WO2014006878A1 - 光導波路および光導波路作製用のドライフィルム - Google Patents
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Definitions
- the use of polymer waveguides in optical circuits enables lightening, miniaturization, and space savings as well as high-speed transmission of equipment, so studies are being made on the hinge part of mobile terminals.
- the polymer material used for the optical circuit is required to have transparency in the wavelength region of light to be used, usually in the visible light region.
- it is required to be more flexible. For example, in order to reduce the size of a portable terminal, it is necessary that the mobile terminal be not broken even when it is bent and operated with a small bending radius, and more stringent flexibility is required year by year.
- the material is also required to have patternability.
- the present inventors have determined that a (meth) acrylic acid monomer having an epoxy group and a specific compound not having an epoxy group are present.
- the resin composition containing a polymer obtained by polymerizing a monomer group containing a (meth) acrylic acid monomer as an epoxy curing component is excellent in patternability during processing and is cured. It has been found that a cured product obtained by reacting an epoxy group with an initiator and three-dimensionally cross-linking is excellent in transparency, flexibility and heat resistance. And it turned out that the optical waveguide which has a clad layer formed using such a resin composition is excellent in transparency and flexibility. Furthermore, it has been found that such an uncured body of the resin composition is excellent in tackiness and toughness and useful for forming an optical waveguide.
- R represents hydrogen or a methyl group
- R represents hydrogen or a methyl group
- R represents an epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate represented by the general formula (3):
- Step 3 The first resin layer is laminated on the underclad and the core to form an overclad resin layer.
- the overcladding can be formed by using the dry film used in step 1, transferring the resin film onto the undercladding and the core, and further curing the resin film. Specifically, it is the same as that described in the undercladding formation.
- Non-epoxy monomer (Non-epoxy monomer)
- the non-epoxy monomer (B) that can be used in the present invention is of the structural formula shown by the general formula (1), and preferred examples include tetrahydrofurfuryl methacrylate.
- Tg glass transition temperature
- the release film was peeled off from the produced dry film, exposed with a light amount of 4 J / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp, subjected to heat treatment at 150 ° C. for 1 hour, and then the PET film was peeled off.
- This cured resin layer was cut into 5 mm ⁇ 50 mm, and the peak temperature of the complex elastic modulus (E ′′) was measured as Tg with a viscoelastic spectrometer DMS200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo. As a result, Tg was 147 ° C. and it had sufficient heat resistance with respect to the normal use temperature.
- An epoxy resin varnish 7 was prepared by blending 1 part by weight of a photocationic curing agent (CPI101A manufactured by San Apro Co., Ltd.) with 100 parts by weight of the resin in the dilution and filtering through a membrane filter having a pore size of 1 ⁇ m. Each evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
- a photocationic curing agent CPI101A manufactured by San Apro Co., Ltd.
- Example 10 Glycidyl methacrylate and tetrahydrofurfuryl methacrylate were mixed at a molar ratio of 1:10, and radical polymerization was performed to obtain a raw material resin H having a weight average molecular weight Mw adjusted to 220,000.
- An epoxy resin varnish 10 was prepared in the same manner as in Example 9 except that the raw material resin H was used. Each evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
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Abstract
Description
特許文献2~4には、エポキシ基を有するビフェノール構造を主鎖に含むエポキシ樹脂から誘導される化合物を含み、耐熱性、耐湿性、強靱性に優れ、高屈折率を示す硬化物を与える活性エネルギー線硬化型光学用組成物および前記組成物のドライフィルムが開示されている。
特許文献5には、少なくとも1個の(メタ)アクリルロイル基と、少なくとも1個のエポキシ基とを有する化合物を含む放射線硬化性組成物の硬化体からなる接着剤層を有する光電気混載基板が開示されている。
特許文献6には、不飽和二重結合含有エポキシ樹脂を含む耐熱性感光性樹脂組成物およびそれを用いたドライフィルムが開示されている。
また、特許文献2および5には、かかる組成物を光導波路に用いることが開示されている。
しかしながら、架橋密度を減少させると、ガラス転移温度 (Tg)が低下して耐熱性が不足する問題が発生する。また、熱可塑性樹脂は分子間の架橋がないため、耐溶剤性が不足したり、パターニング性を付与できなかったりする等の問題が発生することになる。
一方、耐熱性を付与するために、架橋密度を増加させることが一般的であるが、耐熱性は向上するが屈曲性が不足する。このように、加工時のパターニング性、硬化物の透明性、屈曲性、耐熱性を全て兼ね備えた樹脂組成物がないのが現状である。
このドライフィルムは、未硬化の樹脂層を保護するための離型フィルムを有していてもよい。
前記配合割合が1:1未満であれば、エポキシ系単量体(A)が多く、硬化体におけるエポキシ架橋密度が過剰となり、硬化体の柔軟性が不足し、1:20を超えると、エポキシ系単量体(A)が少なく、硬化体におけるエポキシ架橋密度が不充分となり、硬化体の強度が不足する。
前記エポキシ当量が250未満であれば、硬化体におけるエポキシ架橋密度が過剰となり、硬化体の柔軟性が不足し、5,000を超えると、硬化体におけるエポキシ架橋密度が不充分となり、硬化体の強度が不足する。
この場合、前記重量平均分子量が50,000未満であると、硬化体の柔軟性が不足する。一方、前記重量平均分子量が500,000を超えると、ワニス粘度が高くなりすぎてドライフィルムにおける良好な樹脂層を形成することが困難となり、また、樹脂層を基板等に転写するときに軟化しにくく積層性が低下する。さらに、前記分子量が上記の範囲にあれば、エポキシ樹脂組成物は溶剤やその他の原料との相溶性に優れるため、ドライフィルムにおける樹脂層の透明性が向上し、また、現像性に優れたものとなる。
この場合、樹脂成分中に液状エポキシを含有させることによって、未硬化樹脂層のタック性を向上することができる。また、未硬化樹脂層のじん性にも優れるため、割れや粉落ちが減少する。このとき、前記液状エポキシ樹脂の含有量が5%未満であると、得られた未硬化樹脂層のタック性が低下するため、硬化前のフィルムの柔軟性が不足し、取扱性が劣る。一方、その含有量が35%を超えると、未硬化樹脂層のタック性が高くなりすぎるため、ドライフィルムから樹脂層を基材等に転写するときに気泡が入りやすくなる。
当該実施形態では、フレキシブル基板上に、コアおよび該コアを包囲するクラッドからなる光導波路が作製される。この光導波路は、例えば以下に示す工程により作製することができる。
フレキシブル基板上に、透明な第1の樹脂層を積層してアンダークラッドを形成する。このとき、前記第1の樹脂層としては、前述のドライフィルムにおける膜状のエポキシ樹脂組成物を適用できる。すなわち、前記ドライフィルムをフレキシブル基板上に積層し、キャリアフィルムを剥離してエポキシ樹脂組成物の膜を転写することにより、アンダークラッド用樹脂層を形成することができる。このアンダークラッド用樹脂層はエネルギー線照射や加熱することにより硬化させてアンダークラッドが形成される。
前記アンダークラッド上に、透明な第2の樹脂層を積層してコアを形成する。このとき、コアを形成するために用いる第2の樹脂層は、硬化状態において、透明性を有し、かつ、アンダークラッドおよびオーバークラッドからなるクラッドを形成するために用いる前記第1の樹脂層が硬化したときの屈折率よりも高い屈折率を有するものであればよい。第2の樹脂層の材料としては、前記第1の樹脂層とは異なる材料を用いることが可能であり、また前記第1の樹脂層と同じ材料に別の材料を加えて屈折率を調整したもの、あるいは、第1の樹脂層の各種原料構成比率を変更して屈折率を調整したものを用いることも可能である。
また、前記第2の樹脂層を積層する方法としては、前述のドライフィルムと構造が同じであってエポキシ樹脂組成物が導波路のコア用であるという点が異なるコア形成用ドライフィルムを用いて、前記アンダークラッド上にコア形成用の樹脂膜を転写することによりコア形成層を形成し、さらに所定のコア形状にパターニングすることにより形成することができる。ここで言うパターニングとは、アンダークラッドのパターニングと同様である。
アンダークラッドおよびコアの上に、前記第1の樹脂層を積層して、オーバークラッド用樹脂層を形成する。このとき、工程1で用いるドライフィルムを使用し、アンダークラッドおよびコアの上に樹脂膜を転写し、さらに硬化させることによりオーバークラッドを形成することができる。具体的にはアンダークラッド形成で説明したものと同様である。
以下、クラッド形成用の樹脂組成物の各成分について説明する。
本発明で用いることができるエポキシ系単量体(A)は、後述の非エポキシ系単量体と重合体を形成しうるものが用いられるものであって、一般式(2)で表されるエポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートまたは一般式(3)で表されるグリシジル(メタ)アクリレートであるが、その好適な例として、エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、グリシジルメタクリレートが挙げられる。
本発明で用いることができる非エポキシ系単量体(B)は、一般式(1)で示した構造式のものであるが、好適な例としてテトラヒドロフルフリルメタクリレートが挙げられる。
本発明に用いることができる希釈剤として、例えば、メチルイソブチルケトン、トルエン、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートが挙げられる。
本発明では重合と硬化という似た意味を持つ表現を、特定の違う意味で用いている。つまり重合とは、いわゆる(メタ)アクリル酸エステル類をはじめとする付加反応可能な(重合性の、とも言う)炭素―炭素二重結合を有する化合物を、概ね線状のオリゴマーあるいはポリマーに合成することを表している。そして硬化とは、エポキシ基を有する化合物やオリゴマー、ポリマーがエポキシ基の開環反応に起因する反応で三次元的な化学構造に変化させることを表している。また、本発明において付加的に使用することができる、付加反応可能な炭素―炭素二重結合を有する化合物を三次元的な化学構造を有するポリマーに変化させる樹脂系においては、その反応のことを硬化と表している。この場合の硬化と前記の重合は、素反応と開始剤の種類の観点からは同じであるが、本発明の説明においては、得られるポリマーが概ね線状であるか三次元ネットワークポリマーであるかの違いを表すために表現を使い分けている。
ラジカル重合開始剤の例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオン)アミジン・二塩酸塩のようなアゾ化合物、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボナート、ラウロイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシベンゾエートのような有機過酸化物が挙げられる。アニオン重合開始剤としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属またはその有機化物、アルミニウムや亜鉛の有機化物などを例示できる。カチオン重合開始剤としては、水素イオンを発生する各種のブロンステッド酸、あるいは、各種のルイス酸を例示できる。
これらの重合開始剤は、重合反応を開始する際に開裂や転移等の化学構造変化が生じる、あるいは重合反応終了時に活性を無くすクエンチ(Quench)処理がなされる、あるいは重合体精製時に除去される事などにより、光導波路を構成する樹脂硬化物の前段階であるエポキシ樹脂組成物の配合原料としての重合体においては、該重合開始剤は実質的に含まれていない、あるいは重合開始能力のない物質となっている。
本発明に用いることができるエポキシ基を架橋させて硬化させる硬化開始剤としては、エポキシ基を開環させて架橋反応を誘起するものであれば特に限定されず、例えば、光酸発生剤や光塩基発生剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤等を用いることができる。酸発生剤としては活性エネルギー線や熱によりルイス酸あるいはブレンステッド酸を発生するものであって具体例としては、陰イオンとしてPF6 -、AsF6 -、SbF6 -、SbCl6 2-、BF4 -、SnCl6 -、FeCl4 -、BiCl5 2-などを持つアリールジアゾニウム塩、また、陰イオンとしてPF6 -、AsF6 -、SbF6 -、SbCl6 2-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -、FSO3 -、F2PO2 -、B(C6F5)4 -などを持つジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、さらに、陰イオンとしてPF6 -、AsF6 -、SbF6 -などを持つジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアルキル-4-ヒドロキシフェニルスルフォニウム塩、また、α-ヒドロキシメチルベンゾインスルホン酸エステルや、N-ヒドロキシイミドスルホネート、α-スルホニロキシケトンやβ-スルホニロキシケトンなどのスルホン酸エステル、さらに、鉄のアレン化合物、シラノール-アルミニウム錯体、o-ニトロベンジル-トリフェニルシリルエーテルなどを例示できる。また、塩基発生剤としては、活性エネルギー線や熱により塩基を発生するものであって具体例としては、α-アミノケトン化合物、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体、各種のホスフィンオキシド、光フリース転位や光クライゼン転位、クルチウス転位、スチーブンス転位によって塩基を発生させる化合物などを例示できる。具体的には、光硬化開始剤としての光酸発生剤(光カチオン開始剤ともいう)としては、例えばサンアプロ株式会社製CPI101A、CPI200K、株式会社アデカ製SP-170を利用することができる。さらに、光塩基発生剤の例としては、和光純薬工業株式会社製の、WPBG-018、WPBG-027、WPBG-082、WPBG-140、WPBG-165、WPBG-166、WPBG-167、WPBG-168、WPBG-172などがある。
さらに、光硬化開始剤を使用する場合には、より少ない光量(パワー)で硬化可能にするため、あるいはより低エネルギーの光(長波長の光)で硬化可能にするために、各種の増感剤を併用することができる。
本発明では、樹脂組成物に液状エポキシ樹脂を含有させることができる。この液状エポキシ樹脂は、室温にて液状の形態のエポキシ樹脂であり、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂や水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等が挙げられる。具体的には、新日鐵化学株式会社製/エポトートYH300、三菱化学株式会社製/エピコートYX8000、大日本インキ化学工業株式会社製/エピクロン850sが挙げられる。
本発明では、樹脂組成物に上記以外の添加剤を必要に応じて併用することができる。例えば、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、酸化防止助剤、蛍光発生剤、染料や顔料などを例示できる。また、有機物あるいは無機物の平均粒径が5nm~5μmの微小なフィラーを添加することもできる。この場合、樹脂組成物の硬化物の線膨張係数を低減したり、屈折率を上げるまたは下げられる、あるいは組成物の難燃性を向上できる、あるいは強度や硬度を向上できる、あるいは表面への金属をはじめとする他物質の密着性を向上できる、などの効果を付与できる。
以下、コア形成用の樹脂組成物の各成分について説明する。
コア用樹脂組成物は、硬化後の屈折率をクラッドよりも高くするための処方を採用する必要がある。一例としては、前記のエポキシ系単量体(A)と非エポキシ系単量体(B)とを含む重合体において、原料の単量体に芳香族骨格を有する(メタ)アクリル酸系単量体をも含んだものを使用し、エポキシ樹脂として硬化後の屈折率を高める方法が挙げられる。また、該重合体がクラッド用樹脂組成物と同じものを使用する場合であっても、他の芳香族骨格を有するエポキシ樹脂の含有率を高めた組成物とすることを例示できる。さらには、クラッド用樹脂組成物で用いられる該重合体は使用せず、他のエポキシ樹脂を含む屈折率の高い組成物あるいは、エポキシ基の架橋反応による硬化以外の硬化システムを有する樹脂であって硬化後の屈折率がクラッドよりも高い樹脂の組成物、例えばエチレン性二重結合を有する組成物をラジカル硬化させる樹脂などを例示できる。
以下、本発明のドライフィルムに関連するその他の構成要素について説明する。
本発明のドライフィルムに用いることができるキャリアフィルムとして、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルムが挙げられる。
本発明のドライフィルムに用いることができる離型フィルムとして、例えば、ポリプロピレンが挙げられる。このフィルムは一般的には保護フィルムあるいは、カバーフィルム、セパレータ(フィルム)などと呼ばれることもあり、樹脂組成物表面への異物付着や傷防止目的で使用される。
本発明に用いることができるフレキシブル基板として、フレキシブルプリント配線基板に用いる基板であれば特に限定されず、例えば、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルムが挙げられる。
(ワニス/ドライフィルムの作製)
グリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:10で混合し、ラジカル重合して重量平均分子量Mwを9万に調整した原料樹脂Aを得た。100重量部の原料樹脂Aを110重量部のメチルイソブチルケトン (MIBK)で希釈した。この希釈物中の樹脂分を100重量部として、光カチオン硬化剤(サンアプロ株式会社製CPI101A)を1重量部配合し、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過することによって、エポキシ樹脂ワニス1を調製した。
作製したドライフィルムから離型フィルムを剥離し、剥離面に超高圧水銀灯で4J/cm2の光量で露光し、150℃にて1時間の熱処理を行って硬化させた。この硬化フィルムの透明性を目視にて確認した結果、透明であった。
作製したドライフィルムから離型フィルムを剥離し、真空ラミネーター「ニチゴー・モートン株式会社製 V-130」で60℃、0.2MPaの条件で、樹脂層を基板上にラミネートした。そして幅35μm、長さ120mmの直線パターンのスリットを形成したネガマスクを表面に重ね、超高圧水銀灯で3J/cm2の条件で紫外光を照射することによって露光し、樹脂層のスリットに対応する部分を光硬化させた。次に樹脂層からPETフィルムを剥離した後、140℃で2分間熱処理を行ない、さらに現像液として55℃に調整した水系フラックス洗浄剤(荒川化学工業株式会社製「パインアルファST-100SX」)を用いて現像処理することによって、樹脂層の未露光部分を溶解除去し、さらに水で仕上げ洗浄してエアブローした後、100℃で10分間乾燥した。その後、顕微鏡にて拡大し、目視観察することで、パターニング可能であることを確認した。
耐熱性として、ガラス転移温度 (Tg)を評価した。作製したドライフィルムから離型フィルムを剥離し、超高圧水銀灯で4J/cm2の光量で露光し、150℃にて1時間の熱処理を行った後、PETフィルムを剥離した。この硬化済み樹脂層を5mm×50mmにカットし、セイコー電子工業株式会社製の粘弾性スペクトロメータDMS200にて複素弾性率(E'')のピーク温度をTgとして測定した。その結果、Tgは147℃であり、通常の使用温度に対して十分な耐熱性を有していた。
厚み25μmのポリイミドフィルムの両面に厚み12μmの銅箔を積層したフレキシブル両面銅張積層板(パナソニック株式会社製「FELIOS(R-F775)」)を用い、両面の銅箔をエッチングして除去することによって、130mm×130mmの外形サイズのフレキシブル基板を作製した。そして140mm×140mm×厚み2mmのガラス板の全面に再剥離タイプ両面粘着テープ(株式会社寺岡製作所製「No.7692」)の強粘着面を、加圧式真空ラミネーター(ニチゴー・モートン株式会社製「V-130」)を用いて60℃、0.2MPaの条件でラミネートし、さらに両面粘着テープの弱粘着面にフレキシブル基板を真空ラミネーター「V-130」を用いて同条件でラミネートすることによって、ガラス板にフレキシブル基板を仮接着した。
(液状エポキシ樹脂を配合したワニス/ドライフィルムの作製)
実施例1で得られた原料樹脂Aと液状エポキシ樹脂であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製エピクロン850s)とを74重量部:26重量部で攪拌配合した。この配合物100重量部を110重量部のメチルイソブチルケトン (MIBK)で希釈した。この希釈物中の樹脂分を100重量部として、光カチオン硬化剤(サンアプロ株式会社製CPI101A)を1重量部配合し、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過することによって、エポキシ樹脂ワニス2を調製した。
作製したドライフィルムをカッターで切断し、切断面からの粉落ちを目視観察することで未硬化樹脂層のじん性を評価した。液状エポキシ樹脂を配合していないエポキシ樹脂ワニス1を用いて作製した樹脂層ではカッターで切断すると割れや粉落ちが観察されていたため、取扱いに気をつけないといけなかったが、液状エポキシ樹脂を配合したエポキシ樹脂ワニス2を用いて作製した樹脂層では、割れや粉落ちがなく、じん性があり、取扱い性が優れていた。
実施例1のグリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:3で配合して、重量平均分子量Mwを10万に調整した原料樹脂Bを得た以外は、実施例2と同様にエポキシ樹脂ワニス3を調製し、各評価を実施した。
実施例1のグリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:5で配合して、重量平均分子量Mwを10万に調整した原料樹脂Cを得た以外は、実施例2と同様にエポキシ樹脂ワニス4を調製し、各評価を実施した。
実施例1のグリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:13で配合して、重量平均分子量Mwを11万に調整した原料樹脂Dを得た以外は、実施例2と同様にエポキシ樹脂ワニス5を調製し、各評価を実施した。
実施例1のグリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:20で配合して、重量平均分子量Mwを10万に調整した原料樹脂Eを得た以外は、実施例2と同様にエポキシ樹脂ワニス6を調製し、各評価を実施した。
エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:10で混合し、ラジカル重合して重量平均分子量Mwを11万に調整した原料樹脂Fを得た。得られた原料樹脂Fと液状エポキシ樹脂であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製エピクロン850s)とを74重量部:26重量部で攪拌配合した。この配合物100重量部を110重量部のメチルイソブチルケトン (MIBK)で希釈した。この希釈物中の樹脂分を100重量部として、光カチオン硬化剤(サンアプロ株式会社製CPI101A)を1重量部配合し、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過することによって、エポキシ樹脂ワニス7を調製した。実施例2と同様に各評価を実施した。
実施例2の液状エポキシ樹脂をビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂に変更する以外は同様にエポキシ樹脂ワニス8を作製し、各評価を実施した。
グリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:5で混合し、ラジカル重合して重量平均分子量Mwを22万に調整した原料樹脂Gを得た。得られた原料樹脂Gと液状エポキシ樹脂であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製エピクロン850s)とを80重量部:20重量部で攪拌配合した。この配合物100重量部を110重量部のメチルイソブチルケトン (MIBK)で希釈した。この希釈物中の樹脂分を100重量部として、光カチオン硬化剤(サンアプロ株式会社製CPI101A)を1重量部配合し、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過することによって、エポキシ樹脂ワニス9を調製した。実施例2と同様に各評価を実施した。
グリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:10で混合し、ラジカル重合して重量平均分子量Mwを22万に調整した原料樹脂Hを得た。原料樹脂Hを使用する以外は実施例9と同様にエポキシ樹脂ワニス10を調製した。実施例2と同様に各評価を実施した。
グリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:13で混合し、ラジカル重合して重量平均分子量Mwを22万に調整した原料樹脂Iを得た。原料樹脂Iを使用する以外は実施例9と同様にエポキシ樹脂ワニス11を調製した。実施例2と同様に各評価を実施した。
比較例として、グリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルアクリレートをモル比1:10で混合し、ラジカル重合して分子量Mwを45万に調整した原料樹脂Jを得た。原料樹脂Jを使用して、実施例1と同様にエポキシ樹脂ワニス12を調製した。
比較例1で得られた原料樹脂Jと液状エポキシ樹脂であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製エピクロン850s)とを74重量部:26重量部で攪拌配合した。この配合物100重量部を110重量部のメチルイソブチルケトン (MIBK)で希釈した。この希釈物中の樹脂分を100重量部として、光カチオン硬化剤(サンアプロ株式会社製CPI101A)を1重量部配合し、孔径1μmのメンブランフィルターで濾過することによって、エポキシ樹脂ワニス13を調製した。
比較例1のグリシジルメタクリレートとテトラヒドロフルフリルメタクリレートをモル比1:5で配合して、重量平均分子量Mwを21万に調整した原料樹脂Kを得た以外は、比較例2と同様にエポキシ樹脂ワニス14を調製し、各評価を実施した。
(ワニス・フィルムの作製/材料特性評価)
表4の配合に従って、各材料をガラス容器に秤取し、還流下60℃で溶解した後、目開き1μmのPTFE製メンブランフィルターで濾過することによって、ワニスを調製した。そしてこのワニスを東洋紡績株式会社製PETフィルム(品番A4100)の表面に株式会社ヒラノテクシード製のコンマコーターヘッドのマルチコーターを用いて塗布し、これを乾燥することによって、厚み30μmの樹脂層を有するコア用ドライフィルムを作製した。
原料b:大日本インキ化学工業株式会社製「エピクロン850S」
原料c:東都化成株式会社製「YP50」
原料d:ダイセル化学工業株式会社製「セロキサイド2081」
原料e:株式会社アデカ製「SP-170」(SbF6-系スルホニウム塩)
原料f:三新化学工業株式会社製「SI-150L」(SbF6-系スルホニウム塩)
原料g:大日本インキ化学工業株式会社製「F470」
原料h:MEK
原料i:トルエン
(導波路の作製)
光導波路は、概略、フレキシブルプリント配線基板など回路が形成されたフレキシブルな基板上に形成されたクラッドと、クラッドに包囲されたコアとで構成される。ここで、クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも低く形成されるため、コアの末端から入射した光は、コアとクラッドとの界面で全反射しながらコアの反対側の末端まで到達する。
このとき、所定形状のスリットが形成されたマスクを通して紫外線など光硬化が可能な光を照射することによって、クラッドをパターニングすることも可能である。この場合、クラッド用ドライフィルムの樹脂層1aにクラッドパターン用のフォトマスクを用いて露光する(図示せず)。このように露光した後、クラッド用ドライフィルムの樹脂層1aを現像処理して、露光されていない部分の樹脂層を除去することによって、露光して光硬化されたクラッドを所定パターン形状で基板表面に形成する。
(光電複合配線板の作製)
厚み25μmのポリイミドフィルムの両面に厚み12μmの銅箔を積層したフレキシブル両面銅張積層板(パナソニック株式会社製「FELIOS(R-F775)」)を用い、片面の銅箔にパターニングを施して回路11を形成すると共に、他の片面の銅箔をエッチングして除去することによって、130mm×130mmの外形サイズのフレキシブルプリント配線基板からなる、フレキシブル基板10を作製した(図2(a))。
またこのように現像処理を行なった後、アンダークラッドの表面状態を目視観察し、コアの外観を実体顕微鏡で観察した。
すなわち、まず切削刃の頂角が90°の回転ブレード(株式会社ディスコ製「#5000」ブレード)を用い、回転数10000rpm、移動速度0.1mm/sの条件で、コア4の両端からそれぞれ10mmの位置を横切るように移動させることによって、深さ40μmのV溝19を加工し、次に「クラッド材料」のワニスをトルエン:MEK=3:7の溶剤で50倍に希釈した溶液をV溝にブラシで薄く塗布し、100℃で30分間乾燥した後に超高圧水銀灯で1J/cm2の条件で紫外光を照射して露光し、さらに120℃で10分間熱処理を行なうことによって、V溝の平滑化を行なった。この後、V溝の部分のみが開口されたメタルマスクを被せて金を真空蒸着することによって、V溝の表面に1000Å厚の金薄膜でマイクロミラー20を形成した。
なお、この光電複合フレキシブル配線板において、光導波路に入射して出射される導波光の光路を図2(i)に矢印で示す。
光損失の測定と耐屈曲性の測定を行なった。光損失の測定は次のようにして行なった。光電複合フレキシブル配線板のフレキシブル基板の表面に、コアの一方の端部のマイクロミラーに対応する箇所においてコア径10μm、NA0.21の光ファイバーの端部をシリコーンオイルのマッチングオイルを介して接続すると共に、コアの他方の端部のマイクロミラーに対応する箇所においてコア径200μm、NA0.4の光ファイバーの端部をマッチングオイルを介して接続し、850nm波長のLED光源からの光をコア径10μm、NA0.21の光ファイバーから光導波路Aに入射させ、コア径200μm、NA0.4の光ファイバーを通して出射される光のパワー(P1)をパワーメータで測定した。一方、この両者の光ファイバーの端面同士を突き当てて光導波路が介在しない状態での光のパワー(P0)をパワーメータで測定した。そして、-10log(P1/P0)の計算式から、光電複合フレキシブル配線板に設けたマイクロミラー付きの光導波路の挿入損失を求めた。また、光電複合フレキシブル配線板の光導波路の部分のみの光損失を測定するために、光電複合フレキシブル配線板の両端部のマイクロミラーの部分を切り落とし、長さが100mmで、両端部に40μm×40μmのコアの端面が露出する光導波路が形成されるようにし、上記と同様に、コアの各端面にそれぞれ光ファイバーを接続して、光導波路を通して出射される光のパワー(P1)と、光導波路が介在しない状態での光のパワー(P0)を測定し、-10log(P1/P0)の計算式から、光導波路の挿入損失を求めた。
2 コア用ドライフィルムの樹脂層
3 クラッド
3a アンダークラッド
3b オーバークラッド
4 コア
10 基板
11 回路
12 スリット
13 フォトマスク
16 ガラス板
17 両面粘着テープ
19 V溝
20 マイクロミラー
Claims (9)
- エポキシ基を有する(メタ)アクリル酸系単量体(A)とエポキシ基を有しない(メタ)アクリル酸系単量体(B)との配合割合がモル比で1:1~1:20であることを特徴とする、請求項1または2に記載の光導波路。
- 前記重合体の重量平均分子量が50,000~500,000であることを特徴とする、請求項1~3いずれか1項に記載の光導波路。
- (メタ)アクリル酸系単量体(A)と(メタ)アクリル酸系単量体(B)との配合割合がモル比で1:1~1:20であることを特徴とする、請求項5または6に記載のドライフィルム。
- 前記重合体の重量平均分子量が50,000~500,000であることを特徴とする、請求項5~7いずれか1項に記載のドライフィルム。
- 前記エポキシ樹脂組成物は、液状エポキシ樹脂を全樹脂成分に対して5~35重量%含有していることを特徴とする、請求項5~8いずれか1項に記載のドライフィルム。
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