TW202411067A - 附有支持體之樹脂薄片 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供一種具有更優異的芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導之附有支持體之樹脂薄片。 作為解決手段,本發明提供一種附有支持體之樹脂薄片,其係具有支持體與設置在該支持體上之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片,其中,樹脂組成物層是由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層,且滿足條件(1)與(2)中至少1個條件。條件(1):依據JIS K6714測定之支持體之霧度為10%以下。條件(2):支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下。

Description

附有支持體之樹脂薄片
本發明關於一種具有包含光聚合性樹脂之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片。
隨著5G通信、自動駕駛、IoT、人工智慧、大數據等技術進步,對通訊的超高速化以及大容量化的要求正在提高。支撐其基礎的半導體封裝以往通過流過高頻電流來應對高速通信。但是,近年來,高速通信引起的雜訊的產生、通信的損耗以及發熱的課題變得顯著。為了解決此等課題,近年來盛行在電配線基板上安裝光電路,以致力於實現節能、低延遲且高速通信(專利文獻1和2)。
尤其是在要求高速傳輸的數據中心中,關於矽光子學的導入的研究正在活躍地進行。矽光子學與以往的LSI製造過程的整合性高。因此,藉由活用矽光子學,基於在電子電路集成技術中開發的技術,期待能夠以低成本形成奈米尺寸的細線波導。
例如,根據矽光子學,期待一種通過細線波導在晶片上形成光積體電路。在製造搭載有該晶片的光電混合基板時,為了從晶片內的細線波導將信號光取出到晶片外並與晶片間的配線連接,要求在光電混合基板上設置細微的光波導。但是,形成的光波導越細微,越有容易被顯像液溶解的傾向,另一方面,光波導的芯材表面的凹凸變大,存在傳輸損耗增加之課題。因此,要求一種附有支撐體的樹脂薄片,能具備伴隨更優異的芯材形成性的高細微配線形成性,另一方面,能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2019-211540號公報, 專利文獻2:日本特許第5771978號公報。
本發明欲解決之課題
本發明之課題在於提供一種附有支持體之樹脂薄片,其係具有更優異的芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導。 解決課題的手段
本發明們進行了深入研究,結果發現,通過使用具有支持體之霧度為10%以下、或支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下之支持體之附有支持體之樹脂薄片,具有更優異的芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導,從而完成了本發明。
亦即,本發明包含以下內容。 [1] 用於形成光波導之芯材之附有支持體之樹脂薄片,其係具有支持體與設置在該支持體上之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片, 其中,樹脂組成物層是由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層, 滿足條件(1)與(2)中的至少1個條件: 條件(1):依據JIS K6714測定之支持體之霧度為10%以下, 條件(2):支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下。 [2] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,滿足條件(1)。 [3] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,滿足條件(1)與(2)這兩者。 [4] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,支持體為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。 [5] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,支持體的厚度為10μm~50μm之範圍。 [6] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,樹脂組成物層的厚度為3μm~30μm之範圍。 [7] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(A)成分包含具有萘酚芳烷基骨架之環氧樹脂。 [8] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含含有烯性不飽和基與羧基之光聚合性樹脂。 [9] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含具有萘酚芳烷基骨架之光聚合性樹脂。 [10] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。 [11] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分之重量平均分子量(Mw)為18,000以下。 [12] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(C)成分之分子量為400以上。 [13] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(C)成分含有選自α-氨基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑及肟酯系光聚合起始劑中至少1種光聚合起始劑。 [14] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(A)成分相對於(B)成分之質量比((A)成分/(B)成分)為0.1~3。 [15] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(B)成分相對於(C)成分之質量比((B)成分/(C)成分)為1~50。 [16] 上述[1]之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物進而包含(D)反應性稀釋劑。 [17] 上述[16]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(D)成分包含不含有羧基之二官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物。 [18] 上述[16]之附有支持體之樹脂薄片,其中,(D)成分之分子量為1,000以下。 [19] 光波導的製造方法,其中,依序包含以下步驟: (III) 將上述[1]~[18]中任一項之附有支持體之樹脂薄片以樹脂組成物層與下層包覆層接觸的方式積層在下層包覆層上,將樹脂組成物層形成在下層包覆層上之步驟、 (IV) 在支持體上設置光罩並介隔著光罩及支持體,對樹脂組成物層之一部分實施曝光處理之步驟、 (V) 去除光罩和支持體之步驟、 (VI) 對樹脂組成物層實施顯像處理而形成樹脂組成物圖型之步驟,及 (VII) 使樹脂組成物圖型硬化而在下層包覆層上形成芯材之步驟。 發明的效果
本發明之附有支持體之樹脂薄片具有更優異的芯材形成性,且同時能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導。
以下,根據其適合之實施方式對本發明進行詳細說明。但是,本發明不限定於下述實施方式及例示物,可在不脫離本發明之申請專利範圍及其等同範圍之範圍內任意變更而實施。
<附有支持體之樹脂薄片> 本發明之附有支持體之樹脂薄片是具有支持體與設置在該支持體上之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片, 其中,樹脂組成物層是由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層, 且滿足條件(1)與(2)中的至少1個條件。 條件(1):依據JIS K6714測定之支持體之霧度為10%以下。 條件(2):支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下。
本發明之附有支持體之樹脂薄片在光波導的製造中用於形成光波導的芯材。
本發明之附有支持體之樹脂薄片具有更優異的芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導。
在條件(1)中,依據JIS K6714測定之支持體之霧度為10%以下,以實現更優異的芯材形成性的觀點,較佳為9%以下,再較佳為8%以下,再較佳為7%以下,特別佳為6%以下。支持體之霧度之下限沒有特別限定,例如能夠為0.1%。
在條件(2)中,支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下,以實現更優異的芯材形成性的觀點,較佳為40nm以下,再較佳為30nm以下,更較佳為20nm以下,特別佳為15nm以下。
本發明之附有支持體之樹脂薄片滿足條件(1)較佳,滿足條件(1)較佳與(2)這兩者特別佳。
以實現更優異的芯材形成性之觀點,本發明之附有支持體之樹脂薄片滿足條件(3)再較佳。 條件(3):依據JIS K 7361-1測定的總透光率為70%以上,較佳為80%以上,再較佳為85%以上,更較佳為87%以上。
作為支持體,有舉例如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、三乙醯乙酸酯膜等,為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜特別佳。
作為市售之支持體,有舉例如Toray Industries, Inc.製“Lumirror FB-40”、“QS63”,UNITIKA LTD.製“S-25”、“S-38”、“PET-12”等聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等,但不限於此。此等支持體為了容易去除樹脂組成物層,可在表面塗布有機矽塗布劑之類的剝離劑。
支持體的厚度較佳為5μm~100μm之範圍,再較佳為10μm~50μm之範圍。藉由使厚度為5μm以上,可在顯像前進行的剝離支持體時抑制支持體破裂,藉由使厚度為100μm以下,可提高從支持體上方進行曝光時的解析度。
另外,低魚眼之支持體較佳。在此,魚眼是在將材料熱熔融,進行混煉、擠出,通過雙軸拉伸、澆鑄法等製造膜時,材料的異物、未溶解物、氧化劣化物等混入膜中而成的。
此外,樹脂組成物層可以保護膜來保護。藉由以保護膜來保護附有支持體之樹脂薄片之樹脂組成物層側,可防止灰塵等附著或損傷樹脂組成物層表面。作為保護膜,可使用由與上述支持體相同的材料構成的膜。保護膜的厚度沒有特別限定,較佳為1μm~40μm之範圍,再較佳為5μm~30μm之範圍,更較佳為10μm~30μm之範圍。藉由使厚度為1μm以上,可提高保護膜的操作性,藉由使其為40μm以下,具有廉價性變好的傾向。且,保護膜對樹脂組成物層與保護膜的黏著力比樹脂組成物層與支持體的黏著力小較佳。
附有支持體之樹脂薄片例如可藉由以下方法製造:將下述說明之樹脂組成物直接,或溶解在有機溶劑中製成清漆狀而得的液體塗布在支持體上,藉由加熱或吹熱風等使有機溶劑乾燥而形成樹脂組成物層。具體來說,首先,藉由真空脫泡法等完全去除樹脂組成物中的氣泡後,將樹脂組成物塗布在支持體上,藉由熱風爐或遠紅外線爐去除溶劑,使其乾燥,接著,根據所需,在所得之樹脂組成物層上積層保護膜,可製造附有支持體之樹脂薄片。
具體的乾燥條件也根據樹脂組成物之硬化性或樹脂組成物中的有機溶劑量而不同,但在含有30質量% ~60質量%的有機溶劑之樹脂組成物中,80℃~120℃下乾燥3分鐘~13分鐘較佳,使其為下述說明的(H)有機溶劑的較適合含量範圍內。同領域技術者可藉由簡單的實驗適當地設定適合的乾燥條件。
以提高操作性,且抑制樹脂組成物層內部的靈敏度和解析度降低知觀點,樹脂組成物層的厚度較佳為1μm~500μm之範圍,再較佳為1μm~100μm之範圍,更較佳為1μm~50μm之範圍,更更較佳為1μm~40μm之範圍,特別佳為1μm~30μm之範圍。
作為樹脂組成物之塗布,有舉例如凹版塗布方式、微凹版塗布方式、逆向塗布方式、吻式逆向塗布方式、模塗布方式、縫口模方式、唇式塗布方式、逗號塗布方式、刮刀塗布方式、卷軸塗布方式、刮刀塗布方式、窗式塗布方式、腔室凹版塗布方式、槽孔方式、噴霧塗布方式、浸塗布方式等。
樹脂組成物可分多次塗布在支持體上,亦可1次塗布,還可將多種不同的方式組合來進行塗布。其中,為均勻塗布性優異的模塗布方式較佳。另外,為了避免異物混入等,在無塵室等異物產生少的環境下實施塗布步驟較佳。
樹脂組成物層是由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層。形成樹脂組成物層之樹脂組成物除了(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑以外,還可含有任意的成分。作為任意的成分,有舉例如(D)反應性稀釋劑、(E)光敏劑、(F)無機填充材料、(G)其他添加劑和(H)有機溶劑。以下,對樹脂組成物中含有的各成分進行詳細說明。
<(A)環氧樹脂> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物包含(A)環氧樹脂。(A)環氧樹脂是具有環氧基之硬化性樹脂。
作為(A)環氧樹脂,有舉例如聯二甲酚型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、叔丁基鄰苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線性脂族環氧樹脂、具有丁二烯結構之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含有螺環之環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、萘醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、異氰脲酸酯型環氧樹脂、苯酚鄰苯二甲醯亞胺型環氧樹脂等。(A)環氧樹脂可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,包含1分子中具有2個以上之環氧基之環氧樹脂作為(A)環氧樹脂較佳。相對於100質量%的(A)環氧樹脂,1分子中具有2個以上之環氧基之環氧樹脂的比例較佳為50質量%以上,再較佳為60質量%以上,特別佳為70質量%以上。
(A)環氧樹脂中存在溫度20℃下為液態之環氧樹脂(以下有時稱為“液態環氧樹脂”)與溫度20℃下為固態之環氧樹脂(以下有時稱為“固態環氧樹脂”)。作為環氧樹脂,形成樹脂組成物層之樹脂組成物可只包含液態環氧樹脂,或可只包含固態環氧樹脂,或可包含液態環氧樹脂與固態環氧樹脂這兩者,只包含固態環氧樹脂,或含有液態環氧樹脂與固態環氧樹脂這兩者特別佳。
作為液態環氧樹脂,為1分子中具有2個以上之環氧基的液態環氧樹脂較佳。
作為液態環氧樹脂,為甘草酚型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架的脂環式環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、環狀脂族縮水甘油醚及具有丁二烯結構之環氧樹脂較佳。
作為液態環氧樹脂的具體例,有舉出Nagase ChemteX Corporation製之“EX-992L”、Mitsubishi Chemical Corporation製之“YX7400”、DIC公司製之“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“828US”、“jER828EL”、“828EL”、“825”、“Epikote 828EL”、DIC公司製之“850” (雙酚A型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“jER807”、“1750”(雙酚F型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“jER152”(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“630”、“630LSD”、“604”(縮水甘油胺型環氧樹脂),ADEKA公司製之“ED-523T”(甘草酚型環氧樹脂),ADEKA公司製之“EP-3950L”、“EP-3980S”(縮水甘油胺型環氧樹脂),ADEKA公司製之“EP-4088S”(雙環戊二烯型環氧樹脂),NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製之“ZX1059”(雙酚A型環氧樹脂和雙酚F型環氧樹脂的混合品),Nagase ChemteX Corporation製之“EX-721”(縮水甘油酯型環氧樹脂),Nagase ChemteX Corporation製之“EX-991L”(含有亞烷氧基骨架與丁二烯骨架之環氧樹脂),Daicel Corporation製之“Celloxide 2021P”(具有酯骨架的脂環式環氧樹脂),Daicel Corporation製之“PB-3600”、日本曹達公司製之“JP-100”、“JP-200”(具有丁二烯結構之環氧樹脂),NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製之“ZX1658”、“ZX1658GS”(液態1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂),Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製之“EG-280”(含有茀結構之環氧樹脂),Nagase ChemteX Corporation製“EX-201”(環狀脂族縮水甘油醚)等。
作為固態環氧樹脂,為1分子中具有3個以上之環氧基的固態環氧樹脂較佳,為1分子中具有3個以上之環氧基的芳族系的固態環氧樹脂再較佳。
作為固態環氧樹脂,優選聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、苯酚鄰苯二甲醯亞胺型環氧樹脂。
作為固態環氧樹脂的具體例,有舉出DIC公司製之“HP4032H”(萘型環氧樹脂),DIC公司製之“HP-4700”、“HP-4710”(萘型4官能環氧樹脂),DIC公司製之“N-690”(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂),DIC公司製之“N-695”(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂),DIC公司製之“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”、“HP-7200L”(雙環戊二烯型環氧樹脂),DIC公司製之“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”(萘醚型環氧樹脂),日本化藥公司製之“EPPN-502H”(三酚型環氧樹脂),日本化藥公司製之“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂),日本化藥公司製之“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3000FH”、“NC3100”(聯苯型環氧樹脂),NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製之“ESN475V”、“ESN4100V”(萘型環氧樹脂),NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製之“ESN485”(萘酚型環氧樹脂),NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製之“ESN375”(二氫萘型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“YX4000H”、“YX4000”、“YX4000HK”、“YL7890”(聯二甲酚型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“YL6121”(聯苯型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“YX8800”(蒽型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“YX7700”(苯酚芳烷基型環氧樹脂),Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.製之“PG-100”、“CG-500”,Mitsubishi Chemical Corporation製之“YL7760”(雙酚AF型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“YL7800”(茀型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“jER1010”(雙酚A型環氧樹脂),Mitsubishi Chemical Corporation製之“jER1031S”(四苯基乙烷型環氧樹脂),日本化藥公司製之“WHR991S”(苯酚鄰苯二甲醯亞胺型環氧樹脂)等。此等可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
在一個實施方式中,(A)環氧樹脂優選含有具有選自萘骨架和聯苯骨架的骨架之環氧樹脂,更優選包含具有萘骨架之環氧樹脂,特別優選包含具有萘酚芳烷基骨架之環氧樹脂。
(A)環氧樹脂之環氧當量較佳為50g/eq.~ 5,000g/eq.,再較佳為60g/eq.~2,000g/eq.,更較佳為70g/eq. ~1,000g/eq.,更再較佳為80g/eq.~500g/eq.。環氧當量是每1當量環氧基的樹脂品質。該環氧當量可依據JIS K7236進行測定。
(A)環氧樹脂之重量平均分子量(Mw)較佳為100~5,000,再較佳為250~3,000,更較佳為400~1,500。樹脂之重量平均分子量可藉由凝膠滲透色譜(GPC)法,作為聚苯乙烯換算值而測定。
在將樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,以更提高機械強度與絕緣可靠性之觀點,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(A)環氧樹脂之含量較佳為1質量%以上,再較佳為5質量%以上,更較佳為10質量%以上,特別佳為20質量%以上。以提高鹼顯像性之觀點,其上限較佳為60質量%以下,再較佳為50質量%以下,更較佳為40質量%以下,特別佳為30質量%以下。
<(B)含羧基之光聚合性樹脂> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物包含(B)含羧基之光聚合性樹脂。包含(B)含羧基之光聚合性樹脂之樹脂組成物能夠對鹼性顯像液(例如1質量%之碳酸鈉水溶液)顯示溶解性。(B)含羧基之光聚合性樹脂中每1分子的羧基之數量能夠為1個,亦能夠為2個以上。
(B)含羧基之光聚合性樹脂包含含有烯性不飽和基與羧基之光聚合性樹脂較佳。烯性不飽和基為光聚合性官能基,具有碳-碳雙鍵,有舉例如乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、馬來醯亞胺基、納迪克醯亞胺基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等,以光自由基聚合的反應性之觀點,為丙烯醯基、甲基丙烯醯基較佳。(B)含羧基之光聚合性樹脂中每1分子的烯性不飽和基的數量能夠為1個,亦能夠為2個以上。另外,在每1分子中(B)含羧基之光聚合性樹脂中包含2個以上的烯性不飽和基時,此等烯性不飽和基可相同,亦可相異。
(B)含羧基之光聚合性樹脂較佳為具有烯性不飽和基與羧基這兩者,且在能夠進行光自由基聚合的同時,能夠進行鹼顯像的樹脂。
在一個實施方式中,(B)含羧基之光聚合性樹脂包含具有選自萘骨架和聯苯骨架的骨架之光聚合性樹脂較佳,包含具有萘骨架之光聚合性樹脂在較佳,包含具有萘酚芳烷基骨架之光聚合性樹脂特別佳。
在一個實施方式中,(B)含羧基之光聚合性樹脂具有與(A)環氧樹脂相同的骨架特別佳。
(B)含羧基之光聚合性樹脂包含選自羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂及含有羧酸之(甲基)丙烯酸(甲基)丙烯酸酯樹脂的樹脂較佳,包含羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂再較佳。
羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可使用環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂製造。環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂例如可藉由使環氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸反應來製造。
作為用於製造環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂之環氧樹脂,只要是在分子內具有環氧基之化合物即可,沒有特別限定,有舉例如使表氯醇與雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂反應而改質為3官能以上之改質雙酚F型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂,聯苯二酚型環氧樹脂、四甲基聯苯二酚型等聯苯二酚型環氧樹脂,苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型酚醛清漆型環氧樹脂、烷基苯酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂,雙酚AF型環氧樹脂及全氟烷基型環氧樹脂等含有氟之環氧樹脂,萘型環氧樹脂、二羥基萘型環氧樹脂、多羥基聯萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂、聯萘酚型環氧樹脂、萘醚型環氧樹脂萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、藉由多羥基萘與醛類的縮合反應而得到的萘型環氧樹脂等具有萘骨架之環氧樹脂(含有萘骨架之環氧樹脂);聯二甲酚型環氧樹脂;雙環戊二烯型環氧樹脂;三酚型環氧樹脂;叔丁基鄰苯二酚型環氧樹脂;蒽型環氧樹脂等含有稠合環骨架之環氧樹脂;縮水甘油胺型環氧樹脂;縮水甘油酯型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;線性脂族環氧樹脂;具有丁二烯結構之環氧樹脂;脂環式環氧樹脂;雜環式環氧樹脂;含有螺環之環氧樹脂;環己烷二甲醇型環氧樹脂;三羥甲基型環氧樹脂;四苯基乙烷型環氧樹脂;聚縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、縮水甘油基甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯之共聚物等含有縮水甘油基的丙烯酸樹脂,茀型環氧樹脂,鹵化環氧樹脂等。
以降低平均線性熱膨脹係數之觀點,用於製造環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂之環氧樹脂為含有芳族骨架之環氧樹脂較佳。在此,芳族骨架為包含多環芳族和芳族雜環的概念。其中,為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂和萘酚芳烷基型環氧樹脂中的任一種較佳。
羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂例如可藉由使環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂與多元羧酸酐反應來製造。
作為多元羧酸酐,有舉例如馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、苯偏三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等,此等可單獨使用任意1種,亦可併用2種以上。其中,為琥珀酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐較佳,為四氫鄰苯二甲酸酐再較佳。
在一個實施方式中,羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂包含具有選自萘骨架與聯苯骨架之骨架之羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂較佳,包含具有萘骨架之羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂再較佳,包含具有萘酚芳烷基骨架之羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂特別佳。
羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可藉由公知的方法合成,亦可使用市售品。作為市售品的具體例,有舉出日本化藥公司製之“CCR-1373H”(含有甲酚酚醛清漆骨架之酸改質環氧丙烯酸酯)、“ZCR-8001H”(含有聯苯骨架之酸改質環氧丙烯酸酯)、“ZCR-1569H”(含有聯苯骨架之酸改質環氧丙烯酸酯)、“CCR-1171H”(含有甲酚酚醛清漆骨架之酸改質環氧丙烯酸酯)、“ZCR-1797H”(含有聯苯骨架之酸改質環氧丙烯酸酯)、日本化藥公司製之“ZAR-2000”(含有雙酚A骨架之酸改質環氧丙烯酸酯樹脂)、“ZFR-1491H”、“ZFR-1533H”(含有雙酚F骨架之酸改質環氧丙烯酸酯樹脂)、昭和電工公司製之“PR-300CP”(甲酚酚醛清漆型酸改質環氧丙烯酸酯樹脂)、日本化藥公司製之“CCR-1179”(含有甲酚酚醛清漆骨架之環氧丙烯酸酯樹脂)等。此等可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
以提高樹脂組成物的鹼顯像性之觀點,(B)含羧基之光聚合性樹脂的酸值較佳為0.1mgKOH/g以上,再較佳為0.5mgKOH/g以上,更較佳為1mgKOH/g以上、10mgKOH/g以上,更再較佳為20mgKOH/g以上、30mgKOH/g以上,特別佳為40mgKOH/g以上、50mgKOH/g以上。以提高絕緣可靠性之觀點,(B)含羧基之光聚合性樹脂的酸值的上限較佳為200mgKOH/g以下,再較佳為150mgKOH/g以下,更較佳為120mgKOH/g以下,特別佳為100mgKOH/g以下。
(B)含羧基之光聚合性樹脂之重量平均分子量較佳為20,000以下,再較佳為18,000以下,更較佳為15,000以下。(B)含羧基之光聚合性樹脂之重量平均分子量的下限較佳為1000以上,再較佳為1,500以上。重量平均分子量是藉由凝膠滲透色譜(GPC)法測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
在將樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,從提高鹼顯像性之觀點,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(B)含羧基之光聚合性樹脂之含量較佳為1質量%以上,再較佳為10質量%以上,更較佳為20質量%以上,特別佳為30質量%以上。以提高耐熱性之觀點,其上限較佳為80質量%以下,再較佳為70質量%以下,更較佳為60質量%以下,特別佳為50質量%以下。
形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(A)環氧樹脂相對於(B)含羧基之光聚合性樹脂的質量比((A)成分/(B)成分)較佳為0.03以上,再較佳為0.1以上,更較佳為0.3以上。其上限較佳為10以下,再較佳為3以下,更較佳為1以下。
<(C)光聚合起始劑> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物含有(C)光聚合起始劑。
作為(C)光聚合起始劑,有舉例如α-氨基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑、肟酯系光聚合起始劑、α-羥基酮系光聚合起始劑、安息香系光聚合起始劑、苯偶醯縮酮系光聚合起始劑等。(C)光聚合起始劑含有選自α-氨基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑及肟酯系光聚合起始劑中至少1種光聚合起始劑較佳,含有α-氨基酮系光聚合起始劑特別佳。(C)光聚合起始劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為α-氨基酮系光聚合起始劑,有舉例如2-甲基-1-苯基-2-嗎啉代丙-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮、2-甲基-1-(4-己基苯基)-2-嗎啉代丙-1-酮、2-乙基-2-(二甲基氨基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮、2-(二甲基氨基)-2-(4-甲基苯基甲基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮(Omnirad 379EG)、聚乙二醇二(β-4-[4-(2-二甲基氨基-2-苄基)丁醯基苯基]呱嗪)丙酸酯(Omnipol 910)等。光聚合起始劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為醯基氧化膦系光聚合起始劑,有舉例如雙(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、聚氧乙烯甘油醚三[苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)膦酸酯] (Polymeric TPO-L) (Omnipol TP)等。
作為肟酯系光聚合起始劑,有舉例如2-(苯甲醯基氧基亞氨基)-1-[4-(苯硫基)苯基]辛-1-酮(OXE01)、[1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)哢唑-3-基]亞乙基氨基]乙酸酯(OXE02)等。
作為α-羥基酮系光聚合起始劑,有舉例如1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基}-2-甲基丙-1-酮等。
作為安息香系光聚合起始劑,有舉例如安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等。作為苯偶醯縮酮系光聚合起始劑,有舉例如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等。
作為苯偶醯縮酮系光聚合起始劑,有舉例如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮等。
(C)光聚合起始劑含有選自聚丁二醇結構、聚丙二醇結構和聚乙二醇結構之結構較佳,含有聚乙二醇結構特別佳。
(C)光聚合起始劑之分子量較佳為200以上,再較佳為400以上,更較佳為600以上,特別佳為800以上。(C)光聚合起始劑之分子量之上限沒有特別限定,較佳為4,000以下,再較佳為2,000以下。
(C)光聚合起始劑在200nm~450nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物較佳,在250nm~400nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物再較佳,在275nm~ 375nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物特別佳。
在將(C)光聚合起始劑設為100質量%時,(C)光聚合起始劑較佳為含有10質量%以上,再較佳為30質量%以上,更較佳為50質量%以上之α-氨基酮系光聚合起始劑。
在將樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(C)光聚合起始劑之含量較佳為0.1質量%以上,再較佳為0.5質量%以上,更較佳為1質量%以上。其上限較佳為25質量%以下,再較佳為20質量%以下,更較佳為15質量%以下,特別佳為10質量%以下。
形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(B)含羧基之光聚合性樹脂相對於(C)光聚合起始劑的質量比((B)成分/(C)成分)較佳為0.3以上,再較佳為1以上,更較佳為3以上。其上限較佳為200以下,再較佳為50以下,更較佳為15以下。
<(D)反應性稀釋劑> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物亦可含有(D)反應性稀釋劑作為任意成分。(D)反應性稀釋劑不相當於(B)含羧基之光聚合性樹脂的成分。(D)反應性稀釋劑不含有羧基。
(D)反應性稀釋劑包含具有烯性不飽和基之化合物較佳。(D)反應性稀釋劑包含在1分子中具有2個以上的烯性不飽和基之化合物較佳。作為烯性不飽和基,有舉例如丙烯醯基(-CO-CH=CH 2)、甲基丙烯醯基(-CO-C(CH 3)=CH 2)等。(D)反應性稀釋劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為(D)反應性稀釋劑,有舉例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯等二官能之(甲基)丙烯酸酯化合物;三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等三官能之(甲基)丙烯酸酯化合物;季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)六(甲基)丙烯酸酯等四官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物等(甲基)丙烯酸酯化合物等。
(D)反應性稀釋劑包含不含有羧基之二官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物較佳,包含不含有羧基的三官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物再較佳,包含不含有羧基的四官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物特別佳。
(D)反應性稀釋劑之分子量較佳為1,000以下,再較佳為800以下。(D)反應性稀釋劑之分子量之下限沒有特別限定,例如能夠為150以上。
在將樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,以進一步提高光硬化性之觀點,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(D)反應性稀釋劑之含量較佳為1質量%以上,再較佳為5質量%以上,更較佳為10質量%以上,特別佳為20質量%以上。其上限較佳為60質量%以下,再較佳為50質量%以下,更較佳為40質量%以下,特別佳為30質量%以下。
形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(B)含羧基之光聚合性樹脂相對於(D)反應性稀釋劑的質量比((B)成分/(D)成分)較佳為0.1以上,再較佳為0.3以上,更較佳為1以上。其上限較佳為30以下,再較佳為10以下,更較佳為3以下。
<(E)光敏劑> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物亦可含有(E)光敏劑作為任意成分。藉由含有(E)光敏劑,可提高光硬化性。
作為(E)光敏劑,有舉例如噻噸酮類、二苯甲酮類等。
作為噻噸酮類之具體例,有舉出2-異丙基噻噸酮、1-異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮(DETX-S)、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、聚丁二醇雙(9-氧代-9H-噻噸氧基)乙酸酯(Omnipol TX)等。
作為二苯甲酮類的具體例,有舉出4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮(EAB)、4,4’-雙(二甲基氨基)二苯甲酮等。
在一個實施方式中,(E)光敏劑含有選自聚丁二醇結構、聚丙二醇結構與聚乙二醇結構之結構較佳,含有聚丁二醇結構特別佳。
(E)光敏劑之分子量較佳為200以上。(E)光敏劑之分子量之上限沒有特別限定,較佳為4,000以下,再較佳為2,000以下。
(E)光敏劑為在200nm~450nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物較佳,為在300nm~400nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物再較佳,為在325nm~ 375nm之波長區域具有最大吸收波長之化合物特別佳。
以使能量有效地向(C)光聚合起始劑傳遞之觀點,為(E)光敏劑之最低激發三重態能級比(C)光聚合起始劑的激發三重態能級高較佳。期望(E)光敏劑之最低激發三重態能級比(C)光聚合起始劑的激發三重態能級高0.1kcal/mol~20kcal/mol較佳,高0.1kcal/mol~15kcal/mol再較佳,高0.1kcal/mol~10kcal/mol特別佳。
在將樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(E)光敏劑之含量較佳為5質量%以下,再較佳為3質量%以下,更較佳為2質量%以下,特別佳為1質量%以下。其下限例如為0質量%以上、0.001質量%以上,以進一步提高光硬化性之觀點,較佳為0.01質量%以上,再較佳為0.05質量%以上。
<(F)無機填充材料> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物亦可含有(F)無機填充材料作為任意成分。(F)無機填充材料以粒子狀態包含在樹脂組成物中。
作為(F)無機填充材料的材料,使用無機化合物。作為(F)無機填充材料的材料,有舉例如二氧化矽、氧化鋁、鋁矽酸鹽、玻璃、堇青石、矽氧化物、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、勃姆石、羥化鋁、羥化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯和磷酸鎢酸鋯等。其中,為二氧化矽特別佳。作為二氧化矽,有舉例如無定形二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、合成二氧化矽、中空二氧化矽等。另外,作為二氧化矽,為球形二氧化矽較佳。(F)無機填充材料可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。
作為(F)無機填充材料的市售品,有舉例如電化化學工業公司製之“UFP-30”,NIPPON STEEL & SUMIKIN MATERIALS CO., LTD.製之“SP60-05”、“SP507-05”,ADMATECHS CO., LTD.製之“SC2500SQ”、“SO-C4”、“SO-C2”、“SO-C1”、“SC2300-SVJ”、“SC2050-SXF”、“YC100C”、“YA050C”、“YA050C-MJE”、“YA010C”、“Y50SZ-AM1”,Denka Company Limited製之“UFP-30”,Tokuyama Corporation製之“Silfil NSS-3N”、“Silfil NSS-4N”、“Silfil NSS-5N”,Denka Company Limited製之“DAW-03”、“FB-105FD”等。
(F)無機填充材料之平均粒徑沒有特別限定,較佳為10μm以下,再較佳為5μm以下,更較佳為1μm以下,更再較佳為0.5μm以下,特別佳為0.1μm以下。(F)無機填充材料之平均粒徑之下限沒有特別限定,較佳為0.01μm以上,再較佳為0.02μm以上,更較佳為0.03μm以上。(F)無機填充材料之平均粒徑可藉由基於米氏(Mie)散射理論的鐳射衍射-散射法進行測定。具體來說,可藉由鐳射衍射散射式粒徑分佈測定裝置,並以體積為基準製作無機填充材料之粒徑分佈,將其中值直徑作為平均粒徑,來進行測定。測定樣品可使用將100mg的無機填充材料、10g的甲乙酮稱取至小瓶中,藉由超音波使其分散10分鐘而得之樣品。對測定樣品使用鐳射衍射式粒徑分佈測定裝置,將使用光源波長設為藍色與紅色,以流動池方式測定無機填充材料之體積基準之粒徑分佈,由所得之粒徑分佈算出作為中值直徑之平均粒徑。作為鐳射衍射式粒徑分佈測定裝置,有舉例如堀場製作所公司製“LA-960”等。
(F)無機填充材料之比表面積沒有特別限定,較佳為1m 2/g以上,再較佳為10m 2/g以上,更較佳為20m 2/g以上,特別佳為40m 2/g以上。(F)無機填充材料之比表面積的上限沒有特別限定,較佳為160m 2/g以下,再較佳為130m 2/g以下,更較佳為100m 2/g以下。無機填充材料之比表面積可依據BET法,並使用比表面積測定裝置(MOUNTECH Co., Ltd.製Macsorb HM-1210),使氮氣吸附於試樣表面,使用BET多點法算出比表面積而得到。
(F)無機填充材料使用適當的表面處理劑進行表面處理較佳。藉由進行表面處理,可提高(F)無機填充材料之耐濕性和分散性。作為表面處理劑,有舉例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等乙烯基系矽烷偶聯劑,2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧系矽烷偶聯劑,對苯乙烯基三甲氧基矽烷等苯乙烯基系矽烷偶聯劑,3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等甲基丙烯酸系矽烷偶聯劑,3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等丙烯酸系矽烷偶聯劑,N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基甲矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷等氨基系矽烷偶聯劑,三-(三甲氧基甲矽烷基丙基)異氰脲酸酯等異氰脲酸酯系矽烷偶聯劑,3-脲基丙基三烷氧基矽烷等脲基系矽烷偶聯劑,3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基系矽烷偶聯劑,3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等異氰酸酯系矽烷偶聯劑,3-三甲氧基甲矽烷基丙基琥珀酸酐等酸酐系矽烷偶聯劑等矽烷偶聯劑。另外,表面處理劑可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。
(F)無機填充材料包含以選自乙烯基系矽烷偶聯劑和氨基系矽烷偶聯劑的表面處理劑進行表面處理之無機填充材料再較佳,包含以氨基系矽烷偶聯劑進行過表面處理的無機填充材料特別佳。
作為表面處理劑的市售品,有舉例如信越化學工業公司製之“KBM-1003”、“KBE-1003”(乙烯基系矽烷偶聯劑),“KBM-303”、“KBM-402”、“KBM-403”、“KBE-402”、“KBE-403”(環氧系矽烷偶聯劑),“KBM-1403”(苯乙烯基系矽烷偶聯劑),“KBM-502”、“KBM-503”、“KBE-502”、“KBE-503”(甲基丙烯酸系矽烷偶聯劑),“KBM-5103”(丙烯酸系矽烷偶聯劑),“KBM-602”、“KBM-603”、“KBM-903”、“KBE-903”、“KBE-9103P”、“KBM-573”、“KBM5783”、“KBM-575”(氨基系矽烷偶聯劑),“KBM-9659”(異氰脲酸酯系矽烷偶聯劑),“KBE-585”(醯脲系矽烷偶聯劑),“KBM-802”、“KBM-803”(巰基系矽烷偶聯劑),“KBE-9007N”(異氰酸酯系矽烷偶聯劑),“X-12-967C”(酸酐系矽烷偶聯劑),“KBM-13”、“KBM-22”、“KBM-103”、“KBE-13”、“KBE-22”、“KBE-103”、“KBM-3033”、“KBE-3033”、“KBM-3063”、“KBE-3063”、“KBE-3083”、“KBM-3103C”、“KBM-3066”、“KBM-7103”(烷基烷氧基矽烷化合物)等。
以提高無機填充材料之分散性之觀點,表面處理劑的表面處理之程度控制在規定之範圍內較佳。具體來說,100質量%之無機填充材料以0.2質量%~5質量%的表面處理劑進行表面處理較佳,以0.2質量%~3質量%進行表面處理再較佳,以0.3質量%~2質量%進行表面處理更較佳。
以表面處理劑之表面處理之程度可藉由無機填充材料中每單位表面積的碳量來進行評價。以提高無機填充材料的分散性之觀點,無機填充材料中每單位表面積之碳量較佳為0.02mg/m 2以上,再較佳為0.1mg/m 2以上,更較佳為0.2mg/m 2以上。另一方面,以防止樹脂組成物之熔融黏度或薄片形態下之熔融黏度的上升之觀點,較佳為1.0mg/m 2以下,再較佳為0.8mg/m 2以下,更較佳為0.5mg/m 2以下。
(F)無機填充材料中每單位表面積的碳量,能夠在以溶劑(例如甲乙酮(MEK))對經表面處理後的無機填充材料進行清洗處理後來進行測定。具體來說,將作為溶劑之充分量的MEK加入用表面處理劑進行過表面處理的無機填充材料中,在25℃下超音波清洗5分鐘。去除上清液,使固體成分乾燥後,可使用碳分析儀測定無機填充材料中每單位表面積之碳量。作為碳分析儀,可使用堀場製作所公司製“EMIA-320V”等。
在將樹脂組成物中之不揮發成分設為100質量%時,以進一步提高顯像性之觀點,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(F)無機填充材料之含量例如較佳為70質量%以下,再較佳為50質量%以下,更較佳為30質量%以下。其下限例如為0質量%以上、0.1質量%以上,以將平均線性熱膨脹係數抑制得更低之觀點,較佳為0.1質量%以上,再較佳為1質量%以上,更較佳為5質量%以上,特別佳為10質量%以上。
<(G)其他添加劑> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物中亦可進一步含有任意添加劑。作為如此之添加劑,有舉例如環氧丙烯酸酯樹脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯樹脂、氨基甲酸酯樹脂、氰酸酯樹脂、苯併嗪樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、有機矽樹脂等環氧樹脂以外的熱硬化性樹脂,苯氧基樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、聚碸樹脂等熱塑性樹脂,橡膠粒子等有機填充材料,有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鈷化合物等有機金屬化合物,氫醌、鄰苯二酚、聯苯三酚、吩噻嗪等聚合防止劑,有機矽系流平劑、丙烯酸聚合物系流平劑等流平劑,膨潤土、蒙脫石等增黏劑,有機矽系消泡劑、丙烯酸系消泡劑、氟系消泡劑、乙烯基樹脂系消泡劑等消泡劑,苯併三唑系紫外線吸收劑等紫外線吸收劑,脲矽烷等黏著性提高劑,三唑系密合性賦予劑、四唑系密合性賦予劑、三嗪系密合性賦予劑等密合性賦予劑,受阻酚系抗氧化劑等抗氧化劑,茋衍生物等螢光增白劑,氟系表面活性劑、有機矽系表面活性劑等表面活性劑,磷系阻燃劑(例如磷酸酯化合物、磷腈化合物、膦酸化合物、紅磷)、氮系阻燃劑(例如硫酸三聚氰胺)、鹵素系阻燃劑、無機系阻燃劑(例如三氧化銻)等阻燃劑,磷酸酯系分散劑、聚氧化烯系分散劑、乙炔系分散劑、有機矽系分散劑、陰離子性分散劑、陽離子性分散劑等分散劑,硼酸鹽/酯系穩定劑、鈦酸鹽/酯系穩定劑、鋁酸鹽/酯系穩定劑、鋯酸鹽/酯系穩定劑、異氰酸酯系穩定劑、羧酸系穩定劑、羧酸酐系穩定劑等穩定劑等。(G)其他添加劑可單獨使用1種,亦可以任意比例組合2種以上使用。(G)其他添加劑之含量只要是同領域技術者則可適當地設定。
<(H)有機溶劑> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物中亦可進一步含有(H)有機溶劑作為任意成分。藉由含有(H)成分,可調整清漆黏度。作為(H)有機溶劑,有舉例如甲乙酮(MEK)、環己酮等酮類,甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳族烴類,甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇二乙基醚、三甘醇單乙基醚等二醇醚類,乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯等酯類,辛烷、癸烷等脂族烴類,石油醚、石油腦、氫化石油腦、溶劑石油腦等石油系溶劑等。此等可單獨使用1種,或組合2種以上使用。以樹脂組成物之塗布性之觀點,使用有機溶劑時之含量可適當調整。
作為(H)有機溶劑之含量,沒有特別限定,在將樹脂組成物中的全部成分設為100質量%時,較佳為5質量%以下,再較佳為3質量%以下,更較佳為2質量%以下,特別佳為1質量%以下。
<樹脂組成物的製造方法> 形成樹脂組成物層之樹脂組成物可藉由將各成分適當地混合,或因應必要以三輥磨、球磨機、珠磨機、砂磨機等混煉方式,或超級混合機、行星式混合機、高速旋轉混合機等攪拌方式進行混煉或攪拌來製造。
<附有支持體之樹脂薄片之特徵> 本發明之附有支持體之樹脂薄片具有以下特徵:具有更優異之芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗之光波導。
由於本發明之附有支持體之樹脂薄片具有更優異之芯材形成性,故在一個實施方式中,可具有在使用本發明之附有支持體之樹脂薄片,並從支持體側進行曝光時所能夠形成的芯材之最小細線形成寬度更小之特徵。因此,在一個實施方式中,如下述試驗例1來評價時,最小細線形成寬度能夠較佳為10μm以下,再較佳為8μm以下,更較佳為6μm以下,特別佳為5μm以下。
由於本發明之附有支持體之樹脂薄片具有更優異之芯材形成性,故在一個實施方式中,可具有在使用本發明之附有支持體之樹脂薄片,並從支持體側進行曝光的情況下抑制所形成的芯材的抗蝕缺損,使其少之特徵。因此,在一個實施方式中,如下述試驗例2來評價芯材之抗蝕缺損時,每1mm 2之抗蝕缺損之數量能夠較佳為低於5個。
本發明之附有支持體之樹脂薄片可具有能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導之特徵。因此,在一個實施方式中,如下述試驗例3來進行試驗時,光傳輸損耗能夠較佳為低於2.0dB/cm,再較佳為低於1.0dB/cm,特別佳為低於0.5dB/cm。
本發明之附有支持體之樹脂薄片中,樹脂組成物層通常可藉由顯像液去除未照射光之非曝光部,尤其是可被作為鹼顯像液的碳酸鈉而良好地去除。因此,本發明之附有支持體之樹脂薄片可特別適合用於碳酸鈉顯像。
<光波導> 本發明之附有支持體之樹脂薄片能夠在光波導之製造中用於形成光波導之芯材。光波導之芯材是能夠傳輸光之結構,且被包覆層覆蓋。以下,使用附圖說明該光波導之實施方式。
圖1是示意性地表示一個實施方式的光波導10之透視圖。如圖1所示,光波導10具備芯材100與包覆層200。芯材100能夠為本發明之附有支持體之樹脂薄片之樹脂組成物層之硬化物。另外,包覆層200能夠為包覆用組成物之硬化物。作為包覆用組成物,可使用得到具有比本發明之附有支持體之樹脂薄片之樹脂組成物層之硬化物低的折射率之硬化物之樹脂組成物。作為包覆用組成物,可使用光硬化性樹脂組成物,亦可使用熱硬化性樹脂組成物。
芯材100設置在包覆層200中。芯材100被包覆層200覆蓋。一般來說,整個芯材100周面會被包覆層200覆蓋。芯材100與包覆層200之間不界隔著其他層而直接接觸,在芯材100與包覆層200之間可形成介面100I。光(無圖示)在芯材100內從芯材100的一端(入射側的端部)100A傳輸到另一端(出射側的端部)100B。
光波導10可傳輸的光之波長能夠進行各種選擇。舉例來說,傳輸的光之波長範圍能夠為840nm~860nm (例如850nm)、1300nm~1320nm (例如1310nm)、1540nm~ 1560nm (例如1550nm)等較佳。其中,光傳輸通路10所傳輸的光之波長範圍較佳為1300nm~1320nm。
光波導10能夠為單模光波導,亦能夠為多模光波導,較佳為單模光波導。其中,光波導10較佳為針對前述較佳波長範圍之光之單模光波導。例如,光波導10較佳為針對1310nm之光之單模光波導。
芯材100的寬度L期望在能夠傳輸光之範圍內來適當設定。具體之芯材100之寬度L之範圍較佳為0.5μm以上,再較佳為1μm以上,特別佳為2μm以上,較佳為50μm以下,再較佳為30μm以下,特別佳為20μm以下,亦能夠為10μm以下或5μm以下。芯材100的寬度L相當於從厚度方向觀察時的芯材100的線寬(線)。
芯材100的間隔S期望在能夠傳輸光之範圍內來適當設定。具體之芯材100的間隔S之範圍較佳為50μm以上,再較佳為70μm以上,特別佳為100μm以上,較佳為1000μm以下,再較佳為500μm以下,特別佳為300μm以下。芯材100的間隔S相當於從厚度方向觀察的芯材的間隔(間距)。
芯材100的厚度T期望在能夠傳輸光之範圍內來適當設定。具體的芯材100的厚度T之範圍較佳為0.5μm以上,再較佳為1μm以上,特別佳為2μm以上,較佳為50μm以下,再較佳為30μm以下,特別佳為20μm以下,亦能夠為10μm以下。
包覆層200的厚度比芯材100的厚度大。包覆層200的具體的厚度較佳為5μm以上,再較佳為7μm以上,特別佳為10μm以上,較佳為40μm以下,再較佳為30μm以下,特別佳為20μm以下。
光波導10因應必要可具備芯材100與包覆層200以外的任意的要素。例如,光波導10可具備基材300。在具備基材300的光波導10中,通常在基材300上設置包覆層200,在該包覆層200內設置芯材100。
作為基材300,可使用玻璃基板、金屬基板、陶瓷基板、晶片、電路基板等硬質的基板。作為晶片,例如可使用矽晶片、砷化鎵(GaAs)晶片、磷化銦(InP)晶片、磷化鎵(GaP)晶片、氮化鎵(GaN)晶片、碲化鎵(GaTe)晶片、硒化鋅(ZnSe)晶片、碳化矽(SiC)晶片等半導體晶片,亦可使用偽晶片。作為偽晶片,例如可使用具備模塑樹脂與嵌入到該模塑樹脂中的電子零件之板狀構件。作為電路基板,有舉例如玻璃環氧基板、金屬基板、聚酯基板、聚醯亞胺基板、BT樹脂基板、熱硬化型聚苯醚基板等。且,於此,電路基板意指在如上述基板之單面或兩面形成有進行過圖型加工的導體層(電路)之基板。此外,作為基板300,亦可使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、聚酯等塑膠材料形成脂膜。此外,還可採用可撓性電路基板作為基板300。
另外,光波導10亦可具備保護芯材100與包覆層200之保護層(未圖示)作為任意要件。保護層例如能夠以覆蓋包覆層200上與基材300相反側之面之方式來設置。
如上述,光波導10能夠具有較小之傳輸損耗。另外,由於光波導10能夠使用具有優異之芯材形成性之樹脂組成物來形成,故能夠實現芯材的細微配線化,能夠如上述般以較小線寬L來形成。
光波導10能夠使用本發明之附有支持體之樹脂薄片來製造。例如,光波導10能夠藉由依序包含以下步驟的方法來製造: (I)在基材上形成由包覆用組成物形成之第一包覆用組成物層之步驟; (II)使第一包覆用組成物層硬化,在基材上形成下層包覆層之步驟; (III)將本發明之附有支持體之樹脂薄片以樹脂組成物層與下層包覆層接觸的方式積層在下層包覆層上,將樹脂組成物層形成在下層包覆層上之步驟; (IV)在支持體上設置光罩並介隔著光罩及支持體,對樹脂組成物層之一部分實施曝光處理之步驟; (V)去除光罩和支持體之步驟; (VI)對樹脂組成物層實施顯像處理而形成樹脂組成物圖型之步驟; (VII)使樹脂組成物圖型硬化而在下層包覆層上形成芯材之步驟; (VIII)以覆蓋芯材的方式在下層包覆層上形成由包覆用組成物形成之第二包覆用組成物層之步驟;及 (IX)使第二包覆用組成物層硬化而以覆蓋芯材的方式在下層包覆層上形成上層包覆層之步驟。
圖2是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(I)之示意性剖面圖。如圖2所示,在一個實施方式中,光波導的製造方法包含(I)在基材300上形成由包覆用組成物形成之第一包覆用組成物層210之步驟。
第一包覆用組成物層210的形成方法沒有特別限制。例如,可藉由在基材300上塗布包覆用組成物來形成第一包覆用組成物層210。以順利地進行塗布之觀點,亦可準備清漆狀之包覆用組成物,來塗布清漆狀之包覆用組成物。
作為塗布方式,有舉例如凹版塗布方式、微凹版塗布方式、逆向塗布方式、吻式逆向塗布方式、模塗布方式、縫口模方式、唇式塗布方式、逗號塗布方式、刮刀塗布方式、卷軸塗布方式、刮刀塗布方式、簾式塗布方式、腔室凹版塗布方式、槽孔方式、旋塗布方式、狹縫塗布方式、噴霧塗布方式、浸塗布方式、熱熔塗布方式、刮棒塗布方式、敷抹器方式、氣刀塗布方式、簾式流動塗布方式、膠板印刷方式、毛刷塗布方式、絲網印刷方式等。
包覆用組成物亦可1次塗布,或分幾次來塗布。另外,亦可將不同塗布方式組合來實施。為了避免異物混入等,塗布在無塵室等異物產生少的環境下實施較佳。
在塗布包覆用組成物後,因應必要,亦可進行第一包覆用組成物層210之乾燥。乾燥可利用熱風爐、遠紅外爐等乾燥裝置來進行。乾燥條件根據包覆用組成物的組成來適當地設定較佳。若舉出具體例,則乾燥溫度較佳為50℃以上,再較佳為70℃以上,特別佳為80℃以上,較佳為150℃以下,再較佳為130℃以下,特別佳為120℃以下。另外,乾燥時間較佳為30秒以上,再較佳為60秒以上,特別佳為120秒以上,較佳為60分鐘以下,再較佳為20分鐘以下,特別佳為5分鐘以下。
第一包覆用組成物層210之形成例如亦可使用含有支持體與設置在該支持體上且由包覆用組成物形成之包覆用組成物層之包覆用樹脂薄片來進行。若舉出具體例,亦可藉由將包覆用樹脂薄片之包覆用組成物層積層在基材300上,在基材300上形成第一包覆用組成物層210。積層可藉由一邊將包覆用樹脂薄片之包覆用組成物層加熱,一邊壓著在基材300上來進行。該積層藉由真空積層法在減壓下進行較佳。另外,在積層之前,因應必要,亦可進行將包覆用樹脂薄片與基材加熱之預熱處理。
積層之條件例如能夠在壓著溫度(積層溫度)為70℃~140℃,壓著壓力為1kgf/cm 2~11kgf/cm 2(9.8×10 4N/m 2~107.9×10 4N/m 2)且壓著時間為5秒鐘~300秒鐘之條件下進行。另外,積層在使空氣壓力為20mmHg (26.7hPa)以下之減壓下進行較佳。積層可以間歇式進行,亦可使用卷軸以連續式進行。
真空積層法能夠使用市售之真空積層機來進行。作為市售之真空積層機,有舉例如Nikko-Materials Co., Ltd.製真空敷抹器、名機製作所公司製真空加壓式積層機、Hitachi Industries公司製卷軸式幹式塗布機、Hitachi AIC, Inc.製真空積層機等。
在使用具備支持體之包覆用樹脂薄片來形成第一包覆用組成物層210時,通常在步驟(III)之前的適當時期剝離包覆用樹脂薄片之支持體。
在一實施方式中,光波導之製造方法在步驟(I)之後包含(II)使第一包覆用組成物層210硬化而在基材300上形成下層包覆層220之步驟。該步驟(II)例如可藉由對第一包覆用組成物層210進行熱處理而使其硬化。熱處理之條件能夠根據包覆用組成物中之樹脂成分之種類雨量來選擇,能夠在150℃~250℃下20分鐘~180分鐘之範圍較佳,能夠在160℃~230℃下30分鐘~120分鐘之範圍再較佳。熱處理在氮環境等惰性環境下進行較佳。
另外,第一包覆用組成物層210之硬化亦可藉由曝光處理來進行。在一實例中,具體之曝光量之範圍較佳為10mJ/cm 2以上,再較佳為50mJ/cm 2以上,特別佳為200mJ/cm 2以上,較佳為10,000mJ/cm 2以下,再較佳為8,000mJ/cm 2以下,更較佳為4,000mJ/cm 2以下,特別佳為1,000mJ/cm 2以下。另外,亦可將曝光處理與熱處理組合,使第一包覆用組成物層210硬化。
圖3是用於說明光波導的製造方法之一個實施方式中之步驟(II)之示意性剖面圖。藉由在步驟(II)中使第一包覆用組成物層210硬化,如圖3所示,在基材300上形成下層包覆層220。下層包覆層220形成包覆層200之一部分。
圖4是用於說明光波導的製造方法之一個實施方式中之步驟(III)之示意性剖面圖。在一個實施方式中,光波導的製造方法在步驟(II)之後,如圖4所示,包含(III)將本發明之附有支持體之樹脂薄片以樹脂組成物層與下層包覆層220接觸的方式積層在下層包覆層220上,在下層包覆層220上形成樹脂組成物層110之步驟。
樹脂組成物層110之形成使用本發明之附有支持體之樹脂薄片來實施。藉由使本發明之附有支持體之樹脂薄片之樹脂組成物層與下層包覆層220接觸並積層,能夠在下層包覆層220上形成樹脂組成物層110。本發明之附有支持體之樹脂薄片之積層能夠使用與包覆用樹脂薄片的積層相同之條件。
圖5是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(IV)的示意性剖面圖。在一個實施方式中,光波導之製造方法如圖5所示,在步驟(III)之後包含(IV)在支持體120上設置光罩400並介隔著光罩400與支持體120,對樹脂組成物層110之一部分實施曝光處理之步驟。
在步驟(IV)中,藉由對樹脂組成物層110之一部分實施曝光處理,在樹脂組成物層110上形成潛影。步驟(IV)中之曝光處理是在支持體120上設置具備透光部410與遮光部420之光罩400後,介隔著光罩400與支持體120,對樹脂組成物層110照射光P來進行。光P透過透光部410入射到曝光部111,但無法透過遮光部420,因此無法入射到非曝光部112。可在樹脂組成物層110上設置與透光硬化部410與遮光部420對應的曝光部111與非曝光部112。
光罩400之透光部410形成為具有與光波導的芯材的圖型對應的平面形狀。光罩400之遮光部420形成為具有與沒有光波導的芯材的部分對應的平面形狀。只要沒有特別說明,“平面形狀”意指從厚度方向觀察到的形狀。以下有時將形成為與芯材對應的平面形狀之透光部410稱為“光罩圖型”。
在步驟(IV)中,作為曝光處理中使用的光P,使用與樹脂組成物的組成對應的適當活性光線較佳。活性光線之波長通常為190nm~1000nm,較佳為240nm~ 550nm,亦可使用除此以外之波長的光線。作為活性光源之具體例,有舉出紫外線、可見光線、電子束、X射線等,為紫外線特別佳。光P的曝光量設定成在步驟(VIII)中之硬化後可形成所期望的芯材較佳。在一實例中,步驟(VI)中之具體曝光量之範圍較佳為10mJ/cm 2以上,再較佳為50mJ/cm 2以上,特別佳為200mJ/cm 2以上,較佳為10,000mJ/cm 2以下,再較佳為8,000mJ/cm 2以下,更較佳為4,000mJ/cm 2以下,特別佳為1,000mJ/cm 2以下。
在一實施方式中,光波導的製造方法在步驟(IV)之後包含(V)去除光罩400與支持體120之步驟。
在一實施方式中,光波導的製造方法在步驟(IV)或步驟(V)之後且步驟(VI)之前可包含(X)將樹脂組成物層110預加熱之步驟。藉由步驟(X),可使曝光部111相對於顯像液之溶解性進一步降低。步驟(X)中的加熱可用熱板來進行,亦可用烘箱來進行。加熱溫度例如能夠為40℃以上且110℃以下。另外,加熱時間例如能夠為30秒以上且60分鐘以下。
圖6是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VI)的示意性剖面圖。在一個實施方式中,光波導之製造方法在步驟(V)之後包含(VI)對樹脂組成物層110實施顯像處理而形成樹脂組成物圖型110’之步驟。藉由顯像處理,可將步驟(IV)中形成的潛影顯像。由於樹脂組成物層110具有作為負型之感光性樹脂組成物之功能,所以如圖6所示,藉由顯像處理,樹脂組成物層110之曝光部111 (參照圖5)不會被去除,會作為樹脂組成物圖型110’殘留,另一方面,樹脂組成物層110之非曝光部112 (參照圖5)會被去除。在顯像後殘留之樹脂組成物層110之曝光部111會成為與步驟(IV)中使用的光罩400之透光部410 (參照圖5)的光罩圖型相同之平面形狀之樹脂組成物圖型110’。
顯像方法採用使樹脂組成物層110與顯像液接觸的濕式顯像法來實施。作為顯像液,可使用鹼性水溶液。作為鹼性水溶液,可使用無機鹼水溶液、有機鹼水溶液。
作為無機鹼水溶液,有舉例如羥化鋰水溶液、羥化鈉水溶液、羥化鉀水溶液等鹼金屬之羥化物水溶液,碳酸鈉水溶液等鹼金屬之碳酸鹽水溶液,碳酸氫鈉水溶液等鹼金屬之碳酸氫鹽水溶液,磷酸鈉水溶液、磷酸鉀水溶液等鹼金屬磷酸鹽水溶液,焦磷酸鈉水溶液、焦磷酸鉀水溶液等鹼金屬焦磷酸鹽水溶液等。作為有機鹼水溶液,有舉例如羥化四烷基銨水溶液等。其中,為鹼金屬的碳酸鹽水溶液較佳,為碳酸鈉水溶液再叫佳。鹼性水溶液可單獨使用1種,亦可使用混合有2種以上之鹼性水溶液。
在顯像液中,為了提高顯像作用,可因應必要混合表面活性劑、消泡劑等添加劑。
顯像時間較佳為10秒~5分鐘。顯像時的顯像液之溫度沒有特別限定,較佳為20℃以上,較佳為50℃以下,再較佳為40℃以下。
作為顯像方式,有舉例如槳法、噴霧法、浸漬法、刷塗法、拍擊法、超音波波法等。其中,噴霧法適合於提高解析度。作為採用噴霧法時的噴霧壓力,較佳為0.05MPa~0.3MPa。
在使用顯像液進行顯像後,可進一步進行樹脂組成物層110的沖洗。沖洗時用與顯像液不同的溶劑來進行較佳。例如,可使用與樹脂組成物中含有的溶劑相同種類的溶劑或水來進行沖洗。沖洗時間較佳為5秒~1分鐘。
在使用顯像液進行顯像後,為了去除藉由顯像未能完全去除的非曝光部,可進行除膠渣(desmear)處理。除膠渣處理可依據印刷配線板的製造中使用的本領域技術人員公知的各種方法來實施。
在一個實施方式中,光波導之製造方法在步驟(VI)之後包含(VII)使樹脂組成物圖型110’硬化,在下層包覆層220上形成芯材100之步驟。該步驟(VII)例如可藉由對樹脂組成物圖型110’進行熱處理而使其硬化。熱處理之條件可根據包覆用組成物中的樹脂成分之種類與數量來選擇,能夠為150℃~250℃下20分鐘~180分鐘之範圍較佳,能夠為160℃~230℃下30分鐘~120分鐘之範圍再較佳。熱處理在氮環境等惰性環境下進行較佳。
圖7是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VII)的示意性剖面圖。藉由在步驟(VII)中使樹脂組成物圖型110’硬化,如圖7所示,在下層包覆層220上形成芯材100。
在一實施方式中,光波導之製造方法在步驟(VII)之後包含(VIII)以覆蓋芯材100的方式在下層包覆層220上形成由包覆用組成物形成的第二包覆用組成物層230之步驟。
圖8是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VIII)的示意性剖面圖。第二包覆用組成物層230以芯材100的周面中不與下層包覆層220接觸的面全部覆蓋的方式形成在下層包覆層220上。
第二包覆用組成物層230的形成方法沒有特別限制。例如,可藉由以覆蓋芯材100的方式將包覆用組成物塗布在下層包覆層220上,而形成第二包覆用組成物層230。用於形成第二包覆用組成物層230的包覆用組成物的塗布可與用於形成第一包覆用組成物層210的包覆用組成物的塗布相同地進行。另外,在塗布包覆用組成物後,可因應必要進行第二包覆用組成物層230之乾燥。第二包覆用組成物層230之乾燥可採用與第一包覆用組成物層210的乾燥相同的方法與條件。
第二包覆用組成物層230之形成例如可使用包覆用樹脂薄片來進行。若列舉具體例,則可藉由將包覆用樹脂薄片的包覆用組成物層積層在芯材100 (和下層包覆層220)上,而在芯材100上形成第二包覆用組成物層230。用於形成第二包覆用組成物層230的包覆用樹脂薄片之積層可與用於形成第一包覆用組成物層210的包覆用樹脂薄片之積層相同地來進行。在使用具備支持體之包覆用樹脂薄片來形成第二包覆用組成物層230時,支持體亦可在任意之步驟中剝離。
在一實施方式中,光波導之製造方法在步驟(VIII)之後包含(IX)使第二包覆用組成物層230硬化,並以覆蓋芯材100的方式在下層包覆層220形成上層包覆層240之步驟。該步驟(IX)中之第二包覆用組成物層230之硬化可與第一包覆用組成物層210之硬化相同地來進行。
圖9是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(IX)的示意性剖面圖。藉由在步驟(IX)中使第二包覆用組成物層230硬化,如圖9所示,以覆蓋芯材100的方式在下層包覆層220上形成上層包覆層240。上層包覆層240形成包覆層200之一部分,由該上層包覆層240與下層包覆層220形成包覆層200。
上述說明之第一包覆用組成物層210與第二包覆用組成物層230只要發揮光波導的功能即可,沒有特別限定,較佳為由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂、(C)光聚合起始劑及(F)無機填充材料的包覆用組成物形成的組成物層。第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230較佳為由同一組成物構成的組成物層。
在將包覆用組成物的不揮發成分設為100質量%時,形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物中的(A)環氧樹脂之含量較佳為1質量%以上,再較佳為5質量%以上,更較佳為10質量%以上。其上限較佳為50質量%以下,再較佳為30質量%以下,更較佳為20質量%以下。
在將包覆用組成物的不揮發成分設為100質量%時,形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物中的(B)含羧基之光聚合性樹脂之含量較佳為1質量%以上,再較佳為10質量%以上,更較佳為20質量%以上。其上限較佳為80質量%以下,再較佳為60質量%以下,更較佳為50質量%以下,特別佳為40質量%以下。
在將包覆用組成物的不揮發成分設為100質量%時,形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物中的(C)光聚合起始劑之含量較佳為0.1質量%以上,再較佳為0.5質量%以上,更較佳為1質量%以上。其上限較佳為25質量%以下,再較佳為20質量%以下,更較佳為15質量%以下,特別佳為10質量%以下。
在將包覆用組成物中的不揮發成分設為100質量%時,形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物中的(F)無機填充材料之含量例如較佳為90質量%以下,再較佳為80質量%以下,更較佳為70質量%以下,特別佳為60質量%以下。其下限較佳為10質量%以上,再較佳為20質量%以上,更較佳為30質量%以上,特別佳為40質量%以上。
形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物除了(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂、(C)光聚合起始劑及(F)無機填充材料以外,亦可進而含有任意成分。作為任意成分,有舉例如(D)反應性稀釋劑、(E)光敏劑、(G)其他添加劑及(H)有機溶劑。
在將包覆用組成物的不揮發成分設為100質量%時,以更提高光硬化性之觀點,形成第一包覆用組成物層210及第二包覆用組成物層230的包覆用組成物中的(D)反應性稀釋劑之含量較佳為1質量%以上,再較佳為5質量%以上,更較佳為10質量%以上。其上限較佳為60質量%以下,再較佳為40質量%以下,更較佳為30質量%以下,特別佳為20質量%以下。
光波導10具備由下層包覆層220及上層包覆層240構成的包覆層200,與設置在該包覆層200內的芯材100。光波導10的製造方法可與上述步驟組合而進一步包含任意之步驟。
光波導10之製造方法例如可包含形成保護層之步驟。另外,光波導10的製造方法例如亦可包含切割製造出的光波導10之步驟。
光波導10之製造方法亦可重複進行上述步驟。例如,可重複進行步驟(I)~(XI),製造出在基材300上之厚度方向交替具備芯材和包覆層的多層結構的光波導。
<光電混合基板> 光電混合基板具備上述光波導。光電混合基板具備光波導與電路基板。電路基板能夠具備電子零件及與該電子零件連接的配線。作為電子零件,有舉例如電容器、電感器、電阻等被動零件,半導體晶片等主動零件等。光波導與電路基板之配線能夠經由光電轉換元件連接。光電轉換元件能包含能夠將電轉換成光的發光元件(例如,表面發光型發光二極體)與能夠將光轉換成電的光接收元件(例如,光電二極體)的組合。此外,光電混合基板亦亦可為了調整光路,具備反射鏡等光學元件。
作為較佳之光電混合基板的實例,有舉出具備在矽晶片上形成有光積體電路之晶片之光電混合基板。該晶片被期待應用矽光子學之早期實用化,例如可預測在半導體封裝中安裝。具備該晶片之光電混合基板例如具備電路基板、安裝於該電路基板上的晶片與光波導。光波導可用於將電路基板的配線與晶片連接,或將多個晶片之間連接。
在由矽光子學所製造之芯片中,通常使用1310nm與1550nm波長之光較多,尤其是1310nm為主流(吉田翔,菅沼大輔,石榑崇明,“Mosquito法之單模聚合物導波路之製作與低損失化(基於Mosquito法之單模聚合物波導路之製作與低損失化)”,第28屆電子安裝學會春季演講大會,2014年)。光波導能夠傳輸1310nm與1550nm或與此等接近之波長的光較佳,例如能夠傳輸波長為1300nm~ 1320nm之光較佳。根據上述實施方式所涉及之光波導,能夠傳輸此等波長之光。
通常,在單模與多模中,單模能夠實現快速傳輸。以高速傳輸之觀點,作為應用於光電混合電路之光波導,為單模光波導較佳。在單模光波導中,芯材的寬度小較佳。例如,形成10μm以下或5μm以下的寬度之芯材較佳。另外,具備如此寬度小的芯材之光波導,在將光波導應用於半導體封裝時,以提高封裝的設計自由度之觀點亦較佳。屆由上述實施方式相關之光波導,能夠如上述地降低芯材之寬度。
另一方面,在連接多個光電混合基板時,此等基板有時能夠經由光纖連接。例如,有時能夠在機架上設置多個光電混合基板,使用光纖將此等光電混合基板連接。如此將基板之間連接的光纖以多模為主流。因此,以能夠與該光纖連接之觀點,作為設置在光電混合基板上之光波導,能夠採用多模光波導。
以提高通用性之觀點,希望光波導能夠應用於單模及多模中之任一種。此外,希望降低此等光波導之芯材的最小寬度,並提高芯材之線寬的自由度。根據上述實施方式相關之光波導,樹脂組成物之芯材形成性較優異,可實現較高細微配線形成之能力,所以可降低芯材的最小寬度。另外,根據上述實施方式相關之光波導,能夠得到單模及多模中任一種光波導。上述實施方式相關之光波導能夠應用於廣泛之範圍。由於在能夠應用於如此廣泛之範圍的同時,也能夠抑制光的傳輸損耗,故上述實施方式相關之光波導適合應用於光電混合基板。 實施例
以下,藉由實施例來更具體地說明本發明,但本發明不限定於此等實施例。需說明的是,在以下記載中,表示量的“份”和“%”只要沒有另外明示,則分別表示“質量份”及“質量%”。在沒有特別指定溫度時,其溫度條件為室溫(23℃)下,在沒有特別指定壓力時,其壓力條件為大氣壓(1atm)下。重量平均分子量是藉由凝膠滲透色譜法所測定之聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
<合成例1:具有萘酚芳烷基骨架的羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂> 將325份具有萘酚芳烷基骨架之環氧樹脂(NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製“ESN-475V”,環氧當量為325)放入具備氣體導入管、攪拌裝置、冷卻管及溫度計之燒瓶中,加入340份卡必醇乙酸酯,加熱溶解,加入0.46份氫醌及1份三苯基膦。將該混合物加熱至95~105℃,緩慢滴加72份丙烯酸,反應16小時。將該反應產物冷卻至80~90℃,加入80份四氫鄰苯二甲酸酐,反應8小時,並冷卻。調整溶劑量,得到固態物的酸值為60mgKOH/g之樹脂溶液(不揮發成分為70%)。重量平均分子量為1000。
<合成例2:具有亞甲基二萘酚骨架的羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂> 將162份1,1’-雙(2,7-二縮水甘油氧基萘基)甲烷(Dainippon Ink and Chemicals, Inc.製“EXA-4700”,環氧當量為162)放入具備氣體導入管、攪拌裝置、冷卻管和溫度計的燒瓶中,加入340份卡必醇乙酸酯,加熱溶解,加入0.46份氫醌及1份三苯基膦。將該混合物加熱至95~105℃,緩慢滴加72份丙烯酸,反應16小時。將該反應產物冷卻至80~90℃,加入80份四氫鄰苯二甲酸酐,反應8小時,並冷卻。如此得到固態物之酸值為90mgKOH/g之樹脂溶液(不揮發成分為70%)。重量平均分子量為2500。
<實施例1:附有支持體之樹脂薄片1之製造> 將25份合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有萘酚芳烷基骨架,不揮發成分率為70%)、10份萘酚芳烷基型環氧樹脂(NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製“ESN-475V”,環氧當量為330g/eq.)、1.3份α-氨基酮系光聚合起始劑(IGM公司製“Omnipol 910”,聚乙二醇二(β-4-[4-(2-二甲基氨基-2-苄基)丁醯基苯基]呱嗪)丙酸酯)、10份反應性稀釋劑(日本化藥公司製“DPHA”,二季戊四醇六丙烯酸酯)、10份甲乙酮混合,使用高速旋轉混合機製備清漆狀之樹脂組成物。
準備支持體,其中在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上用模具塗布機均勻塗布脫模劑(LINTEC Corporation製“AL-5”),使其厚度成為1μm。根據JIS K6714測定所準備之支持體之霧度,結果為6%。使用非接觸型干涉顯微鏡(WYKO Bruker AXS公司製)測定支持體上塗布清漆狀樹脂組成物之一側的算術平均粗糙度(Ra),結果為10nm。根據JIS K 7361-1測定支持體之總透光率,結果為87%。
在準備之支持體上塗布有脫模劑之面上,使用模具塗布機均勻塗布清漆狀之樹脂組成物,使得乾燥後之樹脂組成物層的厚度成為10μm,在80℃~110℃(最高溫度為110℃)下乾燥6分鐘,形成樹脂組成物層。接著,將覆蓋膜(雙軸拉伸聚丙烯膜,Oji F-Tex Co., Ltd.製“MA-411”)配置在樹脂組成物層之表面,在80℃下進行積層,由此製造支持體/樹脂組成物層/覆蓋膜之三層結構之附有支持體之樹脂薄片。
<實施例2:附有支持體之樹脂薄片2之製造> 除了使用25份合成例2中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有亞甲基二萘酚骨架,不揮發成分率為70%)來取代25份合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有萘酚芳烷基骨架,不揮發成分率為70%)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例3:附有支持體之樹脂薄片3之製造> 除了使用25份的羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(日本化藥公司製“CCR-1373H”,含有甲酚酚醛清漆骨架,酸值為99mgKOH/g,不揮發成分率為60%,溶劑為PGMEA,分子量為2800)來取代25份的合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有萘酚芳烷基骨架,不揮發成分率為70%)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例4:附有支持體之樹脂薄片4之製造> 除了使用25份羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(日本化藥公司製“CCR-1171H”,含有甲酚酚醛清漆骨架,酸值為99mgKOH/g,不揮發成分率為60%,溶劑為PGMEA,分子量為7500)來取代25份合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有萘酚芳烷基骨架,不揮發成分率為70%)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例5:附有支持體之樹脂薄片5之製造> 除了使用25份羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(日本化藥公司製“ZCR-8001H”,含有聯苯骨架,酸值為109mgKOH/g,不揮發成分率為60%,溶劑為PGMEA,分子量為3700)來取代25份合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有萘酚芳烷基骨架,不揮發成分率為70%)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例6:附有支持體之樹脂薄片6之製造> 除了進一步使用0.3份的α-氨基酮系光聚合起始劑(IGM公司製“Omnirad 379EG”,2-(二甲基氨基)-2-(4-甲基苯基甲基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮,分子量為380.5)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例7:附有支持體之樹脂薄片7之製造> 除了進一步使用0.01份肟酯系光聚合起始劑(BASF公司製“Irgacure OXE-02”,[1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)哢唑-3-基]亞乙基氨基]乙酸酯,分子量為412.5)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例8:附有支持體之樹脂薄片8之製造> 除了進一步使用2.6份醯基氧化膦系光聚合起始劑(IGM公司製“Omnipol TP”,聚氧乙烯甘油醚三[苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)亞膦酸酯],分子量為900以上)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例9:附有支持體之樹脂薄片9之製造> 除了進一步使用0.1份噻噸酮類(IGM公司製“Omnipol TX”,聚丁二醇雙(9-氧代-9H-噻噸氧基)乙酸酯,分子量為790)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例10:附有支持體之樹脂薄片10之製造> 除了進一步使用0.3份二苯甲酮類(東京化成工業公司製“EAB”,4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮,分子量為343)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例11:附有支持體之樹脂薄片11之製造> 除了進一步使用10份用氨基系矽烷偶聯劑進行過表面處理的球形二氧化矽(ADMATECHS CO., LTD.製“Y50SZ-AM1”,比表面積為60m 2/g,平均粒徑為0.05μm,固體成分率為50%)以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。
<實施例12:附有支持體之樹脂薄片12之製造> 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“PET-12”,厚度為12μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為3%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為30nm,測定總透光率,結果為88%。
<實施例13:附有支持體之樹脂薄片13之製造> 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-38”,厚度為38μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為3%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為35nm,測定總透光率,結果為88%。
<實施例14:附有支持體之樹脂薄片14之製造> 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(Toray Industries, Inc.製“Lumirror FB-40”,厚度為16μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為1%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為8nm,測定總透光率,結果為89%。
<實施例15:附有支持體之樹脂薄片15之製造> 除了使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(Toray Industries, Inc.製“QS63”,厚度為25μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為0.5%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為7nm,測定總透光率,結果為90%。
<比較例1:附有支持體之樹脂薄片16之製造> 除了使用摻混填充材料之聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“PTH-25”,厚度為25μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為25%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為260nm,測定總透光率,結果為85%。
<比較例2:附有支持體之樹脂薄片17之製造> 除了使用經噴砂處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(Toray Industries, Inc.製“T60”,厚度為25μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為70%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為300nm,測定總透光率,結果為86%。
<比較例3:附有支持體之樹脂薄片18之製造> 除了使用經粗化處理之聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)作為支持體來取代在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上塗布脫模劑而成之支持體以外,其餘與實施例1同樣地製造附有支持體之樹脂薄片。與實施例1同樣地測定支持體之霧度,結果為60%,測定算術平均粗糙度(Ra),結果為560nm,測定總透光率,結果為87%。
<製造例1:包覆用樹脂薄片之製造> 將25份合成例1中所得之羧酸改質環氧丙烯酸酯樹脂(含有聯萘酚甲烷骨架,不揮發成分率為70%)、10份萘酚芳烷基型環氧樹脂(NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.製“ESN-475V”,環氧當量為330g/eq.)、1.3份α-氨基酮系光聚合起始劑(IGM公司製“Omnipol 910”,聚乙二醇二(β-4-[4-(2-二甲基氨基-2-苄基)丁醯基苯基]呱嗪)丙酸酯)、10份反應性稀釋劑(日本化藥公司製“DPHA”,二季戊四醇六丙烯酸酯)、30份用氨基系矽烷偶聯劑進行過表面處理的球形二氧化矽(ADMATECHS CO., LTD.製“180nmSX-C1”,比表面積為20m 2/g,平均粒徑為0.2μm,固體成分率為100%)、10份甲乙酮混合,使用高速旋轉混合機製備清漆狀的包覆用組成物。
準備支持體,其中在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(UNITIKA LTD.製“S-25”,厚度為25μm)上用模具塗布機均勻塗布有脫模劑(LINTEC Corporation製“AL-5”),使其厚度達到1μm。
在準備之支持體上塗布有脫模劑之面上,使用模具塗布機均勻塗布清漆狀的包覆用組成物,使得乾燥後之樹脂組成物層的厚度成為10μm,在80℃~110℃(最高溫度為110℃)下乾燥6分鐘,形成包覆用組成物層。接著,將覆蓋膜(雙軸拉伸聚丙烯膜,Oji F-Tex Co., Ltd.製“MA-411”)配置在樹脂組成物層的表面,在80℃下進行積層,由此製造支持體/樹脂組成物層/覆蓋膜之三層結構的包覆用樹脂薄片。
<試驗例1:芯材的最小細線形成寬度之評價> 對於具備厚度為18μm的銅層的玻璃環氧基板(覆銅積層板)的銅層,利用含有有機酸的表面處理劑(CZ8100,MEC Co., Ltd.製)進行粗化處理,準備基板。在80℃下以包覆用組成物層與基板接觸的方式在準備之基板上積層製造例1中製造的具備厚度為10μm之包覆用組成物層之包覆用樹脂薄片,在基板上形成第一包覆用組成物層。之後,使用投影曝光裝置(Ushio Inc.製“UFX-2240”),以41級階段式曝光表中光澤殘留階段級數達到8級之曝光能量進行紫外線曝光。使用無曝光圖型之石英玻璃光罩。在室溫下靜置30分鐘後,剝離支持體。在第一包覆用組成物層的整個面上,作為顯像液將30℃的1質量%碳酸鈉水溶液以0.2MPa的噴霧壓力進行1分鐘之噴霧顯像。在噴霧顯像後,進行2J/cm 2的紫外線照射,進而在氮環境下在170℃下進行1小時加熱處理,由此在覆銅積層板上形成下層包覆層。
從實施例及比較例中製造之具備厚度為10μm之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片1~14上剝離覆蓋膜。以附有支持體之樹脂薄片之樹脂組成物層與下層包覆層接觸的方式,在下層包覆層上配置附有支持體之樹脂薄片,使用真空積層機(Nikko-Materials Co., Ltd.製“VP160”)進行積層,在下層包覆層上形成樹脂組成物層。積層條件設為抽真空時間為30秒鐘,壓著溫度為100℃,壓著壓力為0.7MPa,加壓時間為30秒鐘。由此,得到依序具備覆銅積層板、下層包覆層及樹脂薄片之積層體。
對於樹脂組成物層,使用投影曝光裝置(Ushio Inc.製“UFX-2240”),以41級階段式曝光表中光澤殘留階段級數達到8級之曝光能量進行紫外線曝光。曝光使用具有以10μm/10μm、9μm/9μm、8μm/8μm、7μm/7μm、6μm/6μm、5μm/5μm、4μm/4μm、3μm/3μm之L/S (線/間距)描繪直線之光罩圖型之石英玻璃光罩來進行。在曝光後,在室溫下靜置30分鐘後,剝離支持體。在樹脂組成物層之整個面上,作為顯像液將30℃之1質量%碳酸鈉水溶液以0.2MPa的噴霧壓力,進行1分鐘噴霧顯像。在噴霧顯像後,進行2J/cm 2之紫外線照射,進而在氮環境下,並於170℃下進行1小時加熱處理,藉此得到具備覆銅積層板、下層包覆層及芯材(樹脂組成物圖型之硬化物)之樣品。
用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察所得的樣品(倍率為2000倍),測定最小細線形成寬度(在能夠形成之芯材中,寬度最小之芯材的寬度)。
<試驗例2:芯材的抗蝕缺損之評價> 使用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察試驗例1中得到的樣品之芯材,基於下述評價標準,評價每1mm 2的樣品中抗蝕缺損之數量。 “〇”:抗蝕缺損低於5個 “×”:抗蝕缺損為5個以上
<試驗例3:光傳輸損耗的測定> 從製造例1中製造之具備厚度為10μm的包覆用組成物層之包覆用樹脂薄片上剝離覆蓋膜。以包覆用組成物層與矽晶片接觸的方式,在4英寸的矽晶片上配置樹脂薄片,使用真空積層機(Nikko-Materials Co., Ltd.製“VP160”)進行積層。積層條件設為抽真空的時間為30秒鐘,壓著溫度為100℃,壓著壓力為0.7MPa,加壓時間為30秒鐘。之後,剝離支持體,得到具備矽晶片及第一包覆用組成物層的中間積層體I。
對於所得之中間積層體I之第一包覆用組成物層,使用投影曝光裝置(Ushio Inc.製“UFX-2240”),以41級階段式曝光表中光澤殘留階段級數達到8級之曝光能量進行紫外線曝光。在曝光後,進行2J/cm 2之紫外線照射。將中間積層體I投入無塵烘箱中,自室溫升溫至170℃,達到170℃後在氮環境下進行60分鐘加熱處理,使第一包覆用組成物層硬化。藉由第一包覆用組成物層之硬化而形成下層包覆層,得到具備矽晶片及下層包覆層的中間積層體II。
自實施例及比較例中製造的具備厚度為10μm之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片1~14上剝離覆蓋膜。以樹脂組成物層與下層包覆層接觸的方式,在中間積層體II的下層包覆層的表面配置附有支持體之樹脂薄片,使用真空積層機(Nikko-Materials Co., Ltd.製“VP160”)進行積層。積層條件設為抽真空的時間為30秒鐘,壓著溫度為100℃,壓著壓力為0.7MPa,加壓時間為30秒鐘。得到依序具備矽晶片、下層包覆層和樹脂組成物層之中間積層體III。
對於中間積層體III之樹脂組成物層,使用投影曝光裝置(Ushio Inc.製“UFX-2240”),以41級階段式曝光表中光澤殘留階段級數達到8級的曝光能量進行紫外線曝光。曝光使用具有能夠以5μm/100μm的L/S (線/間距)描繪長度為1cm之多條直線的光罩圖型、能夠以5μm/100μm的L/S (線/間距)描繪長度為2cm之多條直線的光罩圖型、及能夠以5μm/100μm的L/S (線/間距)描繪長度為3cm之多條直線的光罩圖型的石英玻璃光罩來進行。在該石英玻璃光罩之L/S中,線相當於芯材的寬度,間距相當於芯材間的間隔。在曝光後,在室溫下靜置30分鐘後,剝離支持體。在樹脂組成物層的整個面上,作為顯像液將30℃的1質量%碳酸鈉水溶液以0.2MPa的噴霧壓力,進行1分鐘噴霧顯像,形成樹脂組成物圖型。在噴霧顯像後,進行2J/cm 2的紫外線照射。然後將中間積層體III放入無塵烘箱中,自室溫升溫至170℃,在達到170℃後在氮環境下進行60分鐘加熱處理,使樹脂組成物圖型硬化。
藉由樹脂組成物圖型之硬化而形成芯材,得到依序具備矽晶片、下層包覆層和芯材的中間積層體IV。
自製造例1中製造的具備厚度為10μm的包覆用組成物層之包覆用樹脂薄片上剝離覆蓋膜。以包覆用組成物層與芯材接觸的方式,在中間積層體IV的芯材上配置包覆用樹脂薄片,使用真空積層機(Nikko-Materials Co., Ltd.製“VP160”)進行積層。積層條件設為抽真空的時間為30秒鐘,壓著溫度為100℃,壓著壓力為0.7MPa,加壓時間為30秒鐘。然後,剝離支持體,得到依序具備矽晶片、下層包覆層、芯材和第二包覆用組成物層的中間積層體V。
對於中間積層體V之第二包覆用組成物層,使用投影曝光裝置(Ushio Inc.製“UFX-2240”),以41級階段式曝光表中光澤殘留階段級數達到8級的曝光能量進行紫外線曝光。在曝光後,進行2J/cm 2的紫外線照射。將中間積層體V放入無塵烘箱中,自室溫升溫至170℃,在達到170℃後在氮環境下進行60分鐘加熱處理,使第二包覆用組成物層硬化。藉由第二包覆用組成物層之硬化而形成上層包覆層,得到具備矽晶片、下層包覆層、芯材和上層包覆層的試樣積層體。
在所得之試樣積層體中,下層包覆層與上層包覆層的組合構成包覆層。得到包含包覆層及存在於該包覆層中的芯材之光波導。另外,在該試樣積層體中,芯材與石英玻璃光罩所具有的光罩圖型對應而具有長度為1cm、2cm及3cm的直線狀的圖型,此等圖型中包含之芯材的寬度(線寬)及間隔(空間)與光罩圖型的寬度(線寬)及間隔(間距)一致。
從所得的試樣積層體中,在形成有芯材的部分切取芯材及其周圍的包覆層,得到具備光傳輸通路之試驗用基板。
在以暗艙簾覆蓋之防振臺上設置所得之試驗用基板。將聚光模組(開口數為0.18)與試驗用基板的光波導的一端(入射端)連接,進而經由光纖(入射纖維)將光源(1310nm光源,THORLABS公司製“LPSC-1310-FC”)與該聚光模組連接。另外,將另一聚光模組(開口數為0.18)與試驗用基板的光波導的另一端(出射端)連接,進而經由光纖(出射纖維)將光接收器(Keysight公司製之光功率計“N7742”)與該聚光模組連接。藉由以上操作,得到從光源發出的光依序透過光纖(入射纖維)、聚光模組、光波導、聚光模組及光纖(出射纖維)後,進入光接收器之光學系統。以下,有時將該光學系統稱為試樣光學系統。使光源發光,用該光接收器測定進入光接收器的光的強度,測定試樣光學系統的損耗。
根據試樣光學系統之損耗,減去校正用光學系統的損耗,求出試驗用基板中包含的光波導的損耗。
分別對長度為1cm的光波導、長度為2cm的光波導及長度為3cm的光波導進行所述光波導的損耗的測定。然後,將測定結果繪製在以光波導的長度為橫軸且以光波導的損耗為縱軸之座標系中,得到表示測定結果之3點的座標值。用最小二乘法計算這3點的近似直線,作為該近似直線的斜率,求出光波導之每單位距離之光傳輸損耗(dB/cm),並基於下述評價標準進行評價。
“◎”:光傳輸損耗低於0.5dB/cm “〇”:光傳輸損耗為0.5dB/cm以上且低於1.0dB/cm “△”:光傳輸損耗為1.0dB/cm以上且低於2.0dB/cm “×”:光傳輸損耗為2.0dB/cm以上
取出光接收器,並以安裝紅外攝影機(InGaAs攝影機,帶有100倍的物鏡)來取代。使光源發光,用紅外攝影機拍攝從光纖(出射纖維)之端部所發出的光。在只觀察到一個正圓狀之光的邊緣時,判定為單模“S”。另外,在觀察到多個邊緣時,判定為多模“M”。
將實施例及比較例之附有支持體之樹脂薄片的製造中使用的原料使用量、支持體的測定結果以及試驗例的評價結果總結於下述表1中。
由上述表1所示結果可知,藉由使用具有支持體之霧度為10%以下或支持體上與樹脂組成物層之接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下之支持體之附有支持體之樹脂薄片,能夠具有更優異之芯材形成性,且能夠形成可抑制光傳輸損耗的光波導。
10:光波導 100:芯材 110:樹脂組成物層 110’:樹脂組成物圖型 111:曝光部 112:非曝光部 120:支持體 200:包覆層 210:第一包覆用組成物層 220:下層包覆層 230:第二包覆用組成物層 240:上層包覆層 300:基材 400:光罩 410:透光部 420:遮光部
[圖1] 圖1是示意性地表示一個實施方式中的光波導的透視圖。 [圖2] 圖2是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(I)的示意性剖面圖。 [圖3] 圖3是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(II)的示意性剖面圖。 [圖4] 圖4是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(III)的示意性剖面圖。 [圖5] 圖5是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(IV)的示意性剖面圖。 [圖6] 圖6是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VI)的示意性剖面圖。 [圖7] 圖7是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VII)的示意性剖面圖。 [圖8] 圖8是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(VIII)的示意性剖面圖。 [圖9] 圖9是用於說明光波導的製造方法的一個實施方式中之步驟(IX)的示意性剖面圖。

Claims (19)

  1. 一種用於形成光波導之芯材之附有支持體之樹脂薄片,其係具有支持體與設置在該支持體上之樹脂組成物層之附有支持體之樹脂薄片, 其中,樹脂組成物層是由包含(A)環氧樹脂、(B)含羧基之光聚合性樹脂與(C)光聚合起始劑之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層, 且滿足條件(1)與(2)中至少1個條件: 條件(1):依據JIS K6714測定之支持體的霧度為10%以下; 條件(2):支持體上與樹脂組成物層的接觸面之算術平均粗糙度(Ra)為50nm以下。
  2. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,滿足條件(1)。
  3. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,滿足條件(1)與(2)兩者。
  4. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,支持體為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。
  5. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,支持體的厚度為10μm~50μm之範圍。
  6. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,樹脂組成物層的厚度為3μm~30μm之範圍。
  7. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(A)成分包含具有萘酚芳烷基骨架之環氧樹脂。
  8. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含含有乙烯性不飽和基與羧基之光聚合性樹脂。
  9. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含具有萘酚芳烷基骨架之光聚合性樹脂。
  10. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分包含羧酸改質環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。
  11. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(B)成分之重量平均分子量(Mw)為18,000以下。
  12. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(C)成分之分子量為400以上。
  13. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,(C)成分含有選自α-氨基酮系光聚合起始劑、醯基氧化膦系光聚合起始劑及肟酯系光聚合起始劑中至少1種光聚合起始劑。
  14. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(A)成分相對於(B)成分之質量比((A)成分/(B)成分)為0.1~3。
  15. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物中,(B)成分相對於(C)成分之質量比((B)成分/(C)成分)為1~50。
  16. 如請求項1之附有支持體之樹脂薄片,其中,形成樹脂組成物層之樹脂組成物進而包含(D)反應性稀釋劑。
  17. 如請求項16之附有支持體之樹脂薄片,其中,(D)成分包含不含有羧基之二官能以上之(甲基)丙烯酸酯化合物。
  18. 如請求項16之附有支持體之樹脂薄片,其中,(D)成分之分子量為1,000以下。
  19. 一種光波導的製造方法,其係依序包含以下步驟: (III) 將如請求項1~18中任一項之附有支持體之樹脂薄片以樹脂組成物層與下層包覆層接觸的方式,積層在下層包覆層上,將樹脂組成物層形成在下層包覆層上之步驟、 (IV) 在支持體上設置光罩,並介隔著光罩及支持體,對樹脂組成物層之一部分實施曝光處理之步驟、 (V) 去除光罩和支持體之步驟、 (VI) 對樹脂組成物層實施顯像處理而形成樹脂組成物圖型之步驟,及 (VII) 使樹脂組成物圖型硬化而在下層包覆層上形成芯材之步驟。
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