KR20180019545A - 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물 및 광도파로 형성용 감광성 필름, 그리고 상기 에폭시 수지 조성물 또는 감광성 필름을 사용하여 제조된 광도파로, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 - Google Patents
광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물 및 광도파로 형성용 감광성 필름, 그리고 상기 에폭시 수지 조성물 또는 감광성 필름을 사용하여 제조된 광도파로, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 에폭시 수지 및 광양이온 중합개시제를 함유하고, 상기 에폭시 수지가 고형 에폭시 수지 성분만으로 구성되는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이다. 이 때문에, 높은 R-to-R(roll-to-roll) 적합성 및 파장 850 ㎚에서 고투명성을 겸비한 코어층 형성 재료를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 상기 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 이용하여, 광도파로의 코어층을 형성한 경우, 종래의 제조 공정을 변경하지 않고, 우수한 R-to-R 적합성 및 고투명성, 나아가서는 저손실을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
Description
본 발명은, 광통신, 광정보 처리, 그 밖에 일반 광학에서 널리 이용되는 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판에 있어서의 광도파로를 구성하는 코어층 등의 형성 재료로서 이용되는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물 및 광도파로 형성용 감광성 필름, 그리고 상기 에폭시 수지 조성물 또는 감광성 필름을 사용하여 제조된 광도파로, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판에 관한 것이다.
종래, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판용의 광도파로 형성 재료에는 각종 감광성 에폭시 수지 조성물이 이용되고, 예컨대, 이것을 이용하여 코어층을 패턴 형성할 때에는, 예컨대, 포토마스크를 통해 자외선(UV) 조사를 행함으로써 원하는 코어 패턴을 제작하고 있다.
이러한 감광성 에폭시 수지 조성물은 광경화 감도가 높은 한편, 도공 후의 표면 점착성[택크성(tackiness)]의 관점에서 R-to-R(롤·투·롤: roll-to-roll)과 같은 연속 프로세스에는 적합하게 할 수 없다고 하는 결점을 갖기(롤에 접촉했을 때에 필름이 파괴되기) 때문에, 생산성이 부족하다고 하는 문제가 있었다(특허문헌 1). 그 때문에, R-to-R 프로세스에 적합하게 하기 위해서, 일반적으로는 감광성 수지로서 상온에서 고체를 나타내는 수지 성분이 이용된다. 그 때, 고분자량이면 고분자량일수록 경화 전단계의 비정질 필름의 유연성은 높아지지만, 그 한편 패터닝 해상성이 저하되게 된다. 반대로, 저분자량의 것이면 패터닝 해상성은 높아지지만 유연성은 저하되게 된다. 이와 같이, 일반적으로는 필름의 유연성과 해상성은 트레이드 오프의 관계에 있어 문제가 있었다. 그래서, 필름의 유연성과 해상성을 양립시키는 광도파로 재료가 요구되고, 예컨대, 광도파로의 클래드층 형성 재료이지만, 에폭시기 함유 아크릴 고무, 우레탄(메트)아크릴레이트, 우레탄 결합을 갖지 않는 (메트)아크릴레이트를 이용한 수지 조성물이 제안되어 있다(특허문헌 2).
그런데, 광도파로의 코어층 형성 재료에 관해서는, 그 사용 용도에 기초하여, 그 경화물의 여러 물성으로서 고굴절률, 고투명성, 고해상 패터닝성, 고내열성과 같은 많은 요구 특성을 만족시킬 필요가 있다. 그 때문에, 광도파로의 제조에 있어서는, 형성 재료로서 메이커 각사 모두 여러 가지 원료의 배합이나 그 밸런스를 취함으로써 상기 요구 특성을 만족시키기 위한 검토가 행해지고 있다.
전술한 바와 같이, 대량생산을 시야에 넣은 R-to-R 프로세스에 있어서, 일반적으로 미경화 필름을 드라이 필름화하는 수법이 이용되고 있지만, 그 재료 개발에 있어서 미경화 필름의 저택크성, 유연성과 같은 드라이 필름 재료로서의 프로세스 적합성의 요구로부터, 결과적으로, 재료 설계의 자유도를 좁히게 된다. 또한, 상기 재료 설계의 자유도가 좁아진다고 하는 것 뿐만 아니라, 드라이 필름을 제작할 때, 라미네이트 기재가 필름의 양면에 필요해지기 때문에, 자원 절약화 및 비용의 관점에서 문제가 되기 때문에, 재료 개발에 있어서 웨트 프로세스에 대한 적합성도 또한 중요시된다(특허문헌 3).
이러한 기술 배경을 감안하여, 종래에서는, 예컨대, 특수한 노볼락형 다작용 에폭시 수지를 주제(主劑)로 하여 여러 가지 수지를 배합함으로써 상기 특성을 만족시키는 감광성 에폭시 수지 조성물이 개발되고 있다(특허문헌 4).
그러나, 광·전기 전송용 혼재 기판용의 광도파로 형성 재료에는, 상기한 요구 특성 중 특히 높은 투명성이 요구되기 때문에, 특수한 노볼락형 다작용 에폭시 수지는 전자 전이 흡수 기인에 의해 황색이 강하여, 광전파 손실상의 기능으로서 불충분하다.
또한, R-to-R 프로세스 적합성을 감안한 경우, 재료 설계로서 액상 성분을 가소제적으로 소량 첨가함으로써 미경화시의 도막(塗膜) 유연성을 부여하는 것이 일반적이지만, 제작 공정상의 환경 인자, 특히 계절 인자 등의 온도 변화에 의해 의도치 않게 택크가 발생하는 문제가 다발하여, 이것이 도막 파괴의 원인이 된다. 이것을 회피하려고 액상 성분을 제거하면 도막 유연성이 손상되고, 크랙이 발생한다고 하는 트레이드 오프에 빠지게 된다.
또한, 경화 후의 필름에 대해서도 저온 하의 금속 롤에 인장 응력이 가해진 상태에서 만곡시키면, 경화 필름에 크랙이 발생한다고 하는 문제점도 빈발한다.
이러한 것으로부터, 코어층 형성 재료로서, 종래의 제조 공정을 변경하지 않고, 웨트 프로세스에서 우수한 R-to-R 적합성과 함께 고투명성도 갖춘 코어층 형성 재료가 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 R-to-R 적합성 및 고투명성, 예컨대 파장 850 ㎚에서의 고투명성을 겸비한 코어층 형성 재료가 될 수 있는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물 및 광도파로 형성용 감광성 필름, 그리고 상기 에폭시 수지 조성물 또는 감광성 필름을 사용하여 제조된 광도파로, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판의 제공을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 에폭시 수지 및 광양이온 중합개시제를 함유하는 광경화성 수지 조성물로서, 상기 에폭시 수지가 고형 에폭시 수지 성분만으로 구성되는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 제1 요지로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제1 요지인 감광성 에폭시 수지 조성물을 필름상으로 형성하여 이루어진 광도파로 형성용 감광성 필름을 제2 요지로 한다.
또한, 본 발명은, 기재와, 그 기재 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 중에 소정 패턴으로 형성된, 광신호를 전파하는 코어층을 구비한 광도파로로서, 상기 코어층이, 상기 제1 요지의 감광성 에폭시 수지 조성물, 또는 상기 제2 요지의 감광성 필름을 경화시킴으로써 형성되어 있는 광도파로를 제3 요지로 한다.
그리고, 본 발명은, 상기 제3 요지의 광도파로를 구비하는 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판을 제4 요지로 한다.
본 발명자는, 양호한 R-to-R 적합성을 가지며, 또한 고투명성 및 저손실도 갖춘 광도파로의 코어층 형성 재료가 되는 감광성 에폭시 수지 조성물을 얻기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 상기한 바와 같이, 고형 성분만으로 구성되어 이루어지는 에폭시 수지 성분을 이용하면, 소기의 목적이 달성되는 것을 발견하여 본 발명에 도달하였다.
[1] R-to-R 적합성(미경화 필름 유연성): 본 발명자는, 에폭시 수지를 고형 에폭시 수지만으로 구성하는 것은 물론, 보다 바람직한 양태로서 고형 에폭시 수지의 연화점에 주목하였다. 일반적으로, 수지의 유연성은, 분자의 얽힘에 의한 강인성의 발현과 주쇄를 채용할 수 있는 컨포메이션의 다양성에 기인한다. 연화점이 높은 고형 에폭시 수지는, 어느 일정 이상의 분자량을 가지면 높은 미경화 유연성을 발현하게 된다. 이것은, 고분자량 수지로서 주쇄의 얽힘(상호작용)이 강해지는 것에 기인하지만, 배합 조성상 바니시 점도의 상승에 기여하기 위해 용제 성분을 과잉으로 사용할 필요가 발생하기 때문에, 후막 도공에 적합하지 않게 되는 것 이외에, 패터닝성의 악화도 우려된다.
한편, 연화점이 낮은 재료는 분자의 주쇄의 얽힘이 약하기 때문에 주쇄간의 상호작용에 속박되지 않아, 취할 수 있는 컨포메이션은 다양해지기 때문에 유연화를 기대할 수 있다. 고온 영역도 아니고 저온 영역도 아닌 어중간한 온도 영역의 연화점을 갖는 재료는, 상기 연화점이 높은 재료와 연화점이 낮은 재료 양쪽의 단점이 현저히 영향을 주어 유연성이 악화되는 경향이 보여진다.
본 발명에서는, 고형을 나타내는 에폭시 수지를 이용함으로써, 액상 성분을 첨가하지 않고 미경화에 있어서의 유연성 부여가 달성되게 된다.
[2] 굴절률: 광도파로의 코어층 형성 재료로서의 기능을 수행하는 데 있어서 고굴절률은 빠뜨릴 수 없는 기능이다. 일반적으로, 수지의 고굴절률화에는 나노 필러, 중원소 함유 모노머, 플루오렌 골격 함유 모노머의 첨가가 설계의 주류이지만, 그 중에서도 저렴하게 채용할 수 있는 설계는 플루오렌 골격 함유 모노머의 사용이다. 그러나, 일반적으로 플루오렌 골격 함유 모노머의 선택지는 한정되어 있어, 고점성 액체 모노머나 고결정성 모노머 중 어느 하나밖에 없는 것이 실정이다. 상기 고점성 액체 모노머에 대해서는, 택크 발생의 원인이 되기 때문에 사용할 수 없고, 또한 고결정성 모노머는, 수지 성분 중, 대부분을 차지하는 비율로써 사용하면 재결정이 생겨 바니시의 포트라이프를 단축하는 것으로 이어진다. 이 때문에, 저렴하게 고굴절률화를 도모할 수 있는 굴절률의 상한은, 한정적이지만 1.59 정도의 굴절률을 부여할 수 있으면 광도파로의 코어층 형성 재료로서의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 고굴절률화, 포트라이프의 관점에서, 고결정성의 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지를 이용하면, 코어층으로서의 양호한 기능을 부여하는 것이 용이해져서 바람직하다.
[3] 직선 손실: 바람직하게는, 사용 원료로서 색상이 낮은 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지 재료를 이용하여, 또한 파장 850 ㎚ 흡수 인자가 되는 방향환의 진동 흡수의 4배음 흡수가 적은 상기 크레졸 노볼락 수지를 베이스 수지로 함으로써 저손실 효과를 부여하는 것이 가능해진다.
[4] 바니시 안정성: 고형 수지 성분만으로 수지를 구성함으로써 대응하는 것이 가능해진다. 보다 적합하게는, 상기 굴절률의 항에서 설명한 바와 같이, 결정성의 플루오렌 모노머의 도입은 재결정의 우려를 갖기 때문에, 본 발명에서는, 특히 바람직하게는, 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지를 15∼20 중량부로 하는 사용량에 의해, 바니시 안정성의 유지가 용이해진다.
이와 같이, 상기 각 항목을 전부 만족시키도록 에폭시 수지를 고형 성분만으로 구성함으로써, 더욱 바람직하게는 전술한 바와 같이 에폭시 수지로서 재료를 선정하고, 또한 선정한 재료의 배합 비율을 특정함으로써 요구 물성을 만족시키는 것이 한층 더 용이해지는 것이다.
이와 같이, 본 발명은, 에폭시 수지가, 고형 성분만으로 구성되어 이루어지는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이다. 이 때문에, 상기 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 이용하여, 광도파로의 코어층을 형성한 경우, 종래의 제조 공정을 변경하지 않고, 우수한 R-to-R 적합성 및 고투명성, 나아가서는 저손실을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 에폭시 수지가, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)를 함유하는 구성 성분이면, 한층 더 우수한 R-to-R 적합성 및 고투명성, 나아가서는 저손실을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 상기 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)를 함유하는 구성의 에폭시 수지에 있어서, 상기 각 고형 에폭시 수지의 혼합 배합 비율을, 중량 기준으로, 특정 범위로 설정하면, 한층 더 우수한 R-to-R 적합성 및 고투명성, 나아가서는 저손실을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a)의 연화점이 65℃ 이하이면, 한층 더 우수한 R-to-R 적합성을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b)의 연화점이 80℃ 이하이면, 한층 더 우수한 R-to-R 적합성을 갖춘 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 단, 본 발명은, 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
《광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물》
본 발명의 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물(이하, 단순히 「감광성 에폭시 수지 조성물」이라고 하는 경우가 있음)은, 특정 수지 성분 및 광양이온 중합개시제를 이용하여 얻어지는 것이다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 상기 특정 수지 성분이, 고형 에폭시 수지 성분만으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서, 「액상」 혹은 「고형」이란, 상온(25±5℃)의 온도 하에서 유동성을 보이는 「액체」 상태, 또는 유동성을 보이지 않는 「고체」 상태를 나타내는 것을 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서, 상온이란 전술한 바와 같이, 25±5℃의 온도 영역을 의미한다.
이하, 각종 성분에 대해서 차례로 설명한다.
<특정 수지 성분>
상기 특정 수지 성분은, 전술한 바와 같이, 고형 에폭시 수지 성분만으로 구성된다. 그리고, 양호한 R-to-R 적합성을 가지며, 또한 고투명성 및 저손실의 관점에서, 상기 고형 에폭시 수지 성분은, 구체적으로는, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)의 3성분을 함유하는 구성인 것이 바람직하다.
상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a)는, 상온에서 고체를 띠는 것으로서, 예컨대, 하기의 일반식 (1)로 표시되는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지를 들 수 있다.
[상기 식 (1)에 있어서, R은 탄소수 1∼6의 알킬기로서, 서로 동일하여도 좋고 상이하여도 좋다. 또한, n은 양수이다.]
상기 식 (1)에 있어서, 바람직하게는 R은 전부 메틸기이다.
상기 일반식 (1)로 표시되는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지로서, 구체적으로는, YDCN-704A, YDCN-700-10, YDCN-700-7, YDCN-700-5, YDCN-700-3(모두 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용된다.
그리고, 상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a)로서는, 연화점이 65℃ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 55∼65℃이다. 즉, 연화점이 너무 높으면, R-to-R 적합성이 저하되는 경향이 보여진다.
상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b)로서는, 상온에서 고체를 띠는 것으로서, 구체적으로는, 장쇄 2작용 방향족 비스페놀 A형 에폭시 수지인 JER1002, JER1003, JER1004, JER1007, JER1010(모두 미쓰비시카가쿠사 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용할 수 있다.
그리고, 상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b)로서는, 연화점이 80℃ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 65∼78℃이다. 즉, 연화점이 너무 높으면, R-to-R 적합성이 저하되는 경향이 보여진다.
상기 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)는, 상온에서 고체를 띠고, 주쇄에 플루오렌 골격을 갖는 고형 에폭시 수지로서, 예컨대, 하기의 일반식 (2)로 표시되는 에폭시 수지를 들 수 있다.
[식 (2) 중, R1∼R4는 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기로서, 서로 동일하여도 좋고 상이하여도 좋다. 또한, R5 및 R6은 수소 원자 또는 메틸기로서, 서로 동일하여도 좋고 상이하여도 좋다. n은 각각 독립적으로 0∼10의 정수를 나타낸다.]
상기 식 (2)에 있어서, 바람직하게는 R1∼R6은 수소 원자이며, 구체적으로는, OGSOL PG-100(오사카가스케미칼사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 특정 수지 성분인, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)의 각 배합 비율은, 중량 기준으로, 바람직하게는, (a)+(b)+(c)=100 중량부로 한 경우, (a) 40∼60 중량부, (b) 20∼40 중량부, (c) 15∼20 중량부이다. 보다 바람직하게는, (a) 50∼60 중량부, (b) 25∼35 중량부, (c) 18∼20 중량부이다. 즉, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a)가 지나치게 적으면, 광전파 손실이 저하되는 경향이 보여지고, 지나치게 많으면, 다른 기능성 부여에 있어서 밸런스를 취할 수 없게 되는 경향이 보여진다. 또한, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b)가 지나치게 적으면, 경화물의 유연성이 저하되는 경향이 보여지고, 지나치게 많으면 광전파 손실이 저하되는 경향이 보여진다. 그리고, 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)가 지나치게 적으면, 굴절률이 부족되는 경향이 보여지고, 지나치게 많으면, 포트라이프가 악화되는 경향이 보여진다.
본 발명에서는, 상기 고형 에폭시 수지 성분으로서는, 구체적으로는, 상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)를 함유하는 구성인 것이 바람직하지만, 상기 (a), (b), (c) 이외의 고형 에폭시 수지를 이용하여도 좋다. 보다 바람직하게는, 상기 (a), (b), (c)의 3성분이 고형 에폭시 수지 성분 전체의 80 중량% 이상을 차지하는 것이다. 특히 바람직하게는, 고형 에폭시 수지 성분이, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)의 3성분만으로 이루어진 구성이다.
<광양이온 중합개시제>
상기 광양이온 중합개시제(광산발생제)는, 감광성 에폭시 수지 조성물에 대하여 광조사에 의한 경화성을 부여하기 위해, 예컨대, 자외선 조사에 의한 경화성을 부여하기 위해 이용되는 것이다.
상기 광양이온 중합개시제로는, 예컨대, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드비스헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드비스헥사플루오로안티모네이트, (2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1-메틸에틸)벤젠]-Fe-헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등이 이용된다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용된다.
또한, 광양이온 중합개시제의 구체예로서, 트리페닐술포늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 SP-170(ADEKA사 제조), CPI-101A(산아프로사 제조), WPAG-1056(와코쥰야쿠고교사 제조), 디페닐요오도늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 WPI-116(와코쥰야쿠고교사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 광양이온 중합개시제의 함유량은, 감광성 에폭시 수지 조성물의 수지 성분 100 중량부에 대하여 0.1∼3 중량부로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.25∼1 중량부이다. 즉, 광양이온 중합개시제의 함유량이 지나치게 적으면, 만족스러운 광조사(자외선 조사)에 의한 광경화성을 얻기 어렵고, 지나치게 많으면, 광감도가 높아져, 패터닝에 있어서 형상 이상을 초래하는 경향이 보여지며, 그리고 초기 손실의 요구 물성이 악화되는 경향이 보여진다.
본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물에는, 상기 특정 수지 성분 및 광양이온 중합개시제 이외에, 필요에 따라, 예컨대, 접착성을 높이기 위해서 실란계 혹은 티탄계의 커플링제, 올레핀계 올리고머나 노르보넨계 폴리머 등의 시클로올레핀계 올리고머나 폴리머, 합성 고무, 실리콘 화합물 등의 밀착 부여제, 힌더드 페놀계 산화방지제나 인계 산화방지제 등의 각종 산화방지제, 레벨링제, 소포제 등을 배합할 수 있다. 이들 첨가제는, 본 발명에 있어서의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 배합된다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여 이용할 수 있다.
상기 산화방지제의 배합량은, 수지 성분 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만으로 설정하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 1 중량부 이하이다. 즉, 산화방지제의 함유량이 지나치게 많으면, 초기 손실의 요구 물성이 악화되는 경향이 보여진다.
본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물은, 상기 특정 수지 성분 및 광양이온 중합개시제, 나아가서는 필요에 따라 다른 첨가제를, 소정의 배합 비율로 하여 교반 혼합함으로써 조제할 수 있다. 또한, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을 도공용 바니시로 해서 조제하기 위해, 가열 하(예컨대, 60∼120℃ 정도), 유기 용제에 교반 용해시키는 것이 바람직하다. 상기 유기 용제의 사용량은, 적절하게 조정되는 것이지만, 예컨대, 감광성 에폭시 수지 조성물의 수지 성분 100 중량부에 대하여 20∼80 중량부로 설정하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 30∼60 중량부이다. 즉, 유기 용제의 사용량이 지나치게 적으면, 도공용 바니시로 해서 조제했을 때에 고점도가 되어 도공성이 저하되는 경향이 보여지고, 유기 용제의 사용량이 지나치게 많으면, 도공용 바니시를 이용하여 후막으로 도공 형성하는 것이 곤란해지는 경향이 보여진다.
상기 도공용 바니시를 조제할 때에 이용되는 유기 용제로는, 예컨대, 젖산에틸, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부타논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여, 도공에 적합한 점도가 되도록, 예컨대, 상기 범위 내에서 소정량 이용된다.
《광도파로》
이어서, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을 코어층 형성 재료로서 이용하여 이루어지는 광도파로에 대해서 설명한다.
본 발명의 광도파로는, 예컨대, 기재와, 그 기재 상에, 소정 패턴으로 형성된 클래드층(언더클래드층)과, 상기 클래드층 상에, 광신호를 전파하는, 소정 패턴으로 형성된 코어층과, 또한, 상기 코어층 상에 형성된 클래드층(오버클래드층)을 구비한 구성으로 이루어진다. 그리고, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 코어층이, 전술한 감광성 에폭시 수지 조성물에 의해 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 언더클래드층 형성 재료 및 오버클래드층 형성 재료에 관해서는, 동일한 성분 조성으로 이루어진 클래드층 형성용 수지 조성물을 이용하여도 좋고, 상이한 성분 조성의 수지 조성물을 이용하여도 좋다. 또한, 본 발명의 광도파로에 있어서, 상기 클래드층은, 코어층보다도 굴절률이 작아지도록 형성할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 광도파로는, 예컨대, 다음과 같은 공정을 경유함으로써 제조할 수 있다. 즉, 기재를 준비하고, 그 기재 상에, 클래드층 형성 재료인 감광성 수지 조성물로 이루어진 감광성 바니시를 도공한다. 이 바니시 도공면에 대하여 자외선 등의 광조사를 행하고, 필요에 따라 가열 처리를 더 행함으로써 감광성 바니시를 경화시킨다. 이와 같이 하여 언더클래드층(클래드층의 아래쪽 부분)을 형성한다.
이어서, 상기 언더클래드층 상에, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을 유기 용제에 용해시켜 이루어지는 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공함으로써 코어층 형성용 미경화층을 형성한다. 이 때, 상기 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 유기 용제를 가열 건조하여 제거함으로써 미경화의 광도파로 형성용 감광성 필름이 되는 필름 형상으로 형성되게 된다. 그리고, 이 코어층 형성용 미경화층면 상에, 소정 패턴(광도파로 패턴)을 노광시키기 위한 포토마스크를 배치하고, 이 포토마스크를 통해 자외선 등의 광조사를 행하며, 필요에 따라 가열 처리를 더 행한다. 그 후, 상기 코어층 형성용 미경화층의 미노광 부분(미경화 부분)을, 현상액을 이용하여 용해 제거함으로써, 소정 패턴의 코어층을 형성한다.
이어서, 상기 코어층 상에, 전술한 클래드층 형성 재료인 감광성 수지 조성물로 이루어진 감광성 바니시를 도공한 후, 자외선 조사 등의 광조사를 행하고, 필요에 따라 가열 처리를 더 행함으로써, 오버클래드층(클래드층의 위쪽 부분)을 형성한다. 이러한 공정을 경유함으로써, 목적으로 하는 광도파로를 제조할 수 있다.
상기 기재 재료로는, 예컨대, 실리콘 웨이퍼, 금속제 기판, 고분자 필름, 유리 기판 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 금속제 기판으로는, SUS 등의 스테인레스판 등을 들 수 있다. 또한, 상기 고분자 필름으로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름 등을 들 수 있다. 그리고, 그 두께는, 통상, 10 ㎛∼3 ㎜의 범위 내로 설정된다.
상기 광조사에서는, 구체적으로는 자외선 조사가 행해진다. 상기 자외선 조사에서의 자외선 광원으로는, 예컨대, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등 등을 들 수 있다. 또한, 자외선의 조사량은, 통상, 10∼20000 mJ/㎠, 바람직하게는 100∼15000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 500∼10000 mJ/㎠ 정도를 들 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 등의 광조사에 의한 노광 후, 광반응에 의한 경화를 완결시키기 위해 가열 처리를 행하여도 좋다. 또한, 상기 가열 처리 조건으로는, 통상, 80∼250℃, 바람직하게는, 100∼150℃에서, 10초∼2시간, 바람직하게는, 5분∼1시간의 범위 내에서 행해진다.
또한, 상기 클래드층 형성 재료로는, 예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 불소화 에폭시 수지, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 각종 액상 에폭시 수지, 고형 다작용 지방족 에폭시 수지 등의 고형 에폭시 수지, 나아가서는, 전술한 각종 광산발생제를 적절하게 함유하는 에폭시 수지 조성물을 들 수 있고, 코어층 형성 재료와 비교하여 적절하게, 저굴절률이 되는 배합 설계가 행해진다. 또한, 필요에 따라 클래드층 형성 재료를 바니시로서 조제하여 도공하기 위해, 도공에 적합한 점도를 얻어지도록 종래 공지된 각종 유기 용제, 또한, 상기 코어층 형성 재료를 이용한 광도파로로서의 기능을 저하시키지 않을 정도의 각종 첨가제(산화방지제, 밀착 부여제, 레벨링제, UV 흡수제)를 적량 이용하여도 좋다.
상기 바니시 조제용에 이용되는 유기 용제로는, 전술과 마찬가지로 예컨대, 젖산에틸, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부타논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여, 도포에 적합한 점도를 얻어지도록, 적량 이용된다.
또한, 상기 기재 상에 있어서의, 각 층의 형성 재료를 이용한 도공 방법으로는, 예컨대, 스핀 코터, 코터, 원 코터, 바 코터 등의 도공에 의한 방법이나, 스크린 인쇄, 스페이서를 이용하여 갭을 형성하고, 그 중에 모세관 현상에 의해 주입하는 방법, 멀티 코터 등의 도공기에 의해 R-to-R로 연속적으로 도공하는 방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 광도파로는, 상기 기재를 박리 제거함으로써, 필름상 광도파로로 하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여 얻어진 광도파로는, 예컨대, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판용의 광도파로로서 이용할 수 있다.
실시예
이어서, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 단, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예 중, 「부」라고 되어 있는 것은, 명시하지 않는 한 중량 기준을 의미한다.
[실시예 1]
우선, 실시예가 되는 광도파로의 제작에 앞서, 클래드층 형성 재료 및 코어층 형성 재료인 각 감광성 바니시를 조제하였다.
<클래드층 형성 재료의 조제>
차광 조건 하에서, 액상 장쇄 2작용 반지방족 에폭시 수지(EXA-4816, DIC사 제조) 80부, 고형 다작용 지방족 에폭시 수지(EHPE-3150, 다이셀사 제조) 20부, 광양이온 중합개시제(광산발생제)(아데카옵토머 SP-170, 아데카사 제조) 2.0부를 젖산에틸 40부에 혼합하고, 85℃ 가열 하에서 교반하여 완전히 용해시키고, 그 후 실온(25℃)까지 냉각시킨 후, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 가열 가압 여과를 행함으로써, 클래드층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하였다.
<코어층 형성 재료의 조제>
차광 조건 하에서, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 40부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 40부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부, 광양이온 중합개시제(광산발생제)(CPI-101A, 산아프로사 제조) 0.5부, 힌더드페놀계 산화방지제(Songnox1010, 쿄도야쿠힝사 제조) 0.5부, 인산에스테르계 산화방지제(HCA, 산코사 제조) 0.125부를, 젖산에틸 50부에 혼합하고, 110℃ 가열 하에서 교반하여 완전히 용해시키고, 그 후 실온(25℃)까지 냉각시킨 후, 구멍 직경 1.0 ㎛ 멤브레인 필터를 이용하여 가열 가압 여과를 행함으로써, 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하였다.
《광도파로의 제작》
<언더클래드층의 제작>
총 두께 22 ㎛의 플렉시블 프린트 회로(FPC) 기재의 이면 상에, 스핀 코터를 이용하여 상기 클래드층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제의 건조(130℃×10분간)를 행하였다. 이어서, UV 조사기[5000 mJ/㎠(I선 필터)]에 의해 마스크 패턴 노광을 행하고, 후가열(130℃×10분간)을 더 행하였다. 이어서, γ-부티로락톤 중에서 현상(실온 25℃ 하, 3분간)하여, 수세한 후, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×5분간)시킴으로써, 언더클래드층(두께: 15 ㎛)을 제작하였다.
<코어층의 제작>
상기한 바와 같이 하여 형성된 언더클래드층 상에, 스핀 코터를 이용하여, 코어층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제(젖산에틸)를 건조시킴으로써(130℃×5분간), 미경화 필름 상태의 미경화층(코어 형성층)을 형성하였다. 형성된 미경화층(코어 형성층)에 대하여, UV 조사기[혼선(混線)(밴드 필터 없음)]에 의해 8000 mJ/㎠(파장 365 ㎚ 적산)의 마스크 패턴 노광[패턴 폭/패턴 간격(L/S)=50 ㎛/200 ㎛]을 행하고, 후가열(140℃×10분간)을 행하였다. 그 후, γ-부티로락톤 중에서 현상(실온(25℃) 하, 3분간)한 후, 수세하고, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×5분간)시킴으로써, 소정 패턴의 코어층(두께 50 ㎛)을 제작하였다.
<오버클래드층의 제작>
상기한 바와 같이 하여 형성된 코어층 상에, 스핀 코터를 이용하여, 클래드층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제(젖산에틸)의 건조(130℃×10분간)를 행하였다. 그 후, 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광, 130℃×10분간의 노광 후 가열 처리(PEB 처리)를 행하고, γ-부티로락톤 중에서 더 현상(실온(25℃) 하, 3분간)한 후, 수세하고, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×10분간)시킴으로써, 오버클래드층(코어층 상의 오버클래드층 두께 10 ㎛)을 제작하였다.
이와 같이 하여, FPC 기재의 이면 상에, 언더클래드층이 형성되고, 이 언더클래드층 상에 소정 패턴의 코어층이 형성되며, 이 코어층 상에 오버클래드층이 더 형성된 광도파로(광도파로 총 두께 75 ㎛)를 제작하였다.
[실시예 2]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 50부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 3]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 55부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 15부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 4]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 60부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 20부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 5]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-5, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 50부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 6]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-7, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 50부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 7]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-10, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 50부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 8]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 60부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1003, 미쓰비시카가쿠사 제조) 20부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 9]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 65부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 15부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 10]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 35부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 45부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 11]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 60부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 10부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[실시예 12]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 55부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 20부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 25부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[비교예 1]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 고형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 65부, 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER828, 미쓰비시카가쿠사 제조) 15부, 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조) 20부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
[비교예 2]
코어층 형성 재료인 감광성 바니시의 조제에 있어서, 수지 성분의 배합 조성을, 고형 크레졸 노볼락형 고형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조) 60부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 30부, 액상 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL EG-200, 오사카가스케미칼사 제조) 10부로 바꾸었다. 그 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 조제하고, 광도파로를 제작하였다.
이와 같이 하여 얻어진 각 코어층 형성 재료인 감광성 바니시 및 각 광도파로를 이용하여, R-to-R 적합성, 코어층의 굴절률, 광도파로의 손실 평가(직선 손실), 바니시 안정성, 종합 평가에 관해서 하기에 나타내는 방법에 따라 측정·평가하였다. 이들 결과를 코어층 형성 재료의 배합 조성과 함께 후기의 표 1∼표 2에 아울러 나타낸다.
[R-to-R 적합성]
상기 실시예 및 비교예에 있어서 조제한 코어층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 이용하여, 하기의 측정 평가를 행하였다.
(1) 택크성
실리콘 웨이퍼 상에 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 이것을 핫플레이트 상에서 130℃×5분간의 프리베이크(가열 건조)를 행함으로써, 두께 약 50 ㎛가 되는 도공막을 제작하였다. 상기 도공막의 표면을 10초간 손가락을 댄 후, 손가락을 떼었을 때의 표면 상태에 의해 택크 발생의 유무를 확인하였다.
(2) 미경화물(미경화 필름) 유연성
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재 상에 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 가열 건조(130℃×5분간)시킴으로써 두께 약 50 ㎛의 미경화 필름(비정질 필름)을 제작하였다. 이어서, PET 기재 상의 비정질 필름을 직경 8 ㎝ 및 4 ㎝의 각 권심을 따라 권취함으로써, 비정질 필름에 발생한 크랙의 유무를 확인하였다.
(3) 경화물(경화 필름) 유연성
PET 기재 상에 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 가열 건조(130℃×5분간)시킴으로써 두께 약 50 ㎛의 미경화 필름(비정질 필름)을 제작하였다. 이어서, PET 기재 상의 비정질 필름에 대하여, 혼선(초고압 수은 램프 사용, 밴드 패스 필터 없음)으로 파장 365 ㎚ 조도를 기준으로 8000 mJ/㎠로, 두께 5 ㎜의 유리 마스크(패턴 없음)를 통해 노광을 행하였다. 그 후, 140℃×10분간의 후가열을 행함으로써 경화 필름을 제작하였다. 제작한 PET 기재 상의 경화 필름을 직경 8 ㎝의 권심, 나아가서는 직경 4 ㎝의 권심을 따라, 경화 필름을 각각 바깥 감기로 권취하였다. 그 때, 경화 필름에 관해서 크랙 발생의 유무를 눈으로 확인하였다.
상기 각 측정 항목의 확인 결과에 관해서, 하기의 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 택크의 발생 없고, 또한 미경화 필름 및 경화 필름을 각각 직경 4 ㎝의 권심에 권취하였으나, 크랙은 발생하지 않았다.
△: 택크의 발생 없고, 또한 미경화 필름 및 경화 필름을 직경 8 ㎝의 권심에 각각 권취하였으나, 크랙이 발생하지 않았다. 또한, 경화 필름을 각각 직경 4 ㎝의 권심에 권취하였으나, 크랙이 발생하였다.
×: 택크가 발생하였다.
[굴절률]
두께 0.8 ㎜의 실리콘 웨이퍼 상에, 얻어진 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 스핀 코터로 도공한 후, 130℃×10분간의 가열 건조를 행하였다. 이어서, 혼선(초고압 수은 램프 사용, 밴드 패스 필터 없음)으로 365 ㎚ 조도를 기준으로, 8000 mJ/㎠로, 두께 5 ㎜의 유리 마스크(패턴 없음)를 통해 노광을 행하였다. 그 후, 140℃×10분간의 후가열을 행함으로써 굴절률 평가용 샘플(두께: 10 ㎛)을 제작하였다. 제작한 샘플을 이용하여, SAIRON TECHNOLOGY사 제조의 프리즘 커플러(SPA-4000 모델 번호)에 의해, 파장 850 ㎚에서의 굴절률을 확인하였다. 그 결과, 하기 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 파장 850 ㎚에서의 굴절률이 1.590 이상이었다.
△: 파장 850 ㎚에서의 굴절률이 1.585 이상 1.590 미만이었다.
×: 파장 850 ㎚에서의 굴절률이 1.585 미만이었다.
[광도파로의 손실 평가(직선 손실)]
상기 실시예 및 비교예에서 제작된 광도파로를 샘플로서 이용하고, 광원(850 ㎚ VCSEL 광원 OP250, 산키사 제조)으로부터 발진된 광을 멀티모드 파이버[FFP-G120-0500, 산키사 제조(직경 50 ㎛ MMF, NA=0.2)]로 집광하여, 상기 샘플에 입사하였다. 그리고, 샘플로부터 출사된 광을 렌즈[세이와코가쿠세이사쿠쇼사 제조, FH14-11(배율 20, NA=0.4)]로 집광하여, 광 계측 시스템(광 멀티파워미터 Q8221, 어드밴티스트사 제조)으로 6채널을 평가하였다. 그 평균 전체 손실로부터 직선 손실을 산출하였다. 그리고, 이와 같이 하여 구한 직선 손실로부터, 컷백법에 의해 단위 길이당 손실값을 산출하였다. 그 값을 기초로, 하기의 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 직선 손실값이 0.05 dB/㎝ 미만이었다.
△: 직선 손실값이 0.05 dB/㎝ 이상 0.06 dB/㎝ 이하였다.
×: 직선 손실값이 0.06 dB/㎝를 초과하는 값이었다.
[바니시 안정성]
제작한 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 일정한 환경 하(5℃ 냉장 보관)에서 정치시킨 후, 바니시에 있어서의 백탁의 발생 유무를 확인하였다. 그 결과, 하기의 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 5℃ 냉장 보관 조건 하에서 일주일을 초과하여 정치시켰지만, 백탁은 발생하지 않았다.
△: 5℃ 냉장 보관 조건 하, 일주일 이내에 백탁은 발생하지 않았다.
×: 바니시 제작시에 가열 상태에서 해방한 후, 방냉시에 백탁이 발생하였다.
[종합 평가]
상기 각 평가 결과를 기초로, 하기의 기준에 따라 종합적으로 평가하였다.
○: 모든 평가 항목에 있어서 ○였다.
△: 평가 항목 중 하나 이상 △인 항목이 있었다.
×: 평가 항목 중 하나 이상 ×인 항목이 있었다.
상기 결과로부터, 수지 성분으로서 고체를 나타내는 에폭시 수지 성분만을 이용하여 이루어지는 감광성 에폭시 수지 조성물(실시예품)에 관해서, R-to-R 적합성 및 바니시 안정성이 우수하고, 또한 높은 굴절률을 갖는 것이 얻어졌다. 그리고, 상기 감광성 에폭시 수지 조성물(실시예품)을 이용하여 형성된 코어층을 구비한 광도파로는, 광도파로의 손실 평가(직선 손실)에 있어서 양호한 평가 결과가 얻어졌다. 그 중에서도, 연화점이 65℃ 이하인 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(YDCN-700-3, 신니테츠스미킨카가쿠사 제조), 연화점이 80℃ 이하인 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER1002, 미쓰비시카가쿠사 제조) 및 고형 플루오렌 골격 함유 2작용 에폭시 수지(OGSOL PG-100, 오사카가스케미칼사 제조)를 소정의 배합 비율로 이용하여 이루어지는 실시예 1∼4품은, 모든 평가 항목에 있어서 양호한 결과를 얻을 수 있어, 특히 우수한 것이라고 할 수 있다.
이것에 대하여, 수지 성분으로서 고체를 나타내는 에폭시 수지와 함께 액상을 나타내는 에폭시 수지를 병용하여 이루어지는 감광성 에폭시 수지 조성물(비교예품)은, 모두 R-to-R 적합성이 뒤떨어지는 결과가 되고, 비교예 2품에 있어서는, 또한 굴절률에 관해서도 뒤떨어지는 결과가 되었다.
상기 실시예에 있어서는, 본 발명에 있어서의 구체적인 형태에 대해서 나타내었지만, 상기 실시예는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 당업자에게 명백한 여러 가지 변형은, 본 발명의 범위 내인 것이 기도되고 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물은, 광도파로를 구성하는 코어층의 형성 재료로서 유용하다. 그리고, 상기 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 코어층 형성 재료로서 이용하여 제작되는 광도파로는, 예컨대, 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 등에 이용된다.
Claims (9)
- 에폭시 수지 및 광양이온 중합개시제를 함유하는 광경화성 수지 조성물로서, 상기 에폭시 수지가 고형 에폭시 수지 성분만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지가, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)를 함유하는 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a), 상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b), 상기 고형 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지(c)의 각 배합 비율이, 중량 기준으로, (a)+(b)+(c)=100 중량부로 한 경우, (a) 40∼60 중량부, (b) 20∼40 중량부, (c) 15∼20 중량부인 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(a)의 연화점이 65℃ 이하인 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(b)의 연화점이 80℃ 이하인 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이, 기재와, 그 기재 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 중에 소정 패턴으로 형성된, 광신호를 전파하는 코어층을 구비한 광도파로에 있어서의 코어층 형성 재료인 감광성 에폭시 수지 조성물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 에폭시 수지 조성물이 필름상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 감광성 필름.
- 기재와, 그 기재 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 중에 소정 패턴으로 형성된, 광신호를 전파하는 코어층을 구비한 광도파로로서, 상기 코어층이, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 에폭시 수지 조성물, 또는 제7항에 기재된 감광성 필름을 경화시킴으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로.
- 제8항에 기재된 광도파로를 구비하는 것을 특징으로 하는 광·전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판.
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