JP5905303B2 - 光導波路形成用エポキシ樹脂組成物およびそれより得られる光導波路形成用硬化性フィルム並びに光伝送用フレキシブルプリント基板 - Google Patents
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Description
(A)液状エポキシ樹脂。
(B)固形樹脂。
(C)光酸発生剤。
本発明の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物は、液状エポキシ樹脂(A),固形樹脂(B)および光酸発生剤(C)を含有するものであって、上記(A)の液状エポキシ樹脂の主成分が特定の成分および含有量に制限されるものである。なお、本発明において「液状」または「固形」は25℃の温度下における「液状」または「固形」状態を意味する。以下、(A)〜(C)について順に説明する。
つぎに、本発明の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物をクラッド層の形成に用いた光導波路について説明する。なお、ここでは本発明の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物をクラッド層に用いたが、コア層に用いることもできる。
まず、実施例となる光導波路の作製に先立ち、クラッド層形成材料およびコア層形成材料である各感光性ワニスを調製した。
遮光条件下にて、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)50g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)20g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)30g、光酸発生剤(アデカオプトマーSP−170,アデカ社製)2.0g、を乳酸エチル20gに混合し、85℃加熱下にて撹拌完溶させ、その後室温(25℃)まで冷却した後、直径1.0μmのメンブレンフィルタを用いて加熱加圧濾過を行なうことにより、クラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製した。
遮光条件下にて、固形多官能芳香族エポキシ樹脂(YDCN−700−10、新日鐵化学社製)50g、固体(粘稠)フルオレン含有二官能エポキシ樹脂(オグソール−EG−200、大阪ガスケミカル社製)50g、光酸発生剤(アデカオプトマーSP−170,アデカ社製)2.0gを、乳酸エチル50gに混合し、85℃加熱下にて撹拌完溶させ、その後室温(25℃)まで冷却した後、直径1.0μmのフィルタを用いて加熱加圧濾過を行なうことにより、コア層形成材料となる感光性ワニスを調製した。
スピンコーターを用いて、上記クラッド層形成材料である感光性ワニスを総厚22μmのフレキシブルプリント基板用基材(FPC基材)の裏面上に塗工した後、ホットプレート上にて有機溶剤を乾燥させる(130℃×10分間)ことにより、未硬化状態のアンダークラッド層を形成した(なお、この状態で基材を取り外すことにより、光導波路形成用硬化性フィルムが得られる)。形成された未硬化のアンダークラッド層をUV照射機〔5000mJ/cm2(I線フィルタ)〕により所定のマスクパターン〔パターン幅/パターン間隔(L/S)=50μm/200μm〕を介して露光を行ない、後加熱を行った(130℃×10分間)。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像(25℃×3分間)し、水洗いをした後、ホットプレート上で水分を乾燥(120℃×10分間)させることで、アンダークラッド層(厚み15μm)を作製した。
形成されたアンダークラッド層上に、スピンコーターを用いて、上記コア層形成材料である感光性ワニスを塗工した後、ホットプレート上にて有機溶剤を乾燥させる(130℃×5分間)ことにより、未硬化フィルム状態のコア層を形成した。形成された未硬化のコア層をUV照射機〔9000mJ/cm2(I線フィルタ)〕により所定のマスクパターン〔パターン幅/パターン間隔(L/S)=50μm/200μm〕を介して露光を行ない、後加熱を行った(130℃×10分間)。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像(25℃×4分間)を行ない、水洗し、ホットプレート上にて水分を乾燥(120℃×10分間)させることにより、所定パターンのコア層(厚み50μm)を作製した。
形成されたコア層上に、スピンコーターを用いて、上記クラッド層形成材料である感光性ワニスを塗工した後、ホットプレート上にて有機溶剤を乾燥させる(130℃×10分間)ことにより、未硬化状態のオーバークラッド層を形成した。形成された未硬化のオーバークラッド層をUV照射機〔5000mJ/cm2(I線フィルタ)〕にて露光を行ない、後加熱を行った(130℃×10分間)。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像(25℃×3分間)し、水洗いをした後、ホットプレート上で水分を乾燥(120℃×10分間)させることにより、オーバークラッド層(厚み10μm)を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)60g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)20g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)20gに変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)70g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)20g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)10gに変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)80g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)20g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)未添加に変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)90g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)10g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)未添加に変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)40g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)20g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)40gに変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)40g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)30g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)30gに変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、樹脂成分の配合割合を、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)30g、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂(EHPE3150、ダイセル社製)40g、液状長鎖二官能脂肪族エポキシ樹脂(PG−207N、新日鐵化学社製)30gに変えた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
クラッド層形成材料である感光性ワニスの調製において、液状長鎖二官能半脂肪族エポキシ樹脂(EXA−4816、DIC社製)50gに代替して、フェノキシ樹脂(エピコート1007、三菱化学社製)50gを用いた。それ以外は実施例1と同様にして光導波路を作製した。
上記実施例および比較例において調製したクラッド層形成材料となる感光性ワニスを、厚み1.1mmのガラス基板上にアプリケーターを用いて塗工し、乾燥(130℃×10分間)を行った。得られた未硬化フィルムに、5000mJ/cm2(I線フィルタ)の露光を行い、後加熱(130℃×10分間)を行い硬化物を得た。この硬化物をカッター刃を用いガラス基板上から剥離することで、硬化フィルムを得た。この硬化フィルムをTg測定用サンプル(厚み50μm)として用いた。そして、上記サンプルを用いて、動的粘弾性評価装置(RSA3、TAインスツルメント社製)により、tanδの値からTgを求めた。
上記実施例および比較例において調製したクラッド層形成材料となる感光性ワニスを、厚み0.8mmのシリコンウエハ上にスピンコーターにて塗工し、乾燥(130℃×10分間)を行った。得られた未硬化フィルムに、5000mJ/cm2(I線フィルタ)の露光を行い、後加熱(130℃×10分間)を行い硬化フィルムを得た。この硬化フィルムを屈折率評価用サンプル(厚み10μm)として用いた。このサンプルを用いて、SAIRON TECHNOLOGY社製プリズムカップラー(SPA−4000型番)により、850nmにおける屈折率を測定した。
上記実施例および比較例により得られた光導波路をサンプルとして用い、光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜社製)から発振された光をマルチモードファイバー〔FFP−G120−0500、三喜社製(直径50μmMMF、NA=0.2)〕にて集光して、上記サンプルに入射する。そして、サンプルから出射された光をレンズ〔FH14−11,清和光学製作所社製(倍率20、NA=0.4)〕で集光し、光計測システム(オプティカルマルチパワーメーターQ8221、アドバンテスト社製)にて、6チャンネルを評価した。その平均全損失から直線損失を、下記の基準に基づき評価した。
○:全直線損失が0.1dB/cm以下。
×:全直線損失が0.1dB/cmを超える。
上記実施例および比較例により得られた光導波路をサンプルとして用い、直径2mmの金属棒に各サンプルを360°巻き付けた際、光源(850nmVCSEL光源OP250、三喜社製)から発振された光をマルチモードファイバー〔FFP−G120−0500、三喜社製(直径50μmMMF、NA=0.2)〕にて集光して、上記サンプルに入射する。そして、サンプルから出射された光をレンズ〔FH14−11,清和光学製作所社製(倍率20、NA=0.4)〕で集光し、光計測システム(オプティカルマルチパワーメーターQ8221、アドバンテスト社製)にて、6チャンネルを評価した。その平均全損失から、同様に評価した直線損失時の全損失の差により屈曲損失を算出した。その結果、下記の基準に基づき評価した。
○:初期値に比べて損失の増加値が0.5dB以下。
×:初期値に比べて損失の増加値が0.5dBを超える。
上記実施例および比較例により得られた光導波路を50mmに切り出したものを柔軟性評価用サンプルとして用いた。そして、上記サンプルを用いて、屈曲半径(r)=1.5mm、スライド距離20mm、スライド速度20mm/秒の条件において、IPCスライド試験を行った。その結果、下記の基準に基づき評価した。
○:10万回以上の屈曲を行っても破断なし。
×:10万回未満の屈曲回数にて破断があり。
上記実施例および比較例において作製したパターンを形成したクラッド層形成材料をサンプルとして用いた。すなわち、未硬化状態のアンダークラッド層を、UV照射機〔5000mJ/cm2(I線フィルタ)〕により所定のマスクパターン〔パターン幅/パターン間隔(L/S)=50μm/200μm〕を介して露光を行ない、後加熱を行った(130℃×10分間)。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像(25℃×3分間)し、水洗いをした後、ホットプレート上で水分を乾燥(120℃×10分間)させることにより、パターニング性評価用サンプル(L/S=50μm/200μm)を作製した。
○:パターンうねり、倒れ、裾引き等の形状異常なし。
△:パターンうねり及び倒れはないが、裾引きの形状異常があり。
×:パターンうねり、倒れ、および裾引きの形状異常あり。
Claims (5)
- 光導波路形成用エポキシ樹脂組成物の硬化剤が上記光酸発生剤(C)のみからなる請求項1記載の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物。
- 上記光酸発生剤(C)の含有量が光導波路形成用エポキシ樹脂組成物の樹脂成分100重量部に対して1〜3重量部である請求項1または2に記載の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物から得られる光導波路形成用硬化性フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光導波路形成用エポキシ樹脂組成物または請求項4記載の光導波路形成用硬化性フィルムを硬化させて得られたクラッドまたはコアから構成される光導波路を備える光伝送用フレキシブルプリント基板。
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