TWI691785B - 光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板 - Google Patents

光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板 Download PDF

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Abstract

本發明是含有樹脂成分及光酸產生劑之光波導用感光性樹脂組成物。然後，上述光波導用感光性樹脂組成物中，上述樹脂成分由包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成，並且上述芳香族環氧樹脂為環氧樹脂成分整體之55重量%以上且未達80重量%，脂肪族環氧樹脂為超過20重量%且在45重量%以下。因此，使用本發明之光波導用感光性樹脂組成物例如形成光波導之芯層之情形，可形成一既維持良好之捲對捲(R-to-R)適用性及高解析圖案化性又具有良好之低黏性且亦具備高透明性的光波導之芯層。

Description

光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板
本發明是關於用作構成光電傳輸用混合撓性印刷配線板中之光波導的芯層等之形成材料的光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板，該光電傳輸用混合撓性印刷配線板係廣泛使用在光通訊、光資訊處理及其他一般光學中。
背景技術
先前，於針對光電傳輸用混合撓性印刷配線板之光波導芯層形成材料，使用各種感光性樹脂組成物，於使用其之芯層形成圖案時，例如經由光罩進行紫外線(UV)照射而製作所期望之芯圖案。
然後，於上述光波導芯層形成材料之調配設計中，由於要求高於包覆層形成材料之折射率，故一般採用使用芳香族性較高之樹脂之調配設計。作為光波導芯層形成材料於波長850nm下之光損失之改善方法，可列舉如下方法：主要為了減低短波長區域之吸收曳尾，而提高原料樹脂之純度，改善透明性。進而，使用光硬化系樹脂組成物 時，減低所調配之光聚合起始劑之量成為設計理論(專利文獻1、2)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2010-230944號公報
專利文獻2：日本特開2011-52225號公報
發明概要
然而，於使用波長850nm之光作為傳播光之光波導中，由於有機樹脂中來自骨架之C-H鍵之振動吸收的4倍頻吸收(芳香族4vCH)波峰曳尾涵蓋到波長850nm，故即使再怎麼保證樹脂材料之透明性，減低損失亦有極限，在以長距離傳輸為目的之用途上就更要求低損失化。
例如，藉由僅以脂肪族系樹脂構成樹脂成分，可使波長850nm下之來自4vCH之振動吸收之影響幾乎沒有，但此時由於脂肪族系樹脂之折射率一般為1.51左右，故有必要以主要使用折射率較脂肪族系樹脂低之樹脂材料之調配設計來設計包覆層形成材料。然而，一般作為低折射率材料，例如使用聚矽氧系樹脂或氟系樹脂等，其適合之樹脂系材料受到限制。
再者，於大多用於電氣電子材料用途之光波導中，基於上述聚矽氧系樹脂在加熱下產生環狀矽氧烷化合物之釋氣之觀點，又，因上述氟系樹脂非常高價且與其他 脂肪族系樹脂之相溶性明顯低，故基於調配設計及加工性之觀點，打算避免選擇使用上述各樹脂。即，要求低價之一般工業用途在現狀上就算說沒有可使用之低折射率系樹脂材料亦不為過。
於是在芯層形成材料方面，強烈尋求一種既維持住高折射率且於波長850nm下之4vCH振動吸收較低的材料。
本發明是鑑於上述情事而完成者，其目的在於提供一種低成本之光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板，該光波導用感光性樹脂組成物是作為光波導形成用材料、尤其是作為芯層形成材料，既可維持良好之R-to-R(捲對捲：roll-to-roll)適用性及高解析圖案化性，又具有良好之低黏性，且亦具備高透明性及低損失。
為達成上述目的，本發明之第1要旨提供一種光波導用感光性樹脂組成物，其含有樹脂成分及光酸產生劑，上述樹脂成分由包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成，並且上述芳香族環氧樹脂為環氧樹脂成分整體之55重量%以上且未達80重量%，脂肪族環氧樹脂為超過20重量%且在45重量%以下。
又，本發明之第2要旨提供一種光波導芯層形成用光硬化性薄膜，其係將上述第1要旨之光波導用感光性樹脂組成物形成為薄膜狀而成。
進而，本發明之第3要旨提供一種光波導，係具有基材並於該基材上形成包覆層、進而於上述包覆層中以特定圖案形成傳播光訊號之芯層而成者，上述芯層係藉由使上述第1要旨之光波導用感光性樹脂組成物、或上述第2要旨之光波導芯層形成用光硬化性薄膜硬化而形成。
然後，本發明之第4要旨提供一種光電傳輸用混合撓性印刷配線板，其具備上述第3要旨之光波導。
本發明人為獲得既可維持良好之R-to-R適用性及高解析圖案化性又低成本且亦具備高透明性及低損失之成為光波導芯層形成材料的感光性樹脂組成物而專心進行反覆檢討。其結果發現：如上所述，若使用樹脂成分是由包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成且兩者調配比率設定為特定範圍的感光性環氧樹脂組成物，可達成所期望之目的，終完成本發明。
即，[1]關於黏性，係依存於塗佈乾燥後所存的液狀成分量，故藉由僅以固形樹脂成分構成，可賦予低黏性。[2]關於R-to-R適用性(未硬化薄膜柔軟性)，係依存於塗佈乾燥後之塗膜在常溫下的柔軟性，故藉由使併用上述芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂時之調配比率成為特定範圍，達成不妨礙其他要求特性程度之調配平衡，對形成膜(層)之際未硬化時之非晶質薄膜賦予柔軟性。[3]關於直線損失，基於使用低色相材料作為使用原料、及使用曝光後加熱(PEB)時沒有加熱黃變之材料的觀點，可藉由以特定之調配比率調配設計於波長850nm附近來自C-H鍵之4倍頻吸 收(4vCH)之影響較低的芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂來賦予。[4]關於彎曲損失，係源自芯層中之光之侷限性，故有增大芯層/包覆層間之相對折射率差會增強侷限性之傾向，但若過度提高芳香族性則芳香族C-H鍵振動吸收(芳香族4vCH)變大，從而對直線損失帶來影響，因此可藉由芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者取得平衡之調配設計來賦予。
由上述原因看來，藉由使用設定為上述調配組成之光波導用感光性樹脂組成物，即可維持良好之R-to-R適用性及高解析圖案化性，又獲得良好之低黏性及高透明性(低損失)，終完成本發明。
再者，關於上述高透明性(低損失)是起因於所使用之樹脂骨架，由於先前之芯層形成材料要求折射率高於包覆層，故其設計上便使用了含有芳香族骨架之樹脂。然而，由於該芳香族骨架之存在，傳播光850nm之波長帶就與來自芳香環C-H鍵之振動吸收之4倍頻吸收(4vCH)的曳尾重疊，因此關於一定以上之損失減低則有其限度。本發明於芯層形成材料中併用芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂，且做成令其調配比率為特定範圍之調配設計，藉此圖得排除上述來自芳香環C-H鍵之4倍頻吸收(4vCH)之影響的材料設計。
承所述，本發明係一種光波導用感光性樹脂組成物，其樹脂成分是由環氧樹脂成分構成，該環氧樹脂成分 是將芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂按特定比率進行調配，並且設定液狀樹脂於樹脂成分中為特定比率，從而形成本發明之光波導用感光性樹脂組成物。因此，使用該光波導用感光性樹脂組成物例如形成光波導之芯層時，可形成具備高透明性及低損失之芯層。
用以實施發明之形態
以下，就本發明之實施形態進行詳細說明。然而，本發明並不限定於此實施形態。
《光波導用感光性樹脂組成物》
本發明之光波導用感光性樹脂組成物(以下有時簡稱為「感光性樹脂組成物」)，是使用特定之樹脂成分及光聚合起始劑而獲得者。然後，本發明其特徵在於：上述特定之樹脂成分由包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成。再者，於本發明中所謂「液狀」或「固形」是指於常溫(25℃)之溫度下呈「液狀」或「固體」狀態。
以下，就各種成分依序進行說明。
<芳香族環氧樹脂>
作為上述芳香族環氧樹脂，宜為常溫(25℃)下顯示固體狀態者，可列例如固形甲酚醛型環氧樹脂等。具體上可列舉：YDCN-700-10、YDCN-700-7、YDCN-700-5、 YDCN-700-3(皆為新日鐵住金化學公司製)等。此外亦可列舉：長鏈二官能芳香族雙酚A型環氧樹脂之JER1002、JER1004、JER1007、JER1010(皆為三菱化學公司製)等。此等可單獨或併用二種以上。
上述芳香族環氧樹脂之含有比率為環氧樹脂成分整體之55重量%以上且未達80重量%，較佳為60重量%以上且75重量%以下。即，若含有比率過多，因來自芳香環之C-H鍵之4倍頻吸收(4vCH)所致之光損失惡化，若含有比率過少，則與包覆層形成材料之相對折射率差降低，從而彎曲損失惡化。
<脂肪族環氧樹脂>
作為上述脂肪族環氧樹脂，使用於常溫(25℃)下顯示固體狀態者、於常溫(25℃)下顯示液狀者等，例如可列舉液狀氫化雙酚A型環氧樹脂等。然後，宜使用至少顯示固體之脂肪族環氧樹脂，此時作為脂肪族環氧樹脂，可為僅由顯示固體之脂肪族環氧樹脂構成之態樣，亦可為併用顯示固體之脂肪族環氧樹脂與顯示液狀之脂肪族環氧樹脂之態樣。具體而言可列舉：YX-8034、YX-8000、YL-7410(皆為三菱化學公司製)、Epogosey PT(四日市合成公司製)、Denacol EX-321(Nagase ChemteX公司製)、EP-4080E(ADEKA公司製)等。此等可單獨或併用二種以上。再者，於本發明中所謂脂肪族環氧樹脂，是指於分子中不含芳香環(苯環)之環式或非環式之非芳香族系環氧樹脂，例如表示包含脂環式環氧樹脂般之環狀脂肪族環氧樹脂。
進而，作為上述脂肪族環氧樹脂，可列舉：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、氫化雙酚A型環氧樹脂等之脂肪族環氧樹脂。具體而言，可列舉：EHPE-3150(Daicel化學公司製)、YX-8034(三菱化學公司製)等。此等可單獨或併用二種以上。
上述脂肪族環氧樹脂之含有比率為超過環氧樹脂成分整體之20重量%且在45重量%以下，較佳為25~40重量%。即，若含有比率過多，因與包覆層形成材料之相對折射率差降低，從而彎曲損失惡化，若含有比率過少，則由於相對地芳香族環氧樹脂之比率增加，從而芳香族性增加，因來自芳香環C-H鍵之4倍頻吸收(4vCH)增加，而波長850nm下之傳播損失惡化。
進而，於由上述包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成之樹脂成分中缺乏未硬化柔軟性時，藉由添加液狀樹脂成分可補充柔軟性。此時，液狀樹脂之含有比率宜超過樹脂成分整體之10重量%、未達25重量%。更佳為15~22重量%。即，若液狀樹脂之含有比率過少，製成之未硬化薄膜之柔軟性降低，結果有R-to-R適用性惡化之傾向，若含有比率過多，則於所形成之芯層產生表面粗糙，有黏性惡化之傾向。
<光酸產生劑>
上述光酸產生劑是為對感光性樹脂組成物賦予利用光照射產生之硬化性、例如賦予紫外線硬化性而使用者。
作為上述光酸產生劑，例如使用：三苯基硫鎓六 氟銻酸鹽、三苯基硫鎓六氟磷酸鹽、對苯硫基苯基二苯基硫鎓六氟銻酸鹽、對苯硫基苯基二苯基硫鎓六氟磷酸鹽、4-氯苯基二苯基硫鎓六氟磷酸鹽、4-氯苯基二苯基硫鎓六氟銻酸鹽、雙[4-(二苯基二氫硫基)苯基]硫雙六氟磷酸鹽、雙[4-(二苯基二氫硫基)苯基]硫雙六氟銻酸鹽、(2,4-環戊二烯-1-基)[(1-甲乙基)苯]-Fe-六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻酸鹽等。此等可單獨或併用二種以上。
進而，作為光酸產生劑之具體例，可列舉：三苯基硫鎓鹽系六氟銻酸鹽型之SP-170(ADEKA公司製)、CPI-101A(Sanapro公司製)、WPAG-1056(和光純藥工業公司製)、二苯基碘鎓鹽系六氟銻酸鹽型之WPI-116(和光純藥工業公司製)等。
上述光酸產生劑之含量宜相對於感光性樹脂組成物之樹脂成分100重量份，設定為0.1~3重量份，較佳為0.25~1重量份。即，若光酸產生劑之含量過少，難以獲得感到滿意之藉由光照射(紫外線照射)之光硬化性，若過多，則光感度上升，有於圖案化時招致形狀異常之傾向、且有初期損失之要求物性惡化之傾向。
於本發明之感光性樹脂組成物中，除上述樹脂成分及光酸產生劑以外，視需要例如可調配用以提高接著性之矽烷系或鈦系之偶合劑、烯烴系低聚物或降冰片烯系聚合物等之環烯烴系低聚物或聚合物、合成橡膠、聚矽氧化合物等之密著賦予劑、受阻酚系抗氧化劑或磷系抗氧化劑等各種抗氧化劑、調平劑、消泡劑等。此等添加劑可於不 妨礙本發明之效果之範圍內適當調配。此等可單獨或併用二種以上。
上述抗氧化劑之調配量宜相對於樹脂成分100重量份設定為未達3重量份，尤佳為1重量份以下。即，若抗氧化劑之含量過多，有初期損失之要求物性惡化之傾向。
本發明之感光性樹脂組成物可藉由將上述樹脂成分及光酸產生劑、進而視需要其他添加劑，以特定之調配比率攪拌混合而調製。進而，為了將本發明之感光性樹脂組成物調製為塗佈用清漆，亦可於加熱下(例如60~90℃程度)，使之攪拌溶解於有機溶劑中。上述有機溶劑之使用量可適當進行調整，但例如宜相對於感光性樹脂組成物之樹脂成分100重量份設定為20~80重量份，尤佳為30~50重量份。即，若有機溶劑之使用量過少，調製為塗佈用清漆時成為高黏度、有塗佈性降低之傾向，若有機溶劑之使用量過多，則有使用塗佈用清漆難以塗佈形成厚膜之傾向。
作為上述用於調製塗佈用清漆時之有機溶劑，例如可列舉：乳酸乙酯、甲基乙基酮、環己酮、2-丁酮、N,N-二甲基乙醯胺、二甘醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基乙酸酯、丙二醇單甲醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷等。此等有機溶劑可單獨或併用二種以上，為成為適於塗佈之黏度而例如於上述範圍內使用特定量。
《光波導》
接著，就使用本發明之感光性樹脂組成物作為芯層形成材料而成之光波導進行說明。
由本發明所獲得之光波導，例如包含如下構造，即：具備基材、以特定圖案形成於該基材上之包覆層(底包覆層)、以特定圖案形成於上述包覆層上之傳播光訊號之芯層、進而形成於上述芯層上之包覆層(外包覆層)。然後，由本發明所獲得之光波導，上述芯層藉由前述感光性樹脂組成物而形成。又，關於上述底包覆層形成材料及外包覆層形成材料，可使用包含相同成分組成之包覆層形成用樹脂組成物，亦可使用不同成分組成之樹脂組成物。再者，由本發明所獲得之光波導中，上述包覆層有必要形成為折射率小於芯層。
於本發明中，光波導例如可藉由經由以下步驟而製造。即，準備基材，於該基材上塗佈包含作為包覆層形成材料之感光性樹脂組成物之感光性清漆。對該清漆塗佈面進行紫外線等光照射，進而視需要進行加熱處理，藉此使感光性清漆硬化。如此而形成底包覆層(包覆層之下方部分)。
接著，於上述底包覆層上塗佈使本發明之感光性樹脂組成物溶解於有機溶劑而成之芯層形成材料(感光性清漆)，藉此形成芯層形成用之未硬化層。此時，於塗佈上述芯層形成材料(感光性清漆)後，藉由將有機溶劑加熱乾燥而去除，可形成為成為未硬化之光波導芯層形成用光硬化性薄膜之薄膜形狀。然後，於該芯形成用未硬化層面上配設用以使特定圖案(光波導圖案)曝光之光罩，經由該光罩進行紫外線等光照射，進而視需要進行加熱處理。之後，使 用顯影液將上述芯形成用未硬化層之未曝光部分溶解去除，藉此形成特定圖案之芯層。
接著，於上述芯層上，塗佈包含作為上述包覆層形成材料之感光性樹脂組成物之感光性清漆後，進行紫外線照射等光照射，進而視需要進行加熱處理，藉此形成外包覆層(包覆層之上方部分)。藉由經由上述步驟，可製造目標之光波導。
作為上述基材材料，例如可列舉矽晶圓、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SUS等不鏽鋼板等。又，作為上述高分子薄膜，具體而言可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、對萘二甲酸乙二酯薄膜、聚醯亞胺薄膜等。又，其厚度通常設定於10μm~3mm之範圍內。
於上述光照射中，具體而言進行紫外線照射。作為上述紫外線照射之紫外線光源，例如可列舉低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又，紫外線之照射量通常為10~20000mJ/cm2、較佳為100~15000mJ/cm2、更佳為500~10000mJ/cm2程度。
進而，上述藉由紫外線照射等之光照射之曝光後，為了使光反應之硬化完成，亦可進一步實施加熱處理。 又，作為上述加熱處理條件，通常於80~250℃、較佳為100~150℃下，在10秒~2小時、較佳為5分鐘~1小時之範圍內進行。
又，作為上述包覆層形成材料，例如可列舉：雙 酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、氟化環氧樹脂、環氧改質聚矽氧樹脂等各種液狀環氧樹脂、固形環氧樹脂、進而適當含有前述各種光酸產生劑之樹脂組成物，與芯層形成材料相比較，宜進行成為低折射率之調配設計。進而，由於視需要將包覆層形成材料調製為清漆進行塗佈，故為獲得適合塗佈之黏度，亦可適量使用先前公知之各種有機溶劑、且於不使作為使用上述芯層形成材料之光波導之功能降低之程度之各種添加劑(抗氧化劑、密著賦予劑、調平劑、UV吸收劑)。
作為上述用於調製清漆用之有機溶劑，與前述相同，例如可列舉：乳酸乙酯、甲基乙基酮、環己酮、2-丁酮、N,N-二甲基乙醯胺、二甘醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇甲基乙酸酯、丙二醇單甲醚、四甲基呋喃、二甲氧基乙烷等。該等有機溶劑可單獨或併用二種以上，為獲得適合塗佈之黏度而適量使用。
再者，作為於上述基材上使用各層之形成材料之塗佈方法，例如可使用：藉由旋轉塗佈機、塗佈機、圓式塗佈機、棒式塗佈機等塗佈之方法、或網版印刷、使用間隔件形成間隙，藉由毛細管現象將形成材料注入其內之方法、藉由多功能塗佈機等塗佈機以R-to-R連續地塗佈之方法等。又，上述光波導亦可藉由將上述基材剝離去除，而成為薄膜狀光波導。
如此所獲得之光波導例如可使用作為光電傳輸用混合撓性印刷配線板用之光波導。
實施例
接著，基於實施例說明本發明。唯，本發明不限定於此等實施例。又，例中，於無特別說明之下，「份」表示重量基準。
[實施例1]
首先，於製作成為實施例之光波導之前，調製作為包覆層形成材料及芯層形成材料之各感光性清漆。
<底包覆層形成材料之調製>
於遮光條件下，將固形多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)67份、固形氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8040、三菱化學公司製)33份、光酸產生劑(CPI-101A、Sanapro公司製)1份、受阻酚系抗氧化劑(Songnox1010、共同藥品公司製)0.5份、磷系抗氧化劑(HCA、三光公司製)0.5份與乳酸乙酯55份混合，於85℃加熱下攪拌使之完全溶解，之後冷卻至室溫(25℃)後，使用直徑1.0μm之薄膜過濾器進行加熱加壓過濾，藉此調製完成成為底包覆形成材料之感光性清漆。
<芯層形成材料之調製>
於遮光條件下，將固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)75份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)25份、光酸產生劑(WPAG-1056、和光純藥工業公司製)1份、受阻酚系抗氧化劑(Songnox1010、共同藥品公司製)0.5份、磷酸酯系抗氧化劑(HCA、三光公司製)0.5份與乳酸乙酯50份混 合，於85℃加熱下攪拌使之完全溶解，之後冷卻至室溫(25℃)後，使用直徑1.0μm之薄膜過濾器進行加熱加壓過濾，藉此調製完成成為芯層形成材料之感光性清漆。
<外包覆層形成材料之調製>
於遮光條件下，將固形氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8040、三菱化學公司製)60份、固形多官能脂肪族環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)30份、液狀脂肪族環氧樹脂(YL-7410、三菱化學公司製)10份、光酸產生劑(CPI-101A、Sanapro公司製)1份、受阻酚系抗氧化劑(Songnox1010、共同藥品公司製)0.5份、磷系抗氧化劑(HCA、三光公司製)0.5份與乳酸乙酯50份混合，於85℃加熱下攪拌使之完全溶解，之後冷卻至室溫(25℃)後，使用直徑1.0μm之薄膜過濾器進行加熱加壓過濾，藉此調製完成成為底包覆層形成材料之感光性清漆。
《光波導之製作》
<底包覆層之製作>
於厚度約500μm之矽晶圓上，使用旋轉塗佈機塗佈上述作為底包覆層形成材料之感光性清漆後，於加熱板上進行有機溶劑之乾燥(130℃×10分鐘)。接著，藉由UV照射機[5000mJ/cm2(I線濾鏡)]進行整面曝光，進而進行後加熱(130℃×10分鐘)，藉此於矽晶圓上製成底包覆層(厚度：15μm)。
<芯層之製作>
於如上所述形成之底包覆層上，使用旋轉塗佈機塗佈作為芯層形成材料之感光性清漆後，於加熱板上使有機溶 劑(乳酸乙酯)乾燥(130℃×10分鐘)，藉此形成未硬化薄膜狀態之未硬化層(芯形成層)。對於形成之未硬化層(芯形成層)，以UV照射機[混線(無帶通濾波器)]進行9000mJ/cm2(波長365nm累計)之光罩圖案曝光[圖案寬度/圖案間隔(L/S)=50μm/200μm]，進行後加熱(130℃×10分鐘)。之後，於γ-丁內酯中進行顯影(室溫(25℃)下、4分鐘)後，水洗、於加熱板上使水分乾燥(120℃×10分鐘)，藉此製成特定圖案之芯層(厚度50μm)。
<外包覆層之製作>
於如上所述形成之芯層上，使用旋轉塗佈機塗佈作為外包覆層形成材料之感光性清漆後，於加熱板上進行有機溶劑(乳酸乙酯)之乾燥(130℃×5分鐘)。之後，進行5000mJ/cm2(I線濾鏡)之曝光、130℃×10分鐘之曝光後加熱處理(PEB處理)，藉此製成外包覆層(芯層上之外包覆層厚度10μm)。
藉此，製成於矽晶圓上形成有底包覆層，於該底包覆層上形成有特定圖案之芯層，進而於該芯層上形成有外包覆層之光波導(光波導總厚度75μm)。
[實施例2]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)70份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)30份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感 光性清漆，製成光波導。
[實施例3]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)65份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)35份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[實施例4]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)60份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[實施例5]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)55份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)45份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[實施例6]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂 成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵住金化學公司製)75份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)13份、液狀氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8034、三菱化學公司製)12份、乳酸乙酯40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[實施例7]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵住金化學公司製)55份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)25份、液狀氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8034、三菱化學公司製)20份、乳酸乙酯40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[比較例1]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)80份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)20份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[比較例2]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂 (YDCN-700-7、新日鐵住金化學公司製)50份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)50份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[比較例3]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵住金化學公司製)80份、液狀氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8034、三菱化學公司製)20份、乳酸乙酯40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[比較例4]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵住金化學公司製)50份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)25份、液狀氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8034、三菱化學公司製)25份、乳酸乙酯40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
[比較例5]
於作為芯層形成材料之感光性清漆之調製中，將樹脂成分之調配組成變更為固形甲酚醛型固形環氧樹脂(YDCN-700-10、新日鐵住金化學公司製)50份、固形脂肪族多官能脂環式環氧樹脂(EHPE-3150、Daicel公司製)40份、 液狀氫化雙酚A型環氧樹脂(YX-8034、三菱化學公司製)10份、乳酸乙酯40份。除此之外與實施例1相同方法調製成為芯層形成材料之感光性清漆，製成光波導。
使用經如此方式獲得之作為各芯層形成材料之感光性清漆、及各光波導，就光波導之損失評價(直線損失)及r=1.5mm彎曲損失、黏性評價、未硬化薄膜柔軟性評價按照下述方法進行測定及評價。將其等結果與芯層形成材料之調配組成一起合併顯示於後面之表1~表2。
[光波導之損失評價(直線損失)]
使用由上述實施例及比較例得到之光波導作為樣品，將自光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜公司製)振盪之光以多模光纖[FFP-G120-0500、三喜公司製(直徑50μmMMF、NA=0.2)]集光後，入射至上述樣品。然後，將自樣品出射之光以透鏡[FH14-11、清和光學製作所公司製(倍率20、NA=0.4)]集光，藉由光測量系統(Optical Multi Power Meter Q8221、Advantest公司製)評價6通道。自其平均總損失算出直線損失，基於下述基準進行評價。
○：總直線損失為未達0.05dB/cm。
X：總直線損失為0.05dB/cm以上。
[r=1.5mm彎曲損失評價]
將由上述實施例及比較例得到之光波導自作為基材之矽晶圓剝離，與上述直線損失同樣地測定、評價360°捲繞於直徑1.5mm之金屬棒時之過剩損失值。將其結果基於下述基準進行評價。
○：過剩損失為0.1dB/cm以下。
X：過剩損失為超過0.1dB/cm之值。
[黏性評價]
將於上述實施例及比較例中調製成之成為芯層形成材料之感光性清漆，使用旋轉塗佈機塗佈於厚度約500μm之矽晶圓上，於加熱板上進行乾燥(130℃×5分鐘之預烘烤)，藉此製成未硬化薄膜層(厚度約50μm)。藉由手指觸摸確認所獲得之未硬化薄膜層之表面，其結果基於下述基準進行評價。
○：無黏性，且未產生表面粗糙。
X：有黏性，且產生表面粗糙。
[未硬化薄膜柔軟性(R-to-R適用性評價)]
將於上述實施例及比較例中調製成之成為芯層形成材料之感光性清漆，使用旋轉塗佈機塗佈於厚度50μm之SUS基材上，進行乾燥(130℃×5分鐘)，藉此製成厚度約50μm之未硬化薄膜。將形成於上述SUS基材上之未硬化薄膜(非晶質薄膜)沿著直徑8cm之卷芯捲繞，藉由目視確認薄膜有無產生裂痕。其結果基於下述基準進行評價。
○：未產生裂痕。
X：產生裂痕。
Figure 104134922-A0202-12-0022-1
Figure 104134922-A0202-12-0023-2
由上述結果，於特定範圍調配芳香族環氧樹脂與脂肪族環氧樹脂而成之感光性樹脂組成物(實施例品)及具備使用上述感光性樹脂組成物而形成之芯層之光波導，於光波導之損失評價(直線損失)、r=1.5mm彎曲損失、黏性評價、未硬化薄膜柔軟性評價之全部中獲得良好之評價結果。
相對於此，芳香族環氧樹脂之調配比率為樹脂成分中80重量%之比較例1、3樣品，關於直線損失為不良結 果，芳香族環氧樹脂之調配比率為樹脂成分中50重量%之比較例2、4、5樣品，於r=1.5mm彎曲損失評價為不良結果。又，使用缺乏未硬化薄膜柔軟性之YDCN-700-10之比較例中，即比較例4、5樣品之情形，即使液狀樹脂所佔比率為樹脂成分中25重量%之比較例4樣品，黏性成為不良結果，液狀樹脂所佔比率為樹脂成分中10重量%之比較例5樣品，未硬化薄膜柔軟性成為不良結果。
於上述實施例中，顯示本發明之具體形態，但上述實施例只不過是單純的舉例，並非進行限定解釋。該技術領域者所明白之各種變化意欲為本發明之範圍內。
產業上之可利用性
本發明之光波導用感光性樹脂組成物作為構成光波導之芯層之形成材料為有用。又，使用上述光波導用感光性樹脂組成物製作之光波導，例如用於光電傳輸用混合撓性印刷配線板等。

Claims (7)

  1. 一種光波導用感光性樹脂組成物，其特徵在於：含有樹脂成分及光酸產生劑，上述樹脂成分由包含芳香族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂兩者之環氧樹脂成分構成，並且上述芳香族環氧樹脂為環氧樹脂成分整體之55重量%以上且未達80重量%，脂肪族環氧樹脂為超過20重量%且在45重量%以下；並且上述光波導用感光性樹脂組成物不含有下述平均組成式表示的有機矽氧烷化合物：[平均組成式]R1aR2bYcSiOd(式中，R1表示飽和脂肪族烴基；R2表示選自於由芳基及芳烷基所構成群組中之至少1種；Y表示選自於由RO基、羥基、鹵素原子及氫原子所構成群組中之至少1種；R表示選自於由烷基、環烷基、芳基及芳烷基所構成群組中之至少1種；a、b、c及d滿足0≦a<3、0≦b<3、0≦c<3、0<a+b+c<3、0<a+b<3，以及a+b+c+2d=4)。
  2. 如請求項1之光波導用感光性樹脂組成物，其中芳香族環氧樹脂呈現固形。
  3. 如請求項1或2之光波導用感光性樹脂組成物，其中脂肪族環氧樹脂至少包含固形脂肪族環氧樹脂。
  4. 如請求項1或2之光波導用感光性樹脂組成物，該光波導用感光性樹脂組成物為光波導中之芯層形成材料，該光 波導係具有基材並於該基材上形成包覆層、進而於上述包覆層中以特定圖案形成傳播光訊號之芯層而成者。
  5. 一種光波導芯層形成用光硬化性薄膜，係將如請求項1~4中任一項之光波導用感光性樹脂組成物形成為薄膜狀而成。
  6. 一種光波導，其特徵在於：係具有基材並於該基材上形成包覆層、進而於上述包覆層中以特定圖案形成傳播光訊號之芯層而成者，上述芯層係藉由使如請求項1~4中任一項之光波導用感光性樹脂組成物、或如請求項5之光波導芯層形成用光硬化性薄膜硬化而形成。
  7. 一種光電傳輸用混合撓性印刷配線板，其特徵在於具備如請求項6之光波導。
TW104134922A 2014-10-28 2015-10-23 光波導用感光性樹脂組成物及光波導芯層形成用光硬化性薄膜、以及使用其之光波導、光電傳輸用混合撓性印刷配線板 TWI691785B (zh)

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