KR20090013119A - 광 도파로 필름, 광 기판 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

광 도파로 필름, 광 기판 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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KR20090013119A
KR20090013119A KR1020080074729A KR20080074729A KR20090013119A KR 20090013119 A KR20090013119 A KR 20090013119A KR 1020080074729 A KR1020080074729 A KR 1020080074729A KR 20080074729 A KR20080074729 A KR 20080074729A KR 20090013119 A KR20090013119 A KR 20090013119A
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마사유키 호도노
구니오 나가사키
미호 야마구치
신지 이노쿠치
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

광 도파로 필름은, 접착 기능을 갖는 클래드층 및 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있다.

Description

광 도파로 필름, 광 기판 및 이들의 제조 방법{OPTICAL WAVEGUIDE FILM, OPTICAL SUBSTRATE, AND METHODS FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 광 도파로 필름, 광 기판, 및 이들의 제조 방법, 상세하게는 광 도파로 필름, 그 제조 방법, 광 도파로 필름을 구비한 광 기판, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 광 기판 상에 설치되는 복수의 광학 소자 사이를 광 도파로 필름에 의해서 광학적으로 접속하는 것이 알려져 있다. 이러한 광 도파로 필름은, 광 기판에 배치할 때에, 정확한 광로를 확보해야하기 때문에 광 기판에 대한 정밀한 위치 결정이 필요하게 된다.
예컨대, 복수의 광 배선층으로 이루어지고, 실리콘 기판 상에 경화형 접착제층을 통해서 형성되는 광 배선 필름이 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 공개2002-116334호 공보 참조). 이 제안에서는, 위치 맞춤 패턴을 광 배선 필름의 표면 및 지지 기판의 표면에, 두께 방향에 있어서 서로 대향하도록 형성하고, 계속해서 이들 위치 맞춤 패턴에 의해서 광 배선 필름을 실리콘 기판에 대하여 위치 맞춤하고 있다.
그러나, 일본 특허 공개 2002-116334호 공보의 제안에서는, 경화형 접착제층이 광 배선 필름과 실리콘 기판과의 사이, 보다 구체적으로는 두께 방향에 있어서 서로 대향하는 위치 맞춤 패턴 사이에 개재된다. 이 때문에, 경화형 접착제층이 형성되어 있는 만큼 위치 맞춤에 있어서는 위치 맞춤 패턴을 눈으로 확인하기 어렵게 된다. 그 결과, 광 배선 필름의 실리콘 기판에 대한 정밀도가 좋은 위치 맞춤이 어려워진다.
또한, 상기 광 배선 필름은, 경화형 접착제층이 형성되어 있는 만큼 두께가 증가하여 경박화가 어려워지고, 또한 제조 비용이 증대하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 위치 결정 시에는 우수한 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있고, 경박화 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있는 광 도파로 필름, 광 기판 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광 도파로 필름은 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광 도파로 필름은, 클래드층이 접착 기능을 갖기 때문에, 지지 기판에 대한 위치 결정 시에 있어서는 클래드층을 지지 기판의 표면에 직접 접착시킬 수 있다. 이 때문에, 광 도파로 필름 및 지지 기판의 양쪽에 위치 결정 마크를 형성하더라도, 위치 결정 마크를 두께 방향으로부터 정확히 눈으로 확인할 수 있다. 그 결과, 광 도파로 필름은 지지 기판에 대한 정밀도가 좋은 위치 결정을 달성할 수 있다.
또한, 상기 광 도파로 필름은, 클래드층이 접착 기능을 갖기 때문에, 지지 기판에 대한 접착에 있어서 접착제층을 별도로 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 광 도파로 필름의 경박화를 도모할 수 있는 동시에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름에서는, 라미네이트 압력 400kPa, 온도 130℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력이 0.1N/20㎜ 이상인 것이 적합하다.
상기 광 도파로 필름은, 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정한 후에는 특정 저항력을 갖기 때문에 확실히 실리콘 웨이퍼에 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름에서는, 라미네이트 압력 0.1kPa, 온도 25℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력이 0.5N/20㎜ 이하인 것이 적합하다.
상기 광 도파로 필름은, 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정할 때에 실리콘 웨이퍼에 부착(가접착)시킨 경우 특정 저항력을 갖기 때문에, 광 도파로 필름이 상기 부착에 의해 위치가 어긋났을 때에 광 도파로 필름을 용이하게 박리하여 위치 수정 할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름에서는 상기 클래드층이 아크릴 수지 및/또는 에폭시 수지를 포함하고 있는 것이 적합하다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름에서는, 상기 클래드층은 요철 구조를 표면에 갖고 있는 것이 적합하다.
상기 광 도파로 필름은, 지지 기판으로의 가접착에서는, 클래드층의 요철 구조의 표면을 지지 기판과 접촉시키기 때문에, 가접착의 접착력을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 위치 결정 시의 박리를 용이하게 하여 가접착 및 박리(위치 수정)을 반복할 수 있기 때문에, 우수한 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름의 제조 방법은, 코어층을 형성하는 공정, 및 상기 코어층의 표면에 수지로 이루어지는 필름을 적층함으로써 접착 기능을 갖고, 상기 코어층의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는 클래드층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 광 도파로 필름의 제조 방법에서는, 코어층을 형성하는 공정, 및 상기 코어층의 표면에 액상의 수지 조성물을 도포하고, 계속해서 상기 수지 조성물을 건조시킴으로써 접착 기능을 갖고, 상기 코어층의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는 클래드층을 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 광 기판은 지지 기판, 및 상기 지지 기판에 부착되는 상기한 광 도파로 필름을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광 기판은, 정밀도가 좋은 위치 결정이 달성된 광 도파로 필름이 지지 기판에 부착되어 있기 때문에 우수한 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 기판은, 지지 기판에 제 1 위치 결정 마크를 형성하고, 상기한 광 도파로 필름에 상기 제 1 위치 결정 마크와 대응하는 제 2 위치 결정 마크를 형성하고, 계속해서 상기 지지 기판의 표면과 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 제 1 위치 결정 마크 및 상기 제 2 위치 결정 마크에 의해서 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하고, 그 후, 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광 기판은, 지지 기판의 표면과 클래드층의 표면을 접촉시키면서 제 1 위치 결정 마크 및 제 2 위치 결정 마크에 의해서 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 위치 결정함으로써 형성되어 있다. 이 때문에, 두께 방향에서의 제 1 위치 결정 마크 및 제 2 위치 결정 마크 사이의 거리를 짧게 하면서, 지지 기판의 표면에서 광 도파로 필름을 원활히 미끄러뜨릴 수 있어, 정밀한 위치 결정을 달성할 수 있다.
또한, 상기 광 기판은 위치 결정된 광 도파로 필름을 접착제층을 이용하지 않고 지지 기판에 그대로 접착할 수 있기 때문에, 광 기판의 경박화를 도모 할 수 있음과 동시에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 기판은, 지지 기판의 표면과 상기한 광 도파로 필름의 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 코어층이 광학 소자 사이의 광축에 의해 관통되도록, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하고, 그 후 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접촉시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광 기판은, 지지 기판의 표면과 클래드층의 표면을 접촉시키면서, 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 위치 결정함으로써 형성되어 있다. 이 때문에, 지지 기판의 표면에서 광 도파로 필름을 원활히 미끄러뜨릴 수 있어 정밀한 위치 결정을 달성할 수 있다.
또한, 상기 광 기판은 위치 결정된 광 도파로 필름을 접착제층을 이용하지 않고 지지 기판에 그대로 접착할 수 있기 때문에, 광 기판의 경박화를 도모할 수 있음과 동시에 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 기판의 제조 방법은, 지지 기판에 제 1 위치 결정 마크를 형성하는 공정, 상기한 광 도파로 필름에 상기 제 1 위치 결정 마크와 대응하는 제 2 위치 결정 마크를 형성하는 공정, 상기 지지 기판의 표면과 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 제 1 위치 결정 마크 및 상기 제 2 위치 결정 마크에 의해서 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정, 및 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 광 기판의 제조 방법은, 지지 기판의 표면과 상기한 광 도파로 필름의 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 코어층이 광학 소자 사이 의 광축에 의해 관통되도록 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정, 및 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은, 위치 결정 시에는 우수한 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있고, 경박화 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있는 광 도파로 필름, 광 기판 및 이들의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광 도파로 필름의 일 실시 형태의 폭 방향(코어층이 연장되는 방향에 직교하는 방향, 이하 동일)에 따른 단면도, 도 2는 도 1에 나타내는 광 도파로 필름의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 1에 있어서, 상기 광 도파로 필름(1)은 평면에서 봤을 때 대략 직사각형의 평평한 띠 형상으로 형성되어 있고, 언더 클래드층(2), 언더 클래드층(2) 상에 형성되는 코어층(3), 및 언더 클래드층(2) 상에 코어층(3)을 피복하도록 형성된 클래드층으로서의 오버 클래드층(4)를 구비하고 있다.
코어층(3)은 언더 클래드층(2) 및 오버 클래드층(4)에 피복되어 있다. 또한, 코어층(3)은 언더 클래드층(2)의 상면에서 복수개(4개) 설치되고, 길이 방향으로 연장되도록 형성되며, 폭 방향으로 서로 간격을 두고 병렬 배치되어 있다. 또한, 코어층(3)의 길이 방향 양 단부는 복수의 광학 소자와 광학적으로 접속되기 위 한 접속 부분으로 되어 있다. 각 코어층(3)은 단면에서 봤을 때 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
오버 클래드층(4)은 접착 기능을 갖고 있어, 후술하는 지지 기판(6)과 접착 가능한 접착층을 겸하고 있다. 또한, 오버 클래드층(4)은 그 표면, 즉 오버 클래드층(4)의 상면이 요철 구조로 형성되고, 보다 구체적으로는 산술 평균 표면 조도가, 예컨대 0.05 내지 5㎛, 바람직하게는 0.1 내지 3.0㎛의 요철 구조로 형성되어 있다. 또한, 산술 평균 표면 조도는 레이저 현미경을 이용한 표면 관찰로부터 얻어지는 표면 조도의 산술 평균(Ra)으로서 구해진다. 또한, 이 산술 평균 조도는 JIS BO601-1994에 준거하여 구해진다.
다음으로, 상기 광 도파로 필름(1)의 제조 방법에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
우선, 이 방법에서는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 우선 기재(15)를 준비하고, 계속해서 그 기재(15) 상에 언더 클래드층(2)을 형성한다.
기재(15)는 판 형상을 이루며, 상기 기재(15)를 형성하는 재료로서는, 예컨대 실리콘, 유리 등의 세라믹 재료, 예컨대 구리, 알루미늄, 스테인레스, 철합금 등의 금속 재료, 예컨대 폴리이미드, 유리-에폭시, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지 재료를 들 수 있다. 바람직하게는 세라믹 재료를 들 수 있다. 기재(15)의 두께는, 예컨대 10 내지 5000㎛, 바람직하게는 10 내지 1500㎛이다.
언더 클래드층(2)을 형성하는 재료로서는, 예컨대 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이들의 불소화 변성체 나 중수소화 변성체, 및 플루오렌 변성체 등의 수지 재료를 들 수 있다. 이들 수지 재료는, 바람직하게는 감광제를 배합하여 감광성 수지로서 사용된다.
언더 클래드층(2)을 기재(15) 상에 형성하기 위해서는, 예컨대 상기한 수지 바니시(수지 용액)를 조제하여 그 바니시를 기재(15) 상에, 예컨대 캐스팅, 스핀 코터 등에 의해서 도포한 후, 건조하고 필요에 따라 가열한다. 또한, 감광성 수지가 사용되는 경우에는, 바니시의 도포 및 건조 후에 포토 마스크를 통해서 노광하고, 필요에 따라 노광 후 가열한 후 현상하고 계속해서 가열한다.
이렇게 해서 형성되는 언더 클래드층(2)의 두께는, 예컨대 5 내지 1OO㎛이다.
계속해서, 이 방법에서는, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 코어층(3)을 언더 클래드층(2) 상에 형성한다.
코어층(3)을 형성하는 재료로서는 언더 클래드층(2)의 수지 재료보다도 굴절률이 높아지는 수지 재료를 들 수 있다. 이러한 수지 재료로서는, 예컨대 상기와 같은 수지 재료를 들 수 있다.
코어층(3)을 형성하기 위해서는, 예컨대 상기한 수지 바니시(수지 용액)를 조제하여 그 바니시를 언더 클래드층(2)의 표면에 도포한 후 건조하고, 필요에 따라 경화시킨다. 또한, 감광성 수지가 사용되는 경우에는 바니시의 도포 및 건조 후에 포토 마스크를 통해서 노광하고, 필요에 따라 노광 후 가열한 후, 현상하고 계속해서 가열한다.
이렇게 해서 형성되는 코어층(3)의 두께는, 예컨대 5 내지 100㎛이고, 폭 은, 예컨대 5 내지 100㎛이고, 폭 방향에서의 간격은, 예컨대 5 내지 500㎛이다.
다음으로, 이 방법에서는, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 오버 클래드층(4)을 언더 클래드층(2) 상에 코어층(3)을 피복하도록 형성한다.
오버 클래드층(4)을 형성하는 재료로서는 코어층(3)의 수지 재료보다도 굴절률이 낮아지며, 접착 기능을 발현할 수 있는 재료이면 한정되지 않고, 예컨대 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다.
아크릴 수지는, 예컨대 아크릴계 점착제 조성물로부터 조제되고, 그러한 아크릴계 점착제 조성물은, 예컨대 아크릴계 모노머 성분과 중합 개시제를 포함하고 있다.
아크릴계 모노머 성분은, 주로 (메트)아크릴산 알킬에스터를 함유하고, 그 외에 반응성 작용기를 갖는 반응성 작용기 함유 바이닐 모노머 및 다작용성 모노머(반응성 작용기 함유 바이닐 모노머를 제외한다)를 함유하고 있다.
(메트)아크릴산 알킬에스터는 메타크릴산 알킬에스터 및/또는 아크릴산 알킬에스터로서, 예컨대 (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 프로필, (메트)아크릴산 뷰틸, (메트)아크릴산 아이소뷰틸, (메트)아크릴산 sec-뷰틸, (메트)아크릴산 t-뷰틸, (메트)아크릴산 펜틸, (메트)아크릴산 네오펜틸, (메트)아크릴산 아이소펜틸, (메트)아크릴산 헥실, (메트)아크릴산 헵틸, (메트)아크릴산 옥틸, (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 아이소옥틸, (메트)아크릴산 노닐, (메트)아크릴산 아이소노닐, (메트)아크릴산 데실, (메트)아크릴산 아이소데실, (메트)아크릴산 운데실, (메트)아크릴산 도데실, (메트)아크릴산 트라이데 실, (메트)아크릴산 테트라데실, (메트)아크릴산 펜타데실, (메트)아크릴산 헥사데실, (메트)아크릴산 헵타데실, (메트)아크릴산 옥타데실((메트)아크릴산 스테아릴), (메트)아크릴산 아이소옥타데실((메트)아크릴산 아이소스테아릴) 등의 (메트)아크릴산 알킬(탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분지쇄 알킬)에스터 등을 들 수 있다. 이들 (메트)아크릴산 알킬에스터는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
(메트)아크릴산 알킬에스터의 배합 비율은 아크릴계 모노머 성분 100중량부에 대하여, 예컨대 50 내지 99.5중량부이다.
반응성 작용기 함유 바이닐 모노머로서는, 예컨대 카복실기 함유 바이닐 모노머를 들 수 있고, 이러한 카복실기 함유 바이닐 모노머로서, 예컨대 (메트)아크릴산, 퓨마르산, 말레산, 이타콘산, 크로톤산, 신남산 등의 불포화 카복실산, 예컨대 무수 퓨마르산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 불포화 다이카복실산 무수물, 예컨대 이타콘산 모노메틸, 이타콘산 모노뷰틸, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산 등의 불포화 다이카복실산 모노에스터, 예컨대 2-메타크릴로일옥시에틸트라이멜리트산, 2-메타크릴로일옥시에틸피로멜리트산 등의 불포화 트라이카복실산 모노에스터, 예컨대 카복시에틸아크릴레이트, 카복시펜틸아크릴레이트 등의 카복시알킬아크릴레이트 등을 들 수 있다.
반응성 작용기 함유 바이닐 모노머의 배합 비율은 아크릴계 모노머 성분 100중량부에 대하여, 예컨대 0.5 내지 30중량부이다.
다작용성 모노머로서는, 예컨대 에틸렌글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜 다이(메트)아크 릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 다이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메테인 트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등의 (모노 또는 폴리)알킬렌폴리올 폴리(메트)아크릴레이트나, 다이바이닐벤젠 등을 들 수 있다. 또한, 다작용성 모노머로서 에폭시아크릴레이트, 폴리에스터아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등도 들 수 있다.
이들 다작용성 모노머는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 다작용성 모노머의 배합 비율은 아크릴계 모노머 성분 l00중량부에 대하여, 예컨대 29중량부 이하이다.
중합 개시제로서는, 예컨대 광중합 개시제, 열중합 개시제 등을 들 수 있다.
광중합 개시제로서는, 예컨대, 벤조인메틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온 등의 벤조인에터, 예컨대, 아니솔메틸에터 등의 치환 벤조인에터, 예컨대, 2,2-다이에톡시아세토페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤 등의 치환 아세토페논, 예컨대, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논 등의 치환 알파케톨, 예컨대 2-나프탈렌설폰일클로라이드 등의 방향족 설폰일클로라이드, 예컨대 1-페닐-1,1-프로페인다이온-2-(o-에톡시카보닐)-옥심 등의 광활성 옥심 등을 들 수 있다. 바람직하게는 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤을 들 수 있다.
광중합 개시제는 통상 일반 시판품이 사용되고, 예컨대 이르가큐 어(Irgacure) 시리즈(치바 스페셜티 케미칼스사 제품)을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 이르가큐어651(2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온), 이르가큐어184(1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤) 등을 들 수 있다.
열중합 개시제로서는, 예컨대 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드 등의 과산화물계 개시제, 예컨대 2,2’-아조비스아이소뷰티로나이트릴, 아조비스(2-메틸뷰티로나이트릴)등의 아조계 개시제 등을 들 수 있다.
이들 중합 개시제는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 중합 개시제의 배합 비율은 아크릴계 모노머 성분 100중량부에 대하여, 예컨대 0.01 내지 5중량부, 바람직하게는 0.1 내지 3중량부이다.
또한, 아크릴계 점착제 조성물에는, 예컨대 점도 조정제 등의 첨가제를 적절한 비율로 첨가할 수 있다.
점도 조정제로서 예컨대 스타이렌계 블록 폴리머 등을 들 수 있다.
그리고 아크릴계 모노머, 중합 개시제 및 필요에 따라 첨가제를 배합함으로써 아크릴계 점착제 조성물을 조제한다. 또한, 아크릴계 점착제 조성물을, 용매(예컨대, 메틸에틸케톤, 프로피온카보네이트 등)를 적절한 비율로 배합한 아크릴계 점착제 조성물의 바니시로서 조제할 수도 있다.
에폭시 수지는 예컨대 에폭시계 점착제 조성물로부터 조제되고, 그러한 에폭시계 점착제 조성물은 예컨대 에폭시계 모노머 성분과 중합 개시제를 포함하고 있다.
에폭시계 모노머 성분으로서는, 예컨대 지환족계 에폭시 모노머, 방향족계 에폭시 모노머, 질소 함유 고리계 에폭시 모노머 등을 들 수 있고, 바람직하게는 지환족계 에폭시 모노머, 방향족계 에폭시 모노머를 들 수 있다.
지환족계 에폭시 모노머로서는, 예컨대 사이클로헥센옥사이드 골격을 갖는 지환족계 에폭시 모노머를 들 수 있고, 바람직하게는 3,4-에폭시사이클로헥센일메틸-3’,4’-에폭시사이클로헥센카복시레이트 등을 들 수 있다.
방향족계 에폭시 모노머로서는, 예컨대 플루오렌 골격을 갖는 플루오렌 변성체를 들 수 있고, 바람직하게는 비스페녹시에탄올플루오렌다이글라이시딜에터, 비스페놀플루오렌다이글라이시딜에터 등을 들 수 있다.
중합 개시제로서는, 예컨대 열중합 개시제, 광중합 개시제 등을 들 수 있고, 바람직하게는 광중합 개시제를 들 수 있다. 그러한 광중합 개시제로서는, 예컨대 광산 발생제를 들 수 있고, 보다 구체적으로는 다이아조늄 염, 설포늄 염, 아이오도늄 염, 포스포늄 염, 셀레늄 염 등의 오늄 염을 들 수 있다. 또한, 이들의 반대이온으로서는, 예컨대 CF3SO3 - , BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 - 등의 음이온을 들 수 있다. 광산 발생제로서는 설포늄 염과 SbF6 -의 염으로서, 보다 구체적으로는 4,4’-비스[다이(β하이드록시에톡시)페닐설피니오]페닐설파이드-비스-헥사플루오로안티모네이트를 들 수 있다. 이들 중합 개시제는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
중합 개시제의 배합 비율은 에폭시계 모노머 성분 100중량부에 대하여, 예컨 대 O.1 내지 10중량부이다.
또한, 에폭시계 점착제 조성물에는, 예컨대 경화 촉매 등의 첨가제를 적절한 비율로 첨가 할 수 있다.
경화 촉매로서, 예컨대 이미다졸계 열경화 촉매를 들 수 있다.
그리고 에폭시계 모노머 성분, 중합 개시제 및 필요에 따라 첨가제를 배합함으로써 에폭시계 점착제 조성물을 조제한다. 또한, 에폭시계 점착제 조성물을, 용매(예컨대, 메틸에틸케톤, 프로피온카보네이트 등)을 적절한 비율로 배합한 에폭시계 점착제 조성물의 바니시로서 조제할 수도 있다.
그리고 오버 클래드층(4)을 형성하기 위해서는, 예컨대 상기한 바와 같이 조정한 수지 조성물을 형판의 표면에 도포하고, 계속해서 수지 조성물을 중합시켜 필름으로 형성한 후, 필름을 코어층(3)의 표면에 전사하여 적층한다. 또는, 수지 조성물을 코어층(3)의 표면에 도포한 후, 수지 조성물을 중합시킨다.
형판을 형성하는 재료는, 상기한 기재와 동일한 재료를 들 수 있다. 바람직하게는 PET를 들 수 있다. 형판의 표면, 보다 구체적으로는 형판의 표면(도포되는 수지 조성물과 접촉하는 면)은 산술 평균 표면 조도가 0.05 내지 5㎛의 요철 구조로 형성되어 있다. 형판의 상면의 산술 평균 표면 조도의 바람직한 범위는 상기한 오버 클래드층(4) 표면의 바람직한 범위와 같다. 또한, 산술 평균 표면 조도는 상기와 동일하게 구해진다. 형판의 표면의 요철 구조는 엠보스 가공 등 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다.
수지 조성물을 형판의 표면에 도포하는 방법으로서는 캐스팅, 스핀 코터 등 의 도포 방법을 들 수 있다. 또한, 도포 후 수지 조성물이 바니시로서 조제되어 있는 경우에는, 필요에 따라 80 내지 120℃에서 5 내지 30분간 가열하여 건조시킨다.
수지 조성물을 중합시키기 위해서는 수지 조성물이, 광중합 개시제를 포함하고 있는 경우에는, 예컨대 자외선 등의 빛을, 예컨대, 조사량 10 내지 1OOOOmJ/cm2로 조사한다. 또한, 수지 조성물이 열중합 개시제를 포함하고 있는 경우에는, 예컨대, 60 내지 150℃에서, 5 내지 30분간 가열한다. 이에 의해, 필름을 형판의 표면(상면)에 형성한다.
계속해서, 형판에 적층되는 필름을 상하 반전시켜, 필름을 언더 클래드층(2) 상에 코어층(3)을 피복하도록 적층한 후, 형판을 필름으로부터 박리한다. 또한, 상기 필름의 적층에서, 필요에 따라 가열 및 가압 할 수 있고, 예컨대 0.1 내지 0.5 MPa, 60 내지 100℃에서 가열 및 가압 할 수 있다.
또한, 수지 조성물(액상의 수지 조성물)을 코어층(3)의 표면에 도포하는 방법으로서는, 예컨대 캐스팅, 스핀 코터 등의 도포 방법을 들 수 있다. 또한, 도포 후 수지 조성물이 바니시로서 조제되어 있는 경우에는, 필요에 따라, 예컨대 80 내지 120℃에서 5 내지 30분간 가열하여 건조시킨다.
그 후, 상기와 같은 형판을, 그 요철 구조의 표면과 도포된 수지 조성물의 표면이 접촉하도록, 수지 조성물의 표면에 적층하고 5 내지 30분간 방치한 후, 형판을 수지 조성물로부터 박리한다.
이에 의해, 코어층(3)의 표면에, 접착 기능을 갖고 코어층(3)의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는 오버 클래드층(4)을 형성할 수 있다.
이렇게 형성되는 오버 클래드층(4)의 두께는 코어층(3)의 두께보다 적어도 10㎛이상 두껍고, 예컨대 15 내지 110㎛이다.
계속해서, 이 방법에서는, 도 2(d)에 나타낸 바와 같이 기재(15)를 제거한다. 기재(15)의 제거로서, 예컨대 에칭, 박리 등이 사용된다.
이렇게 하여, 언더 클래드층(2), 코어층(3) 및 오버 클래드층(4)을 구비한 광 도파로 필름(1)을 준비할 수 있다.
또한, 광 도파로 필름(1)에서는, 오버 클래드층(4)을 라미네이트 압력400kPa, 온도 130℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력(즉, 접착력으로서, 하기 실시예에서 구체적으로 기술하는 본접착 라미네이트 강도)가, 예컨대 0.1N/20㎜ 이상, 바람직하게는 0.2N/20㎜ 이상이고, 통상 5N/20㎜ 이하이다. 본접착 라미네이트 강도가 상기한 범위 내에 있으면, 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정한 후에는 확실히 실리콘 웨이퍼에 접착할 수 있다.
또한, 오버 클래드층(4)을 라미네이트 압력 0.1kPa, 온도 25℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90° 방향으로 박리했을 때의 저항력(즉, 접착력으로서, 하기 실시예에서 구체적으로 기술하는 가접착 라미네이트 강도)이, 예컨대 0.5N/20㎜ 이하, 바람직하게는 0.4N/20㎜ 이하이고, 통상 0.1N/20㎜ 이상이다. 가접착 라미네이트 강도가 상기한 범위 내에 있으면, 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정할 때에 실리콘 웨이퍼에 가 접착한 경우, 광 도파로 필름(1)이 위치가 어긋나 있을 때에, 광 도파로 필름(1)을 용이하게 박리하여 위치 수정할 수 있다.
다음으로, 상기 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 부착하여 본 발명의 광 기판의 1 실시 형태인 광 기판(7)을 제조하는 방법에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다.
우선, 이 방법에서는 도 3(a)를 참조하여, 지지 기판(6)을 준비하고 그 지지 기판(6)에 제 1 위치 결정 마크(8)를 형성한다.
지지 기판(6)은 예컨대 실리콘 웨이퍼 등의 무기 재료의 박판으로 이루어져있다. 지지 기판(6)은, 예컨대 평면에서 봤을 때, 광 도파로 필름(1)보다 약간 큰 대략 직사각형의 평평한 띠 형상으로 형성되어 있다. 지지 기판(6)의 두께는 예컨대 25 내지 5000㎛이다.
제 1 위치 결정 마크(8)는, 광 도파로 필름(1)의 위치 결정에 사용되는 마크로서, 지지 기판(6)의 폭방향 양 단부의 상면에 있어서 홈부로서 형성되어 있다. 또한, 제 1 위치 결정 마크(8)는, 예컨대 평면에서 봤을 때, 십자형상, 원형상, 직사각형형상 등의 적절한 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 위치 결정 마크(8)는 지지 기판(6)에 미리 형성되어 있어도 좋다.
또한, 이 방법에서는, 도 1의 파선 및 도 3(a)을 참조하여, 광 도파로 필름(1)의 언더 클래드층(2)에 제 2 위치 결정 마크(9)를 형성한다. 보다 구체적으로는, 제 2 위치 결정 마크(9)를 언더 클래드층(2)의 폭방향 양 단부의 하면에 있어서 홈부로서 형성한다. 제 2 위치 결정 마크(9)는, 제 1 위치 결정 마크(8)에 대응하여 제 1 위치 결정 마크(8)와 평면에서 봤을 때 동일 형상으로 형성되어 있고, 광 도파로 필름(1)의 위치 결정에 사용되는 마크이다. 또한, 제 2 위치 결정 마크(9)는 언더 클래드층(2)의 형성과 동시에 형성되어 있어도 좋다.
다음으로, 이 방법에서는, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면과 오버 클래드층(4)의 표면을 접촉시키면서, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)에 의해 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 위치 결정한다.
즉, 우선, 광 도파로 필름(1)을 상하 반전시켜, 광 도파로 필름(1)과 지지 기판(6)을 대향 배치하고, 오버 클래드층(4)의 하면(상하 반전 전의 상면이고, 상하 반전 후의 하면)을 지지 기판(6)의 상면에 맞닿게 접촉시킨다.
다음으로, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)를 위쪽으로부터 눈으로 확인한다. 상기 눈으로 확인시, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)가 평면에서 봤을 때 중복되어 있지 않는 경우, 즉 광 도파로 필름(1)이 지지 기판(6)에 대하여 위치 결정되어 있지 않은 경우에는, 오버 클래드층(4)의 하면과 지지 기판(6)의 상면을 접촉시키면서, 도 3(a)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)의 상면에서 미끄러뜨린다.
그 후, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)를 위쪽으로부터 눈으로 확인하여, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)가 평면에서 봤을 때 중복되어 있는 경우, 즉 광 도파로 필름(1)이 지지 기판(6)에 대하여 위치 결정된 경우에는, 위치 결정된 광 도파로 필름(1) 을 지지 기판(6)에 대하여 가접착시킨다. 가접착에서는, 도 3(b)의 가상선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 광 도파로 필름(1)을 아래쪽으로 향하여, 예컨대 0.1 내지 1 KPa의 압력으로 부착시킨다. 또한, 상기 가접착 후, 다시 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)가 평면에서 봤을 때 중복되어 있는지 아닌지를 확인한다. 이 경우에 있어서, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)가 평면에서 봤을 때 중복되어 있지 않는 경우(도 3(a)참조)에는, 일단, 광 도파로 필름(1)을 위쪽으로 끌어올려, 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)으로부터 박리하고, 다시 상기한 위치 결정 조작을 반복한다.
그 후, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)가 평면에서 봤을 때 중복되어 있으면, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 위치 결정된 광 도파로 필름(1)의 오버 클래드층(4)을 가열 및 가압에 의해 경화시키고 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 접착시킨다.
가열온도는, 예컨대 80 내지 150℃, 바람직하게는 100 내지 130℃로 설정되고, 또한 압력은 예컨대 1 내지 500KPa, 바람직하게는 100 내지 300KPa로 설정된다.
이에 의해, 지지 기판(6)과 지지 기판(6)에 부착되는 광 도파로 필름(1)을 구비한 광 기판(7)을 얻을 수 있다.
그리고, 이 방법에 의해 수득되는 광 도파로 필름(1)은, 오버 클래드층(4)이 접착 기능을 갖기 때문에, 지지 기판(6)에 대한 위치 결정 시에는, 오버 클래드층(4)을 지지 기판(6)의 표면에 직접 접착시킬 수 있다. 그 때문에, 광 도파로 필 름(1)에 제 2 위치 결정 마크(9)를 형성하고, 지지 기판(6)에 제 1 위치 결정 마크(8)를 각각 형성하더라도, 제 1 위치 결정 마크(8) 및 제 2 위치 결정 마크(9)를 두께 방향으로부터 정확히 눈으로 확인할 수 있다. 그 결과, 광 도파로 필름(1)은 지지 기판(6)에 대한 정밀도가 좋은 위치 결정을 달성할 수 있다.
또한, 상기 광 도파로 필름(1)은 오버 클래드층(4)이 접착 기능을 갖기 때문에, 지지 기판(6)에 대한 접착에 있어서 접착제층을 별도로 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 광 도파로 필름(1)의 경박화를 도모할 수 있는 동시에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 상기 광 기판(7)은 정밀도가 좋은 위치 결정이 달성된 광 도파로 필름(1)이 지지 기판(6)에 부착되어 있기 때문에 우수한 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 상기한 설명에서는, 오버 클래드층(4)에 접착 기능을 갖게 했지만, 오버 클래드층(4)에 추가로, 혹은 오버 클래드층(4) 대신에, 언더 클래드층(2)에 접착 기능을 갖게 하는 것도 가능하다. 또한, 오버 클래드층(4) 대신에 언더 클래드층(2)에 접착 기능을 갖게 하는 경우에는, 광 기판(7)의 제조에서, 광 도파로 필름(1)을 상하 반전시키지 않고 언더 클래드층(2)의 표면과 광 기판(7)의 표면을 접촉시킨다.
또한, 상기한 설명에서는, 오버 클래드층(4)의 표면을 요철 구조로 형성했지만, 이에 한정되지 않고, 예컨대 평탄 형상으로 형성하는 것도 가능하다. 바람직하게는, 오버 클래드층(4)의 표면을 요철 구조로 형성한다. 오버 클래드층(4)의 표면을 요철 구조로 형성하면, 지지 기판(6)으로의 가접착에서는, 오버 클래드층(4)의 요철 구조의 표면을 지지 기판(6)과 접촉시키기 때문에, 가접착의 접착력(가접착 라미네이트 강도)를 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 위치 결정 시의 박리를 용이하게 하여 가접착 및 박리(위치 수정)를 반복할 수 있어, 우수한 위치 결정 정밀도를 얻을 수 있다.
또한, 언더 클래드층(2)에 접착 기능을 갖게 하고, 또한，그 언더 클래드층(2)의 표면에 요철 구조를 형성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 광 기판의 다른 실시 형태를 제조하는 방법에 대하여, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 상기한 각 부에 대응하는 부재에 대해서는 이후의 각 도에서 동일한 참조 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4에 있어서, 지지 기판(6)의 길이 방향 한쪽에는, 광학 소자로서의 발광 소자(10) 및 발광 소자(10)에 접속되는 발광 측 광 파이버(18)가 설치되고, 길이 방향 다른쪽에는, 광학 소자로서의 수광 소자(11) 및 수광 소자(11)에 접속되는 수광 측 광 파이버(19)가 설치되어 있다.
발광 소자(10)는 면 발광 레이저(VCSEL)나 발광 다이오드(LED) 등으로서, 발광 소자(10)에서 발광한 빛을 발광 측 광 파이버(18)로부터 수광 측 광 파이버(19)를 향해서 출사하고 있다.
수광 소자(11)는 포토 다이오드(PD) 등으로서, 수광 측 광 파이버(19)로부터 입사된 빛을 수광하고 있고, 입사광의 광량을 검지하고 있다.
또한, 발광 측 광 파이버(18) 및 수광 측 광 파이버(19)는 복수개(4개)의 광 축이 배치되는 멀티 모드 파이버이다.
이에 의해, 도 4의 점선으로 나타낸 바와 같이, 발광 소자(10) 및 수광 소자(11) 사이, 보다 구체적으로는, 발광 측 광 파이버(18) 및 수광 측 광 파이버(19)사이에서, 지지 기판(6) 상에 복수개(4개)의 광축(20)이 배치된다. 또한, 광축(20)은, 예컨대 조정 유닛 등을 이용하여 발광 측 광 파이버(18) 및 수광 측 광 파이버(19)의 배치가 조정됨으로써 배치된다.
그리고, 우선, 이 방법에서는, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면과 오버 클래드층(4)의 표면을 접촉시키면서 코어층(3)이 발광 소자(10) 및 수광 소자(11) 사이의 광축(20)에 의해 관통되도록, 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 위치 결정한다.
보다 구체적으로는, 도 4를 참조하여, 수광 소자(11)에 의해 발광 소자(10)로부터 입사광을 충분히 검지하고 있는지의 여부, 즉 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되고 있는지의 여부를 판정한다. 이 판정에서, 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되어 있지 않은 경우에는, 오버 클래드층(4)의 하면과 지지 기판(6)의 상면을 접촉시키면서 도 4 및 도 5(a)의 화살표로 나타낸 바와 같이, 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)의 상면에서 미끄러뜨린다.
그 후, 다시 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되어 있는지의 여부를 판정하고, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 수광 소자(11)에 의해 발광 소자(10)로부터의 입사광을 충분히 검지하고 있는 경우, 즉 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통된 경우에는, 위치 결정된 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 가접착시킨다. 또 한, 상기 가접착 후, 다시 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되어 있는지 여부를 확인한다. 이 경우에 있어서, 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되어 있지 않은 경우(도 5(a)참조)에는, 일단 광 도파로 필름(1)을 위쪽으로 끌어올려 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)으로부터 박리하고, 다시 상기한 위치 결정 조작을 반복한다.
그 후, 코어층(3)이 광축(20)에 의해 관통되어 있으면, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 위치 결정된 광 도파로 필름(1)의 오버 클래드층(4)을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 접착한다.
이 방법에서는, 광축(20)을 이용하여 광 도파로 필름(1)을 지지 기판(6)에 대하여 위치 결정하기 때문에, 확실하고 또한 간편하게 우수한 신뢰성이 확보된 광 기판(7)을 얻을 수 있다.
[실시예]
이하에 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예 및 비교예에 어떠한 제한도 받지 않는다. 또한, 이하의 설명에서, 「부」 및 「%」는 특별히 명기하지 않는 한 중량 기준이다.
(실시예1)
(광 도파로 필름의 제작)
140㎜×140㎜의 유리판 상에, 표 1의 처방에 따라서 조제한 에폭시계 수지 조성물A를 스핀 코터로 도포하고, 그 후 자외선 조사하여, 계속해서 120℃에서 15분간 가열하여 경화(예비 경화)시킴으로써, 두께 25㎛의 언더 클래드층을 형성했 다(도 2(a)참조). 언더 클래드층의 파장 830㎚에서의 굴절률은 1.542였다.
다음으로, 언더 클래드층 상에, 표 1의 처방에 따라서 조제한 에폭시계 수지 조성물B를 스핀 코터로 도포하고, 그 후 포토 마스크를 통해서 자외선 노광하고, 계속해서 γ-뷰틸락톤 수용액으로 현상한 후, 120℃에서 15분간 가열하여 경화(예비 경화)시킴으로써, 두께 50㎛의 코어층을 형성했다(도 2(b)참조). 상기 코어층의 폭은 50㎛, 각 코어층 간의 간격은 200㎛이고, 파장 830㎚에서의 굴절률은 1.602였다.
이어서, 상면을 요철 구조로 가공 처리(샌드 매트 처리)한 PET 필름(EMBLET SM-38, 두께 38㎛, 유니치카사 제품)을 준비하고, 계속해서 상기 PET 필름 상면에 표 1의 처방에 따라서 조제한 아크릴계 점착제 조성물 C를 도포하고, 그 후 자외선에 의해 광중합시켜 아크릴 수지로 이루어지는 필름을 제작했다(도 2(c)참조). 상기 필름의 두께는 40㎛였다. 계속해서, PET 필름 상에 적층된 아크릴 수지로 이루어진 필름을 상하 반전시킨 후, 이 아크릴 수지의 필름을, 언더 클래드층 상에 코어층을 피복하도록, 라미네이트 압력 400kPa, 온도 100 내지 130℃에서 적층했다. 그 후, PET 필름을 수지 필름으로부터 박리했다. 또한, 이 오버 클래드층의 파장 830㎚에서의 굴절률은 1.602이고, 오버 클래드층 상면의 산술 평균 표면 조도 Ra는 0.1 내지 3.0㎛였다. 또한, 산술 평균 표면 조도 Ra는 레이저 현미경(1LM21H, 레이저테크(Lasertec)사 제품)을 이용한 표면 관찰로부터 산출했다.
그 후, 유리판을 언더 클래드층으로부터 박리하여, 언더 클래드층, 코어층 및 오버 클래드층으로 이루어지는 광 도파로 필름을 제작했다.
(광 기판의 제작)
실리콘 웨이퍼에, 파장 780㎚의 펨토세컨드 레이저(Femtosecond laser)를 이용하여 제 1 위치 결정 마크를 형성했다. 또한, 제작한 광 도파로 필름의 언더 클래드층에 KrF 엑시머 레이저를 이용하여 제 2 위치 결정 마크를 형성했다.
이어서, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼의 표면에 배치하고, 실리콘 웨이퍼의 표면에서 미끄러뜨리면서, 광학 현미경으로 제 1 위치 결정 마크 및 제 2 위치 결정 마크를 관찰하면서 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정했다 (도 3(a)참조).
그리고, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에, 라미네이트 압력 O.1kPa, 온도25℃에서 가접착했다(도 3(b)참조). 그 후, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에 라미네이트 압력 400kPa, 온도 130℃에서, 본접착했다(도 3(c)참조).
이에 의해, 실리콘 웨이퍼에 광 도파로 필름이 부착된 광 기판을 제작했다.
또한, 본접착 후의 제 1 위치 결정 마크 및 제 2 위치 결정 마크와의 어긋난 길이를 측장 현미경으로 측정하여 본접착 전후의 어긋난 양을 산출한 바 5㎛이내인 것을 확인했다.
또한, 본접착 후의 광 도파로 필름의 두께를 측장 현미경으로 측정하여 본접착 전후의 두께의 변화량를 산출한 바 5㎛ 이내인 것을 확인했다.
(실시예2)
실시예1의 오버 클래드층의 형성에서, 아크릴 수지로 이루어지는 필름으로서 NA590(아크릴 수지 테이프, 두께 25㎛, 닛토덴코사 제품)을 이용한 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 오버 클래드층을 형성하여 광 도파로 필름을 제작하고, 계속해서, 광 기판을 제작했다. 또한, 오버 클래드층의 두께는 25㎛였다.
(실시예3)
실시예1의 오버 클래드층의 형성에서, 요철 구조로 가공 처리한 PET 대신에, 통상의 PET 필름(요철 구조로 가공 처리하고 있지 않은 PET 필름)을 이용한 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 오버 클래드층을 형성하여 광 도파로 필름을 제작하고, 계속해서 광 기판을 제작했다. 또한, 오버 클래드층의 상면은 평탄 형상으로 형성되었다. 또한, 오버 클래드층의 두께는 40㎛였다.
(실시예4)
실시예 1의 오버 클래드층의 형성에서, 표 1의 처방에 따라서 조제한 에폭시계 수지 조성물D를, 코어층을 포함하는 언더 클래드층 상에 스핀 코터에 의해 도포한 후, 90℃에서 10분간 건조(프리베이크)시킴으로써 오버 클래드층을 형성하고, 또한 본접착 후에 150℃에서 30분간 에이징하여 열경화(포스트 베이크)시킨 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 오버 클래드층을 형성하여 광 도파로 필름을 제작하고, 계속해서 광 기판을 제작했다. 또한, 오버 클래드층의 두께는 50㎛였다.
(실시예5)
실시예 1과 동일하게 하여 광 도파로 필름을 형성했다. 계속해서 수동 조정 유닛을 이용하여, VCSEL(파장 850㎚)에 접속되는 VCSEL 측광 파이버와 PD에 접속되는 PD 측광 파이버를 실리콘 웨이퍼 상에 광축이 배치되도록 설치했다(도 4참조).
계속해서, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼의 표면에 배치하여, VCSEL을 발광시키면서 실리콘 웨이퍼의 표면에서 미끄러뜨리고, 코어층이 광축에 관통되어 PD가 최대 수광량을 검지했을 때에, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에 대하여 위치 결정했다(도 5(a)참조).
그리고, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에 라미네이트 압력 O.1kPa, 온도 25℃에서 가접착했다(도 5(b)참조). 그 후, 광 도파로 필름을 실리콘 웨이퍼에, 라미네이트 압력 400kPa, 온도 130℃에서 본접착했다(도 5(c)참조).
이에 의해, 실리콘 웨이퍼에 광 도파로 필름이 부착된 광 기판을 제작했다. 상기 광 기판은, 광 도파로 필름이 실리콘 웨이퍼에 대하여 정밀도 좋게 위치 결정 되었다.
(비교예1)
실시예 1의 오버 클래드층의 형성에서, 에폭시계 수지 조성물A를 스핀 코터로 도포하고, 그 후 자외선 조사하고, 계속해서 120℃에서 15분간 가열해 경화시켜 오버 클래드층을 형성하여 광 도파로 필름을 제작하고, 이어서, 광 기판을 제작했다. 또한, 이 오버 클래드층은 점착성(표면점착성)이 실질적으로 없는 수지로서 형성되었다. 또한, 오버 클래드층의 두께는 75㎛였다.
Figure 112008055162236-PAT00001
(평가)
1)광 손실량
실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 광 도파로 필름을, 다이서(DAD522, 디스코사 제품)로 코어층의 길이가 100㎜이 되도록 절단했다. 이를, 멀티 모드 파이버에 의해서 파장 850㎚의 VCSEL과 광학적으로 접속하고, 또한 렌즈로 집광시켜 PD로 검지함으로써 광 손실량을 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
2)실리콘 웨이퍼에 대한 미끄럼성, 가접착 기능, 가접착 및 본접착에서의 라미네이트강도
실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 위치 결정에서, 광 도파로 필름의 실리콘 웨이퍼에 대한 미끄럼성 및 가접착 기능을 평가했다. 미끄럼성의 평가에서, ○는 미끄럼성이 양호하고, ×는 미끄럼성이 불량임을 나타낸다. 또한, 가접착 기능의 평가에서, ○는 가접착 할 수 있었던 것을 나타내고, ×는 가접착할 수 없었던 것을 나타낸다.
또한, 가접착 라미네이트 강도를 지지 기판상에 가접착된 광 도파로 필름에 대한 90°박리 시험에 의해서 측정했다. 90°박리 시험에서는, 가접착 후의 광 도파로 필름을 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력을 산출했다.
또한, 본접착 라미네이트 강도를 지지 기판상에 본접착된 광 도파로 필름에 대한 90°박리 시험에 의해서 측정했다. 90°박리 시험에서는, 본접착후의 광 도파로 필름을 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력을 산출했다. 이들 결과를 표 2에 나타낸다.
3)본접착 전후에 있어서의 어긋난 양 및 두께의 변화량
실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서의 본접착 전후의 어긋난 양 및 두께의 변화량의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112008055162236-PAT00002
또한, 상기 설명은, 본 발명의 예시의 실시 형태로서 제공했지만, 이는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해서 명백한 본 발명의 변형예는 후술하는 특허청구의 범위에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 광 도파로 필름의 일 실시 형태의 폭 방향에 따른 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 광 도파로 필름의 제조 방법을 나타내는 공정도로서,
(a)는 기재 상에 언더 클래드층을 형성하는 공정,
(b)는 코어층을 언더 클래드층 상에 형성하는 공정,
(c)는 오버 클래드층을 언더 클래드 층상에 코어층을 피복하도록 형성하는 공정,
(d)는 기재를 제거하는 공정을 나타낸다.
도 3은 도 1에 나타내는 광 도파로 필름을 지지 기판에 부착하여 광 기판을 제조하는 방법의 공정도로서,
(a)는 제 1 위치 결정 마크 및 제 2 위치 결정 마크에 의해서 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정,
(b)는 위치 결정된 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 가접착시키는 공정,
(c)는 오버 클래드 층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 부착시키는 공정을 나타낸다.
도 4는 도 1에 나타내는 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 광축을 이용하여 위치 결정하여 광 기판을 제조하는 방법의 설명도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 광 도파로 필름을 지지 기판에 부착하여 광 기판을 제조하는 방법의 공정도로서,
(a)는 광축에 의해서 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정,
(b)는 위치 결정된 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 가접착시키는 공정,
(c)는 오버 클래드 층을 가열 및 가압에 의해 경화시켜, 광 도파로 필름을 지지 기판에 대하여 부착시키는 공정을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    라미네이트 압력 400kPa, 온도 130℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력이 0.1N/20㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    라미네이트 압력 0.1kPa, 온도 25℃에서 실리콘 웨이퍼에 부착시킨 경우, 박리 속도 50㎜/min로 실리콘 웨이퍼의 표면에 대하여 90°방향으로 박리했을 때의 저항력이 0.5N/20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클래드층이 아크릴 수지 및/또는 에폭시 수지를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클래드층은 요철 구조를 표면에 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름.
  6. 코어층을 형성하는 공정, 및
    상기 코어층의 표면에 수지로 이루어지는 필름을 적층함으로써, 접착 기능을 갖고 상기 코어층의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는 클래드층을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름의 제조 방법.
  7. 코어층을 형성하는 공정, 및
    상기 코어층의 표면에 액상의 수지 조성물을 도포하고, 계속해서 상기 수지 조성물을 건조시킴으로써, 접착 기능을 갖고 상기 코어층의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는 클래드층을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 광 도파로 필름의 제조 방법.
  8. 지지 기판, 및
    상기 지지 기판에 부착되는 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 광 도파로 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 광 기판.
  9. 지지 기판에 제 1 위치 결정 마크를 형성하고, 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 광 도파로 필름에 상기 제 1 위치 결정 마크와 대응하는 제 2 위치 결정 마크를 형성하고, 계속해서 상기 지지 기판의 표면과 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 제 1 위치 결정 마크 및 상기 제 2 위치 결정 마크에 의해서 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하고, 그 후, 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 광 기판.
  10. 지지 기판의 표면과, 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 광 도파로 필름의 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 코어층이 광학 소자 사이의 광축에 의해 관통되도록, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하고, 그 후, 위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 광 기판.
  11. 지지 기판에 제 1 위치 결정 마크를 형성하는 공정,
    접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 광 도파로 필름에, 상기 제 1 위치 결정 마크와 대응하는 제 2 위치 결정 마크를 형성하는 공정,
    상기 지지 기판의 표면과 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 제 1 위치 결정 마크 및 상기 제 2 위치 결정 마크에 의해서 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정 및,
    위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 기판의 제조 방법.
  12. 지지 기판의 표면과, 접착 기능을 갖는 클래드층 및 상기 클래드층에 피복되는 코어층을 구비하고 있는 광 도파로 필름의 상기 클래드층의 표면을 접촉시키면서 상기 코어층이 광학 소자 사이의 광축에 의해 관통되도록, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 위치 결정하는 공정, 및
    위치 결정된 상기 광 도파로 필름의 상기 클래드층을 가열 및 가압에 의해 경화시키고, 상기 광 도파로 필름을 상기 지지 기판에 대하여 접착시키는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광 기판의 제조 방법.
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