JP5360055B2 - Optical waveguide manufacturing method and optical waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路の製造方法及び光導波路に関し、特に、光導波路を生産性良く製造でき、コア層と上部クラッド層との間に気泡が残らない光導波路の製造方法及び光導波路に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide manufacturing method and an optical waveguide, and more particularly to an optical waveguide manufacturing method and an optical waveguide in which the optical waveguide can be manufactured with high productivity and no bubbles remain between the core layer and the upper cladding layer. is there.
情報容量の増大に伴い、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。具体的には、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、電気配線板に光伝送路を複合した光電気混載基板の開発がなされている。光伝送路としては、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能な光導波路を用いることが望ましく、中でも、加工性や経済性に優れたポリマー材料を用いた光導波路が有望である。 With the increase in information capacity, development of optical interconnection technology that uses optical signals not only for communication fields such as trunk lines and access systems but also for information processing in routers and servers is underway. Specifically, in order to use light for short-distance signal transmission between boards in a router or a server device or in a board, an opto-electric hybrid board in which an optical transmission line is combined with an optical transmission path has been developed. As an optical transmission line, it is desirable to use an optical waveguide that has a higher degree of freedom of wiring and can be densified than an optical fiber, and in particular, an optical waveguide that uses a polymer material with excellent workability and economy. Is promising.
光導波路は電気配線板と共存するため、高透明性とともに高耐熱性も要求されるが、このような光導波路材として、フッ素化ポリイミド(例えば非特許文献1)やエポキシ樹脂(例えば特許文献1)が提案されている。
Since an optical waveguide coexists with an electric wiring board, high transparency and high heat resistance are required. As such an optical waveguide material, fluorinated polyimide (for example, Non-Patent Document 1) or epoxy resin (for example,
フッ素化ポリイミドは、300℃以上の高耐熱性と、波長850nmにおいて0.3dB/cmの高透明性を有するものの、製膜には300℃以上で数十分から数時間の加熱条件が必要であるため、電気配線板上での製膜が困難であった。また、フッ素化ポリイミドには感光性がないため、感光・現像による光導波路作製法が適用できず、生産性・大面積化に劣っていた。さらに、液状の材料を基板上に塗布し製膜する方法を用いて光導波路を作製するため、膜厚管理が煩雑であり、しかも基板上に塗布した樹脂が、硬化前は液状であるため、基板上で樹脂が流れてしまい、膜厚の均一性を保つことが困難であるなど、材料形態が液状であることに起因した課題があった。 Although fluorinated polyimide has high heat resistance of 300 ° C. or higher and high transparency of 0.3 dB / cm at a wavelength of 850 nm, film formation requires heating conditions of 300 ° C. or more for several tens of minutes to several hours. For this reason, it is difficult to form a film on an electric wiring board. Further, since fluorinated polyimide has no photosensitivity, the optical waveguide production method by photosensitivity / development cannot be applied, and the productivity and the area increase are inferior. Furthermore, since an optical waveguide is produced using a method of applying a liquid material on a substrate and forming a film, the film thickness management is complicated, and the resin applied on the substrate is liquid before curing, There was a problem caused by the material form being liquid, for example, it was difficult to maintain the uniformity of the film thickness because the resin flowed on the substrate.
一方、液状エポキシ樹脂に光重合開始剤を添加した光導波路形成用エポキシ樹脂は、感光・現像法によりコアパターンが形成可能であり、高透明性、高耐熱性を有するものもあるが、材料が液状であることに起因した同様な課題があった。 On the other hand, the epoxy resin for forming an optical waveguide in which a photopolymerization initiator is added to a liquid epoxy resin can form a core pattern by a photosensitive / developing method, and some of the materials have high transparency and high heat resistance. There was a similar problem caused by being liquid.
そこで、放射線重合可能な成分を含有するドライフィルムを基板上に積層し、所定量の光を照射することで所定場所を放射線硬化させてクラッドを形成するとともに、必要に応じて未露光部を現像することによりコア部分などを形成、さらに該コア部分を埋め込むためのクラッドを形成して、伝送特性に優れる光導波路を製造する方法は有用である。この方法を用いるとコア埋め込み後のクラッドの平坦性確保が容易である。また、大面積の光導波路を製造することにも適している。ドライフィルムを基板上にラミネートする方法として、特許文献2の図1および図2に開示されているような、相対的に上下動が可能な一対のブロック体によって形成される真空室を有する真空式ラミネータを用いて減圧下でラミネートする、いわゆる真空ラミネート方式が知られている。
しかしながら、コア部分を埋め込む際に入った気泡がコア層と上部クラッド層との間に残るという問題があり、この気泡により、光信号を通した際、損失が大きくなるという問題があった。特に、従来要求されていたコア部分の配線密度は、線幅/線間が50μm/200μm程度であったが、例えば、線幅/線間が50μm/50μmといった狭いピッチの光導波路を作製する場合には、気泡による影響が大きかった。また、コア部分を埋め込んだ際に、上部クラッド層の平坦性の向上が求められていた。
However, there is a problem that bubbles that enter when the core portion is embedded remain between the core layer and the upper clad layer, and there is a problem that loss increases when an optical signal passes through the bubbles. In particular, the wiring density of the core portion, which has been conventionally required, is about 50 μm / 200 μm between the line width / line. For example, when producing an optical waveguide with a narrow pitch such as 50 μm / 50 μm between the line width / line. The effect of air bubbles was significant. In addition, when the core portion is embedded, improvement in the flatness of the upper cladding layer has been demanded.
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光導波路を生産性良く製造でき、コア層と上部クラッド層との間に気泡が残らない光導波路の製造方法及び光導波路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an optical waveguide manufacturing method and an optical waveguide that can manufacture an optical waveguide with high productivity and that no bubbles remain between a core layer and an upper cladding layer. The purpose is to do.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの積層時に、該クラッド層形成用樹脂の溶融粘度が100〜200Pa・sとなるように積層条件を制御すること、積層時における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂により上部クラッド層を形成すること、またはコアパターン上に、支持体フィルムに上部クラッド層形成用樹脂を積層してなる上部クラッド層形成用樹脂フィルムを該樹脂が該コアパターンに接触するように積層し、その後加熱処理を行うことにより前記の目的を達成することを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、
(1)基材上に形成されたクラッド層形成用樹脂を硬化して下部クラッド層を形成する工程、該下部クラッド層上にコア層形成用樹脂フィルムを積層してコア層を形成する工程、該コア層を露光現像してコアパターンを形成する工程、および該コアパターン上に上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層し、該クラッド層形成用樹脂を硬化して、上部クラッド層を形成する工程を有する光導波路の製造方法であって、該上部クラッド層形成用樹脂フィルムの積層時に、該クラッド層形成用樹脂の溶融粘度が100〜200Pa・sとなるように積層条件を制御することを特徴とする光導波路の製造方法、
(2)コア層を形成する工程が、ヒートロールを有するロールラミネータを用いて、下部クラッド層上にコア層形成用樹脂フィルムを加熱圧着する工程を含むことを特徴とする前記(1)に記載の光導波路の製造方法、
(3)コアパターン上に上部クラッド層形成用樹脂フィルムを積層する際、平板型ラミネータを用いて減圧雰囲気下で加熱圧着することを特徴とする前記(1)に記載の光導波路の製造方法、
(4)基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、積層時における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路、
(5)基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、40〜130℃における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路、
(6)基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、100℃における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路、
(7)基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、フェノキシ樹脂系のペースポリマーと2官能エポキシ樹脂を含み、90〜120℃における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路、
(8)上記溶融粘度が120〜180Pa・sである請求項4〜7のいずれかに記載の光導波路、
(9)基材上に形成されたクラッド層形成用樹脂を硬化して下部クラッド層を形成する工程、該下部クラッド層上にコア層形成用樹脂フィルムを積層してコア層を形成する工程、該コア層を露光現像してコアパターンを形成する工程、および該コアパターン上に、支持体フィルムに上部クラッド層形成用樹脂を積層してなる上部クラッド層形成用樹脂フィルムを該樹脂が該コアパターンに接触するように積層する工程、その後加熱処理を行う工程、該クラッド層形成用樹脂を硬化して、上部クラッド層を形成する工程を有する光導波路の製造方法、
(10)加熱処理の条件が温度40〜200℃であることを特徴とする前記(9)に記載の光導波路の製造方法、
を提供するものである。
なお、以下、(1)〜(3)の製造方法を第1の製造方法、(9)〜(10)の製造方法を第2の製造方法ということがある。As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have made the clad layer forming resin have a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s when the upper clad layer forming resin film is laminated. The lamination conditions are controlled, the upper clad layer is formed with a resin having a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s at the time of lamination, or the upper clad layer forming resin is laminated on the support film on the core pattern. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned object can be achieved by laminating a resin film for forming an upper clad layer to be in contact with the core pattern and then performing a heat treatment.
That is, the present invention
(1) A step of curing a resin for forming a cladding layer formed on a substrate to form a lower cladding layer, a step of forming a core layer by laminating a resin film for forming a core layer on the lower cladding layer, A step of exposing and developing the core layer to form a core pattern, and a step of laminating a resin film for forming an upper clad layer on the core pattern and curing the resin for forming the clad layer to form an upper clad layer A method for producing an optical waveguide comprising: controlling the lamination conditions so that the melt viscosity of the clad layer forming resin is 100 to 200 Pa · s when the upper clad layer forming resin film is laminated. An optical waveguide manufacturing method,
(2) The step of forming a core layer includes a step of thermocompression-bonding a resin film for forming a core layer on a lower clad layer using a roll laminator having a heat roll. Manufacturing method of optical waveguide,
(3) When laminating a resin film for forming an upper clad layer on a core pattern, the method for producing an optical waveguide according to the above (1), characterized in that it is thermocompression-bonded under a reduced pressure atmosphere using a flat plate laminator,
(4) In an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are laminated in order on a substrate, the upper clad layer is formed of a resin having a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s at the time of lamination. An optical waveguide,
(5) In an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are sequentially laminated on a base material, the upper clad layer is formed from a resin having a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s at 40 to 130 ° C. An optical waveguide,
(6) In an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are sequentially laminated on a substrate, the upper clad layer is formed from a resin having a melt viscosity at 100 ° C. of 100 to 200 Pa · s. An optical waveguide,
(7) In an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are sequentially laminated on a substrate, the upper clad layer contains a phenoxy resin-based pace polymer and a bifunctional epoxy resin, and is 90 to 120 ° C. An optical waveguide formed from a resin having a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s,
(8) The melt viscosity is 120 to 180 Pa · s, The optical waveguide according to any one of
(9) a step of curing a resin for forming a cladding layer formed on a substrate to form a lower cladding layer, a step of forming a core layer by laminating a resin film for forming a core layer on the lower cladding layer, A step of exposing and developing the core layer to form a core pattern; and an upper clad layer-forming resin film obtained by laminating an upper clad layer-forming resin on a support film on the core pattern. A method of manufacturing an optical waveguide, including a step of laminating so as to contact a pattern, a step of performing a heat treatment, and a step of curing the resin for forming a clad layer to form an upper clad layer;
(10) The method for producing an optical waveguide according to (9) above, wherein the heat treatment condition is a temperature of 40 to 200 ° C.
Is to provide.
Hereinafter, the manufacturing methods (1) to (3) may be referred to as a first manufacturing method, and the manufacturing methods (9) to (10) may be referred to as a second manufacturing method.
本発明の製造方法によれば、光導波路を生産性良く製造でき、コア層と上部クラッド層との間に気泡が残らない。 According to the manufacturing method of the present invention, an optical waveguide can be manufactured with high productivity, and no bubbles remain between the core layer and the upper cladding layer.
1;基材
2;下部クラッド層
3;コア層
4;支持体フィルム(コア層形成用)
5;ロールラミネータ
6;真空加圧ラミネータ
7;フォトマスク
8;コアパターン
9;上部クラッド層
10;支持体フィルム(クラッド層形成用)
11;保護フィルム(保護層)
20;クラッド層形成用樹脂
30;コア層形成用樹脂
40;シリコン基板
200;クラッド層形成用樹脂フィルム
300;コア層形成用樹脂フィルムDESCRIPTION OF
5; roll
11; Protective film (protective layer)
20; resin for
本発明により製造される光導波路は、例えば、図1(g)に示すように、基材1上に下部クラッド層2、コアパターン8および上部クラッド層9を有する光導波路であって、高屈折率である1つのコア層形成用樹脂フィルム(図3、300)と、低屈折率である2つのクラッド層形成用樹脂、好ましくはクラッド層形成用樹脂フィルム(図2、200)を用いて作製することができる。フィルム状材料を用いることで、液状材料特有の生産性や大面積対応に関する課題を解決できる。
An optical waveguide manufactured according to the present invention is an optical waveguide having a lower
(基材)
基材1の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、FR−4基板、ポリイミド、半導体基板、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。
また、基材1としてフィルムを用いることで、光導波路に柔軟性および強靭性を付与させることができる。フィルムの材料としては、特に限定されないが、柔軟性、強靭性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好適に挙げられる。
フィルムの厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、5〜250μmであることが好ましい。5μm以上であると強靭性が得易いという利点があり、250μm以下であると十分な柔軟性が得られる。(Base material)
Although it does not restrict | limit especially as a kind of the
Moreover, by using a film as the
The thickness of the film may be appropriately changed depending on the intended flexibility, but is preferably 5 to 250 μm. If it is 5 μm or more, there is an advantage that toughness can be easily obtained, and if it is 250 μm or less, sufficient flexibility can be obtained.
図1に示した基材1として、後述するクラッド層形成用樹脂フィルム200の製造過程で用いる支持体フィルム10を用いることができる。この場合、クラッド層形成用樹脂フィルム200としては、光導波路作製後、クラッド層の外側に支持体を有する形態とする場合には、接着処理を施した支持体フィルム10上にクラッド層形成用樹脂20が製膜されていることが好ましい。これにより、下部クラッド層2と基材1の接着力を向上させ、下部クラッド層2と基材1の剥離不良を抑制できる。ここで接着処理とは、易接着樹脂コート、コロナ処理、サンドブラスト等によるマット加工などにより、支持体フィルム10とこの上に形成されるクラッド層形成用樹脂20との接着力を向上させる処理である。一方、光導波路作製後、支持体を剥がした形態とする場合には、支持体フィルムに必要に応じ離型処理が施されていてもよい。
また、上部クラッド層の外側に基材を有していてもよく、該基材の種類としては、前述した基材1と同様のものが挙げられ、例えば、図1(f)に示すように後述するクラッド層形成用樹脂フィルム200の製造過程で用いる支持体フィルム10等が挙げられる。As the
Moreover, you may have a base material on the outer side of an upper clad layer, As a kind of this base material, the thing similar to the
上述の基材1の片面または両面上にコアパターンおよびクラッド層を有する高分子層を複数積層し、多層光導波路を作製してもよい。
さらに、上述の基材1上には電気配線を設けてもよく、この場合、予め電気配線を設けたものを基材1として用いることができる。あるいは、光導波路製造後に、基材1上に電気配線を形成することが可能である。これにより、基板1上の金属配線の信号伝送線と光導波路の信号伝送線との両方を備えられ、両者を使い分けることが可能になり、高速でかつ早い長い距離の信号伝送を容易に行うことができる。A multilayer optical waveguide may be produced by laminating a plurality of polymer layers having a core pattern and a clad layer on one or both surfaces of the
Furthermore, an electrical wiring may be provided on the above-described
(クラッド層形成用樹脂およびクラッド層形成用樹脂フィルム)
以下、本発明で使用されるクラッド層形成用樹脂およびクラッド層形成用樹脂フィルム(図2、200)について詳述する。
本発明で用いるクラッド層形成用樹脂としては、コア層より低屈折率で、光または熱により硬化する樹脂組成物であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物や感光性樹脂組成物を好適に使用することができる。より好適にはクラッド層形成用樹脂が、(A)ベースポリマー(バインダポリマともいう)、(B)光重合性化合物および(C)光重合開始剤を含有する樹脂組成物により構成されることが好ましい。なお、クラッド層形成用樹脂に用いる樹脂組成物は、上部クラッド層9と下部クラッド層2において、該樹脂組成物に含有する成分が同一であっても異なっていてもよく、該樹脂組成物の屈折率が同一であっても異なっていてもよい。(Clad layer forming resin and clad layer forming resin film)
Hereinafter, the clad layer forming resin and the clad layer forming resin film (FIG. 2, 200) used in the present invention will be described in detail.
The clad layer forming resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin composition that has a lower refractive index than the core layer and is cured by light or heat, and a thermosetting resin composition or a photosensitive resin composition is used. It can be preferably used. More preferably, the clad layer forming resin is composed of a resin composition containing (A) a base polymer (also referred to as a binder polymer), (B) a photopolymerizable compound, and (C) a photopolymerization initiator. preferable. The resin composition used for the cladding layer forming resin may be the same or different in the components contained in the resin composition in the
ここで用いる(A)ベースポリマーは、クラッド層を形成し、該クラッド層の強度を確保するためのものであり、該目的を達成し得るものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。これらのベースポリマーは1種単独でも、また2種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、3次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温で固形のエポキシ樹脂が好ましい。さらに、後に詳述する(B)光重合性化合物との相溶性が、クラッド層形成用樹脂の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂および(メタ)アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで(メタ)アクリル樹脂とは、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂を意味するものである。 The (A) base polymer used here is for forming a clad layer and ensuring the strength of the clad layer, and is not particularly limited as long as the object can be achieved, phenoxy resin, epoxy resin (Meth) acrylic resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyether amide, polyether imide, polyether sulfone, etc., or derivatives thereof. These base polymers may be used alone or in combination of two or more. Of the base polymers exemplified above, from the viewpoint of high heat resistance, the main chain preferably has an aromatic skeleton, and particularly preferably a phenoxy resin. From the viewpoint of three-dimensional crosslinking and improving heat resistance, an epoxy resin, particularly an epoxy resin that is solid at room temperature is preferable. Further, compatibility with the photopolymerizable compound (B) described in detail later is important for ensuring the transparency of the resin for forming the cladding layer. From this point, the phenoxy resin and the (meth) acrylic resin are used. Is preferred. Here, (meth) acrylic resin means acrylic resin and methacrylic resin.
フェノキシ樹脂の中でも、ビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ化合物またはそれらの誘導体、およびビスフェノールF、ビスフェノールF型エポキシ化合物またはそれらの誘導体を共重合成分の構成単位として含むものは、耐熱性、密着性および溶解性に優れるため好ましい。ビスフェノールAまたはビスフェノールA型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。また、ビスフェノールFまたはビスフェノールF型エポキシ化合物の誘導体としては、テトラブロモビスフェノールF、テトラブロモビスフェノールF型エポキシ化合物等が好適に挙げられる。ビスフェノールA/ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂の具体例としては、東都化成(株)製「フェノトートYP−70」(商品名)が挙げられる。 Among phenoxy resins, those containing bisphenol A, bisphenol A-type epoxy compounds or derivatives thereof, and bisphenol F, bisphenol F-type epoxy compounds or derivatives thereof as constituent units of copolymer components are heat resistant, adhesive and soluble. It is preferable because of its excellent properties. Preferred examples of the bisphenol A or bisphenol A type epoxy compound include tetrabromobisphenol A and tetrabromobisphenol A type epoxy compounds. Moreover, as a derivative of bisphenol F or a bisphenol F type epoxy compound, tetrabromobisphenol F, a tetrabromobisphenol F type epoxy compound, etc. are mentioned suitably. Specific examples of the bisphenol A / bisphenol F copolymer type phenoxy resin include “Phenotote YP-70” (trade name) manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化学(株)製「エポトートYD−7020、エポトートYD−7019、エポトートYD−7017」(いずれも商品名)、ジャパンエポキシレジン(株)製「エピコート1010、エピコート1009、エピコート1008」(いずれも商品名)などのビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of the epoxy resin that is solid at room temperature include, for example, “Epototo YD-7020, Epototo YD-7019, Epototo YD-7007” (all trade names) manufactured by Toto Chemical Co., Ltd., and “Epicoat 1010” manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd. Bisphenol A type epoxy resin such as “Epicoat 1009, Epicoat 1008” (both trade names).
次に、(B)光重合性化合物としては、紫外線等の光の照射によって重合するものであれば特に限定されず、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物や分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物などが挙げられる。
分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物としては、(メタ)アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらの中で、透明性と耐熱性の観点から、(メタ)アクリレートが好ましい。
(メタ)アクリレートとしては、1官能性のもの、2官能性のもの、3官能性以上の多官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートを意味するものである。
分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の2官能または多官能芳香族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂等の2官能または多官能脂肪族グリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の2官能脂環式グリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等の2官能芳香族グリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の2官能脂環式グリシジルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン等の2官能または多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート等の2官能脂環式エポキシ樹脂、2官能複素環式エポキシ樹脂、多官能複素環式エポキシ樹脂、2官能または多官能ケイ素含有エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの(B)光重合性化合物は、単独でまたは2種類以上組み合わせて用いることができる。Next, (B) the photopolymerizable compound is not particularly limited as long as it is polymerized by irradiation with light such as ultraviolet rays, and the compound having an ethylenically unsaturated group in the molecule or two or more in the molecule. Examples thereof include compounds having an epoxy group.
Examples of the compound having an ethylenically unsaturated group in the molecule include (meth) acrylate, vinylidene halide, vinyl ether, vinyl pyridine, vinyl phenol, etc., among these, from the viewpoint of transparency and heat resistance, (Meth) acrylate is preferred.
As the (meth) acrylate, any of monofunctional, bifunctional, trifunctional or higher polyfunctional ones can be used. Here, (meth) acrylate means acrylate and methacrylate.
Examples of the compound having two or more epoxy groups in the molecule include bifunctional or polyfunctional aromatic glycidyl ethers such as bisphenol A type epoxy resins, bifunctional or polyfunctional aliphatic glycidyl ethers such as polyethylene glycol type epoxy resins, and water. Bifunctional alicyclic glycidyl ether such as bisphenol A type epoxy resin, bifunctional aromatic glycidyl ester such as diglycidyl phthalate, bifunctional alicyclic glycidyl ester such as tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, N, N- Bifunctional or polyfunctional aromatic glycidylamine such as diglycidylaniline, bifunctional alicyclic epoxy resin such as alicyclic diepoxycarboxylate, bifunctional heterocyclic epoxy resin, polyfunctional heterocyclic epoxy resin, bifunctional Or polyfunctional silicon-containing epoxy resin Etc., and the like. These (B) photopolymerizable compounds can be used alone or in combination of two or more.
次に(C)成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば(B)成分にエポキシ化合物を用いる場合の開始剤として、アリールジアゾニウム塩、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、トリアリルセレノニウム塩、ジアルキルフェナジルスルホニウム塩、ジアルキル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステルなどが挙げられる。 Next, the photopolymerization initiator of component (C) is not particularly limited. For example, as an initiator when an epoxy compound is used as component (B), aryldiazonium salt, diaryliodonium salt, triarylsulfonium salt, triallyl Examples include selenonium salts, dialkylphenazylsulfonium salts, dialkyl-4-hydroxyphenylsulfonium salts, and sulfonate esters.
また、(B)成分に分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合の開始剤としては、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン、2−エチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、2−メルカプトベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール類、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド類、9−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。なお、コア層およびクラッド層の透明性を向上させる観点からは、上記化合物のうち、芳香族ケトンおよびフォスフィンオキサイド類が好ましい。これらの(C)光重合開始剤は、単独でまたは2種類以上組み合わせて用いることができる。 Moreover, as an initiator in the case of using a compound having an ethylenically unsaturated group in the molecule as the component (B), aromatic ketones such as benzophenone, quinones such as 2-ethylanthraquinone, benzoin ethers such as benzoin methyl ether Compounds, benzoin compounds such as benzoin, benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal, 2,4,5-triarylimidazole dimers such as 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- Benzimidazoles such as mercaptobenzimidazole, phosphine oxides such as bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, acridine derivatives such as 9-phenylacridine, N-phenylglycine, N-phenylglycine derivatives , Coumarin compound And the like. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid. Of these compounds, aromatic ketones and phosphine oxides are preferred from the viewpoint of improving the transparency of the core layer and the cladding layer. These (C) photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
(A)ベースポリマーの配合量は、(A)成分および(B)成分の総量に対して、5〜80質量%とすることが好ましい。また、(B)光重合性化合物の配合量は、(A)および(B)成分の総量に対して、95〜20質量%とすることが好ましい。
この(A)成分および(B)成分の配合量として、(A)成分が5質量%以上であり、(B)成分が95質量%以下であると、樹脂組成物を容易にフィルム化することができる。一方、(A)成分が80質量%以下あり、(B)成分が20質量%以上であると、(A)ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、光導波路を形成する際に、パターン形成性が向上し、かつ光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、この(A)成分および(B)成分の配合量として、(A)成分10〜75質量%、(B)成分90〜25質量%がより好ましく、(A)成分20〜70質量%、(B)成分80〜30質量%がさらに好ましい。
(C)光重合開始剤の配合量は、(A)成分および(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜10質量部とすることが好ましい。この配合量が0.1質量部以上であると、光感度が十分であり、一方10質量部以下であると、露光時に樹脂組成物の表層での光吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。さらに、光導波路として使用する際には、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、(C)光重合開始剤の配合量は、0.2〜5質量部とすることがより好ましい。(A) It is preferable that the compounding quantity of a base polymer shall be 5-80 mass% with respect to the total amount of (A) component and (B) component. Moreover, it is preferable that the compounding quantity of (B) photopolymerizable compound shall be 95-20 mass% with respect to the total amount of (A) and (B) component.
When the blending amount of the component (A) and the component (B) is such that the component (A) is 5% by mass or more and the component (B) is 95% by mass or less, the resin composition is easily formed into a film. Can do. On the other hand, when the component (A) is 80% by mass or less and the component (B) is 20% by mass or more, the (A) base polymer can be easily entangled and cured, and an optical waveguide is formed. The pattern forming property is improved and the photocuring reaction proceeds sufficiently. From the above viewpoint, the blending amount of the component (A) and the component (B) is more preferably 10 to 75% by mass of the component (A) and 90 to 25% by mass of the component (B), and the
(C) It is preferable that the compounding quantity of a photoinitiator shall be 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) component and (B) component. When the blending amount is 0.1 parts by mass or more, the photosensitivity is sufficient, while when it is 10 parts by mass or less, the light absorption in the surface layer of the resin composition does not increase at the time of exposure. Photocuring is sufficient. Furthermore, when used as an optical waveguide, it is preferable that the propagation loss does not increase due to the light absorption effect of the polymerization initiator itself. From the above viewpoint, the blending amount of the (C) photopolymerization initiator is more preferably 0.2 to 5 parts by mass.
また、このほかに必要に応じて、クラッド層形成用樹脂中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤などのいわゆる添加剤を本発明の効果に悪影響を与えない割合で添加してもよい。 In addition, if necessary, in the cladding layer forming resin, an antioxidant, an anti-yellowing agent, an ultraviolet absorber, a visible light absorber, a colorant, a plasticizer, a stabilizer, a filler, etc. You may add what is called an additive in the ratio which does not have a bad influence on the effect of this invention.
クラッド層形成用樹脂フィルム(図2、200)は、前記(A)〜(C)成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して、前記支持体フィルム10に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
クラッド層形成用樹脂フィルム200の製造過程で用いられる支持体フィルム10は、その材料については特に限定されず、種々のものを用いることができる。支持体フィルムとしての柔軟性および強靭性の観点から、上記した基材1のフィルム材料として例示したものが同様に挙げられる。
支持体フィルム10の厚さは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、5〜250μmであることが好ましい。5μm以上であると強靭性が得られ、250μm以下であると十分な柔軟性が得られる。また、加熱処理を行う場合には、支持体フィルム10の厚さは、5〜40μmであることが好ましい。5μm以上であれば十分な強靭性が得られ、40μm以下であれば、加熱温度を高く設定することなく気泡をなくすことができる。
このとき、クラッド層形成用樹脂フィルム200の保護やロール状に製造するときの巻き取り性などの観点から、必要に応じクラッド層形成用樹脂フィルム200に保護フィルム11を貼り合わせてもよい。保護フィルム11としては、支持体フィルム10として例に挙げたものと同様なものを用いることができ、必要に応じて離型処理や帯電防止処理がされていてもよい。
ここで用いる溶媒としては、該樹脂組成物溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒またはこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は30〜80質量%程度であることが好ましい。The resin film for forming a clad layer (FIGS. 2 and 200) is obtained by dissolving the resin composition containing the components (A) to (C) in a solvent, applying the resin composition to the
The
The thickness of the
At this time, the
The solvent used here is not particularly limited as long as it can dissolve the resin composition. For example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylacetamide, propylene glycol monomethyl ether, propylene A solvent such as glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, or a mixed solvent thereof can be used. The solid content concentration in the resin solution is preferably about 30 to 80% by mass.
下部クラッド層2および上部クラッド層9(以下、クラッド層2,9と略す)の厚さに関しては、乾燥後の厚さで、5〜500μmの範囲が好ましい。5μm以上であると、光の閉じ込めに必要なクラッド厚さが確保でき、500μm以下であると、膜厚を均一に制御することが容易である。以上の観点から、クラッド層2、9の厚さは、さらに10〜100μmの範囲であることがより好ましい。
Regarding the thickness of the lower
また、クラッド層2,9の厚さは、最初に形成される下部クラッド層2と、コアパターンを埋め込むための上部クラッド層9において、同一であっても異なってもよいが、コアパターンを埋め込むために、上部クラッド層9の厚さは、コア層3の厚さよりも厚くすることが好ましい。
The thickness of the
(コア層形成用樹脂フィルム)
次に、本発明で使用するコア層形成用樹脂フィルム(図3、300)について詳述する。
コア層形成用樹脂フィルム300を構成するコア層形成用樹脂30としては、コア層3がクラッド層2,9より高屈折率であるように設計され、活性光線によりコアパターン8を形成し得る樹脂組成物を用いることができ、感光性樹脂組成物が好適である。具体的には、前記クラッド層形成用樹脂で用いたのと同様の樹脂組成物、すなわち、前記(A)、(B)および(C)成分を含有し、必要に応じて前記任意成分を含有する樹脂組成物を用いることが好ましい。(Core layer forming resin film)
Next, the core layer forming resin film (FIGS. 3 and 300) used in the present invention will be described in detail.
The core
コア層形成用樹脂フィルム300は、前記(A)〜(C)成分を含有する樹脂組成物を溶媒に溶解して支持体フィルム4に塗布し、溶媒を除去することにより容易に製造することができる。溶媒としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、クラッド層形成用樹脂フィルムの製造に用いる溶媒として例示したものを同様に用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は、30〜80質量%程度であることが好ましい。
The resin film 300 for forming the core layer can be easily manufactured by dissolving the resin composition containing the components (A) to (C) in a solvent, applying the resin composition to the
コア層形成用樹脂フィルム300の厚さについては特に限定されず、乾燥後のコア層3の厚さが、通常は10〜100μmとなるように調整される。該フィルムの厚さが10μm以上であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバとの結合において位置合わせトレランスが拡大できるという利点があり、100μm以下であると、光導波路形成後の受発光素子または光ファイバとの結合において、結合効率が向上するという利点がある。以上の観点から、該フィルムの厚さは、さらに30〜70μmの範囲であることが好ましい。
The thickness of the core layer-forming resin film 300 is not particularly limited, and the thickness of the
コア層形成用樹脂フィルム300の製造過程で用いる支持体フィルム4は、コア層形成用樹脂30を支持する支持体フィルムであって、その材料については特に限定されないが、後にコア層形成用樹脂30を剥離することが容易であり、かつ、耐熱性および耐溶剤性を有するとの観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが好適に挙げられる。
支持体フィルム4の厚さは、5〜50μmであることが好ましい。5μm以上であると、支持体フィルム4としての強度が得やすいという利点があり、50μm以下であると、パターン形成時のマスクとのギャップが小さくなり、より微細なパターンが形成できるという利点がある。以上の観点から、支持体フィルム4の厚さは10〜40μmの範囲であることがより好ましく、15〜30μmであることが特に好ましい。
コア層形成用樹脂フィルム300の保護やロール状に製造するときの巻き取り性などの観点から、必要に応じコア層形成用樹脂フィルム300に保護フィルム11を貼り合わせてもよい。保護フィルム11としては、支持体フィルム4として例に挙げたものと同様なものが使用でき、必要に応じ離型処理や帯電防止処理がされていてもよい。The
The thickness of the
From the viewpoints of protection of the core layer forming resin film 300 and rollability when manufacturing in a roll shape, the
(光導波路の製造方法)
以下、本発明の光導波路の製造方法について詳述する(図1参照)。なお、以下の製造例では、クラッド層形成用樹脂フィルム(図2、200)およびコア層形成用樹脂フィルム(図3、300)を用いた場合の実施形態の一例を具体的に説明する。
まず、第1の工程として、クラッド層形成用樹脂20と支持体フィルム10から構成されたクラッド層形成用樹脂フィルム(図2、200)を用いて、クラッド層形成用樹脂20を光または加熱により硬化し、下部クラッド層2を形成する(図1(a))。このとき、上記支持体フィルム10が、図1(a)に示す下部クラッド層2の基材1となる。
光または加熱による硬化条件は、クラッド層形成用樹脂の種類によって変わるが、クラッド層形成用樹脂フィルムの製造過程で用いた溶剤を揮散させ、コア層3との密着性が確保されるように完全硬化させないことが好ましい。これは、溶剤が後の上部クラッド層積層時に、溶剤によって浸食されるなどの悪影響を防止するためである。
例えば、ベースポリマーとしてフェノキシ樹脂系、光重合性化合物として2官能エポキシ樹脂を含むクラッド層形成用樹脂の場合には、温度90〜150℃で10〜120分程度で硬化させれば良い。
この下部クラッド層2は、後述するコア層との密着性の観点から、コア層積層側の表面において段差がなく平坦であることが好ましい。また、クラッド層形成用樹脂フィルムを用いることにより、クラッド層2の表面平坦性を確保することができる。
図2に示すように、クラッド層形成用樹脂フィルム200の支持体フィルム10の反対側に保護フィルム11を設けている場合には、該保護フィルムを剥離後、クラッド層形成用樹脂20を光または加熱により硬化し、クラッド層2を形成する。このとき、クラッド層形成用樹脂20は、接着処理を施した支持体フィルム10上に製膜されていることが好ましい。一方、保護フィルム11は、クラッド層形成用樹脂フィルム200からの剥離を容易にするため接着処理が施されていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。(Optical waveguide manufacturing method)
Hereafter, the manufacturing method of the optical waveguide of this invention is explained in full detail (refer FIG. 1). In the following production examples, an example of an embodiment in which a clad layer forming resin film (FIGS. 2 and 200) and a core layer forming resin film (FIGS. 3 and 300) are used will be specifically described.
First, as a first step, the clad layer forming resin 20 (FIG. 2, 200) composed of the clad
The curing conditions by light or heating vary depending on the type of resin for forming the cladding layer, but the solvent used in the manufacturing process of the resin film for forming the cladding layer is volatilized to ensure complete adhesion with the
For example, in the case of a clad layer forming resin containing a phenoxy resin type as a base polymer and a bifunctional epoxy resin as a photopolymerizable compound, it may be cured at a temperature of 90 to 150 ° C. for about 10 to 120 minutes.
The
As shown in FIG. 2, when the
次いで、下記に詳述する第2の工程によって、下部クラッド層2上にコア層3を形成する。この第2の工程では、下部クラッド層2上にコア層形成用樹脂フィルム300を積層して、下部クラッド層2より屈折率の高いコア層3を形成する。
具体的には、第2の工程として、下部クラッド層2上にコア層形成用樹脂フィルム300を貼り合わせ、コア層3を積層する。積層には、ロールラミネータや平板型ラミネータを用いることができる。
例えば、ロールラミネータ5(図1(b))を用いる場合、密着性および追従性向上の観点から、圧着しながらラミネートすることが好ましく、圧着する際、ヒートロールを有するラミネータを用いて加熱しながら行なうことが好ましい。ロールラミネータを用いると、気泡巻き込みラミネート温度は、室温(25℃)〜100℃の範囲が好ましい。室温より高い温度であると、下部クラッド層とコア層との密着性が向上し、40℃以上であると、更に密着力を向上させることができる。一方、100℃以下であると、コア層がロールラミネート時に流動することなく、必要とする膜厚が得られる。以上の観点から、40〜100℃の範囲がより好ましい。圧力は0.2〜0.9MPaが好ましい。ラミネート速度は0.1〜3m/minが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
一方、平板型ラミネータ6(図1(c))を用いる場合、密着性および追従性向上の観点から、加熱圧着の際、減圧雰囲気下で行なうと好ましい。なお、本発明において平板型ラミネータとは、積層材料を一対の平板の間に挟み、平板を加圧することにより圧着させるラミネータのことをいう。平板型ラミネータとして、例えば、特許文献2に記載されているような真空加圧式ラミネータを好適に用いることができる。減圧の尺度である真空度の上限は、10000Pa以下が好ましく、さらには1000Pa以下が好ましい。真空度は、密着性および追従性の見地から低い方が望ましい。一方、真空度の下限は、生産性の観点(真空引きにかかる時間)から、10Pa程度であることが好ましい。加熱温度は、40〜130℃とすることが好ましく、圧着圧力は、0.1〜1.0MPa(1〜10kgf/cm2)とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
ラミネート時の気泡低減の観点からはロールラミネータを、密着性や平坦性の観点からは平板型ラミネータを用いるのがよい。また、必要に応じこれらラミネータを併用してもよい。Next, the
Specifically, as a second step, the core layer forming resin film 300 is bonded onto the
For example, when using the roll laminator 5 (FIG. 1 (b)), it is preferable to laminate while crimping from the viewpoint of improving adhesion and followability, and when laminating, a laminator having a heat roll is used for heating. It is preferable to do so. When a roll laminator is used, the bubble entrainment laminating temperature is preferably in the range of room temperature (25 ° C.) to 100 ° C. When the temperature is higher than room temperature, the adhesion between the lower clad layer and the core layer is improved, and when the temperature is 40 ° C. or higher, the adhesion can be further improved. On the other hand, if it is 100 ° C. or lower, the required film thickness can be obtained without the core layer flowing during roll lamination. From the above viewpoint, the range of 40 to 100 ° C. is more preferable. The pressure is preferably 0.2 to 0.9 MPa. The laminating speed is preferably 0.1 to 3 m / min, but these conditions are not particularly limited.
On the other hand, in the case of using the flat plate laminator 6 (FIG. 1C), it is preferable to perform in a reduced pressure atmosphere at the time of thermocompression bonding from the viewpoint of improving adhesion and followability. In the present invention, the flat plate laminator refers to a laminator in which a laminated material is sandwiched between a pair of flat plates and pressed by pressing the flat plates. As the flat plate laminator, for example, a vacuum pressurizing laminator described in
A roll laminator is preferably used from the viewpoint of reducing bubbles during lamination, and a flat plate laminator is used from the viewpoint of adhesion and flatness. Moreover, you may use these laminators together as needed.
コア層形成用樹脂フィルム300は、取扱性の観点から、コア層形成用樹脂30と支持体フィルム4から構成されていることが好ましく、この場合、コア層形成用樹脂30を下部クラッド層2側にしてラミネートする。また、コア層形成用樹脂フィルム300はコア層形成用樹脂30単独で構成されていても良い。
図3に示すようにコア層形成用樹脂フィルム300の基材の反対側に保護フィルム11を設けている場合には、保護フィルム11を剥離後、コア層形成用樹脂フィルム300をラミネートする。このとき、保護フィルム11および支持体フィルム4は、コア層形成用樹脂フィルム300からの剥離を容易にするため接着処理は行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。The core layer forming resin film 300 is preferably composed of the core
As shown in FIG. 3, when the
次に、第3の工程として、コア層3を露光現像し、光導波路のコアパターン8を形成する(図1(d),(e))。具体的には、フォトマスクパターン7を通して活性光線が画像状に照射される。活性光線の光源としては、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射する公知の光源が挙げられる。また、他にも写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものも用いることができる。
Next, as a third step, the
次いで、コア層形成用樹脂フィルム300の支持体フィルム4が残っている場合には、支持体フィルム4を剥離し、ウェット現像等で未露光部を除去して現像し、コアパターン8を形成する。ウェット現像の場合は、前記フィルムの組成に適した有機溶剤系現像液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。
Next, when the
有機溶剤系現像液としては、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。また、必要に応じて2種類以上の現像方法を併用してもよい。 Examples of organic solvent developers include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, γ-butyrolactone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl. Examples include ether and propylene glycol monomethyl ether acetate. Moreover, you may use together 2 or more types of image development methods as needed.
現像の方式としては、例えば、ディップ方式、パドル方式、高圧スプレー方式等のスプレー方式、ブラッシング、スクラッピング等が挙げられ、高圧スプレー方式が解像度向上のためには最も適している。
現像後の処理として、必要に応じて60〜250℃程度の加熱(好ましくは、110〜150℃で、10〜120分程度)または0.1〜1000mJ/cm2程度の露光を行うことにより、溶剤を揮散させ溶剤による浸食が起きないように、コアパターン8をさらに硬化して用いてもよい。Examples of the development method include a dip method, a paddle method, a spray method such as a high-pressure spray method, brushing, and scraping. The high-pressure spray method is most suitable for improving the resolution.
As the treatment after development, by heating at about 60 to 250 ° C. (preferably at about 110 to 150 ° C. for about 10 to 120 minutes) or exposure at about 0.1 to 1000 mJ / cm 2 as necessary, The
次いで、第4の工程として、コアパターン8埋込みのためクラッド層形成用樹脂フィルム200をラミネートする。ラミネートは、クラッド層形成用樹脂フィルム200がクラッド層形成用樹脂20と支持体フィルム10からなる場合には、クラッド層形成用樹脂20をコアパターン8側にしてラミネートする。このときのクラッド層9の厚さは、前述のようにコア層3の厚さより大きくすることが好ましい。
ラミネートは、クラッド層形成用樹脂フィルム200を減圧雰囲気下において加熱圧着すると好ましい(図1(f))。ここで、第4の工程は、密着性および追従性向上の観点から、加熱圧着の際、減圧雰囲気下で行なうと好ましい。さらに好ましくは平板型ラミネータ6を用いて減圧雰囲気下で加熱圧着することである。減圧の尺度である真空度の上限は、10000Pa以下が好ましく、さらには1000Pa以下が好ましい。真空度は、密着性および追従性の見地から低い方が望ましい。一方、真空度の下限は、生産性の観点(真空引きにかかる時間)から、10Pa程度であることが好ましい。加熱温度は、40〜130℃とすることが好ましく、圧着圧力は、0.1〜1.0MPa(1〜10kgf/cm2)とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
また、クラッド層形成用樹脂フィルム200を加熱圧着する際、少なくとも一方、好ましくは両方をステンレス鋼(SUS)板を用いて圧着することにより、膜厚が均一となり、ゴム板を用いた場合に比べ平坦な上部クラッド層が形成される。Next, as a fourth step, a clad layer forming resin film 200 is laminated for embedding the
Lamination is preferably performed by heat-pressing the clad layer forming resin film 200 in a reduced pressure atmosphere (FIG. 1 (f)). Here, the fourth step is preferably performed in a reduced-pressure atmosphere at the time of thermocompression bonding from the viewpoint of improving adhesion and followability. More preferably, it is thermocompression bonding using a
Also, when the clad layer-forming resin film 200 is heat-pressed, at least one, and preferably both, are pressure-bonded using a stainless steel (SUS) plate, resulting in a uniform film thickness, compared with the case where a rubber plate is used. A flat upper cladding layer is formed.
図2に示すように、クラッド層形成用樹脂フィルム200の支持体フィルム10の反対側に保護フィルム11を設けている場合には、保護フィルム11を剥離後、クラッド層形成用樹脂フィルム200をラミネートして光または加熱により硬化することによりクラッド層9を形成する。このとき、クラッド層形成用樹脂20は接着処理を施した支持体フィルム10上に製膜されていることが好ましい。一方、保護フィルム11は、クラッド層形成用樹脂フィルム200からの剥離を容易にするため接着処理は行っていないことが好ましく、必要に応じ離型処理が施されていてもよい。
As shown in FIG. 2, when the
本発明の第1の製造方法においては、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの積層時に、該クラッド層形成用樹脂の溶融粘度が100〜200Pa・sとなるように温度、圧力及び時間等の積層条件を制御することが必要であり、好ましくは溶融粘度120〜180Pa・sである。この粘度範囲になるように積層条件を制御することにより、コアと上部クラッド層との間に気泡が残ることが無い。200Pa・sより大きい場合には、樹脂粘度が高く気泡が残ってしまう。一方、100Pa・sより小さい場合には、樹脂粘度が低いため、樹脂の流れ出しや平坦性が悪くなる課題が生じる。また、上記溶融粘度は、40〜130℃における溶融粘度であると好ましい。40℃より高い場合には、室温でタックが低く取り扱い性に優れる樹脂フィルムとすることができる。一方、130℃より低い場合には、生産性に優れる利点がある。これらの観点から、上記溶融粘度は、50〜100℃における溶融粘度であるとより好ましく、100℃における溶融粘度であるとさらに好ましい。このような温度範囲の溶融粘度とすることにより、コア層と上部クラッド層との間に気泡が残らない光導波路が得られ、また樹脂フィルムの取り扱い性にも優れる。 In the first production method of the present invention, the lamination conditions such as temperature, pressure, and time are set so that the melt viscosity of the clad layer forming resin becomes 100 to 200 Pa · s when the upper clad layer forming resin film is laminated. It is necessary to control the viscosity, and the melt viscosity is preferably 120 to 180 Pa · s. By controlling the lamination conditions so as to be within this viscosity range, no bubbles remain between the core and the upper cladding layer. If it is greater than 200 Pa · s, the resin viscosity is high and bubbles remain. On the other hand, when the viscosity is less than 100 Pa · s, the resin viscosity is low, which causes a problem that the resin flows out and the flatness deteriorates. Moreover, it is preferable that the said melt viscosity is a melt viscosity in 40-130 degreeC. When the temperature is higher than 40 ° C., a resin film having low tack at room temperature and excellent handleability can be obtained. On the other hand, when it is lower than 130 ° C., there is an advantage of excellent productivity. From these viewpoints, the melt viscosity is more preferably a melt viscosity at 50 to 100 ° C, and further preferably a melt viscosity at 100 ° C. By setting it as the melt viscosity of such a temperature range, the optical waveguide with which a bubble does not remain between a core layer and an upper clad layer is obtained, and the handleability of a resin film is also excellent.
また、本発明の光導波路は、基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、積層時における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路である。
また、この光導波路は、基材上に、下部クラッド層、コアパターンおよび上部クラッド層を順に積層した光導波路において、該上部クラッド層が、40〜130℃、好ましくは100℃における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路であっても良く、前記上部クラッド層が、フェノキシ樹脂系のペースポリマーと2官能エポキシ樹脂を含み、90〜120℃における溶融粘度が100〜200Pa・sである樹脂より形成されてなる光導波路であると好ましい。
また、上記溶融粘度が120〜180Pa・sであると好ましい。The optical waveguide of the present invention is an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are sequentially laminated on a substrate, and the upper clad layer has a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s at the time of lamination. It is an optical waveguide formed from a certain resin.
The optical waveguide is an optical waveguide in which a lower clad layer, a core pattern, and an upper clad layer are sequentially laminated on a base material. The upper clad layer has a melt viscosity of 100 to 40 ° C, preferably 100 ° C. It may be an optical waveguide formed from a resin having a viscosity of ˜200 Pa · s, and the upper clad layer contains a phenoxy resin-based pace polymer and a bifunctional epoxy resin, and has a melt viscosity of 100 to 90 ° C. at 90 to 120 ° C. An optical waveguide formed from a resin having a pressure of 200 Pa · s is preferable.
The melt viscosity is preferably 120 to 180 Pa · s.
上記溶融粘度が100〜200Pa・s、好ましくは120〜180Pa・sである樹脂は、樹脂の組成として用いられるベースポリマーや重合性化合物の種類(構造、分子量、ガラス転位温度、粘度等)の選択や、これらの配合比率などを適宜調整することで得ることができる。
例えば、ベースポリマーとしては、フェノキシ樹脂系、室温で固形のエポキシ樹脂、(メタ)アクリルポリマー、アクリルゴム、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリシロキサン等が挙げられる。ここで、ベースポリマーの分子量については、樹脂フィルムの形態とするため、数平均分子量で5,000以上であることが好ましく、さらに10,000以上が好ましく、特に30,000以上であることが好ましい。数平均分子量の上限については、特に制限はないが、重合性化合物成分との相溶性の観点から、1,000,000以下であることが好ましく、さらには900,000以下、特には800,000以下であることが好ましい。なお、本発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレン換算した値である。The resin having a melt viscosity of 100 to 200 Pa · s, preferably 120 to 180 Pa · s is selected from the types of base polymer and polymerizable compound (structure, molecular weight, glass transition temperature, viscosity, etc.) used as the resin composition. Alternatively, it can be obtained by appropriately adjusting the blending ratio thereof.
Examples of the base polymer include phenoxy resin, epoxy resin solid at room temperature, (meth) acrylic polymer, acrylic rubber, polyurethane, polyimide, polyamide, polyamideimide, polysiloxane and the like. Here, the molecular weight of the base polymer is preferably 5,000 or more in terms of number average molecular weight, more preferably 10,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more in order to form a resin film. . The upper limit of the number average molecular weight is not particularly limited, but is preferably 1,000,000 or less, more preferably 900,000 or less, particularly 800,000 from the viewpoint of compatibility with the polymerizable compound component. The following is preferable. The number average molecular weight in the present invention is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted to standard polystyrene.
重合性化合物としては、特に制限はないが、例えば、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物を用いることができる。具体的には、(メタ)アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらのうち透明性と耐熱性の観点から、(メタ)アクリレートが好ましいものとして挙げられる。(メタ)アクリレートとしては、1官能性のもの、2官能性のもの、3官能性のもののいずれをも用いることができる。なお、ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
また、分子内に2つ以上のエポキシ基を有する化合物を含むことも好適である。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等の2官能芳香族グリシジルエーテル;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂等の多官能芳香族グリシジルエーテル;ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂、ヘキサンジオール型エポキシ樹脂等の2官能脂肪族グリシジルエーテル;水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の2官能脂環式グリシジルエーテル;トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、ソルビトール型エポキシ樹脂、グリセリン型エポキシ樹脂等の多官能脂肪族グリシジルエーテル;フタル酸ジグリシジルエステル等の2官能芳香族グリシジルエステル;テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の2官能脂環式グリシジルエステル;N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトリフルオロメチルアニリン等の2官能芳香族グリシジルアミン;N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4−ジアミノジフェニルメタン、1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール等の多官能芳香族グリシジルアミン;アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の2官能脂環式エポキシ樹脂;ジグリシジルヒダントイン等の2官能複素環式エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート等の多官能複素環式エポキシ樹脂;オルガノポリシロキサン型エポキシ樹脂等の2官能又は多官能ケイ素含有エポキシ樹脂などが挙げられる。Although there is no restriction | limiting in particular as a polymeric compound, For example, the compound which has an ethylenically unsaturated group in a molecule | numerator can be used. Specific examples include (meth) acrylates, vinylidene halides, vinyl ethers, vinyl pyridines, vinyl phenols, etc. Among these, (meth) acrylates are preferable from the viewpoint of transparency and heat resistance. As the (meth) acrylate, any of monofunctional, bifunctional, and trifunctional can be used. Here, (meth) acrylate means acrylate and methacrylate.
It is also preferable to include a compound having two or more epoxy groups in the molecule. Specifically, bifunctional aromatic glycidyl ethers such as bisphenol A type epoxy resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin; phenol novolac type epoxy resin, Polyfunctional aromatic glycidyl ether such as cresol novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol type epoxy resin, tetraphenylolethane type epoxy resin; polyethylene glycol type epoxy resin, polypropylene glycol type epoxy resin, neopentyl glycol type epoxy resin, Bifunctional aliphatic glycidyl ether such as hexanediol type epoxy resin; Bifunctional alicyclic glycidyl ether such as hydrogenated bisphenol A type epoxy resin; Polyfunctional aliphatic glycidyl ethers such as roll propane type epoxy resin, sorbitol type epoxy resin, glycerin type epoxy resin; bifunctional aromatic glycidyl esters such as diglycidyl phthalate; tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid di Bifunctional alicyclic glycidyl esters such as glycidyl ester; bifunctional aromatic glycidyl amines such as N, N-diglycidylaniline and N, N-diglycidyltrifluoromethylaniline; N, N, N ′, N′-tetra Polyfunctional aromatic glycidylamines such as glycidyl-4,4-diaminodiphenylmethane, 1,3-bis (N, N-glycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol; Diepoxy acetal, ants Bifunctional alicyclic epoxy resins such as cyclic diepoxy adipate, alicyclic diepoxycarboxylate, vinylcyclohexene dioxide; Bifunctional heterocyclic epoxy resins such as diglycidylhydantoin; Multifunctional heterogeneous such as triglycidyl isocyanurate Cyclic epoxy resins; bifunctional or polyfunctional silicon-containing epoxy resins such as organopolysiloxane type epoxy resins.
これらの重合性化合物は、通常その分子量が、100〜2000程度であり、さらに好ましくは150〜1000程度であり、室温で液状のものが好適に用いられる。またこれらの化合物は、単独または2種類以上組み合わせて使用することができ、さらにその他の重合性化合物と組み合わせて使用することもできる。なお、本発明における重合性化合物の分子量は、GPC法又は質量分析法にて測定できる。
ベースポリマーと重合性化合物の配合比率は、これら成分の総量に対してベースポリマーを10〜80質量%とすることが好ましい。10質量%以上であるとフィルム形態とすることが容易となる。一方、80質量%以下であると、ラミネート時の溶融粘度を100〜200Pa・sの範囲に調整することが容易であり、また重合性化合物の反応が十分に進行する。これらの観点から20〜70質量%の範囲とすることがさらに好ましい。These polymerizable compounds usually have a molecular weight of about 100 to 2000, more preferably about 150 to 1000, and those that are liquid at room temperature are suitably used. Moreover, these compounds can be used individually or in combination of 2 or more types, Furthermore, it can also be used in combination with another polymeric compound. In addition, the molecular weight of the polymerizable compound in the present invention can be measured by GPC method or mass spectrometry.
The blending ratio of the base polymer and the polymerizable compound is preferably 10 to 80% by mass of the base polymer with respect to the total amount of these components. It becomes easy to set it as a film form as it is 10 mass% or more. On the other hand, when it is 80% by mass or less, it is easy to adjust the melt viscosity at the time of lamination to a range of 100 to 200 Pa · s, and the reaction of the polymerizable compound proceeds sufficiently. From these viewpoints, the range of 20 to 70% by mass is more preferable.
なお、本発明において、上部クラッド層形成用樹脂の溶融粘度は、膜厚が200〜500μmの測定用サンプルを用意し、直径2cmの1対の円形平板にて平行にサンプルを挟み、動的粘弾性測定装置(TAインストゥルメント社製、ARES−2KSTD)にて昇温速度5℃/minで測定した。さらに、具体的には、せん断周波数1Hz、ひずみ5%(回転角度9度)の条件で測定した。
ここで、測定用サンプルは、例えば、後述の実施例1と同様の方法で、ポリアミドフィルム等の支持体フィルム上に、クラッド層形成用樹脂を塗布・乾燥し、次いで離型PETフィルム等の保護フィルムを貼り付けて、クラッド層形成用樹脂フィルムを作製した後、保護フィルム及び支持体フィルムを剥がしてクラッド層形成用樹脂層を取り出し、複数のクラッド形成用樹脂層を重ね合わせ、真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用いて、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度50℃、時間30秒の条件にて加圧することによって得た。加圧後の膜厚が200〜500μmの範囲内となるように、重ね合わせるクラッド形成用樹脂層の層数を調整した。In the present invention, the melt viscosity of the resin for forming the upper clad layer is prepared by preparing a measurement sample having a film thickness of 200 to 500 μm, sandwiching the sample in parallel with a pair of circular plates having a diameter of 2 cm, It measured with the temperature increase rate of 5 degree-C / min with the elasticity measuring apparatus (TA Instruments company make, ARES-2KSTD). More specifically, the measurement was performed under the conditions of a shear frequency of 1 Hz and a strain of 5% (rotation angle of 9 degrees).
Here, for the measurement sample, for example, in the same manner as in Example 1 described later, a clad layer-forming resin is applied and dried on a support film such as a polyamide film, and then a release PET film or the like is protected. After affixing the film to produce a clad layer forming resin film, the protective film and the support film are peeled off, the clad layer forming resin layer is taken out, and a plurality of clad forming resin layers are overlaid, and a vacuum pressure laminator Using MVLP-500 (manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), it was evacuated to 500 Pa or less, and then pressurized under conditions of pressure 0.4 MPa, temperature 50 ° C., and
本発明の第2の製造方法においては、クラッド層形成用樹脂フィルム200を積層した後、加熱処理を行う。加熱処理の条件としては温度40℃〜200℃であることが好ましく、50〜100℃がより好ましい。40℃以上であれば、コア層3と上部クラッド層9との間に気泡が残ることが無い。200℃以下であれば、クラッド層形成用樹脂が硬化されず、また、上部クラッド形成用樹脂フィルム中に含まれる残存溶剤等で下部クラッドやコアが膨潤、剥離することがない。加熱処理の時間としては、15〜120分が好ましい。この時間の範囲内であれば、気泡が残ることがなく、また、作業性も犠牲にならない。これらの観点から、加熱処理時間は20〜60分とすることがより好ましい
In the second manufacturing method of the present invention, after the clad layer forming resin film 200 is laminated, heat treatment is performed. As conditions for the heat treatment, the temperature is preferably 40 ° C to 200 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. When the temperature is 40 ° C. or higher, no bubbles remain between the
この後、硬化は、第1および第2の製造方法共に、第1の工程と同様に、光または加熱によって上記と同様に行い、クラッド層形成用樹脂フィルム200のクラッド層形成用樹脂20を硬化し、上部クラッド層9を形成する第5の工程を行う(図1(g))。
Thereafter, in both the first and second manufacturing methods, curing is performed in the same manner as described above by light or heating, as in the first step, and the cladding
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1(第1の製造方法)
〔クラッド層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製、数平均分子量43000)48質量部、(B)光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート(商品名:KRM−2110、分子量:252、旭電化工業株式会社製)49.6質量部、(C)光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩(商品名:SP−170、旭電化工業株式会社製)2質量部、増感剤として、SP−100(商品名、旭電化工業株式会社製)0.4質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度25℃、回転数400rpmの条件で、6時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスAを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過し、さらに真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスAを、ポリアミドフィルム(商品名:ミクトロン、東レ株式会社製、厚さ:12μm)のコロナ処理面上に塗工機(マルチコーターTM−MC、株式会社ヒラノテクシード製)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、下部クラッド層25μm、上部クラッド層80μmとなるように調節した。Next, the present invention will be described in more detail using examples.
Example 1 (first manufacturing method)
[Production of resin film for clad layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 48 parts by mass of phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., number average molecular weight 43000), (B) As a photopolymerizable compound, alicyclic Diepoxycarboxylate (trade name: KRM-2110, molecular weight: 252, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 49.6 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate salt (trade name: SP-170, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 2 parts by mass, as a sensitizer, SP-100 (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 0.4 parts by mass, and as an organic solvent, 40 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate Weigh the part in a wide-mouth plastic bottle and use a mechanical stirrer, shaft and propeller, In the rolling speed 400rpm conditions, was stirred for 6 hours to prepare a resin varnish A for forming a cladding layer. After that, using a polyflon filter (trade name: PF020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) with a pore diameter of 2 μm, the mixture is filtered under pressure at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 0.4 MPa, and further the degree of vacuum using a vacuum pump and a bell jar. Degassed under reduced pressure for 15 minutes under the condition of 50 mmHg.
The clad layer-forming resin varnish A obtained above was coated on a corona-treated surface of a polyamide film (trade name: Miktron, manufactured by Toray Industries, Inc., thickness: 12 μm) (Multicoater TM-MC, Inc. It is applied using Hirano Tech Seed, dried at 80 ° C. for 10 minutes, then at 100 ° C. for 10 minutes, and then as a protective film, a release PET film (trade name: Purex A31, Teijin DuPont Films Co., Ltd., thickness: 25 μm) ) Was attached so that the release surface was on the resin side to obtain a resin film for forming a cladding layer. At this time, the thickness of the resin layer can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine. In this embodiment, the cured film thickness is 25 μm for the lower cladding layer and 80 μm for the upper cladding layer. Adjusted.
〔コア層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名:A−BPEF、新中村化学工業株式会社製)36質量部、およびビスフェノールA型エポキシアクリレート(商品名:EA−1020、新中村化学工業株式会社製)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(商品名:イルガキュア819、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名:イルガキュア2959、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法および条件でコア層形成用樹脂ワニスBを調合した。その後、上記製造例と同様の方法および条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスBを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA1517、東洋紡績株式会社製、厚さ:16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が50μmとなるよう、塗工機のギャップを調整した。[Production of resin film for core layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 26 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), and (B) 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene (trade name: A-BPEF, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 36 parts by mass, and bisphenol A type epoxy acrylate (trade name: EA-1020, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 36 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (trade name: Irgacure 819, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1 ON (trade name: Irgacure 2959, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1 part by mass, core layer formation by the same method and conditions as in the above production example except that 40 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was used as the organic solvent Resin varnish B was prepared. Thereafter, pressure filtration and degassing under reduced pressure were carried out under the same method and conditions as in the above production example.
The core layer-forming resin varnish B obtained above is applied to the non-treated surface of a PET film (trade name: Cosmo Shine A1517, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 16 μm) in the same manner as in the above production example. After coating and drying, a release PET film (trade name: PUREX A31, Teijin DuPont Films Co., Ltd., thickness: 25 μm) is applied as a protective film so that the release surface is on the resin side, and a core layer forming resin A film was obtained. In this example, the gap of the coating machine was adjusted so that the film thickness after curing was 50 μm.
[光導波路の作製]
光導波路の作製方法について、以下、図1を参照しつつ説明する。
上記で得られた下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムである離型PETフィルム(ピューレックスA31)を剥離し、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM−1172)にて樹脂側(支持体フィルムの反対側)から紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射し、次いで80℃で10分間加熱処理することにより、下部クラッド層2を形成した(図1(a)参照)。[Fabrication of optical waveguide]
A method for manufacturing the optical waveguide will be described below with reference to FIG.
The release PET film (Purex A31), which is a protective film for the resin film for forming the lower clad layer obtained above, is peeled off, and the resin side (supported) is exposed by an ultraviolet exposure machine (EXM-1172, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). The lower
次に、該下部クラッド層2上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、コア層30を形成した(図1(b)参照)。
Next, a roll laminator (HLM-1500, manufactured by Hitachi Chemical Technoplant Co., Ltd.) is used on the lower
次に、線幅/線間=50μm/75μm、パターン本数12本、パターン長125mmのネガ型フォトマスク7を介し、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を0.8J/cm2照射し(図1(d)参照)、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持体フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンを現像した(図1(e)参照)。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥した。Next, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) are irradiated with 0.8 J / cm 2 with the above-described ultraviolet exposure machine through a
次いで、上部クラッド層として、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度100℃、加圧時間30秒の条件にて、上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした(図1(f)参照)。なお、温度100℃における、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの溶融粘度は170Pa・sであった。その後、紫外線(波長365nm)を両面に合計で25J/cm2照射後、160℃で1時間加熱処理することによって、上部クラッド層9を形成し支持体フィルムが外側に配置されたフレキシブル光導波路を作製した(図1(g)参照)。さらにポリアミドフィルム剥離のため、該フレキシブル光導波路を85℃/85%の高温高湿条件で24時間処理し、支持体フィルムを除去したフレキシブル光導波路を作製した。
このようにして作製したフレキシブル光導波路について、倍率50倍の顕微鏡下で外観検査を行い、コアに接する気泡が0個であることを確認した。
なお、作製した光導波路の伝搬損失を、光源に850nmの面発光レーザー((EXFO社製、FLS−300−01−VCL)を、受光センサに(株)アドバンテスト製、Q82214を用い、カットバック法(測定導波路長5、3、2cm、入射ファイバー;GI−50/125マルチモードファイバー(NA=0.20)、出射ファイバー;SI−114/125(NA=0.22))により測定したところ、0.05dB/cmであった。Next, as an upper clad layer, a vacuum pressurization laminator (manufactured by Meiki Seisakusho, MVLP-500) is used as a flat plate laminator, vacuumed to 500 Pa or less, pressure 0.4 MPa, temperature 100 ° C., pressurization time The resin film for forming a clad layer was laminated under a condition of 30 seconds (see FIG. 1 (f)). The melt viscosity of the upper clad layer forming resin film at a temperature of 100 ° C. was 170 Pa · s. Thereafter, ultraviolet light (wavelength 365 nm) is irradiated on both surfaces in total at 25 J / cm 2 , and then heat-treated at 160 ° C. for 1 hour to form a flexible optical waveguide in which the upper clad
The appearance of the flexible optical waveguide thus produced was examined under a microscope with a magnification of 50 times, and it was confirmed that there were no bubbles in contact with the core.
The propagation loss of the produced optical waveguide was determined using a cut-back method using a surface emitting laser (850 nm manufactured by EXFO, FLS-300-01-VCL) as a light source, and Q82214 manufactured by Advantest Co., Ltd. as a light receiving sensor. (
比較例1
実施例1において、上部クラッド形成時のラミネート温度を60℃、65℃、80℃、90℃で行ったこと以外は、実施例1と同様にしてフレキシブル光導波路を作製した。温度60℃、65℃、80℃、90℃における上部クラッド層形成用樹脂フィルムの溶融粘度はそれぞれ1720Pa・s、1180Pa・s、445Pa・s、260Pa・sであった。これらの条件で作製したフレキシブル光導波路には、コアに接する大きさ5μm以上の気泡が5個以上残った。
なお、作製した光導波路の伝搬損失を、光源に850nmの面発光レーザー((EXFO社製、FLS−300−01−VCL)を、受光センサに(株)アドバンテスト製、Q82214を用い、カットバック法(測定導波路長5、3、2cm、入射ファイバー;GI−50/125マルチモードファイバー(NA=0.20)、出射ファイバー;SI−114/125(NA=0.22))により測定したところ、0.1dB/cmであり、気泡が原因で伝搬損失が劣化することがわかった。Comparative Example 1
In Example 1, a flexible optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except that the lamination temperature at the time of forming the upper clad was 60 ° C., 65 ° C., 80 ° C., and 90 ° C. The melt viscosities of the resin films for forming the upper cladding layer at temperatures of 60 ° C., 65 ° C., 80 ° C., and 90 ° C. were 1720 Pa · s, 1180 Pa · s, 445 Pa · s, and 260 Pa · s, respectively. In the flexible optical waveguide produced under these conditions, five or more bubbles having a size of 5 μm or more remaining in contact with the core remained.
The propagation loss of the produced optical waveguide was determined using a cut-back method using a surface emitting laser (850 nm manufactured by EXFO, FLS-300-01-VCL) as a light source, and Q82214 manufactured by Advantest Co., Ltd. as a light receiving sensor. (
実施例2(第1の製造方法)
〔クラッド層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)50質量部、(B)光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート(商品名:KRM−2110、分子量:252、旭電化工業株式会社製)50質量部、(C)光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩(商品名:SP−170、旭電化工業株式会社製)2質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度25℃、回転数400rpmの条件で、6時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスCを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過し、さらに真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスCを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA4100、東洋紡績株式会社製、厚さ:50μm)の非処理面上に塗工機(マルチコーターTM−MC、株式会社ヒラノテクシード製)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、下部クラッド層30μm、上部クラッド層60μmとなるように調節した。
Example 2 (first manufacturing method)
[Production of resin film for clad layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 50 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), (B) As a photopolymerizable compound, an alicyclic diepoxycarboxylate ( Product name: KRM-2110, molecular weight: 252, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 50 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate salt (trade name: SP-170, Asahi Denka Kogyo) Co., Ltd.) 2 parts by weight, 40 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate as an organic solvent are weighed in a wide-mouthed plastic bottle, using a mechanical stirrer, shaft and propeller, at a temperature of 25 ° C. and a rotational speed of 400 rpm, The mixture was stirred for a time to prepare a clad layer forming resin varnish C. After that, using a polyflon filter (trade name: PF020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) with a pore diameter of 2 μm, the mixture is filtered under pressure at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 0.4 MPa, and further the degree of vacuum using a vacuum pump and a bell jar. Degassed under reduced pressure for 15 minutes under the condition of 50 mmHg.
The clad layer-forming resin varnish C obtained above was coated on a non-treated surface of a PET film (trade name: Cosmo Shine A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 50 μm) (Multicoater TM-MC). , Manufactured by Hirano Tech Seed Co., Ltd., dried at 80 ° C. for 10 minutes, then at 100 ° C. for 10 minutes, and then as a protective film, a release PET film (trade name: Purex A31, Teijin DuPont Films, Inc. 25 μm) was attached so that the release surface was on the resin side, and a resin film for forming a clad layer was obtained. At this time, the thickness of the resin layer can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine. In this embodiment, the cured film thickness is 30 μm for the lower cladding layer and 60 μm for the upper cladding layer. Adjusted.
〔コア層形成用樹脂フィルムの作製〕
実施例1と同様の方法および条件でコア層形成用樹脂ワニスBを調合した。その後、上記製造例と同様の方法および条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスBを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA1517、東洋紡績株式会社製、厚さ:16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が40μmとなるよう、塗工機のギャップを調整した。[Production of resin film for core layer formation]
A resin varnish B for forming a core layer was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1. Thereafter, pressure filtration and degassing under reduced pressure were carried out under the same method and conditions as in the above production example.
The core layer-forming resin varnish B obtained above is applied to the non-treated surface of a PET film (trade name: Cosmo Shine A1517, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 16 μm) in the same manner as in the above production example. After coating and drying, a release PET film (trade name: PUREX A31, Teijin DuPont Films Co., Ltd., thickness: 25 μm) is applied as a protective film so that the release surface is on the resin side, and a core layer forming resin A film was obtained. In this example, the gap of the coating machine was adjusted so that the film thickness after curing was 40 μm.
[光導波路の作製]
光導波路の作製方法について、以下説明する。
シリコン基板40(厚さ0.625mm、酸化膜1μm付き、三菱マテリアル(株)製)上にスピンコート法によって、シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング(株)製[Z6040])を、500rpm/10秒、さらには1500rpm/30秒の条件で塗工し、その後ホットプレート上で120℃/3分加熱した。なお、スピンコートには、ミカサ(株)製「1H−D2」を用いた。次いで、上記で作製したクラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムを剥がし、クラッド層形成用樹脂層がシランカップリング処理したシリコン基板に接するようにして、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント(株)製、HLM−1500)を用い、80℃、0.5MPa、送り速度0.5mの条件でロールラミネートした。その後、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM−1172)にて樹脂側(支持体フィルムの反対側)から紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射し、支持体フィルムであるPETフィルム(コスモシャインA4100)を剥がした後、120℃で60分間加熱処理することにより、下部クラッド層2を形成した(図4(a)参照)。[Fabrication of optical waveguide]
A method for manufacturing the optical waveguide will be described below.
A silane coupling agent (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. [Z6040]) is applied at 500 rpm / min by spin coating on a silicon substrate 40 (thickness 0.625 mm, with
次に、該下部クラッド層2上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、コア層30を形成した(図4(b)参照)。
Next, a roll laminator (HLM-1500, manufactured by Hitachi Chemical Technoplant Co., Ltd.) is used on the lower
次に、線幅/線間=50μm/75μm、パターン本数12本、パターン長125mmのネガ型フォトマスク7を介し、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を0.8J/cm2照射し(図4(c)参照)、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持体フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンを現像した(図4(d)参照)。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、120℃で60分間加熱乾燥した。Next, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) are irradiated with 0.8 J / cm 2 with the above-described ultraviolet exposure machine through a
次いで、上部クラッド層として、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度100℃、加圧時間30秒の条件にて、上記クラッド層形成用樹脂フィルムをラミネートした(図4(e)参照)。なお、温度100℃における、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの溶融粘度は121Pa・sであった。その後、紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射後、160℃で1時間加熱処理することによって、上部クラッド層9を形成した(図4(f)参照)。
このようにして作製した光導波路について、倍率50倍の顕微鏡下で外観検査を行い、コアに接する気泡が0個であることを確認した。
なお、作製した光導波路の伝搬損失を、実施例1と同様にして測定したところ、0.05dB/cmであった。Next, a vacuum pressurization laminator (manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd., MVLP-500) is used as the upper clad layer, and after vacuuming to 500 Pa or less, pressure 0.4 MPa, temperature 100 ° C., pressurization time The resin film for forming a clad layer was laminated under the condition of 30 seconds (see FIG. 4 (e)). The melt viscosity of the resin film for forming the upper cladding layer at a temperature of 100 ° C. was 121 Pa · s. Thereafter, after irradiation with ultraviolet rays (wavelength 365 nm) at 1 J / cm 2 , the
The appearance of the thus produced optical waveguide was examined under a microscope with a magnification of 50 times, and it was confirmed that there were no bubbles in contact with the core.
The propagation loss of the manufactured optical waveguide was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 0.05 dB / cm.
比較例2
実施例2において、上部クラッド形成時のラミネート温度を60℃、70℃、80℃、90℃で行ったこと以外は、実施例2と同様にしてフレキシブル光導波路を作製した。温度60℃、70℃、80℃、90℃における上部クラッド層形成用樹脂フィルムの溶融粘度はそれぞれ1670Pa・s、842Pa・s、383Pa・s、233Pa・sであった。これらの条件で作製したフレキシブル光導波路には、コアに接する大きさ5μm以上の気泡が5個以上残った。
なお、作製した光導波路の伝搬損失を、実施例1と同様にして測定したところ、0.1dB/cmであり、気泡が原因で伝搬損失が劣化することがわかった。
Comparative Example 2
In Example 2, a flexible optical waveguide was produced in the same manner as in Example 2 except that the lamination temperature at the time of forming the upper clad was 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C., and 90 ° C. The melt viscosities of the upper clad layer forming resin films at temperatures of 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C., and 90 ° C. were 1670 Pa · s, 842 Pa · s, 383 Pa · s, and 233 Pa · s, respectively. In the flexible optical waveguide produced under these conditions, five or more bubbles having a size of 5 μm or more remaining in contact with the core remained.
When the propagation loss of the manufactured optical waveguide was measured in the same manner as in Example 1, it was 0.1 dB / cm, and it was found that the propagation loss was degraded due to bubbles.
実施例3(第2の製造方法)
〔クラッド層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)48質量部、(B)光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート(商品名:KRM−2110、分子量:252、旭電化工業株式会社製)49.6質量部、(C)光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩(商品名:SP−170、旭電化工業株式会社製)2質量部、増感剤として、SP−100(商品名、旭電化工業株式会社製)0.4質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度25℃、回転数400rpmの条件で、6時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスAを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過し、さらに真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスAを、ポリアミドフィルム(商品名:ミクトロン、東レ株式会社製、厚さ:12μm)のコロナ処理面上に塗工機(マルチコーターTM−MC、株式会社ヒラノテクシード製)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、下部クラッド層25μm、上部クラッド層80μmとなるように調節した。Example 3 (second manufacturing method)
[Production of resin film for clad layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 48 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), (B) As a photopolymerizable compound, an alicyclic diepoxycarboxylate ( Product name: KRM-2110, molecular weight: 252, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 49.6 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate salt (trade name: SP-170,
The clad layer-forming resin varnish A obtained above was coated on a corona-treated surface of a polyamide film (trade name: Miktron, manufactured by Toray Industries, Inc., thickness: 12 μm) (Multicoater TM-MC, Inc. It is applied using Hirano Tech Seed, dried at 80 ° C. for 10 minutes, then at 100 ° C. for 10 minutes, and then as a protective film, a release PET film (trade name: Purex A31, Teijin DuPont Films Co., Ltd., thickness: 25 μm) ) Was attached so that the release surface was on the resin side to obtain a resin film for forming a cladding layer. At this time, the thickness of the resin layer can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine. In this embodiment, the cured film thickness is 25 μm for the lower cladding layer and 80 μm for the upper cladding layer. Adjusted.
〔コア層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)26質量部、(B)光重合性化合物として、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(商品名:A−BPEF、新中村化学工業株式会社製)36質量部、およびビスフェノールA型エポキシアクリレート(商品名:EA−1020、新中村化学工業株式会社製)36質量部、(C)光重合開始剤として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(商品名:イルガキュア819、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、及び1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名:イルガキュア2959、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)1質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を用いたこと以外は上記製造例と同様の方法および条件でコア層形成用樹脂ワニスBを調合した。その後、上記製造例と同様の方法および条件で加圧濾過さらに減圧脱泡した。
上記で得られたコア層形成用樹脂ワニスBを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA1517、東洋紡績株式会社製、厚さ:16μm)の非処理面上に、上記製造例と同様な方法で塗布乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、コア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が70μmとなるよう、塗工機のギャップを調整した。[Production of resin film for core layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 26 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), and (B) 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene (trade name: A-BPEF, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 36 parts by mass, and bisphenol A type epoxy acrylate (trade name: EA-1020, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 36 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, 1 part by mass of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (trade name: Irgacure 819, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1 ON (trade name: Irgacure 2959, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1 part by mass, core layer formation by the same method and conditions as in the above production example except that 40 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was used as the organic solvent Resin varnish B was prepared. Thereafter, pressure filtration and degassing under reduced pressure were carried out under the same method and conditions as in the above production example.
The core layer-forming resin varnish B obtained above is applied to the non-treated surface of a PET film (trade name: Cosmo Shine A1517, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 16 μm) in the same manner as in the above production example. After coating and drying, a release PET film (trade name: PUREX A31, Teijin DuPont Films Co., Ltd., thickness: 25 μm) is applied as a protective film so that the release surface is on the resin side, and a core layer forming resin A film was obtained. In this example, the gap of the coating machine was adjusted so that the film thickness after curing was 70 μm.
[光導波路の作製]
光導波路の作製方法について、以下、図1を参照しつつ説明する。
上記で得られた下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムである離型PETフィルム(ピューレックスA31)を剥離し、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM−1172)にて樹脂側(支持体フィルムの反対側)から紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射し、次いで80℃で10分間加熱処理することにより、下部クラッド層2を形成した(図1(a)参照)。[Fabrication of optical waveguide]
A method for manufacturing the optical waveguide will be described below with reference to FIG.
The release PET film (Purex A31), which is a protective film for the resin film for forming the lower clad layer obtained above, is peeled off, and the resin side (supported) is exposed by an ultraviolet exposure machine (EXM-1172, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). The lower
次に、該下部クラッド層2上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、コア層30を形成した(図1(b)参照)。
Next, a roll laminator (HLM-1500, manufactured by Hitachi Chemical Technoplant Co., Ltd.) is used on the lower
次に、線幅/線間=80μm/170μm、パターン本数8本、パターン長125mmのネガ型フォトマスク7を介し、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を0.8J/cm2照射し(図1(d)参照)、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持体フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンを現像した(図1(e)参照)。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥した。Next, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) are irradiated with 0.8 J / cm 2 with the above-described ultraviolet exposure machine through a
次いで、上部クラッド層として、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度60℃、加圧時間30秒の条件にて、上記クラッド層形成用樹脂フィルム1をラミネートした(図1(f)参照)。このとき、倍率100倍の顕微鏡下で外観検査を行ったところ、コアに接する気泡が上部クラッド中に4個あった(図5参照)。
続いて、この気泡を消失するため50℃、30分加熱炉中で加熱し、同様に顕微鏡下で外観検査を行ったところ、気泡を消失した(図6参照)。
その後、紫外線(波長365nm)を両面に合計で25J/cm2照射後、160℃で1時間加熱処理することによって、上部クラッド層9を形成し支持体フィルムが外側に配置されたフレキシブル光導波路を作製した(図1(g)参照)。さらにポリアミドフィルム剥離のため、該フレキシブル光導波路を85℃/85%の高温高湿条件で24時間処理し、支持体フィルムを除去したフレキシブル光導波路を作製した。
作製した光導波路の伝搬損失を、光源に850nmの面発光レーザー((EXFO社製、FLS−300−01−VCL)を、受光センサに(株)アドバンテスト製、Q82214を用い、カットバック法(測定導波路長5、3、2cm、入射ファイバー;GI−50/125マルチモードファイバー(NA=0.20)、出射ファイバー;SI−114/125(NA=0.22))により測定したところ、0.05dB/cmであった。
また、上部クラッドラミネート後の加熱温度を60℃、70℃、80℃、90℃、100℃とした場合においても、気泡を消失できることを確認した。Next, as an upper clad layer, a vacuum pressurizing laminator (manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd., MVLP-500) is used as a flat plate laminator, vacuumed to 500 Pa or less, pressure 0.4 MPa, temperature 60 ° C., pressurizing time The
Subsequently, in order to eliminate the bubbles, heating was performed in a heating furnace at 50 ° C. for 30 minutes, and the appearance was similarly examined under a microscope. As a result, the bubbles disappeared (see FIG. 6).
Thereafter, ultraviolet light (wavelength 365 nm) is irradiated on both surfaces in total at 25 J / cm 2 , and then heat-treated at 160 ° C. for 1 hour to form a flexible optical waveguide in which the upper clad
Propagation loss of the produced optical waveguide was measured using a cut-back method (measurement) using a 850 nm surface emitting laser (EXFO, FLS-300-01-VCL) as a light source, and Advantest Co., Ltd., Q82214 as a light receiving sensor.
Further, it was confirmed that the bubbles could be eliminated even when the heating temperature after the upper clad lamination was 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., 100 ° C.
比較例3
上部クラッドラミネート後の加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例3と同様な光導波路形成用樹脂フィルム及び工程にて光導波路を作製した。その結果、上部クラッドラミネート後に残った気泡がそのまま残ってしまった。この条件で作製した光導波路の伝搬損失は、0.1dB/cmであり、気泡が原因で伝搬損失が劣化することがわかった。Comparative Example 3
An optical waveguide was produced by the same optical waveguide forming resin film and process as in Example 3 except that the heat treatment after the upper clad lamination was not performed. As a result, bubbles remained after the upper clad lamination remained as it was. The propagation loss of the optical waveguide manufactured under these conditions is 0.1 dB / cm, and it has been found that the propagation loss is deteriorated due to bubbles.
実施例4(第2の製造方法)
〔クラッド層形成用樹脂フィルムの作製〕
(A)ベースポリマー(バインダポリマ)として、フェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP−70、東都化成株式会社製)50質量部、(B)光重合性化合物として、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート(商品名:KRM−2110、分子量:252、旭電化工業株式会社製)50質量部、(C)光重合開始剤として、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩(商品名:SP−170、旭電化工業株式会社製)2質量部、有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部を広口のポリ瓶に秤量し、メカニカルスターラ、シャフト及びプロペラを用いて、温度25℃、回転数400rpmの条件で、6時間撹拌し、クラッド層形成用樹脂ワニスCを調合した。その後、孔径2μmのポリフロンフィルタ(商品名:PF020、アドバンテック東洋株式会社製)を用いて、温度25℃、圧力0.4MPaの条件で加圧濾過し、さらに真空ポンプ及びベルジャーを用いて減圧度50mmHgの条件で15分間減圧脱泡した。
上記で得られたクラッド層形成用樹脂ワニスCを、PETフィルム(商品名:コスモシャインA1517、東洋紡績株式会社製、厚さ:16μm)の易接着処理面上に塗工機(マルチコーターTM−MC、株式会社ヒラノテクシード製)を用いて塗布し、80℃、10分、その後100℃、10分乾燥し、次いで保護フィルムとして離型PETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、厚さ:25μm)を離型面が樹脂側になるように貼り付け、クラッド層形成用樹脂フィルムを得た。このとき樹脂層の厚さは、塗工機のギャップを調節することで、任意に調整可能であり、本実施例では硬化後の膜厚が、下部クラッド層30μm、上部クラッド層80μmとなるように調節した。
Example 4 (second manufacturing method)
[Production of resin film for clad layer formation]
(A) As a base polymer (binder polymer), 50 parts by mass of a phenoxy resin (trade name: Phenotote YP-70, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), (B) As a photopolymerizable compound, an alicyclic diepoxycarboxylate ( Product name: KRM-2110, molecular weight: 252, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 50 parts by mass, (C) As a photopolymerization initiator, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate salt (trade name: SP-170, Asahi Denka Kogyo) Co., Ltd.) 2 parts by weight, 40 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate as an organic solvent are weighed in a wide-mouthed plastic bottle, using a mechanical stirrer, shaft and propeller, at a temperature of 25 ° C. and a rotational speed of 400 rpm, The mixture was stirred for a time to prepare a clad layer forming resin varnish C. After that, using a polyflon filter (trade name: PF020, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) with a pore diameter of 2 μm, the mixture is filtered under pressure at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 0.4 MPa, and further the degree of vacuum using a vacuum pump and a bell jar. Degassed under reduced pressure for 15 minutes under the condition of 50 mmHg.
The clad layer-forming resin varnish C obtained above was coated on an easy-adhesion treated surface of a PET film (trade name: Cosmo Shine A1517, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness: 16 μm) (Multicoater TM- MC, manufactured by Hirano Tech Seed Co., Ltd., dried at 80 ° C. for 10 minutes, then at 100 ° C. for 10 minutes, and then released as a protective PET film (trade name: Purex A31, Teijin DuPont Film Co., Ltd.) (Thickness: 25 μm) was pasted so that the release surface was on the resin side to obtain a resin film for forming a cladding layer. At this time, the thickness of the resin layer can be arbitrarily adjusted by adjusting the gap of the coating machine. In this embodiment, the thickness after curing is 30 μm for the lower cladding layer and 80 μm for the upper cladding layer. Adjusted.
〔コア層形成用樹脂フィルムの作製〕
実施例3と同様の方法および条件でコア層形成用樹脂フィルムを得た。本実施例では硬化後の膜厚が50μmとなるよう、塗工機のギャップを調整した。[Production of resin film for core layer formation]
A resin film for forming a core layer was obtained by the same method and conditions as in Example 3. In this example, the gap of the coating machine was adjusted so that the film thickness after curing was 50 μm.
[光導波路の作製]
光導波路の作製方法について、以下、図1を参照しつつ説明する。
上記で得られた下部クラッド層形成用樹脂フィルム2の保護フィルムである離型PETフィルム(ピューレックスA31)を剥離し、紫外線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM−1172)にて樹脂側(支持体フィルムの反対側)から紫外線(波長365nm)を1J/cm2照射し、次いで80℃で10分間加熱処理することにより、下部クラッド層2を形成した(図1(a)参照)。[Fabrication of optical waveguide]
A method for manufacturing the optical waveguide will be described below with reference to FIG.
The release PET film (Purex A31), which is a protective film of the
次に、該下部クラッド層2上に、ロールラミネータ(日立化成テクノプラント株式会社製、HLM−1500)を用い圧力0.4MPa、温度50℃、ラミネート速度0.2m/minの条件で、上記コア層形成用樹脂フィルムをラミネートし、コア層30を形成した(図1(b)参照)。
Next, a roll laminator (HLM-1500, manufactured by Hitachi Chemical Technoplant Co., Ltd.) is used on the lower
次に、線幅/線間=50μm/250μm、パターン本数12本、パターン長125mmのネガ型フォトマスク7を介し、上記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を0.8J/cm2照射し(図1(d)参照)、次いで80℃で5分間露光後加熱を行った。その後、支持体フィルムであるPETフィルムを剥離し、現像液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド=8/2、質量比)を用いて、コアパターンを現像した(図1(e)参照)。続いて、洗浄液(イソプロパノール)を用いて洗浄し、100℃で10分間加熱乾燥した。Next, ultraviolet light (wavelength 365 nm) is irradiated with 0.8 J / cm 2 with the above-described ultraviolet exposure machine through a
次いで、上部クラッド層として、平板型ラミネータとして真空加圧式ラミネータ(株式会社名機製作所製、MVLP−500)を用い、500Pa以下に真空引きした後、圧力0.4MPa、温度60℃、加圧時間30秒の条件にて、上記クラッド層形成用樹脂フィルム1をラミネートした(図1(f)参照)。このとき、倍率100倍の顕微鏡下で外観検査を行ったところ、コアに接する気泡が上部クラッド中に3個あった。
続いて、この気泡を消失するため50℃、30分加熱炉中で加熱し、気泡を消失した。
その後、紫外線(波長365nm)を両面に合計で6J/cm2照射後、120℃で1時間加熱処理することによって、上部クラッド層9を形成し支持体フィルムが外側に配置されたフレキシブル光導波路を作製した(図1(g)参照)。
作製した光導波路の伝搬損失を、光源に850nmの面発光レーザー((EXFO社製、FLS−300−01−VCL)を、受光センサに(株)アドバンテスト製、Q82214を用い、カットバック法(測定導波路長5、3、2cm、入射ファイバー;GI−50/125マルチモードファイバー(NA=0.20)、出射ファイバー;SI−114/125(NA=0.22))により測定したところ、0.05dB/cmであった。
また、上部クラッドラミネート後の加熱温度を60℃、70℃、80℃、90℃、100℃とした場合においても、気泡を消失できることを確認した。Next, as an upper clad layer, a vacuum pressurizing laminator (manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd., MVLP-500) is used as a flat plate laminator, vacuumed to 500 Pa or less, pressure 0.4 MPa, temperature 60 ° C., pressurizing time The
Then, in order to lose | disappear this bubble, it heated in 50 degreeC and the heating furnace for 30 minutes, and the bubble was lose | disappeared.
Thereafter, ultraviolet rays (wavelength 365 nm) are irradiated on both surfaces in total 6 J / cm 2 , and then heat-treated at 120 ° C. for 1 hour to form an upper
Propagation loss of the produced optical waveguide was measured using a cut-back method (measurement) using a 850 nm surface emitting laser (EXFO, FLS-300-01-VCL) as a light source, and Advantest Co., Ltd., Q82214 as a light receiving sensor.
Further, it was confirmed that the bubbles could be eliminated even when the heating temperature after the upper clad lamination was 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., 100 ° C.
比較例4
上部クラッドラミネート後の加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例4と同様な光導波路形成用樹脂フィルム及び工程にて光導波路を作製した。その結果、上部クラッドラミネート後に残った気泡がそのまま残ってしまった。この条件で作製した光導波路の伝搬損失は、0.1dB/cmであり、気泡が原因で伝搬損失が劣化することがわかった。Comparative Example 4
An optical waveguide was produced by the same optical waveguide forming resin film and process as in Example 4 except that the heat treatment after the upper clad lamination was not performed. As a result, bubbles remained after the upper clad lamination remained as it was. The propagation loss of the optical waveguide manufactured under these conditions is 0.1 dB / cm, and it has been found that the propagation loss is deteriorated due to bubbles.
実施例5(第2の製造方法)
実施例4において、クラッド形成用樹脂フィルムの支持体フィルムを、厚さ25μmのPETフィルム(商品名:ピューレックスA31、帝人デュポンフィルム株式会社、非処理面使用)に替えたこと以外は、実施例2と同様に光導波路を作製した。このとき、上部クラッドラミネート後に、倍率100倍の顕微鏡下で外観検査を行ったところ、コアに接する気泡が上部クラッド中に4個あった。この場合においても、上部クラッドラミネート後の加熱温度を50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃とすることで気泡を消失できた。Example 5 (second manufacturing method)
In Example 4, except that the support film of the resin film for forming the clad was changed to a PET film having a thickness of 25 μm (trade name: Purex A31, Teijin DuPont Film Co., Ltd., non-treated surface used) An optical waveguide was prepared in the same manner as in 2. At this time, after the upper clad lamination, when an appearance inspection was performed under a microscope with a magnification of 100 times, there were four bubbles in the upper clad in contact with the core. Even in this case, bubbles could be eliminated by setting the heating temperature after the upper clad lamination to 50 ° C., 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C., 90 ° C., and 100 ° C.
比較例5
上部クラッドラミネート後の加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例5と同様な光導波路形成用樹脂フィルム及び工程にて光導波路を作製した。その結果、上部クラッドラミネート後に残った気泡がそのまま残ってしまった。Comparative Example 5
An optical waveguide was produced by the same optical waveguide forming resin film and process as in Example 5 except that the heat treatment after the upper clad lamination was not performed. As a result, bubbles remained after the upper clad lamination remained as it was.
実施例6(第2の製造方法)
実施例3において、クラッド形成用樹脂フィルムの支持体フィルムを、厚さ9μmのアラミドフィルム(商品名:ミクトロン、東レ株式会社、コロナ処理面使用)に替えたこと以外は、実施例3と同様に光導波路を作製した。このとき、上部クラッドラミネート後に、倍率100倍の顕微鏡下で外観検査を行ったところ、コアに接する気泡が上部クラッド中に1個あった。この場合においては、上部クラッドラミネート後の加熱温度を40℃、加熱時間を60分とすることで気泡を消失できた。Example 6 (second manufacturing method)
In Example 3, the support film of the resin film for forming a clad was changed to an aramid film having a thickness of 9 μm (trade name: Mikutron, Toray Industries, Inc., using a corona-treated surface), as in Example 3. An optical waveguide was produced. At this time, after the upper clad laminate, an appearance inspection was performed under a microscope with a magnification of 100. As a result, there was one bubble in contact with the core in the upper clad. In this case, bubbles could be eliminated by setting the heating temperature after the upper clad lamination to 40 ° C. and the heating time to 60 minutes.
比較例6
上部クラッドラミネート後の加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例6と同様な光導波路形成用樹脂フィルム及び工程にて光導波路を作製した。その結果、上部クラッドラミネート後に残った気泡がそのまま残ってしまった。Comparative Example 6
An optical waveguide was produced by the same optical waveguide forming resin film and process as in Example 6 except that the heat treatment after the upper clad lamination was not performed. As a result, bubbles remained after the upper clad lamination remained as it was.
実施例3〜6及び比較例3〜6の結果を表1に示す。
以上詳細に説明したように、本発明の製造方法によれば、光導波路を生産性良く製造できコア層と上部クラッド層との間に気泡が残らない。特に、第2の製造方法によれば、光導波路を生産性良く製造できコア層と上部クラッド層との間に気泡が残らず、上部クラッド層が平坦である。
このため、実用性の高い光導波路の製造方法として極めて有用である。As described above in detail, according to the manufacturing method of the present invention, the optical waveguide can be manufactured with high productivity, and no bubbles remain between the core layer and the upper cladding layer. In particular, according to the second manufacturing method, the optical waveguide can be manufactured with high productivity, and no bubbles remain between the core layer and the upper cladding layer, and the upper cladding layer is flat.
For this reason, it is extremely useful as a manufacturing method of a highly practical optical waveguide.
Claims (3)
該上部クラッド層形成用樹脂フィルムの積層時に、該クラッド層形成用樹脂の溶融粘度が120〜180Pa・sとなるように積層条件を制御し、減圧雰囲気下において加熱圧着することを特徴とする光導波路の製造方法。 Curing the clad layer forming resin formed on the substrate to form a lower clad layer, laminating a core layer forming resin film on the lower clad layer to form a core layer, the core layer A step of forming a core pattern by exposing and developing the substrate, and laminating a resin film for forming an upper cladding layer on the core pattern, and curing the resin for forming the cladding layer to form an upper cladding layer. A method of manufacturing a waveguide,
A light guide characterized in that, when laminating the resin film for forming the upper clad layer, the laminating conditions are controlled so that the melt viscosity of the resin for forming the clad layer is 120 to 180 Pa · s, and thermocompression bonding is performed in a reduced pressure atmosphere. A method for manufacturing a waveguide.
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