TWI583704B - 光波導形成用樹脂組成物及使用其之光波導 - Google Patents

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Description

光波導形成用樹脂組成物及使用其之光波導 技術領域
本發明涉及在廣泛用於光通信，光資訊處理，其他一般光學性光波導裝置、例如光電混載基板中作為構成光波導的包層等的形成材料而使用的光波導形成用樹脂組成物以及使用其的光波導。
背景技術
用於光電混載基板的光波導形成材料按照其使用用途而要求高柔軟性、低折射率等特性。進而，為了適合於考慮到大量生產的輥對輥(roll-to-roll：R-to-R)製程，低黏性是必須的特性。
一直以來，為了賦予高柔軟性，通常在光波導的包層形成材料中謀求低彈性模數化。而且為了上述低彈性模數化，作為包層形成材料，在黏結劑樹脂中使用屬於具有強韌特性的芳香族長鏈二官能環氧樹脂的苯氧樹脂、進而摻混具有賦予柔軟性的主骨架(脂肪族骨架等)的長鏈二官能樹脂，由此謀求上述低彈性模數化。
然而，上述那樣的摻混設計中，使用芳香族性的黏結劑樹脂會導致包層的折射率提高，在用於光電混載基板的光波導形成用材料中必要的彎曲時光損耗會出現惡化的傾向。另外，為了彌補該折射率增加而添加可賦予低折射率的脂肪族二官能樹脂時，會犧牲彎曲性、黏性，其權衡成為問題(例如，參照專利文獻1、2)。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2010-243920號公報
專利文獻2：日本特開2010-164770號公報
發明概要
基於這樣的技術背景，作為包層形成材料，強烈期望兼具高柔軟性(耐彎曲性)、低折射率以及未硬化時的低黏性的形成材料。
本發明是鑒於這樣的情況而作出的，其目的在於提供作為光波導形成用材料、特別是包層形成材料，具備優異的耐彎曲性、低折射率、以及適合於R-to-R製程的低黏性的光波導形成用樹脂組成物以及使用其之光波導。
為了達成上述目的，本發明的第1要點為一種光波導形成用樹脂組成物，其係用於光波導的形成的光波導形成用樹脂組成物，以具有下述通式(1)所表示的結構單元 的聚乙烯醇縮醛化合物為主成分。
(式(1)中，R為碳原子數1~3的烷基。另外，重複數k、m、n表示主鏈中所含的各重複單元的比率，分別為1以上的整數。)
並且，本發明的第2要點為一種光波導，其具備基板和形成在該基板上的包層，並且在上述包層中形成通過預定圖案傳輸光信號的芯層，上述包層由上述光波導形成用樹脂組成物形成。
本發明人等為了得到作為光波導的包層形成材料而具備優異的耐彎曲性、低折射率、以及製造時適合於R-to-R製程的低黏性的光波導形成用樹脂組成物，進行了反覆的深入研究。其結果發現，作為摻混的黏結劑樹脂成分，使用具有上述通式(1)所示結構單元的特定聚乙烯醇縮醛化合物時，可達到期望之目的，從而完成了本發明。
即，關於上述低折射率，由於使用作為上述特定的聚乙烯醇縮醛化合物的固體的脂肪族樹脂作為黏結劑樹脂，因此不會產生以往摻混苯氧樹脂(phenoxy resin)而伴有的那種折射率上升。另外，關於低黏性，由於屬於固體脂肪族樹脂的黏結劑樹脂自身是具有柔軟性的樹脂，因此通 過使用它，可增加黏結劑樹脂成分的添加量、能夠抑制作為其他樹脂成分的液狀二官能性脂肪族樹脂的添加量，由此推測能夠賦予低黏性。
這樣，本發明係以具有前述通式(1)所表示結構單元的特定聚乙烯醇縮醛化合物為主成分的光波導形成用樹脂組成物。因此，使用該光波導形成用樹脂組成物，例如形成光波導的包層時，會以維持低折射率的狀態發揮出優異的耐彎曲性。同樣地，會以維持低折射率的狀態賦予適合於R-to-R製程的未硬化時的低黏性。這樣，由於維持低折射率並且提高耐彎曲性，可實現彎曲損耗的改善提高，另外由於使用上述固體脂肪族樹脂作為黏結劑樹脂，因此可維持低折射率並且改善黏性。
1‧‧‧基板
2‧‧‧包層
2a‧‧‧下包層
2b‧‧‧上包層
3‧‧‧芯層
3’‧‧‧形成層
9‧‧‧光遮罩
圖1為表示本發明光波導的一個例子的橫截面圖。
圖2的(a)~(f)為表示本發明光波導的製造步驟說明圖。
具體實施方式
接著，對本發明實施方式進行詳細說明。但本發明不受這些實施方式的限制。
光波導形成用樹脂組成物
本發明光波導形成用樹脂組成物是以特定聚乙烯醇縮醛化合物為主成分，並在其中含有光自由基聚合引發劑的 樹脂組成物。再者，本發明中，上述「主成分」是指實質上構成光波導形成用樹脂組成物的主要成分，表示不僅與其用量相關，還對樹脂組成物整體物性．特性帶來很大影響的意思。具體而言，是指光波導形成用樹脂組成物中的特定聚乙烯醇縮醛化合物所占的重量比率為樹脂組成物整體的25重量%以上、更優選為30重量%以上。
上述特定聚乙烯醇縮醛化合物具有下述通式(1)所表示的結構單元，發揮作為黏結劑樹脂的作用。
(式(1)中，R為碳原子數1~3的烷基。另外，重複數k、m、n表示主鏈中所含的各重複單元的比率，分別為1以上的整數。)
上述式(1)中，R為碳原子數1~3的烷基，優選為丙基。另外，各重複數k、m、n中，優選k為60~80、m為1~10、n為10~39。
作為上述特定聚乙烯醇縮醛化合物，優選重量平均分子量為10000~100000、更優選為40000~60000。其中，上述重量平均分子量例如利用相對於作為原料的聚乙烯醇的各丁縮醛基、乙縮醛基、乙醯基導入量來算出。
關於上述特定聚乙烯醇縮醛化合物，例如，在樹脂組成物是將樹脂成分溶解在有機溶劑中而成的情況下，相對於光波導形成用樹脂組成物中的樹脂成分，優選以20~80重量%的比率含有、更優選為20~60重量%、特別優選為20~40重量%。即，特定聚乙烯醇縮醛化合物的含量過少時，變得難以得到期望的效果，反之特定聚乙烯醇縮醛化合物的含量過多時，由於光反應性基團的存在量相對減少，因此會出現圖案化形狀惡化的傾向。
在本發明光波導形成用樹脂組成物中，除了上述特定聚乙烯醇縮醛化合物以外，可適當地使用其他樹脂成分，例如丙烯酸酯系樹脂、環氧系樹脂等。
作為上述丙烯酸酯系樹脂，具體而言可列舉出胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、三羥甲基丙烷(環氧烷改性)三丙烯酸酯樹脂、例如二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、雙酚AF二(甲基)丙烯酸酯、茀型二(甲基)丙烯酸酯等芳香族(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯 酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
上述光自由基聚合引發劑是為了對光波導形成用樹脂組成物賦予基於光照射的硬化性、例如賦予紫外線硬化性而使用的物質。
作為上述光自由基聚合引發劑，例如可列舉出苯偶姻類、苯偶姻烷基醚類、苯乙酮類、胺基苯乙酮類、蒽醌類、噻噸酮類、縮酮類、二苯甲酮類、呫噸酮類、氧化膦類等光聚合引發劑。具體而言，可列舉出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-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代丙烷-1-酮、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯-二苯基-氧化膦、雙(η5-2,4-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。它們可以單獨使用或組合兩種以上使用。其中，從硬化速度快、厚膜硬化性這樣的觀點來看，優選使用2,2-二甲氧基-1,2-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。
關於上述光自由基聚合引發劑的含量，相對於光波導形成用樹脂組成物的樹脂成分100重量份，優選設定為 0.5~5重量份、特別優選為1~3重量份。即，這是因為，光自由基聚合引發劑的含量過少時，難以得到充分滿足的基於紫外線照射之光硬化性，另外光自由基聚合引發劑的含量過多時，會出現感光度提高、圖案化時發生形狀異常、以及清漆之適用期短壽命化這樣的傾向。
在本發明光波導形成用樹脂組成物中，除了上述特定聚乙烯醇縮醛化合物、或特定聚乙烯醇縮醛化合物以外的樹脂成分、以及光自由基聚合引發劑以外，可根據需要添加如下的添加劑：例如用於提高黏接性的矽烷系或者鈦系的交聯劑、烯烴系低聚物、降莰烯系聚合物等環烯烴系低聚物、聚合物、合成橡膠、有機矽化合物等可撓性賦予劑等化合物、抗氧化劑、消泡劑等添加劑。這些添加劑可在不損害本發明效果的範圍內適當地摻混。
並且，在上述光波導形成用樹脂組成物中，在不損害本發明優異效果的範圍內，會在上述各摻混成分的基礎上摻混有機溶劑並溶解混合，由此作為清漆而製備並用於塗佈操作。作為上述有機溶劑，例如可列舉出甲乙酮、環己酮、2-丁酮、N,N-二甲基乙醯胺、二甘醇二甲醚(diglyme)、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇單甲醚、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使用兩種以上，以得到適宜於塗佈的黏度的方式來適當使用。
摻混上述有機溶劑進行製備時，特定聚乙烯醇縮醛化合物的濃度可考慮塗佈操作性而適當設定，例如優選 設定為20~80重量%。
光波導
接著，對使用本發明光波導形成用樹脂組成物的光波導進行說明。
本發明光波導例如如圖1所示，具備基板1和形成在該基板1上且由下包層2a和上包層2b形成的包層2，並且在上述包層2中以預定圖案形成有傳輸光信號之芯層3而成者。然後，在本發明光波導中，上述包層2由前述光波導形成用樹脂組成物形成。特別優選的是，下包層2a形成材料和上包層2b形成材料兩者均使用本發明光波導形成用樹脂組成物。再者，在本發明光波導中，上述包層2必須形成為比芯層3的折射率小。
然後，使用本發明光波導形成用樹脂組成物形成的包層2(硬化物)的折射率優選為1.50以下、特別優選為1.49以下的折射率。即，通過使包層2(硬化物)的折射率為1.50以下而達成如下的效果：例如，與由芳香族系樹脂材料構成之芯層3的相對折射率大而對於光波導的靜態彎折彎曲損耗起著有利的作用(通常，一般的芳香族系樹脂材料折射率為1.56~1.58附近)。其中，上述包層2(硬化物)的折射率例如通過如下操作來測定。在矽晶圓的平滑面上製作厚度約10μm的包層2(硬化物)，用SAIRON TECHNOLOGY公司製造的棱鏡耦合器(型號SPA-4000)來測定硬化薄膜的折射率。
本發明中，光波導例如可通過經由如圖2(a)~(f) 所示的步驟來製造。即，如圖2(a)所示，首先準備基板1。然後如圖2(b)所示，在該基板1表面塗佈使用了上述光波導形成用樹脂組成物的清漆以後，進行紫外線照射等光照射，進而根據需要進行加熱處理，由此形成下包層2a(包層2的下方部分)。接著，如圖2(c)所示，在上述下包層2a上塗佈芯層3形成材料從而形成芯形成層3’。然後如圖2(d)所示，在該芯形成層3’面上配設用於使預定圖案(光波導圖案)曝光的光遮罩9，隔著該光遮罩9進行紫外線等光照射，進而根據需要進行加熱處理。然後，通過使用顯影液溶解去除上述芯形成層3’的未曝光部分，從而如圖2(e)所示，形成預定圖案的芯層3。接著，如圖2(f)所示，在上述芯層3上塗佈上述上包層形成材料後，進行紫外線照射等光照射，進而根據需要進行加熱處理，形成上包層2b(包層2的上方部分)。通過經由這樣的步驟，可製造作為目標的光波導。
作為上述基板1材料，例如可列舉出矽晶圓、金屬製基板、高分子薄膜、玻璃基板等。然後，作為上述金屬製基板，可列舉出不鏽鋼等不鏽鋼板等。另外，作為上述高分子薄膜，具體而言可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚醯亞胺薄膜等。並且其厚度通常設定在10μm~3mm的範圍內。
在上述光照射中，具體而言進行紫外線照射。作為上述紫外線照射中紫外線的光源，例如可列舉出低壓汞燈，高壓汞燈，超高壓汞燈等。另外，紫外線照射量通常可列舉出10~10000mJ/cm2、優選為50~5000mJ/cm2、更優選 為500~3000mJ/cm2左右。
通過上述紫外線照射曝光後，為了使基於光反應的硬化結束，也可以進一步實施加熱處理。作為上述加熱處理條件，通常在80~250℃、優選為100~150℃下、在10秒鐘~2小時、優選為5分鐘~1小時的範圍內進行。
另外，使用本發明光波導形成用樹脂組成物作為上述包層2形成材料時，作為芯層3形成材料，例如可列舉出以苯氧樹脂為黏結劑成分，適當地含有丙烯酸(酯)系感光性樹脂成分、進而前述各種光自由基聚合引發劑的樹脂組成物。進而，為了以清漆的形式製備並塗佈，與前述相同，混合有機溶劑並以可得到適宜於塗佈的黏度的方式來適量使用。
作為上述丙烯酸(酯)系感光樹脂成分，例如可列舉出二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、雙酚AF二(甲基)丙烯酸酯、茀型二(甲基)丙烯酸酯等芳香族(甲基)丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸 酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。它們可單獨使用或組合兩種以上使用。
此外，作為在上述基板1上使用各層的形成材料的塗佈方法，例如可使用如下方法：以旋塗機、塗佈機、圓盤塗佈機(circular coater)、棒塗機等所行之塗覆方法、使用網版印刷、間隔件形成間隙並利用毛細管現象注入到其中的方法、以多重塗佈機(multicoater)等塗覆機以輥對輥(roll-to-roll)來連續塗覆的方法等。另外，上述光波導也能夠通過將上述基板1剝離去除而製成薄膜狀光波導。
這樣操作所得的光波導可作為例如光電混載基板的光佈線材料使用。
實施例
接著基於實施例說明本發明。但本發明不受這些實施例的限制。
實施例1
首先，在製作實施例的光波導之前，先製備作為包層形成材料和芯層形成材料的各感光性清漆。
包層形成材料的製備
在遮光條件下，在233g環己酮中混合30g聚乙烯醇縮丁醛[積水化學公司製造，S-LEC BM-1：式(1)中，R=-C3H7、k=65±3、m=3以下、n=約34、重量平均分子量40000]、35g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、35g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)、作為光自由基聚合引發劑的1.0g IRGACURE 819(Ciba Japan K.K.製造)和3.0g IRGACURE 127(Ciba Japan K.K.製造)，並在85℃加熱下攪拌使其完全溶解，然後冷卻至室溫(25℃)後，用直徑7.0μm的篩檢程式進行加熱加壓過濾，由此製備作為包層形成材料的感光性清漆。
芯層形成材料的製備
在遮光條件下，在70g環己酮中混合50g芳香族二官能環氧丙烯酸酯(新中村化學公司製造，NK Oligo EA-1020)、50g苯氧樹脂(三菱化學公司製造，EPIKOTE 1007)、作為光自由基聚合引發劑的1.0g IRGACURE 819(Ciba Japan K.K.製造)和3.0g IRGACURE 184(Ciba Japan K.K.製造)，並在85℃加熱下攪拌使其完全溶解，然後冷卻至室溫(25℃)後，用直徑4.5μm的篩檢程式進行加熱加壓過濾，由此製備作為芯層形成材料的感光性清漆。
下包層的製作
使用旋塗機在矽晶圓基材上塗覆作為上述包層形成材料的感光性清漆(條件：4000rpm×10秒)，然後在熱板上使有機溶劑乾燥(120℃×10分鐘)，由此形成未硬化狀態的下包層。用UV照射機[3000mJ/cm2(短波長截止濾波器)]對形成的未硬化的下包層進行曝光，由此製作下包層(厚度15~20μm)。
芯層的製作
使用旋塗機在形成的下包層上塗覆作為芯層形成材料的感光性清漆(條件：1500rpm×10秒)，然後在熱板上使有 機溶劑乾燥(80℃×5分鐘+120℃×10分鐘)，由此形成未硬化狀態的芯層。用UV照射機[2000mJ/cm2(短波長截止濾波器)]的預定的遮罩圖案[圖案寬度/圖案間隔(L/S)=50μm/200μm]對形成的未硬化的芯層進行曝光。然後，在γ-丁內酯中進行顯影並水洗，在熱板上使水分乾燥(120℃×5分鐘)，由此製作預定圖案的芯層(厚度50~55μm)。
上包層的製作
使用旋塗機在形成的芯層上塗覆作為上述包層形成材料的感光性清漆(條件：800rpm×10秒)，然後在熱板上使有機溶劑乾燥(50℃×5分鐘+120℃×10分鐘)，由此形成未硬化狀態的上包層。用UV照射機[3000mJ/cm2(短波長截止濾波器)]對形成的未硬化的上包層進行曝光，由此製作上包層(厚度15~20μm)。
這樣操作而製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例2
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為40g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-1)、30g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、30g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光 波導。
實施例3
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為50g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-1)、25g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、25g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例4
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，樹脂成分的摻混組成中，用30g聚乙烯醇縮丁醛[積水化學公司製造，S-LEC BM-S：式(1)中，R=-C3H7、k=73±3、m=4~6、n=約22、重量平均分子量53000]代替30g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-1)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例5
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為40g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-S)、30g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、30g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯 樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例4同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例6
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為50g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-S)、25g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、25g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例4同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例7
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為20g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-1)、40g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、40g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例8
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成 分的摻混比率變為20g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-S)、40g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、40g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例4同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例9
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為70g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-1)、15g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、15g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
實施例10
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為70g聚乙烯醇縮丁醛(積水化學公司製造，S-LEC BM-S)、15g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、15g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例4同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光 波導。
比較例1
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為10g苯氧樹脂(新日鐵化學公司製造，EPIKOTE YP-70：重量平均分子量50000~60000)、45g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、45g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與實施例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
比較例2
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為30g苯氧樹脂(新日鐵化學公司製造，EPIKOTE YP-70)、35g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、35g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與比較例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
比較例3
在製備作為包層形成材料的感光性清漆時，將樹脂成分的摻混比率變為50g苯氧樹脂(新日鐵化學公司製造，EPIKOTE YP-70)、25g胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(三菱化學公司製造，UA-160TM)、25g三羥甲基丙烷(EO)三丙烯酸酯 樹脂(三洋化成公司製造，TA-401)。除此以外與比較例1同樣地操作，製作在矽晶圓基材上形成下包層，在該下包層上形成預定圖案的芯層，進而在該芯層上形成上包層的光波導。
使用這樣操作所得的各光波導，按照下述所示的方法進行拉伸彈性模數、彎曲性、折射率、相對折射率差、彎曲損耗、黏性進行測定．評價。將這些結果與摻混組成一併示於後述的表1~表2。
拉伸彈性模數
將由在上述硬化條件下製作的厚度約80μm的包層形成材料形成的薄膜切割成寬10mm×長120~140mm，作為評價用樣品來使用。然後用拉伸試驗機(Minebea Co.,Ltd.製造，TG-1KN型)測定上述樣品的拉伸彈性模數。作為測定條件，在卡盤(chuck)間距50mm、拉伸速度50mm/min的條件下進行拉伸試驗，求出拉伸彈性模數。
彎曲性
將由在上述硬化條件下製作的包層形成材料形成的薄膜切下寬5mm×長50mm，以彎曲半徑(r)=1.5mm、滑動距離20mm、滑動速度20mm/秒的條件進行IPC滑動試驗。基於下述基準評價其結果。
○：即使進行超過10萬次的彎曲也未產生斷裂。
△：在3萬~10萬次的彎曲次數下產生斷裂。
×：在不足3萬次的彎曲次數下產生斷裂。
折射率
如下操作來測定所得的各光波導的包層的折射率。即，製作在厚度0.56mm的矽晶圓上通過旋塗法均勻地塗佈包層形成材料並在上述硬化條件下硬化了的厚度約10μm的薄膜。使用該薄膜，通過SAIRON TECHNOLOGY公司製造的棱鏡耦合器(型號SPA-4000)來測定850nm的折射率。
相對折射率差
使用芯層形成材料，與上述同樣地操作來測定芯層的折射率，測得折射率為1.57。由所得的包層、芯層兩層的折射率，通過下式算出相對折射率差(%)。
相對折射率差(%)=(芯層折射率-包層折射率)/芯層折射率×100
彎曲損耗
各光波導在直徑2mm的金屬棒上卷成360°時的彎曲損耗如下測定並算出：將從三喜公司製造的850nmVCSEL光源OP250發出的光用多模光纖[三喜公司製造，FFP-G120-0500(直徑50μmMMF、NA=0.2)]聚光並對上述樣品入射，然後將從樣品出射的光用透鏡[清和光學製作所製造，FH14-11(倍率20、NA=0.4)]聚光，通過光學測量系統(Advantest Corporation製造，Optical multi power meter Q8221)評價6通道，通過其平均總損耗與同樣地評價的直線損耗時的總損耗之差算出彎曲損耗。基於下述基準評價其結果。
○：與初始值相比，損耗的增加值低於0.3dB。
△：與初始值相比，損耗的增加值為0.3~0.5dB。
×：與初始值相比，損耗的增加值為超過0.5dB的結果。
黏性
關於黏性，通過指觸確認各光波導的包層表面。基於下述基準評價其結果。
○：在包層表面無指觸痕跡殘留，手指上無任何轉印。
△：雖然在包層表面有指觸痕跡殘留，但手指上無任何轉印(通過使用聚酯薄膜(mylar)等表面保護層，包層能夠向R-to-R步驟流動)。
×：包層表面粗糙，樹脂成分轉印在手指上(即使使用聚酯薄膜等表面保護層，也無法向R-to-R步驟流動)。
由上述結果，具備使用摻混特定聚乙烯醇縮醛化合物而成之感光性清漆所形成之包層的光波導實施例製品，具備良好的耐彎曲性，關於彎曲損耗和黏性也得到了優異的結果。特別是關於實施例1、2、4的製品，其具備更加優異的耐彎曲性和黏性。
與此相對，具備使用摻混樹脂成分整體的10重量%的苯氧樹脂來代替特定聚乙烯醇縮醛化合物而成之感光性清漆所形成之包層的光波導比較例1的製品，其折射率高，關於彎曲損耗，與實施例的製品相比結果也差，在黏 性評價中發生了轉印。
另外，具備使用摻混樹脂成分總體30重量%之苯氧樹脂而成之感光性清漆所形成之包層的光波導比較例2製品，其耐彎曲性、彎曲損耗和黏性與實施例製品相比全部為差的結果。
並且，具備使用摻混樹脂成分總體50重量%之苯氧樹脂而成之感光性清漆所形成之包層的光波導比較例3製品，雖然關於黏性得到了良好的結果，但關於耐彎曲性和彎曲損耗，與實施例製品相比為差的結果。
產業上的可利用性
本發明的光波導形成用樹脂組成物作為光波導構成部分的形成材料、特別是包層形成材料是有用。並且使用上述光波導形成用樹脂組成物製作的光波導可用於例如光電混載基板的光配線等。

Claims (6)

  1. 一種光波導形成用樹脂組成物，該光波導係具備基板和形成在該基板上的包層，且在前述包層中以預定圖案形成有可傳輸光信號的芯層而成者，該光波導形成用樹脂組成物係使用作為前述包層形成材料，其特徵在於：相對於光波導形成用樹脂組成物中的樹脂成分，具有下述通式(1)所表示之結構單元的聚乙烯醇縮醛化合物的混合比率為20~80重量%，且其進一步含有丙烯酸系樹脂及環氧樹脂之至少一者， [式(1)中，R為丙基，另外，重複數k、m、n表示主鏈中所含的各重複單元的比率，分別係k為60~80、m為1~10、n為10~39]。
  2. 如申請專利範圍第1項之光波導形成用樹脂組成物，其含有光自由基聚合引發劑。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光波導形成用樹脂組成物，其係樹脂組成物的樹脂成分溶解於有機溶劑中而成者。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之光波導形成用樹脂組成物，其中光波導形成用樹脂組成物的硬化物的折射率為1.50以下。
  5. 一種光波導，其特徵在於具備基板和形成在該基板上的包層，並且在前述包層中以預定圖案形成有傳輸光信號的芯層，前述包層係由申請專利範圍第1至4項中任一項之光波導形成用樹脂組成物所形成者。
  6. 如申請專利範圍第5項之光波導，其係藉由輥對輥(roll-to-roll：R-to-R)製程而製造者。
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