WO2017130849A1 - 光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物および光導波路形成用感光性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物および光導波路形成用感光性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板 Download PDF

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forming
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智之 平山
直幸 田中
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日東電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive property for forming an optical waveguide used as a forming material for a clad layer constituting an optical waveguide in a mixed flexible printed wiring board for optical and electrical transmission widely used in optical communication, optical information processing and other general optics.
  • the present invention relates to an epoxy resin composition and a photosensitive film for forming an optical waveguide, an optical waveguide using the same, and a mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission.
  • various photosensitive epoxy resin compositions have been used for optical waveguide forming materials for mixed flexible printed wiring boards for optical / electrical transmission.
  • photo A desired clad layer pattern is produced by irradiating ultraviolet rays (UV) through a mask.
  • UV ultraviolet rays
  • a liquid photosensitive epoxy resin composition is used as an optical waveguide forming material, a film (layer) is formed, and then a cladding layer is formed by UV irradiation through a photomask.
  • an optical waveguide material that achieves both flexibility and resolution of the film.
  • it is a cladding layer forming material for an optical waveguide, but does not have epoxy group-containing acrylic rubber, urethane (meth) acrylate, or urethane bond.
  • a resin composition using (meth) acrylate has been proposed (Patent Document 2).
  • the cladding layer forming material of the optical waveguide it is necessary to satisfy many required characteristics such as low refractive index, high transparency, high resolution patterning property, and high heat resistance as physical properties of the cured product based on the usage application. There is. Therefore, in the production of optical waveguides, various manufacturers are studying to satisfy the above required characteristics by taking various raw material blends and blending balances thereof as forming materials.
  • the R-to-R process with a view to mass production, generally, a method of converting an uncured film into a dry film is used.
  • the R-to-R process suitability as a dry film material such as the capability of the material can narrow the degree of freedom of material design.
  • a laminate base material is required on both sides of the dry film, which causes problems in terms of resource saving and cost.
  • compatibility with wet processes is also regarded as important in material development (Patent Document 3).
  • Patent Document 4 a photosensitive epoxy resin composition satisfying the above characteristics has been developed by blending various resins with a special novolac type polyfunctional epoxy resin as a main component.
  • JP 2001-281475 A JP 2011-27903 A JP 2010-230944 A JP2011-237645A
  • the clad layer forming material is preferably a resin composition having a low refractive index from the viewpoint of optical confinement, and generally an aliphatic resin is mainly used. It has a blended composition as a raw material.
  • the surface of the optical waveguide on the substrate is irradiated at an angle of 45 ° to the surface of the cladding layer using a laser. Therefore, it is necessary to perform mirror processing (45 ° mirror processing).
  • the resin composition having a blended composition mainly composed of an aliphatic resin such as the above-described cladding layer forming material has low laser light absorption.
  • the property (mirror processing) will deteriorate. Therefore, since high optical loss is caused in the optical path conversion part, the lowering of the refractive index, which is a function of the clad layer, and laser processability are in a trade-off relationship and become a problem. For this reason, there is a demand for a cladding layer forming material that has R-to-R process compatibility, as well as low refractive index, excellent patternability, and good laser processability.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of forming an optical waveguide that can be a cladding layer forming material having high R-to-R compatibility, low refractive index, high patternability, and excellent laser processability.
  • the present invention provides a photosensitive epoxy resin composition for use, a photosensitive film for forming an optical waveguide, an optical waveguide using the same, and a mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission.
  • the present invention provides a photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide containing an epoxy resin component and a cationic photopolymerization initiator, wherein the epoxy resin component comprises: (C) and the content of (a) is 60 to 70% by weight in the epoxy resin component, the content of (b) is 20 to 35% by weight in the epoxy resin component,
  • a first aspect is a photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide having a content of 5 to 10% by weight in the epoxy resin component.
  • A Solid bisphenol A type epoxy resin having a softening point of 105 ° C. or lower.
  • B A solid polyfunctional aliphatic epoxy resin having a softening point of 105 ° C. or lower.
  • C Liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin.
  • the second gist of the present invention is a photosensitive film for forming an optical waveguide comprising the photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide, which is the first gist.
  • the present invention is an optical waveguide comprising a base material, a cladding layer formed on the base material, and a core layer that propagates an optical signal formed in a predetermined pattern in the cladding layer.
  • the waveguide is a third gist.
  • this invention makes the 4th summary the mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission provided with the optical waveguide of the said 3rd summary.
  • the present inventors have developed a photosensitive epoxy resin composition that has a good R-to-R compatibility and has a low refractive index, a high patterning property, and a cladding layer forming material that is excellent in laser processability. We have earnestly studied to get it. As a result, as described above, it was found that when an epoxy resin component composed of a solid component as a main component is used, the intended purpose is achieved.
  • the inventors of the present invention not only configure the epoxy resin as a main component, but also use the solid epoxy resin as a main component.
  • the flexibility of a resin results from the development of toughness due to molecular entanglement and the variety of conformations that the main chain can take.
  • a solid epoxy resin having a high softening point exhibits high uncured flexibility when it has a certain molecular weight. This is due to the strong entanglement (interaction) of the main chain as a high molecular weight resin, but it is necessary to use an excessive amount of the solvent component in order to contribute to the increase in the varnish viscosity in terms of the composition. In addition to being unsuitable for film coating, there is a concern about deterioration of patterning properties.
  • a material with a low softening point that is, a special solid epoxy resin having a specific softening point, as in the present invention, is weakly entangled in the main chain and is not bound by the interaction between the main chains, and the possible conformation is Flexibility can be expected because it becomes diverse.
  • a material having a softening point in a halfway temperature region that is neither a high temperature region nor a low temperature region is significantly affected by the disadvantages of both the material having a high softening point and the material having a low softening point, resulting in poor flexibility. There is a trend.
  • the amount of liquid component added can be suppressed to the minimum without occurrence of tack.
  • Uncured flexibility has been achieved.
  • an epoxy resin having a low softening point is a main component, there arises a problem that the flexibility after curing is lowered.
  • the improvement of the above problem is achieved by introducing a liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c) as an epoxy resin component.
  • a low refractive index is an indispensable function for fulfilling the function as a cladding layer forming material of an optical waveguide.
  • a blending design using an aliphatic resin as a main ingredient is the royal road, but it is a disadvantageous blending design in order to ensure mirror processability by a laser.
  • the lower limit of the refractive index that can reduce the refractive index is limited, but if a refractive index of about 1.56 can be provided, the optical waveguide can function as a cladding layer forming material.
  • a cladding layer having a low refractive index is realized by the above-described blending design of the epoxy resin component.
  • the epoxy resin component As described above, by configuring the epoxy resin component with the above-mentioned specific epoxy resin so as to satisfy all the above items, the above-mentioned required physical properties can be satisfied.
  • the present invention contains an epoxy resin component containing the above-mentioned specific epoxy resins (a) to (c) and a photocationic polymerization initiator, and includes the specific epoxy resins (a) to (c). It is the photosensitive epoxy resin composition for optical waveguide formation in which each content is set to the said range, respectively. For this reason, when a cladding layer of an optical waveguide is formed using the above-described photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide, it has low R-to-R compatibility and low compatibility without changing the conventional manufacturing process. It is possible to form a clad layer having a high refractive index, high patternability, and excellent laser processability.
  • the epoxy resin component is composed of only the specific epoxy resins (a) to (c), the R-to-R compatibility, the low refractive index, the high patterning property, It is possible to form a clad layer excellent in laser processability.
  • Photosensitive epoxy resin composition for optical waveguide formation The photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “photosensitive epoxy resin composition”) is obtained using a specific epoxy resin component and a photocationic polymerization initiator. It is In the present invention, “liquid” or “solid” means a “liquid” state exhibiting fluidity or a “solid” state exhibiting no fluidity at room temperature (25 ⁇ 5 ° C.). Each means. Moreover, in this invention, normal temperature means the temperature range of 25 +/- 5 degreeC as above-mentioned.
  • various components will be described in order.
  • the specific epoxy resin component includes three components: a specific solid bisphenol A type epoxy resin (a), a specific solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b), and a liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c). Are contained in specific amounts.
  • the solid bisphenol A type epoxy resin (a) exhibits a solid at room temperature, and specifically, JER1001, JER1002, JER1003, JER1007 (any of long-chain bifunctional aromatic bisphenol A type epoxy resins) Also manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and Epicoat 1006FS manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. These can be used alone or in combination of two or more.
  • a softening point needs to be 105 degrees C or less. More preferably, the temperature is 60 to 95 ° C. In general, the lower limit is room temperature (25 ° C.), and preferably the lower limit is 60 ° C. That is, if the softening point is too high, the R-to-R compatibility tends to be lowered.
  • the softening point of the solid bisphenol A type epoxy resin (a) is measured according to JIS K 7234-1986.
  • the content of the solid bisphenol A type epoxy resin (a) is 60 to 70% by weight, particularly preferably 60 to 65% by weight in the epoxy resin component. That is, when the content is too large, there is a problem that the refractive index is increased and the refractive index is not suitable for the optical waveguide cladding material. When the content is too small, the 45 ° mirror processability using a laser is deteriorated. .
  • the specific solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b) is a solid that exhibits a solid at normal temperature, and specifically, 1,2-epoxy of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. -4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct (for example, EHPE3150 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). Furthermore, 1,3,5-trisglycidyl isocyanuric acid (for example, TEPIC-S manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd .: softening point (melting point: 95 ° C.)) as a trifunctional solid aliphatic epoxy resin can be mentioned. Further, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (for example, YX-8040 (softening point 97 ° C.) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a bifunctional solid aliphatic epoxy resin can be mentioned.
  • a softening point needs to be 105 degrees C or less. More preferably, the temperature is 60 to 95 ° C. In general, the lower limit is room temperature (25 ° C.), and preferably the lower limit is 60 ° C. That is, if the softening point is too high, the R-to-R compatibility tends to be lowered.
  • the softening point of the solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b) is measured according to JIS K 7234-1986.
  • the content of the solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b) is 20 to 35% by weight in the epoxy resin component, more preferably 25 to 30% by weight, and particularly preferably 28 to 30% by weight. That is, if the content is too large, there is a problem that the 45 ° mirror processability using a laser deteriorates. If the content is too small, the refractive index is assumed to increase, so that the refractive index is applied as a cladding material for optical waveguides. There is a problem that it is out of range and patterning property by photolithography deteriorates.
  • the liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c) is a liquid at room temperature, and examples thereof include an epoxy resin represented by the following general formula (1).
  • the epoxy resin represented by the general formula (1) is liquid at room temperature, has an epoxy group at both ends of the molecular chain, and has a functional group that forms active hydrogen or active hydrogen in the molecular chain. It has a molecular chain such as a polyalkyleneoxy chain having no group.
  • R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group.
  • R 3 to R 6 each represent a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom or a bromine atom, preferably hydrogen.
  • X represents an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms or an ethyleneoxy group, a di (ethyleneoxy) group, a tri (ethyleneoxy) group, a propyleneoxy group, a propyleneoxypropyl group, a di (propyleneoxy) propyl group, a tri Represents a (propyleneoxy) propyl group.
  • the repetition number n is a natural number, but the average is 1.2 to 5.
  • liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c) examples include EPICLON EXA-4816 manufactured by DIC.
  • the content of the liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c) is 5 to 10% by weight in the epoxy resin component. In other words, if the content is too large, tackiness will appear in the dried coating film, which makes it difficult to apply to the R-to-R process in the mass production process. However, there is a problem in terms of mechanical properties such that cracks are generated when the film is handled as an optical waveguide.
  • the specific epoxy resin component includes the specific solid bisphenol A type epoxy resin (a), the specific solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b), and a liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin.
  • Epoxy resins other than the above (a), (b), and (c), each having a specific amount of the three components (c), may be used. More preferably, the three components (a), (b), and (c) occupy 80% by weight or more of the entire epoxy resin component.
  • the epoxy resin component is a specific solid bisphenol A type epoxy resin (a), a specific solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b), or a liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (c). This is a configuration consisting of only three components.
  • the photocationic polymerization initiator (photoacid generator) is used for imparting curability by light irradiation to the photosensitive epoxy resin composition, for example, for imparting curability by ultraviolet irradiation. .
  • photocationic polymerization initiator examples include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, p- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, p- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate.
  • 4-chlorophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate 4-chlorophenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (diphenylsulfonio) Phenyl] sulfide bishexafluoroantimonate, (2,4-cyclopentadien-1-yl) [ 1-methylethyl) benzene] -Fe- hexafluorophosphate, such as diphenyl iodonium hexafluoroantimonate is used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • triphenylsulfonium salt-based hexafluoroantimonate type SP-170 manufactured by ADEKA
  • CPI-101A manufactured by San Apro
  • WPAG-1056 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • WPI-116 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the content of the cationic photopolymerization initiator is preferably set to 0.1 to 3 parts by weight, more preferably 0.25 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin component of the photosensitive epoxy resin composition. Part. That is, if the content of the cationic photopolymerization initiator is too small, satisfactory photo-curing property by light irradiation (ultraviolet irradiation) is difficult to obtain, and if it is too large, the photosensitivity is increased and there is a tendency to cause a shape abnormality during patterning. There is a tendency that the required physical properties of the initial loss are deteriorated.
  • the photosensitive epoxy resin composition of the present invention in addition to the specific epoxy resin component and the cationic photopolymerization initiator, if necessary, for example, a silane-based or titanium-based coupling agent to increase adhesion, Cycloolefin oligomers and polymers such as olefin oligomers and norbornene polymers, adhesion imparting agents such as synthetic rubber and silicone compounds, various antioxidants such as hindered phenol antioxidants and phosphorus antioxidants, leveling agents, An antifoaming agent etc. can be mix
  • the blending amount of the antioxidant is preferably set to less than 3 parts by weight, particularly preferably 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the epoxy resin component. That is, when there is too much content of antioxidant, the physical property requested
  • the photosensitive epoxy resin composition of the present invention is prepared by stirring and mixing the specific epoxy resin component and the cationic photopolymerization initiator, and, if necessary, other additives at a predetermined blending ratio. Can do. Furthermore, in order to prepare the photosensitive epoxy resin composition of the present invention as a varnish for coating, it is preferable to stir and dissolve in an organic solvent under heating (for example, about 60 to 120 ° C.). The amount of the organic solvent used is appropriately adjusted. For example, it is preferably set to 20 to 80 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the epoxy resin component of the photosensitive epoxy resin composition. 30 to 60 parts by weight.
  • Examples of the organic solvent used in preparing the coating varnish include ethyl lactate, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-butanone, N, N-dimethylacetamide, diglyme, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol methyl acetate, propylene Examples include glycol monomethyl ether, tetramethylfuran, dimethoxyethane and the like. These organic solvents are used alone or in combination of two or more, and are used in a predetermined amount within the above range, for example, so as to obtain a viscosity suitable for coating.
  • optical waveguide using the photosensitive epoxy resin composition of the present invention as a cladding layer forming material will be described.
  • the optical waveguide of the present invention is formed with, for example, a base material, a clad layer (under clad layer) formed in a predetermined pattern on the base material, and a predetermined pattern for propagating an optical signal on the clad layer. And a clad layer (over clad layer) formed on the core layer. And in the optical waveguide of this invention, the said clad layer is formed with the above-mentioned photosensitive epoxy resin composition.
  • the cladding layer needs to be formed so as to have a refractive index smaller than that of the core layer.
  • the optical waveguide can be manufactured through the following processes, for example. That is, a base material is prepared, and a clad layer forming material (photosensitive varnish) obtained by dissolving the photosensitive epoxy resin composition of the present invention, which is a clad layer forming material, in an organic solvent is applied onto the base material. . At this time, after coating the clad layer forming material (photosensitive varnish), the organic solvent is dried by heating to be formed into a film shape that becomes an uncured photosensitive film for forming an optical waveguide. Become. The photosensitive varnish is cured by irradiating the varnish-coated surface with light such as ultraviolet rays and further performing a heat treatment as necessary. In this manner, an under cladding layer (a lower portion of the cladding layer) is formed.
  • a clad layer forming material photosensitive varnish obtained by dissolving the photosensitive epoxy resin composition of the present invention, which is a clad layer forming material, in an organic solvent is applied onto the base material. .
  • an uncured layer for forming the core layer is formed by applying a core layer forming material (photosensitive varnish) on the under cladding layer.
  • a core layer forming material photosensitive varnish
  • the organic solvent may be dried by heating and removed to form an uncured photosensitive film.
  • a photomask for exposing a predetermined pattern optical waveguide pattern
  • light such as ultraviolet rays is irradiated through the photomask, and further if necessary. Heat treatment.
  • an unexposed portion (uncured portion) of the uncured layer for forming a core layer is dissolved and removed using a developer to form a core layer having a predetermined pattern.
  • the target optical waveguide can be manufactured.
  • the optical waveguide is used for a product with optical path conversion such as an optical / electrical transmission mixed (photoelectric mixed) substrate, the surface of the clad layer in the optical waveguide on the substrate is mirrored by 45 ° using a laser. Processing is applied.
  • Examples of the base material include a silicon wafer, a metal substrate, a polymer film, and a glass substrate.
  • the metal substrate include stainless steel plates such as SUS.
  • Specific examples of the polymer film include a polyethylene terephthalate (PET) film, a polyethylene naphthalate film, and a polyimide film. The thickness is usually set in the range of 10 ⁇ m to 3 mm.
  • ultraviolet irradiation is performed.
  • the ultraviolet light source in the ultraviolet irradiation include a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, and an ultrahigh pressure mercury lamp.
  • the irradiation amount of ultraviolet rays is usually 10 to 20000 mJ / cm 2 , preferably 100 to 15000 mJ / cm 2 , more preferably about 500 to 10000 mJ / cm 2 .
  • heat treatment may be performed to complete curing by photoreaction.
  • the heat treatment conditions are usually 80 to 250 ° C., preferably 100 to 150 ° C., for 10 seconds to 2 hours, preferably 5 minutes to 1 hour.
  • the core layer forming material examples include various liquid epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, fluorinated epoxy resin, and epoxy-modified silicone resin, Various solid epoxy resins such as functional aliphatic epoxy resins, and further epoxy resin compositions containing the above-mentioned various photoacid generators as appropriate, so that the refractive index is higher than that of the cladding layer forming material. The blending design is performed. Furthermore, since the core layer forming material is prepared and applied as necessary, it is coated with various organic solvents known in the art so as to obtain a viscosity suitable for coating, and an optical waveguide using the cladding layer forming material. Various additives (antioxidants, adhesion-imparting agents, leveling agents, UV absorbers) that do not deteriorate the function of the resin may be used in appropriate amounts.
  • additives antioxidants, adhesion-imparting agents, leveling agents, UV absorbers
  • organic solvent used for preparing the varnish are the same as described above, for example, ethyl lactate, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-butanone, N, N-dimethylacetamide, diglyme, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol methyl acetate, propylene glycol.
  • organic solvents include monomethyl ether, tetramethyl furan, dimethoxyethane and the like.
  • a coating method using the forming material of each layer on the substrate for example, a spin coater, a coater, a circular coater, a bar coater, or a coating method, screen printing, a gap using a spacer, or the like.
  • a method of injecting by capillary action a method of continuously applying R-to-R with a coating machine such as a multi-coater, and the like can be used.
  • the optical waveguide can also be made into a film-like optical waveguide by peeling and removing the substrate.
  • Examples of the mirror processing method include known methods such as laser processing, dicing, and imprint. Among these, a laser processing method is preferably used.
  • the laser light source is appropriately selected according to the wavelength of the oscillating laser, and examples thereof include various gas lasers such as an excimer laser, a CO 2 laser, and a He—Ne laser. Among them, excimer lasers such as ArF and KrF, and F 2 can be preferably used as the laser light source.
  • the laser irradiation energy varies depending on the optical waveguide material and is appropriately set. However, in order to efficiently remove the resin component, a range of 100 to 1000 mJ / cm 2 is preferable, and a range of 200 to 600 mJ / cm 2 is used. Is particularly preferred.
  • the laser irradiation frequency is preferably in the range of 10 to 250 Hz, and particularly preferably in the range of 50 to 200 Hz, in order to improve mirror processing productivity.
  • the speed at which the laser irradiation target is moved is appropriately set according to the design such as the optical waveguide material and the target mirror surface angle.
  • the laser wavelength is appropriately set according to the optical waveguide material, and is, for example, about 150 to 300 nm.
  • the optical waveguide thus obtained can be used as, for example, an optical waveguide for a mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission.
  • each photosensitive varnish which is a clad layer forming material and a core layer forming material was prepared prior to production of an optical waveguide as an example.
  • the solution is stirred and completely dissolved under heating at 100 ° C., and then cooled to room temperature (25 ° C.), followed by heating and pressure filtration using a membrane filter having a diameter of 1.0 ⁇ m.
  • a photosensitive varnish comprising the Rudd layer forming material was prepared.
  • solid polyfunctional aromatic epoxy resin (YDCN-700-3, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) 50 parts, solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid fluorene containing 20 parts of bifunctional epoxy resin (Ogsol PG-100, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), 0.5 part of photoacid generator (CPI-101A, manufactured by San Apro), hindered phenolic antioxidant (Songnox 1010, Kyodo Chemical Co., Ltd.) 0.5 part) and 0.125 part of a phosphoric acid ester antioxidant (HCA, manufactured by Sanko Co., Ltd.) are mixed with 50 parts of ethyl lactate and stirred to complete dissolution under heating at 105 ° C., and then at room temperature (25 After cooling to a temperature of (° C.), a photosensitive varnish as a core layer forming material is prepared by performing heating and pressure filtration
  • a photosensitive varnish which is a cladding layer forming material is applied using a spin coater, and then the organic solvent (ethyl lactate) is dried on a hot plate (130 ° C. ⁇ 10 minutes). Thereafter, exposure was performed at 5000 mJ / cm 2 (I-line filter), post-exposure heat treatment (PEB treatment) at 130 ° C. for 10 minutes, and development was performed in ⁇ -butyrolacton (room temperature at 25 ° C. for 3 minutes). Thereafter, it was washed with water and dried on a hot plate (120 ° C. ⁇ 10 minutes) to produce an over clad layer (over clad layer thickness of 10 ⁇ m on the core layer).
  • PEB treatment post-exposure heat treatment
  • an undercladding layer having a predetermined pattern is formed on the back surface of the FPC base material, a core layer having a predetermined pattern is formed on the undercladding layer, and an overcladding layer is further formed on the core layer.
  • An optical waveguide (total optical waveguide thickness 75 ⁇ m) was produced.
  • Example 2 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the resin component was mixed with 70 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 20 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 10 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1002 softening point 78 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70 to 90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • Example 3 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the resin composition was mixed with 65 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 25 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 10 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1002 softening point 78 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70 to 90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • DIC long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin
  • Example 4 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the resin composition was mixed with 60 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 30 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 10 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1002 softening point 78 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70 to 90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • DIC long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin
  • Example 5 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the resin composition was mixed with 65 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 30 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 5 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1002 softening point 78 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70 to 90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • Example 6 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the resin composition was mixed with 60 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70-90 ° C.), manufactured by Daicel) 35 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 5 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1002 softening point 78 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70-90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • DIC long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin
  • Example 7 In the preparation of the photosensitive varnish which is a clad layer forming material, the composition of the resin component is 70 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1003 (softening point 89 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 20 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 10 parts. Other than that, the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • JER1003 softening point 89 ° C.
  • EHPE3150 softening point 70 to 90 ° C.
  • EXA-4816 liquid
  • the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • the composition of the resin component is 70 parts of solid bisphenol A type epoxy resin (JER1007 (softening point 128 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), solid polyfunctional aliphatic epoxy resin. (EHPE3150 (softening point 70 to 90 ° C.), manufactured by Daicel) 20 parts, long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy resin (EXA-4816 (liquid), manufactured by DIC) 10 parts.
  • the photosensitive varnish used as a cladding layer forming material was prepared like Example 1, and the optical waveguide was produced.
  • the cured film on the produced PET substrate was wound around the outer winding along a winding core having a curvature radius of 8 cm and a winding core having a curvature radius of 4 cm. At that time, the presence or absence of cracks in the cured film was visually confirmed.
  • R-to-R compatibility was evaluated based on the following criteria from the results of confirmation of the above measurement items.
  • ⁇ There was no occurrence of tack, and the uncured film and the cured film were each wound around a winding core having a curvature radius of 4 cm, but no crack was generated.
  • Tack was not generated, and an uncured film and a cured film were wound around a core having a curvature radius of 8 cm, respectively, but no crack was generated. Furthermore, as a result of winding the cured film around a winding core having a curvature radius of 4 cm, cracks occurred.
  • X As a result of winding an uncured film and a cured film around a core having a curvature radius of 8 cm, cracks occurred. Or tack occurred. Alternatively, both cracks and tacks occurred.
  • the obtained clad layer forming material (photosensitive varnish) was coated on a 0.8 mm thick silicon wafer with a spin coater, and then heat-dried at 130 ° C. for 10 minutes. Subsequently, exposure was performed through a glass mask (no pattern) having a thickness of 8000 mJ / cm 2 with a mixed line (using an ultra-high pressure mercury lamp, without a bandpass filter) at 8000 mJ / cm 2 as a reference. Then, a sample for refractive index evaluation (thickness: 10 ⁇ m) was prepared by post-heating at 140 ° C. for 10 minutes. Using the prepared sample, the refractive index at a wavelength of 850 nm was confirmed by a prism coupler (SPA-4000 model number) manufactured by SAIRON TECHNOLOGY. As a result, evaluation was performed based on the following criteria.
  • A The refractive index at a wavelength of 850 nm was 1.560 or less.
  • X The refractive index at a wavelength of 850 nm exceeded 1.565.
  • the surface of the clad layer was processed under constant processing conditions (conditions: energy density: 300 mJ / cm 2 , frequency: 50 Hz) using an excimer laser, thereby producing a 45 ° mirror processed surface. . Thereafter, using an optical waveguide having a 45 ° mirrored surface produced by laser processing, light oscillated from a VCSEL light source OP250 (manufactured by Miki Co.) at a wavelength of 850 nm is emitted from a multimode fiber [manufactured by Miki Co., FFP-G120-0500.
  • x The optical loss of the produced 45 degree mirror exceeded 1.5 dB.
  • solid bisphenol A type epoxy resin (a) having a specific softening point as a resin component solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b) having a specific softening point, liquid long-chain bifunctional semi-aliphatic epoxy
  • the examples using the photosensitive epoxy resin composition containing the resin (c) in a specific ratio have good results with respect to R-to-R compatibility, refractive index, patternability and laser processability. was gotten.
  • solid bisphenol A type epoxy resin JER1002 (softening point 78 ° C.), manufactured by Mitsubishi Chemical
  • solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (EHPE 3150 (softening point 70-90 ° C.), manufactured by Daicel)
  • EXA-4816 liquid
  • DIC semi-aliphatic epoxy resin
  • a resin component a solid bisphenol A type epoxy resin (a) having a specific softening point, a solid polyfunctional aliphatic epoxy resin (b) having a specific softening point, a liquid long-chain bifunctional half-containing fat Comparative Examples 1 to 9 containing a group epoxy resin (c) at a ratio outside a specific blending ratio, and Comparative Example 10 using a solid bisphenol A type epoxy resin (a) having a softening point of 128 ° C.
  • the evaluation item at least one of the evaluation items had an x item, which was inferior to the property evaluation.
  • the photosensitive epoxy resin composition for forming an optical waveguide of the present invention is useful as a material for forming a cladding layer constituting the optical waveguide.
  • the optical waveguide produced using the said photosensitive epoxy resin composition for optical waveguide formation as a cladding layer forming material is used for the mixed flexible printed wiring board for optical / electrical transmission, etc., for example.

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Abstract

エポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤を含有する光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物であって、上記エポキシ樹脂成分が、下記の（ａ）～（ｃ）を含有し、かつ（ａ）の含有量がエポキシ樹脂成分中６０～７０重量％であり、（ｂ）の含有量がエポキシ樹脂成分中２０～３５重量％であり、（ｃ）の含有量がエポキシ樹脂成分中５～１０重量％である。このため、高いＲ－ｔｏ－Ｒ適合性、低屈折率、高パターニング性、さらには、レーザー加工性に優れたクラッド層形成材料となりうる光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物が得られる。 （ａ）軟化点１０５℃以下の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂。 （ｂ）軟化点１０５℃以下の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂。 （ｃ）液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂。

Description

光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物および光導波路形成用感光性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板
　本発明は、光通信，光情報処理，その他一般光学にて広く用いられる光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板における光導波路を構成するクラッド層等の形成材料として用いられる光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物および光導波路形成用感光性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板に関するものである。
　従来、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板向けの光導波路形成材料には各種感光性エポキシ樹脂組成物が用いられ、例えば、これを用いてクラッド層をパターン形成する際には、例えば、フォトマスクを介して紫外線（ＵＶ）照射を行なうことにより所望のクラッド層パターンを作製している。具体的には、光導波路形成材料として、液状の感光性エポキシ樹脂組成物を用い、膜（層）形成した後、フォトマスクを介してＵＶ照射することによりクラッド層を作製している。
　このような感光性エポキシ樹脂組成物は光硬化感度が高い一方、塗工後の表面粘着性（タック性）の観点からＲ－ｔｏ－Ｒ(ロール・トゥ・ロール：roll-to-roll)のような連続プロセスには適合できないという欠点を有する（すなわち、ロールに接触した際に感光性エポキシ樹脂組成物製フィルムが破壊される）ため、生産性に乏しいという問題があった（特許文献１）。そのため、Ｒ－ｔｏ－Ｒプロセスに適合させるために、一般的には感光性樹脂として常温で固体を示す樹脂成分が用いられる。その際、高分子量であればあるほど硬化前段階のアモルファスフィルムのフレキシビリティは上がるが、その一方でパターニング解像性が低下することとなる。逆に、低分子量のものであればパターニング解像性は高まるが、一方でフレキシビリティは低下することとなる。このように、一般的にはフィルムのフレキシビリティと解像性はトレードオフの関係にあり問題があった。そこで、フィルムのフレキシビリティと解像性を両立する光導波路材料が求められ、例えば、光導波路のクラッド層形成材料であるが、エポキシ基含有アクリルゴム、ウレタン（メタ）アクリレート、ウレタン結合を有しない（メタ）アクリレートを用いた樹脂組成物が提案されている（特許文献２）。
　ところで、光導波路のクラッド層形成材料に関しては、その使用用途に基づき、その硬化物の諸物性として低屈折率、高透明性、高解像パターニング性、高耐熱性といった多くの要求特性を満たす必要がある。そのため、光導波路の製造に際しては、形成材料としてメーカー各社ともに種々の原料の配合やその配合バランスをとることにより上記要求特性を満たすための検討が行われている。
　前述のように、大量生産を視野に入れたＲ－ｔｏ－Ｒプロセスにおいて、一般に未硬化フィルムをドライフィルム化する手法が用いられているが、その材料開発において未硬化フィルムの低タック性、フレキシビリティといったドライフィルム材料としてのＲ－ｔｏ－Ｒプロセス適合性の要求から、結果的に、材料設計の自由度を狭めることになる。しかも、上記材料設計の自由度が狭まるということのみならず、ドライフィルムを作製する際、ラミネート基材がドライフィルムの両面に必要となることから、省資源化およびコストの観点から問題となるため、材料開発においてウェットプロセスへの適合性もまた重要視される（特許文献３）。
　このような技術背景を鑑みて、従来では、例えば、特殊なノボラック型多官能エポキシ樹脂を主剤にして種々の樹脂を配合することにより上記特性を満たす感光性エポキシ樹脂組成物が開発されている（特許文献４）。
特開２００１－２８１４７５号公報 特開２０１１－２７９０３号公報 特開２０１０－２３０９４４号公報 特開２０１１－２３７６４５号公報
　このような光導波路形成用感光性樹脂組成物を使用した際、クラッド層形成材料に関しては光閉じ込め性の観点から低屈折率を有する樹脂組成物であることが好ましく、一般に、脂肪族樹脂を主原料とした配合組成となっている。
　例えば、光・電気伝送用混載（光電混載）基板のような光路変換を伴う製品の場合、基板上の光導波路におけるクラッド層表面を、レーザーを用いてクラッド層面に対して角度４５°にて照射してミラー加工（４５°ミラー加工）を行う必要が出てくる。
　上記レーザーを用いた４５°ミラー加工を行う上で、前述のクラッド層形成材料のような脂肪族樹脂を主原料とする配合組成の樹脂組成物では、レーザー光の吸収が低いことから、レーザー加工性（ミラー加工）が悪化することとなる。従って、光路変換部において高い光損失となることから、クラッド層としての機能である低屈折率化とレーザー加工性はトレードオフの関係となり問題となる。このため、Ｒ－ｔｏ－Ｒプロセス適合性を有することはもちろんのこと、低屈折率で、パターニング性に優れ、かつ良好なレーザー加工性を有するクラッド層形成材料が要望されている。
　本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高いＲ－ｔｏ－Ｒ適合性、低屈折率、高パターニング性、さらには、レーザー加工性に優れたクラッド層形成材料となりうる光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物および光導波路形成用感光性フィルム、ならびにそれを用いた光導波路、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板を提供するものである。
　上記の目的を達成するため、本発明は、エポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤を含有する光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物であって、上記エポキシ樹脂成分が、下記の（ａ）～（ｃ）を含有し、かつ（ａ）の含有量がエポキシ樹脂成分中６０～７０重量％であり、（ｂ）の含有量がエポキシ樹脂成分中２０～３５重量％であり、（ｃ）の含有量がエポキシ樹脂成分中５～１０重量％である光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。
（ａ）軟化点１０５℃以下の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂。
（ｂ）軟化点１０５℃以下の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂。
（ｃ）液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂。
　また、本発明は、上記第１の要旨である光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物からなる光導波路形成用感光性フィルムを第２の要旨とする。
　さらに、本発明は、基材と、その基材上に形成されたクラッド層と、上記クラッド層中に所定パターンで形成された、光信号を伝搬するコア層とを備えた光導波路であって、上記クラッド層が、上記第１の要旨の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物からなる硬化体、または上記第２の要旨の光導波路形成用感光性フィルムの硬化体により形成されている光導波路を第３の要旨とする。
　そして、本発明は、上記第３の要旨の光導波路を備える光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板を第４の要旨とする。
　本発明者らは、良好なＲ－ｔｏ－Ｒ適合性を有し、かつ低屈折率、高パターニング性、さらには、レーザー加工性に優れたクラッド層形成材料となる感光性エポキシ樹脂組成物を得るために鋭意検討を重ねた。その結果、上記のように、固形成分が主成分で構成されてなるエポキシ樹脂成分を用いると、所期の目的が達成されることを見出した。
　［１］Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性（未硬化フィルム柔軟性）に関しては、本発明者らは、エポキシ樹脂を、固形エポキシ樹脂を主成分として用い構成することはもちろんのこと、用いる固形エポキシ樹脂の軟化点に着目した。一般に、樹脂の柔軟性は、分子の絡み合いによる強靭性の発現と主鎖の採りうるコンフォメーションの多様さに起因する。軟化点の高い固形エポキシ樹脂は、ある一定以上の分子量を有すると高い未硬化柔軟性を発現するようになる。これは、高分子量樹脂として主鎖の絡み合い（相互作用）が強くなることに起因するが、配合組成上ワニス粘度の上昇に寄与するため溶剤成分を過剰に使用する必要が発生することから、厚膜塗工に適さなくなることに加え、パターニング性の悪化も懸念される。
　一方、軟化点の低い材料、すなわち本発明のように、特定の軟化点を有する特殊な固形エポキシ樹脂は主鎖の絡み合いが弱いため主鎖間の相互作用に束縛されず、取りうるコンフォメーションは多様となるため柔軟化が期待できる。一方、高温領域でもなく低温領域でもない中途半端な温度領域の軟化点を有する材料は、上記軟化点が高い材料と軟化点が低い材料の両方の短所が顕著に影響し、柔軟性が悪化する傾向がみられる。
　すなわち、本発明では、特定の軟化点を有する特殊な固形エポキシ樹脂を主要成分として用いることにより、液状成分の添加量をタックの発生が起こらない最低限度に抑制することができ、結果、タックレスで未硬化柔軟性の付与を達成している。ただし、未硬化柔軟性に関して、軟化点の低いエポキシ樹脂を主要成分とすると、硬化後の柔軟性が低下するという問題が生じる。この問題に対しては、エポキシ樹脂成分として、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）を導入することにより上記問題の改善を達成している。
　［２］屈折率に関しては、光導波路のクラッド層形成材料としての機能を果たす上で低屈折率は欠かすことのできない機能である。一般的に、樹脂の低屈折率化には、脂肪族系樹脂を主剤とする配合設計が王道であるが、レーザーによるミラー加工性を担保するためには不利な配合設計となる。そのため、低屈折率化が図れる屈折率の下限は、限定的となるが１．５６程度の屈折率を付与することができれば光導波路のクラッド層形成材料としての機能を果たすことができる。本発明においては、前述のエポキシ樹脂成分の配合設計により低屈折率を有するクラッド層を実現している。
　［３］パターニング性に関しては、一般に、光硬化性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィーによるパターニング性の付与は、多官能エポキシ樹脂の導入が必須要件となる。本発明では、前述のエポキシ樹脂成分の配合により良好なパターニング性の付与を実現している。
　［４］レーザー加工性に関しては、レーザーを用いた微細加工を可能とするためには、エポキシ樹脂成分として芳香族系エポキシ樹脂のみを用いた配合系とする必要があるが、クラッド層としてコア層との屈折率差を持たせるため、クラッド層形成材料には一定量の脂肪族系エポキシ樹脂の導入が必須となる。本発明においては、良好なレーザー加工性が確保可能となる最低限の脂肪族系エポキシ樹脂の導入、すなわち、前述のエポキシ樹脂成分の配合設計によりクラッド層の低屈折率化とレーザー加工性の両立を達成可能としたのである。
　このように、上記各項目を全て満たすようにエポキシ樹脂成分を前述の特定のエポキシ樹脂にて構成することにより、上記要求物性を満たすことが可能となるのである。
　このように、本発明は、前述の特定のエポキシ樹脂（ａ）～（ｃ）を含有するエポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤を含有し、かつ特定のエポキシ樹脂（ａ）～（ｃ）の各含有量がそれぞれ上記範囲に設定されてなる光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物である。このため、上記光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物を用いて、光導波路のクラッド層を形成した場合、従来の製造工程を変更することなく、優れたＲ－ｔｏ－Ｒ適合性とともに、低屈折率で、高パターニング性、さらには、レーザー加工性に優れたクラッド層を形成することが可能となる。
　そして、上記エポキシ樹脂成分が、上記特定のエポキシ樹脂（ａ）～（ｃ）のみからなる構成であると、より一層高いＲ－ｔｏ－Ｒ適合性、低屈折率、高パターニング性、さらには、レーザー加工性に優れたクラッド層を形成することが可能となる。
　上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）の軟化点が６０～９５℃であり、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）の軟化点が６０～９５℃であると、Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性のより一層の向上が図られる。
　つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
《光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物》
　本発明の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物（以下、単に「感光性エポキシ樹脂組成物」という場合がある。）は、特定のエポキシ樹脂成分、および、光カチオン重合開始剤を用いて得られるものである。なお、本発明において、「液状」、あるいは「固形」とは、常温（２５±５℃）の温度下において、流動性を示す「液体」状態、または流動性を示さない「固体」状態を呈することをそれぞれ意味する。また、本発明において、常温とは上述のとおり、２５±５℃の温度領域を意味する。
　以下、各種成分について順に説明する。
＜特定のエポキシ樹脂成分＞
　上記特定のエポキシ樹脂成分は、特定の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、特定の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）の３成分をそれぞれ特定量含有するものである。
　上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）としては、常温にて固体を呈するものであり、具体的には、長鎖二官能芳香族ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるＪＥＲ１００１、ＪＥＲ１００２、ＪＥＲ１００３、ＪＥＲ１００７（いずれも三菱化学社製）、ジャパンエポキシレジン社製のエピコート１００６ＦＳ等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いることができる。
　そして、上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）としては、軟化点が１０５℃以下である必要がある。より好ましくは６０～９５℃である。なお、通常、下限値は室温（２５℃）であり、好ましくは、下限値は６０℃である。すなわち、軟化点が高すぎると、Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性が低下する傾向がみられる。なお、上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）の軟化点は、ＪＩＳ　Ｋ　７２３４－１９８６に準拠して測定される。
　上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）の含有量は、エポキシ樹脂成分中６０～７０重量％であり、特に好ましくは６０～６５重量％である。すなわち、含有量が多すぎると、屈折率の上昇により光導波路クラッド材料として適用される屈折率範囲から外れる問題があり、少なすぎると、レーザーを用いた４５°ミラー加工性が悪化する問題がある。
　上記特定の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）としては、常温にて固体を呈するものであり、具体的には、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－１－ブタノールの１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサン付加物（例えば、ダイセル化学工業社製のＥＨＰＥ３１５０）があげられる。さらには、三官能固形脂肪族エポキシ樹脂としての１，３，５－トリスグリシジルイソシアヌル酸（例えば、日産化学社製のＴＥＰＩＣ－Ｓ：軟化点（融点９５℃））があげられる。また、二官能固形脂肪族エポキシ樹脂としての水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（例えば、三菱化学社製のＹＸ－８０４０（軟化点９７℃））があげられる。
　そして、上記固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）としては、軟化点が１０５℃以下である必要がある。より好ましくは６０～９５℃である。なお、通常、下限値は室温（２５℃）であり、好ましくは、下限値は６０℃である。すなわち、軟化点が高すぎると、Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性が低下する傾向がみられる。なお、上記固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）の軟化点は、ＪＩＳ　Ｋ　７２３４－１９８６に準拠して測定される。
　上記固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）の含有量は、エポキシ樹脂成分中２０～３５重量％であり、より好ましくは２５～３０重量％、特に好ましくは２８～３０重量％である。すなわち、含有量が多すぎると、レーザーを用いた４５°ミラー加工性が悪化する問題があり、少なすぎると、想定的に屈折率の上昇を生じるため光導波路用クラッド材料として適用される屈折率範囲から外れること、及びフォトリソグラフィーによるパターニング性が悪化する問題がある。
　上記液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）は、常温にて液状を呈するものであり、例えば、下記の一般式（１）で表されるエポキシ樹脂があげられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂は、常温で液状であって、分子鎖の両末端にエポキシ基を有し、分子鎖中には、活性水素または活性水素を形成するような官能基を有さないポリアルキレンオキシ鎖のような分子鎖を有する。
　上記式（１）中、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ水素原子またはメチル基であるが、好ましくはメチル基である。また、Ｒ3～Ｒ6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子を表すが、好ましくは、水素である。さらに、Ｘは炭素原子数２～１５のアルキレン基又はエチレンオキシ基、ジ（エチレンオキシ）基、トリ（エチレンオキシ）基、プロピレンオキシ基、プロピレンオキシプロピル基、ジ（プロピレンオキシ）プロピル基、トリ（プロピレンオキシ）プロピル基を表す。また、繰り返し数ｎは自然数であるが、その平均は１．２～５である。
　上記液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）としては、例えば、ＤＩＣ社製のＥＰＩＣＬＯＮ　ＥＸＡ－４８１６等があげられる。
　上記液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）の含有量は、エポキシ樹脂成分中５～１０重量％である。すなわち、含有量が多すぎると、乾燥後の塗膜にタック性が発現するため量産工程におけるＲ－ｔｏ－Ｒプロセスへの適用が困難となる問題があり、少なすぎると、硬化膜における柔軟性が低下し光導波路として取扱う際にクラックが発生するといった機械物性の観点で問題がある。
　本発明では、上記特定のエポキシ樹脂成分としては、上記特定の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、特定の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）の３成分をそれぞれ特定量含有構成である、上記（ａ），（ｂ），（ｃ）以外の他のエポキシ樹脂を用いてもよい。より好ましくは、上記（ａ），（ｂ），（ｃ）の３成分がエポキシ樹脂成分全体の８０重量％以上を占めることである。特に好ましくは、エポキシ樹脂成分が、上記特定の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、特定の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）の３成分のみからなる構成である。
＜光カチオン重合開始剤＞
　上記光カチオン重合開始剤（光酸発生剤）は、感光性エポキシ樹脂組成物に対して光照射による硬化性を付与するため、例えば、紫外線照射による硬化性を付与するために用いられるものである。
　上記光カチオン重合開始剤としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ｐ－（フェニルチオ）フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ｐ－（フェニルチオ）フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、４－クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、４－クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス［４－（ジフェニルスルフォニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス［４－（ジフェニルスルフォニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、（２，４－シクロペンタジエン－１－イル）［（１－メチルエチル）ベンゼン］－Ｆｅ－ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等が用いられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
　さらに、光カチオン重合開始剤の具体例として、トリフェニルスルホニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプのＳＰ－１７０（ＡＤＥＫＡ社製）、ＣＰＩ－１０１Ａ（サンアプロ社製）、ＷＰＡＧ－１０５６（和光純薬工業社製）、ジフェニルヨードニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプのＷＰＩ－１１６（和光純薬工業社製）等があげられる。
　上記光カチオン重合開始剤の含有量は、感光性エポキシ樹脂組成物のエポキシ樹脂成分１００重量部に対して０．１～３重量部に設定することが好ましく、より好ましくは０．２５～１重量部である。すなわち、光カチオン重合開始剤の含有量が少なすぎると、満足のいく光照射（紫外線照射）による光硬化性が得られ難く、多すぎると、光感度が上がり、パターニングに際して形状異常をきたす傾向がみられる、および、初期損失の要求物性が悪化する傾向がみられる。
　本発明の感光性エポキシ樹脂組成物には、上記特定のエポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤以外に、必要に応じて、例えば、接着性を高めるためにシラン系あるいはチタン系のカップリング剤、オレフィン系オリゴマーやノルボルネン系ポリマー等のシクロオレフィン系オリゴマーやポリマー、合成ゴム、シリコーン化合物等の密着付与剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤等の各種酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤等を配合することができる。これら添加剤は、本発明における効果を阻害しない範囲内にて適宜に配合される。これらは単独でまたは二種類以上併用して用いることができる。
　上記酸化防止剤の配合量は、エポキシ樹脂成分１００重量部に対して３重量部未満に設定することが好ましく、特に好ましくは１重量部以下である。すなわち、酸化防止剤の含有量が多すぎると、初期光損失に対する要求物性が悪化する傾向がみられる。
　本発明の感光性エポキシ樹脂組成物は、上記特定のエポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤、さらには必要に応じて他の添加剤を、所定の配合割合にして撹拌混合することにより調製することができる。さらに、本発明の感光性エポキシ樹脂組成物を塗工用ワニスとして調製するために、加熱下（例えば、６０～１２０℃程度）、有機溶剤に撹拌溶解させることが好ましい。上記有機溶剤の使用量は、適宜調整されるものであるが、例えば、感光性エポキシ樹脂組成物のエポキシ樹脂成分１００重量部に対して２０～８０重量部に設定することが好ましく、特に好ましくは３０～６０重量部である。すなわち、有機溶剤の使用量が少なすぎると、塗工用ワニスとして調製した際に高粘度となり塗工性が低下する傾向がみられ、有機溶剤の使用量が多すぎると、塗工用ワニスを用いて厚膜に塗工形成することが困難となる傾向がみられる。
　上記塗工用ワニスを調製する際に用いられる有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２－ブタノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、ジグライム、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールメチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチルフラン、ジメトキシエタン等があげられる。これら有機溶剤は、単独でまたは二種類以上併用し、塗工に好適な粘度となるように、例えば、上記範囲内において所定量用いられる。
《光導波路》
　つぎに、本発明の感光性エポキシ樹脂組成物をクラッド層形成材料として用いてなる光導波路について説明する。
　本発明の光導波路は、例えば、基材と、その基材上に、所定パターンで形成されたクラッド層（アンダークラッド層）と、上記クラッド層上に、光信号を伝搬する、所定パターンで形成されたコア層と、さらに、上記コア層上に形成されたクラッド層（オーバークラッド層）とを備えた構成からなる。そして、本発明の光導波路では、上記クラッド層が、前述の感光性エポキシ樹脂組成物によって形成されてなる。なお、本発明の光導波路において、上記クラッド層は、コア層よりも屈折率が小さくなるよう形成する必要がある。
　本発明において、光導波路は、例えば、つぎのような工程を経由することにより製造することができる。すなわち、基材を準備し、その基材上に、クラッド層形成材料である本発明の感光性エポキシ樹脂組成物を有機溶剤に溶解させてなるクラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工する。このとき、上記クラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、有機溶剤を加熱乾燥して除去することにより未硬化の光導波路形成用感光性フィルムとなるフィルム形状に形成されることとなる。このワニス塗工面に対して紫外線等の光照射を行ない、さらに必要に応じて加熱処理を行なうことにより感光性ワニスを硬化させる。このようにしてアンダークラッド層（クラッド層の下方部分）を形成する。
　ついで、上記アンダークラッド層上に、コア層形成材料（感光性ワニス）を塗工することによりコア層形成用の未硬化層を形成する。このとき、上記と同様、上記コア層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、有機溶剤を加熱乾燥して除去することにより未硬化の感光性フィルムとなるフィルム形状に形成してもよい。そして、このコア層形成用未硬化層面上に、所定パターン（光導波路パターン）を露光させるためのフォトマスクを配設し、このフォトマスクを介して紫外線等の光照射を行ない、さらに必要に応じて加熱処理を行なう。その後、上記コア層形成用未硬化層の未露光部分（未硬化部分）を、現像液を用いて溶解除去することにより、所定パターンのコア層を形成する。
　つぎに、上記コア層上に、本発明の感光性エポキシ樹脂組成物を有機溶剤に溶解させてなるクラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、紫外線照射等の光照射を行ない、さらに必要に応じて加熱処理を行なうことにより、オーバークラッド層（クラッド層の上方部分）を形成する。このような工程を経由することにより、目的とする光導波路を製造することができる。そして、光導波路を、例えば、光・電気伝送用混載（光電混載）基板のような光路変換を伴う製品に使用する場合、基板上の光導波路におけるクラッド層表面を、レーザーを用いて４５°ミラー加工が施される。
　上記基材材料としては、例えば、シリコンウエハ、金属製基板、高分子フィルム、ガラス基板等があげられる。そして、上記金属製基板としては、ＳＵＳ等のステンレス板等があげられる。また、上記高分子フィルムとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム等があげられる。そして、その厚みは、通常、１０μｍ～３ｍｍの範囲内に設定される。
　上記光照射では、具体的には紫外線照射が行なわれる。上記紫外線照射での紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀灯等があげられる。また、紫外線の照射量は、通常、１０～２００００ｍＪ／ｃｍ2、好ましくは１００～１５０００ｍＪ／ｃｍ2、より好ましくは５００～１００００ｍＪ／ｃｍ2程度があげられる。
　さらに、上記紫外線照射等の光照射による露光後、光反応による硬化を完結させるために加熱処理を施してもよい。また、上記加熱処理条件としては、通常、８０～２５０℃、好ましくは、１００～１５０℃にて、１０秒～２時間、好ましくは、５分～１時間の範囲内で行なわれる。
　また、上記コア層形成材料としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フッ素化エポキシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂等の各種液状エポキシ樹脂、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂等の各種固形エポキシ樹脂、さらには、前述の各種光酸発生剤を適宜含有するエポキシ樹脂組成物があげられ、上記クラッド層形成材料と比較して、高屈折率となるように配合設計が行われる。さらに、必要に応じてコア層形成材料をワニスとして調製し塗工するため、塗工に好適な粘度が得られるように従来公知の各種有機溶剤、また、上記クラッド層形成材料を用いた光導波路としての機能を低下させない程度の各種添加剤（酸化防止剤、密着付与剤、レベリング剤、ＵＶ吸収剤）を適量用いてもよい。
　上記ワニス調製用に用いられる有機溶剤としては、前述と同様、例えば、乳酸エチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２－ブタノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、ジグライム、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールメチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチルフラン、ジメトキシエタン等があげられる。これら有機溶剤は、単独でまたは二種類以上併用して、塗布に好適な粘度が得られるように、適量用いられる。
　なお、上記基材上における、各層の形成材料を用いての塗工方法としては、例えば、スピンコーター、コーター、円コーター、バーコーター等の塗工による方法や、スクリーン印刷、スペーサを用いてギャップを形成し、そのなかに毛細管現象により注入する方法、マルチコーター等の塗工機によりＲ－ｔｏ－Ｒで連続的に塗工する方法等を用いることができる。また、上記光導波路は、上記基材を剥離除去することにより、フィルム状光導波路とすることも可能である。
《ミラー加工》
　上記ミラーの加工方法としては、例えば、レーザー加工法、ダイシング法、インプリント等の公知の方法があげられる。中でも、レーザー加工法が好ましく用いられる。レーザー光源は、発振するレーザーの波長に応じて適宜選択されるが、エキシマレーザー、ＣＯ2レーザー、Ｈｅ－Ｎｅレーザーのような各種気体レーザー等があげられる。そして、レーザー光源としては、その中でもＡｒＦおよびＫｒＦ等、およびＦ2等のエキシマレーザーを好ましく用いることができる。
　上記レーザーの照射エネルギーは、光導波路材料に応じて異なり適宜設定されるが、効率よく樹脂成分を除去するためには、１００～１０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましく、２００～６００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が特に好ましい。レーザーの照射周波数は、ミラー加工生産性を良くするために、１０～２５０Ｈｚの範囲が好ましく、特に５０～２００Ｈｚの範囲が好ましい。レーザー照射の対象物を動かす速度は、光導波路材料や目的とするミラー面の角度等の設計に応じて、適宜設定される。また、レーザー波長は、光導波路材料に応じて適宜設定されるが、例えば１５０～３００ｎｍ程度とされる。
　このようにして得られた光導波路は、例えば、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板用の光導波路として用いることができる。
　つぎに、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
〔実施例１〕
　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。
＜クラッド層形成材料の調製＞
　遮光条件下にて、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００１（軟化点６４℃）、三菱化学社製）７０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部、光カチオン重合開始剤（光酸発生剤）（ＣＰＩ－１０１Ａ、サンアプロ社製）０．５部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（Ｓｏｎｇｎｏｘ１０１０、共同薬品社製）０．５部、リン酸エステル系酸化防止剤（ＨＣＡ、三光社製）０．５部を、乳酸エチル５０部に混合し、１００℃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のメンブラ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。
＜コア層形成材料の調製＞
　遮光条件下にて、固形多官能芳香族エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ－７００－３、新日鐵化学社製）５０部、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２、三菱化学社製）３０部、固形フルオレン含有二官能エポキシ樹脂（オグソールＰＧ－１００、大阪ガスケミカル社製）２０部、光酸発生剤（ＣＰＩ－１０１Ａ、サンアプロ社製）０．５部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（Ｓｏｎｇｎｏｘ１０１０、共同薬品社製）０．５部、リン酸エステル系酸化防止剤（ＨＣＡ、三光社製）０．１２５部を、乳酸エチル５０部に混合し、１０５℃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のメンブラン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。
《光導波路の作製》
＜アンダークラッド層の作製＞
　総厚２２μｍのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基材の裏面上に、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（乳酸エチル）の乾燥（１３０℃×１０分間）を行なった。ついで、ＵＶ照射機〔５０００ｍＪ／ｃｍ2（Ｉ線フィルタ）〕によりマスクパターン露光を行ない、さらに後加熱（１３０℃×１０分間）を行なった。ついで、γ－ブチロラクトン中にて現像（室温２５℃下、３分間）して、水洗した後、ホットプレート上で水分を乾燥（１２０℃×５分間）させることにより、アンダークラッド層（厚み：１５μｍ）を作製した。
＜コア層の作製＞
　上記のようにして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、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（乳酸エチル）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未硬化層を形成した。形成された未硬化層に対して、ＵＶ照射機〔超高圧水銀ランプ、全光線（バンドパスフィルタ無し）〕にて８０００ｍＪ／ｃｍ2（波長３６５ｎｍ積算）のガラスマスクパターン露光〔パターン幅／パターン間隔（Ｌ／Ｓ）＝５０μｍ／２００μｍ〕を行ない、後加熱（１４０℃×１０分間）を行なった。その後、γ－ブチロラチクトン中にて現像（室温２５℃下、３分間）した後、水洗し、ホットプレート上にて水分を乾燥（１２０℃×５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。
＜オーバークラッド層の作製＞
　上記のようにして形成されたコア層上に、スピンコーターを用いて、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（乳酸エチル）の乾燥（１３０℃×１０分間）を行なった。その後、５０００ｍＪ／ｃｍ2（Ｉ線フィルタ）の露光、１３０℃×１０分間の露光後加熱処理（ＰＥＢ処理）を行ない、さらに、γ－ブチロラチクトン中にて現像（室温２５℃下、３分間）した後、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、オーバークラッド層（コア層上のオーバークラッド層厚み１０μｍ）を作製した。
　このようにして、ＦＰＣ基材の裏面上に、所定パターンのアンダークラッド層が形成され、このアンダークラッド層上に所定パターンのコア層が形成され、さらにこのコア層上にオーバークラッド層が形成された光導波路（光導波路総厚み７５μｍ）を作製した。
〔実施例２〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）７０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔実施例３〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）６５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２５部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔実施例４〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）６０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）３０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔実施例５〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）６５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）３０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）５部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔実施例６〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）６０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）３５部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）５部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔実施例７〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００３（軟化点８９℃）、三菱化学社製）７０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例１〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００１（軟化点６４℃）、三菱化学社製）７５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）５部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例２〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００１（軟化点６４℃）、三菱化学社製）４５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）４５部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例３〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）８０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）１０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例４〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）７５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）１５部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例５〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）７０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）３０部とし、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）を用いなかった。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例６〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）６５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１５部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例７〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）５０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）４０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例８〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００３（軟化点８９℃）、三菱化学社製）７５部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）５部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例９〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）５０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）４０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
〔比較例１０〕
　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、樹脂成分の配合組成を、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００７（軟化点１２８℃）、三菱化学社製）７０部、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）２０部、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）１０部に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてクラッド層形成材料となる感光性ワニスを調製し、光導波路を作製した。
　このようにして得られた各クラッド層形成材料である感光性ワニス、および、各光導波路を用いて、Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性、クラッド層の屈折率、クラッド層のパターニング性、レーザー加工性、総合評価に関して下記に示す方法に従って測定・評価した。これらの結果をクラッド層形成材料の構成成分とともに後記の表１～表２に併せて示す。
［Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性］
　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用いて、下記の測定・評価を行なった。
（１）タック性
　シリコンウエハ上にクラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、これをホットプレート上にて１３０℃×５分間のプリベーク（加熱乾燥）を行なうことにより、厚み約５０μｍとなる塗工膜を作製した。上記塗工膜の表面を１０秒間指触した後、指を離した際の表面状態によりタック発生の有無を確認した。
（２）未硬化物（未硬化フィルム）柔軟性
　ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上にクラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、加熱乾燥（１３０℃×５分間）することにより厚み約５０μｍの未硬化フィルム（アモルファスフィルム）を作製した。つぎに、ＰＥＴ基材上のアモルファスフィルムを曲率半径８ｃｍおよび４ｃｍの各巻き芯に沿って巻回した後、巻回後のアモルファスフィルムに発生したクラックの有無を確認した。
（３）硬化物（硬化フィルム）柔軟性
　ＰＥＴ基材上にクラッド層形成材料（感光性ワニス）を塗工した後、加熱乾燥（１３０℃×５分間）することにより厚み約５０μｍの未硬化フィルム（アモルファスフィルム）を作製した。つぎに、ＰＥＴ基材上のアモルファスフィルムに対して、混線（超高圧水銀ランプ使用、バンドパスフィルタなし）にて波長３６５ｎｍ照度を基準に８０００ｍＪ／ｃｍ2にて、厚み５ｍｍのガラスマスク（パターンなし）を介して露光を行なった。その後、１４０℃×１０分間の後加熱を行なうことにより硬化フィルムを作製した。作製したＰＥＴ基材上の硬化フィルムを曲率半径８ｃｍの巻き芯および曲率半径４ｃｍの巻き芯に沿って、硬化フィルムをそれぞれ外巻きに巻回した。その際、硬化フィルムに関してクラック発生の有無を目視により確認した。
　上記各測定項目の確認の結果から、下記の基準に基づきＲ－ｔｏ－Ｒ適合性を評価した。
○：タックの発生がなく、かつ未硬化フィルムおよび硬化フィルムをそれぞれ曲率半径４ｃｍの巻き芯に巻き付けたが、クラックは発生しなかった。
△:タックの発生がなく、かつ未硬化フィルムおよび硬化フィルムを曲率半径８ｃｍの巻き芯にそれぞれ巻き付けたが、クラックが発生しなかった。さらに、硬化フィルムをそれぞれ曲率半径４ｃｍの巻き芯に巻き付けた結果、クラックが発生した。
×：未硬化フィルムおよび硬化フィルムを曲率半径８ｃｍの巻き芯にそれぞれ巻き付けた結果、クラックが発生した。もしくはタックが発生した。あるいは、クラックとタックの双方とも発生した。
［屈折率］
　厚み０．８ｍｍのシリコンウエハ上に、得られたクラッド層形成材料（感光性ワニス）をスピンコーターにて塗工した後、１３０℃×１０分間の加熱乾燥を行なった。ついで、混線（超高圧水銀ランプ使用、バンドパスフィルタなし）にて３６５ｎｍ照度を基準に、８０００ｍＪ／ｃｍ2にて、厚み５ｍｍのガラスマスク（パターンなし）を介して露光を行なった。その後、１４０℃×１０分間の後加熱を行なうことにより屈折率評価用サンプル（厚み：１０μｍ）を作製した。作製したサンプルを用いて、ＳＡＩＲＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製プリズムカップラー（ＳＰＡ－４０００型番）により、波長８５０ｎｍにおける屈折率を確認した。その結果、下記の基準に基づき評価した。
○：波長８５０ｎｍでの屈折率が１．５６０以下であった。
△：波長８５０ｎｍでの屈折率が１．５６０を超え１．５６５以下であった。
×：波長８５０ｎｍでの屈折率が１．５６５を超えるものであった。
［パターニング性］
　上記クラッド層作製条件にて得られたパターン形状の外観を顕微鏡にて観察した。その結果、下記の基準に基づき評価した。
○：矩形状で作製されていた。
△：パターン上部に丸みが確認されたが、機能上問題のないものであった。
×：形状異常であり、機能上問題が発生するものであった。
［レーザー加工性］
　作製した光導波路を用い、クラッド層表面をエキシマレーザーを用いて一定の加工条件（条件：エネルギー密度：３００ｍＪ／ｃｍ2、周波数：５０Ｈｚ）にて処理することにより、４５°ミラー加工面を作製した。その後、レーザー加工により４５°ミラー加工面が作製されてなる光導波路を用い、波長８５０ｎｍにおけるＶＣＳＥＬ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〔三喜社製，ＦＦＰ－Ｇ１２０－０５００（直径５０μｍＭＭＦ、ＮＡ＝０．２）〕にて集光し、上記サンプルとなる光導波路に入射した。そして、サンプルから出射された光をレンズ〔清和光学製作所社製，ＦＨ１４－１１（倍率２０、ＮＡ＝０．４）〕で集光し、光計測システム（アドバンテスト社製，オプティカルマルチパワーメーターＱ８２２１）にて６チャンネルを評価した。その結果、下記の基準に基づき評価した。
○：作製した４５°ミラーの光損失が１．０ｄＢ以下であった。
△：作製した４５°ミラーの光損失が１．０ｄＢを超え１．５ｄＢ以下であった
×：作製した４５°ミラーの光損失が１．５ｄＢを超えるものであった。
［総合評価］
　上記各評価結果を基に、下記の基準に従い総合的に評価した。
○：すべての評価項目において○の評価であった。
△：評価項目中△の評価項目が１つあった。
×：評価項目中１つ以上×の項目、もしくは２つ以上△の項目があった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　上記結果から、樹脂成分として特定の軟化点を有する固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、特定の軟化点を有する固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）を特定の割合にて含有する感光性エポキシ樹脂組成物を用いてなる実施例は、Ｒ－ｔｏ－Ｒ適合性、屈折率、パターニング性およびレーザー加工性に関して、いずれも良好な結果が得られた。中でも、固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００２（軟化点７８℃）、三菱化学社製）、固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０（軟化点７０～９０℃）、ダイセル社製）、長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ＥＸＡ－４８１６（液状）、ＤＩＣ社製）を特定の配合割合にて用いてなる実施例４、５、６は、全ての評価項目において良好な結果が得られており、特に優れたものであるといえる。
　これに対して、樹脂成分として、特定の軟化点を有する固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、特定の軟化点を有する固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）を特定の配合割合を外れた割合にて含有してなる比較例１～９、および、軟化点が１２８℃の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）を用いた比較例１０に関しては、評価項目において少なくとも１つに×の項目があり、特性評価に劣る結果となった。
　上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
　本発明の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物は、光導波路を構成するクラッド層の形成材料として有用である。そして、上記光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物をクラッド層形成材料として用いて作製される光導波路は、例えば、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板等に用いられる。

Claims (8)

  1. 　エポキシ樹脂成分および光カチオン重合開始剤を含有する光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物であって、上記エポキシ樹脂成分が、下記の（ａ）～（ｃ）を含有し、かつ（ａ）の含有量がエポキシ樹脂成分中６０～７０重量％であり、（ｂ）の含有量がエポキシ樹脂成分中２０～３５重量％であり、（ｃ）の含有量がエポキシ樹脂成分中５～１０重量％であることを特徴とする光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物。
    （ａ）軟化点１０５℃以下の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂。
    （ｂ）軟化点１０５℃以下の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂。
    （ｃ）液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂。
  2. 　上記エポキシ樹脂成分が、上記軟化点１０５℃以下の固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）、上記軟化点１０５℃以下の固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）、上記液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）のみから構成される請求項１記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物。
  3. 　上記固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ａ）の軟化点が６０～９５℃であり、上記固形多官能脂肪族エポキシ樹脂（ｂ）の軟化点が６０～９５℃である請求項１または２記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物。
  4. 　上記液状長鎖二官能含半脂肪族エポキシ樹脂（ｃ）が、下記の一般式（１）で表されるエポキシ樹脂である請求項１～３のいずれか一項に記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  5. 　光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物が、基材と、その基材上に形成されたクラッド層と、上記クラッド層中に所定パターンで形成された、光信号を伝搬するコア層とを備えた光導波路におけるクラッド層形成材料である請求項１～４のいずれか一項に記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物からなる光導波路形成用感光性フィルム。
  7. 　基材と、その基材上に形成されたクラッド層と、上記クラッド層中に所定パターンで形成された、光信号を伝搬するコア層とを備えた光導波路であって、上記クラッド層が、請求項１～５のいずれか一項に記載の光導波路形成用感光性エポキシ樹脂組成物からなる硬化体、または請求項６記載の光導波路形成用感光性フィルムの硬化体により形成されていることを特徴とする光導波路。
  8. 　請求項７記載の光導波路を備えることを特徴とする光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板。
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