KR20210102241A - 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물, 광 도파로용 감광성 필름, 광 도파로, 및, 광 전기 혼재 기판 - Google Patents

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신야 오타
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

기판에 대한 밀착성이 우수한 광 도파로와, 그것을 제작하기 위한 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 및 광 도파로용 감광성 필름과, 광 도파로를 구비하는 광 전기 혼재 기판을 제공하는 것.

Description

광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물, 광 도파로용 감광성 필름, 광 도파로, 및, 광 전기 혼재 기판
본 발명은, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물, 광 도파로용 감광성 필름, 광 도파로, 및, 광 전기 혼재 기판에 관한 것이다.
종래, 광 도파로는, 각종 광학 용도에 사용되는 것이 알려져 있다.
예를 들어, 유리판 등의 기판의 표면에 에폭시 수지 조성물을 도포하고, 그 후, 포토 가공하여, 패턴을 형성하여 얻어지는 광 도파로가 제안되어 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조).
또, 전기 회로가 형성된 기판 (전기 회로 기판) 의 표면에 에폭시 수지 조성물을 도포하고, 그 후, 포토 가공하여, 패턴을 형성하여 얻어지는 광 도파로가 제안되어 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 2008-9150호 일본 공개특허공보 2018-100357호
그런데, 광 도파로는, 용도 및 목적에 따라, 기판과의 우수한 밀착성이 요구된다. 특허문헌 1 및 2 에서는, 에폭시 수지에 실란 커플링제를 첨가하는 처방도 개시되어 있다. 그러나, 이 처방으로는, 상기 요구를 충분히 만족할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 기판에 대한 밀착성이 우수한 광 도파로와, 그것을 제작하기 위한 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 및 광 도파로용 감광성 필름과, 광 도파로를 구비하는 광 전기 혼재 기판을 제공한다.
본 발명 [1] 은, 기판에 도포하여, 포토 가공에 의해 패터닝하여 광 도파로를 형성하기 위한 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로서, 하기 식 (1) 로 나타내는 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지를 함유하는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pct00001
(식 중, R1 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R2 는, -CH2-, -C(CH3)H-, -C(CH3)2- 및 -SO2- 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 2 가의 기를 나타낸다. A 는, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기를 치환기로서 2 개 이상 갖는 아릴렌기를 나타낸다. B 는, 하기 식 (2) 로 나타내는 2 가의 기, 또는, 에테르 결합을 나타낸다. n 은, 양수를 나타낸다.)
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 중, R3 은, 치환기를 가져도 되는 알킬렌기를 나타낸다. p 는, 1 또는 2 이다. m 은, 0 또는 1 이다.)
본 발명 [2] 는, 상기 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지가, 하기 식 (3) 으로 나타내는, [1] 에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 포함한다.
[화학식 3]
Figure pct00003
(식 중, n 은, 양수를 나타낸다)
본 발명 [3] 은, 3 개 이상의 에폭시기를 갖는 다관능 에폭시 수지, 및, 광 카티온 중합 개시제를 추가로 함유하는, [1] 또는 [2] 에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 포함한다.
본 발명 [4] 는, 상기 광 도파로에 포함되는 클래드를 형성하기 위해서 사용되는, [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 포함한다.
본 발명 [5] 는, 상기 광 도파로에 포함되는 코어를 형성하기 위해서 사용되는, [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 포함한다.
본 발명 [6] 은, [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는, 광 도파로용 감광성 필름을 포함한다.
본 발명 [7] 은, [6] 에 기재된 광 도파로용 감광성 필름의 경화체인, 광 도파로를 포함한다.
본 발명 [8] 은, 전기 회로 기판과, [7] 에 기재되는 광 도파로를 구비하는, 광 전기 혼재 기판을 포함한다.
본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 본 발명의 광 도파로용 감광성 필름의 경화체인 본 발명의 광 도파로는, 기판에 대한 밀착성이 우수하다. 그 때문에, 본 발명의 광 도파로는, 신뢰성이 우수하다.
따라서, 본 발명의 광 전기 혼재 기판은, 상기한 광 도파로를 구비하므로, 신뢰성이 우수하다.
도 1A ∼ 도 1D 는, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도 파로를 형성하는 제 1 양태이고, 도 1A 가, 기판을 준비하는 공정, 도 1B 가, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 언더 클래드용 감광성 필름을 형성하여 노광하는 공정, 도 1C 가, 언더 클래드용 감광성 필름을 현상하여, 언더 클래드를 형성하는 공정, 도 1D 가, 코어 및 오버 클래드를 형성하여, 광 도파로를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 2A ∼ 도 2D 는, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도파로를 형성하는 제 2 양태이고, 도 2A 가, 기판에 언더 클래드 및 코어를 형성하는 공정, 도 2B 가, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판, 언더 클래드 및 코어에 도포하여 오버 클래드용 감광성 필름을 형성하고, 이것을 노광하는 공정, 도 2C 가, 계속해서, 오버 클래드용 감광성 필름을 현상하여, 오버 클래드를 형성하여, 광 도파로를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 3A ∼ 도 3D 는, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도파로를 형성하는 제 3 양태이고, 도 3A 가, 기판에 언더 클래드를 형성하는 공정, 도 3B 가, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판 및 언더 클래드에 도포하여 코어용 감광성 필름을 형성하고, 이것을 노광하는 공정, 도 3C 가, 코어용 감광성 필름을 현상하여, 코어를 형성하는 공정, 도 3D 가, 오버 클래드를 형성하여, 광 도파로를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 4 는, 본 발명의 광 전기 혼재 기판의 일 실시형태의 평면도를 나타낸다.
도 5 는, 도 4 의 A-A 선을 따른 측단면도를 나타낸다.
도 6A 및 도 6B 는, 본 발명의 광 전기 혼재 기판의 일 실시형태 및 그 제조 방법을 설명하는 정단면도이고, 도 6A 가, 도 4 의 B-B 선을 따른 광 전기 혼재 기판, 도 6B 가, 도 6A 에 나타내는 광 전기 혼재 기판의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
＜광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물＞
본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 기판에 도포하여, 포토 가공에 의해 패터닝하여 광 도파로를 형성하기 위한 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이다.
이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 하기 식 (1) 로 나타내는 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지를 함유한다.
[화학식 4]
Figure pct00004
(식 중, R1 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R2 는, -CH2-, -C(CH3)H-, -C(CH3)2- 및 -SO2- 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 2 가의 기를 나타낸다. A 는, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기를 치환기로서 2 개 이상 갖는 아릴렌기를 나타낸다. B 는, 하기 식 (2) 로 나타내는 2 가의 기, 또는, 에테르 결합을 나타낸다. n 은, 양수를 나타낸다.)
[화학식 5]
Figure pct00005
(식 중, R3 은, 치환기를 가져도 되는 알킬렌기를 나타낸다. p 는, 1 또는 2 이다. m 은, 0 또는 1 이다.)
수소 첨가형 지환식 에폭시 수지는, 광 도파로의 기판에 대한 우수한 밀착성을 담보하는 밀착성 성분으로서, 코어 및/또는 클래드의 주구성 성분 (재료) 이다.
R1 은, 서로 동일하거나 또는 상이해도 된다. R1 로서, 바람직하게는, 수소 원자를 들 수 있다.
식 (1) 중, 하기 식 (4) 로 나타내는 구조는, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지에 있어서의 유연한 부분으로서, 광 도파로용 감광성 필름의 탄성률을 저하시켜 유연성을 부여하고, 그것에 의해, 광 도파로용 감광성 필름의 기판에 대한 밀착성의 향상에 기여한다.
[화학식 6]
Figure pct00006
R2 로서, 바람직하게는, -CH2-, -C(CH3)2- 를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, -C(CH3)2- 를 들 수 있다.
식 (1) 중, A 로 나타내는 아릴렌기는, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지에 있어서의 강직한 부분으로서, 광 도파로용 감광성 필름의 높은 유리 전이 온도를 확보하고, 그것에 의해, 광 도파로용 감광성 필름의 형상 (형태) 유지성을 발현시킨다.
A 로 나타나는 아릴렌기는, 서로 동일하거나 또는 상이해도 된다. A 로 나타나는 아릴렌기로는, 예를 들어, 페닐렌, 나프틸렌 등의 탄소수 6 이상, 12 이하의 탄소 고리식 아릴렌기를 들 수 있고, 바람직하게는, 페닐렌을 들 수 있다.
A 로 나타나는 아릴렌기로 치환하는 탄소수 4 이상의 분기 알킬기로서, 예를 들어, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸 등의 분기 부틸, 예를 들어, 네오펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸, tert-펜틸 등의 분기 펜틸, 예를 들어, tert-헥실 등의 분기 헥실, 예를 들어, tert-헵틸 등의 분기 헵틸, 예를 들어, tert-옥틸 등의 분기 옥틸 등의 탄소수 4 이상, 탄소수 8 이하의 분기 알킬기를 들 수 있다.
탄소수 4 이상의 분기 알킬기로서, 바람직하게는, 분기 부틸을 들 수 있다. 또, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기로서, 바람직하게는, tert-알킬기를 들 수 있다.
탄소수 4 이상의 분기 알킬기로서, 보다 바람직하게는, tert-부틸을 들 수 있다.
분기 알킬기의 치환수 (치환기로서의 분기 알킬기의 수) 는, 1 개 또는 복수여도 되고, 복수인 경우에는, 서로 동일하거나 또는 상이해도 된다. 바람직하게는, 2 개이다.
구체적으로는, A 로서, 바람직하게는, 2,5-디(tert-부틸)페닐렌을 들 수 있다.
B 는, 서로 동일하거나 또는 상이해도 된다. B 로는, 바람직하게는, 상기식 (2) 로 나타내는 2 가의 기를 들 수 있다.
식 (2) 중, R3 으로 나타내는 알킬렌기로는, 예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, iso-프로필렌, 부틸렌, iso-부틸렌, sec-부틸렌, 펜틸렌, iso-펜틸렌, sec-펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌 등의 탄소수 1 이상 8 이하의 알킬렌기를 들 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 2 이상 6 이하의 알킬렌기, 보다 바람직하게는, 탄소수 3 이상 5 이하의 알킬렌기, 더욱 바람직하게는, 부틸렌을 들 수 있다.
알킬렌기로 치환해도 되는 치환기로는, 예를 들어, 알킬기를 들 수 있고, 바람직하게는, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필 등의 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기, 보다 바람직하게는, 메틸을 들 수 있다.
치환기 (치환수) 는, 1 개 또는 복수이고, 바람직하게는, 1 개이다.
식 (2) 중, m 이 0 인 경우에는, p 가 2 이고, m 이 1 인 경우에는, p 가 1 이다. 또, 2 개의 p 는, 서로 동일하다.
바람직하게는, m 이 1 이고, p 가 1 이다.
식 (1) 중, n 은, 바람직하게는, 1 이상, 2 이하이고, 특히 바람직하게는, 1 이다.
구체적으로는, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지로는, 바람직하게는, 하기 식 (5) 로 나타내고, 보다 바람직하게는, 하기 식 (6) 으로 나타낸다.
[화학식 7]
Figure pct00007
(식 중, R1 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R2 는, -CH2-, -C(CH3)H-, -C(CH3)2- 및 -SO2- 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 2 가의 기를 나타낸다. R4 는, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기를 나타낸다. R3 은, 치환기를 가져도 되는 알킬렌기를 나타낸다. n 은, 양수이다.)
[화학식 8]
Figure pct00008
(R2 는, -CH2-, -C(CH3)H-, -C(CH3)2- 및 -SO2- 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 2 가의 기를 나타낸다. R4 는, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기를 나타낸다. R5 는, 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기를 나타낸다. n 은, 양수이다.)
상기한 식 (5) 및 (6) 중, R1, R2 및 n 은, 상기한 식 (1) 에서 설명한 것과 동일하다. R4 로 나타내는 탄소수 4 이상의 분기 알킬기는, 상기한 식 (1) 중의 A 에서 설명한 것과 동일하다. R3 은, 식 (2) 에서 설명한 것과 동일하다.
R5 는, R3 에서 설명한 치환기와 동일하다.
더욱 바람직하게는, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지는, 하기 식 (3) 으로 나타낸다.
[화학식 9]
Figure pct00009
(식 중, n 은, 양수를 나타낸다)
수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 예를 들어, 300 g/eq 이상, 바람직하게는, 500 g/eq 이상, 또, 예를 들어, 1000 g/eq 이하, 바람직하게는, 700 g/eq 이하이다.
또, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 성상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 고형상, 반고형상 및 액상 중 어느 것이어도 된다. 바람직하게는, 고형상이다.
또한, 상기한 「고형상」, 「반고형상」및 「액상」은, 상온, 요컨대, 25 ℃ 에 있어서의 성상을 의미한다.
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물의 고형분 (후술하는 유기 용매를 제외한 것으로, 광 도파로용 감광성 필름 (필름) 에 있어서 수지를 구성하는 주성분) 에 있어서의 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 함유 비율은, 예를 들어, 5 질량％ 이상, 바람직하게는, 15 질량％ 이상이다. 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 함유 비율이 상기한 하한 이상이면, 광 도파로의 기판에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물의 고형분에 있어서의 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 함유 비율은, 예를 들어, 80 질량％ 이하, 바람직하게는, 70 질량％ 이하이다. 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지의 함유 비율이 상기한 상한 이하이면, 그 밖의 에폭시 수지를 충분한 함유 비율로 함유할 수 있고, 광 도파로에 바람직한 기능을 부여할 수 있다. 예를 들어, 그 밖의 에폭시 수지로서 다관능 에폭시 수지 (후술) 를 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 함유하면, 고패터닝성을 광 도파로에 부여할 수 있고, 그 밖의 에폭시 수지로서 2 관능 에폭시 수지 (후술) 를 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 함유하면 유연성을 광 도파로에 부여할 수 있다.
이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 3 개 이상의 에폭시기를 갖는 다관능 에폭시 수지, 및, 광 카티온 중합 개시제를 추가로 함유할 수 있다.
3 개 이상의 에폭시기를 갖는 다관능 에폭시 수지는, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지와 가교하는 가교성 성분으로서, 광 도파로를 경화물로서 형성하기 위해서 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 바람직하게 배합된다.
다관능 에폭시 수지로는, 예를 들어, 방향족 폴리글리시딜에테르 (크레졸 노볼락형 에폭시 수지를 포함한다), 지환족 폴리글리시딜에테르, 지방족 폴리글리시딜에테르 등의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 방향족 폴리글리시딜에테르, 지환족 폴리글리시딜에테르를 들 수 있다.
방향족 폴리글리시딜에테르로서, 예를 들어, 방향족 트리글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 방향족 트리글리시딜에테르로는, 예를 들어, 하기 식 (7) 로 나타내는 3 관능 에폭시 수지 (예를 들어, 상품명 : TECHMORE VG3101L, 프린텍사 제조) 등을 들 수 있다.
[화학식 10]
Figure pct00010
지환족 폴리글리시딜에테르로는, 예를 들어, 하기의 일반식 (8) 로 나타내는 다관능 에폭시 수지 (예를 들어, 상품명 : EHPE3150, 다이셀사 제조) 를 들 수 있다.
[화학식 11]
Figure pct00011
또한, 일반식 (8) 로 나타내는 지환족 트리글리시딜에테르로서, 구체적으로는, 2,2-비스(하이드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산의 부가물이 예시된다.
다관능 에폭시 수지의 성상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 고형상, 반고형상 및 액상 중 어느 것이어도 된다. 다관능 에폭시 수지의 성상으로서, 바람직하게는, 고형상이다. 다관능 에폭시 수지가 고형상이면, 그 연화점이, 예를 들어, 40 ℃ 이상, 바람직하게는, 50 ℃ 이상이고, 또, 예를 들어, 110 ℃ 이하, 바람직하게는, 100 ℃ 이하이다.
다관능 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 예를 들어, 100 g/eq 이상, 바람직하게는, 150 g/eq 이상이고, 또, 예를 들어, 500 g/eq 이하, 바람직하게는, 250 g/eq 이하이다.
이들 다관능 에폭시 수지는, 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
광 도파로용 에폭시 수지 조성물의 고형분에 있어서의 다관능 에폭시 수지의 함유 비율은, 예를 들어, 5 질량％ 이상, 바람직하게는, 10 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 50 질량％ 이하, 바람직하게는, 40 질량％ 이하이다. 또, 다관능 에폭시 수지의 함유 비율은, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 100 질량부의 고형분에 대해, 예를 들어, 20 질량부 이상, 바람직하게는, 50 질량부 이상이고, 또, 예를 들어, 200 질량부 이하, 바람직하게는, 100 질량부 이하이다.
광 카티온 중합 개시제는, 광 조사에 의해 산을 발생하는 광 산발생제로서, 광 조사 (예를 들어, 자외선 조사) 에 의해 광 도파로용 감광성 필름 (후술) 을 경화시킨다. 요컨대, 광 카티온 중합 개시제는, 광 도파로용 감광성 필름을 포토 가공에 의해 패터닝하여 광 도파로를 형성하기 위해서 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 바람직하게 배합된다.
광 카티온 중합 개시제로서, 예를 들어, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술파이드비스헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트 등의 헥사플루오로안티몬계 술포늄염, 예를 들어, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술파이드비스헥사플루오로포스페이트, (2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1-메틸에틸)벤젠]-Fe-헥사플루오로포스페이트 등의 헥사플루오로인산계 술포늄염 등을 들 수 있다. 광 카티온 중합 개시제는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
광 카티온 중합 개시제로서, 바람직하게는, 헥사플루오로안티몬계 술포늄염을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트를 들 수 있다.
광 카티온 중합 개시제의 함유 비율은, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 및 다관능 에폭시 수지의 합계 100 질량부에 대해, 예를 들어, 0.1 질량부 이상, 바람직하게는, 0.25 질량부 이상, 예를 들어, 10 질량부 이하, 바람직하게는, 5 질량부 이하이다.
단, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 가열에 의해 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 (및 다관능 에폭시 수지) 의 에폭시기에 작용하여 경화 반응을 촉진하는 산 무수물 화합물이나 이미다졸 화합물 등의 가열형 에폭시 경화제를, 광 카티온 중합 개시제를 대신하여 함유하는 것이 부적합하다. 이와 같은 가열형 에폭시 경화제는, 포토 가공에 의해 원하는 (광 도파로에 적합한 세밀한) 패터닝을 할 수 없다. 예를 들어, 광 도파로용 에폭시 수지 조성물의 도포 후의 건조 가열 등에 의해, 의도치 않게, 경화가 진행되어 버리거나, 혹은, 포토 가공에서 경화가 진행되지 않고, 그 후의 노광 후 가열에 의해, 광 도파로용 필름에 있어서의 노광 부분 및 미노광 부분의 양방의 경화가 진행된다. 따라서, 광 도파로용 필름이, 감광성을 갖는 것이 불가능하다. 요컨대, 가열형 에폭시 경화제를 함유하는 광 도파로용 에폭시 수지 조성물은, 포토 가공 가능한 감광성 조성물이 아니고, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 아니다.
또한, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 및 다관능 에폭시 수지 이외의, 다른 에폭시 수지를 추가로 함유할 수도 있다.
다른 에폭시 수지로는, 예를 들어, 에폭시기를 2 개 함유하는 2 관능 에폭시 수지를 들 수 있다.
2 관능 에폭시 수지는, 상기한 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 이외의 2 관능 에폭시 수지로서, 예를 들어, 광 도파로에 가요성을 부여하는 가요성 성분이다.
그러한 2 관능 에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 비스페놀 E 형 에폭시 수지, 비스페놀 S 형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 예를 들어, 비페닐형 에폭시 수지를 들 수 있고, 바람직하게는, 비스페놀형 에폭시 수지를 들 수 있다. 또, 2 관능 에폭시 수지로는, 예를 들어, YX-7180BH40 (미츠비시 케미컬사 제조), jER1002 (미츠비시 케미컬사 제조) 로 예시되는 고형상의 에폭시 수지 (바람직하게는, 고형상의 비스페놀형 에폭시 수지), 예를 들어, jER-1002 (미츠비시 케미컬사 제조), EXA4816 (DIC 사 제조) 으로 예시되는 액상의 에폭시 수지 (바람직하게는, 액상의 비스페놀형 에폭시 수지) 를 들 수 있다. 또한, 2 관능 에폭시 수지로서, 예를 들어, 플루오렌형 에폭시 수지, 바람직하게는, 액상의 플루오렌형 에폭시 수지를 예시할 수도 있다. 플루오렌형 에폭시 수지는, 광 도파로 (구체적으로는, 코어 (후술)) 의 굴절률을 높이기 위해서 광 도파로용 에폭시 수지 조성물에 배합된다.
이것들은, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
또, 2 관능 에폭시 수지로는, 바람직하게는, 반고형상 또는 고형상의 에폭시 수지를 들 수 있다. 반고형상 또는 고형상의 에폭시 수지이면, 다관능 에폭시 수지가 액상인 경우에는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 도포하여 형성되는 광 도파로용 감광성 필름의 형상 유지성을 담보할 수 있다.
2 관능 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 예를 들어, 100 g/eq 이상, 1000 g/eq 이하이다.
광 도파로용 에폭시 수지 조성물의 고형분에 있어서의 2 관능 에폭시 수지의 함유 비율은, 예를 들어, 5 질량％ 이상, 바람직하게는, 10 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 80 질량％ 이하, 바람직하게는, 70 질량％ 이하이다. 또, 2 관능 에폭시 수지의 함유 비율은, 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 및 다관능 에폭시 수지의 합계 100 질량부에 대해, 예를 들어, 10 질량부 이상, 바람직하게는, 20 질량부 이상이고, 또, 예를 들어, 300 질량부 이하, 바람직하게는, 200 질량부 이하이다.
또한, 이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 필요에 따라, 추가로 유기 용매나 산화 방지제, 그 밖의 첨가제 등을 함유할 수 있다.
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 유기 용매를 함유하면, 광 도파로용 감광성 필름 형성용 바니시 (이하, 바니시라고 한다) 로서 조제할 수 있다.
유기 용매로서, 예를 들어, 에스테르 화합물 (예를 들어, 락트산에틸, 프로필렌글리콜메틸아세테이트 등), 케톤 화합물 (예를 들어, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부타논 등), 에테르 화합물 (예를 들어, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등) 등을 들 수 있다. 유기 용매는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 또한, 유기 용매로는, 상기한 에폭시 수지 (구체적으로는, 2 관능 에폭시 수지) 에 미리 배합된 것도 포함된다. 유기 용매로서, 바람직하게는, 에스테르 화합물, 케톤 화합물을 들 수 있다. 유기 용매의 함유 비율은, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 대해, 예를 들어, 10 질량％ 이상, 예를 들어, 50 질량％ 이하이다.
산화 방지제로서, 예를 들어, 힌더드페놀계 산화 방지제, 인산에스테르계 산화 방지제 등을 들 수 있다. 첨가제로는, 예를 들어, 레벨링제, 소포제 등을 들 수 있다. 산화 방지제 및 첨가제의 비율은, 적절히 설정된다.
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 조제하려면, 상기한 각 성분을 배합하여 혼합한다. 그 때, 필요에 따라, 예를 들어, 40 ℃ 이상, 바람직하게는, 80 ℃ 이상, 또, 예를 들어, 120 ℃ 이하로 가열할 수 있다. 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 유기 용매를 함유하는 경우에는, 바니시로서 조제한다.
이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 (바람직하게는, 바니시) 로부터 조제되는 광 도파로는, 클래드, 및/또는, 코어를 포함한다. 또, 클래드는, 언더 클래드 및 오버 클래드를 포함한다.
예를 들어, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 광 도파로용 감광성 필름을 제작하고, 그 경화물인 광 도파로를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 언더 클래드용 감광성 필름을 제작하고, 그 경화물인 언더 클래드를 제작할 수 있다 (후술하는 제 1 양태).
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 오버 클래드용 감광성 필름을 제작하고, 그 경화물인 오버 클래드를 제작할 수 있다 (후술하는 제 2 양태).
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 코어 용 감광성 필름을 제작하고, 그 경화물인 코어를 제작할 수 있다 (후술하는 제 3 양태).
＜제 1 양태＞
다음으로, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 의해 언더 클래드용 감광성 필름 및 언더 클래드를 순서대로 조제하고, 계속해서, 광 도파로를 형성하는 제 1 양태를, 도 1A ∼ 도 1D 를 참조하여, 설명한다.
도 1A 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판 (10) 을 준비한다.
기판 (10) 은, 평판 형상 (시트 형상 또는 필름 형상) 을 가지고, 구체적으로는, 소정의 두께를 가지고, 두께 방향에 직교하는 방향 (면 방향) 으로 연장되어, 평탄한 일방면 (15) 및 타방면을 갖는다.
기판 (10) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리이미드 등의 폴리머를 들 수 있다. 또, 기판 (10) 의 재료로서, 예를 들어, 스테인리스, 철, 구리 등의 금속, 예를 들어, 유리 등도 들 수 있다. 기판 (10) 의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는, 10 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 10000 ㎛ 이하, 바람직하게는, 1000 ㎛ 이하이다.
도 1B 에 나타내는 바와 같이, 계속해서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 (바람직하게는, 바니시) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 의 전체면에, 공지된 도포 장치 (어플리케이터 등) 를 사용하여 도포한다.
계속해서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 바니시이면, 가열 건조에 의해, 유기 용매를 제거한다. 가열 온도는, 예를 들어, 80 ℃ 이상, 바람직하게는, 100 ℃ 이상이고, 또, 예를 들어, 150 ℃ 이하이다. 가열 시간은, 예를 들어, 1 분간 이상이고, 또, 예를 들어, 60 분간 이하이다.
이로써, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도파로용 감광성 필름의 일례로서의 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 형성 (제작) 한다.
언더 클래드용 감광성 필름 (12) 은, 광 도파로 (1) (후술) 에 있어서의 광의 전송 방향 (도 1A ∼ 도 1D 에 있어서의 지면 안길이 방향) 을 따라 연장되는 필름 형상을 가지고, 두께 방향에 대향하는 평탄한 일방면 및 평탄한 타방면 (2 개의 주면) 을 갖는다. 또한, 이 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 은, 포토 가공에 의해, 언더 클래드 (2) (도 1C 참조) 를 형성하기 위한 감광성 필름으로서, 언더 클래드 (2) 의 전구체 필름이다.
도 1B 의 가상선 및 화살표로 나타내는 바와 같이, 그 후, 포토마스크 (25) 를 개재하여, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 자외선을 조사한다.
포토마스크 (25) 는, 언더 클래드 (2) 에 대응하는 투과부 (26) 와, 자외선을 차단할 수 있는 차광부 (27) 를 갖는 패턴을 갖는다.
자외선을 상기한 포토마스크 (25) 를 개재하여 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 조사함으로써, 자외선은, 투과부 (26) 를 투과하여, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 있어서 언더 클래드 (2) 에 대응하는 부분이 노광 (감광) 된다.
자외선의 조사량은, 예를 들어, 10 mJ/㎠ 이상, 바람직하게는, 100 mJ/㎠ 이상, 예를 들어, 20000 mJ/㎠ 이하, 바람직하게는, 10000 mJ/㎠ 이하이다.
그 후, 필요에 따라, 노광 후 가열을 실시한다. 노광 후 가열의 온도는, 예를 들어, 70 ℃ 이상, 바람직하게는, 90 ℃ 이상이고, 예를 들어, 250 ℃ 이하, 바람직하게는, 150 ℃ 이하이다. 노광 후 가열의 시간은, 예를 들어, 10 초 이상, 바람직하게는, 5 분 이상, 예를 들어, 2 시간 이하, 바람직하게는, 1 시간 이하이다.
이로써, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 있어서의 상기한 부분이 경화 (완전 경화) 되어, 언더 클래드 (2) 의 잠상 (24) (가상선) 이 형성된다. 또한, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 있어서의 미노광 부분, 요컨대, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 있어서 차광부 (27) 에 대향하는 부분에서는, 경화가 진행되지 않는다.
도 1C 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 현상에 의해, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 에 있어서의 미노광 부분을 제거한다. 이로써, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 을 패터닝하여, 그 경화체인 언더 클래드 (2) 를, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 형성한다.
언더 클래드 (2) 의 굴절률은, 예를 들어, 1.560 이하, 바람직하게는, 1.554 이하이다. 언더 클래드 (2) 의 두께는, 예를 들어, 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 4000 ㎛ 이하이다.
도 1D 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 공지된 방법에 의해, 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 를, 언더 클래드 (2) 의 일방면에 형성한다. 코어 (3) 는, 언더 클래드 (2) 의 일방면에 있어서, 소정의 패턴으로 형성되어 있다. 코어 (3) 의 굴절률은, 언더 클래드 (2) 의 굴절률 및 오버 클래드 (4) 의 굴절률 (후술) 보다 크다. 구체적으로는, 코어 (3) 의 굴절률은, 예를 들어, 1.575 이상, 바람직하게는, 1.580 이상이다. 코어 (3) 의 두께는, 예를 들어, 10 ㎛ 이상, 2000 ㎛ 이하이다.
오버 클래드 (4) 는, 언더 클래드 (2) 의 일방면에 있어서, 코어 (3) 의 측면 (광의 전송 방향 및 두께 방향에 직교하는 폭 방향에 있어서 대향하는 양 측면), 및, 일방면을 피복하도록, 배치되어 있다. 오버 클래드 (4) 의 굴절률은, 코어 (3) 의 굴절률보다 낮고, 바람직하게는, 언더 클래드 (2) 의 굴절률과 동일하다. 오버 클래드 (4) 의 두께는, 언더 클래드 (2) 의 두께와 동일하다.
코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 의 재료로는, 예를 들어, 공지된 광 도파로용 (감광성) 재료를 들 수 있다.
이로써, 언더 클래드 (2), 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 를 구비하고, 언더 클래드 (2) 가 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하는 광 도파로 (1) 를 제조한다. 또한, 이 광 도파로 (1) 는, 스트립형 광 도파로이다. 광 도파로 (1) 의 두께는, 예를 들어, 40 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 8000 ㎛ 이하이다.
그리고, 이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판 (10) 에 도포하여 이루어지는 언더 클래드용 감광성 필름 (12) (광 도파로용 감광성 필름의 일례) 의 경화체인 언더 클래드 (2) (광 도파로의 일례) 는, 기판 (10) 에 대한 밀착성이 우수하다.
그 때문에, 이 언더 클래드 (2) 를 구비하는 광 도파로 (1) 는, 신뢰성이 우수하다.
(제 1 양태의 변형예)
제 1 양태의 변형예에서는, 코어 (3) 및/또는 오버 클래드 (4) 의 재료가, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이어도 된다. 변형예에서는, 제 1 양태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
＜제 2 양태＞
제 2 양태에 있어서, 제 1 양태 및 그 변형예와 동일한 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다. 또, 제 2 양태는, 특별히 기재하는 것 이외에, 제 1 양태 및 그 변형예와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 제 1 양태, 제 2 양태 및 그 변형예를 적절히 조합할 수 있다.
다음으로, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 의해 오버 클래드용 감광성 필름 및 오버 클래드를 순서대로 조제하고, 계속해서, 광 도파로를 형성하는 제 2 양태를, 도 2A ∼ 도 2C 를 참조하여 설명한다.
도 2A 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판 (10) 을 준비하고, 계속해서, 공지된 광 도파로용 (감광성) 재료로부터, 공지된 방법에 의해 언더 클래드 (2) 및 코어 (3) 를 순서대로 형성한다.
도 2B 에 나타내는 바와 같이, 이어서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 (바람직하게는, 바니시) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 과, 언더 클래드 (2) 의 측면 및 일방면과, 코어 (3) 의 측면 및 일방면에 도포한다.
계속해서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 바니시이면, 가열 건조에 의해, 유기 용매를 제거한다.
이로써, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도파로용 감광성 필름의 일례로서의 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 과, 언더 클래드 (2) 의 측면 및 일방면과, 코어 (3) 의 측면 및 일방면에 형성 (제작) 한다.
오버 클래드용 감광성 필름 (14) 은, 광 도파로 (1) 에 있어서의 광의 전송 방향 (도 2A ∼ 도 2C 의 지면 안길이 방향) 을 따라 연장되는 필름 형상을 가지고, 두께 방향에 대향하는 평탄한 일방면 및 타방면 (2 개의 주면) 을 갖는다. 또한, 이 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 은, 포토 가공에 의해, 오버 클래드 (4) 를 형성하기 위한 감광성 필름으로서, 오버 클래드 (4) 의 전구체 필름이다. 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 의 타방면의 폭 방향 양 단부는, 광 투과성 기재 필름 (1) 에 있어서 언더 클래드 (2) 로부터 노출되는 일방면 (15) 에 접촉하고 있다.
다음으로, 도 2B 의 가상선 및 화살표로 나타내는 바와 같이, 포토마스크 (25) 를 개재하여, 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 에 자외선을 조사한다. 투과부 (26) 는, 오버 클래드 (4) (도 2C 참조) 에 대응하는 패턴을 갖는다.
자외선을 상기한 포토마스크 (25) 를 개재하여 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 에 조사함으로써, 자외선은, 투과부 (26) 를 투과하여, 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 에 있어서 오버 클래드 (4) 에 대응하는 부분이 노광 (감광) 된다.
이로써, 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 에 있어서의 상기한 부분이 경화되어, 오버 클래드 (4) 의 잠상 (24) (가상선) 이 형성된다. 그 후, 노광 후 가열을 실시하여, 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 에 있어서의 상기한 부분을 경화 (완전 경화) 시킨다.
도 2C 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 현상에 의해, 미노광 부분 (오버 클래드 (4) 의 주위의 부분) 을 제거한다. 이로써, 오버 클래드용 감광성 필름 (14) 을 패터닝하여, 그 경화체인 오버 클래드 (4) 를, 기판 (10) 의 일방면 (15) 과, 언더 클래드 (2) 의 측면 및 일방면과, 코어 (3) 의 측 면 및 일방면에 형성한다.
이로써, 언더 클래드 (2), 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 를 구비하고, 오버 클래드 (4) 의 폭 방향 양 단부가 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하는 광 도파로 (1) 를 제조한다.
그리고, 이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판 (10) 에 도포하여 이루어지는 오버 클래드용 감광성 필름 (14) (광 도파로용 감광성 필름의 일례) 의 경화체인 오버 클래드 (4) (광 도파로의 일례) 는, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 대한 밀착성이 우수하다.
그 때문에, 이 오버 클래드 (4) 를 구비하는 광 도파로 (1) 는, 신뢰성이 우수하다.
(제 2 양태의 변형예)
제 2 양태의 변형예에서는, 언더 클래드 (2) 및/또는 코어 (3) 의 재료가, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이어도 된다. 변형예에서는, 제 2 양태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
바람직하게는, 언더 클래드 (2) 및 오버 클래드 (4) 의 재료가, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이다. 이 처방에 의하면, 언더 클래드 (2) 및 오버 클래드 (4) 는, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하고 있기 때문에, 이것들을 구비하는 광 도파로 (1) 는, 신뢰성이 보다 한층 우수하다.
＜제 3 양태＞
제 3 양태에 있어서, 제 1 양태, 제 2 양태 및 그들의 변형예와 동일한 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다. 또, 제 3 양태는, 특별히 기재하는 것 이외에, 제 1 양태, 제 2 양태 및 그들의 변형예와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 제 1 양태 ∼ 제 3 양태 및 그들의 변형예를 적절히 조합할 수 있다.
다음으로, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물에 의해 코어용 감광성 필름 및 코어를 순서대로 조제하고, 계속해서, 광 도파로를 형성하는 제 3 양태를, 도 3A ∼ 도 3D 를 참조하여, 설명한다.
도 3A 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판 (10) 을 준비하고, 계속해서, 공지된 광 도파로용 (감광성) 재료로부터, 공지된 방법에 의해 언더 클래드 (2) 를 형성한다.
도 3B 에 나타내는 바와 같이, 이어서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물 (바람직하게는, 바니시) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 과, 언더 클래드 (2) 의 측면 및 일방면에 도포한다.
계속해서, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 바니시이면, 가열 건조에 의해, 유기 용매를 제거한다.
이로써, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로부터 광 도파로용 감광성 필름의 일례로서의 코어용 감광성 필름 (13) 을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 과, 언더 클래드 (2) 의 측면 및 일방면에 형성 (제작) 한다.
코어용 감광성 필름 (13) 은, 광 도파로 (1) 에 있어서의 광의 전송 방향 (도 3A ∼ 도 3D 에 있어서의 지면 안길이 방향) 을 따라 연장되는 필름 형상을 가지고, 두께 방향에 대향하는 일방면 및 타방면 (2 개의 주면) 을 갖는다. 또한, 이 코어용 감광성 필름 (13) 은, 포토 가공에 의해, 코어 (3) 를 형성하기 위한 감광성 필름으로서, 코어 (3) 의 전구체 필름이다. 코어용 감광성 필름 (13) 의 타방면의 일부는, 광 투과성 기재 필름 (1) 에 있어서 언더 클래드 (2) 로부터 노출되는 일방면 (15) 에 접촉하고 있다.
다음으로, 도 3B 의 가상선 및 화살표로 나타내는 바와 같이, 포토마스크 (25) 를 개재하여, 코어용 감광성 필름 (13) 에 자외선을 조사한다. 투과부 (26) 는, 코어 (3) 에 대응하는 패턴을 갖는다. 또한, 코어 (3) 는, 언더 클래드 (2) 의 일방면에만 형성되는 제 1 코어 (31) (후술), 및, 오버 클래드 (4) 의 일방면 및 측면과 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 걸쳐서 형성되는 제 2 코어 (32) (후술) 를 포함한다.
자외선을 상기한 포토마스크 (25) 를 개재하여 코어용 감광성 필름 (13) 에 조사함으로써, 자외선은, 투과부 (26) 를 투과하여, 코어용 감광성 필름 (13) 에 있어서 코어 (3) (후술하는 제 1 코어 (31) 및 제 2 코어 (32)) 에 대응하는 부분이 노광 (감광) 된다.
이로써, 상기한 부분에 있어서의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이 경화되어, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물의 경화체인 코어 (3) 가 잠상 (24) (가상선) 으로서 형성된다. 그 후, 노광 후 가열을 실시하여, 코어용 감광성 필름 (13) 에 있어서의 상기한 부분을 경화 (완전 경화) 시킨다.
도 3C 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 현상에 의해, 미노광 부분 (오버 클래드 (4) 의 주위의 부분) 을 제거한다. 요컨대, 코어용 감광성 필름 (13) 으로부터 코어 (3) 를 패터닝한다.
이로써, 제 1 코어 (31) 및 제 2 코어 (32) 를 포함하는 코어 (3) 가 형성된다 (패터닝된다).
제 1 코어 (31) 는, 폭 방향에 있어서의 언더 클래드 (2) 의 중간부의 일방면에 형성되어 있다.
제 2 코어 (32) 는, 폭 방향에 있어서, 제 1 코어 (31) 와 간격을 두고 배치되어 있다. 제 2 코어 (32) 는, 언더 클래드 (2) 에 있어서의 폭 방향 양 단부의 일방면 및 측면과, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 연속하여 형성된다. 제 2 코어 (32) 는, 예를 들어, 단면에서 보아 Z 자 형상을 갖는다. 제 2 코어 (32) 의 폭 방향 외측 부분의 두께 방향 타방면은, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하고 있다.
도 3D 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 오버 클래드 (4) 를, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에, 언더 클래드 (2) 및 코어 (3) 를 피복하도록, 공지된 재료로부터 형성한다.
이로써, 언더 클래드 (2) 와, 코어 (3) (제 1 코어 (31) 및 제 2 코어 (32)) 와, 오버 클래드 (4) 를 구비하고, 제 2 코어 (32) 가 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하는 광 도파로 (1) 를 제조한다.
그리고, 이 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판 (10) 에 도포하여 이루어지는 코어용 감광성 필름 (13) (광 도파로용 감광성 필름의 일례) 의 경화체인 코어 (3) (구체적으로는, 제 2 코어 (32)) (광 도파로의 일례) 는, 기판 (10) 에 대한 밀착성이 우수하다.
그 때문에, 이 코어 (3) 는, 신뢰성이 우수하다.
＜제 3 양태의 변형예＞
제 3 양태의 변형예에서는, 언더 클래드 (2) 및/또는 오버 클래드 (4) 의 재료가, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이어도 된다. 변형예에서는, 제 3 양태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
바람직하게는, 언더 클래드 (2), 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 의 재료가, 본 발명의 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물이다.
이 처방에 의하면, 언더 클래드 (2), 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 는, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 접촉하고 있기 때문에, 이것들을 구비하는 광 도파로 (1) 는, 신뢰성이 현격히 우수하다.
＜광 전기 혼재 기판＞
다음으로, 본 발명의 광 전기 혼재 기판의 일 실시형태를, 도 4 ∼ 도 6A 를 참조하여 설명한다.
도 4A ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 광 전기 혼재 기판 (7) 은, 광의 전송 방향으로 연장되는 대략 평판 형상을 갖는다. 광 전기 혼재 기판 (7) 은, 기판의 일례로서의 전기 회로 기판 (8) 과, 광 도파로 (1) 를, 두께 방향 일방측을 향해 순서대로 구비한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 전기 회로 기판 (8) 은, 금속 지지층 (9) 과, 베이스 절연층 (16) 과, 도체층 (17) 과, 커버 절연층 (18) 을 구비하고, 바람직하게는, 그것들만으로 이루어진다.
금속 지지층 (9) 은, 도체층 (17) 을 보강하는 보강층이다. 금속 지지층 (9) 은, 전기 회로 기판 (8) 에 있어서, 전송 방향의 일단부에 형성된다. 금속 지지층 (9) 의 재료로서, 예를 들어, 스테인리스 등의 금속을 들 수 있다. 금속 지지층 (9) 은, 후술하는 복수 (3 개) 의 코어 (3) 에 대응하는 복수 (3) 의 개구부 (19) 를 갖는다. 개구부 (19) 는, 금속 지지층 (9) 을 두께 방향으로 관통한다.
베이스 절연층 (16) 은, 금속 지지층 (9) 과 도체층 (17) 을 절연하는 절연층으로서, 전기 회로 기판 (8) 의 두께 방향에 있어서의 금속 지지층 (9) 과 도체층 (17) 사이에 위치한다. 구체적으로는, 베이스 절연층 (16) 은, 금속 지지층 (9) 의 두께 방향 타방면에 배치되어 있다. 베이스 절연층 (16) 은, 전기 회로 기판 (8) 의 전체에 걸쳐서 연장되어 있다. 베이스 절연층 (16) 의 외형 형상은, 예를 들어, 광 전기 혼재 기판 (7) 의 외형 형상과 동일하다. 베이스 절연층 (16) 의 재료로서, 예를 들어, 폴리이미드 등의 수지를 들 수 있다.
도체층 (17) 은, 전기 (전기 신호) 를, 외부의 회로 기판 (도시 생략) 및 광 소자 (도시 생략) 사이를 전송하는 신호층이다. 도체층 (17) 은, 베이스 절연층 (16) 의 두께 방향 타방면에 배치되어 있다. 도체층 (17) 은, 전기 회로 기판 (8) 에 있어서, 전송 방향의 일단부에 형성된다. 도체층 (17) 의 재료로는, 예를 들어, 구리 등의 도체를 들 수 있다.
도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 도체층 (17) 은, 제 1 단자 (20) 와, 제 2 단자 (22) 와, 제 1 단자 (20) 와 제 2 단자 (22) 를 전기적으로 접속하는 배선 (21) 을 갖는 패턴 형상을 갖는다. 제 1 단자 (20) 는, 후술하는 복수의 코어 (3) 의 각각에 대해 2 개 (1 쌍) 씩 형성된다. 제 2 단자 (22) 는, 복수의 제 1 단자 (20) 의 각각에 대응하여 복수 형성되고, 배선 (21) 에 의해 각 제 1 단자 (20) 와 전기적으로 접속되어 있다.
커버 절연층 (18) 은, 배선 (21) 을 피복하고, 제 1 단자 (20) 및 제 2 단자 (22) 를 노출하도록, 베이스 절연층 (16) 의 두께 방향 타방면에 배치된다. 커버 절연층 (18) 의 재료로서, 예를 들어, 폴리이미드 등의 수지를 들 수 있다.
도 4 및 도 6A 에 나타내는 바와 같이, 광 도파로 (1) 로는, 예를 들어, 제 1 양태에서 예시한 스트립형 광 도파로를 들 수 있고, 상기한 언더 클래드 (2), 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 를 구비한다.
언더 클래드 (2) 는, 금속 지지층 (9) 의 두께 방향 일방면과, 베이스 절연층 (16) 에 있어서 금속 지지층 (9) 으로부터 노출되는 두께 방향 일방면에 배치되어 있다. 코어 (3) 는, 폭 방향에 서로 간격을 두고 복수 (3 개) 정렬 배치되어 있다.
또한, 코어 (3) 는, 미러면 (23) 을 갖는다. 미러면 (23) 은, 코어 (3) 가 절결되어 형성되어 있고, 예를 들어, 코어 (3) 가 연장되는 방향에 대해 45 도의 각도를 이루는 경사면이다. 미러면 (23) 은, 두께 방향에 투영했을 때에, 금속 지지층 (9) 의 개구부 (19) 내에 위치한다.
도 6B 에 나타내는 바와 같이, 이 광 전기 혼재 기판 (7) 을 제조하려면, 먼저, 전기 회로 기판 (8) 을 제조하고, 그 후, 전기 회로 기판 (8) 의 두께 방향 일방면에 광 도파로 (1) 를 제작한다 (만들어 넣는다).
광 도파로 (1) 를 제작하려면, 먼저, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을, 전기 회로 기판 (8) 의 두께 방향 일방면의 전체면에 도포한다. 이로써, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) (가상선) 을, 전기 회로 기판 (8) 의 두께 방향 일방면에 형성한다.
그 후, 도시되지 않은 포토마스크를 개재하여, 언더 클래드용 감광성 필름 (12) 을 노광하고, 계속해서, 노광 후 가열 및 현상 (패터닝) 함으로써, 상기한 패턴을 갖는 언더 클래드 (2) (실선) 를 형성한다.
도 6A 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 공지된 방법에 의해, 코어 (3) 및 오버 클래드 (4) 를, 언더 클래드 (2) 의 일방면에 형성하고, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 그 후, 코어 (3) 에 미러면 (23) 을 형성한다.
또한, 그 후, 필요에 따라, 도 6A 의 파선으로 나타내는 바와 같이, 전기 회로 기판 (8) 의 폭 방향 양 단부 (5) 를 전송 방향을 따라 제거하여 (절결하여), 광 도파로 (1) 의 폭 방향 양 단 가장자리를 광 전기 혼재 기판 (7) 으로부터 노출시킨다.
그리고, 이 광 전기 혼재 기판 (7) 은, 제 1 양태에 상당하는 광 도파로 (1) 를 구비하므로, 언더 클래드 (2) 의 전기 회로 기판 (8) 의 일방면에 대한 밀착력이 우수하다.
그 때문에, 이 광 전기 혼재 기판 (7) 은, 상기한 전기 회로 기판 (8) 을 구비하므로, 신뢰성이 우수하다.
＜일 실시형태의 변형예＞
상기에서는, 제 1 양태에 상당하는 광 도파로 (1) 를, 전기 회로 기판 (8) 의 일방면에 제작했지만, 예를 들어, 제 2 양태 또는 제 3 양태에 상당하는 광 도파로 (1) 를, 전기 회로 기판 (8) 의 일방면에 제작하여, 광 전기 혼재 기판 (7) 을 제조할 수도 있다. 이 변형예는, 일 실시형태와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또, 광 도파로 (1) 가 형성되는 기판의 일례로서 전기 회로 기판 (8) 을 예시했지만, 전기 회로 기판 (8) 이외의 기판, 예를 들어, 전기 회로를 갖지 않는 기판 (상기한 기판 (10)) 이어도 된다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은, 전혀 실시예 및 비교예에 한정되지 않는다. 또, 이하의 기재에 있어서 사용되는 배합 비율 (비율), 물성값, 파라미터 등의 구체적 수치는, 상기한「발명을 실시하기 위한 형태」에 있어서 기재되어 있는, 그것들에 대응하는 배합 비율 (비율), 물성값, 파라미터 등 해당 기재의 상한 (「이하」, 「미만」으로서 정의되어 있는 수치) 또는 하한 (「이상」, 「초과」로서 정의되어 있는 수치) 으로 대체할 수 있다.
각 실시예 및 각 비교예의 성분을 이하에서 상세하게 설명한다.
수소 첨가형 지환식 에폭시 수지 : 식 (3) 으로 나타낸다. 고형상. 에폭시 당량 540 g/eq.
[화학식 12]
Figure pct00012
(식 중, n 은, 1 이다)
VG3101L : 하기 식 (7) 로 나타내는 고형상의 방향족 트리글리시딜에테르, 연화점 60 ℃, 에폭시 당량 205 ∼ 215 g/eq (프린텍사 제조)
[화학식 13]
Figure pct00013
EHPE3150 : 하기 식 (8) 로 나타내는 지환족 폴리글리시딜에테르, 연화점 70 ∼ 90 ℃, 에폭시 당량 170 ∼ 190 g/eq (다이셀사 제조)
[화학식 14]
Figure pct00014
YX7180BH40 : 반고형상의 2 관능 에폭시 수지의 40 질량％ 시클로헥사논 및 메틸에틸케톤 (1/1) 용액 (미츠비시 케미컬사 제조)
jER-1002 : 고형상의 2 관능 에폭시 수지 (비스페놀 A 형, 에폭시 당량 600 ∼ 700 g/eq) (미츠비시 케미컬사 제조)
EXA4816 : 액상의 2 관능 에폭시 수지 (비스페놀형 에폭시 수지, 연화점 78 ℃, 에폭시 당량 403 g/eq) (DIC 사 제조)
오그솔 PG100 : 고형상의 2 관능 플루오렌형 에폭시 수지 (오사카 가스케미컬사 제조)
KBM403 : 에폭시계 실란 커플링제 (신에츠 실리콘사 제조)
CPI-101A : 광 카티온 중합 개시제 (트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트) (신닛폰 이화사 제조)
리카시드 MH700 : 가열형 에폭시 수지 경화제 (4-메틸헥사하이드로 무수 프탈산/헥사하이드로 무수 프탈산) (질량비 = 70/30)
실시예 1 ∼ 5 및 7, 비교예 1
차광 조건 하, 표 1 에 나타내는 각 배합 성분을 그 배합 처방에 따라서 동시에 배합하고, 110 ℃ 에서 가열하면서 용해시켰다. 또한, YX7180BH40 에 대해서는, 그 고형분량이 표 1 에 기재된 양이 되도록, 배합하였다.
그 후, 실온 (25 ℃) 까지 냉각시키고, 직경 1.0 ㎛ 의 멤브레인 필터를 사용하여 가열 가압 여과하여, 바니시를 제작하였다.
＜샘플의 제작＞
도 1B 에 나타내는 바와 같이, 스테인리스로 이루어지는 기판 (10) 의 일방면 (15) 의 전체면에 어플리케이터를 사용하여 바니시를 도포하고 도막을 조제하고, 계속해서, 도막을 130 ℃ 에서, 10 분간 가열함으로써 건조시켜 (유기 용매를 제거하여), 두께 50 ㎛ 의 감광성 필름을 형성하였다.
도 1B 의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 계속해서, 감광성 필름의 두께 방향 일방측에, 폭 3 ㎜ × 길이 40 ㎜ 의 사각형 패턴을 갖는 투과부 (26) 및 그것의 주위에 위치하는 차광부 (27) 를 갖는 포토마스크 (25) 를 배치하고, UV 조사기 [고압 수은 램프, 전광선 (밴드 패스 필터 없음)] 로 4000 mJ/㎠ (파장 365 ㎚ 적산) 로 노광 (감광) 하였다. 이로써, 후술하는 언더 클래드 샘플의 잠상 (24) 을 형성하였다.
계속해서, 노광 후 가열을, 140 ℃ 에서, 10 분간 실시하고, 그 후, 현상액 (γ-부티로락톤) 으로 3 분간 현상하였다.
도 1C 에 나타내는 바와 같이, 이로써, 사각형상으로, 사이즈가 폭 3 ㎜ × 길이 40 ㎜ 인 언더 클래드 샘플을, 기판 (10) 의 일방면 (15) 에 제작하였다.
실시예 6
현상 후에 얻어진 샘플을 코어 샘플로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하였다.
비교예 2
실시예 1 과 동일하게 하여, 언더 클래드 샘플의 제작을 시도하였다.
그러나, 도막의 건조 가열에 의해, 열 경화가 진행되어 버렸다. 그 후, 포토 가공을 실시해도, 잠상은 형성되지 않고, 그 후, 노광 후 가열에 의해, 기판 (10) 의 일방면 (15) 의 전체면에 언더 클래드 샘플이 형성되었다. 요컨대, 이 언더 클래드 샘플은, 사이즈 폭 3 ㎜ × 길이 40 ㎜ 의 사각형 패턴을 가지고 있지 않았다.
평가
하기의 항목을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜박리 시험 (밀착성 평가)＞
실시예 1 ∼ 7 및 비교예 1 의 각각의 샘플 (언더 클래드 샘플, 코어 샘플) 을, 90 도, 속도 10 ㎜/분으로, 기판 (10) 의 일방면 (15) 으로부터 박리하여, 박리 강도를 측정하였다. 박리 강도를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ : 박리 강도가 500 mN/㎝ 이상
△ : 박리 강도가 200 mN/㎝ 이상, 500 mN/㎝ 미만
× : 박리 강도가 200 mN/㎝ 미만
＜포토 가공의 패터닝성＞
포토 가공에 있어서의 감광성 필름의 패터닝성을 하기의 기준으로 평가하였다.
○ : 포토마스크 (25) 의 투과부 (26) 와 동일한 패턴으로 샘플을 제작할 수 있었다.
× : 포토마스크 (25) 의 투과부 (26) 와 동일한 패턴으로 샘플을 제작할 수 없었다.
Figure pct00015
또한, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기 청구의 범위에 포함된다.
산업상 이용가능성
광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물은, 광 도파로의 제조에 사용된다.
1 : 광 도파로
2 : 언더 클래드 (클래드의 일례)
3 : 코어
4 : 오버 클래드 (클래드의 일례)
7 : 광 전기 혼재 기판
8 : 전기 회로 기판
10 : 기판
12 : 언더 클래드용 감광성 필름 (광 도파로용 감광성 필름의 일례)
13 : 코어용 감광성 필름 (광 도파로용 감광성 필름의 일례)
14 : 오버 클래드용 감광성 필름 (광 도파로용 감광성 필름의 일례)
32 : 제 2 코어

Claims (8)

  1. 기판에 도포하여, 포토 가공에 의해 패터닝하여 광 도파로를 형성하기 위한 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물로서,
    하기 식 (1) 로 나타내는 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는,
    광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물.
    Figure pct00016

    (식 중, R1 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R2 는, -CH2-, -C(CH3)H-, -C(CH3)2- 및 -SO2- 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 2 가의 기를 나타낸다. A 는, 탄소수 4 이상의 분기 알킬기를 치환기로서 2 개 이상 갖는 아릴렌기를 나타낸다. B 는, 하기 식 (2) 로 나타내는 2 가의 기, 또는, 에테르 결합을 나타낸다. n 은, 양수를 나타낸다.)
    Figure pct00017

    (식 중, R3 은, 치환기를 가져도 되는 알킬렌기를 나타낸다. p 는, 1 또는 2 이다. m 은, 0 또는 1 이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소 첨가형 지환식 에폭시 수지가, 하기 식 (3) 으로 나타내는 것을 특징으로 하는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물.
    Figure pct00018

    (식 중, n 은, 양수를 나타낸다)
  3. 제 1 항에 있어서,
    3 개 이상의 에폭시기를 갖는 다관능 에폭시 수지, 및, 광 카티온 중합 개시제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 도파로에 포함되는 클래드를 형성하기 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 도파로에 포함되는 코어를 형성하기 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는, 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물.
  6. 제 1 항에 기재된 광 도파로용 에폭시 수지 감광성 조성물을 기판에 도포하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광 도파로용 감광성 필름.
  7. 제 6 항에 기재된 광 도파로용 감광성 필름의 경화체인 것을 특징으로 하는, 광 도파로.
  8. 전기 회로 기판과,
    제 7 항에 기재되는 광 도파로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 광 전기 혼재 기판.
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