JPH06228274A - Heat-resistant optical resin - Google Patents

Heat-resistant optical resin

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Publication number
JPH06228274A
JPH06228274A JP5039274A JP3927493A JPH06228274A JP H06228274 A JPH06228274 A JP H06228274A JP 5039274 A JP5039274 A JP 5039274A JP 3927493 A JP3927493 A JP 3927493A JP H06228274 A JPH06228274 A JP H06228274A
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JP
Japan
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resin
heat
curing
resistant
curable resin
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Application number
JP5039274A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Nishi
史郎 西
Norio Murata
則夫 村田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heat-resistant optical resin, having a small strain in curing and excellent in transparency and heat resistance. CONSTITUTION:This heat-resistant optical resin is composed of an ultraviolet- curing resin consisting essentially of an alicyclic epoxy resin. A compound such as a diluent, a flexibilizer, a curing agent, a curing accelerator or a characteristic improver for the epoxy resin may be added as a secondary component. This resin is readily coated with hardly any shrinkage in curing and excellent in adhesion to substrates, transparency and heat resistance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光導波路や光学レンズ、
コーティング材、光学接着剤などに使用できる光透過
性、耐熱性に優れた耐熱性光学樹脂に関する。
The present invention relates to an optical waveguide, an optical lens,
The present invention relates to a heat-resistant optical resin having excellent light transmission and heat resistance, which can be used as a coating material, an optical adhesive and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラスチック光ファイバや光導波路、光
学レンズなどに用いられている光学樹脂は、ポリメチル
メタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートなど
の熱可塑性樹脂が、経済性、成形性などが石英などのガ
ラスに比べて良好なため、一部用いられつつある。しか
しながら、熱可塑性樹脂はガラス転移温度以上では熱変
形を起こし、ハンダや蒸着、スパッタ等の高温にさらさ
れる環境でのプロセスに耐えることができなかった。最
近、光導波路や光学接着剤などにビスフェノールA系エ
ポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられるようになっ
たが、耐熱性が200℃以下であり高温プロセスに耐え
るものはなかった。特に、現在までに報告されている多
くの光学用途の樹脂は熱膨張率が10-4/℃程度のもの
が多く、シリコンや石英等の熱膨張率の小さな無機基板
上に樹脂膜を形成した場合、樹脂自身が高温プロセスに
耐えても、熱膨張率の違いから膨れやクラックを発生し
使用することができなかった。また、熱硬化性樹脂の場
合硬化時の収縮率が大きいため、基板上に樹脂膜を形成
するときに内部歪を包含したまま硬化するため、高温プ
ロセスの中で膨れやクラックを発生するという問題があ
った。
2. Description of the Related Art As optical resins used in plastic optical fibers, optical waveguides, optical lenses, etc., thermoplastic resins such as polymethylmethacrylate, polystyrene, polycarbonate, etc. are used for glass such as quartz because of their economical efficiency and moldability. It is being used partly because it is better than others. However, the thermoplastic resin undergoes thermal deformation above the glass transition temperature and cannot withstand processes in environments exposed to high temperatures such as solder, vapor deposition, and sputtering. Recently, thermosetting resins such as bisphenol A epoxy resins have come to be used for optical waveguides, optical adhesives, etc. However, heat resistance is 200 ° C. or less and no one can withstand a high temperature process. In particular, many resins for optical use that have been reported so far have a thermal expansion coefficient of about 10 −4 / ° C., and a resin film is formed on an inorganic substrate having a small thermal expansion coefficient such as silicon or quartz. In this case, even if the resin itself endured a high temperature process, swelling and cracks were generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion, and the resin could not be used. Further, in the case of a thermosetting resin, since the shrinkage rate at the time of curing is large, the resin film is cured while including internal strain when forming a resin film on a substrate, which causes swelling or cracking in a high temperature process. was there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は硬化時
の歪みが小さく透明性かつ耐熱性に優れた耐熱性光学樹
脂を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat-resistant optical resin which has a small distortion during curing and is excellent in transparency and heat resistance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は耐熱性光学樹脂に関する発明であって、脂肪族環
状エポキシ樹脂を主成分とする紫外線硬化樹脂からなる
ことを特徴とする。
The present invention will be described in brief. The present invention relates to a heat-resistant optical resin, which is characterized by comprising an ultraviolet curable resin containing an aliphatic cyclic epoxy resin as a main component.

【0005】本発明者らは前記の目的を達成するために
鋭意研究を重ねた結果、脂肪族環状エポキシ樹脂を主成
分とする紫外線硬化樹脂が粘度が低く、硬化収縮率並び
に熱膨張率も小さく、耐熱性並びに透明性に極めて優れ
ていることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies conducted by the present inventors in order to achieve the above object, the ultraviolet curable resin containing an aliphatic cyclic epoxy resin as a main component has a low viscosity, and also has a small curing shrinkage ratio and a small thermal expansion coefficient. The inventors have found that they are extremely excellent in heat resistance and transparency, and have completed the present invention.

【0006】本発明における耐熱紫外線硬化樹脂の主成
分としては、脂肪族環状エポキシが用いられるが、エポ
キシ部の反応性の高いものが好適である。このような例
として、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、3,4
−エポキシシクロヘキシルエチル−3,4−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセン
ジオキシド、アリルシクロヘキセンジオキシド、3,4
−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル−2−プロピレ
ンオキシド、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−
5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−
m−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)アジペート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシ
ルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エーテル、ビス(3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル)エーテル、ビス(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)ジエチルシロキサンなどが挙げられる。こ
れらの脂肪族環状エポキシ化合物を単独で用いても良い
し、混合物として用いても良い。
Aliphatic cyclic epoxy is used as the main component of the heat-resistant ultraviolet-curable resin in the present invention, and one having a high reactivity of the epoxy part is preferable. As such an example, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,
4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4
-Epoxycyclohexylethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, vinylcyclohexene dioxide, allylcyclohexene dioxide, 3,4
-Epoxy-4-methylcyclohexyl-2-propylene oxide, 2- (3,4-epoxycyclohexyl-
5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane-
m-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (3,4-epoxycyclohexyl) ether, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether, Examples thereof include bis (3,4-epoxycyclohexyl) diethylsiloxane. These aliphatic cyclic epoxy compounds may be used alone or as a mixture.

【0007】本発明における耐熱紫外線硬化樹脂の副成
分として、エポキシ樹脂の希釈剤や可とう性付与剤、硬
化剤、硬化促進剤、特性改質剤等の化合物を加えること
ができる。このような化合物として例えば、ポリ(オキ
シエチレン)、ポリ(オキシプロピレン)、ポリプロピ
レンオキシドトリオール、ポリカプロラクトントリオー
ル、ポリブタジエンジオール、ポリブタジエンジグリシ
ジルエーテル、ポリ−1,4−(2,3−エポキシブタ
ン)−コ−1,2−(3,4−エポシキ)−コ−1,4
−ブタジエンジオール、無水マレイン酸変性ポリブタジ
エン、ポリブタジエンジアクリレート、メチルテトラヒ
ドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリ
レート、トリメチロールプロパンジアクリレート、β−
ヒドロキシメチルメタクリレート、ネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシ
ジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、トリメ
チロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロ
ールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグ
リシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ル、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグ
リシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェ
ノールペンタ(オキシエチレン)グリシジルエーテル、
p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジブロ
モフェニルグリシジルエーテル、ラウリルアルコールペ
ンタデカ(オキシエチレン)グリシジルエーテル、ソル
ビタンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトール
ポリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2−
ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグ
リシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグ
リシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、
ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールS
ジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエス
テル、グリシジルフタルイミド、セチルグリシジルエー
テル、ステアリルグリシジルエーテル、p−オクチルフ
ェニルグリシジルエーテル、p−フェニルフェニルグリ
シジルエーテル、グリシジルベンゾエート、グリシジル
アセテート、グリシジルブチレート、スピログリコール
ジグリシジルエーテル、還元マルトースポリグリシジル
エーテルなどが挙げられる。これらの化合物を単独ある
いは混合して主成分に加えることにより樹脂の特性を改
質することができる。
As the auxiliary component of the heat-resistant ultraviolet-curable resin in the present invention, compounds such as an epoxy resin diluent, a flexibility-imparting agent, a curing agent, a curing accelerator, and a characteristic modifier can be added. Examples of such compounds include poly (oxyethylene), poly (oxypropylene), polypropylene oxide triol, polycaprolactone triol, polybutadiene diol, polybutadiene diglycidyl ether, poly-1,4- (2,3-epoxybutane)- Co-1,2- (3,4-epoxy) -Co-1,4
-Butadienediol, maleic anhydride modified polybutadiene, polybutadiene diacrylate, methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, hydroxypropyl acrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane Diacrylate, β-
Hydroxymethyl methacrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, dibromo neopentyl glycol diglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ester, trimethylolpropane Polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, phenol penta (oxyethylene) glycidyl ether,
p-tert-butylphenyl glycidyl ether, dibromophenyl glycidyl ether, lauryl alcohol pentadeca (oxyethylene) glycidyl ether, sorbitan polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, triglycidyl tris (2-
Hydroxyethyl) isocyanurate, resorcin diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester,
Hydroquinone diglycidyl ether, bisphenol S
Diglycidyl ether, terephthalic acid diglycidyl ester, glycidyl phthalimide, cetyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, p-octylphenyl glycidyl ether, p-phenylphenyl glycidyl ether, glycidyl benzoate, glycidyl acetate, glycidyl butyrate, spiroglycol diglycidyl ether , Reduced maltose polyglycidyl ether and the like. The properties of the resin can be modified by adding these compounds individually or in a mixture to the main component.

【0008】本発明における紫外線硬化樹脂の光開始剤
としては、紫外線によりエポキシ基と反応するものであ
れば何でもよいが、例えば、p−メトキシベンゼンジア
ゾニウムヘキサフルオロホスフェート等の芳香族ジアゾ
ニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホ
スフェート等の芳香族スルホニウム塩、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロホスフェート等の芳香族ヨード
ニウム塩、芳香族ヨードシル塩、芳香族スルホキソニウ
ム塩、メタロセン化合物などが挙げられる。更に、本発
明の紫外線硬化樹脂に接着性を良くするためにシランカ
ップリング剤を加えることができる。シランカップリン
グ剤の例としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス〔β−
(アミノエチル)〕−γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−
ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン塩酸塩、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチ
ル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウ
ムクロリド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、
メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ト
リメチルクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ベ
ンジルトリメチルシラン、ビニルトリス(2−メトキシ
エトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリス
(2−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアヌ
ルプロピルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエト
キシシランなどが挙げられる。
The photoinitiator of the ultraviolet curable resin in the present invention may be any one as long as it reacts with an epoxy group by ultraviolet rays, and examples thereof include aromatic diazonium salts such as p-methoxybenzenediazonium hexafluorophosphate and triphenyl. Examples thereof include aromatic sulfonium salts such as sulfonium hexafluorophosphate, aromatic iodonium salts such as diphenyliodonium hexafluorophosphate, aromatic iodosyl salts, aromatic sulfoxonium salts, and metallocene compounds. Further, a silane coupling agent can be added to the ultraviolet curable resin of the present invention to improve the adhesiveness. Examples of the silane coupling agent include γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, and N-β- (aminoethyl) -γ-.
Aminopropyltriethoxysilane, N-bis [β-
(Aminoethyl)]-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-
Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-β- (N-
Vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, methyltrimethoxysilane,
Methyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium Chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane,
Methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, vinyltriethoxysilane, benzyltrimethylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltris (2-methoxyethoxy) silane, β- (3,4- Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-
Examples thereof include ureidopropyltriethoxysilane, γ-isocyanurylpropyltriethoxysilane, and n-octyltriethoxysilane.

【0009】上記に挙げた脂肪族環状エポキシからなる
主成分、副成分、光開始剤、シランカップリング剤等を
配合した耐熱性紫外線硬化樹脂は室温で液体であるた
め、スピンコーティング等の方法で基板、配線板に塗布
することができる。樹脂の粘性が高すぎると平坦に塗布
することが困難になるため、粘度が1万ポアズ以下であ
ることが望ましい。硬化後の耐熱性光学樹脂を厚膜にす
るときは樹脂の粘性が高いほうが望ましく、薄膜にする
ときは粘性が低いほうが望ましい。また、スピンコーテ
ィングで塗布する場合、硬化後の耐熱性光学樹脂を厚膜
にするときは低速回転で塗布し、薄膜にするときは高速
回転で塗布することによって調製することができる。
Since the heat-resistant UV-curable resin containing the above-mentioned main component, subcomponent, photoinitiator, silane coupling agent and the like, which is composed of an aliphatic cyclic epoxy, is a liquid at room temperature, it may be spin-coated or the like. It can be applied to substrates and wiring boards. If the viscosity of the resin is too high, it becomes difficult to apply the resin evenly. Therefore, the viscosity is preferably 10,000 poise or less. When the heat-resistant optical resin after curing is formed into a thick film, the viscosity of the resin is preferably high, and when formed into a thin film, the viscosity is preferably low. In addition, in the case of applying by spin coating, the heat-resistant optical resin after curing can be prepared by applying at low speed when forming a thick film and by applying at high speed when forming a thin film.

【0010】塗布した耐熱性紫外線硬化樹脂を水銀ラン
プ等の紫外線光源からの紫外線照射により硬化し、耐熱
性光学樹脂として利用できるようになる。また、耐熱性
紫外線硬化樹脂の硬化の時にマスクを用いて紫外線露光
することにより、種々のパターンを描画することができ
る。露光しない部分は硬化されないため汎用の有機溶
媒、例えばアセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、酢酸エチルなどのエステル類、メタノール、エタノ
ールなどのアルコール類等を用いることにより除去でき
る。
The applied heat-resistant ultraviolet curable resin is cured by being irradiated with ultraviolet rays from an ultraviolet light source such as a mercury lamp and can be used as a heat-resistant optical resin. Further, various patterns can be drawn by exposing the heat-resistant ultraviolet curable resin to ultraviolet rays using a mask. Since the unexposed portion is not cured, it can be removed by using a general-purpose organic solvent, for example, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, alcohols such as methanol and ethanol.

【0011】一般に紫外線硬化樹脂の硬化時に硬化収縮
が生じる。耐熱性紫外線硬化樹脂を耐熱性光学樹脂とし
て使用する場合、硬化収縮率が大きいときは基板や配線
部との間で歪みが生じるため、硬化時に配線部分が切断
されたり、基板とはく離したり、基板が割れたりするこ
ともある。そして、硬化収縮率が大きいものは、部品と
しての使用時の信頼性を損ねる恐れがある。また、硬化
収縮の大きい樹脂で耐熱性光学樹脂を形成するとき、そ
の平坦性は悪くなる。このため、硬化収縮率は5%以下
であることが望ましい。主成分が脂肪族環状エポキシ樹
脂からなる耐熱性紫外線硬化樹脂の場合、硬化収縮率を
5%以下に小さくすることができる。
Generally, curing contraction occurs when the ultraviolet curable resin is cured. When using a heat-resistant ultraviolet curable resin as a heat-resistant optical resin, when the curing shrinkage rate is large, distortion occurs between the substrate and the wiring portion, so the wiring portion is cut during curing, or peeled from the substrate, The board may break. A material having a large curing shrinkage may impair the reliability when used as a component. Further, when the heat-resistant optical resin is formed of a resin having a large curing shrinkage, the flatness thereof is deteriorated. Therefore, it is desirable that the curing shrinkage rate be 5% or less. In the case of a heat-resistant ultraviolet curable resin whose main component is an aliphatic cyclic epoxy resin, the curing shrinkage can be reduced to 5% or less.

【0012】樹脂を耐熱性光学樹脂に用いる場合、樹脂
の熱膨張率は一般に基板や配線材料に比べ熱膨張率が大
きいため、耐熱性光学樹脂形成後の部品作製プロセス時
の熱サイクルや実使用環境での熱サイクルで歪みがかか
り、耐熱性光学樹脂と基板や配線部分との間で膨れが生
じたり、はがれが生じる場合が多い。このため、樹脂の
熱膨張率をできるだけ小さくすることが望ましい。主成
分が脂肪族環状エポキシ樹脂からなる耐熱性紫外線硬化
樹脂の場合、熱膨張率を5×10-5/℃以下に小さくす
ることができる。
When a resin is used as a heat-resistant optical resin, the coefficient of thermal expansion of the resin is generally higher than that of a substrate or wiring material. In many cases, thermal cycle in the environment causes distortion, causing swelling or peeling between the heat-resistant optical resin and the substrate or wiring portion. Therefore, it is desirable to make the coefficient of thermal expansion of the resin as small as possible. In the case of a heat-resistant ultraviolet curable resin whose main component is an aliphatic cyclic epoxy resin, the coefficient of thermal expansion can be reduced to 5 × 10 −5 / ° C. or less.

【0013】電子・光混載回路などに光学樹脂を用いる
とき当然ハンダ耐熱性が必要とされる。また、多層配線
において、微細な配線パターンを形成するために、光学
樹脂の上で配線をスパッタ法などで作製する場合は光学
樹脂表面の温度上昇は避けられないため、光学樹脂には
耐熱性が必要となってくる。主成分が脂肪族環状エポキ
シ樹脂からなる耐熱性紫外線硬化樹脂の場合、一般のエ
ポキシ樹脂に比べ耐熱性が高い。
When an optical resin is used in an electronic / optical mixed circuit or the like, solder heat resistance is naturally required. Further, in the case of multilayer wiring, in order to form a fine wiring pattern, when the wiring is formed on the optical resin by a sputtering method or the like, the temperature rise on the surface of the optical resin is unavoidable, so that the optical resin has heat resistance. Will be needed. A heat-resistant ultraviolet curable resin whose main component is an aliphatic cyclic epoxy resin has higher heat resistance than general epoxy resins.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。な
お、実施例中における部は重量部である。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The parts in the examples are parts by weight.

【0015】実施例1 脂肪族環状エポキシである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(ユニオンカーバイド社製、商品名ERL−4
221)100部に副成分としてポリプロピレンオキシ
ドトリオール(ユニオンカーバイド社製、商品名NIA
X Polyol LHT−240)20部、光開始剤としてス
ルホニウム塩(旭電化工業社製、商品名オプトマーSP
150)5部、シランカップリング剤としてN−β−
(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン(日本ユニカー社製、商品名A−1120)5部を
配合し、耐熱性紫外線硬化樹脂を得た(表1)。
Example 1 Aliphatic cyclic epoxy 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (manufactured by Union Carbide, trade name ERL-4)
221) Polypropylene oxide triol as an accessory component in 100 parts (manufactured by Union Carbide Co., trade name NIA
X Polyol LHT-240) 20 parts, sulfonium salt as a photoinitiator (Asahi Denka Kogyo KK, trade name Optomer SP
150) 5 parts, N-β-as a silane coupling agent
5 parts of (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., trade name A-1120) was mixed to obtain a heat resistant ultraviolet curable resin (Table 1).

【0016】硬化前の耐熱性紫外線硬化樹脂の粘度を調
べたら5ポアズであった。硬化前後の密度を測ることに
より硬化収縮率を求めた結果、3.8%であった。熱膨
張率は熱機械式熱膨張率測定装置(真空理工製TM70
00)を用いて行った結果、4.5×10-5/℃であっ
た。シリコン基板上に耐熱性紫外線硬化樹脂をスピンコ
ーティングにより塗布し、紫外線照射により硬化したも
のを基板と一緒に短冊状に切り出して280℃のハンダ
浴に30秒間浸した結果、はがれや膨れは生じず、ハン
ダ耐熱性は良好であった。光透過率は耐熱性紫外線硬化
樹脂を厚さ1mmのシート状に硬化したものの透過率を測
定した。測定は自記分光光度計U−3400形(日立
製)を用いた。図1に硬化した(処理前)試料の分光ス
ペクトルを示す。図2に試料を300℃1時間熱処理を
加えたものについての分光スペクトルを示す。試料は無
色透明であったのが熱処理することにより暗褐色にな
り、可視光領域での透明性は減少したが、長波長領域で
の透明性を保った。波長1.3μmでは光透過率が87
%だったのが熱処理後84%になった。波長1.55μ
mでは光透過率が84%だったのが熱処理後82%にな
った。これらの特性を表3に示す。また、分光スペクト
ルは、波長(nm、横軸)と光透過率(%、縦軸)との関
係を表すグラフとして示す。
When the viscosity of the heat-resistant ultraviolet curable resin before curing was examined, it was 5 poise. The cure shrinkage was determined by measuring the density before and after curing, and was 3.8%. The thermal expansion coefficient is a thermomechanical thermal expansion coefficient measuring device (TM70 manufactured by Vacuum Riko
The result was 4.5 × 10 −5 / ° C. A heat resistant UV curable resin was applied on a silicon substrate by spin coating, cured by UV irradiation and cut into strips together with the substrate and immersed in a solder bath at 280 ° C for 30 seconds, resulting in no peeling or swelling. The solder heat resistance was good. The light transmittance was measured by measuring the heat resistance of the ultraviolet curable resin cured into a sheet having a thickness of 1 mm. A self-recording spectrophotometer U-3400 type (manufactured by Hitachi) was used for the measurement. FIG. 1 shows the spectrum of the cured (before treatment) sample. FIG. 2 shows a spectroscopic spectrum of the sample which was heat-treated at 300 ° C. for 1 hour. Although the sample was colorless and transparent, it became dark brown by heat treatment, and the transparency in the visible light region decreased, but the transparency in the long wavelength region was maintained. Light transmittance of 87 at wavelength of 1.3 μm
The percentage was 84% after heat treatment. Wavelength 1.55μ
In the case of m, the light transmittance was 84%, but it became 82% after the heat treatment. These characteristics are shown in Table 3. Further, the spectrum is shown as a graph showing the relationship between the wavelength (nm, horizontal axis) and the light transmittance (%, vertical axis).

【0017】実施例2〜29 実施例1における主成分にERL4221の代わりに、
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピ
ロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサ
ン(ユニオンカーバイド社製、商品名ERL−423
4)、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペ
ート(ユニオンカーバイド社製、商品名ERL−429
9)、又はビニルシクロヘキセンジオキシド(ユニオン
カーバイド社製、商品名ERL−4206)の脂肪族環
状エポキシを用い、副成分にLHT−240の代わり
に、フェニルグリシジルエーテル(ナガセ化成工業社
製、商品名デナコールEX−141)、p−tert−ブチ
ルフェニルグリシジルエーテル(ナガセ化成工業社製、
商品名デナコールEX−146)、グリシジルフタルイ
ミド(ナガセ化成工業社製、商品名デナコールEX−7
31)、ポリブタジエンジグリシジルエーテル(ナガセ
化成工業社製、商品名デナレックスR−45EPT)、
又はポリ−1,4−(2,3−エポキシブタン)−コ−
1,2−(3,4−エポキシ)−コ−1,4−ブタジエ
ンジオール(ナガセ化成工業社製、商品名デナレックス
R−45EPI)、光開始剤にSP150の代わりに、
スルホニウム塩(旭電化工業社製、商品名オプトマーS
P170)を用い、シランカップリング剤にA−112
0の代わりに、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
(日本ユニカー社製、商品名A−1100)、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー社
製、商品名A−189)、γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン(日本ユニカー社製、商品名A−1
74)、又はγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン(日本ユニカー社製、商品名A−187)を用いて
表1及び表2の配合組成で耐熱性紫外線硬化樹脂を得
た。これらについて実施例1と同じ評価を行った。評価
結果を表3及び表4に示す。なお、表1及び表2におい
て、製品名は記号、数字のみ記載した。
Examples 2 to 29 Instead of ERL4221 as the main component in Example 1,
2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane-m-dioxane (trade name ERL-423 manufactured by Union Carbide Co.)
4), bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate (manufactured by Union Carbide Co., trade name ERL-429)
9), or an aliphatic cyclic epoxy of vinylcyclohexene dioxide (manufactured by Union Carbide Co., trade name ERL-4206), and phenylglycidyl ether (manufactured by Nagase Chemical Industries Co., Ltd., trade name) instead of LHT-240 as an auxiliary component. Denacol EX-141), p-tert-butylphenyl glycidyl ether (manufactured by Nagase Chemical Industry Co., Ltd.,
Trade name Denacol EX-146), glycidyl phthalimide (Nagase Chemicals Co., Ltd., trade name Denacol EX-7
31), polybutadiene diglycidyl ether (manufactured by Nagase Chemical Industry Co., Ltd., trade name Denalex R-45 EPT),
Or poly-1,4- (2,3-epoxybutane) -co-
1,2- (3,4-epoxy) -co-1,4-butadienediol (manufactured by Nagase Chemicals Co., Ltd., trade name Denalex R-45EPI), instead of SP150 as a photoinitiator,
Sulfonium salt (Asahi Denka Kogyo KK, trade name Optomer S
P170) and using A-112 as the silane coupling agent.
Instead of 0, γ-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar, trade name A-1100), γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar, trade name A-189), γ-methacryloxypropyl Trimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar, trade name A-1
74) or γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., trade name A-187), to obtain heat-resistant ultraviolet curable resins with the compounding compositions shown in Tables 1 and 2. The same evaluation as in Example 1 was performed for these. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4. In addition, in Table 1 and Table 2, only the symbols and numbers are described as the product names.

【0018】比較例1〜3 実施例1の主成分ERL−4221の代わりに、ビスフ
ェノールAジグリシジルエーテル(油化シェルエポキシ
社製、商品名エピコート828)を用い、以下表2の組
成で配合して紫外線硬化樹脂を得た。この紫外線硬化樹
脂を用いて、実施例1〜29と同様の評価を行った。評
価結果を表4に示す。ハンダ耐熱性に関しては比較例1
〜3いずれの試料も膜が基板からのはく離を生じた。比
較例3においては、300℃1時間の熱処理することに
より試料にクラックを生じただけでなく、劣化が進行し
光透過率を測定することができなかった。比較例1にお
ける熱処理前及び熱処理後の分光スペクトルを図3及び
図4に示す。
Comparative Examples 1 to 3 Bisphenol A diglycidyl ether (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., trade name Epicoat 828) was used in place of the main component ERL-4221 of Example 1 and blended in the composition shown in Table 2 below. Thus, an ultraviolet curable resin was obtained. Using this ultraviolet curable resin, the same evaluations as in Examples 1 to 29 were performed. The evaluation results are shown in Table 4. Comparative Example 1 for solder heat resistance
In all of the samples, the film peeled from the substrate. In Comparative Example 3, heat treatment at 300 ° C. for 1 hour caused not only cracks in the sample but also deterioration, which made it impossible to measure the light transmittance. Spectroscopic spectra before and after heat treatment in Comparative Example 1 are shown in FIGS. 3 and 4.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】[0021]

【表3】 [Table 3]

【0022】[0022]

【表4】 [Table 4]

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐熱性光
学樹脂は塗布が容易で、硬化時の収縮が小さく、基板と
の密着性、透明性並びに耐熱性に優れているという利点
を有する。
As described above, the heat-resistant optical resin of the present invention has the advantages that it is easy to apply, has a small shrinkage upon curing, and has excellent adhesion to a substrate, transparency and heat resistance. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の耐熱性紫外線硬化樹脂の分光スペク
トルを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a spectrum of a heat-resistant ultraviolet curable resin of Example 1.

【図2】実施例1の耐熱性紫外線硬化樹脂を300℃1
時間熱処理したものの分光スペクトルを示す図である。
FIG. 2 shows the heat-resistant ultraviolet curable resin of Example 1 at 300 ° C.
It is a figure which shows the spectrum of what heat-processed for a while.

【図3】比較例1の紫外線硬化樹脂の分光スペクトルを
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of an ultraviolet curable resin of Comparative Example 1.

【図4】比較例1の紫外線硬化樹脂を300℃1時間熱
処理したものの分光スペクトルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a spectroscopic spectrum of the ultraviolet curable resin of Comparative Example 1 which was heat-treated at 300 ° C. for 1 hour.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脂肪族環状エポキシ樹脂を主成分とする
紫外線硬化樹脂からなることを特徴とする耐熱性光学樹
脂。
1. A heat resistant optical resin comprising an ultraviolet curable resin containing an aliphatic cyclic epoxy resin as a main component.
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