TWI452363B - 光波導的製造方法以及光波導 - Google Patents

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Description

光波導的製造方法以及光波導
本發明是有關於一種光波導的製造方法以及光波導，且特別是有關於一種可以高生產率地製造光波導、在芯層與上部包覆層之間不殘留氣泡的光波導之製造方法以及光波導。
隨著資訊容量的增大，不僅在中繼線和存取系統等通信領域，而且在路由器(router)或伺服器(server)內的資訊處理中也正在推進使用光信號之光互連(interconnection)技術的開發。具體而言，為了在路由器或伺服器裝置內的板(board)間或板內的短距離信號傳遞中使用光，正在開發在電配線板上複合有光傳遞路徑的光電混載基板。作為光傳遞路徑，希望使用與光纖相比，配線的自由度高，並且可以進行高密度化的光波導，其中，較有希望的是使用加工性和經濟性優異的高分子材料的光波導。
光波導由於其與電配線板共存，因此要求其具有高透明性，同時還要求其具有高耐熱性，作為這種光波導的材料，氟化聚醯亞胺(例如，電子封裝學會誌(Journal of Japan Institute of Electronics Packaging)，Vol.7，No.3，pp.213-218，2004年)和環氧樹脂(例如，日本專利特開平6-228274號公報)被提案。
氟化聚醯亞胺雖然具有大於等於300℃的高耐熱性，並且在波長850nm具有0.3dB/cm的高透明性，但是其在 製膜時必需在大於等於300℃的加熱條件下加熱數十分鐘至數小時，因此難以在電配線板上製膜。另外，由於氟化聚醯亞胺不具有感光性，無法適用於藉由感光、顯影來製作光波導的方法，因此在生產率、大面積化方面差。而且，由於是使用在基板上塗佈液狀材料進行製膜的方法來製作光波導，故膜厚控制繁雜。而且，由於塗佈於基板上的樹脂在硬化前為液狀，因此存在著樹脂在基板上發生流動，難以保持膜厚的均勻性等因材料形態為液狀而引起的問題。
另一方面，在液狀環氧樹脂中添加了光聚合起始劑的光波導形成用環氧樹脂，雖然藉由感光、顯影法可以形成芯圖案(core pattern)，並具有高透明性、高耐熱性，但是存在著因材料為液狀而引起的同樣的問題。
承上，以下方法是有用的：於基板上層疊含有可以進行放射線聚合之成分的乾膜(dry film)，藉由照射預定量的光，使預定位置發生放射線硬化而形成包覆層(clad layer)，同時根據需要對未曝光部分進行顯影而形成芯部等，再形成用於包埋該芯部的包覆層，以製造傳遞特性優異的光波導的方法。採用上述方法時，容易確保包埋芯部之後的包覆層的平坦性。上述方法還適於製造大面積的光波導。作為於基板上層合(laminate)乾膜的方法，已知如日本專利特開平11-320682號公報之圖1和圖2所公開的所謂真空層合方式，亦即，使用由可以上下相對移動的一對塊體形成的具有真空室的真空式層合機在減壓下進行層合 的方法。
但是，上述方法存在著以下問題，即包埋芯部時進入的氣泡殘留於芯層與上部包覆層之間。由於該氣泡，當通過光信號時，存在著損耗變大的問題。特別是以往所要求的芯部的配線密度為：線寬/線間=50μm/200μm左右，但是在製作例如線寬/線間=50μm/50μm的窄間距的光波導時，氣泡所產生的影響大。另外，在包埋芯部時，要求提高上部包覆層的平坦性。
本發明為了解決上述問題而設，其目的在於提供一種可以高生產率地製造光波導、且芯層與上部包覆層之間不會殘留氣泡的光波導之製造方法以及光波導。
本發明人等為了達到上述目的，反覆進行了深入研究，結果發現採用以下措施可以達到上述目的，從而完成了本發明，所述措施為：在層疊上部包覆層形成用樹脂膜時控制層疊條件，使該包覆層形成用樹脂的熔融黏度達到100Pa．s~200Pa．s；利用層疊時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成上部包覆層；或者，將於支撐膜上層疊上部包覆層形成用樹脂而形成的上部包覆層形成用樹脂膜層疊於芯圖案上，使該樹脂接觸該芯圖案，之後進行加熱處理。
即，本發明提供下述(1)~(10)：
(1)一種光波導的製造方法，該方法包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製 程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；以及於上述芯圖案上層疊上部包覆層形成用樹脂膜，之後使上述包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程；該方法的特徵在於：在層疊上述上部包覆層形成用樹脂膜時控制層疊條件，使上述包覆層形成用樹脂的熔融黏度達到100Pa．s~200Pa．s。
(2)如上述(1)所述之光波導的製造方法，其特徵在於，上述形成芯層的製程包括：使用具有加熱輥的輥式層合機(roll laminator)，於下部包覆層上加熱壓合芯層形成用樹脂膜的製程。
(3)如上述(1)所述之光波導的製造方法，其特徵在於：於上述芯圖案上層疊上部包覆層形成用樹脂膜時，使用平板型層合機在減壓環境下進行加熱壓合。
(4)一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由層疊時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
(5)一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由40℃~130℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
(6)一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由100℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
(7)一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、 芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由90℃~120℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成，上述樹脂包括苯氧樹脂系的基礎聚合物和二官能環氧樹脂。
(8)如上述(4)~(7)中任一項所述之光波導，其中，上述熔融黏度為120Pa．s~180Pa．s。
(9)一種光波導的製造方法，該方法包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；將於支撐膜上層疊上部包覆層形成用樹脂而形成的上部包覆層形成用樹脂膜層疊於上述芯圖案上，使上述樹脂接觸上述芯圖案的製程；之後進行加熱處理的製程；以及使上述包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程。
(10)如上述(9)所述之光波導的製造方法，其特徵在於：加熱處理的條件為溫度40℃~200℃。
應說明的是，以下，有時將(1)~(3)的製造方法稱為第1製造方法，將(9)~(10)的製造方法稱為第2製造方法。
基於上述，根據本發明的製造方法，可以高生產率地製造光波導，且芯層與上部包覆層之間不會殘留氣泡。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
根據本發明製造的光波導，例如，如圖1之(g)所示， 在基材1上具有下部包覆層2、芯圖案8以及上部包覆層9，該光波導可以使用圖3之一種高折射率的芯層形成用樹脂膜300和兩種低折射率的包覆層形成用樹脂，較佳的是使用圖2之包覆層形成用樹脂膜200來製作。藉由使用膜狀材料，可以解決液狀材料所特有的有關生產率和大面積的問題。
(基材)
對基材1的種類並無特別限定，可以使用例如：FR-4基板、聚醯亞胺、半導體基板、矽基板和玻璃基板等。
藉由使用薄膜作為基材1，可以賦予光波導柔軟性和強韌性。對薄膜的材料並無特別限定，從具有柔軟性、強韌性的觀點考慮，可以適當列舉出：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯；聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、芳族聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚硫、聚芳酯(polyarylate)、液晶聚合物、聚碸、聚醚碸、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。
薄膜的厚度可以根據目標柔軟性而作適當改變，較佳的是5μm~250μm。當薄膜厚度大於等於5μm時，具有容易得到強韌性的優點；當薄膜厚度小於等於250μm時，可以得到充分的柔軟性。
作為圖1所示的基材1，可以使用下述包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中使用的支撐膜10。這種情況下，作為包覆層形成用樹脂膜200，當製作光波導後形成在包 覆層的外側具有支撐體的形態時，較佳的是，使包覆層形成用樹脂20在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。由此，使下部包覆層2與基材1的黏合力得到提高，可以抑制下部包覆層2和基材1的剝離不良。這裏所謂的黏合處理，是指藉由利用易黏合樹脂層、電暈處理(corona treatment)、噴砂等進行的粗糙加工等，來提高支撐膜10與形成於其上的包覆層形成用樹脂20的黏合力的處理。另一方面，當製作光波導後形成剝離支撐體的形態時，可以根據需要對支撐膜實施離型處理。
另外，在上部包覆層的外側可以具有基材，該基材的種類可以列舉出與上述基材1相同的基材，例如，如圖1之(f)所示，在下述包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中使用的支撐膜10等。
在上述基材1的單面或雙面上層疊多層具有芯圖案和包覆層的高分子層，可以製作多層光波導。
並且，可以在上述基材1上設置電配線，這種情況下，基材1可以使用預先設置有電配線的基材。或者，可以在製造光波導之後，在基材1上形成電配線。由此，在基材1上會具備金屬配線之信號傳遞線和光波導之信號傳遞線兩者，並可以將兩者分開使用，可以容易地進行高速且長距離的信號傳遞。
(包覆層形成用樹脂以及包覆層形成用樹脂膜)
以下，對本發明中使用的包覆層形成用樹脂和圖2的包覆層形成用樹脂膜200進行詳述。
本發明中使用的包覆層形成用樹脂，只要是比芯層的折射率低、藉由光或熱進行硬化的樹脂組成物即可，對其並無特別限定，其可以適當使用熱固性樹脂組成物或感光性樹脂組成物。更適合的是，包覆層形成用樹脂較佳的是由含有(A)基礎聚合物(base polymer)(也稱作黏合性聚合物(binder polymer))、(B)光聚合性化合物以及(C)光聚合起始劑的樹脂組成物構成。應說明的是，包覆層形成用樹脂中所使用的樹脂組成物，在上部包覆層9和下部包覆層2中，該樹脂組成物中含有的成分既可以相同也可以不同，且該樹脂組成物的折射率既可以相同也可以不同。
上述，所使用的(A)基礎聚合物用於形成包覆層並確保該包覆層的強度，只要是能夠達到該目的之聚合物即可，其並無特別限定，可以列舉出：苯氧樹脂、環氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚醯胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸等或它們的衍生物等。上述基礎聚合物既可以單獨使用一種，也可以是兩種或兩種以上混合使用。上述所例示的基礎聚合物中，從耐熱性高的觀點考慮，較佳的是主鏈中具有芳香族骨架，特別佳的是苯氧樹脂。從三維交聯、並可以提高耐熱性的觀點考慮，上述(A)基礎聚合物較佳的是環氧樹脂、特別是室溫下為固體的環氧樹脂。並且，為了確保包覆層形成用樹脂的透明性，(A)基礎聚合物與後面詳述的(B)光聚合性化合物的相容性是重要的，從這個觀點考慮，較佳的是上述苯氧樹脂和(甲基)丙烯酸樹脂。應說明的是，這裏所謂的(甲基)丙烯酸樹脂， 是指丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸樹脂。
在苯氧樹脂中，共聚成分之構成單元包括雙酚A、雙酚A型環氧化合物或它們的衍生物、以及雙酚F、雙酚F型環氧化合物或它們的衍生物的苯氧樹脂，由於耐熱性、密合性和溶解性優異，因此較佳。作為雙酚A或雙酚A型環氧化合物的衍生物，可以適當列舉出：四溴雙酚A、四溴雙酚A型環氧化合物等。作為雙酚F或雙酚F型環氧化合物的衍生物，可以列舉出：四溴雙酚F、四溴雙酚F型環氧化合物等。雙酚A/雙酚F共聚型苯氧樹脂的具體例子可以列舉出：東都化成(股)製「PHENOTOHTO YP-70」(商品名)。
室溫下為固體的環氧樹脂可以列舉如：東都化學(股)製「EPOTOHTO YD-7020、EPOTOHTO YD-7019、EPOTOHTO YD-7017」(均為商品名)、Japan Epoxy Resin(股)製「EPICOAT1010、EPICOAT1009、EPICOAT1008」(均為商品名)等雙酚A型環氧樹脂。
其次，對(B)光聚合性化合物並無特別限定，其只要是藉由紫外線等光的照射進行聚合的化合物即可，可以列舉出：分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物或分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化合物等。
分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物可以列舉出：(甲基)丙烯酸酯、鹵化亞乙烯、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基苯酚等。其中，從透明性和耐熱性的觀點考慮，較佳的是(甲基)丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸酯可以使用：單官能性(甲基)丙烯酸酯、二官能性(甲基)丙烯酸酯、三官能性或三官能性以上的多官能性(甲基)丙烯酸酯中的任一種。應說明的是，這裏所謂的(甲基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化合物可以列舉出：雙酚A型環氧樹脂等二官能或多官能芳香族縮水甘油醚；聚乙二醇型環氧樹脂等二官能或多官能脂肪族縮水甘油醚；加氫雙酚A型環氧樹脂等二官能脂環式縮水甘油醚；鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能芳香族縮水甘油酯；四氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能脂環式縮水甘油酯；N,N-二縮水甘油基苯胺等二官能或多官能芳香族縮水甘油胺；脂環族二環氧基羧酸酯等二官能脂環式環氧樹脂；二官能雜環式環氧樹脂、多官能雜環式環氧樹脂、二官能或多官能含氮環氧樹脂等。上述(B)光聚合性化合物，可以單獨使用或者是兩種或兩種以上組合使用。
其次，對(C)成分的光聚合起始劑並無特別限定，例如，當(B)成分中使用環氧化合物時，光聚合起始劑可以列舉出：芳基重氮鹽；二芳基碘鎓鹽；三芳基硫鹽；三芳基硒鎓(serenonium)鹽；二烷基苯甲醯甲基硫鹽；二烷基-4-羥基苯基硫鹽；磺酸酯等。
當(B)成分中使用分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物時，光聚合起始劑可以列舉如：二苯甲酮等芳香族酮；2-乙基蒽醌等醌類；苯偶姻甲醚等苯偶姻醚化合物；苯偶姻等苯偶姻化合物；苄基二甲基縮酮等苄基衍生物；2-(鄰 氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等2,4,5-三芳基咪唑二聚物；2-巰基苯並咪唑等苯並咪唑類；雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦等氧化膦類；9-苯基吖啶等吖啶衍生物；N-苯基甘氨酸、N-苯基甘氨酸衍生物；香豆素系化合物等。另外，可以按照二乙基噻噸酮與二甲胺基苯甲酸的組合方式，將噻噸酮系化合物與第三級胺化合物組合。應說明的是，從提高芯層及包覆層的透明性的觀點考慮，上述化合物中，較佳的是芳香族酮和氧化膦類。上述(C)光聚合起始劑，可以單獨使用或者是兩種或兩種以上組合使用。
(A)基礎聚合物的添加量，相對於(A)成分和(B)成分的總量，較佳的是5~80重量百分比(wt%)。(B)光聚合性化合物的添加量，相對於(A)和(B)成分的總量，較佳的是95wt%~20wt%。
就上述(A)成分和(B)成分的添加量而言，若(A)成分大於等於5wt%、(B)成分小於等於95wt%，則可以容易地將樹脂組成物成膜化。另一方面，若(A)成分小於等於80wt%、(B)成分大於等於20wt%，則可以容易地使(A)基礎聚合物纏繞、硬化，在形成光波導時，圖案形成性得到提高，並且充分進行光硬化反應。從以上觀點考慮，上述(A)成分和(B)成分的添加量，更佳的是(A)成分為10wt%~75wt%、(B)成分為90wt%~25wt%；進一步較佳的是(A)成分為20wt%~70wt%、(B)成分為80wt%~30wt%。
(C)光聚合起始劑的添加量，相對於(A)成分和(B)成分的總量100重量份，較佳的是0.1~10重量份。當(C)光聚 合起始劑的添加量大於等於0.1重量份時，感光度充分；而當(C)光聚合起始劑的添加量小於等於10重量份時，曝光時在樹脂組成物的表層光吸收不會增大，內部的光硬化充分。而且，當用作光波導時，也不會因聚合起始劑自身的光吸收的影響而使傳遞損耗(propagation loss)增大，因此是適合的。從以上觀點考慮，(C)光聚合起始劑的添加量，更佳的是0.2~5重量份。
此外，根據需要，可以按照不損及本發明之效果的比例，於包覆層形成用樹脂中添加抗氧化劑、防黃變劑、紫外線吸收劑、可見光吸收劑、著色劑、增塑劑、穩定劑、填充劑等所謂的添加劑。
圖2之包覆層形成用樹脂膜200，可以藉由將含有上述(A)~(C)成分的樹脂組成物溶解在溶劑中，並塗佈在上述支撐膜10上，之後除去溶劑，而容易地進行製造。
包覆層形成用樹脂膜200的製造過程中所使用的支撐膜10，對其材料並無特別限定，可以使用各種材料。從支撐膜的柔軟性及強韌性的觀點考慮，可以同樣列舉作為上述基材1的膜材料而例示的材料。
支撐膜10的厚度，可以根據目標柔軟性而作適當改變，較佳的是5μm~250μm。當支撐膜10的厚度大於等於5μm時，可以得到強韌性；當支撐膜10的厚度小於等於250μm時，可以得到充分的柔軟性。進行加熱處理時，支撐膜10的厚度較佳的是5μm~40μm。當支撐膜10的厚度大於等於5μm時，可以得到充分的強韌性；當支撐膜 10的厚度小於等於40μm時，不必設定高的加熱溫度，可以消除氣泡。
此時，從包覆層形成用樹脂膜200的保護和製成輥筒狀時的捲曲性等方面考慮，根據需要可以在包覆層形成用樹脂膜200上貼合保護膜11。保護膜11可以使用與作為支撐膜10而例示的相同的膜，根據需要可以對其進行離型處理或抗靜電處理。
其中使用的溶劑，只要是能夠溶解上述樹脂組成物的溶劑即可，其並無特別限定，可以使用例如：丙酮、丁酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲苯、N,N-二甲基乙醯胺、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等溶劑或它們的混合溶劑。樹脂溶液中的固體含量較佳的是30wt%~80wt%左右。
關於下部包覆層2和上部包覆層9(以下簡稱為包覆層2、9)的厚度，以乾燥後的厚度計算，較佳的是5μm~500μm的範圍。當包覆層的厚度大於等於5μm時，可以確保光的封閉所必需的包覆層厚度；當包覆層的厚度小於等於500μm時，容易均勻地控制膜厚。從上述觀點考慮，包覆層2、9的厚度更佳的是10μm~100μm的範圍。
雖然，就包覆層2、9的厚度而言，在最初形成的下部包覆層2與用於包埋芯圖案的上部包覆層9中，包覆層厚度可以相同也可以不同，但為了包埋芯圖案，較佳的是，使上部包覆層9的厚度比芯層3的厚度厚。
(芯層形成用樹脂膜)
接下來，對本發明所使用的圖3的芯層形成用樹脂膜300進行詳述。
作為構成芯層形成用樹脂膜300的芯層形成用樹脂30，按照芯層3的折射率比包覆層2、9的折射率高的方式進行設計，可以使用藉由光化射線能夠形成芯圖案8的樹脂組成物，感光性樹脂組成物是適合的。具體而言，芯層形成用樹脂30較佳的是使用與上述包覆層形成用樹脂中使用的樹脂組成物相同之樹脂組成物、即含有上述(A)、(B)和(C)成分且根據需要含有上述任意成分的樹脂組成物。
芯層形成用樹脂膜300，可以藉由將含有上述(A)~(C)成分的樹脂組成物溶解在溶劑中，並塗佈在支撐膜4上，之後除去溶劑，而容易地進行製造。對溶劑並無特別限定，只要是能夠溶解該樹脂組成物的溶劑即可，可以同樣使用作為用於製造包覆層形成用樹脂膜的溶劑而例示之溶劑。樹脂溶液中的固體含量較佳的是30wt%~80wt%左右。
對芯層形成用樹脂膜300的厚度並無特別限定，通常對其進行調整，以使乾燥後芯層3的厚度為10μm~100μm。當該膜厚度大於等於10μm時，在與光波導形成後的光檢測元件或光纖的結合方面，具有位置對齊、可以擴大耐受容量的優點；當該膜厚度小於等於100μm時，在與光波導形成後的光檢測元件或光纖的結合方面，具有結合效率得到提高的優點。從以上觀點考慮，該膜厚度進一步較佳的是30μm~70μm的範圍。
芯層形成用樹脂膜300的製造過程中使用的支撐膜 4，是支撐芯層形成用樹脂30的支撐膜，對其材料並無特別限定，從之後容易剝離芯層形成用樹脂30、且具有耐熱性及耐溶劑性的觀點考慮，可以適當列舉出：聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等。
該支撐膜4的厚度較佳的是5μm~50μm。當該支撐膜4的厚度大於等於5μm時，具有容易得到作為支撐膜4的強度的優點；當該支撐膜4的厚度小於等於50μm時，具有在圖案形成時與光罩的縫隙減小、可以形成更微細的圖案的優點。從以上觀點考慮，該支撐膜4的厚度更佳的是10μm~40μm的範圍，特別佳的是15μm~30μm。
從芯層形成用樹脂膜300的保護和製成輥筒狀時的捲曲性等方面考慮，根據需要可以在芯層形成用樹脂膜300上貼合保護膜11。保護膜11可以使用與作為支撐膜4而列舉的相同的保護膜，根據需要可以對其進行離型處理或抗靜電處理。
(光波導的製造方法)
以下，對本發明之光波導的製造方法進行詳述(參照圖1)。應說明的是，在以下的製造例中，對使用圖2的包覆層形成用樹脂膜200和圖3的芯層形成用樹脂膜300時的實施方式之一例進行具體說明。
首先，第1製程為：使用圖2的由包覆層形成用樹脂20和支撐膜10構成的包覆層形成用樹脂膜200，藉由光或加熱使上述包覆層形成用樹脂20硬化，形成下部包覆層2(圖1之(a))。此時，上述支撐膜10成為圖1之(a)所示 的下部包覆層2的基材1。
藉由光或加熱進行硬化的條件根據包覆層形成用樹脂的種類而作改變，但較佳的是，使包覆層形成用樹脂膜的製造過程中使用的溶劑揮散，且不完全硬化，以確保與芯層3的密合性。這是為了在之後的層疊上部包覆層時，防止被溶劑侵蝕等不良影響。
例如，當為含有苯氧樹脂系聚合物作為基礎聚合物、含有二官能環氧樹脂作為光聚合性化合物的包覆層形成用樹脂時，使之在90℃~150℃的溫度下硬化10分鐘~120分鐘左右即可。
該下部包覆層2，從與下述芯層的密合性的觀點考慮，較佳的是在芯層層疊側的表面無段差、平坦。藉由使用包覆層形成用樹脂膜，可以確保包覆層2的表面平坦性。
如圖2所示於包覆層形成用樹脂膜200的支撐膜10之相反側設置保護膜11時，將該保護膜剝離後，藉由光或加熱使包覆層形成用樹脂20硬化，形成包覆層2。此時，包覆層形成用樹脂20，較佳的是使其在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。另一方面，就保護膜11而言，為了易於將其從包覆層形成用樹脂膜200上剝離，較佳的是不對其實施黏合處理，並根據需要可以對其實施離型處理。
接下來，藉由以下詳述的第2製程，於下部包覆層2上形成芯層3。在該第2製程中，於下部包覆層2上層疊芯層形成用樹脂膜300，形成折射率比下部包覆層2的折射率高的芯層3。
具體而言，第2製程為：於下部包覆層2上貼合芯層形成用樹脂膜300，以層疊芯層3。層疊時，可以使用輥式層合機或平板型層合機。
例如，使用輥式層合機5(圖1之(b))時，從提高密合性及追蹤性的觀點考慮，較佳的是邊壓合邊進行層合，且壓合時，較佳的是邊使用具有加熱輥的層合機進行加熱邊進行壓合。使用輥式層合機時，會混入氣泡，故層合溫度較佳的是室溫(25℃)~100℃的範圍。若層合溫度高於室溫，則下部包覆層與芯層的密合性得到提高；若層合溫度大於等於40℃，則可以進一步提高密合力。另一方面，若層合溫度小於等於100℃，則芯層在輥式層合時不會發生流動，可以得到所需的膜厚。從以上觀點考慮，層合溫度更佳的是40℃~100℃的範圍。壓力較佳的是0.2MPa~0.9MPa。層合速度較佳的是0.1m/分鐘~3m/分鐘，然本發明對上述條件並無特別限定。
另一方面，使用平板型層合機6(圖1之(c))時，從提高密合性及追蹤性的觀點考慮，加熱壓合時較佳的是在減壓環境下進行。應說明的是，在本發明中，所謂平板型層合機，是指將層疊材料挾持在一對平板之間，藉由對平板加壓而將其壓合的層合機。平板型層合機可以適當使用例如日本專利特開平11-320682號公報所述之真空加壓式層合機。作為減壓尺度的真空度，其上限較佳的是小於等於10000Pa，進一步較佳的是小於等於1000Pa。從密合性和追蹤性方面考慮，較佳的是真空度低者。另一方面， 從生產率的觀點(抽真空所花費的時間)考慮，真空度的下限較佳的是10Pa左右。加熱溫度較佳的是40℃~130℃，壓合壓力較佳的是0.1MPa~1.0MPa(1kgf/cm2 ~10kgf/cm2 )，然本發明對上述條件並無特別限定。
層合時，從減少氣泡的觀點考慮，使用輥式層合機較佳；從密合性及平坦性的觀點考慮，使用平板型層合機較佳。此外，根據需要，可以將上述層合機結合使用。
芯層形成用樹脂膜300，從操作性方面考慮，較佳的是由芯層形成用樹脂30和支撐膜4構成，此時，是以芯層形成用樹脂30於下部包覆層2的一側進行層合。此外，芯層形成用樹脂膜300可以由芯層形成用樹脂30單獨構成。
如圖3所示於芯層形成用樹脂膜300之基材之相反側設置保護膜11時，剝離該保護膜11，之後層合芯層形成用樹脂膜300。此時，就保護膜11及支撐膜4而言，為了易於從芯層形成用樹脂膜300上進行剝離，較佳的是不進行黏合處理，根據需要可以實施離型處理。
接下來，第3製程為：對芯層3進行曝光顯影，形成光波導之芯圖案8(圖1之(d)、(e))。具體而言，透過光罩圖案7照射光化射線使形成圖像狀。光化射線之光源可以列舉如：碳弧燈、水銀蒸汽弧燈、超高壓水銀燈、高壓水銀燈、氙燈等有效放射紫外線的習知光源。此外，還可以使用拍攝用泛光(flood light)燈泡、太陽燈等有效放射可見光的光源。
然後，當殘留有芯層形成用樹脂膜300的支撐膜4時， 剝離支撐膜4，利用濕顯影等除去未曝光部分，進行顯影，形成芯圖案8。進行濕顯影時，使用適合上述膜組成的有機溶劑系顯影液，利用噴淋、搖動浸漬、刷洗、擦洗等習知的方法進行顯影。
有機溶劑系顯影液可以列舉如：N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、環己酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、γ-丁內脂、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等。根據需要，可以將兩種或兩種以上的顯影方法結合使用。
顯影方式可以列舉如：浸漬方式、混拌(puddle)方式、高壓噴淋方式等噴淋方式；刷洗方式、擦洗方式等。為了提高解析度，高壓噴淋方式最適合。
作為顯影後的處理，根據需要可以藉由在60℃~250℃左右加熱(較佳的是，在110℃~150℃下加熱10分鐘~120分鐘左右)或進行0.1mJ/cm2 ~1000mJ/cm2 左右的曝光，使芯圖案8進一步硬化，以使溶劑揮散、且不發生溶劑所引起的侵蝕，之後再使用。
之後，進行第4製程，即，層合包覆層形成用樹脂膜200，以包埋芯圖案8。就層合而言，當包覆層形成用樹脂膜200由包覆層形成用樹脂20和支撐膜10構成時，是以包覆層形成用樹脂20於芯圖案8的一側進行層合。如上所述，此時包覆層9的厚度較佳的是比芯層3的厚度厚。
就層合而言，較佳的是，在減壓環境下加熱壓合包覆層形成用樹脂膜200(圖1之(f))。這裏的第4製程，從 提高密合性及追蹤性的觀點考慮，加熱壓合時較佳的是在減壓環境下進行。進一步較佳的是，使用平板型層合機6，在減壓環境下加熱壓合。作為減壓尺度的真空度，其上限較佳的是小於等於10000Pa，進一步較佳的是小於等於1000Pa。從密合性和追蹤性方面考慮，較佳的是真空度低者。另一方面，從生產率的觀點(抽真空所花費的時間)考慮，真空度的下限較佳的是10Pa左右。加熱溫度較佳的是40℃~130℃，壓合壓力較佳的是0.1MPa~1.0MPa(1kgf/cm2 ~10kgf/cm2 )，然本發明對上述條件並無特別限定。
另外，加熱壓合包覆層形成用樹脂膜200時，藉由使用不銹鋼(SUS)板壓合其中的至少一方、較佳的是雙方，使膜厚均勻，與使用橡膠板時相比，形成平坦的上部包覆層。
如圖2所示，當於包覆層形成用樹脂膜200的支撐膜10之相反側設置保護膜11時，剝離該保護膜11，之後層合包覆層形成用樹脂膜200，藉由光或加熱進行硬化，從而形成包覆層9。此時，就包覆層形成用樹脂20而言，較佳的是使其在實施了黏合處理的支撐膜10上成膜。另一方面，就保護膜11而言，為了易於將其從包覆層形成用樹脂膜200上剝離，較佳的是不對其進行黏合處理，根據需要可以對其實施離型處理。
本發明之第1製造方法中，在層疊上部包覆層形成用樹脂膜時，必需控制溫度、壓力及時間等層疊條件，使該包覆層形成用樹脂的熔融黏度達到100Pa．s~200Pa．s，較佳的是，熔融黏度為120Pa．s~180Pa．s。藉由控制層疊條 件使熔融粘度在該黏度範圍內，不會在芯部與上部包覆層之間殘留氣泡。上述熔融黏度大於200Pa．s時，樹脂黏度高而殘留氣泡。而當上述熔融黏度小於100Pa．s時，由於樹脂黏度變低，而產生樹脂流出或平坦性變差的問題。此外，上述熔融黏度較佳的是40℃~130℃時的熔融黏度。溫度高於40℃時，可以形成室溫下黏性低、操作性優異的樹脂膜。而當溫度低於130℃時，具有生產率優異的優點。從上述觀點考慮，上述熔融黏度更佳的是50℃~100℃時的熔融黏度，進一步較佳的是100℃時的熔融黏度。藉由達到上述溫度範圍的熔融黏度，可以得到在芯層與上部包覆層之間不殘留氣泡的光波導，而且樹脂膜的操作性也優異。
另外，本發明之光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中，該上部包覆層由層疊時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
另外，該光波導在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中，上述上部包覆層可以由40℃~130℃、較佳的是100℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。較佳的是，上述上部包覆層由90℃~120℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成，上述樹脂包括苯氧樹脂系的基礎聚合物和二官能環氧樹脂。
上述熔融黏度較佳的是120Pa．s~180Pa．s。
上述熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s、較佳的是120Pa．s~180Pa．s的樹脂，可以藉由選擇用作樹脂之組成的基礎 聚合物和聚合性化合物的種類(結構、分子量、玻璃轉化溫度、黏度等)、以及適當調整它們的添加比例等而得到。
例如，基礎聚合物可以列舉出：苯氧樹脂系聚合物、室溫下為固體的環氧樹脂、(甲基)丙烯酸聚合物、丙烯酸橡膠、聚氨酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚矽氧烷等。這裏，就基礎聚合物的分子量而言，由於要形成樹脂膜的形態，所以以數平均分子量計算，較佳的是大於等於5,000，進一步較佳的是大於等於10,000，特別佳的是大於等於30,000。對數平均分子量的上限並無特別限定，從與聚合性化合物成分的相溶性的觀點考慮，數平均分子量的上限較佳的是小於等於1,000,000，進一步較佳的是小於等於900,000，特別佳的是小於等於800,000。應說明的是，本發明中的數平均分子量，是指以凝膠滲透層析法(GPC)進行測定、並經標準聚苯乙烯換算的值。
對聚合性化合物並無特別限定，例如可以使用分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物。分子內具有乙烯性不飽和基團的化合物具體可以列舉出：(甲基)丙烯酸酯、鹵化亞乙烯、乙烯基醚、乙烯基吡啶、乙烯基苯酚等。其中，從透明性和耐熱性的觀點考慮，較佳的是(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯可以使用：單官能性(甲基)丙烯酸酯、二官能性(甲基)丙烯酸酯、三官能性(甲基)丙烯酸酯中的任一種。應說明的是，這裏所謂的(甲基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
此外，包括分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化 合物也是適合的。分子內具有兩個或兩個以上的環氧基的化合物具體可以列舉出：雙酚A型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、萘型環氧樹脂等二官能芳香族縮水甘油醚；酚醛型環氧樹脂、甲酚醛型環氧樹脂、二環戊二烯-酚醛型環氧樹脂、四羥酚基乙烷(tetraphenylol ethane)型環氧樹脂等多官能芳香族縮水甘油醚；聚乙二醇型環氧樹脂、聚丙二醇型環氧樹脂、新戊二醇型環氧樹脂、己二醇型環氧樹脂等二官能脂肪族縮水甘油醚；加氫雙酚A型環氧樹脂等二官能脂環式縮水甘油醚；三羟甲基丙烷型環氧樹脂、山梨糖醇型環氧樹脂、甘油型環氧樹脂等多官能脂肪族縮水甘油醚；鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能芳香族縮水甘油酯；四氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫化鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等二官能脂環式縮水甘油酯；N,N-二縮水甘油基苯胺、N,N-二縮水甘油基三氟甲基苯胺等二官能芳香族縮水甘油胺；N,N,N’,N’-四縮水甘油基-4,4-二胺基二苯基甲烷、1,3-双(N,N-缩水甘油基胺基甲基)環己烷、N,N,O-三缩水甘油基-對胺基苯酚等多官能芳香族縮水甘油胺；脂環族二環氧基缩醛、脂環族二環氧基己二酸酯、脂環族二環氧基羧酸酯、乙烯基環己烯二氧化物等二官能脂環式環氧樹脂；二缩水甘油基乙內醯脲等二官能雜環式環氧樹脂；三缩水甘油基異氰尿酸酯等多官能雜環式環氧樹脂；有機聚矽氧烷型環氧樹脂等二官能或多官能含矽環氧樹脂等。
上述聚合性化合物，其分子量通常為100~2000左 右，進一步較佳的是150~1000左右，室溫下為液狀的化合物適合使用。上述化合物可以單獨使用或者是兩種或兩種以上組合使用，更可以和其他聚合性化合物組合使用。應說明的是，本發明中，聚合性化合物的分子量可以利用GPC法或質量分析法進行測定。
就基礎聚合物與聚合性化合物的添加比例而言，相對於這些成分的總量，較佳的是使基礎聚合物為10wt%~80wt%。當基礎聚合物的添加比例大於等於10wt%時，容易形成膜狀態。而當基礎聚合物的添加比例小於等於80wt%時，容易將層合時的熔融黏度調節至100Pa．s~200Pa．s的範圍，並且聚合性化合物的反應充分進行。從上述觀點考慮，進一步較佳的是，使基礎聚合物的添加比例達到20wt%~70wt%的範圍。
應說明的是，在本發明中，上部包覆層形成用樹脂的熔融黏度如下測定：準備膜厚為200μm~500μm的測定用樣品，用一對直徑為2cm的圓形平板平行地挾持樣品，使用動態黏彈性測定裝置(TA INSTRUMENT公司製、ARES-2KSTD)，以5℃/分鐘的升溫速度進行測定。更具體而言，在剪斷頻率為1Hz、應變為5%(旋轉角度為9度)的條件下進行測定。
承上，測定用樣品可如下得到：例如，按照與下述實施例1相同之方式，於聚醯胺膜等支撐膜上塗布包覆層形成用樹脂並乾燥，隨後貼附離型PET膜等保護膜，以製作包覆層形成用樹脂膜，之後剝離保護膜及支撐膜，取出包 覆層形成用樹脂層，將多層包覆層形成用樹脂層重合，之後使用真空加壓式層合機((股)公司名機製作所製、MVLP-500)，抽真空至500Pa或500Pa以下，之後在壓力0.4MPa、溫度50℃、時間30秒的條件下加壓，藉此得到測定用樣品。調整要重合的包覆層形成用樹脂層的層數，使加壓後的膜厚在200μm~500μm的範圍內。
在本發明之第2製造方法中，層疊包覆層形成用樹脂膜200後，進行加熱處理。作為加熱處理的條件，較佳的是溫度為40℃~200℃，更佳的是溫度為50℃~100℃。溫度大於等於40℃時，不會在芯層3與上部包覆層9之間殘留氣泡。而當溫度小於等於200℃時，包覆層形成用樹脂並未硬化，而且由於上部包覆層形成用樹脂膜中所含的殘留溶劑等，下部包覆層和芯層不會膨脹、剝離。加熱處理的時間較佳的是15分鐘~120分鐘。加熱處理的時間在該時間範圍內時，不會殘留氣泡，而且也不會浪費操作性。從上述觀點考慮，加熱處理時間更佳的是20分鐘~60分鐘。
之後，進行第5製程，亦即，在第1和第2製造方法中，均與第1製程同樣地藉由光或加熱，按照與上述相同之方式進行硬化，使包覆層形成用樹脂膜200的包覆層形成用樹脂20硬化，形成上部包覆層9(圖1之(g))。
實施例
接下來，利用實施例來進一步詳細說明本發明。
實施例1(第1製造方法) [包覆層形成用樹脂膜的製作]
稱量48重量份作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製，數平均分子量為43000)、49.6重量份作為(B)光聚合性化合物的脂環族二環氧羧酸酯(商品名：KRM-2110，分子量：252，旭電化工業(股)公司製)、2重量份作為(C)光聚合起始劑的三苯基硫六氟銻酸鹽(triphenyl sulfonium hexafluoroantimonate)(商品名：SP-170，旭電化工業(股)公司製)、0.4重量份作為增感劑的SP-100(商品名；旭電化工業(股)公司製)、40重量份作為有機溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯至廣口瓶中，使用機械攪拌器、旋轉軸及螺旋槳，在溫度25℃、轉數400rpm的條件下攪拌6小時，配製包覆層形成用樹脂清漆A。之後，使用孔徑為2μm的聚四氟乙烯樹脂(polyflon)濾器(商品名：PF020，Advantech東洋(股)公司製)，在溫度25℃、壓力0.4MPa的條件下加壓過濾，再使用真空泵和鐘罩(bell jar)，在減壓度為50mmHg的條件下減壓脫泡15分鐘。
使用塗布機(Multicoater TM-MC，(股)公司HIRANO TECSEED製)，於聚醯胺膜(商品名：Mictoron，Toray(股)公司製，厚度：12μm)的電暈處理面上塗布上述得到的包覆層形成用樹脂清漆A，在80℃下乾燥10分鐘，之後在100℃下乾燥10分鐘，然後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到包覆層形成用樹脂膜。此時， 藉由調節塗布機的間隙，可以任意地調整樹脂層的厚度。在本實施例中，調節硬化後的膜厚，使下部包覆層厚為25μm、上部包覆層厚為80μm。
[芯層形成用樹脂膜的製作]
使用作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的26重量份苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製)、作為(B)光聚合性化合物的36重量份9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]芴(商品名：A-BPEF，新中村化學工業(股)公司製)以及36重量份雙酚A型環氧丙烯酸酯(商品名：EA-1020，新中村化學工業(股)公司製)、作為(C)光聚合起始劑的1重量份雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(商品名：Irgacure 819，Ciba Specialty Chemicals公司製)以及1重量份1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(商品名：Irgacure 2959，Ciba Specialty Chemicals公司製)、作為有機溶劑的40重量份丙二醇單甲醚乙酸酯，除此以外，利用與上述製造例相同之方法和條件，配製芯層形成用樹脂清漆B。之後，利用與上述製造例相同之方法和條件進行加壓過濾，再進行減壓脫泡。
利用與上述製造例相同之方法，於PET膜(商品名COSMOSHINE A1517，東洋紡織(股)公司製，厚：16μm)的非處理面上塗佈上述得到的芯層形成用樹脂清漆B並乾燥，然後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到芯層形成用樹脂膜。在本實施例中，調節 塗布機的間隙，使硬化後的膜厚為50μm。
[光波導的製作]
以下，參照圖1，對光波導的製作方法進行說明。
剝離作為上述得到的下部包覆層形成用樹脂膜之保護膜的離型PET膜(Purex A31)，使用紫外線曝光機((股)公司ORC製作所製，EXM-1172)，從樹脂側(支撐膜的相反側)照射1J/cm2 的紫外線(波長365nm)，然後在80℃下加熱處理10分鐘，藉此形成下部包覆層2(參照圖1之(a))。
接下來，使用輥式層合機(日立化成Techno Plant(股)公司製，HLM-1500)，在壓力0.4MPa、溫度50℃、層合速度0.2m/分鐘的條件下，於上述下部包覆層2上層合上述芯層形成用樹脂膜，形成芯層30(參照圖1之(b))。
接下來，使用上述紫外線曝光機，藉由線寬/線間=50μm/75μm、圖案條數為12條、圖案長為125mm的負型光罩7，照射0.8J/cm2 的紫外線(波長365nm)(參照圖1之(d))，隨後在80℃下曝光5分鐘，之後加熱。之後，剝離作為支撐膜的PET膜，使用顯影液(丙二醇單甲醚乙酸酯/N,N-二甲基乙醯胺=8/2(重量比))，對芯圖案進行顯影(參照圖1之(e))。接著，用洗滌液(異丙醇)清洗，並在100℃下加熱乾燥10分鐘。
隨後，使用真空加壓式層合機((股)公司名機製作所製，MVLP-500)作為平板型層合機，在抽真空至500Pa或500Pa以下後，在壓力0.4MPa、溫度100℃、加壓時間30秒的條件下，層合上述包覆層形成用樹脂膜作為上部包 覆層(參照圖1之(f))。應說明的是，在溫度100℃下，上部包覆層形成用樹脂膜的熔融黏度為170Pa．s。之後，對兩面照射總計為25J/cm2 的紫外線(波長365nm)後，在160℃下加熱處理1小時，藉此形成上部包覆層9，製作在外側配置有支撐膜的可撓式光波導(參照圖1之(g))。並且，為了剝離聚醯胺膜，將該可撓式光波導在85℃/85%的高溫高濕條件下處理24小時，製作除去了支撐膜的可撓式光波導。
對於如此操作而製作的可撓式光波導，在50倍率的顯微鏡下檢查外觀，確認鄰接於芯部的氣泡為0個。
應說明的是，就製作的光波導的傳遞損耗而言，光源使用850nm的面發光雷射(EXFO公司製，FLS-300-01-VCL)，光檢測元件使用(股)Advantest製Q82214，利用回切法(cut-back)(測定波導路徑長5、3、2cm，入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)，出射光纖：SI-114/125(NA=0.22))進行測定時，傳遞損耗為0.05dB/cm。
比較例1
在實施例1中，除了在60℃、65℃、80℃、90℃下進行形成上部包覆層時的層合外，按照與實施例1相同之方式進行操作，製作可撓式光波導。在溫度60℃、65℃、80℃、90℃下，上部包覆層形成用樹脂膜的熔融黏度分別為1720Pa．s、1180Pa．s、445Pa．s、260Pa．s。按照上述條件製作的可撓式光波導中，殘留有5個以上的鄰接於芯部 的、大於等於5μm的氣泡。
應說明的是，就製作的光波導的傳遞損耗而言，光源使用850nm的面發光雷射(EXFO公司製，FLS-300-01-VCL)，光檢測元件使用(股)Advantest製Q82214，利用回切法(測定波導路徑長5、3、2cm，入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)，出射光纖：SI-114/125(NA=0.22))進行測定時，傳遞損耗為0.1dB/cm，可知是由於氣泡的原因使傳遞損耗劣化。
實施例2(第1製造方法) [包覆層形成用樹脂膜的製作]
稱量50重量份作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製)、50重量份作為(B)光聚合性化合物的脂環族二環氧羧酸酯(商品名：KRM-2110，分子量：252，旭電化工業(股)公司製)、2重量份作為(C)光聚合起始劑的三苯基硫六氟銻酸鹽(商品名：SP-170，旭電化工業(股)公司製)、40重量份作為有機溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯至廣口瓶中，使用機械攪拌器、旋轉軸及螺旋槳，在溫度25℃、轉數400rpm的條件下攪拌6小時，配製包覆層形成用樹脂清漆C。之後，使用孔徑為2μm的聚四氟乙烯樹脂濾器(商品名：PF020，Advantech東洋(股)公司製)，在溫度25℃、壓力0.4MPa的條件下加壓過濾，再使用真空泵和鐘罩，在減壓度為50mmHg的條件下減壓脫泡15分鐘。
使用塗布機(Multicoater TM-MC，(股)公司HIRANO TECSEED製)，於PET膜(商品名：COSMOSHINE A4100，東洋紡織(股)公司製，厚：50μm)的非處理面上塗布上述得到的包覆層形成用樹脂清漆C，在80℃下乾燥10分鐘，之後在100℃下乾燥10分鐘，隨後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到包覆層形成用樹脂膜。此時，藉由調節塗布機的間隙，可以任意地調整樹脂層的厚度。在本實施例中，調節硬化後的膜厚，使下部包覆層厚為30μm、上部包覆層厚為60μm。
[芯層形成用樹脂膜的製作]
利用與實施例1相同之方法及條件，配製芯層形成用樹脂清漆B。之後，利用與上述製造例相同之方法及條件進行加壓過濾，再進行減壓脫泡。
按照與上述製造例相同之方法，於PET膜(商品名COSMOSHINE A1517，東洋紡織(股)公司製，厚：16μm)的非處理面上塗佈上述得到的芯層形成用樹脂清漆B並乾燥，隨後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到芯層形成用樹脂膜。本實施例中，調節塗布機的間隙，使硬化後的膜厚為40μm。
[光波導的製作]
以下，對光波導的製作方法進行說明。
利用旋塗法，在500rpm/10秒、以及1500rpm/10秒的條件下於矽基板40(厚0.625mm，帶有1μm的氧化膜， 三菱Material(股)製)上塗布矽烷耦合劑(Toray Dow Corning(股)製[Z6040])，之後在熱板上於120℃下加熱3分鐘。应说明的是，旋塗時使用Mikasa(股)製「1H-D2」。隨後，剝離上述製作的包覆層形成用樹脂膜的保護膜，使包覆層形成用樹脂層與進行了矽烷耦合處理的矽基板接合，再使用輥式層合機(日立化成Techno Plant(股)製，HLM-1500)，在80℃、0.5MPa、傳送速度0.5m的條件下進行輥式層合。之後，使用紫外線曝光機((股)公司ORC製作所製，EXM-1172)，從樹脂側(支撐膜的相反側)照射1J/cm2 的紫外線(波長365nm)，剝離作為保護膜的PET膜(COSMOSHINE A4100)，之後在120℃下加熱處理60分鐘，藉此形成下部包覆層2(參照圖4之(a))。
接下來，使用輥式層合機(日立化成Techno Plant(股)公司製，HLM-1500)，在壓力0.4MPa、溫度50℃、層合速度0.2m/分鐘的條件下，於上述下部包覆層2上層合上述芯層形成用樹脂膜，形成芯層30(參照圖4之(b))。
接下來，使用上述紫外線曝光機，藉由線寬/線間=50μm/75μm、圖案條數為12條、圖案長125mm的負型光罩7，照射0.8J/cm2 的紫外線(波長365nm)(參照圖4之(c))，隨後在80℃下曝光5分鐘，之後加熱。之後，剝離作為支撐膜的PET膜，使用顯影液(丙二醇單甲醚乙酸酯/N,N-二甲基乙醯胺=8/2(重量比))對芯圖案進行顯影(參照圖4之(d))。接著，用洗滌液(異丙醇)進行清洗，並在120℃下加熱乾燥60分鐘。
隨後，使用真空加壓式層合機((股)公司名機製作所製，MVLP-500)作為平板型層合機，在抽真空至500Pa或500Pa以下後，在壓力0.4MPa、溫度100℃、加壓時間30秒的條件下，層合上述包覆層形成用樹脂膜作為上部包覆層(參照圖4之(e))。應說明的是，在溫度100℃下，上部包覆層形成用樹脂膜的熔融黏度為121Pa．s。之後，照射1J/cm2 的紫外線(波長365nm)後，在160℃下加熱處理1小時，藉此形成上部包覆層9(參照圖4之(f))。
對於如此操作而製作的可撓式光波導，在50倍率的顯微鏡下檢查外觀，確認鄰接於芯部的氣泡為0個。
應說明的是，按照與實施例1相同之方式測定所製作的光波導的傳遞損耗時，傳遞損耗為0.05dB/cm。
比較例2
在實施例2中，除了在溫度60℃、70℃、80℃、90℃下進行形成上部包覆層時的層合外，按照與實施例2相同之方式進行操作，製作可撓式光波導。在溫度60℃、70℃、80℃、90℃下，上部包覆層形成用樹脂膜的熔融黏度分別為1670Pa．s、842Pa．s、383Pa．s、233Pa．s。按照上述條件製作的可撓式光波導中，殘留有5個或5個以上的鄰接於芯部的、大於等於5μm的氣泡。
應說明的是，按照與實施例1相同之方式測定所製作的光波導的傳遞損耗時，傳遞損耗為0.1dB/cm，可知是由於氣泡的原因使傳遞損耗劣化。
實施例3(第2製造方法) [包覆層形成用樹脂膜的製作]
稱量48重量份作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製)、49.6重量份作為(B)光聚合性化合物的脂環族二環氧羧酸酯(商品名：KRM-2110，分子量：252，旭電化工業(股)公司製)、2重量份作為(C)光聚合起始劑的三苯基硫六氟銻酸鹽(商品名：SP-170，旭電化工業(股)公司製)、0.4重量份作為增感劑的SP-100(商品名；旭電化工業(股)公司製)、40重量份作為有機溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯至廣口瓶中，使用機械攪拌器、旋轉軸及螺旋槳，在溫度25℃、轉數400rpm的條件下攪拌6小時，配製包覆層形成用樹脂清漆A。之後，使用孔徑為2μm的聚四氟乙烯樹脂濾器(商品名：PF020，Advantech東洋(股)公司製)，在溫度25℃、壓力0.4MPa的條件下加壓過濾，再使用真空泵和鐘罩，在減壓度為50mmHg的條件下減壓脫泡15分鐘。
使用塗布機(Multicoater TM-MC，(股)公司HIRANO TECSEED製)，於聚醯胺膜(商品名：Mictoron，Toray(股)公司製，厚：12μm)的電暈處理面上塗布上述得到的包覆層形成用樹脂清漆A，在80℃下乾燥10分鐘，之後在100℃下乾燥10分鐘，隨後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到包覆層形成用樹脂膜。此時，藉由調節塗布機的間隙，可以任意地調整樹脂層的厚度，在本實施例中，調節硬化後的膜厚，使下部包覆層厚為25 μm、上部包覆層厚為80μm。
[芯層形成用樹脂膜的製作]
使用作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的26重量份苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製)、作為(B)光聚合性化合物的36重量份9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]芴(商品名：A-BPEF，新中村化學工業(股)公司製)以及36重量份雙酚A型環氧丙烯酸酯(商品名：EA-1020，新中村化學工業(股)公司製)、作為(C)光聚合起始劑的1重量份雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(商品名：Irgacure 819，Ciba Specialty Chemicals公司製)以及1重量份1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(商品名：Irgacure 2959，Ciba Specialty Chemicals公司製)、以及作為有機溶劑的40重量份丙二醇單甲醚乙酸酯。除此以外，利用與上述製造例相同之方法和條件，配製芯層形成用樹脂清漆B。之後，利用與上述製造例相同之方法和條件進行加壓過濾，再進行減壓脫泡。
按照與上述製造例相同之方法，於PET膜(商品名COSMOSHINE A1517；東洋紡織(股)公司製，厚：16μm)的非處理面上塗佈上述得到的芯層形成用樹脂清漆B並乾燥，隨後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到芯層形成用樹脂膜。在本實施例中，調節塗布機的間隙，使硬化後的膜厚為70μm。
[光波導的製作]
以下，參照圖1，對光波導的製作方法進行說明。
剝離作為上述得到的下部包覆層形成用樹脂膜之保護膜的離型PET膜(Purex A31)，使用紫外線曝光機((股)公司ORC製作所製，EXM-1172)，從樹脂側(支撐膜的相反側)照射1J/cm2 的紫外線(波長365nm)，隨後在80℃下加熱處理10分鐘，藉此形成下部包覆層2(參照圖1之(a))。
接下來，使用輥式層合機(日立化成Techno Plant(股)公司製，HLM-1500)，在壓力0.4MPa、溫度50℃、層合速度0.2m/分鐘的條件下，於上述下部包覆層2上層合上述芯層形成用樹脂膜，形成芯層30(參照圖1之(b))。
接下來，使用上述紫外線曝光機，藉由線寬/線間=80μm/170μm、圖案條數為8條、圖案長125mm的負型光罩7，照射0.8J/cm2 的紫外線(波長365nm)(參照圖1之(d))，隨後在80℃下曝光5分鐘，之後加熱。之後，剝離作為支撐膜的PET膜，使用顯影液(丙二醇單甲醚乙酸酯/N,N-二甲基乙醯胺=8/2(重量比))對芯圖案進行顯影(參照圖1之(e))。接著，用洗滌液(異丙醇)進行清洗，並在100℃下加熱乾燥10分鐘。
隨後，使用真空加壓式層合機((股)公司名機製作所製，MVLP-500)作為平板型層合機，在抽真空至500Pa或500Pa以下後，在壓力0.4MPa、溫度60℃、加壓時間30秒的條件下，層合上述包覆層形成用樹脂膜1作為上部包覆層(參照圖1之(f))。此時，在100倍率的顯微鏡下檢查外觀時，發現上部包覆層中有4個鄰接於芯部的氣泡(參照 圖5)。
接著，為了除去氣泡，在加熱爐中於50℃下加熱30分鐘，按照相同之方式在顯微鏡下檢查外觀時，發現氣泡消失(參照圖6)。
之後，對兩面照射總計為25J/cm2 的紫外線(波長365nm)後，在160℃下加熱處理1小時，藉此形成上部包覆層9，製作在外側配置有支撐膜的可撓式光波導(參照圖1之(g))。並且，為了剝離聚醯胺膜，將該可撓式光波導在85℃/85%的高溫高濕條件下處理24小時，製作除去了支撐膜的可撓式光波導。
就製作的光波導的傳遞損耗而言，光源使用850nm的面發光雷射(EXFO公司製，FLS-300-01-VCL)，光檢測元件使用(股)Advantest製Q82214，利用回切法(測定波導路徑長5、3、2cm，入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)，出射光纖：SI-114/125(NA=0.22))進行測定時，傳遞損耗為0.05dB/cm。
此外確認：即使將層合上部包覆層之後的加熱溫度調節至60℃、70℃、80℃、90℃、100℃時，也可以消除氣泡。
比較例3
除了在層合上部包覆層後未進行加熱處理外，利用與實施例3相同之光波導形成用樹脂膜及製程製作光波導。其結果，層合上部包覆層後所殘留的氣泡仍原樣殘留。按照上述條件製作的光波導的傳遞損耗為0.1dB/cm，可知是 由於氣泡的原因使傳遞損耗劣化。
實施例4(第2製造方法) [包覆層形成用樹脂膜的製作]
稱量50重量份作為(A)基礎聚合物(黏合性聚合物)的苯氧樹脂(商品名：PHENOTOHTO YP-70，東都化成(股)公司製)、50重量份作為(B)光聚合性化合物的脂環族二環氧羧酸酯(商品名：KRM-2110，分子量：252，旭電化工業(股)公司製)、2重量份作為(C)光聚合起始劑的三苯基硫六氟銻酸鹽(商品名：SP-170，旭電化工業(股)公司製)、40重量份作為有機溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯至廣口瓶中，使用機械攪拌器、旋轉軸及螺旋槳，在溫度25℃、轉數400rpm的條件下攪拌6小時，配製包覆層形成用樹脂清漆C。之後，使用孔徑為2μm的聚四氟乙烯樹脂濾器(商品名：PF020，Advantech東洋(股)公司製)，在溫度25℃、壓力0.4MPa的條件下加壓過濾，再使用真空泵和鐘罩，在減壓度為50mmHg的條件下減壓脫泡15分鐘。
使用塗布機(Multicoater TM-MC，(股)公司HIRANO TECSEED製)，於PET膜(商品名：COSMOSHINE A1517，東洋紡織(股)公司製，厚：16μm)的易黏合處理面上塗布上述得到的包覆層形成用樹脂清漆C，在80℃下乾燥10分鐘，之後在100℃下乾燥10分鐘，隨後貼附作為保護膜的離型PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，厚：25μm)，使離型面成為樹脂側，得到包覆層形成用樹脂膜。此時，藉由調節塗布機的間隙，可以任意地 調整樹脂層的厚度，在本實施例中，調節硬化後的膜厚，使下部包覆層厚為30μm、上部包覆層厚為80μm。
[芯層形成用樹脂膜的製作]
利用與實施例3相同之方法和條件，得到芯層形成用樹脂膜。在本實施例中，調節塗布機的間隙，使硬化後的膜厚為50μm。
[光波導的製作]
以下，參照圖1，對光波導的製作方法進行說明。
剝離作為上述得到的下部包覆層形成用樹脂膜2的保護膜的離型PET膜(Purex A31)，使用紫外線曝光機((股)公司ORC製作所製，EXM-1172)，從樹脂側(支撐膜的相反側)照射1J/cm2 的紫外線(波長365nm)，隨後在80℃下加熱處理10分鐘，藉此形成下部包覆層2(參照圖1之(a))。
接下來，使用輥式層合機(日立化成Techno Plant(股)公司製，HLM-1500)，在壓力0.4MPa、溫度50℃、層合速度0.2m/分鐘的條件下，於上述下部包覆層2上層合上述芯層形成用樹脂膜，形成芯層30(參照圖1之(b))。
接下來，使用上述紫外線曝光機，藉由線寬/線間=50μm/250μm、圖案條數為12條、圖案長125mm的負型光罩7，照射0.8J/cm2 的紫外線(波長365nm)(參照圖1之(d))，隨後在80℃下曝光5分鐘，之後加熱。之後，剝離作為支撐膜的PET膜，使用顯影液(丙二醇單甲醚乙酸酯/N,N-二甲基乙醯胺=8/2(重量比))對芯圖案進行顯影(參 照圖1之(e))。接著，用洗滌液(異丙醇)進行清洗，並在100℃下加熱乾燥10分鐘。
隨後，使用真空加壓式層合機((股)公司名機製作所製，MVLP-500)作為平板型層合機，在抽真空至500Pa或500Pa以下後，在壓力0.4MPa、溫度60℃、加壓時間30秒的條件下，層合上述包覆層形成用樹脂膜1作為上部包覆層(參照圖1之(f))。此時，在100倍率的顯微鏡下檢查外觀時，發現上部包覆層中有3個鄰接於芯部的氣泡。
接著，為了除去氣泡，在加熱爐中於50℃下加熱30分鐘，氣泡消失。
之後，對兩面照射總計為6J/cm2 的紫外線(波長365nm)後，在120℃下加熱處理1小時，藉此形成上部包覆層9，製作在外側配置有支撐膜的可撓式光波導(參照圖1之(g))。
就製作的光波導的傳遞損耗而言，光源使用850nm的面發光雷射((EXFO公司製，FLS-300-01-VCL)，光檢測元件使用(股)Advantest製Q82214，利用回切法(測定波導路徑長5、3、2cm，入射光纖：GI-50/125多模光纖(NA=0.20)，出射光纖：SI-114/125(NA=0.22))進行測定時，傳遞損耗為0.05dB/cm。
此外確認：即使將層合上部包覆層後的加熱溫度調節至60℃、70℃、80℃、90℃、100℃時，也可以消除氣泡。
比較例4
除了在層合上部包覆層後未進行加熱處理外，利用與 實施例4相同之光波導形成用樹脂膜及製程製作光波導。其結果，層合上部包覆層後所殘留的氣泡仍原樣殘留。按照上述條件製作的光波導的傳遞損耗為0.1dB/cm，可知是由於氣泡的原因使傳遞損耗劣化。
實施例5(第2製造方法)
在實施例4中，除了將包覆層形成用樹脂膜之保護膜替換成厚25μm的PET膜(商品名：Purex A31，帝人DuPont Film(股)公司，使用非處理面)以外，按照與實施例2相同之方式製作光波導。此時，在層合上部包覆層後，在100倍率的顯微鏡下檢查外觀時，發現上部包覆層中有4個鄰接於芯部的氣泡。這種情況下，藉由將層合上部包覆層後的加熱溫度調節至50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，也可以消除氣泡。
比較例5
除了在層合上部包覆層後未進行加熱處理外，利用與實施例5相同之光波導形成用樹脂膜及製程製作光波導。其結果，層合上部包覆層後所殘留的氣泡仍原樣殘留。
實施例6(第2製造方法)
在實施例3中，除了將包覆層形成用樹脂膜之保護膜替換成厚9μm的芳族聚醯胺膜(商品名：Mictoron，Toray(股)公司，使用電暈處理面)以外，按照與實施例3相同之方式製作光波導。此時，在層合上部包覆層後，在100倍率的顯微鏡下檢查外觀時，發現上部包覆層中有1個鄰接於芯部的氣泡。這種情況下，藉由將層合上部包覆層後的加熱 溫度設為40℃、加熱時間設為60分鐘，可以消除氣泡。
比較例6
除了在層合上部包覆層後未進行加熱處理外，利用與實施例6相同之光波導形成用樹脂膜及製程製作光波導。其結果，層合上部包覆層後所殘留的氣泡仍原樣殘留。
實施例3~6以及比較例3~6的結果如表1所示。
產業上的可利用性
綜上所述，根據本發明之製造方法，可以高生產率地製造光波導，且芯層與上部包覆層之間不會殘留氣泡。特別是根據第2製造方法，可以高生產率地製造光波導，且芯層與上部包覆層之間不會殘留氣泡，上部包覆層平坦。
因此，本發明之製造方法作為實用性高的光波導之製 造方法極其有用。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧基材
2‧‧‧下部包覆層
3‧‧‧芯層
4‧‧‧支撐膜(芯層形成用)
5‧‧‧輥式層合機
6‧‧‧真空加壓層合機
7‧‧‧光罩
8‧‧‧芯圖案
9‧‧‧上部包覆層
10‧‧‧支撐膜(包覆層形成用)
11‧‧‧保護膜(保護層)
20‧‧‧包覆層形成用樹脂
30‧‧‧芯層形成用樹脂
40‧‧‧矽基板
200‧‧‧包覆層形成用樹脂膜
300‧‧‧芯層形成用樹脂膜
圖1之(a)~(g)是說明本發明之光波導之製造方法之一例的圖。
圖2是說明本發明之光波導之製造方法中使用的包覆層形成用樹脂膜的圖。
圖3是說明本發明之光波導之製造方法中使用的芯層形成用樹脂膜的圖。
圖4之(a)~(f)是說明本發明之光波導之製造方法之另一例的圖。
圖5是上部包覆層層合後、加熱處理前的顯微鏡照片。
圖6是上部包覆層層合後、加熱處理後的顯微鏡照片。
1‧‧‧基材
2‧‧‧下部包覆層
3‧‧‧芯層
4‧‧‧支撐膜(芯層形成用)
5‧‧‧輥式層合機
6‧‧‧真空加壓層合機
7‧‧‧光罩
8‧‧‧芯圖案
9‧‧‧上部包覆層
10‧‧‧支撐膜(包覆層形成用)
30‧‧‧芯層形成用樹脂

Claims (9)

  1. 一種光波導的製造方法，包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；以及於上述芯圖案上層疊上部包覆層形成用樹脂膜，之後使上述包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程；該方法的特徵在於：在層疊上述上部包覆層形成用樹脂膜時控制層疊條件，使上述包覆層形成用樹脂於40℃~130℃時的熔融黏度達到100Pa．s~200Pa．s。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光波導的製造方法，其特徵在於，上述形成芯層的製程包括：使用具有加熱輥的輥式層合機，於下部包覆層上加熱壓合芯層形成用樹脂膜的製程。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光波導的製造方法，其特徵在於：於上述芯圖案上層疊上部包覆層形成用樹脂膜時，使用平板型層合機在減壓環境下進行加熱壓合。
  4. 一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由40℃~130℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
  5. 一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由100℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成。
  6. 一種光波導，在基材上依序層疊有下部包覆層、芯圖案以及上部包覆層，其中上述上部包覆層由90℃~120℃時的熔融黏度為100Pa．s~200Pa．s的樹脂形成，上述樹脂包括苯氧樹脂系的基礎聚合物和二官能環氧樹脂。
  7. 如申請專利範圍第4項~第6項中任一項所述之光波導，其中，上述熔融黏度為120Pa．s~180Pa．s。
  8. 一種光波導的製造方法，包括：使形成於基材上的包覆層形成用樹脂硬化，以形成下部包覆層的製程；於上述下部包覆層上層疊芯層形成用樹脂膜，以形成芯層的製程；對上述芯層進行曝光顯影，以形成芯圖案的製程；將於支撐膜上層疊上部包覆層形成用樹脂而形成的上部包覆層形成用樹脂膜層疊於上述芯圖案上，使上述樹脂接觸上述芯圖案的製程，其中上述包覆層形成用樹脂40℃~130℃時的熔融黏度達到100Pa．s~200Pa．s；之後進行加熱處理的製程；以及使上述包覆層形成用樹脂硬化，以形成上部包覆層的製程。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光波導的製造方法，其特徵在於：上述加熱處理的條件為溫度40℃~200℃。
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