられる。また、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルとしては、例えば、新日鉄住金化学株式会社製のYH−300及びナガセケムテックス株式会社製のEX−321L等が挙げられる。液状脂肪族エポキシ化合物は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
液状脂肪族エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、10質量%以上、30質量%以下であることが好ましく、15質量%以上、25質量%以下であることがより好ましい。液状脂肪族エポキシ化合物が少なすぎたり、多すぎたりすると、光導波路を形成にくくなる。具体的には、液状脂肪族エポキシ化合物が少なすぎると、光導波路を形成する際に用い、光導波路用組成物から形成されるドライフィルムの柔軟性が低下する。液状脂肪族エポキシ化合物が多すぎると、ドライフィルムのタック性が高くなり、取扱性が低下する。これらのことから、液状脂肪族エポキシ化合物の含有量が上記範囲内であれば、光導波路を好適に形成できる。
多官能芳香族エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に3つ以上有し、かつ芳香族のエポキシ化合物であれば、特に限定されない。多官能芳香族エポキシ化合物としては、具体的には、2−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−([2,3−エポキシプロポキシ]フェニル)]エチル]フェニル]プロパン等が挙げられる。また、官能芳香族エポキシ化合物としては、例えば、株式会社プリンテック製のVG3101等が挙げられる。
多官能芳香族エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、10質量%以上、60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上、50質量%以下であることがより好ましく、25質量%以上、40質量%以下であることがさらに好ましい。多官能芳香族エポキシ化合物が少なすぎると、得られる硬化物の耐熱性が低下する。多官能芳香族エポキシ化合物が多すぎると、硬化物がもろくなる。これらのことから、多官能芳香族エポキシ化合物の含有量が上記範囲内であれば、耐熱性の高い光導波路を好適に形成できる。
固形ビスフェノールA型エポキシ化合物は、400g/eq以上、1500g/eq以下のエポキシ当量を有し、かつ固形のビスフェノールA型エポキシ化合物であれば、特に限定されない。固形ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の、1001、1002、1003、1055、1004、1004AF、1003F、1004F、1005F、1004FS、1006FS、及び1007FS等が挙げられる。また、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
固形ビスフェノールA型エポキシ化合物のエポキシ当量は、400g/eq以上、1500g/eq以下であり、670g/eq以上、1100g/eq以下であることが好ましく、900g/eq以上、1100g/eq以下であることがより好ましい。エポキシ当量が小さすぎたり、大きすぎたりすると、光導波路を形成にくくなる。具体的には、エポキシ当量が小さすぎると、ドライフィルムを形成しにくくなる。エポキシ当量が大きすぎると、現像性に劣り、光導波路のコア部やクラッド層を形成する際の現像がうまく行えない場合がある。これらのことから、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物のエポキシ当量が上記範囲内であれば、光導波路を好適に形成できる。
固形ビスフェノールA型エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、10質量%以上、70質量%以下であることが好ましく、20質量%以上、60質量%以下であることがより好ましく、25質量%以上、55質量%以下であることがさらに好ましい。固形ビスフェノールA型エポキシ化合物が少なすぎたり、多すぎたりすると、光導波路を形成しにくくなる。具体的には、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物が少なすぎ
ると、光導波路を形成する際に用い、光導波路用組成物から形成されるドライフィルムの柔軟性が低下する。固形ビスフェノールA型エポキシ化合物が多すぎると、得られる硬化物の耐熱性が低下し、硬化物がもろくなる。これらのことから、液状脂肪族エポキシ化合物の含有量が上記範囲内であれば、光導波路を好適に形成できる。
光硬化剤は、液状脂肪族エポキシ化合物、多官能芳香族エポキシ化合物、及び固形ビスフェノールA型エポキシ化合物を含む組成物の、光による硬化を促進させることができれば、特に限定されない。光硬化剤としては、例えば、光カチオン硬化剤及び光アニオン硬化剤が挙げられる。
光カチオン硬化剤は、各エポキシ化合物のエポキシ基を開環重合させるための重合開始剤であり、光によって反応を開始させることができる化合物である。光カチオン硬化剤としては、例えば、サンアプロ株式会社製の、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、株式会社アデカ製のSP−170、和光純薬工業株式会社製の、B2380、C1390、D2238、D2960、I0591、M1209、N0137、T1608等を用いることができる。光カチオン硬化剤は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光アニオン硬化剤は、各エポキシ化合物のエポキシ基を開環重合させるための重合開始剤であり、光によって反応を開始させることができる化合物である。光アニオン硬化剤としては、例えば、和光純薬工業株式会社製の、A2502、N0528、O0396を用いることができる。光アニオン硬化剤は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光硬化剤の含有量は、エポキシ化合物全量100質量部に対して、0.3質量部以上、5質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上、2質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以上、1質量部以下であることがさらに好ましい。光硬化剤が少なすぎると、光導波路用組成物が硬化しにくくなる。光硬化剤が多すぎると、カチオンやアニオンが過剰に発生する。このため、例えば、光導波路用組成物が硬化しやすくなりすぎ、光導波路用組成物の保存性が低下したり、取扱性が低下したりする。
液状ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の825、827、828、DIC株式会社製の840、850、850Sが挙げられる。
フェノールノボラック型エポキシ化合物としては、例えば、DIC株式会社製のN−740、N−770、N−775、日本化薬株式会社製のEPPN−501H、EPPN−502H、EPPN−201、BREN−Sが挙げられる。
クレゾールノボラック型エポキシ化合物としては、例えば、日本化薬株式会社製のEOCN−4600が挙げられる。
固形脂環式エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に3つ以上有し、例えば、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が挙げられる。この化合物としては、例えば、株式会社ダイセル製のEHPE3150が挙げられる。
液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及び固形脂環式エポキシ化合物は、上述したように、含有量が少ないことが好ましい。具体的には、これらのエポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、5質量%以下である。これらのエポキシ化合物は、5質量
%以下であれば含有していてもよいが、含まれていないことが好ましい。つまり、これらのエポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、0質量%以上、5質量%以下であり、0質量%以上、3質量%以下であることが好ましく、0質量%であることがより好ましい。これらのエポキシ化合物が多すぎると、得られた硬化物の耐熱性を充分に高めることができない。
光導波路用組成物は、エポキシ基を分子中に2つ以上有する固形脂肪族エポキシ化合物を含んでいてもよい。固形脂肪族エポキシ化合物を含むことによって、クラッド用に特に好ましい光導波路用組成物が得られる点で好ましい。このことから、固形脂肪族エポキシ化合物を含む光導波路用組成物を用いることで、耐熱性の高い光導波路のクラッドを好適に製造することができる。
固形脂肪族エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に2つ以上有し、固形で、かつ、脂肪族のエポキシ化合物であれば、特に限定されない。例えば、固形水添ビスフェノールA型エポキシ化合物が好ましい。固形水添ビスフェノールA型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂であるYX8000、YX8034、YX8040、新日鉄住金化学株式会社製のST−3000、ST−4000Dが挙げられる。固形脂肪族エポキシ化合物は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
固形脂肪族エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、70質量%以下であることが好ましい。固形脂肪族エポキシ化合物は、含有していなくてもよいので、0質量%以上であればよい。すなわち、固形脂肪族エポキシ化合物の含有量は、エポキシ化合物全量に対して、0質量%以上、70質量%以下であることが好ましく、10質量%以上、60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上、40質量%以下であることがさらに好ましい。固形脂肪族エポキシ化合物が少なすぎると、固形脂肪族エポキシ化合物を添加した効果、例えば、クラッド用に好適になるという効果が小さくなる。固形脂肪族エポキシ化合物が多すぎると、硬化物がもろくなる。これらのことから、固形脂肪族エポキシ化合物の含有量が上記範囲内であれば、耐熱性の高い光導波路のクラッドを好適に形成できる。固形脂肪族エポキシ化合物の含有量は、液状脂肪族エポキシ化合物、多官能芳香族エポキシ化合物、及び固形ビスフェノールA型エポキシ化合物の各含有量とともに、コアやクラッドとして求められる屈折率になるように、調整することが好ましい。
光導波路用組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。耐熱性をより高めるという点では、酸化防止剤を含むことが好ましい。酸化防止剤は、特に限定されず、フェノール系の酸化防止剤、ホスファイト系の酸化防止剤、及び硫黄系の酸化防止剤等を用いることができる。フェノール系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製のAO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−60、AO−80、住友化学株式会社製のSUMILIZER GA−80が挙げられる。ホスファイト系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製のPEP−8、PEP−36、HP−10、2112、1178、1500、城北化学工業株式会社製のJP−360、JP−3CPが挙げられる。硫黄系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製のAO−412S、AO−503、住友化学株式会社製のSUMILIZER TP−Dが挙げられる。酸化防止剤は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ホスファイト系の酸化防止剤及び硫黄系の酸化防止剤は、硬化阻害を起こすおそれがあるため、フェノール系の酸化防止剤を単独で用いるほうが望ましい。
酸化防止剤の含有量は、エポキシ化合物全量100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましい。酸化防止剤は、含有していなくてもよいので、0質量部以上であればよい。すなわち、酸化防止剤の含有量は、エポキシ化合物全量100質量部に対して、0
質量部以上、5質量部以下であることが好ましく、0.2質量部以上、2質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以上、1質量部以下であることがさらに好ましい。酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤が少なすぎても、多すぎても、硬化物の耐熱性を充分に高めることができなくなる。具体的には、酸化防止剤が少なすぎると、酸化防止剤を添加した効果を発揮しにくくなり、硬化物の耐熱性を充分に高めることができなくなる。酸化防止剤が多すぎると、酸化防止剤が可塑剤として働き、硬化物の耐熱性を低下させる。これらのことから、酸化防止剤の含有量が上記範囲内であれば、耐熱性の高い光導波路のクラッドを好適に形成できる。
以上のように、本実施の形態に係る光導波路用組成物は、耐熱性の高い光導波路を製造することができる組成物である。
また、光導波路用組成物は、光導波路を製造する際に用いるドライフィルムの材料として用いることができる。
以上のように、本実施の形態の光導波路用組成物は、シート状に硬化させて得られる硬化物の、波長450nmの光線に対する厚み50μm換算の光線透過率と、硬化物を175℃の大気中で40時間保持した後の光線透過率との差が、15%以下である。
このような構成によれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物を提供することができる。
具体的には、この光導波路用組成物の硬化物の、波長450nmの光線に対する光線透過率が、175℃の大気中で40時間保持しても、大きく変化しない、すなわち、大きく低下しない。このように、耐熱性が低いと低下しやすい波長450nmの光線に対する光線透過率の低下が充分に抑制された光導波路用組成物を用いて、光導波路を製造することによって、耐熱性の高い光導波路を製造することができる。このことから、上記構成によれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物が得られる。
また、光導波路用組成物において、液状脂肪族エポキシ化合物と、エポキシ基を分子中に3つ以上有する多官能芳香族エポキシ化合物と、エポキシ当量400g/eq以上、1500g/eq以下の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物と、光硬化剤とを含むことが好ましい。そして、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に3つ以上有する固形脂環式エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、5質量%以下であることが好ましい。
このような構成によれば、光導波路用組成物の硬化物の、波長450nmの光線に対する光線透過率が、175℃の大気中で40時間保持しても、大きく変化しない組成物が好適に得られる。すなわち、175℃の大気中での40時間保持前後での光線透過率の差が、上記範囲内である組成物が好適に得られる。このことから、上記構成によれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物が好適に得られる。
また、光導波路用組成物において、液状脂肪族エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。そして、多官能芳香族エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、60質量%以下であることが好ましい。そして、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、70質量%以下であることが好ましい。そして、光硬化剤の含有量が、エポキシ化合物全量100質量部に対して、0.3質量部以上、5質量部以下であることが好ましい。
このような構成によれば、光導波路用組成物の硬化物の、波長450nmの光線に対する光線透過率が、175℃の大気中で40時間保持しても、上記変化率範囲内である組成物がより好適に得られる。このことから、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物がより好適に得られる。
また、光導波路用組成物において、エポキシ基を分子中に2つ以上有する固形脂肪族エポキシ化合物をさらに含むことが好ましい。
このような構成によれば、光導波路用の中でも、クラッド用に特に好ましい光導波路用組成物が得られる。すなわち、耐熱性の高い光導波路のクラッドを好適に製造することができる光導波路用組成物が得られる。
また、光導波路用組成物において、固形脂肪族エポキシ化合物が、固形水添ビスフェノールA型エポキシ化合物であることが好ましい。
このような構成によれば、耐熱性の高い光導波路のクラッドをより好適に製造することができる光導波路用組成物が得られる。
また、光導波路用組成物において、固形脂肪族エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、70質量%以下であることが好ましい。
このような構成によれば、耐熱性の高い光導波路のクラッドをより好適に製造することができる光導波路用組成物が得られる。
また、光導波路用組成物において、酸化防止剤を含むことが好ましい。
このような構成によれば、耐熱性のより高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物が得られる。
また、光導波路用組成物において、酸化防止剤の含有量が、エポキシ化合物全量100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましい。
このような構成によれば、耐熱性のより高い光導波路を製造することができる光導波路用組成物が得られる。
本発明の実施の形態に係る光導波路用ドライフィルムは、上記光導波路用組成物の層を備えるものであれば、特に限定されない。具体的には、光導波路用ドライフィルムは、図1に示すように、光導波路用組成物層(光導波路用組成物の層)1の一方の面上に、フィルム基材2を備え、他方の面上に、保護フィルム3を備えるもの等が挙げられる。光導波路用ドライフィルムは、光導波路用組成物層1を備えていればよく、フィルム基材2及び保護フィルム3だけではなく、他の層を備えていてもよい。フィルム基材2及び保護フィルム3は必須ではない。なお、図1は、本実施の形態に係る光導波路用ドライフィルムの構成を示す断面図である。
フィルム基材2は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate(PET))フィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムが挙げられる。この中でも、PETフィルムが好ましく用いられる。
また、保護フィルム3は、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。
光導波路用ドライフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、光導波路用組成物に溶媒等を加えて、ワニス状にし、そのワニスを、フィルム基材上に塗布する。この塗布は、コンマコーター等を用いる塗布等が挙げられる。このワニスを乾燥させることにより、フィルム基材上に、光導波路用組成物層を形成する。さらに、光導波路用組成物層上に、保護フィルムを積層する。その積層方法としては、例えば、熱ラミネート法が挙げられる。
光導波路用ドライフィルムにおける光導波路用組成物層が、光導波路の材料として用いられる。光導波路用ドライフィルムは、光導波路のコアを製造する際に用いてもよいし、クラッドを製造する際に用いてもよい。本実施の形態に係る光導波路用組成物は、ドライフィルムにして用いなくてもよく、例えば、ワニス状にして用いてもよい。この光導波路用組成物は、光導波路用ドライフィルムと同様、光導波路のコアを製造する際に用いてもよいし、クラッドを製造する際に用いてもよい。このように、光導波路用組成物及び光導波路用ドライフィルムを用いて光導波路を製造すると、耐熱性の高い光導波路が得られる。
本発明の他の実施の形態に係る光導波路は、コア部及びコア部を覆うクラッド層を備え、コア部及びクラッド層の少なくとも一方が、上記光導波路用組成物の硬化物からなる光導波路である。このような光導波路は、光導波路用組成物の硬化物の耐熱性が高いことから、耐熱性の高い光導波路である。コア部もクラッド層も、光導波路用組成物の硬化物からなる光導波路であることが、耐熱性を高める点で好ましい。このようにして得られた光導波路は、150℃で1000時間保持する加熱処理を施した後の導波路損失の、加熱処理前の導波路損失に対する増加量が、1dB/cm以下とすることが可能である。このように耐熱性が高い光導波路が得られる。
光導波路の製造方法について、図2A、図2B、図2C、図2D、図2E、図2F、図2G、図2Hを参照しながら説明する。ここでは、光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法について、説明する。なお、図2A〜2Hは、本実施の形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図である。
まず、図2Aに示すように、電気回路9を有する基板5を用意する。次に、図2Bに示すように、基板5の、電気回路9が設けられた面上に、下クラッド層10を形成する。次に、図2Cに示すように、下クラッド層10の上にコア部11を形成する。
次に、光導波路用ドライフィルムを用いて、上クラッド層を形成する。具体的には、図2Dに示すように、光導波路用ドライフィルムから保護フィルム3を剥離する。その後、図2Eに示すように、剥離した光導波路用ドライフィルムを、光導波路用組成物層1が、下クラッド層10及びコア部11を覆うように、積層する。その後、図2Fに示すように、光導波路用ドライフィルムから、フィルム基材2を剥離する。次に、図2Gに示すように、光導波路用組成物層1に紫外線を照射し、光導波路用組成物を硬化させる。そうすることによって、光導波路用組成物層1が上クラッド層になる。
なお、図2Gに示すように、マスク12を介して紫外線を照射し、その後、現像することによって、図2Hに示すように、ビア15を形成することができる。
以上のようにして、本実施の形態に係る光導波路用ドライフィルムを用いて、光導波路を形成することができる。すなわち、図2Hに示す光導波路は、コア部11と、下クラッド層10と、上クラッド層13とを有する。上クラッド層13はコア部11を覆っている。上クラッド層13は、光導波路用組成物の硬化物である。本実施の形態では、上クラッド層13を形成する際に、光導波路用ドライフィルムを用いたが、下クラッド層10やコア部11を形成する際に用いてもよい。
以上のように、本実施の形態の光導波路用ドライフィルムは、光導波路用組成物の層を備える光導波路用ドライフィルムである。
このような構成によれば、耐熱性の高い光導波路を製造することができる光導波路用ドライフィルムを提供することができる。
また、本実施の形態の光導波路は、コア部とコア部を覆うクラッド層とを備え、コア部及びクラッド層の少なくとも一方が、光導波路用組成物の硬化物である光導波路である。
このような構成によれば、耐熱性の高い光導波路を提供することができる。
また、光導波路において、150℃で1000時間保持する加熱処理を施した後の導波路損失の、加熱処理前の導波路損失に対する増加量が、1dB/cm以下であることが好ましい。
このような構成によれば、耐熱性のより高い光導波路が得られる。
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
はじめに、本実施例において用いた材料を以下にまとめて示す。
[A:液状脂肪族エポキシ化合物]
セロキサイド2021P:株式会社ダイセル製の液状脂肪族エポキシ化合物
YH−300:新日鉄住金化学株式会社製の液状脂肪族エポキシ化合物
[B:多官能芳香族エポキシ化合物]
VG3101:株式会社プリンテック製の3官能の芳香族エポキシ化合物
[C:固形ビスフェノールA型エポキシ化合物]
1006FS:三菱化学株式会社製の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物(エポキシ当量900〜1100g/eq)
1003:三菱化学株式会社製の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物(エポキシ当量670〜770g/eq)
YP−50:新日鉄住金化学株式会社製の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物(エポキシ当量6000g/eq以上)
[D:液状ビスフェノールA型エポキシ化合物]
850S:DIC株式会社製の液状ビスフェノールA型エポキシ化合物(エポキシ当量184〜194g/eq)
[E:フェノールノボラック型エポキシ化合物]
EPPN−201:日本化薬株式会社製のフェノールノボラック型エポキシ化合物(固体)
[F:クレゾールノボラックエポキシ化合物]
EOCN−4600:日本化薬株式会社製のクレゾールノボラックエポキシ化合物
[G:固形脂環式エポキシ化合物]
EHPE3150:株式会社ダイセル製の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(エポキシ当量900〜1500g/eq)
[H:固形脂肪族エポキシ化合物]
YX8040:三菱化学株式会社製の水添ビスフェノールA型エポキシ化合物
[光硬化剤]
SP−170:株式会社アデカ製の光カチオン硬化剤
[酸化防止剤]
AO−60:株式会社アデカ製の酸化防止剤
[実施例1〜28、比較例1〜5]
実施例1〜28、及び比較例1〜5に係る組成物を、以下のようにする。まず、(表1)及び(表2)に示す組成(質量部)となるように、各材料を、ガラス容器内に秤量し、溶剤として2−ブタノンとトルエンを加える。その配合物を80℃の還流下で攪拌する。そうすることで、溶解可能な固形分がすべて溶解される均一なワニス状の組成物が得られる。得られるワニス状の組成物を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の孔径1μmのメンブレンフィルターでろ過する。そうすることにより、含有している固形状の異物が除去される。以下、ろ過されワニス状の組成物を用いる。
次に、実施例1〜28、及び比較例1〜5に係る組成物を用いて、ドライフィルムを作製する。得られるワニス状の組成物を、株式会社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、フィルム基材としてのPETフィルム(東洋紡株式会社製のA4100)上に、組成物からなる層が25μmとなるように塗布した後、125℃で乾燥する。そうすることによって、PETフィルム上に、厚み25μmの、組成物からなる層が形成される。この組成物からなる層上に、保護フィルムとして、配向性ポリプロピレンフィルムを熱ラミネートする。そうすることで、ドライフィルムが得られる。
以下、得られた組成物及びドライフィルムについて、以下の評価を行う。
[光線透過率1(初期)]
光線透過率の測定は、次のように行う。
まず、厚さ25μmの組成物の層を有するドライフィルムを、100mm×100mmの大きさに2枚切り出す。それぞれの保護フィルムを剥離して、その剥離面同士を合わせて真空ラミネートする。この際、ニチゴー・モートン株式会社製のV−130を用い、50℃、0.3MPaの条件でドライフィルムを真空ラミネートする。こうして両面がフィルム基材のPETフィルムにはさまれる厚さ50μmのドライフィルムが得られる。どちらか一方のPET表面から紫外線を2J/cmで照射する。その後、露光面のPETフィルムを剥離して、150℃で1時間加熱する。その後、もう一方のPETフィルムを剥離して、ドライフィルムにおける組成物からなる層が単独で硬化する硬化フィルムを得る。その硬化フィルムを用い、株式会社島津製作所製の紫外可視分光光度計で450nmの光線透過率(光線透過率1)を測定する。なお、厚さが50μmでない場合は、測定される透過率を単位厚さあたりの吸光度に変換するのちに50μmの透過率に換算することで比較することができる。
[光線透過率2(175℃で40時間保持後)]
上記のように得られる硬化フィルムを、175℃の乾燥機内に40時間放置する。その後、室温に下がるまで、乾燥機外で放置する。この硬化フィルムの光線透過率(光線透過率2)を、上記の光線透過率の測定方法と同様の方法で測定する。
[光線透過率の差分(光線透過率1−光線透過率2)]
上記のようにして求められる、光線透過率1と光線透過率2とから、その差分(光線透
過率1−光線透過率2)を算出する。この値が、耐熱性の指標となる。
[屈折率]
上記のように得られる硬化フィルムを用い、株式会社アタゴ製の屈折率測定装置を用いて屈折率を測定する。
[ガラス転移温度(Tg)]
上記のように得られる硬化フィルムを用い、セイコーインスツル株式会社製の粘弾性スペクトロメーター(DMS200)を用いて、複素弾性率(E”)のピーク温度をTgとして測定する。
[現像性]
上記のようにして得られるドライフィルムを用いて、後述する光導波路を作製する。形成されるコア幅が、所定のコア幅に対して、±10%の範囲内で形成されていれば、「OK」と評価し、そうでなければ、「NG」と評価する。
なお、実施例14〜28及び比較例4,5は、クラッド用として用いるので、現像性については評価していない。また、実施例1〜13及び比較例1〜3は、コア用として用いる。
これらの評価結果を、組成物の組成とともに、(表1)及び(表2)に示す。
Figure 0006960616
Figure 0006960616
(表1)及び(表2)からわかるように、実施例1〜28に係る組成物の硬化物は、比較例1〜6の場合と比較して、175℃で40時間保持する後も光線透過率が高い。このことから、高温環境下でも透明性を維持できる等の耐熱性の高いものであることがわかる。実施例1〜28のような組成にすることで、耐熱性に優れた硬化物になるドライフィルムを得ることができることがわかる。
これに対して、比較例1〜5では、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に3つ以上有する固形脂環式エポキシ化合物の含有量が、多すぎる。このため、耐熱性に劣り、175℃で40時間保持する後の光線透過率の低下を充分に抑制できない結果となる。
なお、固形ビスフェノールA型エポキシ化合物として、エポキシ当量が1500より大きいもの、例えば、三菱化学株式会社製の1007(エポキシ当量1750〜2200g/eq)を用いた場合、現像性が低下し、好適な光導波路を形成することが困難である。
[実施例29〜41、及び比較例6〜8]
実施例29〜41、及び比較例6〜8に係る光導波路を、以下のように形成する。
両面の銅をエッチオフされる基板(パナソニック株式会社製の1515Wを使用)に、厚さ35μmのクラッド用ドライフィルムを真空ラミネーターでラミネートする。紫外線を照射し、基材のPETフィルムを剥離する後に140℃で加熱処理することで、アンダークラッド(下クラッド)を形成する。
次に、厚さ25μmのコア用ドライフィルムをアンダークラッドの表面に真空ラミネーターでラミネートする。
幅25μm、長さ50mmの直線パターンの開口部が形成される露光用マスクを、ラミネートされるコア用ドライフィルムの表面に重ね、紫外線を照射する。その後、140℃で加熱処理を行い、コア用ドライフィルムの露光部を硬化する。
次に、水系フラックス洗浄剤(荒川化学工業株式会社製のパインアルファST−100SX)を用いて現像処理することによって、コア用ドライフィルムの未硬化部分を除去し、エアブローと乾燥を行い、コアを形成する。
次に、厚さ35μmのクラッド用ドライフィルムを、コアの上から真空ラミネーターでラミネートする。紫外線を照射する後に140℃で加熱することで、クラッド用ドライフィルムを硬化させる。
導波路パターンが50mmの長さになるように基板を切り出し、端面を研磨して評価用の光導波路が形成されたサンプル(試料)を得る。
なお、クラッド用ドライフィルム及びコア用ドライフィルムには、各実施例及び比較例では、(表3)に示す実施例及び比較例に係るドライフィルムを用いる。
得られる光導波路を、以下のように評価する。
[初期の導波路損失]
波長850nmのVCSEL光源からの光を、コア径10μm、NA0.21の光ファイバーから、導波路の片方の端面に入射させ、コア径200μm、NA0.4の光ファイバーを通して射出される光のパワー(P1)をパワーメーターで測定する。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が存在しない状態での光のパワーを(P0)をパワーメーターで測定する。−10×log(P1/P0)の計算式から、光導波路の光損失(導波路損失)を求める。
[リフロー後の導波路損失の変化量]
また、得られる光導波路を、鉛フリーはんだのリフロー条件でリフローを3回行い、導波路損失を測定する。この導波路損失の、初期の導波路損失に対する変化量を算出する。
[175℃で40時間保持後の導波路損失の変化量]
得られる光導波路を175℃の環境下に40時間放置する後の導波路損失を測定する。この導波路損失の、初期の導波路損失に対する変化量を算出する。
[150℃で1000時間保持後の導波路損失の変化量]
得られる光導波路を150℃の環境下に1000時間放置する後の導波路損失を測定した。この導波路損失の、初期の導波路損失に対する変化量を算出する。なお、この導波路損失を測定できない程、導波路損失が上昇する場合は、(表3)には、「測定不可」と示す。
これらの結果は、用いるドライフィルムとともに、(表3)に示す。
Figure 0006960616
(表3)からわかるように、実施例1〜28に係るドライフィルムを用いて得られる光導波路(実施例29〜41)は、比較例1〜5に係るドライフィルムを用いて得られる光
導波路(比較例6〜8)と比較して、高温環境下における導波路損失の上昇を抑制できる。具体的には、実施例29〜41は、鉛フリーはんだのリフロー条件においても、導波路損失の変動が小さく、さらに、175℃と150℃という高温環境下においても損失変動が比較例6〜8と比べて小さい。このことから、125℃や105℃の環境下では、さらに長時間、導波路損失の上昇を充分に抑制できる程の耐熱性を有している。
これに対して、比較例6〜8では、コア及びクラッドに耐熱性の劣るドライフィルムを用いているため、リフローだけでなく、175℃の高温環境下における導波路損失の変動が非常に大きい。特に、比較例8は、150℃で1000時間保持後の導波路損失を測定できない程になっており、実施例29〜41と比べて耐熱性に大きく劣っている。
以上のように、本実施の形態に係る組成物の層を有するドライフィルムを用いることで、耐熱性に優れた光導波路を製造することができる。
本発明の光導波路用組成物は耐熱性に優れているので、光導波路に有用である。
1 光導波路用組成物層
2 フィルム基材
3 保護フィルム
5 基板
9 電気回路
10 下クラッド層
11 コア部
12 マスク
13 上クラッド層
15 ビア

Claims (10)

  1. 液状脂肪族エポキシ化合物と、エポキシ基を分子中に3つ以上有する多官能芳香族エポキシ化合物と、エポキシ当量400g/eq以上、1500g/eq以下の固形ビスフェノールA型エポキシ化合物と、光硬化剤とを含み、液状ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に3つ以上有する固形脂環式エポキシ化合物の含有量が、エポキシ化合物の全量に対して、5質量%以下であり、前記液状脂肪族エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、30質量%以下である光導波路用組成物。
  2. 記多官能芳香族エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、60質量%以下であり、前記固形ビスフェノールA型エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物の全量に対して、10質量%以上、70質量%以下であり、前記光硬化剤の含有量が、前記エポキシ化合物の全量100質量部に対して、0.3質量部以上、5質量部以下である請求項1に記載の光導波路用組成物。
  3. エポキシ基を分子中に2つ以上有する固形脂肪族エポキシ化合物をさらに含む請求項1に記載の光導波路用組成物。
  4. 前記固形脂肪族エポキシ化合物が、固形水添ビスフェノールA型エポキシ化合物である請求項3に記載の光導波路用組成物。
  5. 前記固形脂肪族エポキシ化合物の含有量が、前記エポキシ化合物の全量に対して、70質量%以下である請求項3に記載の光導波路用組成物。
  6. 酸化防止剤をさらに含む請求項1に記載の光導波路用組成物。
  7. 前記酸化防止剤の含有量が、前記エポキシ化合物の全量100質量部に対して、5質量部以下である請求項6に記載の光導波路用組成物。
  8. 請求項1に記載の光導波路用組成物の層を備える光導波路用ドライフィルム。
  9. コア部及び前記コア部を覆うクラッド層を備え、前記コア部及び前記クラッド層の少なくとも一方が、請求項1に記載の光導波路用組成物の硬化物である光導波路。
  10. 150℃で1000時間保持する加熱処理を施した後の導波路損失の、前記加熱処理前の導波路損失に対する増加量が、1dB/cm以下である請求項9に記載の光導波路。
JP2020121979A 2015-09-01 2020-07-16 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路 Active JP6960616B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015171641 2015-09-01
JP2015171641 2015-09-01
JP2017537214A JP6748878B2 (ja) 2015-09-01 2016-08-23 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017537214A Division JP6748878B2 (ja) 2015-09-01 2016-08-23 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020184091A JP2020184091A (ja) 2020-11-12
JP6960616B2 true JP6960616B2 (ja) 2021-11-05

Family

ID=58188083

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017537214A Active JP6748878B2 (ja) 2015-09-01 2016-08-23 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路
JP2020121979A Active JP6960616B2 (ja) 2015-09-01 2020-07-16 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017537214A Active JP6748878B2 (ja) 2015-09-01 2016-08-23 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10247883B2 (ja)
JP (2) JP6748878B2 (ja)
CN (2) CN110938190B (ja)
WO (1) WO2017038040A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110938190B (zh) * 2015-09-01 2022-06-17 松下知识产权经营株式会社 光波导用组合物、光波导用干膜和光波导
CN111201460A (zh) * 2017-10-13 2020-05-26 松下知识产权经营株式会社 光波导芯用树脂组合物、以及使用其的干膜、光波导芯及光电复合布线板
JP7224802B2 (ja) * 2018-07-31 2023-02-20 日東電工株式会社 光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物、光導波路形成用感光性フィルムおよびそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板
KR102448613B1 (ko) * 2020-11-23 2022-09-28 솔루스첨단소재 주식회사 수지 조성물
TW202342576A (zh) * 2022-03-31 2023-11-01 日商松下知識產權經營股份有限公司 光波導用樹脂組成物、光波導用乾膜及光波導
TW202344545A (zh) * 2022-03-31 2023-11-16 日商松下知識產權經營股份有限公司 光波導用樹脂組成物、光波導用乾膜及光波導
WO2023210629A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 光導波路用樹脂組成物、並びに、それを用いたドライフィルム及び光導波路

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001343539A (ja) 2000-06-02 2001-12-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路素子
JP4097425B2 (ja) * 2000-12-06 2008-06-11 イビデン株式会社 多層プリント配線板およびその製造方法
EP1600984B1 (en) * 2003-03-03 2012-08-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cask, composition for neutron shielding body, and method of manufacturing the neutron shielding body
JP4265293B2 (ja) * 2003-06-11 2009-05-20 富士ゼロックス株式会社 鋳型及びコネクタ一体型高分子光導波路の製造方法
KR20080027964A (ko) * 2004-02-25 2008-03-28 간사이 페인트 가부시키가이샤 광 도파로 형성용 경화성 수지 조성물, 광 도파로 형성용경화성 드라이 필름, 수지 경화물 및 광 도파로
US7742672B2 (en) * 2005-08-24 2010-06-22 General Electric Company Composition, optical device article, and associated method
EP3042909B1 (en) 2007-04-17 2018-08-01 Kaneka Corporation Polyhedral polysiloxane modified product and composition using the modified product
KR101376319B1 (ko) * 2007-07-27 2014-03-20 주식회사 동진쎄미켐 디스플레이 소자의 실링방법
JP4894719B2 (ja) * 2007-10-25 2012-03-14 パナソニック電工株式会社 光導波路
KR101293803B1 (ko) * 2010-11-02 2013-08-06 주식회사 엘지화학 접착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지 방법
JP2013257403A (ja) 2012-06-12 2013-12-26 Toyobo Co Ltd 光導波路形成用樹脂組成物、ドライフィルム、およびこれらを用いてなる光導波路
WO2014021023A1 (ja) * 2012-07-31 2014-02-06 株式会社Adeka 潜在性添加剤及び該添加剤を含有する組成物
CN102977553B (zh) * 2012-11-06 2014-08-20 中科院广州化学有限公司 一种环氧/有机硅聚合物复合材料及其制备方法与应用
JP6091342B2 (ja) * 2013-06-04 2017-03-08 シーメット株式会社 光学的立体造形用樹脂組成物
US9923169B2 (en) * 2013-06-19 2018-03-20 Lg Chem, Ltd. Encapsulant film
JP5839149B2 (ja) * 2013-07-18 2016-01-06 Dic株式会社 ポリアミドイミド樹脂、硬化性樹脂組成物及びその硬化物
WO2015045349A1 (ja) * 2013-09-27 2015-04-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 光導波路用ドライフィルムとそれを用いた光導波路の製法並びに光導波路
EP3125328B1 (en) * 2014-03-27 2022-12-14 LG Chem, Ltd. Encapsulation film and organic electronic device comprising the same
JP6537061B2 (ja) * 2014-10-28 2019-07-03 日東電工株式会社 光導波路用感光性樹脂組成物および光導波路コア層形成用光硬化性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板
CN110938190B (zh) * 2015-09-01 2022-06-17 松下知识产权经营株式会社 光波导用组合物、光波导用干膜和光波导

Also Published As

Publication number Publication date
CN107924025B (zh) 2020-01-17
US20190212495A1 (en) 2019-07-11
WO2017038040A1 (ja) 2017-03-09
CN110938190A (zh) 2020-03-31
US20180224604A1 (en) 2018-08-09
CN107924025A (zh) 2018-04-17
JP6748878B2 (ja) 2020-09-02
US10247883B2 (en) 2019-04-02
JPWO2017038040A1 (ja) 2018-07-05
CN110938190B (zh) 2022-06-17
JP2020184091A (ja) 2020-11-12
US10393963B2 (en) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6960616B2 (ja) 光導波路用組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路
JP4810911B2 (ja) エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂フィルム、光導波路、光・電気混載配線基板並びに電子デバイス
KR101302767B1 (ko) 광도파로-형성 에폭시 수지 조성물, 광도파로-형성 경화 필름, 광전송 가요성 인쇄 회로, 및 전자 정보 장치
JP4810887B2 (ja) エポキシ樹脂フィルム、光導波路、光電気複合基板、光通信モジュール
JP6150178B2 (ja) 光導波路および光導波路作製用のドライフィルム
KR101372123B1 (ko) 광 도파로용 수지 조성물, 및 이를 이용한 드라이 필름, 광 도파로 및 광 전기 복합 배선판
JP2010256877A (ja) 光導波路コアの製造方法、光導波路の製造方法、光導波路、及び光電気複合配線板
JP2009104083A (ja) 光導波路
JP2007084765A (ja) 硬化性エポキシ樹脂フィルム、これを用いた光導波路及び光電気複合基板
JP7357303B2 (ja) 光導波路クラッド用組成物、光導波路クラッド用ドライフィルム及び光導波路
JP2012103425A (ja) 光電気複合配線板の製造方法、及び前記製造方法により製造された光電気複合配線板
WO2023210629A1 (ja) 光導波路用樹脂組成物、並びに、それを用いたドライフィルム及び光導波路
US9568673B2 (en) Dry film for optical waveguides, optical waveguide using same, photoelectric composite wiring board using same, and method for producing photoelectric composite wiring board
WO2023190693A1 (ja) 光導波路用樹脂組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路
JP2023046799A (ja) 光導波路の製造方法、及び、光導波路用材料
WO2023190694A1 (ja) 光導波路用樹脂組成物、光導波路用ドライフィルム、及び光導波路
JP2017134317A (ja) 光導波路、光導波路結合体、及び光導波路の製造方法
JP6782423B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP6098917B2 (ja) 光電気複合フレキシブル配線板
TW201922912A (zh) 光波導芯用樹脂組成物、以及使用其之乾膜、光波導芯及光電複合配線板
JP2012103380A (ja) 光電気複合配線板の製造方法、及び前記製造方法により製造された光電気複合配線板
JP2014153581A (ja) 光導波路用ドライフィルム、それを用いた光導波路及び光電気複合配線板、並びに光電気複合配線板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200716

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210928

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6960616

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151