KR102419966B1 - 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물, 광도파로 형성용 경화성 필름 및 그것을 이용한 광도파로, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 - Google Patents

광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물, 광도파로 형성용 경화성 필름 및 그것을 이용한 광도파로, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 Download PDF

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Abstract

에폭시 수지 성분 및 광양이온 중합 개시제를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물로서, 상기 에폭시 수지 성분이, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이다. 따라서, 높은 R-to-R(roll-to-roll) 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성), 저굴절률, 고패터닝성, 나아가 레이저 가공성(미러 가공성)이 우수한 광도파로 형성 재료가 될 수 있는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.

Description

광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물, 광도파로 형성용 경화성 필름 및 그것을 이용한 광도파로, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판
본 발명은, 광통신, 광정보 처리, 기타 일반 광학에서 널리 이용되는 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판에서의 광도파로를 구성하는 클래드층 또는 코어층 등의 형성 재료로서 이용되는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물, 광도파로 형성용 경화성 필름 및 그것을 이용한 광도파로, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판에 관한 것이다.
종래, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판용의 광도파로 형성 재료(소위, 클래드층 형성 재료, 코어층 형성 재료 등)에는 각종 감광성 에폭시 수지 조성물이 이용되고 있다. 예컨대, 이것을 이용하여 클래드층이나 코어층을 패턴 형성할 때에는, 예컨대, 포토마스크를 통하여 자외선(UV) 조사를 행함으로써 원하는 클래드층 패턴이나 코어층 패턴을 제작하고 있다. 구체적으로는, 광도파로 형성 재료로서, 액상의 감광성 에폭시 수지 조성물을 이용하여 막(층)을 형성한 후, 포토마스크를 통하여 UV 조사함으로써 클래드층이나 코어층을 제작하고 있다.
이러한 감광성 에폭시 수지 조성물은 광경화 감도가 높은 한편, 도공 후의 표면 점착성(태크성)의 관점에서 R-to-R(롤ㆍ투ㆍ롤: roll-to-roll)과 같은 연속 프로세스에는 적합하지 않다는 결점을 갖기 때문에(즉, 롤에 접촉했을 때에 감광성 에폭시 수지 조성물제 필름이 파괴되기 때문에), 생산성이 부족하다는 문제가 있었다(특허문헌 1). 그 때문에, R-to-R 프로세스에 적합하게 하기 위해, 일반적으로는 감광성 수지로서 상온에서 고체를 나타내는 수지 성분이 이용된다. 그 때, 감광성 수지가 고분자량일수록 경화 전(前)단계의 비정질 필름의 플렉시빌리티는 높아지는 한편, 패터닝 해상성이 저하되게 된다. 반대로, 감광성 수지가 저분자량이면 패터닝 해상성은 높아지는 한편, 플렉시빌리티는 저하되게 된다. 이와 같이, 일반적으로는 필름의 플렉시빌리티와 해상성은 트레이드오프의 관계에 있어 문제가 있었다. 따라서, 필름의 플렉시빌리티와 해상성을 양립시키는 광도파로 형성 재료가 요구되었고, 예컨대, 광도파로의 클래드층 형성 재료로서, 에폭시기 함유 아크릴 고무, 우레탄(메트)아크릴레이트, 우레탄 결합을 갖지 않는 (메트)아크릴레이트를 이용한 수지 조성물이 제안되었다(특허문헌 2).
그런데, 광도파로의 클래드층 형성 재료에 관해서는, 그 사용 용도에 따라서, 그 경화물의 여러 물성으로서 저굴절률, 고투명성, 고해상 패터닝성, 고내열성, 파장 248 nm의 레이저 가공성(미러 가공성: 클래드층면에 대하여 각도 45°에서 파장 248 nm의 레이저를 조사하여 미러 가공(45° 미러 가공)을 함)과 같은 많은 요구 특성을 만족시킬 필요가 있다. 그 때문에, 광도파로의 제조에 있어서는, 형성 재료로서 메이커 각 사 모두 여러가지 원료의 배합이나 그 배합 밸런스를 맞춤으로써 상기 요구 특성을 만족시키기 위한 검토가 행해지고 있다.
전술한 바와 같이, 대량 생산을 고려한 R-to-R 프로세스에서, 일반적으로 미경화 필름을 드라이 필름화하는 수법이 이용되고 있지만, 그 재료 개발에 있어서 미경화 필름의 저태크성, 플렉시빌리티와 같은 드라이 필름 재료로서의 R-to-R 프로세스 적합성의 요구로 인해, 결과적으로 재료 설계의 자유도를 좁히게 된다. 더구나, 상기 재료 설계의 자유도가 좁아지는 것 뿐만 아니라, 드라이 필름을 제작할 때, 라미네이트 기재가 드라이 필름의 양면에 필요하다는 점에서, 자원 절약화 및 비용의 관점에서 문제가 되기 때문에, 재료 개발에 있어서 웨트 프로세스에 대한 적합성 또한 중요시된다(특허문헌 3).
이러한 기술 배경을 감안하여, 종래, 예컨대 특수한 노볼락형 다작용 에폭시 수지를 주제로 하여 여러가지 수지를 배합하는 것에 의해 상기 특성을 만족시키는 감광성 에폭시 수지 조성물이 개발되어 있다(특허문헌 4).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-281475호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2011-27903호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2010-230944호 공보 특허문헌 4: 일본 특허 공개 제2011-237645호 공보
그러나, 이러한 수법에 의한 미경화 수지의 유연성 부여에서는, 태크성 억제의 관점에서, 미경화 시의 유연성 부여에 효과를 갖는 액상 수지의 사용량이 현저하게 한정되게 된다. 이 때문에, 미경화 수지의 유연성 부여라는 점에서는 한계가 있고, 광도파로 제조 시의 많은 공정을 포함하는 포토리소그래피에 의한 제작에서는, 취급상 미경화 수지에서의 충분한 유연성을 부여할 수 없어 과제가 되고 있는 것이 실정이다.
이 때문에, 상기 광도파로로서의 여러 물성을 만족시키고, 또한 R-to-R 프로세스에서의 저태크성과 미경화 수지의 유연성의 트레이드오프를 더욱 높은 레벨로 양립시킬 수 있는 광도파로 형성 재료가 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 R-to-R 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성), 저굴절률, 고패터닝성, 나아가 레이저 가공성(미러 가공성)이 우수한 광도파로 형성 재료가 될 수 있는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물, 광도파로 형성용 경화성 필름 및 그것을 이용한 광도파로, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 에폭시 수지 성분 및 광양이온 중합 개시제를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물로서, 상기 에폭시 수지 성분이, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 제1 요지로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제1 요지인 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물로부터 얻어지는 광도파로 형성용 경화성 필름을 제2 요지로 한다. 그리고, 기재와, 상기 기재 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 중에 형성된, 소정 패턴으로 이루어진 광신호 전파용의 코어층을 구비한 광도파로로서, 상기 클래드층 또는 코어층이, 상기 제1 요지인 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 경화체에 의해 형성되어 있는 광도파로를 제3 요지로 한다.
그리고, 본 발명은, 상기 제3 요지의 광도파로를 구비하는 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판을 제4 요지로 한다.
본 발명자는, 양호한 R-to-R 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성)을 가지며, 또한 저굴절률, 고패터닝성, 나아가, 레이저 가공성이 우수한 감광성 에폭시 수지 조성물을 얻기 위해 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 상기와 같이, 에폭시 수지 성분으로서 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 이용함으로써 소기의 목적이 달성되는 것을 발견하였다.
[1] R-to-R 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성)에 관해서는, 상기 특정한 에폭시 수지인 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 이용함으로써 달성된다. 즉, 일반적으로 수지의 유연성은 분자가 서로 얽히는 것에 의한 강인성의 발현과 주쇄가 취할 수 있는 컨포메이션의 다양함에 기인한다. 예컨대, 연화점이 높은 고형 수지는 어느 일정 이상의 분자량을 가지면 높은 미경화물 유연성을 발현한다. 이것은 고분자량 수지로서 주쇄가 서로 얽히는 것(상호 작용)이 강해지는 것에 기인하는 것이다. 그러나, 연화점이 높은 고형 수지를 배합하면, 그 배합 조성상, 도공 바니시 점도의 상승에 기여하기 때문에, 용제 성분을 과잉으로 사용할 필요가 발생하여, 후막 도공에 적합하지 않게 될 뿐만 아니라, 패터닝성의 악화도 우려된다.
한편, 예컨대, 연화점이 낮다고 하는 수지 재료는 주쇄가 서로 얽히는 것이 약하기 때문에 주쇄간 상호 작용에 속박되지 않고, 취할 수 있는 컨포메이션은 다양해지기 때문에 미경화물의 유연화를 기대할 수 있다. 다만, 상기와 같이, 고온 영역도 아니고 저온 영역도 아닌 어중간한 온도 영역의 연화점을 갖는 수지 재료는, 상기 두 단점이 현저하게 영향을 미치고, 유연성은 악화된다. 이 때문에, 종래는 연화점이 낮은 수지를 주성분으로 함으로써, 액상 성분의 첨가를 태크가 발생하지 않는 최저한도로 억제하여, 태크리스이며, 또한 미경화물 유연성을 부여해 왔다. 그러나, 상기 연화점이 낮은 수지 재료를 베이스 수지로 한, 약간의 액상 성분의 부여에 의한 미경화물 유연성의 부여 설계에서는, R-to-R 프로세스 적합성은 아직 불충분하며, 태크성과 미경화물 유연성의 트레이드오프에 의해 배합 설계상 유연성 부여에 한계가 있었다. 이 때문에, 제조 공정에서 불규칙하게 크랙이 발생하는 문제가 발생하였다. 본 발명에서는, 설계상, 미경화물 유연성 부여에서 가장 중요한 반지방족 에폭시 수지의 성상을, 액상으로부터 고형으로 함으로써, 보다 높은 차원에서 미경화물 유연성과 태크리스의 트레이드오프의 과제 개선을 달성하고 있다.
[2] 소자 실장성에 관해서는, 일반적으로 R-to-R 적합성 부여에서의 높은 미경화물 유연성의 부여에는 장쇄 2작용 반지방족 에폭시 수지의 도입이 시도되고 있고, 그 미경화물 유연성의 향상은 경화물의 유연성도 향상시킨다. 소자 실장성에서는, 그 실장 방식은 플립칩 실장이 일반적이며, 그 때, 경화물의 유연성이 높으면 진동에 의한 에너지가 경화물의 유연성에 의해 분산되어 버리고, 그 결과, 소자 실장성이 저하된다. 그 때문에, 미경화물 유연성과 소자 실장성은 트레이드오프의 관계에 있다. 본 발명에서는, 소자 실장성의 유지를 가능하게 하는 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 도입하는 것, 적합하게는 그 배합량을 소정량으로 설정하는 것에 의해 미경화 수지의 유연성을 조정함으로써, 상기 트레이드오프의 양립을 달성하였다.
이러한 검토에 더하여, 패터닝성 및 레이저 가공성에 관해, 보다 적합한 양태를 검토하였다. 그 결과,
[3] 패터닝성에 관해서는, 일반적으로, 광경화성 수지 조성물을 이용한 포토리소그래피에 의한 패터닝성이 충분한 부여는, 일반적인 장쇄 2작용 에폭시 수지의 사용만으로는 달성하는 것이 어렵고, 다작용 에폭시 수지의 도입이 필수 요건이라고 생각된다. 본 발명에서는, 적합하게는, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 다작용 에폭시 수지의 조정 도입에 의해, 보다 양호한 패터닝성의 부여를 실현하고 있다.
[4] 레이저 가공성에 관해서는, 예컨대, 파장 248 nm의 레이저를 이용한 미세 가공을 가능하게 하기 위해서는, 에폭시 수지 성분으로서 방향족 에폭시 수지만을 이용한 배합계로 할 필요가 있다. 방향족 에폭시 수지를 포함하는 배합계를 클래드층으로서 이용한 경우, 코어층과의 굴절률차를 부여하기 위해, 클래드층 형성 재료에는 일정량의 지방족 에폭시 수지의 도입이 필수가 된다. 본 발명에서는, 적합하게는, 양호한 레이저 가공성의 확보가 가능해지는 최저한의 지방족 에폭시 수지의 도입에 의해 클래드층의 저굴절률화와 레이저 가공성의 양립을 달성 가능하게 하고 있다.
이와 같이, 본 발명은, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하는 에폭시 수지 성분과, 광양이온 중합 개시제를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이다. 이 때문에, 상기 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 이용하여 광도파로의 클래드층 또는 코어층을 형성한 경우, 종래의 제조 공정을 변경하지 않고, 우수한 R-to-R 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성)과 함께, 저굴절률이며, 고패터닝성, 나아가, 레이저 가공성이 우수한 클래드층 또는 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지의 함유량이 에폭시 수지 성분 중 10∼60 중량%이면, 저태크성 및 소자 실장성을 한층 더 향상시키는 것이 도모된다.
상기 에폭시 수지 성분에서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 포함하는 방향환 함유 에폭시 수지의 함유량이, 에폭시 수지 성분 전체의 65 중량% 이상이면, 레이저 가공성을 한층 더 향상시키는 것이 도모된다.
상기 에폭시 수지 성분이, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 다작용 에폭시 수지, 및, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지를 함유하는 것이면, 한층 더 우수한 R-to-R 적합성(저태크성 및 미경화 수지의 우수한 유연성), 고패터닝성의 부여가 가능해지고, 나아가, 레이저 가공성이 한층 더 우수한 클래드층 또는 코어층을 형성하는 것이 가능해진다.
상기 다작용 에폭시 수지의 함유량이 에폭시 수지 성분 전체의 40 중량% 이상이고, 또한 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지의 함유량이 에폭시 수지 성분 전체의 50 중량% 이하이면, 패터닝성 등의 여러 물성을 한층 더 향상시키는 것이 도모된다.
또한, 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물이 필름형이면, 광도파로의 제조 공정에서 작업성의 향상이 도모된다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 관해 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니다.
《광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물》
본 발명의 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물(이하, 단순히 「감광성 에폭시 수지 조성물」이라고 하는 경우가 있음)은, 특정한 에폭시 수지 성분, 및, 광양이온 중합 개시제를 이용하여 얻어지는 것이다. 또, 본 발명에서 「액상」 혹은 「고형」이란, 상온(25±5℃)의 온도하에서, 유동성을 나타내는 「액체」 상태, 또는 유동성을 나타내지 않는 「고체」 상태를 나타내는 것을 각각 의미한다. 또한, 본 발명에서 상온이란, 전술한 바와 같이 25±5℃의 온도 영역을 의미한다.
이하, 각종 성분에 관해 순서대로 설명한다.
<특정한 에폭시 수지 성분>
상기 특정한 에폭시 수지 성분으로는, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하는 것이다. 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지는, 상온에서 고체 상태를 나타내는 것이며, 소위 1분자 중에 작용기를 2개 가지며 방향족 고리를 갖는 지방족계 에폭시 수지이다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지로는, 예컨대, 하기의 일반식 (1)로 표시되는 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 들 수 있다.
Figure 112019057881070-pct00001
[식 (1)에서, R1∼R4는 각각 수소 원자, 메틸기, 염소 원자 또는 브롬 원자이며, 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다. X, Y는 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이며, 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다. 또, n은 양수이다.]
상기 식 (1)로 표시되는 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지는, 분자쇄의 양 말단에 에폭시기를 가지며, 상기와 같은 특수한 분자쇄 구조를 갖는다.
상기 식 (1)로는, 전술한 바와 같이, R1∼R4로서, 각각 수소 원자, 메틸기, 염소 원자 또는 브롬 원자이다. 또한, X, Y는 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이다. 또한, 반복수 n은 양수이지만, 바람직하게는 그 평균치는 1 이상이다. 또, 상한치는 통상 1000이다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지로는, 구체적으로는, 미쓰비시 화학사 제조의 YX-7180BH40 등을 들 수 있다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지의 함유량은, 에폭시 수지 성분 중 10∼60 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20∼50 중량%이며, 특히 바람직하게는 25∼35 중량%이다. 즉, 함유량이 지나치게 많으면, 건조 후의 도막에 태크성이 발현되기 때문에 양산 공정에서의 R-to-R 프로세스에 적용하는 것이 어려워지는 문제가 생기거나, 또한 필름형으로 형성했을 때의 탄성률이 저하되고(구체적으로는 0.8 GPa 미만), 실장성이 떨어지는 경향이 보인다. 또한, 함유량이 지나치게 적으면, 미경화막(건조 도막)에서의 유연성이 저하되어 필름형으로 형성하여 광도파로 형성용으로서 취급할 때에 크랙이 발생하는 경향이 보인다.
나아가, 본 발명에서는, 에폭시 수지 성분에서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 포함하는 방향환 함유 에폭시 수지의 함유량이, 에폭시 수지 성분 전체의 65 중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 중량% 이상이다. 상기 함유량이 지나치게 적으면, 파장 248 nm의 레이저 가공성(미러 가공성)이 떨어지는 경향이 보인다.
본 발명에서, 에폭시 수지 성분의 구성의 바람직한 양태로서, 다음과 같은 양태를 들 수 있다.
즉, 바람직한 양태의 에폭시 수지 성분으로는, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 다작용 에폭시 수지, 및, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지를 함유하는 양태를 들 수 있다. 에폭시 수지 성분으로서 이러한 양태를 취함으로써, 전술한 바와 같이 한층 더 우수한 패터닝성이 부여되게 된다.
본 발명에서, 상기 다작용 에폭시 수지란, 1분자 중의 에폭시기의 수가 평균 2개보다 많은 에폭시 수지를 말한다. 이러한 다작용 에폭시 수지로는, 예컨대, 크레졸노볼락형 에폭시 수지(예컨대, 신니테츠 스미킨 화학 제조의 YDCN 시리즈 등), 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(예컨대, 다이셀 화학 공업사 제조의 EHPE3150) 등을 들 수 있다. 또한, 3작용 고형 지방족 에폭시 수지로서의 1,3,5-트리스글리시딜이소시아누르산(예컨대, 닛산 화학사 제조의 TEPIC-S) 등을 들 수 있다. 나아가, 페놀노볼락형 에폭시 수지(예컨대, 신니테츠 스미킨 화학 제조의 YDPN 시리즈 등), 특수한 노볼락형 에폭시 수지(예컨대, 미쓰비시 화학사 제조 157S70 등) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용할 수 있다.
상기 다작용 에폭시 수지의 함유량은, 에폭시 수지 성분 전체의 40 중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼70 중량%이다. 다작용 에폭시 수지의 함유량이 지나치게 적으면, 패터닝성이 악화되는 경향이 보인다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지는, 1분자 중의 에폭시기의 수가 2개인 2작용형의 에폭시 수지를 말한다. 이러한 2작용 에폭시 수지로는, 예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지(예컨대, 미쓰비시 화학사 제조의 YX-8040) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용할 수 있다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지로는, 구체적으로는 jER1001, jER1002, jER1003, jER1007(모두 미쓰비시 화학사 제조), 재팬 에폭시 레진사 제조의 에피코트 1006FS 등을 들 수 있다.
상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지의 함유량은, 에폭시 수지 성분 전체의 50 중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 중량% 이하이다. 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지의 함유량이 지나치게 많으면, 여러 물성의 양호한 밸런스가 무너져, 원하는 효과를 얻기 어려워지는 경향이 보인다.
본 발명에서는, 에폭시 수지 성분으로서 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다. 그리고, 에폭시 수지 성분으로는, 구체적으로는, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 고형의 방향족 다작용 에폭시 수지, 지방족 다작용 에폭시 수지, 방향족 2작용 에폭시 수지, 지방족 2작용 에폭시 수지를 이용하는 것이 특히 적합하다.
<광양이온 중합 개시제>
본 발명에서 이용되는 광양이온 중합 개시제(광산 발생제)는, 감광성 에폭시 수지 조성물에 대하여 광조사에 의한 경화성을 부여하기 위해, 예컨대, 자외선 조사에 의한 경화성을 부여하기 위해 이용되는 것이다.
상기 광양이온 중합 개시제로는, 예컨대, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-(페닐티오)페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드비스헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드비스헥사플루오로안티모네이트, (2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1-메틸에틸)벤젠]-Fe-헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등이 이용된다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상 함께 이용된다.
또한, 광양이온 중합 개시제의 구체예로서, 트리페닐술포늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 SP-170(ADEKA사 제조), CPI-101A(산아프로사 제조), WPAG-1056(와코쥰야쿠 공업사 제조), 디페닐요오도늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 WPI-116(와코쥰야쿠 공업사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 광양이온 중합 개시제의 함유량은, 감광성 에폭시 수지 조성물의 에폭시 수지 성분 100 중량부에 대하여 0.1∼3 중량부로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.25∼2 중량부이다. 즉, 광양이온 중합 개시제의 함유량이 지나치게 적으면, 만족스러운 광조사(자외선 조사)에 의한 광경화성을 얻기 어렵고, 지나치게 많으면, 광감도가 올라가, 패터닝 시에 형상 이상을 초래하는 경향이 보이거나, 초기 손실의 요구 물성이 악화되는 경향이 보인다.
본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물에는, 상기 특정한 에폭시 수지 성분 및 광양이온 중합 개시제 이외에, 필요에 따라서, 예컨대 접착성을 높이기 위해 실란계 혹은 티탄계의 커플링제, 올레핀계 올리고머나 노르보넨계 폴리머 등의 시클로올레핀계 올리고머나 폴리머, 합성 고무, 실리콘 화합물 등의 밀착 부여제, 힌더드 페놀계 산화 방지제나 인계 산화 방지제 등의 각종 산화 방지제, 레벨링제, 소포제 등을 배합할 수 있다. 이들 첨가제는, 본 발명에서의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절하게 배합된다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여 이용할 수 있다.
상기 산화 방지제의 배합량은, 에폭시 수지 성분 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만으로 설정하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 1 중량부 이하이다. 즉, 산화 방지제의 함유량이 지나치게 많으면, 초기 광손실에 대한 요구 물성이 악화되는 경향이 보인다.
본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물은, 상기 특정한 에폭시 수지 성분 및 광양이온 중합 개시제, 나아가 필요에 따라서 다른 첨가제를, 소정의 배합 비율로 하여 교반 혼합함으로써 조제할 수 있다. 또한, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을 도공용 바니시로서 조제하기 위해, 가열하(예컨대 60∼120℃ 정도), 유기 용제에 교반 용해시켜도 좋다. 상기 유기 용제의 사용량은 적절하게 조정되는 것이지만, 예컨대, 감광성 에폭시 수지 조성물의 에폭시 수지 성분 100 중량부에 대하여 30∼80 중량부로 설정하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 40∼70 중량부이다. 즉, 유기 용제의 사용량이 지나치게 적으면, 도공용 바니시로서 조제했을 때에 고점도가 되어 도공성이 저하되는 경향이 보이고, 유기 용제의 사용량이 지나치게 많으면, 도공용 바니시를 이용하여 후막으로 도공 형성하기 어려워지는 경향이 보인다.
상기 도공용 바니시를 조제할 때에 이용되는 유기 용제로는, 예컨대, 락트산에틸, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부타논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여 도공에 적합한 점도가 되도록, 예컨대 상기 범위 내에서 소정량 이용된다.
《광도파로》
다음으로, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물의 용도의 일례로서, 클래드층 형성 재료로서 이용한 경우에 관해 설명한다.
본 발명의 광도파로는, 예컨대, 기재와, 그 기재 상에, 소정 패턴으로 형성된 클래드층(언더클래드층)과, 상기 클래드층 상에 광신호를 전파하는 소정 패턴으로 형성된 코어층과, 또한 상기 코어층 상에 형성된 클래드층(오버클래드층)을 구비한 구성이다. 그리고, 본 발명의 광도파로에서는, 상기 클래드층이, 전술한 감광성 에폭시 수지 조성물에 의해 형성된다. 또, 본 발명의 광도파로에서, 상기 클래드층은 코어층보다 굴절률이 작아지도록 형성할 필요가 있다.
본 발명에서 광도파로는, 예컨대 다음과 같은 공정을 경유함으로써 제조할 수 있다. 우선, 기재를 준비한다. 다음으로, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을, 필요에 따라서 유기 용제에 용해시켜 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 조제하여, 상기 기재 상에 클래드층 형성 재료를 도공한다. 상기 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 유기 용제를 가열 건조하여 제거함으로써 미경화의 감광성 바니시 필름(감광성 에폭시 수지 조성물 필름)이 형성되게 된다. 이 바니시 도공면에 대하여 자외선 등의 광조사를 행하고, 또한 필요에 따라서 가열 처리를 행함으로써 감광성 바니시 필름을 경화시킨다. 이와 같이 하여 언더클래드층(클래드층의 하측 부분)을 형성한다.
이어서, 상기 언더클래드층 상에 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공함으로써 코어층 형성용의 미경화층을 형성한다. 이 때, 상기와 같이, 상기 코어층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 유기 용제를 가열 건조하여 제거함으로써 미경화의 감광성 필름(코어 형성층)이 되는 필름 형상으로 형성해도 좋다. 그리고, 이 코어층 형성용 미경화층면 상에, 소정 패턴(광도파로 패턴)을 노광시키기 위한 포토마스크를 배치하고, 이 포토마스크를 통하여 자외선 등의 광조사를 행하고, 또한 필요에 따라서 가열 처리를 행한다. 그 후, 상기 코어층 형성용 미경화층의 미노광 부분(미경화 부분)을, 현상액을 이용하여 용해 제거함으로써 소정 패턴의 코어층을 형성한다.
다음으로, 상기 코어층 상에, 본 발명의 감광성 에폭시 수지 조성물을 유기 용제에 용해시켜 이루어진 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 자외선 조사 등의 광조사를 행하고, 또한 필요에 따라서 가열 처리를 행함으로써 오버클래드층(클래드층의 상측 부분)을 형성한다. 이러한 공정을 경유함으로써, 목적으로 하는 광도파로를 제조할 수 있다. 그리고, 광도파로를, 예컨대 광ㆍ전기 전송용 혼재(광전 혼재) 기판과 같은 광로 변환을 수반하는 제품에 사용하는 경우, 기판 상의 광도파로에서의 클래드층 표면을, 파장 248 nm의 레이저를 이용하여 45° 미러 가공이 실시된다.
상기 기재 재료로는, 예컨대, 실리콘 웨이퍼, 금속제 기판, 고분자 필름, 유리 기판 등을 들 수 있다. 그리고, 상기 금속제 기판으로는, SUS 등의 스테인레스판 등을 들 수 있다. 또한, 상기 고분자 필름으로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름 등을 들 수 있다. 그리고, 그 두께는, 통상 10 ㎛∼3 mm의 범위 내로 설정된다.
상기 광조사에서는, 구체적으로는 자외선 조사가 행해진다. 상기 자외선 조사에서의 자외선의 광원으로는, 예컨대, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등 등을 들 수 있다. 또한, 자외선의 조사량은, 통상 10∼20000 mJ/㎠, 바람직하게는 100∼15000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 500∼10000 mJ/㎠ 정도를 들 수 있다.
또한, 상기 자외선 조사 등의 광조사에 의한 노광 후, 광반응에 의한 경화를 완결시키기 위해 가열 처리를 해도 좋다. 또한, 상기 가열 처리 조건으로는, 통상 80∼250℃, 바람직하게는 100∼150℃에서 10초∼2시간, 바람직하게는 5분∼1시간의 범위 내에서 행해진다.
또한, 상기 코어층 형성 재료로는, 예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지, 불소화 에폭시 수지, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 각종 액상 에폭시 수지, 고형 다작용 지방족 에폭시 수지 등의 각종 고형 에폭시 수지, 나아가, 전술한 각종 광산 발생제를 적절하게 함유하는 에폭시 수지 조성물을 들 수 있고, 상기 클래드층 형성 재료와 비교하여 고굴절률이 되도록 배합 설계가 행해진다. 또한, 필요에 따라서 코어층 형성 재료를 바니시로서 조제하여 도공하기 위해, 도공에 적합한 점도가 얻어지도록 종래 공지의 각종 유기 용제, 또한, 상기 클래드층 형성 재료를 이용한 광도파로로서의 기능을 저하시키지 않을 정도의 각종 첨가제(산화 방지제, 밀착 부여제, 레벨링제, UV 흡수제)를 적량 이용해도 좋다.
상기 바니시 조제용으로 이용되는 유기 용제로는, 전술한 바와 같이 예컨대, 락트산에틸, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-부타논, N,N-디메틸아세트아미드, 디글라임, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라메틸푸란, 디메톡시에탄 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상 병용하여, 도포에 적합한 점도가 얻어지도록 적량 이용된다.
또, 상기 기재 상에서의 각 층의 형성 재료를 이용한 도공 방법으로는, 예컨대, 스핀코터, 코터, 원코터, 바코터 등의 도공에 의한 방법이나, 스크린 인쇄, 스페이서를 이용하여 갭을 형성하고, 그 안에 모세관 현상에 의해 주입하는 방법, 멀티코터 등의 도공기에 의해 R-to-R로 연속적으로 도공하는 방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 광도파로는, 상기 기재를 박리 제거함으로써, 필름형 광도파로로 하는 것도 가능하다.
《미러 가공》
상기 미러 가공의 방법으로는, 예컨대, 레이저 가공법, 다이싱법, 인프린트 등의 공지의 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 레이저 가공법이 바람직하게 이용된다. 레이저 광원은, 발진하는 레이저의 파장에 따라서 적절하게 선택되지만, 엑시머 레이저, CO2 레이저, He-Ne 레이저와 같은 각종 기체 레이저 등을 들 수 있다. 그리고, 레이저 광원으로는, 그 중에서도 ArF 및 KrF 등, 및 F2 등의 엑시머 레이저를 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 레이저의 조사 에너지는, 광도파로 재료에 따라서 다르며 적절하게 설정되지만, 효율적으로 수지 성분을 제거하기 위해서는, 100∼1000 mJ/㎠의 범위가 바람직하고, 200∼600 mJ/㎠의 범위가 특히 바람직하다. 레이저의 조사 주파수는, 미러 가공 생산성을 좋게 하기 위해, 10∼250 Hz의 범위가 바람직하고, 특히 50∼200 Hz의 범위가 바람직하다. 레이저 조사의 대상물을 움직이는 속도는, 광도파로 재료나 목적으로 하는 미러면의 각도 등의 설계에 따라서 적절하게 설정된다. 또한, 레이저 파장은, 광도파로 재료에 따라서 적절하게 설정되지만, 예컨대 150∼300 nm 정도가 된다.
이와 같이 하여 얻어진 광도파로는, 예컨대 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판용의 광도파로로서 이용할 수 있다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 다만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다. 또, 예 중 「부」라는 것은, 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준을 의미한다.
우선, 광도파로의 제작에 앞서, 클래드층 형성 재료 및 코어층 형성 재료인 각 감광성 바니시를 조제하기 위해 하기 성분을 준비하였다.
〔고형 반지방족 2작용 에폭시 수지〕
YX-7180BH40, 미쓰비시 화학사 제조(상기 일반식 (1)로 표시되는 반지방족 2작용 에폭시 수지: 고형 수지 성분 40 중량%의 용액(시클로헥사논/메틸에틸케톤=1/1의 중량 혼합비로 이루어진 혼합 용매))
〔액상 반지방족 에폭시 수지〕
에피클론 EXA-4816, DIC사 제조
〔고형 다작용 에폭시 수지〕
YDCN-700-3(신니테츠 스미킨 화학사 제조): 크레졸노볼락형 에폭시 수지
EHPE3150(다이셀사 제조): 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(고형)
〔고형 2작용 에폭시 수지〕
jER-1002(미쓰비시 화학사 제조): 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지
오그솔 PG-100(오사카 가스 케미칼사 제조): 플루오렌형 에폭시 수지
〔광산 발생제〕
CPI-101A(산아프로사 제조): 헥사플루오로안티몬계 술포늄염
〔산화 방지제〕
Songnox1010(교도 약품사 제조): 힌더드 페놀계 산화 방지제
HCA(산코사 제조): 인산에스테르계 산화 방지제
〔실시예 1∼11, 비교예 1, 2, 참고예 1〕
<클래드층 형성 재료ㆍ코어층 형성 재료의 조제>
차광 조건하, 하기의 표 1 및 표 2에 나타내는 각 배합 성분을 표 1, 2에 나타내는 비율에 따라 배합하고, 110℃에서 완전히 용해시켰다. 또, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지(YX-7180BH40)의 배합부수에 관해서는 함유하는 고형 수지분의 중량부수로 표기하였다. 또한, 완전 용해에 필요한 용제는, 기본적으로는 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지(YX7180BH40) 중에 60 중량%의 비율로 포함되는 시클로헥사논/메틸에틸케톤=1/1(혼합 중량비)로 충분하지만, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지(YX7180BH40)의 배합량이 적은 실시예 4∼11의 경우, 및, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지(YX7180BH40)를 이용하지 않은 비교예 1, 2 및 참고예 1(코어층 형성 재료)의 경우는, 시클로헥사논을 적절하게 사용하여 점도 조정을 행하였다(유기 용제인 시클로헥사논의 사용량은 하기 표 1 및 표 2에 기재).
그 후, 실온(25℃)까지 냉각시키고, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 가열 가압 여과를 행함으로써, 감광성 바니시(클래드층 형성 재료)를 제작하였다. 또, 하기의 표 1 및 표 2 중, 실시예 1∼11 및 비교예 1, 2는 클래드층 형성용으로 굴절률을 조정하고, 참고예 1은 코어층 형성용으로 굴절률을 조정하였다.
이와 같이 하여 얻어진 각 클래드층 형성 재료인 감광성 바니시를 이용하여, 경화물(클래드층)의 굴절률, R-to-R 적합성(태크성, 미경화물 유연성), 탄성률을 하기에 나타내는 방법에 따라서 측정ㆍ평가하였다. 이들의 결과를 하기의 표 1 및 표 2에 함께 나타낸다.
[굴절률]
두께 0.8 mm의 실리콘 웨이퍼 상에, 얻어진 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 스핀코터로 도공한 후, 130℃×10분간의 가열 건조를 행하였다. 이어서, 혼선(초고압 수은 램프 사용, 밴드패스 필터 없음)으로 365 nm 조도를 기준으로, 5000 mJ/㎠로 두께 5 mm의 유리 마스크(패턴 없음)를 통하여 노광을 행하였다. 그 후, 140℃×10분간의 후가열을 행함으로써 굴절률 평가용 샘플(두께: 10 ㎛)을 제작하였다. 제작한 샘플을 이용하여, SAIRON TECHNOLOGY사 제조 프리즘 커플러(SPA-4000 모델번호)에 의해, 파장 850 nm에서의 굴절률을 확인하였다.
[R-to-R 적합성]
상기 실시예 및 비교예에서 조제한 클래드층 형성 재료가 되는 감광성 바니시를 이용하여, 하기의 측정ㆍ평가를 하였다.
(1) 태크성
실리콘 웨이퍼 상에 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공한 후, 이것을 핫플레이트 상에서 130℃×5분간의 프리베이크(가열 건조)를 행함으로써, 두께 약 80 ㎛가 되는 도공막을 제작하였다. 상기 도공막의 표면을 소정 시간 손가락으로 접촉한 후, 손가락을 떼었을 때의 표면 상태로부터 태크 발생의 유무를 확인하였다. 그 결과를 하기의 기준에 따라서 평가하였다.
○: 10초간 손가락으로 접촉한 후에 접촉흔이 발생하지 않았다.
△: 순간적(1초 이내)으로 손가락으로 접촉한 후에 접촉흔이 발생하지 않았다.
×: 순간적으로 손가락으로 접촉해도 접촉흔이 발생하였다.
(2) 미경화물(미경화 필름) 유연성
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재 상에, 가열 건조(130℃×5분간) 후 두께 약 80 ㎛의 도막이 형성되도록 클래드층 형성 재료(감광성 바니시)를 도공하고, 미경화 필름(비정질 필름)을 제작하였다. 다음으로, PET 기재 상의 비정질 필름을 곡률 반경 4 cm 및 곡률 반경 2 cm의 각 롤 코어를 따라서 감은 후, 감은 후의 비정질 필름에 발생한 크랙의 유무를 확인하였다. 그 결과를 하기의 기준에 따라서 평가하였다.
○: 미경화 필름을 곡률 반경 2 cm의 롤 코어에 감았지만 크랙은 발생하지 않았다.
△: 미경화 필름을 곡률 반경 4 cm의 롤 코어에 감았지만 크랙이 발생하지 않았다. 다음으로, 미경화 필름을 곡률 반경 2 cm의 롤 코어에 감은 결과, 크랙이 발생하였다.
×: 미경화 필름을 곡률 반경 4 cm의 롤 코어에 감은 결과, 크랙이 발생하였다.
[탄성률]
상기 굴절률 평가와 동일한 수법으로, 두께 80 ㎛의 단층 필름을 제작하였다. 다음으로, 상기 단층 필름으로부터 규정의 사이즈(크기: 4 cm×0.5 cm)를 잘라내어, 측정용 샘플을 얻었다. 상기 측정용 샘플에 대하여, 미네베아사 제조의 인장 압축 시험기 TG-1kN을 이용하여, 인장 평가를 행함으로써 탄성률을 측정하였다. 측정 조건으로는, 인장 속도: 5 mm/min, 척간 거리: 20 mm로 평가하였다. 그 결과, 하기 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 탄성률이 1.0 GPa 이상.
△: 탄성률이 0.8 GPa 이상, 1.0 GPa 미만.
×: 0.8 GPa 미만.
《광도파로의 제작》
<언더클래드층의 제작>
총 두께 22 ㎛의 플렉시블 프린트 회로(FPC) 기재의 이면 상에, 스핀코터를 이용하여 상기 클래드층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제의 건조(130℃×10분간)를 행하였다. 이어서, UV 조사기〔5000 mJ/㎠(파장 365 nm 조도 기준, 혼선)〕에 의해 마스크 패턴 노광을 행하고, 또한 후가열(140℃×10분간)을 행하였다. 이어서, γ-부티로락톤 중에서 현상(실온 25℃하, 3분간)하여 수세한 후, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×5분간)시킴으로써, 언더클래드층(두께: 15 ㎛)을 제작하였다.
<코어층의 제작>
상기와 같이 하여 형성된 언더클래드층 상에, 스핀코터를 이용하여 코어층 형성 재료(참고예 1)인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제를 건조시킴으로써(130℃×5분간), 미경화 필름 상태의 미경화층을 형성하였다. 형성된 미경화층에 대하여, UV 조사기〔초고압 수은 램프, 전광선(밴드패스 필터 없음)〕로 8000 mJ/㎠(파장 365 nm 적산)의 유리 마스크 패턴 노광〔패턴폭/패턴 간격(L/S)=50 ㎛/200 ㎛〕을 행하고, 후가열(140℃×10분간)을 행하였다. 그 후, γ-부티로락톤 중에서 현상(실온 25℃하, 3분간)한 후 수세하고, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×5분간)시킴으로써, 소정 패턴의 코어층(두께 50 ㎛)을 제작하였다.
<오버클래드층의 제작>
상기와 같이 하여 형성된 코어층 상에, 스핀코터를 이용하여 클래드층 형성 재료인 감광성 바니시를 도공한 후, 핫플레이트 상에서 유기 용제의 건조(130℃×10분간)를 행하였다. 그 후, 5000 mJ/㎠(I선 필터)의 노광, 140℃×10분간의 노광후 가열 처리(PEB 처리)를 행하였다. 또한, γ-부티로락톤 중에서 현상(실온 25℃하, 3분간)한 후 수세하고, 핫플레이트 상에서 수분을 건조(120℃×10분간)시킴으로써, 오버클래드층(코어층 상의 오버클래드층 두께 10 ㎛)을 형성하여, 광도파로(총 두께 75 ㎛)를 제작하였다.
이와 같이 하여 얻어진 각 광도파로를 이용하여, 각 층의 패터닝성, 미러 가공성(파장 248 nm 레이저 가공성), 종합 평가에 관해 하기에 나타내는 방법에 따라서 측정ㆍ평가하였다. 이들 결과를 하기의 표 1 및 표 2에 함께 나타낸다.
[패터닝성]
상기 각 층의 제작 조건으로 얻어진 패턴 형상의 외관을 현미경으로 관찰하였다. 그 결과, 하기 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 직사각형으로 제작되었다.
△: 패턴 상부에 라운딩이 확인되었지만, 기능상 문제가 없는 것이었다.
×: 형상이 이상하며, 기능상 문제가 발생하는 것이었다.
[미러 가공성(파장 248 nm 레이저 가공성)]
제작한 광도파로를 이용하여, 오버클래드층 표면을 엑시머 레이저를 이용하여 일정한 가공 조건(조건: 레이저 가공 장치 M-8000(EXITECH사 제조)을 사용 에너지 밀도: 300 mJ/㎠, 주파수: 100 Hz, 주사 속도 0.08 mm/sec)으로 처리함으로써, 45° 미러 가공면을 제작하였다. 그 후, 레이저 가공에 의해 45° 미러 가공면이 제작되어 이루어진 광도파로를 평가 샘플로서 이용하고, 파장 850 nm에서의 VCSEL 광원 OP250(미키사 제조)으로부터 발진된 광을 멀티모드 파이버〔미키사 제조, FFP-G120-0500(직경 50 ㎛ MMF, NA=0.2)〕로 집광하여, 상기 샘플이 되는 광도파로에 입사하였다. 그리고, 샘플로부터 출사된 광을 렌즈〔세이와 광학 제작소사 제조, FH14-11(배율 20, NA=0.4)〕로 집광하고, 광계측 시스템(어드밴티스트사 제조, 옵티컬 멀티 파워미터 Q8221)으로 6 채널을 평가하였다. 그 결과, 하기의 기준에 기초하여 평가하였다.
○: 제작한 45° 미러의 광손실이 1.0 dB 이하였다.
△: 제작한 45° 미러의 광손실이 1.0 dB 초과 1.5 dB 이하였다.
×: 제작한 45° 미러의 광손실이 1.5 dB를 초과하는 것이었다.
[종합 평가]
상기 각 평가 결과를 기초로, 하기의 기준에 따라서 종합적으로 평가하였다.
○: 모든 평가 항목에서 ○의 평가였다.
△: 평가 항목 중, ×의 평가 항목은 없지만, △의 평가 항목이 1개 이상 있었다.
×: 평가 항목 중 1개 이상 ×의 항목이 있었다.
Figure 112019057881070-pct00002
Figure 112019057881070-pct00003
상기 결과로부터, 에폭시 수지 성분으로서 특정한 에폭시 수지인 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하는 감광성 에폭시 수지 조성물을 이용하여 이루어진 실시예는, 저굴절률인 것은 물론, R-to-R 적합성, 탄성률의 측정, 패터닝성 및 미러 가공성에 관해 모두 양호한 결과가 얻어졌다. 그 중에서도, 에폭시 수지 성분에서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 포함하는 방향환 함유 에폭시 수지의 함유량이, 에폭시 수지 성분 전체의 65 중량% 이상임과 더불어, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 다작용 에폭시 수지, 및, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지를 함유하고, 또한 상기 다작용 에폭시 수지의 함유량이 에폭시 수지 성분 전체의 40 중량% 이상이고, 또한 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지의 함유량이 에폭시 수지 성분 전체의 50 중량% 이하인 실시예 4∼8은, 모든 평가 항목에서 양호한 결과가 얻어져, 특히 우수한 것이라고 할 수 있다.
이것에 대하여, 에폭시 수지 성분으로서 특정한 에폭시 수지 성분인 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 이용하지 않는 비교예 1, 2에 관해서는, 평가 항목에서 적어도 하나에 평가가 ×가 되는 항목이 있어, 특성 평가가 떨어지는 결과가 되었다.
상기 실시예에서는, 본 발명에서의 구체적인 형태에 관해 나타냈지만, 상기 실시예는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석되는 것이 아니다. 당업자에게 명확한 여러가지 변형은, 본 발명의 범위 내인 것이 의도되어 있다.
본 발명의 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물은, 광도파로를 구성하는 클래드층 또는 코어층의 형성 재료로서 유용하다. 그리고, 상기 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물을 클래드층 형성 재료 또는 코어층 형성 재료로서 이용하여 제작되는 광도파로는, 예컨대, 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판 등에 이용된다.

Claims (10)

  1. 에폭시 수지 성분 및 광양이온 중합 개시제를 함유하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물로서, 상기 에폭시 수지 성분이, 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 함유하고, 상기 에폭시 수지 성분은 고형 에폭시 수지만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지가, 하기의 일반식 (1)로 표시되는 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지인 감광성 에폭시 수지 조성물.
    Figure 112019057881070-pct00004

    [식 (1)에서, R1∼R4는 각각 수소 원자, 메틸기, 염소 원자 또는 브롬 원자이며, 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다. X, Y는 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이며, 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다. 또, n은 양수이다.]
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지의 함유량이 상기 에폭시 수지 성분 중 10∼60 중량%인 감광성 에폭시 수지 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에폭시 수지 성분에서, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지를 포함하는 방향환 함유 에폭시 수지의 함유량이, 상기 에폭시 수지 성분 전체의 65 중량% 이상인 감광성 에폭시 수지 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에폭시 수지 성분이, 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지와 함께, 다작용 에폭시 수지, 및 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지를 함유하고,
    상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 및 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것인 감광성 에폭시 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다작용 에폭시 수지의 함유량이 상기 에폭시 수지 성분 전체의 40 중량% 이상이고, 또한 상기 고형 반지방족 2작용 에폭시 수지 이외의 2작용 에폭시 수지의 함유량이 상기 에폭시 수지 성분 전체의 50 중량% 이하인 감광성 에폭시 수지 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광도파로의 클래드층 형성용 감광성 에폭시 수지 조성물인 감광성 에폭시 수지 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 감광성 에폭시 수지 조성물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 광도파로 형성용 경화성 필름.
  9. 기재와, 상기 기재 상에 형성된 클래드층과, 상기 클래드층 중에 형성된, 소정 패턴으로 이루어진 광신호 전파용의 코어층을 구비한 광도파로로서, 상기 클래드층 또는 코어층이, 제1항 또는 제2항에 기재된 감광성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 경화체에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로.
  10. 제9항에 기재된 광도파로를 구비하는 것을 특징으로 하는 광ㆍ전기 전송용 혼재 플렉시블 프린트 배선판.
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