TW201343704A - 光波導形成用環氧樹脂組成物及由其獲得之光波導形成用硬化性薄膜以及光傳送用撓性印刷基板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種作為光波導形成用材料、特別是包層形成材料而言具備高Tg、高柔軟性及圖案形成性能的優異的光波導形成用環氧樹脂組成物。一種光波導形成用環氧樹脂組成物，係含有下述(A)~(C)者，其特徵在於，下述(A)之液狀環氧樹脂主成分為以下述通式(1)表示之液狀環氧樹脂，其含有率為樹脂成分總量中50~80重量%之範圍。(A)液狀環氧樹脂。(B)固態樹脂。(C)光酸產生劑。□[式(1)中，R1及R2分別表示氫原子或甲基，R3~R6分別表示氫原子、甲基、氯原子、溴原子；X表示碳原子數2~15的伸烷基或乙烯氧基、二(乙烯氧基)、三(乙烯氧基)、丙烯氧基、丙烯氧基丙基、二(丙烯氧基)丙基、三(丙烯氧基)丙基；n為自然數，其平均值為1.2~5。]

Description

光波導形成用環氧樹脂組成物及由其獲得之光波導形成用硬化性薄膜以及光傳送用撓性印刷基板 發明領域
本發明係有關於一種光波導形成用環氧樹脂組成物，其被用作光通信、光資訊處理、以及一般光學所廣泛使用之光波導裝置中構成光波導的包層等之形成材料。
發明背景
用於光傳送用撓性印刷基板之光波導包層材料根據其使用用途的不同，要求高柔軟性、低折射率及圖案形成性能等特性。按照此要求進行材料設計時，所使之設計通常從低折射率的觀點出發選擇脂肪族樹脂，再通過適當摻合多官能脂肪族環氧樹脂及長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂，分別賦予圖案形成性能(高靈敏度)、高柔軟性。因此，在特別要求柔軟性的包層材料中，長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂的導入量必然變多，因而存在硬化後之包層之Tg(玻璃轉移溫度)降低的傾向(專利文獻1、2)。
另一方面，在著眼於大量生產的輥對輥 (roll-to-roll)製程中，一般使用對未硬化物薄膜進行乾膜化的手法。為了使該乾膜材料適合於輥對輥製程，故於材料開發時對未固化物有低黏著性‧撓性之要求，但這樣的要求會導致材料設計自由度變小。另外，製作乾膜時，須於積層基材其兩面皆成膜，故從節省資源及成本的觀點而言為一大問題，因此，在材料開發中，對將液態材料塗覆在基材上形成包層、芯等之濕式製程的適合性亦受到重視(專利文獻2)。
濕式製程中，通常，進行塗覆、溶劑乾燥時，為了提高其塗膜表面的平滑性，乃添加表面平滑劑(調平劑)或使用沸點高之溶劑(高沸點溶劑)。
然而，若使用調平劑，則塗膜表面的表面張力降低，因而常有在後續塗覆程序中導致反撥、或對波導損耗產生不良影響等問題。
另一方面，使用高沸點溶劑代替調平劑時，存在以下問題。若為了賦予柔軟性而使用Tg變低的包層材料，在下包層上的芯層塗覆乾燥程序中，由於高沸點溶劑乾燥，下包層膜中發生芯樹脂成分的滲入，使得在芯層中傳輸之光漏射到下包層側，造成波導損耗惡化之問題。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2011-27903號公報
專利文獻2：日本特開2010-230944號公報
由於這樣的技術背景，作為包層形成材料，亟需開發出兼具高Tg、且高柔軟性及圖案形成性能之包層材料。
本發明是鑒於上述情況而進行者，其目的在於，提供一種作為光波導形成用材料、尤其是包層形成材料而言可發揮高Tg、高柔軟性及圖案形成性能(patternability)之優異的光波導形成用環氧樹脂組成物。
為了達成上述目的，本發明之第1主旨乃一種光波導形成用環氧樹脂組成物，係含有下述(A)~(C)者，下述(A)之液狀環氧樹脂主成分為以下述通式(1)表示之液狀環氧樹脂，其含有率為樹脂成分總量中50~80重量%之範圍。
(A)液狀環氧樹脂。
(B)固態樹脂。
(C)光酸產生劑。
[式(1)中，R1及R2分別表示氫原子或甲基，R3~R6分別表示氫原子、甲基、氯原子、溴原子。X表示碳原子數2~15的伸烷基或乙烯氧基(ethyleneoxy group)、二(乙烯氧基)、三(乙烯氧基)、丙烯氧基、丙烯氧基丙基、二(丙烯氧基)丙基、三(丙烯氧基)丙基。n為自然數，其平均值為1.2~5。]
另外，本發明的第2主旨係一種由光波導形成用環氧樹脂組成物得到之光波導形成用硬化性薄膜，第3主旨為一種光傳送用撓性印刷基板，係具備光波導者，該光波導係由使光波導形成用環氧樹脂組成物或光波導形成用硬化性薄膜硬化所得之包層或芯構成。
本發明人為了獲得作為光波導之包層形成材料而言具備高Tg、高柔軟性及圖案形成性能之優異的光波導形成用環氧樹脂組成物進行了深入研究。其結果發現，若摻合之液狀環氧樹脂主成分為以上述通式(1)表示之液狀環氧樹脂並按規定的含有率使用，能夠達成預期目的，從而完成了本發明。
即，本發明人著眼於脂肪族長鏈雙官能環氧樹脂能有助於賦予低折射率及柔軟性但Tg顯著降低、而芳香族長鏈雙官能環氧樹脂為高折射率又對賦予柔軟性的貢獻小但Tg的降低緩慢這樣相反之樹脂特性進行了深入研究。其結果發現，藉由在用以賦予柔軟性之液狀長鏈雙官能環氧樹脂中導入半脂肪族骨架並以特定的含有率使用，可抑制高折射率化並維持柔軟性，且可賦予比現有的脂肪族長鏈雙官能環氧樹脂更高之Tg，從而完成了本發明。
如上所述，本發明為一種光波導形成用環氧樹脂組成物，係含有上述(A)~(C)者，上述(A)之液狀環氧樹脂主成分為以上述通式(1)表示之液狀環氧樹脂，其含有率為樹脂成分總量中50~80重量%之範圍。因此，使用該光波導形 成用環氧樹脂組成物形成例如光波導之包層或芯時，能夠發揮高Tg、高柔軟性及圖案形成性能。
另外，在濕式製程中若使用該光波導形成用環氧樹脂組成物的硬化薄膜，可於不使芯樹脂成分滲入包層之情況下形成芯。
進而，使上述光波導形成用環氧樹脂組成物硬化所得之包層或芯的Tg高、柔軟性(耐彎曲性)高且圖案形成性能優異，藉此構成光波導並製得具備該光波導之光傳送用撓性印刷基板。
用以實施發明之形態
以下，對本發明之實施形態進行詳細說明。但本發明不限定於該實施形態。
《光波導形成用環氧樹脂組成物》
本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物係含有液狀環氧樹脂(A)、固態樹脂(B)、及光酸產生劑(C)者，上述(A)之液狀環氧樹脂主成分限定為特定成分及含量。其中，在本發明中「液狀」或「固態」是指在25℃溫度下之“液狀”或“固態”狀態。以下，依次對(A)~(C)進行說明。
以上述液狀環氧樹脂(A)而言，是指以下述通式(1)表示之液狀環氧樹脂作為主成分之化合物。其中，本發明中「主成分」是指實質上構成其全體之主要成分，意味 不僅關乎其使用量，並對整體的物性‧特性有很大影響。具體而言，是指液狀環氧樹脂中佔過半之成分，也包含全體僅由主成分構成之情況。
[式(1)中，R1及R2分別表示氫原子或甲基，R3~R6分別表示氫原子、甲基、氯原子、溴原子。X表示碳原子數2~15的伸烷基或乙烯氧基(ethyleneoxy group)、二(乙烯氧基)、三(乙烯氧基)、丙烯氧基、丙烯氧基丙基、二(丙烯氧基)丙基、三(丙烯氧基)丙基。n為自然數，其平均值為1.2~5。]
上述式(1)中，R1及R2分別為氫原子或甲基，但宜為甲基。另外，R3~R6分別表示氫原子、甲基、氯原子、溴原子，但宜為氫。進而，X表示碳原子數2~15的伸烷基或乙烯氧基、二(乙烯氧基)、三(乙烯氧基)、丙烯氧基、丙烯氧基丙基、二(丙烯氧基)丙基、三(丙烯氧基)丙基。另外，重複數n為自然數，其平均值為1.2~5。
以上述式(1)表示之液狀環氧樹脂若為例如由樹脂組成物溶解在有機溶劑中而成者，則相對於光波導形成用環氧樹脂組成物中之樹脂成分總量含有50~80重量%之範圍，並以60~70重量%為宜。即，上述特定液狀環氧樹脂 之含量過少時，所製光波導之線性損耗顯著，圖案形狀亦惡化，因此難以得到目標(高靈敏度)之光波導，反之，上述特定液狀環氧樹脂之含量過多時，所得光波導之彎曲損耗大，以致缺乏柔軟性。其中，作為上述樹脂成分，不僅包含(A)及(B)，還可以包含其它樹脂成分，但宜僅由(A)及(B)組成。
本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物中，除上述特定液狀環氧樹脂以外，可適當使用其它液狀環氧樹脂。
所述其它液狀環氧樹脂，具體可列舉出例如：液狀雙酚A型環氧樹脂、液狀雙酚F型環氧樹脂、液狀氫化雙酚A型環氧樹脂、液狀3,4-環氧環己烯基甲基-3’,4’-環氧環己烯羧酸酯、液狀ε-己內酯改質3,4-環氧環己烯基甲基-3’,4’-環氧環己烯羧酸酯等。這些樹脂可以單獨使用或者組合2種以上使用。上述成分可以適當參考現有公知技術來合成，也可以購入市售品來準備。以市售品而言，可列舉出：JER828(三菱化學公司製造)、EPICLON 830S(DIC公司製造)、YX8000(三菱化學公司製造)、celloxide 2021P(大賽璐公司製造)、celloxide 2081(大賽璐公司製造)、PG-207N(新日鐵化學公司製造)等。其中以PG-207N尤佳。
另外，以上述固態樹脂(B)而言，凡在25℃溫度下為固體形狀之樹脂即可，與上述液狀環氧樹脂(A)具有或不具有反應性皆可。
以具有反應性之固態樹脂而言，具體可列舉出：固體2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環 己烷加成物、固體雙酚A型環氧樹脂、固體雙酚F型環氧樹脂、固體氫化雙酚A型環氧樹脂等。這些樹脂可以單獨使用或者組合2種以上使用。另外，以不具有反應性之固態樹脂而言，具體有聚乙烯醇縮醛樹脂(S-LEC BM-1、BM-S，積水化學公司製造)等。這些固態樹脂可以單獨使用或者組合2種以上使用。上述成分可以適當參考現有公知技術來合成，也可以購入市售品來準備。以市售品而言，具有反應性之固態樹脂可列舉出EHPE3150(大賽璐公司製造)、EPIKOTE 1007(三菱化學公司製造)、EPIKOTE 4007(三菱化學公司製造)、YL7170(三菱化學公司製造)等，另外，不具有反應性之固態樹脂，可列舉出S-LEC BM-1、BM-S(積水化學公司製造)等。
進而，上述光酸產生劑(C)是用以藉光照射對光波導形成用環氧樹脂組成物賦予硬化性、例如賦予紫外線硬化性者。
作為上述光酸產生劑(C)，可列舉出例如：安息香類、安息香烷基醚類、苯乙酮類、胺苯乙酮類、蒽醌類、9-氧硫類(thioxanthone)、縮酮類、二苯甲酮類、酮類(xanthone)、氧化膦類等光聚合引發劑。具體可列舉出：三苯基鋶六氟銻酸鹽、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基-環己基-苯基-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、1-〔4-(2-羥基乙氧基)-苯基〕-2-羥基-2-甲基-1-丙烷、2-羥基-1-{4-〔4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基〕苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮 -1、2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-嗎啉丙烷-1-酮、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦、雙(n5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙〔2,6-二氟-3(1H-吡咯-1-基)-苯基〕鈦、2-羥基-1-{4-〔4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基〕苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮等。這些物質可以單獨使用或組合2種以上使用。其中，從快速硬化速度、厚膜硬化性的觀點考慮，宜使用三苯基鋶六氟銻酸鹽、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基-環己基-苯基-酮、2-羥基-1-{4-〔4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基〕苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮。
上述光酸產生劑(C)的含量，宜相對於光波導形成用環氧樹脂組成物之樹脂成分100重量份設定為0.1~10重量份，0.5~5重量份更佳、1~3重量份尤佳。即，光酸產生劑的含量過少時，難以得到滿意的紫外線照射之光硬化性，另外，光酸產生劑的含量過多時，光靈敏度提高，以致形成圖案時造成形狀異常、及清漆適用期有短壽命化的傾向。
本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物中，除液狀環氧樹脂(A)、固態樹脂(B)、及光酸產生劑(C)以外，根據需要，例如為了提高黏接性，可舉用矽烷系或者鈦系之偶合劑、烯烴系低聚物或降烯系聚合物等環烯烴系低聚物或聚合物、合成橡膠、矽氧化合物等可撓性賦予劑等之化合物、抗氧化劑、消泡劑等。這些添加劑在不損及本發明效果之範圍內可適當摻合。其等可以單獨使用或組合2種 以上使用。
上述光波導形成用環氧樹脂組成物，在不損及本發明之優異效果之範圍內，於上述各摻合成分的基礎上再摻合有機溶劑，經溶解混合調製成清漆，並用於塗布作業。作為上述有機溶劑，可列舉出例如：甲基乙基酮、環己酮、乳酸乙酯、2-丁酮、N,N-二甲基乙醯胺、二甘二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇乙酸甲酯、丙二醇單甲基醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷、乳酸乙酯等。這些有機溶劑可以單獨使用或組合2種以上使用，且適量使用以得到適於塗布之黏度。
摻合上述有機溶劑進行調製時之濃度係考慮塗布作業性再適當設定，但舉例言之，宜設定為20~80重量%。
《光波導》
以下，對將本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物用於形成包層所得之光波導進行說明。另，這裡將本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物用於包層，但也可以將其用於芯層。
由本發明得到之光波導，舉例言之，係由基材、在該基材上按規定圖案形成之包層(下包層)、在上述包層上按規定圖案形成並用以傳輸光信號之芯層及形成於上述芯層上之包層(上包層)構成者。而且，由本發明得到之光波導中，係由前述光波導形成用環氧樹脂組成物形成上述包層。尤以下包層形成材料及上包層形成材料二者均使用本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物為佳。另，由本發明 得到之光波導中，須使上述包層之折射率小於芯層之折射率。
其中，使用本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物形成之包層(硬化物)，其Tg之下限值宜為55℃以上，60℃以上更佳，且Tg之上限值宜為150℃以下，130℃以下更佳。此係若Tg過低，會發生下包層中滲入芯樹脂成分，且在芯層中傳輸之光漏射到下包層以致波導損耗趨於惡化，若Tg過高，則連帶彈性係數升高以致柔軟性趨於劣化之故。
使用本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物形成之包層(硬化物)之折射率宜為1.56以下，尤以1.55以下之折射率為佳。其中，上述包層(硬化物)之折射率譬如以如下方式測定。在矽晶圓的平滑面上製作厚度約10μm的包層(硬化物)，並使用SAIRON TECHNOLOGY公司製造之稜鏡耦合器(SPA-4000型號)測定850nm處之硬化包層之折射率。
本發明中，光波導例如可以經由以下程序來製造。即，準備基材，在該基材上塗布使用了上述光波導形成用環氧樹脂組成物之感光性清漆。在該清漆塗膜(下包層形成層)上配置用以使規定圖案(光波導圖案)曝光之光罩。然後，對下包層形成層，隔著該光罩進行紫外線等光照射，進而，根據需要進行加熱處理使其硬化。其後，使用顯影液將上述下包層形成層之未曝光部分溶解去除，形成規定圖案之下包層(包層之下方部分)。
然後，在上述下包層上塗布芯層形成材料(清漆)而形成芯形成層。繼之，在該芯形成層面上配置用以使規 定圖案(光波導圖案)曝光之光罩。然後，對芯形成層，隔著該光罩進行紫外線等光照射，進而，根據需要進行加熱處理。其後，使用顯影液將上述芯形成層之未曝光部分溶解去除，形成規定圖案之芯層。
然後，在上述芯層上塗布上述上包層形成材料，再對所得之上包層形成層進行紫外線照射等光照射，進而，根據需要進行加熱處理，由此形成上包層(包層之上方部分)。經由所述程序，可以製造目標光波導。
作為上述基材材料，可列舉出例如矽晶圓、金屬製基板、高分子薄膜、玻璃基板等。以上述金屬製基板而言，可舉用SUS等不銹鋼板等。另外，以上述高分子薄膜而言，具體可列舉出聚對酞酸乙二酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚醯亞胺薄膜等。而且，其厚度通常設定在10μm~3mm之範圍內。
對於上述光照射，具體而言係進行紫外線照射。作為上述紫外線照射中之紫外線之光源，可列舉低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈等為例。另外，紫外線之照射量通常為10~20000mJ/cm2、理想者為100~15000mJ/cm2、500~10000mJ/cm2左右更佳。
通過上述紫外線照射進行曝光後，為了使利用光反應進行之硬化結束，可以進一步實施加熱處理。上述加熱處理條件通常以80~250℃、又宜以100~150℃在10秒~2小時、理想者為5分鐘~1小時之範圍內進行。
另外，上述包層形成材料使用本發明之光波導形 成用環氧樹脂組成物時，作為芯層形成材料，則可舉例如：適當含有固態多官能芳香族環氧樹脂、固體(黏稠)含茀雙官能環氧樹脂、以及前述各種光酸產生劑之樹脂組成物。進而，為了製成清漆進行塗布，可與前述同樣混合有機溶劑，適量使用以得到適於塗布之黏度。
另，於上述基材上使用各層之形成材料所用之塗布方法，可使用例如：以旋塗機、塗布機、圓形塗布機(round coater)、棒塗布機等塗覆之方法；絲網印刷；使用間隔物形成間隙，利用毛细管現象注入其中之方法；利用多層塗布機(multi-coater)等塗覆機經由輥對輥(roll-to-roll)連續式塗覆之方法等。另外，上述光波導也可以通過將上述基材剝離去除而形成薄膜狀光波導。
由此得到之光波導可用作譬如光傳送用撓性印刷基板用之光波導。
實施例
以下，利用實施例對本發明進行說明。惟本發明並不限定於該等實施例。
〔實施例1〕
首先，在實施例的光波導製作之前，製備作為包層形成材料及芯層形成材料之各感光性清漆。
<包層形成材料之製備>
在避光條件下，將液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)50g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)20g、液狀長鏈雙官能脂肪 族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)30g、光酸產生劑(ADEKAOPTOMER SP-170，Adeka Corporation製造)2.og混合在乳酸乙酯20g中，在85℃加熱下攪拌使其完全溶解，其後冷卻至室溫(25℃)，然後使用孔徑1.0μm的膜濾器進行加熱加壓過濾，製備作為包層形成材料之感光性清漆。
<芯層形成材料之製備>
在避光條件下，將固態多官能芳香族環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵化學公司製造)50g、固體(黏稠)含茀雙官能環氧樹脂(OGSOL-EG-200、Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.製造)50g、光酸產生劑(ADEKAOPTOMER SP-170，Adeka Corporation製造)2.0g混合在乳酸乙酯50g中，在85℃加熱下攪拌使其完全溶解，其後冷卻至室温(25℃)，然後使用孔径1.0μm之過濾器進行加熱加壓過濾，由此製備作為芯層形成材料之感光性清漆。
<下包層之製作>
使用旋塗機將上述包層形成材料亦即感光性清漆塗覆在總厚度22μm之撓性印刷基板用基材(FPC基材)之背面上後，在熱板上使有機溶劑乾燥(130℃×10分鐘)，藉以形成未硬化狀態之下包層形成層(其中，通過在該狀態下卸下基材，得到光波導形成用硬化性薄膜)。對所形成之未硬化下包層形成層，利用UV照射機〔5000mJ/cm2(I線過濾器)〕隔著規定之光罩圖案〔圖案寬/圖案間隔(L/S)=50μm/200μm〕進行曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)。其後，在γ-丁內 酯中進行顯影(25℃×3分鐘)，經水洗後，在熱板上使水分乾燥(120℃×10分鐘)，製成下包層(厚度15μm)。
<芯層之製作>
在所形成之下包層上，使用旋塗機塗覆上述芯層形成材料亦即感光性清漆後，在熱板上使有機溶劑乾燥(130℃×5分鐘)，藉以形成未硬化薄膜狀態之芯形成層。對所形成之未硬化芯形成層，利用UV照射機〔9000mJ/cm2(I線過濾器)〕，隔著規定之光罩圖案〔圖案寬/圖案間隔(L/S)=50μm/200μm〕進行曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)。其後，在γ-丁內酯中進行顯影(25℃×4分鐘)，經水洗且在熱板上使水分乾燥(120℃×10分鐘)，製成規定圖案之芯層(厚度50μm)。
<上包層之製作>
在所形成之芯層上，使用旋塗機塗覆上述包層形成材料亦即感光性清漆後，在熱板上使有機溶劑乾燥(130℃×10分鐘)，藉以形成未硬化狀態之上包層形成層。對所形成之未硬化上包層形成層，使用UV照射機〔5000mJ/cm2(I線過濾器)〕進行曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)。其後，在γ-丁內酯中進行顯影(25℃×3分鐘)，經水洗後，在熱板上使水分乾燥(120℃×10分鐘)，製成上包層(厚度10μm)。
由此製成在FPC基材上形成有下包層、在該下包層上形成有規定圖案之芯層、進而在該芯層上形成有上包層之光波導(厚度75μm)。
〔實施例2〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)60g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)20g、液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)20g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔實施例3〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)70g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)20g、液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)10g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔實施例4〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)80g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)20g、且不添加液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔比較例1〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)90g、固態多官能脂肪族環氧樹 脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)10g、且不添加液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔比較例2〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)40g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)20g、液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)40g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔比較例3〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)40g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)30g、液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)30g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔比較例4〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將樹脂成分之摻合比例變更為：液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)30g、固態多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE3150、大賽璐公司製造)40g、液狀長鏈雙官能脂肪族環氧樹脂(PG-207N、新日鐵化學公司製造)30g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
〔比較例5〕
在包層形成材料亦即感光性清漆之製備中，將液狀長鏈雙官能半脂肪族環氧樹脂(EXA-4816、DIC公司製造)50g，改為使用苯氧基樹脂(EPIKOTE 1007、三菱化學公司製造)50g。除此以外，按照與實施例1相同方式製作光波導。
使用如上操作得到之各光波導，按照下述所示之方法测定‧評價Tg、折射率、線性損耗、彎曲損耗、柔軟性、圖案形成性能。將其等之結果和摻合組成一併示於後述〔表1〕中。
〔Tg测定〕
使用塗抹器將在上述實施例及比較例中製備之成為包層形成材料的感光性清漆塗覆在厚度1.1mm之玻璃基板上，進行乾燥(130℃×10分鐘)。對所得之未硬化薄膜進行5000mJ/cm2(I線過濾器)之曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)，得到硬化物。使用刀片將該硬化物從玻璃基板上剝離，從而得到硬化薄膜。將該硬化薄膜用作Tg測定用樣品(厚度50μm)。然後，使用上述樣品，利用動態黏彈性評價裝置(RSA3、TA INSTRUMENTS LTD.製造)由tanδ之值求出Tg。
〔折射率〕
用旋塗機將上述實施例及比較例中製備之成為包層形成材料的感光性清漆塗覆在厚度0.8mm之矽晶圓上，進行乾燥(130℃×10分鐘)。對所得之未硬化薄膜進行 5000mJ/cm2(I線過濾器)之曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)，得到硬化薄膜。將該硬化薄膜用作折射率評價用樣品(厚度10μm)。使用該樣品，利用SAIRON TECHNOLOGY公司製造稜鏡耦合器(SPA-4000型號)測定850nm處之折射率。
〔線性損耗〕
使用上述實施例及比較例中得到之光波導作為樣品，用多模光纖〔FFP-G120-0500、三喜公司製造(直徑50μmMMF、NA=0.2)〕將從光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜公司製造)發出的光聚光，入射到上述樣品上。然後，用透鏡〔FH14-11，清和光學製作所公司製造(倍率20、NA=0.4)〕將從樣品射出的光聚光，並以光測量系統(optical multi-power meter Q8221、Advantest Corporation製造)評價6通道(channel)。基於下述基準由其平均總損耗評價線性損耗。
○：總線性損耗為0.1dB/cm以下。
╳：總線性損耗超過0.1dB/cm。
〔彎曲損耗〕
將由上述實施例及比較例得到之光波導作為樣品，並將各樣品360°纏繞在直徑2mm之金屬棒上時，用多模光纖〔FFP-G120-0500、三喜公司製造(直徑50μmMMF、NA=0.2)〕將從光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜公司製造)發出的光聚光，入射到上述樣品上。然後，用透鏡〔FH14-11，清和光學製作所公司製造(倍率20、NA=0.4)〕將從樣品射出的光聚光，並以光測量系統(optical multi-power meter Q8221、Advantest Corporation製造)評價6通道。由其平均總損耗與經同樣評價所得之線性損耗時之總損耗之差算出彎曲損耗。其結果，基於下述基準進行評價。
○：與初始值相比損耗之增加值為0.5dB以下。
╳：與初始值相比損耗之增加值超過0.5dB。
〔柔軟性〕
將上述實施例及比較例中得到之光波導切成50mm，用作柔軟性評價用樣品。然後，使用上述樣品，在彎曲半徑(r)=1.5mm、滑動距離20mm、滑動速度20mm/秒之條件下進行IPC滑動試驗。其結果，基於下述基準進行評價。
○：進行10萬次以上之彎曲仍未斷裂。
╳：在小於10萬次之彎曲次數時產生斷裂。
〔圖案形成性能〕
將上述實施例及比較例中得到之形成有圖案之下包層用作樣品。即，對未硬化狀態之下包層形成層，利用UV照射機〔5000mJ/cm2(I線過濾器)〕，隔著規定之光罩圖案〔圖案寬/圖案間隔(L/S)=50μm/200μm〕進行曝光，並進行後加熱(130℃×10分鐘)。其後，在γ-丁內酯中進行顯影(25℃×3分鐘)，經水洗後，在熱板上使水分乾燥(120℃×10分鐘)，藉以製作圖案形成性能評價用樣品(L/S=50μm/200μm)。
○：圖案無波紋、倒塌、底部擴展(bottom expansion)等形狀異常。
△：圖案無波紋及倒塌，但有底部擴展之形狀異常。
╳：圖案有波紋、倒塌、及底部擴展等形狀異常。
由上述結果可知，使用含有特定比例之特定液狀環氧樹脂組成之感光性清漆形成包層並做成具備該包層之光波導的實施例中，得到了維持高Tg(60℃以上)、且具備優異之柔軟性、圖案形成性能之結果。另外，實施例還抑制了高折射率化，且線性損耗及彎曲損耗亦於容許範圍內，特性之平衡性優異。
相對於此，特定液狀環氧樹脂在樹脂成分總量中不足50重量%之比較例2~5之製品，出現線性損耗、彎曲損耗及柔軟性中至少一種較差之結果。另一方面，特定液狀環氧樹脂在樹脂成分總量中超過90重量%之比較例1之製 品，則出現彎曲損耗超出容許範圍、且圖案產生底部擴展等形狀異常、圖案形成性能差之結果。
產業上之可利用性
本發明之光波導形成用環氧樹脂組成物利於作為光波導之構成部分之形成材料、特別是包層形成材料。而且，使用上述光波導形成用環氧樹脂組成物製作之光波導可用於例如光傳送用撓性印刷基板等。

Claims (3)

  1. 一種光波導形成用環氧樹脂組成物，係含有下述(A)~(C)者，其特徵在於：下述(A)之液狀環氧樹脂主成分為以下述通式(1)表示之液狀環氧樹脂，其含有率為樹脂成分總量中50~80重量%之範圍，(A)液狀環氧樹脂，(B)固態樹脂，(C)光酸產生劑， [式(1)中，R1及R2分別表示氫原子或甲基，R3~R6分別表示氫原子、甲基、氯原子、溴原子；X表示碳原子數2~15的伸烷基或乙烯氧基、二(乙烯氧基)、三(乙烯氧基)、丙烯氧基、丙烯氧基丙基、二(丙烯氧基)丙基、三(丙烯氧基)丙基；n為自然數，其平均值為1.2~5。]
  2. 一種光波導形成用硬化性薄膜，係由如申請專利範圍第1項之光波導形成用環氧樹脂組成物得到者。
  3. 一種光傳送用撓性印刷基板，係具備光波導者，該光波導係由使如申請專利範圍第1項之光波導形成用環氧樹脂組成物或如申請專利範圍第2項之光波導形成用硬化性薄膜硬化所得之包層或芯構成。
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