JP2008158474A - Optical element mounting component and optical element mounted component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光素子実装用部品及び光素子実装部品に関するものである。 The present invention relates to an optical element mounting component and an optical element mounting component.
近年、電子機器は、ますますその小型化や高性能化の要求が高まっている。中でも、信号の高速化に対応するために、電子部品間を光信号によって接続することによる、電子機器内における信号伝送路の高速化の検討が行われている。光信号による接続では、光配線と電気配線を備えた光・電気混載基板が用いられており、光配線は、コア部とクラッド部とで構成される光導波路を有し、光導波路のコア部を光が伝送することにより光信号を伝達するようになっている。 In recent years, electronic devices have been increasingly demanded for miniaturization and high performance. In particular, in order to cope with high-speed signals, studies are being made to increase the speed of signal transmission paths in electronic devices by connecting electronic components with optical signals. For connection by optical signal, an optical / electrical hybrid substrate having optical wiring and electrical wiring is used, and the optical wiring has an optical waveguide composed of a core portion and a cladding portion, and the core portion of the optical waveguide. The optical signal is transmitted by transmitting the light.
このような光・電気混載基板を備えた電子機器では、基板上に電子部品を搭載し、電子部品の入出力信号を、光素子を用いて光信号に変換して光導波路に伝播させ、その先で、もう一方の光素子を用いて、光信号を電気信号に戻して、もう一方の電子部部品に接続される構造が有利である。従来、そのような基板においては、リジッド基板中に光導波路が形成されているなどリジッド基板との一体化がなされており、例えば、前記基板上に、光素子と電子部品とを搭載し、電気信号は、これらの搭載面より基板を貫通して反対側面に形成された電気配線を介して伝送され、光信号は、基板中に形成された光導波路より伝播され、その光導波路から絶縁層を貫通させ光素子の受発光部に伝送されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)しかしながら、このような構造においては、これ以上薄くできないなどの小型化に限界があり、また、光素子の受発光部と光導波路のコア部との距離があることより、発光部からコア部への光入力の効率に影響を及ぼし、光伝播の損失などの特性に問題が生じることがある。また、そのような問題を解消する方法の一つとして、光素子の受発光部と光導波路のコア部との位置あわせ精度が要求されている。
本発明は、耐熱性に優れるとともに吸水性が低く、光伝播の損失を低減できる光素子実装部品、光素子の搭載において位置あわせ精度良好な光素子実装用部品を提供するものである。 The present invention provides an optical element mounting component that has excellent heat resistance and low water absorption and can reduce loss of light propagation, and an optical element mounting component that has good alignment accuracy in mounting an optical element.
本発明は、下記第(1)項から第(63)項の光素子実装用部品、及び第(64)項から第(69)項の光素子実装部品により達成される。 The present invention is achieved by the following optical element mounting parts (1) to (63) and optical element mounting parts (64) to (69).
(1) 電極を有する光素子を搭載するパッドを有する配線部品と、
電極を有する光素子を搭載するための搭載部と前記搭載部にパッドとを有する配線部品の一方の面側に積層され、コア部と、該コア部より屈折率が低いクラッド部とを備えるコア層と、該コア層の少なくとも一方の面に接触して設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド層とを有する光導波路層より構成された光回路基板と、
を含んで構成され、
前記光回路基板は、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造部を備え、
前記クラッド層は、ノルボルネン系ポリマーを主材料として構成されている、光素子実装用部品。
(1) a wiring component having a pad on which an optical element having an electrode is mounted;
A core comprising a core part and a clad part having a lower refractive index than the core part, laminated on one surface side of a wiring component having a mounting part for mounting an optical element having electrodes and a pad on the mounting part. An optical circuit board composed of an optical waveguide layer having a layer and a cladding layer provided in contact with at least one surface of the core layer and having a refractive index lower than that of the core portion;
Comprising
The optical circuit board includes a receptor structure for measuring electrical conduction between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component,
The clad layer is a component for mounting an optical element, wherein the main material is a norbornene-based polymer.
(2) 前記ノルボルネン系ポリマーは、付加重合体である第(1)項に記載の光素子実装用部品。 (2) The optical element mounting component according to item (1), wherein the norbornene-based polymer is an addition polymer.
(3) 前記ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(1)項または第(2)項に記載の光素子実装用部品。 (3) The optical element mounting component according to (1) or (2), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of alkyl norbornene.
(4) 前記ノルボルネン系ポリマーは、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(1)項ないし第(3)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (4) The component for mounting an optical element according to any one of (1) to (3), wherein the norbornene-based polymer includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group.
(5) 前記ノルボルネン系ポリマーは、下記化1で表されるものを主とするものである第(1)項ないし第(4)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (5) The optical element mounting component according to any one of (1) to (4), wherein the norbornene-based polymer is mainly one represented by the following chemical formula 1.
[式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、aは、0〜3の整数を表し、bは、1〜3の整数を表し、p/qが20以下である。]
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 3, b represents an integer of 1 to 3, and p / q is 20 or less. ]
(6) 前記ノルボルネン系ポリマーは、その少なくとも一部のものが重合性基において架橋している第(4)項または第(5)項に記載の光素子実装用部品。 (6) The optical element mounting component according to (4) or (5), wherein at least a part of the norbornene-based polymer is cross-linked with a polymerizable group.
(7) 前記クラッド層の平均厚さは、前記コア層の平均厚さの0.1〜1.5倍である第(1)項ないし第(6)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (7) The light according to any one of (1) to (6), wherein the average thickness of the cladding layer is 0.1 to 1.5 times the average thickness of the core layer. Component mounting parts.
(8) 前記コア層は、ポリマーと、該ポリマーと相溶し、かつ、該ポリマーと異なる屈折率を有するモノマーと、活性放射線の照射により活性化する第1の物質と、前記モノマーの反応を開始させ得る第2の物質であって、活性化した前記第1の物質の作用により、活性化温度が変化する第2の物質とを含む層を形成し、
その後、前記層に対して前記活性放射線を選択的に照射することにより、前記活性放射線が照射された照射領域において、前記第1の物質を活性化させるとともに、前記第2の物質の活性化温度を変化させ、
次いで、前記層に対して加熱処理を施すことにより、前記第2の物質または活性化温度が変化した前記第2の物質のいずれか活性化温度の低い方を活性化させ、前記照射領域または前記活性放射線の未照射領域のいずれかにおいて前記モノマーを反応させて、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部として得られたものである第(1)項ないし第(7)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。
(8) The core layer comprises a polymer, a monomer compatible with the polymer and having a refractive index different from that of the polymer, a first substance that is activated by irradiation with actinic radiation, and the reaction of the monomer. Forming a layer comprising a second substance that can be initiated and a second substance that has an activation temperature changed by the action of the activated first substance;
Thereafter, the first substance is activated in the irradiation region irradiated with the actinic radiation by selectively irradiating the layer with the actinic radiation, and the activation temperature of the second substance. Change
Next, by performing heat treatment on the layer, the lower one of the second substance or the second substance whose activation temperature has changed is activated, and the irradiation region or the Either one of the irradiated region and the unirradiated region is caused by reacting the monomer in any one of the unirradiated regions of actinic radiation to generate a refractive index difference between the irradiated region and the unirradiated region. The component for mounting an optical element according to any one of Items (1) to (7), wherein the core portion is obtained and the other is obtained as the cladding portion.
(9) 前記コア層は、前記層の前記照射領域または前記未照射領域のいずれか一方の領域において前記モノマーの反応が進むにつれて、他方の領域から未反応の前記モノマーが集まることにより得られたものである第(8)項に記載の光素子実装用部品。 (9) The core layer was obtained by collecting the unreacted monomer from the other region as the reaction of the monomer progressed in either the irradiated region or the unirradiated region of the layer. The component for mounting an optical element according to item (8),
(10) 前記第1の物質は、前記活性放射線の照射に伴って、カチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含むものであり、前記第2の物質は、前記弱配位アニオンの作用により活性化温度が変化するものである第(8)項または第(9)項に記載の光素子実装用部品。 (10) The first substance includes a compound that generates a cation and a weakly coordinating anion upon irradiation with the active radiation, and the second substance is produced by the action of the weakly coordinating anion. The component for mounting an optical element according to (8) or (9), wherein the activation temperature varies.
(11) 前記第2の物質は、活性化した前記第1の物質の作用により活性化温度が低下し、前記加熱処理の温度よりも高い温度での加熱により、前記活性放射線の照射を伴うことなく活性化するものである第(8)項ないし第(10)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (11) The activation temperature of the second substance is lowered by the action of the activated first substance, and the irradiation with the active radiation is accompanied by heating at a temperature higher than the temperature of the heat treatment. The component for mounting an optical element according to any one of items (8) to (10), which is activated without any problem.
(12) 前記第2の物質は、下記式Iaで表される化合物を含む第(11)項に記載の光素子実装用部品。
(E(R)3)2Pd(Q)2 ・・・ (Ia)
[式中、E(R)3は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。]
(12) The component for mounting an optical element according to (11), wherein the second substance includes a compound represented by the following formula Ia.
(E (R) 3 ) 2 Pd (Q) 2 ... (Ia)
[Wherein E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of Group 15; E represents an element selected from Group 15 of the periodic table; and R represents a hydrogen atom (or One of its isotopes) or a moiety containing a hydrocarbon group, Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate. ]
(13) 前記第2の物質は、下記式Ibで表される化合物を含む第(11)項または第(12)項に記載の光素子実装用部品。
[(E(R)3)aPd(Q)(LB)b]p[WCA]r ・・・ (Ib)
[式中、E(R)3は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表し、LBは、ルイス塩基を表し、WCAは、弱配位アニオンを表し、aは、1〜3の整数を表し、bは、0〜2の整数を表し、aとbとの合計は、1〜3であり、pおよびrは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。]
(13) The component for mounting an optical element according to (11) or (12), wherein the second substance includes a compound represented by the following formula Ib.
[(E (R) 3 ) a Pd (Q) (LB) b ] p [WCA] r (Ib)
[Wherein E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of Group 15; E represents an element selected from Group 15 of the periodic table; and R represents a hydrogen atom (or One of its isotopes) or a moiety containing a hydrocarbon group, Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate, LB represents a Lewis base, WCA Represents a weakly coordinating anion, a represents an integer of 1 to 3, b represents an integer of 0 to 2, the sum of a and b is 1 to 3, p and r are This represents the number that balances the charge between the palladium cation and the weakly coordinated anion. ]
(14) pおよびrは、それぞれ、1または2の整数から選択される第(13)項に記載の光素子実装用部品。 (14) The optical element mounting component according to item (13), wherein p and r are each selected from an integer of 1 or 2.
(15) 前記コア層は、前記加熱処理の後、前記層を前記加熱処理の温度よりも高い第2の温度で加熱処理することにより得られたものである第(8)項ないし第(14)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (15) Item (8) to Item (14), wherein the core layer is obtained by heat-treating the layer at a second temperature higher than the temperature of the heat-treatment after the heat-treatment. The component for mounting optical elements according to any one of items 1).
(16) 前記コア層は、前記第2の温度での加熱処理の後、前記層を前記第2の温度よりも高い第3の温度で加熱処理することにより得られたものである第(15)項に記載の光素子実装用部品。 (16) The core layer is obtained by heat-treating the layer at a third temperature higher than the second temperature after the heat treatment at the second temperature (15 The component for mounting an optical element according to the item).
(17) 前記第3の温度は、前記第2の温度より20℃以上高い第(16)項に記載の光素子実装用部品。 (17) The optical element mounting component according to (16), wherein the third temperature is 20 ° C. or more higher than the second temperature.
(18) 前記モノマーは、架橋性モノマーを含む第(8)項ないし第(17)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (18) The component for mounting an optical element according to any one of (8) to (17), wherein the monomer includes a crosslinkable monomer.
(19) 前記モノマーは、ノルボルネン系モノマーを主とするものである第(8)項ないし第(18)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (19) The component for mounting an optical element according to any one of (8) to (18), wherein the monomer is mainly a norbornene monomer.
(20) 前記モノマーは、ノルボルネン系モノマーを主とするものであり、前記架橋性モノマーとして、ジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シランを含むものである第(18)項に記載の光素子実装用部品。 (20) The component for mounting an optical element according to item (18), wherein the monomer is mainly a norbornene-based monomer and contains dimethylbis (norbornenemethoxy) silane as the crosslinkable monomer.
(21) 前記ポリマーは、活性化した前記第1の物質の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基を有し、前記層に対して前記活性放射線を選択的に照射した際に、前記照射領域において、前記ポリマーの前記離脱性基が離脱する第(8)項ないし第(20)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (21) The polymer has a leaving group capable of leaving at least a part of the molecular structure from the main chain by the action of the activated first substance, and selectively selects the actinic radiation for the layer. The component for mounting an optical element according to any one of Items (8) to (20), wherein the leaving group of the polymer is released in the irradiated region when irradiated to the region.
(22) 前記第1の物質は、前記活性放射線の照射に伴って、カチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含むものであり、前記離脱性基は、前記カチオンの作用により離脱する酸離脱性基である第(21)項に記載の光素子実装用部品。 (22) The first substance includes a compound that generates a cation and a weakly coordinating anion upon irradiation with the actinic radiation, and the leaving group is separated from the acid by the action of the cation. The component for mounting an optical element according to item (21), which is a sex group.
(23) 前記コア層は、活性放射線の照射により活性化する物質と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した前記物質の作用により、分子構造の少なくとも一部が前記主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するポリマーとを含む層を形成し、
その後、前記層に対して前記活性放射線を選択的に照射することにより、前記活性放射線が照射された照射領域において、前記物質を活性化させ、前記ポリマーの前記離脱性基を離脱させて、当該照射領域と前記活性放射線の非照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部として得られたものである第(1)項ないし第(7)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。
(23) The core layer has a substance activated by irradiation with actinic radiation, a main chain and a branch from the main chain, and at least a part of the molecular structure is detached from the main chain by the action of the activated substance. Forming a layer comprising a polymer having a leaving group capable of
Thereafter, by selectively irradiating the layer with the actinic radiation, the substance is activated in the irradiation region irradiated with the actinic radiation, and the leaving group of the polymer is released, By producing a refractive index difference between the irradiation region and the non-irradiation region of the active radiation, either the irradiation region or the non-irradiation region was obtained as the core portion, and the other was obtained as the cladding portion. The component for mounting an optical element according to any one of (1) to (7).
(24) 前記コア層は、前記活性放射線の照射の後、前記層に対して加熱処理を施すことにより得られたものである第(23)項に記載の光素子実装用部品。 (24) The optical element mounting component according to item (23), wherein the core layer is obtained by subjecting the layer to heat treatment after irradiation with the active radiation.
(25) 前記物質は、前記活性放射線の照射に伴って、カチオンと弱配位アニオンとを生じる化合物を含むものであり、前記離脱性基は、前記カチオンの作用により離脱する酸離脱性基である第(23)項または第(24)項に記載の光素子実装用部品。 (25) The substance includes a compound that generates a cation and a weakly coordinating anion upon irradiation with the actinic radiation, and the leaving group is an acid leaving group that is released by the action of the cation. A component for mounting an optical element according to Item (23) or Item (24).
(26) 前記酸離脱性基は、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものである第(22)項または第(25)項に記載の光素子実装用部品。 (26) In the item (22) or the item (25), the acid leaving group has at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure and an —O—Si— structure. The component for mounting optical elements described.
(27) 前記離脱性基は、その離脱により前記ポリマーの屈折率に低下を生じさせるものである第(21)項ないし第(26)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (27) The component for mounting an optical element according to any one of (21) to (26), wherein the leaving group causes a decrease in the refractive index of the polymer due to the leaving.
(28) 前記離脱性基は、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方である第(27)項に記載の光素子実装用部品。 (28) The component for mounting an optical element according to (27), wherein the leaving group is at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure.
(29) 前記活性放射線は、200〜450nmの範囲にピーク波長を有するものである第(8)項ないし第(28)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (29) The component for mounting an optical element according to any one of (8) to (28), wherein the active radiation has a peak wavelength in a range of 200 to 450 nm.
(30) 前記活性放射線の照射量は、0.1〜9J/cm2である第(8)項ないし第(29)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (30) The optical element mounting component according to any one of (8) to (29), wherein an irradiation amount of the active radiation is 0.1 to 9 J / cm 2 .
(31) 前記活性放射線は、マスクを介して前記層に照射される第(8)項請求項ないし第(30)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (31) The optical element mounting component according to any one of (8) to (30), wherein the active radiation is applied to the layer through a mask.
(32) 前記層は、さらに、酸化防止剤を含む第(8)項ないし第(31)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (32) The component for mounting an optical element according to any one of (8) to (31), wherein the layer further includes an antioxidant.
(33) 前記層は、さらに、増感剤を含む第(8)項ないし第(32)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (33) The optical element mounting component according to any one of (8) to (32), wherein the layer further includes a sensitizer.
(34) 前記ポリマーは、ノルボルネン系ポリマーを主とするものである第(8)項ないし第(33)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (34) The optical element mounting component according to any one of (8) to (33), wherein the polymer is mainly a norbornene-based polymer.
(35) 前記ノルボルネン系ポリマーは、付加重合体である第(34)項に記載の光素子実装用部品。 (35) The component for mounting an optical element according to item (34), wherein the norbornene-based polymer is an addition polymer.
(36) 前記コア部は、第1のノルボルネン系材料を主材料として構成され、前記クラッド部は、前記第1のノルボルネン系材料より低い屈折率を有する第2のノルボルネン系材料を主材料として構成されている第(1)項ないし第(7)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (36) The core portion is configured with a first norbornene-based material as a main material, and the cladding portion is configured with a second norbornene-based material having a lower refractive index than the first norbornene-based material. The optical element mounting component according to any one of (1) to (7).
(37) 前記第1のノルボルネン系材料と前記第2のノルボルネン系材料とは、いずれも、同一のノルボルネン系ポリマーを含有し、かつ、前記ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっている第(36)項に記載の光素子実装用部品。 (37) The first norbornene-based material and the second norbornene-based material both contain the same norbornene-based polymer, and a reaction of a norbornene-based monomer having a refractive index different from that of the norbornene-based polymer. The component for mounting an optical element according to item (36), wherein the refractive indexes thereof are different due to different contents of the objects.
(38) 前記反応物は、前記ノルボルネン系モノマーの重合体、前記ノルボルネン系ポリマー同士を架橋する架橋構造、および、前記ノルボルネン系ポリマーから分岐する分岐構造のうちの少なくとも1つである第(37)項に記載の光素子実装用部品。 (38) The reaction product is at least one of a polymer of the norbornene-based monomer, a crosslinked structure for crosslinking the norbornene-based polymers, and a branched structure branched from the norbornene-based polymer (37) Item for mounting optical element according to item.
(39) 前記ノルボルネン系ポリマーは、アラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(37)項または第(38)項に記載の光素子実装用部品。 (39) The optical element mounting component according to (37) or (38), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of aralkyl norbornene.
(40) 前記ノルボルネン系ポリマーは、ベンジルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(37)項または第(38)項に記載の光素子実装用部品。 (40) The component for mounting an optical element according to (37) or (38), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of benzylnorbornene.
(41) 前記ノルボルネン系ポリマーは、フェニルエチルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(37)項または第(38)項に記載の光素子実装用部品。 (41) The component for mounting an optical element according to (37) or (38), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of phenylethylnorbornene.
(42) 前記ノルボルネン系ポリマーは、主鎖と該主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が前記主鎖から離脱し得る離脱性基を有し、
前記コア部と前記クラッド部とは、前記主鎖に結合した状態の前記離脱性基の数が異なること、および、前記ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっている第(37)項ないし第(41)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。
(42) The norbornene-based polymer has a main chain and a leaving group that is branched from the main chain, and at least a part of the molecular structure can be separated from the main chain,
The core part and the clad part are different in the number of leaving groups bonded to the main chain, and the content of a reaction product of a norbornene monomer having a refractive index different from that of the norbornene polymer. The component for mounting an optical element according to any one of Items (37) to (41), which has different refractive indexes due to being different.
(43) 前記コア層は、主鎖と該主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が前記主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するノルボルネン系ポリマーを主材料として構成され、
前記第1のノルボルネン系材料と第2のノルボルネン系材料とは、前記主鎖に結合した状態の前記離脱性基の数が異なることにより、それらの屈折率が異なっている第(36)項に記載の光素子実装用部品。
(43) The core layer is composed mainly of a norbornene-based polymer having a main chain and a branching group that is branched from the main chain, and at least a part of the molecular structure of which can be released from the main chain,
In the item (36), the first norbornene-based material and the second norbornene-based material are different in refractive index due to a difference in the number of the leaving groups bonded to the main chain. The component for mounting optical elements described.
(44) 前記ノルボルネン系ポリマーは、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランの繰り返し単位を含むものである第(42)項または第(43)項に記載の光素子実装用部品。 (44) The optical element mounting component according to Item (42) or (43), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane.
(45) 前記ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(37)項ないし第(44)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (45) The component for mounting an optical element according to any one of (37) to (44), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of alkyl norbornene.
(46) 前記ノルボルネン系ポリマーは、ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むものである第(37)項ないし第(44)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (46) The component for mounting an optical element according to any one of (37) to (44), wherein the norbornene-based polymer includes a repeating unit of hexylnorbornene.
(47) 前記ノルボルネン系ポリマーは、付加重合体である第(37)項ないし第(46)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (47) The optical element mounting component according to any one of (37) to (46), wherein the norbornene-based polymer is an addition polymer.
(48) 前記レセプター構造部は、その内部に前記光素子の電極と前記搭載部のパッドとを電気的に接続する導体部を有するものである、第(1)項ないし第(47)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (48) The receptor structure according to (1) to (47), wherein the receptor structure includes a conductor portion that electrically connects the electrode of the optical element and the pad of the mounting portion. The component for optical element mounting of any one of Claims.
(49) 前記レセプター構造部における導体部は、前記レセプター構造内の配線部品側底部に設けられた導体ポストを含むものである、第(48)項に記載の光素子実装用部品。 (49) The optical element mounting component according to Item (48), wherein the conductor portion in the receptor structure portion includes a conductor post provided on a wiring component side bottom in the receptor structure.
(50) 前記レセプター構造部における導体部の導体ポストは、前記光回路基板の前記光素子搭載面より突出しているものである、第(49)項に記載の光素子実装用部品。 (50) The optical element mounting component according to item (49), wherein the conductor post of the conductor portion in the receptor structure portion protrudes from the optical element mounting surface of the optical circuit board.
(51) 前記配線部品と前記光回路基板との間に、接着剤層を有するものである、第(1)項ないし第(50)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (51) The component for mounting an optical element according to any one of (1) to (50), wherein an adhesive layer is provided between the wiring component and the optical circuit board.
(52) 前期接着剤層は、前記光素子の電極と前記搭載部のパッドとを電気的に接続するものである、第(51)項に記載の光素子実装用部品。 (52) The optical element mounting component according to item (51), wherein the first adhesive layer electrically connects the electrode of the optical element and the pad of the mounting portion.
(53) 前記接着剤層は、樹脂と、フラックス活性を有する硬化剤と、半田粉と、を含み、前記半田粉と前記フラックス活性を有する硬化剤とが前記樹脂中に存在するものである、第(51)項または第(52)項に記載の光素子実装用部品。 (53) The adhesive layer includes a resin, a curing agent having flux activity, and solder powder, and the solder powder and the curing agent having flux activity are present in the resin. The component for mounting an optical element according to item (51) or item (52).
(54) 前記光回路基板は、前記光導波路層上に導体回路を有するものである、第(1)項ないし第(53)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (54) The optical element mounting component according to any one of (1) to (53), wherein the optical circuit board has a conductor circuit on the optical waveguide layer.
(55) 前記光回路基板は、前記光素子搭載面側に導体回路と、前記光回路基板を貫通し、該導体回路上に前記配線部品との電気導通をはかるため、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部とを、有するものである、第(1)項ないし第(54)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (55) The optical circuit board includes a conductor circuit on the optical element mounting surface side and the optical circuit board. The conductive member of the wiring component is used for electrical connection with the wiring component on the conductor circuit. The component for mounting an optical element according to any one of Items (1) to (54), which has a conductor portion for metal bonding.
(56) 前記光回路基板は、前記コア部に、前記コア部の光路を、前記光素子の受発光部に向けて、屈曲させる光路変換部を有するものである、第(1)項ないし第(55)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (56) Item (1) to Item (1), wherein the optical circuit board includes an optical path conversion unit that bends the optical path of the core unit toward the light emitting / receiving unit of the optical element. The component for mounting an optical element according to any one of (55).
(57) 前記光素子実装用部品は、2つの前記配線部品が、前記光回路基板により橋架け状に接合された構造を有するものである、第(1)項ないし第(56)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (57) The optical element mounting component has any one of the items (1) to (56), wherein the two wiring components are joined in a bridge shape by the optical circuit board. 2. The component for mounting an optical element according to item 1.
(58) 前記光導波路層は、複数のコア部を有し、前記コア部が、前記レセプター構造部が設けられた側と反対側の端部に、複数段の光路接続部を有する光接続部品複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタと光接続される構造を有するものである、第(1)項ないし第(57)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (58) The optical waveguide layer has a plurality of core parts, and the core part has a plurality of stages of optical path connection parts at an end opposite to the side where the receptor structure part is provided. Item 5. The optical element mounting component according to any one of Items (1) to (57), wherein the component is optically connected to a multi-fiber optical connector having a plurality of stages of optical fiber holes.
(59) 前記複数段の光路接続部を有する光接続部品は、複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタまたは複数段の受/発光部を有する光素子である、第(58)項に記載の光素子実装部品。 (59) In the paragraph (58), the optical connection component having a plurality of stages of optical path connections is a multi-fiber optical connector having a plurality of stages of optical fiber holes or an optical element having a plurality of stages of light receiving / emitting sections. The optical element mounting component described.
(60) 前記光導波路層は、前記レセプター構造部が設けられた側と反対側の端部において、前記コア部に、前記コア部の光路を、前記複数段の光路接続部に向けて、屈曲させる光路変換部を有するものである、第(59)項に記載の光素子実装用部品。 (60) The optical waveguide layer is bent at the end opposite to the side on which the receptor structure portion is provided, with the optical path of the core portion directed toward the optical path connection portion of the plurality of stages. The component for mounting an optical element according to item (59), which has an optical path conversion unit to be operated.
(61) 前記光導波路層は、前記光路変換部が、前記複数段の光路接続部に相対するように配置されるように、光導波路の短手方向の一端より他端に向かい、隣接する段の前記複数段の光路接続部に対し順番に、これを繰り返して、パターニングがなされた千鳥構造端部を有するものである、第(60)項に記載の光素子実装用部品。 (61) The optical waveguide layer is adjacent to the other end of the optical waveguide from one end to the other end so that the optical path changing unit is arranged to face the optical path connecting units of the plurality of stages. The optical element mounting component according to item (60), which has a staggered structure end portion that is patterned in order with respect to the plurality of stages of optical path connecting portions.
(62) 前記コア部端部は、前記パターニングは、前記複数段の光路接続部に相対するように配置されるように、前記コア部が端部に向かい湾曲するようになされたものである、第(61)項に記載の光素子実装用部品。 (62) The core portion end portion is configured such that the core portion is curved toward the end portion so that the patterning is disposed so as to face the plurality of stages of optical path connecting portions. The component for mounting an optical element according to item (61).
(63) 前記光回路基板は、アライメント用穴を有するものである、第(1)項ないし第(62)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 (63) The optical element mounting component according to any one of (1) to (62), wherein the optical circuit board has an alignment hole.
(64) 電極を有する光素子と、
第(1)項ないし第(63)項のいずれか1項に記載の光素子実装用部品と、
を含んで構成され、
前記光素子実装用部品における、前記光回路基板を介して、前記光素子を搭載するためのパッドを有する配線部品の前記パッド上に、前記光素子が搭載され、
前記光回路基板と前記配線部品とは、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとを、前記光回路基板に形成されたレセプター構造部を介して、電気的に接合された、光素子実装部品。
(64) an optical element having an electrode;
The component for mounting an optical element according to any one of (1) to (63),
Comprising
The optical element is mounted on the pad of the wiring component having a pad for mounting the optical element through the optical circuit board in the optical element mounting component,
The optical circuit board and the wiring component, the optical element mounting, wherein the electrode of the optical element and the pad of the wiring component are electrically joined via a receptor structure formed on the optical circuit board parts.
(65) 前記レセプター構造部における電気的接続部は、前記光素子の電極上に設けられた突起部と導体ポストとより構成されるものである、第(64)項に記載の光素子実装部品。 (65) The optical element mounting component according to item (64), wherein the electrical connection part in the receptor structure part is constituted by a protrusion provided on the electrode of the optical element and a conductor post. .
(66) 前記レセプター構造部における電気的接続部は、前記光回路基板の前記光素子搭載面より突出した導体ポストと、前記光素子の電極とが、金属接合されたものである、第(65)項に記載の光素子実装部品。 (66) The electrical connection part in the receptor structure part is formed by metal bonding of a conductor post protruding from the optical element mounting surface of the optical circuit board and an electrode of the optical element (65). The optical element mounting component according to the item).
(67) 前記光回路基板の光素子搭載面側に形成された導体回路と、前記光回路基板を貫通し、該導体回路上に前記配線部品の導電部材との、電気導通をはかるために形成された導体部と、前記配線部品の導電部材とを、金属接合されたものである、第(64)項ないし第(66)項のいずれか1項に記載の光素子実装部品。 (67) A conductor circuit formed on the optical element mounting surface side of the optical circuit board and a conductor circuit penetrating the optical circuit board and being electrically connected to the conductive member of the wiring component on the conductor circuit. The optical element mounting component according to any one of items (64) to (66), wherein the conductive portion and the conductive member of the wiring component are metal-bonded.
(68) 前記光素子実装部品における配線部品は、電子機器用配線部品である、第(64)項ないし第(67)項のいずれか1項に記載の光素子実装部品。 (68) The optical element mounting component according to any one of (64) to (67), wherein the wiring component in the optical element mounting component is an electronic device wiring component.
(69) 前記光素子実装部品は、2つの前記配線部品が、前記光回路基板により橋架け状に接合された構造を有するものである、第(64)項ないし第(68)項のいずれか1項に記載の光素子実装部品。 (69) Any of the (64) to (68) items, wherein the optical element mounting component has a structure in which the two wiring components are joined in a bridge shape by the optical circuit board. The optical element mounting component according to Item 1.
本発明によれば、耐熱性に優れるとともに吸水性が低い光回路基板を備え、実装精度が高く、光伝播の損失を低減できる光素子実装部品が得られる。本発明の光素子実装部品は、光素子の受発光部と光導波路のコア部と距離が短いので、光を効率よく伝えられるとともに、薄型化ができる。
本発明によれば、光素子の搭載において位置あわせ精度が良好であり、光素子の実装が容易な光素子実装用部品が得られる。本発明の光素子実装用部品は、光回路基板と配線部品とが個別に準備され、光素子搭載できる部位を有していれば良く、また、配線部品が少なくとも光素子搭載部を備えていれば良いので、小型化できるとともに、設計の自由度が高くなる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical element mounting component which is provided with the optical circuit board which is excellent in heat resistance and has low water absorption, has high mounting accuracy, and can reduce the loss of light propagation is obtained. Since the optical element mounting component of the present invention has a short distance between the light receiving and emitting part of the optical element and the core part of the optical waveguide, it can transmit light efficiently and can be thinned.
According to the present invention, it is possible to obtain an optical element mounting component that has good alignment accuracy in mounting an optical element and that can be easily mounted. The component for mounting an optical element of the present invention is not limited as long as the optical circuit board and the wiring component are separately prepared and have a portion on which the optical element can be mounted. Therefore, the size can be reduced and the degree of freedom of design is increased.
本発明は、電極を有する光素子を搭載するパッドを有する配線部品と、電極を有する光素子を搭載するための搭載部と前記搭載部にパッドとを有する配線部品の一方の面側に積層され、コア部と、該コア部より屈折率が低いクラッド部とを備えるコア層と、該コア層の少なくとも一方の面に接触して設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド層とを有する光導波路層より構成された光回路基板と、を含んで構成され、前記光回路基板は、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造部を備え、前記クラッド層は、ノルボルネン系ポリマーを主材料として構成されている、光素子実装用部品であり、これによれば、耐熱性に優れるとともに吸水性が低い光回路基板を備え、光素子の搭載において位置あわせ精度が良好で、光素子の実装が容易であり、更には、前記配線部品と前記光回路基板との組み合わせ自由度は高く、小型化が可能となる光素子実装用部品が得られる。 The present invention is laminated on one surface side of a wiring component having a pad for mounting an optical element having an electrode, a mounting portion for mounting the optical element having an electrode, and a wiring component having a pad on the mounting portion. A core layer including a core portion, a cladding portion having a refractive index lower than that of the core portion, and a cladding layer provided in contact with at least one surface of the core layer and having a refractive index lower than that of the core portion. An optical circuit board composed of an optical waveguide layer, and the optical circuit board includes a receptor structure for electrically connecting the electrode of the optical element and the pad of the wiring component, The clad layer is a component for mounting an optical element mainly composed of a norbornene-based polymer. According to this, an optical circuit board having excellent heat resistance and low water absorption is provided. A good location alignment accuracy, it is easy to implement an optical element, furthermore, the combination freedom of the optical circuit board and the wiring part is high, parts for optical element mounting miniaturization becomes possible to obtain.
また、本発明は、電極を有する光素子と、前記光素子実装用部品と、を含んで構成され、前記光素子実装用部品における、前記光回路基板を介して、前記光素子を搭載するためのパッドを有する配線部品の前記パッド上に、前記光素子が搭載され、前記光回路基板と前記配線部品とは、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとを、前記光回路基板に形成されたレセプター構造部を介して、電気的に接合された、光素子実装部品であり、これによれば、実装精度が高く、光伝播の損失を低減できる光素子実装部品が得られる。本発明の光素子実装部品は、光素子の受発光部と光導波路のコア部と距離が短いので、光を効率よく伝えられるとともに、薄型化ができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided an optical element having an electrode and the optical element mounting component, and the optical element is mounted on the optical element mounting component via the optical circuit board. The optical element is mounted on the pad of the wiring component having a pad, and the optical circuit board and the wiring component form an electrode of the optical element and a pad of the wiring component on the optical circuit board. The optical element mounting component is electrically bonded via the receptor structure formed. According to this, an optical element mounting component with high mounting accuracy and reduced light propagation loss can be obtained. Since the optical element mounting component of the present invention has a short distance between the light receiving and emitting part of the optical element and the core part of the optical waveguide, it can transmit light efficiently and can be thinned.
以下、本発明の光素子実装用部品及び光素子実装部品について、詳細に説明する。
本発明におけるレセプター構造部とは、光回路基板に設けられた光素子搭載用貫通孔であり、前記貫通孔は、電気導体により、光素子と配線部品の電気回路とを電気接続される構造となるものである。また、前記貫通孔は、光素子の受発光部と光導波路のコア部との位置合わせ部として用いることができ、これを備えることにより、実装精度が良好なものとなり、より光伝播の損失を低減できる。
本発明における光素子としては、受光素子及び発光素子などが挙げられる。
Hereinafter, the optical element mounting component and the optical element mounting component of the present invention will be described in detail.
The receptor structure in the present invention is an optical element mounting through hole provided in an optical circuit board, and the through hole has a structure in which the optical element and the electrical circuit of the wiring component are electrically connected by an electrical conductor. It will be. Further, the through hole can be used as an alignment portion between the light emitting / receiving portion of the optical element and the core portion of the optical waveguide, and by providing this, the mounting accuracy is improved and the loss of light propagation is further reduced. Can be reduced.
Examples of the optical element in the present invention include a light receiving element and a light emitting element.
本発明における光回路基板は、コア部とクラッド部とを有する光導波路層を有するものであり、好ましくは、前記配線部品の光素子搭載部に光素子を搭載する際に、前記光素子の導電部材の電極と配線部品のパッドなどの導電部材間の電気導通をはかるためのレセプター構造又はレセプター構造用貫通孔を備えたものである。前記光回路基板は、前記光導波路層上に導体回路を有していても良く、また、クラッド部に電気回路又は電気回路と光回路基板を貫通して両面の電気導通をはかるための導体ポストなどを有していても良い。 The optical circuit board in the present invention has an optical waveguide layer having a core part and a clad part. Preferably, when the optical element is mounted on the optical element mounting part of the wiring component, the optical element substrate is electrically conductive. It is provided with a receptor structure or a through hole for receptor structure for electrical connection between the electrode of the member and a conductive member such as a pad of the wiring component. The optical circuit board may have a conductor circuit on the optical waveguide layer, and a conductor post for passing through the electric circuit or the electric circuit and the optical circuit board in the clad portion to achieve electrical conduction on both sides. And so on.
本発明において、光回路基板は、多条に形成された光導波路が、複数段の光路接続部を有する光接続部品とが光接続されても良い。
前記複数段の光路接続部を有する光接続部品としては、光学部品同士の光路接続機能を有するもの、光導波路の光路への光導入/光導出の機能を有するもの、などが挙げられ、具体例として、複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタおよび複数段の受/発光部を有する光素子が挙げられる。
In the present invention, the optical circuit board may be optically connected to an optical connection component having a plurality of stages of optical waveguides having optical waveguides formed in multiple lines.
Examples of the optical connecting component having the optical path connecting portion of the plurality of stages include those having an optical path connecting function between optical components, and those having a function of introducing / deriving light into / from the optical path of the optical waveguide. As an example, a multi-fiber optical connector having a plurality of stages of optical fiber holes and an optical element having a plurality of stages of light receiving / emitting portions can be cited.
上記複数段の光路接続部を有する光接続部品と光接続される光回路基板においては、例えば、複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタや複数段の受/発光部を有する光素子を用いる場合、前記光回路基板における光導波路層は、複数のコア部を有し、前記コア部が、前記レセプター構造部が設けられた側と反対側の端部に、複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタや複数段の受/発光部を有する光素子と光接続される構造を有するものであり、前記コア部に、前記コア部の光路を、前記光ファイバ穴や受/発光部を有する光素子に向けて、屈曲させる光路変換部を設けて、複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタや複数段の受/発光部を有する光素子と光接続される構造を有するものとすることができる。このとき、前記コア部における光路変換部が、前記光ファイバ穴や受/発光部に相対するように配置され、千鳥構造端部を有すると良い。前記コア部端部は、前記パターニングは、前記光ファイバ穴や受/発光部に相対するように配置されるように、前記コア部が端部に向かい湾曲するようになされたものであることが設計上好ましい。このようにすることにより、前記光回路基板において、光導波路層を複数層にしたり、多心光コネクタを複数用いるなどすることなく、部品を小型化することができる。 In the optical circuit board that is optically connected to the optical connection component having the multi-stage optical path connection section, for example, a multi-fiber optical connector having a multi-stage optical fiber hole or an optical element having a multi-stage receiving / emitting section is used. When used, the optical waveguide layer in the optical circuit board has a plurality of core parts, and the core part has a plurality of stages of optical fiber holes at the end opposite to the side where the receptor structure part is provided. A multi-fiber optical connector and an optical element having a plurality of stages of light receiving / emitting portions, and an optical path of the core portion to the core portion, the optical fiber hole and the light receiving / light emitting portion. A structure that is optically connected to a multi-core optical connector having a plurality of stages of optical fiber holes or an optical element having a plurality of stages of light receiving / emitting sections, provided with an optical path conversion section bent toward the optical element having It can be. At this time, the optical path changing part in the core part is preferably arranged so as to face the optical fiber hole and the light receiving / emitting part, and has a staggered structure end part. The core portion end portion is formed such that the core portion is curved toward the end portion so that the patterning is arranged to face the optical fiber hole and the light receiving / emitting portion. Preferred in design. By doing so, it is possible to reduce the size of the optical circuit board without using a plurality of optical waveguide layers or using a plurality of multi-fiber optical connectors.
本発明において、千鳥構造とは、光導波路の短手方向の一端より他端に向かい、複数のコア部における光路変換部が、光ファイバ穴や受/発光部に合うように、ずれるように、隣接する段の、光ファイバ穴や受/発光部に対し、一段目、二段目、一段目、二段目のように、順番に繰り返して、パターニングがなされたものである。光ファイバ穴や受/発光部が三段の場合は、一段目、二段目、三段目、一段目、二段目、三段目のように、光導波路の短手方向の一端より他端に向かい、光路変換部が、光ファイバ穴や受/発光部に合うように、ずれるように、パターニングがなされる。図面においては、コア部先端部の長さが交互になっているが、光路変換部の設け方によっては、同じ長さであっても良い。 In the present invention, the staggered structure is directed from one end in the short direction of the optical waveguide to the other end so that the optical path conversion sections in the plurality of core sections are shifted so as to fit the optical fiber holes and the light receiving / emitting sections. The adjacent optical fiber holes and light receiving / emitting portions of the adjacent stages are repeatedly patterned in order like the first stage, the second stage, the first stage, and the second stage. When the optical fiber hole and the light receiving / emitting section are three-tiered, the first, second, third, first, second, third, etc. Patterning is performed so that the optical path changing part is shifted toward the end so as to fit the optical fiber hole and the light receiving / emitting part. In the drawing, the lengths of the core end portions are alternated, but the lengths may be the same depending on how the optical path conversion unit is provided.
前記複数段の光ファイバ穴を有する多心光コネクタとしては、前記光路接続部として光ファイバ穴を有するものであり、例えば、光ファイバ穴の配列として、16心(8心×2列(段))、24心(12心×2列(段))、32心(8心×4列(段))、60心(12心×5列(段))、80心(16心×5列(段))などが挙げられる。このとき、前記穴の径としては、125μmを用いることができ、穴と穴との間のピッチ間隔としては、250μm、500μmなどが用いられる。また、このような多心光コネクタの断面積としては、光ファイバ穴の配列にもよるが、例えば、2.5mm×4.4〜8.4mmなどが用いられる。 The multi-fiber optical connector having a plurality of stages of optical fiber holes has an optical fiber hole as the optical path connecting portion. For example, as an array of optical fiber holes, 16 cores (8 cores × 2 rows (stages)) ), 24 cores (12 cores x 2 rows (stages)), 32 cores (8 cores x 4 rows (stages)), 60 cores (12 cores x 5 rows (stages)), 80 cores (16 cores x 5 rows (stages)) Step)). At this time, 125 μm can be used as the diameter of the hole, and 250 μm, 500 μm, or the like is used as the pitch interval between the holes. Moreover, as a cross-sectional area of such a multi-fiber optical connector, for example, 2.5 mm × 4.4 to 8.4 mm is used although it depends on the arrangement of the optical fiber holes.
前記複数段の受/発光部を有する光素子としては、前記受光部および発光部が光路接続部となるもので、受/発光部が複数段に形成された光素子、また、これらが一段配列された光素子であっても、一段配列の光素子を二つ以上並べることにより複数段として用いることができる。 As the optical element having the plurality of stages of light receiving / emitting parts, the light receiving part and the light emitting part serve as an optical path connecting part, and the optical element in which the light receiving / emitting parts are formed in a plurality of stages, and these are arranged in one stage Even if the optical elements are arranged, they can be used as a plurality of stages by arranging two or more optical elements arranged in one stage.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は何らこれらに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
本発明において、前記光回路基板における光導波路層は、前記コア部115における光路変換部(図示されていないが、光ファイバ穴114の位置に形成されている。)が、前記光ファイバ孔114に相対するように配置されるように、光導波路の短手方向の一端より他端に、隣接する段の光ファイバ穴に対し、順番に繰り返して、パタンニングがなされた千鳥構造端部を有するものであり(図31)、その際、前記パターニングは、前記光ファイバ穴に相対するように配置されるように、前記コア部が端部に向かい湾曲する(湾曲部117を有する。図31)ようになされたものであることが設計上好ましい。前記湾曲部は屈曲部であってもよく、光損失を生じない程度に変形させれば良い。 In the present invention, the optical waveguide layer in the optical circuit board has an optical path changing portion (not shown, but formed at the position of the optical fiber hole 114) in the core portion 115 in the optical fiber hole 114. A staggered structure end that is repeatedly patterned in order with respect to the adjacent optical fiber hole from one end to the other end in the short direction of the optical waveguide so that they are arranged to face each other. (FIG. 31), and in this case, the patterning is performed such that the core portion is curved toward an end portion (having a curved portion 117. FIG. 31) so as to be disposed so as to face the optical fiber hole. It is preferable in terms of design to have been made. The curved portion may be a bent portion and may be deformed to such an extent that no optical loss occurs.
前記光回路基板において、固定用ガイドに相対するアライメント用穴を設ける(図38)ことにより、アライメント用穴と固定用ガイドを嵌合させることにより、光回路基板の光路変換部と光ファイバ穴を精度よく受動的に嵌合させることが可能となる。 In the optical circuit board, by providing an alignment hole opposite to the fixing guide (FIG. 38), the alignment hole and the fixing guide are fitted to each other so that the optical path conversion portion and the optical fiber hole of the optical circuit board are formed. It becomes possible to fit passively accurately.
図1は、本発明の光素子実装用部品における光回路基板を製造する際に用いる光導波路層の実施形態を示す斜視図(一部切り欠いて示す)である。 FIG. 1 is a perspective view (partially cut away) showing an embodiment of an optical waveguide layer used when manufacturing an optical circuit board in an optical element mounting component of the present invention.
なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」または「上方」とし、下側を「下」または「下方」とする(以下の図において同様である。)。
また、各図は、層の厚さ方向(各図の上下方向)が誇張して描かれている。
In the following description, the upper side in FIG. 1 is “upper” or “upper”, and the lower side is “lower” or “lower” (the same applies to the following drawings).
Each figure is exaggerated in the thickness direction of the layer (the vertical direction in each figure).
図1に示す光導波路層90は、光導波路層90と、その上面および下面に、それぞれ設けられた導体層901、902とを有し、これら各層が接合された光導波路構造体9であっても良い(図2)。これにより、導体回路を有する光回路基板を製造することができる。このとき、導体層は一方の面側に有していても良い。 The optical waveguide layer 90 shown in FIG. 1 is an optical waveguide structure 9 having an optical waveguide layer 90 and conductor layers 901 and 902 provided on the upper surface and the lower surface, respectively, and these layers are joined. (Figure 2). Thereby, the optical circuit board which has a conductor circuit can be manufactured. At this time, the conductor layer may be provided on one surface side.
導体層901、902の構成材料としては、それぞれ、例えば、銅、銅系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金のような各種金属材料、インジウムスズ酸化物(ITO)、フッ素含有インジウムスズ酸化物(FTO)のような各種酸化物材料等が挙げられる。 The constituent materials of the conductor layers 901 and 902 are, for example, various metal materials such as copper, copper-based alloy, aluminum, and aluminum-based alloy, indium tin oxide (ITO), and fluorine-containing indium tin oxide (FTO). And various oxide materials.
導体層901、902の平均厚さは、それぞれ、光導波路層90の平均厚さの10〜90%程度であるのが好ましく、20〜80%程度であるのがより好ましい。具体的には、導体層901、902の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、3〜100μm程度が好ましく、5〜70μm程度がより好ましい。これにより、光導波路構造体9の可撓性が低下するのを防止しつつ、導体層901、902を導電性に優れたものとすることができる。 The average thickness of each of the conductor layers 901 and 902 is preferably about 10 to 90% of the average thickness of the optical waveguide layer 90, and more preferably about 20 to 80%. Specifically, the average thickness of the conductor layers 901 and 902 is not particularly limited, but is usually preferably about 3 to 100 μm and more preferably about 5 to 70 μm. Thereby, it is possible to make the conductor layers 901 and 902 excellent in conductivity while preventing the flexibility of the optical waveguide structure 9 from being lowered.
また、図2に示す構成では、導体層901、902は、いずれも、平板状(シート状)をなしている。この場合、導体層901、902の所定のパターンに加工した後、所望の箇所に、光学素子(発光素子、受光素子等)を実装することにより、光学回路と電気回路とを備える複合装置を製造することができる。 In the configuration shown in FIG. 2, the conductor layers 901 and 902 both have a flat plate shape (sheet shape). In this case, after processing into a predetermined pattern of the conductor layers 901 and 902, an optical element (light emitting element, light receiving element, etc.) is mounted at a desired location, thereby manufacturing a composite device including an optical circuit and an electric circuit. can do.
なお、導体層901、902は、それぞれ、予めパターニングされたもの(配線)であってもよい。また、必要に応じて、導体層901および902のいずれか一方を省略してもよい。 The conductor layers 901 and 902 may be previously patterned (wiring). Moreover, you may abbreviate | omit either one of the conductor layers 901 and 902 as needed.
また、導体層901、902と光導波路層90との間には、任意の目的(例えば、密着性を向上させる目的等)の層が1層または2層以上設けられていてもよい。 Further, between the conductor layers 901 and 902 and the optical waveguide layer 90, one layer or two or more layers for any purpose (for example, the purpose of improving adhesion) may be provided.
光導波路層90は、図1中下側からクラッド層(下部クラッド層)91、コア層93およびクラッド層(上部クラッド層)92をこの順に積層してなるものであり、コア層93には、所定パターンのコア部94と、このコア部(導波路チャンネル)94に隣接するクラッド部95とが形成されている。 The optical waveguide layer 90 is formed by laminating a clad layer (lower clad layer) 91, a core layer 93, and a clad layer (upper clad layer) 92 in this order from the lower side in FIG. A core portion 94 having a predetermined pattern and a clad portion 95 adjacent to the core portion (waveguide channel) 94 are formed.
コア部94とクラッド部95との屈折率の差は、特に限定されないが、0.3〜5.5%程度が好ましく、特に0.8〜2.2%程度が好ましい。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝達する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。 The difference in refractive index between the core portion 94 and the clad portion 95 is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 5.5%, and particularly preferably about 0.8 to 2.2%. If the difference in refractive index is less than the lower limit, the effect of transmitting light may be reduced, and even if the upper limit is exceeded, no further increase in light transmission efficiency can be expected.
なお、前記屈折率差とは、コア部94の屈折率をA、クラッド部95の屈折率をBとしたとき、次式で表される。
屈折率差(%)=|A/B−1|×100
The refractive index difference is expressed by the following equation, where A is the refractive index of the core portion 94 and B is the refractive index of the cladding portion 95.
Refractive index difference (%) = | A / B-1 | × 100
また、図1に示す構成では、コア部94は、平面視で直線状に形成されているが、途中で湾曲、分岐等してもよく、その形状は任意である。なお、後述するような光導波路構造体9の製造方法を用いれば、複雑かつ任意の形状のコア部94を容易にかつ寸法精度よく形成することができる。 In the configuration shown in FIG. 1, the core portion 94 is formed in a straight line shape in a plan view, but may be curved or branched in the middle, and the shape is arbitrary. In addition, if the manufacturing method of the optical waveguide structure 9 which is mentioned later is used, the core part 94 of a complicated and arbitrary shape can be formed easily and with a sufficient dimensional accuracy.
また、コア部94は、その横断面形状が正方形または矩形(長方形)のような四角形をなしている。 The core section 94 has a quadrangular shape such as a square shape or a rectangular shape (rectangular shape).
コア部94の幅および高さは、特に限定されないが、それぞれ、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜60μm程度であるのがさらに好ましい。 The width and height of the core portion 94 are not particularly limited, but are preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and still more preferably about 10 to 60 μm.
このコア部94は、クラッド部95に比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層91、92に対しても屈折率が高い材料で構成されている。 The core portion 94 is made of a material having a higher refractive index than that of the cladding portion 95, and is made of a material having a higher refractive index than the cladding layers 91 and 92.
クラッド層91および92は、それぞれ、コア部94の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものである。このような構成により、コア部94は、その外周をクラッド部に囲まれた導光路として機能する。 The clad layers 91 and 92 constitute the clad portions located at the lower part and the upper part of the core part 94, respectively. With such a configuration, the core portion 94 functions as a light guide path whose outer periphery is surrounded by the cladding portion.
クラッド層91、92の平均厚さは、コア層93の平均厚さの0.1〜1.5倍程度であるのが好ましく、0.3〜1.25倍程度であるのがより好ましく、具体的には、クラッド層91、92の平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、通常、1〜200μm程度であるのが好ましく、5〜100μm程度であるのがより好ましく、10〜60μm程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路層90が不要に大型化(圧膜化)するのを防止しつつ、クラッド層としての機能が好適に発揮される。 The average thickness of the clad layers 91 and 92 is preferably about 0.1 to 1.5 times the average thickness of the core layer 93, more preferably about 0.3 to 1.25 times, Specifically, the average thickness of the clad layers 91 and 92 is not particularly limited, but it is usually preferably about 1 to 200 μm, more preferably about 5 to 100 μm, and about 10 to 60 μm. More preferably. Thereby, the function as a clad layer is suitably exhibited while preventing the optical waveguide layer 90 from becoming unnecessarily large (pressure film).
なお、クラッド層91、クラッド部95およびクラッド層92の構成材料は、それぞれ、同一(同種)のものでも異なるものでもよいが、これらは、屈折率が同じかまたは近似しているものであるのが好ましい。クラッド層91、92およびコア層93の構成材料の詳細については、後に説明する。 The constituent materials of the clad layer 91, the clad portion 95, and the clad layer 92 may be the same (same type) or different from each other, but they have the same or similar refractive index. Is preferred. Details of the constituent materials of the cladding layers 91 and 92 and the core layer 93 will be described later.
本発明における光導波路層90は、コア部94の材料の光学特性等によっても若干異なり、特に限定されないが、例えば、600〜1550nm程度の波長領域の光を使用したデータ通信において好適に使用される。 The optical waveguide layer 90 in the present invention is slightly different depending on the optical characteristics of the material of the core portion 94 and is not particularly limited. For example, the optical waveguide layer 90 is preferably used in data communication using light in the wavelength region of about 600 to 1550 nm. .
次に、光導波路層90および光導波路構造体9の製造方法の一例について説明する。
<第1の製造方法>
まず、光導波路層90および光導波路構造体9の第1の製造方法について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 will be described.
<First manufacturing method>
First, the first manufacturing method of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 will be described.
図3〜図8は、それぞれ、本発明における光導波路層90および光導波路構造体の第1の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。 3-8 is sectional drawing which shows typically the process example of the 1st manufacturing method of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure in this invention, respectively.
[1A] まず、支持基板951上に、層910を形成する(図3参照)。
層910は、コア層形成用材料(ワニス)900を塗布し硬化(固化)させる方法により形成される。
[1A] First, a layer 910 is formed over a supporting substrate 951 (see FIG. 3).
The layer 910 is formed by a method in which a core layer forming material (varnish) 900 is applied and cured (solidified).
具体的には、層910は、支持基板951上にコア層形成用材料900を塗布して液状被膜を形成した後、この支持基板951を換気されたレベルテーブルに置いて、液状被膜表面の不均一な部分を水平化するとともに、溶媒を蒸発(脱溶媒)することにより形成する。 Specifically, the layer 910 is formed by applying the core layer forming material 900 on the support substrate 951 to form a liquid film, and then placing the support substrate 951 on a ventilated level table so that the surface of the liquid film is not coated. It is formed by leveling the uniform part and evaporating (desolving) the solvent.
層910を塗布法で形成する場合、例えば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 When the layer 910 is formed by a coating method, examples thereof include a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, a die coating method, and the like. It is not done.
支持基板951には、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等が用いられる。 As the support substrate 951, for example, a silicon substrate, a silicon dioxide substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a polyethylene terephthalate (PET) film, or the like is used.
コア層形成用材料900は、ポリマー915と、添加剤920(本実施形態では、少なくともモノマー、助触媒および触媒前駆体を含む)とで構成される光誘発熱現像性材料(PITDM)を含有し、活性放射線の照射および加熱により、ポリマー915中において、モノマーの反応が生じる材料である。 The core layer forming material 900 contains a light-induced heat-developable material (PITDM) composed of a polymer 915 and an additive 920 (in this embodiment, including at least a monomer, a promoter, and a catalyst precursor). It is a material in which a monomer reaction occurs in the polymer 915 by irradiation with actinic radiation and heating.
そして、得られた層910中では、ポリマー(マトリックス)915は、いずれも、実質的に一様かつランダムに分配され、添加剤920は、ポリマー915内に実質的に一様かつランダムに分散されている。これにより、層910中には、添加剤920が実質的に一様かつ任意に分散されている。 In the resulting layer 910, any polymer (matrix) 915 is distributed substantially uniformly and randomly, and the additive 920 is substantially uniformly and randomly dispersed within the polymer 915. ing. Thereby, the additive 920 is substantially uniformly and arbitrarily dispersed in the layer 910.
このような層910の平均厚さは、形成すべきコア層93の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、5〜200μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましく、15〜65μm程度であるのがさらに好ましい。 The average thickness of the layer 910 is appropriately set according to the thickness of the core layer 93 to be formed, and is not particularly limited, but is preferably about 5 to 200 μm, and preferably about 10 to 100 μm. More preferably, it is about 15 to 65 μm.
ポリマー915には、透明性が十分に高く(無色透明であり)、かつ、後述するモノマーと相溶性を有するもの、さらに、その中で後述するようにモノマーが反応(重合反応や架橋反応)可能であり、モノマーが重合した後においても、十分な透明性を有するものが好適に用いられる。 The polymer 915 has sufficiently high transparency (colorless and transparent) and is compatible with the monomer described later, and the monomer can react (polymerization reaction or crosslinking reaction) as described later. Even after the monomers are polymerized, those having sufficient transparency are preferably used.
ここで、「相溶性を有する」とは、モノマーが少なくとも混和して、コア層形成用材料900中や層910中においてポリマー915と相分離を起こさないことを言う。 Here, “having compatibility” means that the monomer is at least mixed and does not cause phase separation with the polymer 915 in the core layer forming material 900 or the layer 910.
このようなポリマー915としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やベンゾシクロブテン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体など)用いることができる。 Examples of such polymers 915 include cyclic olefin resins such as norbornene resins and benzocyclobutene resins, acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonates, polystyrenes, epoxy resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, and the like. Among them, one or a combination of two or more thereof (polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, etc.) can be used.
これらの中でも、特に、ノルボルネン系樹脂(ノルボルネン系ポリマー)を主とするものが好ましい。ポリマー915としてノルボルネン系ポリマーを用いることにより、優れた光伝送性能や耐熱性を有するコア層93を得ることができる。 Among these, those mainly composed of norbornene resins (norbornene polymers) are preferable. By using a norbornene-based polymer as the polymer 915, the core layer 93 having excellent optical transmission performance and heat resistance can be obtained.
また、ノルボルネン系ポリマーは、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いコア層93を得ることができる。 Moreover, since norbornene-type polymer has high hydrophobicity, the core layer 93 which cannot produce the dimensional change by water absorption etc. easily can be obtained.
ノルボルネン系ポリマーとしては、単独の繰り返し単位を有するもの(ホモポリマー)、2つ以上のノルボルネン系繰り返し単位を有するもの(コポリマー)のいずれであってもよい。 The norbornene polymer may be either one having a single repeating unit (homopolymer) or one having two or more norbornene repeating units (copolymer).
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α-olefins. (3) addition polymers such as addition copolymers with norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring opening of norbornene-type monomers ( A (co) polymer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and ( (Co) polymer hydrogenated resin, (6) ring-opening copolymer of norbornene type monomer and non-conjugated diene or other monomer, and (co) polymerization if necessary And a ring-opening polymer such as a polymer obtained by hydrogenating the body. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.
これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。 These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).
これらの中でも、ノルボルネン系ポリマーとしては、下記化2(構造式B)で表される少なくとも1個の繰り返し単位を有するもの、すなわち、付加(共)重合体が好ましい。このものは、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。 Among these, as the norbornene-based polymer, those having at least one repeating unit represented by the following chemical formula 2 (Structural Formula B), that is, an addition (co) polymer is preferable. This is preferable because it is rich in transparency, heat resistance and flexibility.
かかるノルボルネン系ポリマーは、例えば、後述するノルボルネン系モノマー(後述する化4で表されるノルボルネン系モノマーや、架橋性ノルボルネン系モノマー)を用いることにより好適に合成される。 Such a norbornene-based polymer is suitably synthesized by using, for example, a norbornene-based monomer described later (a norbornene-based monomer represented by Chemical Formula 4 described below or a crosslinkable norbornene-based monomer).
なお、比較的高い屈折率を有するポリマー915を得るためには、分子構造中に、芳香族環(芳香族基)、窒素原子、臭素原子や塩素原子を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー915が合成(重合)される。一方、比較的低い屈折率を有するポリマー915を得るためには、分子構造中に、アルキル基、フッ素原子やエーテル構造(エーテル基)を有するモノマーを一般的に選択して、ポリマー915が合成(重合)される。 In order to obtain a polymer 915 having a relatively high refractive index, a monomer having an aromatic ring (aromatic group), a nitrogen atom, a bromine atom or a chlorine atom in the molecular structure is generally selected, A polymer 915 is synthesized (polymerized). On the other hand, in order to obtain a polymer 915 having a relatively low refractive index, a monomer having an alkyl group, a fluorine atom or an ether structure (ether group) is generally selected in the molecular structure, and the polymer 915 is synthesized ( Polymerization).
比較的高い屈折率を有するノルボルネン系ポリマーとしては、アラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。かかるノルボルネン系ポリマーは、特に高い屈折率を有する。 As the norbornene-based polymer having a relatively high refractive index, those containing a repeating unit of aralkylnorbornene are preferable. Such norbornene-based polymers have a particularly high refractive index.
アラルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアラルキル基(アリールアルキル基)としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、フルオレニルエチル基、フルオレニルプロピル基等が挙げられるが、ベンジル基やフェニルエチル基が特に好ましい。 Examples of the aralkyl group (arylalkyl group) of the aralkylnorbornene repeating unit include benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, phenylbutyl group, naphthylethyl group, naphthylpropyl group, fluorenylethyl group, fluorene group, and the like. Examples thereof include a nylpropyl group, and a benzyl group and a phenylethyl group are particularly preferable.
かかる繰り返し単位を有するノルボルネン系ポリマーは、極めて高い屈折率を有するものであることから好ましい。 A norbornene-based polymer having such a repeating unit is preferable because it has a very high refractive index.
また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路層90に高いフレキシビリティ(可撓性)を付与することができる。 Further, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. Since a norbornene-based polymer containing a repeating unit of alkylnorbornene has high flexibility, high flexibility (flexibility) can be imparted to the optical waveguide layer 90 by using such norbornene-based polymer.
アルキルノルボルネンの繰り返し単位が有するアルキル基としては、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられるが、ヘキシル基が特に好ましい。なお、これらのアルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。 Examples of the alkyl group that the alkylnorbornene repeating unit has include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group, and a hexyl group is particularly preferable. These alkyl groups may be either linear or branched.
ヘキシルノルボルネンの繰り返し単位を含むことにより、ノルボルネン系ポリマー全体の屈折率が低下するのを防止し、かつ、高い柔軟性を保持することができる。また、かかるノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域(特に、850nm付近の波長領域)の光に対する透過率が優れることから好ましい。 By including the repeating unit of hexyl norbornene, it is possible to prevent the refractive index of the entire norbornene-based polymer from being lowered and to maintain high flexibility. Such a norbornene-based polymer is preferable because of its excellent transmittance with respect to light in the wavelength region as described above (particularly in the wavelength region near 850 nm).
このようなノルボルネン系ポリマーの好ましい具体例としては、ヘキシルノルボルネンのホモポリマー、フェニルエチルノルボルネンのホモポリマー、ベンジルノルボルネンのホモポリマー、ヘキシルノルボルネンとフェニルエチルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとベンジルノルボルネンとのコポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Preferred examples of such norbornene polymers include hexyl norbornene homopolymer, phenylethyl norbornene homopolymer, benzyl norbornene homopolymer, hexyl norbornene and phenylethyl norbornene copolymer, and hexyl norbornene and benzyl norbornene copolymer. However, it is not limited to these.
本実施形態のコア層形成用材料900は、添加剤920として、モノマー、助触媒(第1の物質)および触媒前駆体(第2の物質)を含んでいる。 The core layer forming material 900 of this embodiment includes a monomer, a promoter (first substance), and a catalyst precursor (second substance) as the additive 920.
モノマーは、後述する活性放射線に照射により、活性放射線の照射領域において反応して反応物を形成し、この反応物の存在により、層910において照射領域と、活性放射線の未照射領域とにおいて、屈折率差を生じさせ得るような化合物である。 The monomer reacts in the active radiation irradiated region by irradiation with actinic radiation, which will be described later, and forms a reactant. Due to the presence of this reactant, the monomer refracts in the irradiated region in the layer 910 and in the non-active radiation irradiated region. It is a compound that can cause a rate difference.
ここで、この反応物としては、モノマーがポリマー(マトリックス)915中で重合して形成されたポリマー(重合体)、ポリマー915同士を架橋する架橋構造、および、ポリマー915に重合してポリマー915から分岐した分岐構造(ブランチポリマーや側鎖(ペンダントグループ))のうちの少なくとも1つが挙げられる。 Here, as this reaction product, a polymer (polymer) formed by polymerizing a monomer in a polymer (matrix) 915, a crosslinked structure that cross-links the polymers 915, and a polymer 915 that is polymerized from the polymer 915 Examples thereof include at least one of branched structures (branch polymer and side chain (pendant group)).
ここで、層910において、照射領域の屈折率が高くなることが望まれる場合には、比較的低い屈折率を有するポリマー915と、このポリマー915に対して高い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用され、照射領域の屈折率が低くなることが望まれる場合には、比較的高い屈折率を有するポリマー915と、このポリマー915に対して低い屈折率を有するモノマーとが組み合わせて使用される。 Here, in the layer 910, when it is desired that the refractive index of the irradiated region is high, a polymer 915 having a relatively low refractive index and a monomer having a high refractive index with respect to the polymer 915 are combined. When used and it is desired that the refractive index of the irradiated region be low, a polymer 915 having a relatively high refractive index and a monomer having a low refractive index for this polymer 915 are used in combination.
なお、屈折率が「高い」または「低い」とは、屈折率の絶対値を意味するものではなく、ある材料同士の相対的な関係を意味する。 Note that “high” or “low” in the refractive index does not mean the absolute value of the refractive index but means a relative relationship between certain materials.
そして、モノマーの反応(反応物の生成)により、層910において照射領域の屈折率が低下する場合、当該部分がクラッド部95となり、照射領域の屈折率が上昇する場合、当該部分がコア部94となる。 When the refractive index of the irradiated region in the layer 910 decreases due to the monomer reaction (reactant generation), the portion becomes the cladding portion 95, and when the refractive index of the irradiated region increases, the portion becomes the core portion 94. It becomes.
このようなモノマーとしては、重合可能な部位を有する化合物であればよく、特に限定されないが、例えば、ノルボルネン系モノマー、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、スチレン系モノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Such a monomer is not particularly limited as long as it is a compound having a polymerizable site, and examples thereof include norbornene monomers, acrylic acid (methacrylic acid) monomers, epoxy monomers, styrene monomers, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、モノマーとしては、ノルボルネン系モノマーを用いるのが好ましい。
ノルボルネン系モノマーを用いることにより、光伝送性能に優れ、かつ、耐熱性および柔軟性に優れるコア層93(光導波路層90)が得られる。
Among these, it is preferable to use a norbornene-based monomer as the monomer.
By using the norbornene-based monomer, it is possible to obtain the core layer 93 (optical waveguide layer 90) having excellent optical transmission performance and excellent heat resistance and flexibility.
ここで、ノルボルネン系モノマーとは、下記化3(構造式A)で示されるノルボルネン骨格を少なくとも1つ含むモノマーを総称し、例えば、下記化4(構造式C)で表される化合物が挙げられる。 Here, the norbornene-based monomer is a generic term for monomers containing at least one norbornene skeleton represented by the following chemical formula 3 (structural formula A), and examples thereof include compounds represented by the following chemical formula 4 (structural formula C). .
[式中、aは、単結合または二重結合を表し、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭化水素基、または官能置換基を表し、mは、0〜5の整数を表す。ただし、aが二重結合の場合、R1およびR2のいずれか一方、R3およびR4のいずれか一方は存在しない。]
[Wherein, a represents a single bond or a double bond, R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, or a functional substituent; Represents an integer of 0 to 5; However, when a is a double bond, either one of R 1 and R 2 or one of R 3 and R 4 does not exist. ]
無置換の炭化水素基(ハイドロカルビル基)としては、例えば、直鎖状または分岐状の炭素数1〜10(C1〜C10)のアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜10(C2〜C10のアルケニル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜10(C2〜C10)のアルキニル基、炭素数4〜12(C4〜C12)のシクロアルキル基、炭素数4〜12(C4〜C12)のシクロアルケニル基、炭素数6〜12(C6〜C12)のアリール基、炭素数7〜24(C7〜C24)のアラルキル基(アリールアルキル基)等が挙げられ、その他、R1およびR2、R3およびR4が、それぞれ炭素数1〜10(C1〜C10)のアルキリデニル基であってもよい。 Examples of the unsubstituted hydrocarbon group (hydrocarbyl group) include, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ), a linear or branched carbon number of 2 -10 (C 2 -C 10 alkenyl group, linear or branched alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms (C 2 -C 10 ), cycloalkyl having 4 to 12 carbon atoms (C 4 -C 12 ) Group, C 4-12 (C 4 -C 12 ) cycloalkenyl group, C 6-12 (C 6 -C 12 ) aryl group, C 7-24 (C 7 -C 24 ) aralkyl group In addition, R 1 and R 2 , R 3 and R 4 may each be an alkylidenyl group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ).
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group. , Nonyl and decyl groups, but are not limited thereto.
アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基およびシクロヘキセニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkenyl group include, but are not limited to, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.
アルキニル基の具体例としては、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基および2−ブチニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the alkynyl group include, but are not limited to, ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group and 2-butynyl group.
シクロアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基およびシクロオクチル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the cycloalkyl group include, but are not limited to, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基およびアントラセニル(anthracenyl)基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aryl group include, but are not limited to, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
アラルキル(aralkyl)基の具体例としては、ベンジル基およびフェニルエチル(フェネチル:phenethyl)基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the aralkyl group include, but are not limited to, a benzyl group and a phenylethyl (phenethyl) group.
また、アルキリデニル(alkylidenyl)基の具体例としては、メチリデニル(methylidenyl)基およびエチリデニル(ethylidenyl)基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Further, specific examples of the alkylidenyl group include, but are not limited to, a methylidenyl group and an ethylidenyl group.
置換された炭化水素基としては、前記の炭化水素基が有する水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたもの、すなわち、ハロハイドロカルビル(halohydrocarbyl)基、パーハロハイドロカルビル(perhalohydrocarbyl)基であるか、パーハロカルビル(perhalocarbyl)基のようなハロゲン化炭化水素基が挙げられる。 Examples of the substituted hydrocarbon group include those in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with halogen atoms, that is, halohydrocarbyl groups, perhalohydrocarbyl groups. Or halogenated hydrocarbon groups such as perhalocarbyl groups.
これらのハロゲン化炭化水素基において、水素原子に置換するハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素および臭素から選択される少なくとも1種が好ましく、フッ素原子がより好ましい。 In these halogenated hydrocarbon groups, the halogen atom substituted with a hydrogen atom is preferably at least one selected from a chlorine atom, fluorine and bromine, more preferably a fluorine atom.
このうち、パーハロゲン化された炭化水素基(パーハロハイドロカルビル基、パーハロカルビル基)の具体例としては、例えば、パーフルオロフェニル基、パーフルオロメチル基(トリフルオロメチル基)、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 Among these, specific examples of the perhalogenated hydrocarbon group (perhalohydrocarbyl group, perhalocarbyl group) include, for example, a perfluorophenyl group, a perfluoromethyl group (trifluoromethyl group), and a perfluoroethyl group. Perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluorohexyl group and the like.
なお、ハロゲン化アルキル基には、炭素数1〜10のもの以外に、炭素数11〜20のものも好適に用いることができる。すなわち、ハロゲン化アルキル基には、部分的または完全にハロゲン化され、直鎖状または分岐状をなし、一般式:−CZX’’2Z+1で表される基を選択することができる。ここで、X’’は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または水素原子を表し、Zは、1〜20の整数を表す。 As the halogenated alkyl group, those having 11 to 20 carbon atoms can be suitably used in addition to those having 1 to 10 carbon atoms. That is, as the halogenated alkyl group, a group that is partially or completely halogenated, linear or branched, and represented by the general formula: —C Z X ″ 2Z + 1 can be selected. Here, X '' represents a halogen atom or a hydrogen atom each independently, and Z represents the integer of 1-20.
また、置換された炭化水素基としては、ハロゲン原子の他、直鎖状または分岐状の炭素数1〜5(C1〜C5)のアルキル基またはハロアルキル基、アリール基およびシクロアルキル基で更に置換された、シクロアルキル基、アリール基およびアラルキル基(アラアルキル基)等が挙げられる。 In addition to the halogen atom, the substituted hydrocarbon group may be a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (C 1 to C 5 ), a haloalkyl group, an aryl group, and a cycloalkyl group. Examples thereof include a substituted cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group (aralkyl group).
また、官能置換基としては、例えば、−(CH2)n−CH(CF2)2−O−Si(Me)3、−(CH2)n−CH(CF3)2−O−CH2−O−CH3、−(CH2)n−CH(CF3)2−O−C(O)−O−C(CH3)3、−(CH2)n−C(CF3)2−OH、−(CH2)n−C(O)−NH2、−(CH2)n−C(O)−Cl、−(CH2)n−C(O)−O−R5、−(CH2)n−O−R5、−(CH2)n−O−C(O)−R5、−(CH2)n−C(O)−R5、−(CH2)n−O−C(O)−OR5、−(CH2)n−Si(R5)3、−(CH2)n−Si(OR5)3、−(CH2)n−O−Si(R5)3および−(CH2)n−C(O)−OR6等が挙げられる。 Moreover, as a functional substituent, for example, — (CH 2 ) n —CH (CF 2 ) 2 —O—Si (Me) 3 , — (CH 2 ) n —CH (CF 3 ) 2 —O—CH 2 —O—CH 3 , — (CH 2 ) n —CH (CF 3 ) 2 —O—C (O) —O—C (CH 3 ) 3 , — (CH 2 ) n —C (CF 3 ) 2 — OH, — (CH 2 ) n —C (O) —NH 2 , — (CH 2 ) n —C (O) —Cl, — (CH 2 ) n —C (O) —O—R 5 , — ( CH 2) n-O-R 5, - (CH 2) n -O-C (O) -R 5, - (CH 2) n -C (O) -R 5, - (CH 2) n -O —C (O) —OR 5 , — (CH 2 ) n —Si (R 5 ) 3 , — (CH 2 ) n —Si (OR 5 ) 3 , — (CH 2 ) n —O—Si (R 5) ) 3 and-(C H 2) n -C (O) -OR 6 , and the like.
ここで、前記各式において、それぞれ、nは、0〜10の整数を示し、R5は、それぞれ独立して、水素原子、直鎖状または分岐状の炭素数1〜20(C1〜C20)アルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜20(C1〜C20)のハロゲン化もしくはパーハロゲン化アルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜10(C2〜C10)のアルケニル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜10(C2〜C10)のアルキニル基、炭素数5〜12(C5〜C12)のシクロアルキル基、炭素数6〜14(C6〜C14)のアリール基、炭素数6〜14(C6〜C14)のハロゲン化もしくはパーハロゲン化アリール基または炭素数7〜24(C7〜C24)のアラルキル基を表す。 Here, in each of the formulas above, each, n is an integer of 0, R 5 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched C 1 to 20 (C 1 -C 20) alkyl group, a linear or branched halogenated or perhalogenated alkyl group having a carbon number 1 to 20 (C 1 -C 20) linear or branched C 2 to 10 (C 2 ~ alkenyl group of C 10), a linear or branched alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms (C 2 ~C 10), a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms (C 5 ~C 12), to 6 carbon atoms -14 (C 6 -C 14 ) aryl group, C 6-14 (C 6 -C 14 ) halogenated or perhalogenated aryl group or C 7-24 (C 7 -C 24 ) aralkyl group Represents.
なお、R5で示される炭化水素基は、R1〜R4で示されるものと同一の炭化水素基を示す。R1〜R4で示すように、R5で示される炭化水素基は、ハロゲン化またはパーハロゲン化されていてもよい。 Incidentally, the hydrocarbon group represented by R 5 represents the same hydrocarbon groups as those represented by R 1 to R 4. As represented by R 1 to R 4 , the hydrocarbon group represented by R 5 may be halogenated or perhalogenated.
例えば、R5が炭素数1〜20(C1〜C20)のハロゲン化またはパーハロゲン化アルキル基である場合、R5は、一般式:−CZX’’2Z+1で表される。ここで、zおよびX’’は、それぞれ、上記の定義と同じであり、X’’の少なくとも1つは、ハロゲン原子(例えば、臭素原子、塩素原子またはフッ素原子)である。 For example, when R 5 is a halogenated or perhalogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (C 1 to C 20 ), R 5 is represented by the general formula: —C Z X ″ 2Z + 1 . Here, z and X ″ are the same as defined above, and at least one of X ″ is a halogen atom (for example, a bromine atom, a chlorine atom, or a fluorine atom).
ここで、パーハロゲン化アルキル基とは、前記一般式において、すべてのX’’がハロゲン原子である基であり、その具体例としては、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、−C7F15、−C11F23が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Here, the perhalogenated alkyl group is a group in which all X ″ are halogen atoms in the above general formula, and specific examples thereof include a trifluoromethyl group, a trichloromethyl group, —C 7 F 15. Although -C 11 F 23 and the like, but are not limited to.
パーハロゲン化アリール基の具体例としては、ペンタクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of the perhalogenated aryl group include, but are not limited to, a pentachlorophenyl group and a pentafluorophenyl group.
また、R6としては、例えば、−C(CH3)3、−Si(CH3)3、−CH(R7)−O−CH2CH3、−CH(R7)OC(CH3)3および下記化5の環状基等が挙げられる。 Examples of R 6 include —C (CH 3 ) 3 , —Si (CH 3 ) 3 , —CH (R 7 ) —O—CH 2 CH 3 , —CH (R 7 ) OC (CH 3 ). 3 and the cyclic group of the following Chemical Formula 5
ここで、R7は、水素原子、あるいは直鎖状または分岐状の炭素数1〜5(C1〜C5)のアルキル基を表す。 Here, R 7 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (C 1 to C 5 ).
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル、ペンチル基、t−ペンチル基、ネオペンチル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, butyl group, i-butyl group, t-butyl, pentyl group, t-pentyl group, and neopentyl group.
なお、上記化5で表される環状基では、環構造から延びる単結合と酸置換基との間でエステル結合が形成される。 In the cyclic group represented by Chemical Formula 5, an ester bond is formed between the single bond extending from the ring structure and the acid substituent.
R6の具体例としては、例えば、1−メチル−1−シクロヘキシル基、イソボルニル(isobornyl)基、2−メチル−2−イソボルニル基、2−メチル−2−アダマンチル基、テトラヒドロフラニル(tetrahydrofuranyl)基、テトラヒドロピラノイル(tetrahydropyranoyl)基、3−オクソシクロヘキサノイル(3−oxocyclohexanonyl)基、メバロンラクトニル(mevalonic lactonyl)基、1−エトキシエチル基、1−t−ブトキシエチル基等が挙げられる。 Specific examples of R 6 include, for example, a 1-methyl-1-cyclohexyl group, an isobornyl group, a 2-methyl-2-isobornyl group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a tetrahydrofuranyl group, Examples thereof include a tetrahydropyranoyl group, a 3-oxocyclohexanoyl group, a mevalonic lactonyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 1-t-butoxyethyl group.
また、他のR6としては、例えば、下記化6で表されるジシクロプロピルメチル基(Dcpm)、ジメチルシクロプロピルメチル基(Dmcp)等が挙げられる。 Other examples of R 6 include a dicyclopropylmethyl group (Dcpm) and a dimethylcyclopropylmethyl group (Dmcp) represented by the following chemical formula 6.
また、モノマーには、上記のモノマーに代えて、または、上記のモノマーとともに架橋性モノマー(架橋剤)を用いることもできる。この架橋性モノマーは、後述する触媒前駆体の存在下で、架橋反応を生じ得る化合物である。 Moreover, it can replace with said monomer for a monomer, or can also use a crosslinkable monomer (crosslinking agent) with said monomer. This crosslinkable monomer is a compound capable of causing a crosslinking reaction in the presence of a catalyst precursor described later.
架橋性モノマーを用いることにより、次のような利点がある。すなわち、架橋性モノマーは、より速く重合するので、コア層93(光導波路層90)の形成(プロセス)に要する時間を短縮することができる。また、架橋性モノマーは、加熱しても蒸発し難くいので、蒸気圧の上昇を抑えることができる。さらに、架橋性モノマーは、耐熱性に優れるため、コア層93の耐熱性を向上させることができる。 The use of the crosslinkable monomer has the following advantages. That is, since the crosslinkable monomer is polymerized faster, the time required for the formation (process) of the core layer 93 (optical waveguide layer 90) can be shortened. Moreover, since the crosslinkable monomer is difficult to evaporate even when heated, an increase in vapor pressure can be suppressed. Furthermore, since the crosslinkable monomer is excellent in heat resistance, the heat resistance of the core layer 93 can be improved.
このうち、架橋性ノルボルネン系モノマーは、前記化3(構造式A)で表されるノルボルネン系部位(ノルボルネン系二重結合)を含む化合物である。 Among these, the crosslinkable norbornene-based monomer is a compound including a norbornene-based moiety (norbornene-based double bond) represented by Formula 3 (Structural Formula A).
架橋性ノルボルネン系モノマーとしては、連続多環環系(fused multicyclic ring systems)の化合物と、連結多環環系(linked multicyclic ring systems)の化合物とがある。 As the crosslinkable norbornene-based monomer, there are a compound of a continuous polycyclic ring system and a compound of a linked multicyclic ring system.
連続多環環系の化合物(連続多環環系の架橋性ノルボルネン系モノマー)としては、下記化7で表される化合物が挙げられる。 Examples of the continuous polycyclic ring-based compound (continuous polycyclic ring-based crosslinkable norbornene-based monomer) include compounds represented by the following chemical formula (7).
[式中、Yは、メチレン(−CH2−)基を表し、mは、0〜5の整数を表わす。ただし、mが0である場合、Yは、単結合である。]
[Wherein Y represents a methylene (—CH 2 —) group, and m represents an integer of 0 to 5. However, when m is 0, Y is a single bond. ]
なお、簡略化のため、ノルボルナジエン(norbornadiene)は、連続多環環系に含まれ、重合性ノルボルネン系二重結合を含むものと考えることとする。 For simplicity, norbornadiene is considered to be included in a continuous polycyclic ring system and includes a polymerizable norbornene double bond.
この連続多環環系の化合物の具体例としては、下記化8で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of this continuous polycyclic compound include, but are not limited to, compounds represented by the following chemical formula (8).
一方、連結多環環系の化合物(連結多環環系の架橋性ノルボルネン系モノマー)としては、下記化9で表される化合物が挙げられる。 On the other hand, examples of the linked polycyclic ring-based compound (linked polycyclic ring-based crosslinkable norbornene-based monomer) include compounds represented by the following chemical formula (9).
[式中、aは、それぞれ独立して、単結合または二重結合を表し、mは、それぞれ独立して、0〜5の整数を表し、R9は、それぞれ独立して二価の炭化水素基、二価のエーテル基または二価のシリル基を表す。また、nは、0または1である。]
[Wherein, a independently represents a single bond or a double bond; m independently represents an integer of 0 to 5; and R 9 independently represents a divalent hydrocarbon. Represents a group, a divalent ether group or a divalent silyl group. N is 0 or 1. ]
ここで、二価の置換基とは、端部にノルボルネン構造に結合し得る結合手を2つ有する基のことを言う。 Here, the divalent substituent refers to a group having two bonds that can be bonded to the norbornene structure at the end.
二価の炭化水素基(ハイドロカルビル基)の具体例としては、一般式:−(CdH2d)−で表されるアルキレン基(dは、好ましくは1〜10の整数を表す。)と、二価の芳香族基(アリール基)とが挙げられる。 Specific examples of the divalent hydrocarbon group (hydrocarbyl group) include an alkylene group represented by the general formula:-(C d H 2d )-(d is preferably an integer of 1 to 10). And a divalent aromatic group (aryl group).
二価のアルキレン基としては、直鎖状または分岐状の炭素数1〜10(C1〜C10)のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基が挙げられる。 The divalent alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (C 1 to C 10 ), such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, Examples include a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, and a decylene group.
なお、分岐アルキレン基は、主鎖の水素原子が、直鎖状または分岐状のアルキル基で置換されたものである。
一方、二価の芳香族基としては、二価のフェニル基、二価のナフチル基が好ましい。
The branched alkylene group is one in which a main chain hydrogen atom is substituted with a linear or branched alkyl group.
On the other hand, the divalent aromatic group is preferably a divalent phenyl group or a divalent naphthyl group.
また、二価のエーテル基は、−R10−O−R10−で表される基である。
ここで、R10は、それぞれ独立して、R9と同じものを表す。
The divalent ether group is a group represented by —R 10 —O—R 10 —.
Here, R 10 independently represents the same as R 9 .
この連結多環環系の化合物の具体例としては、下記化10、化11、化12、化13、化14で表される化合物の他、化15、化16で表されるフッ素含有化合物(フッ素含有架橋性ノルボルネン系モノマー)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Specific examples of this linked polycyclic ring compound include compounds represented by the following chemical formula 10, chemical formula 11, chemical formula 12, chemical formula 13, and chemical formula 14, as well as fluorine-containing compounds represented by chemical formulas 15 and 16. Fluorine-containing crosslinkable norbornene-based monomer), but is not limited thereto.
この化11で表される化合物は、ジメチルビス[ビシクロ[2.2.1]へプト−2−エン−5−メトキシ]シランであり、またの命名では、ジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シラン(「SiX」と略される。)と呼ばれる。 The compound represented by this formula 11 is dimethylbis [bicyclo [2.2.1] hept-2-ene-5-methoxy] silane, which is named dimethylbis (norbornenemethoxy) silane (“ Abbreviated as “SiX”).
[式中、nは、0〜4の整数を表す。]
[Wherein, n represents an integer of 0 to 4. ]
[式中、mおよびnは、それぞれ、1〜4の整数を表す。]
[Wherein, m and n each represent an integer of 1 to 4. ]
各種の架橋性ノルボルネン系モノマーの中でも、特に、ジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シラン(SiX)が好ましい。SiXは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位および/またはアラルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーに対して十分に低い屈折率を有する。このため、後述する活性放射線を照射する照射領域の屈折率を確実に低くして、クラッド部95とすることができる。また、コア部94とクラッド部95との間における屈折率差を大きくすることができ、コア層93(光導波路層90)の特性(光伝送性能)の向上を図ることができる。 Among various crosslinkable norbornene monomers, dimethylbis (norbornenemethoxy) silane (SiX) is particularly preferable. SiX has a sufficiently low refractive index with respect to a norbornene-based polymer containing a repeating unit of alkylnorbornene and / or a repeating unit of aralkylnorbornene. For this reason, the refractive index of the irradiation region irradiated with actinic radiation, which will be described later, can be reliably lowered to form the clad portion 95. Moreover, the refractive index difference between the core part 94 and the clad part 95 can be increased, and the characteristics (optical transmission performance) of the core layer 93 (optical waveguide layer 90) can be improved.
なお、以上のようなモノマーは、単独または任意に組み合わせて用いるようにしてもよい。 In addition, you may make it use the above monomers individually or in arbitrary combinations.
触媒前駆体(第2の物質)は、前記のモノマーの反応(重合反応、架橋反応等)を開始させ得る物質であり、後述する活性放射線の照射により活性化した助触媒(第1の物質)の作用により、活性化温度が変化する物質である。 The catalyst precursor (second substance) is a substance capable of initiating the above-described monomer reaction (polymerization reaction, crosslinking reaction, etc.), and is a promoter (first substance) activated by irradiation with actinic radiation described later. It is a substance whose activation temperature changes by the action of.
この触媒前駆体(プロカタリスト:procatalyst)としては、活性放射線の照射に伴って活性化温度が変化(上昇または低下)するものであれば、いかなる化合物を用いてもよいが、特に、活性放射線の照射に伴って活性化温度が低下するものが好ましい。これにより、比較的低温による加熱処理でコア層93(光導波路層90)を形成することができ、他の層に不要な熱が加わって、光導波路層90の特性(光伝送性能)が低下するのを防止することができる。 As the catalyst precursor (procatalyst), any compound may be used as long as the activation temperature changes (increases or decreases) with irradiation of actinic radiation. Those whose activation temperature decreases with irradiation are preferred. As a result, the core layer 93 (optical waveguide layer 90) can be formed by heat treatment at a relatively low temperature, and unnecessary heat is applied to the other layers, so that the characteristics (optical transmission performance) of the optical waveguide layer 90 are degraded. Can be prevented.
このような触媒前駆体としては、下記式(Ia)および(Ib)で表わされる化合物の少なくとも一方を含む(主とする)ものが好適に用いられる。 As such a catalyst precursor, a catalyst precursor containing (mainly) at least one of the compounds represented by the following formulas (Ia) and (Ib) is preferably used.
[式Ia、Ib中、それぞれ、E(R)3は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。また、式Ib中、LBは、ルイス塩基を表し、WCAは、弱配位アニオンを表し、aは、1〜3の整数を表し、bは、0〜2の整数を表し、aとbとの合計は、1〜3であり、pおよびrは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。]
[In the formulas Ia and Ib, E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of group 15, respectively, E represents an element selected from group 15 of the periodic table, and R represents , Represents a moiety containing a hydrogen atom (or one of its isotopes) or a hydrocarbon group, and Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate. In Formula Ib, LB represents a Lewis base, WCA represents a weakly coordinating anion, a represents an integer of 1 to 3, b represents an integer of 0 to 2, and a and b , P and r represent numbers that balance the charge of the palladium cation and the weakly coordinated anion. ]
式Iaに従う典型的な触媒前駆体としては、Pd(OAc)2(P(i−Pr)3)2、Pd(OAc)2(P(Cy)3)2、Pd(O2CCMe3)2(P(Cy)3)2、Pd(OAc)2(P(Cp)3)2、Pd(O2CCF3)2(P(Cy)3)2、Pd(O2CC6H5)3(P(Cy)3)2が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。ここで、Cpは、シクロペンチル(cyclopentyl)基を表し、Cyは、シクロヘキシル基を表す。 Typical catalyst precursors according to Formula Ia include Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCMe 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (OAc) 2 (P (Cp) 3 ) 2 , Pd (O 2 CCF 3 ) 2 (P (Cy) 3 ) 2 , Pd (O 2 CC 6 H 5 ) 3 (P (Cy) 3 ) 2 may be mentioned, but is not limited thereto. Here, Cp represents a cyclopentyl group, and Cy represents a cyclohexyl group.
また、式Ibで表される触媒前駆体としては、pおよびrが、それぞれ1および2の整数から選択される化合物が好ましい。 The catalyst precursor represented by the formula Ib is preferably a compound in which p and r are each selected from integers of 1 and 2.
このような式Ibに従う典型的な触媒前駆体としては、Pd(OAc)2(P(Cy)3)2が挙げられる。ここで、Cyは、シクロヘキシル基を表し、Acは、アセチル基を表す。 Typical catalyst precursors according to such formula Ib include Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 . Here, Cy represents a cyclohexyl group, and Ac represents an acetyl group.
これらの触媒前駆体は、モノマーを効率よく反応(ノルボルネン系モノマーの場合、付加重合反応によって効率よく重合反応や架橋反応等)することができる。 These catalyst precursors can efficiently react with a monomer (in the case of a norbornene-based monomer, an efficient polymerization reaction, a crosslinking reaction, etc. by an addition polymerization reaction).
また、活性化温度が低下した状態(活性潜在状態)において、触媒前駆体としては、その活性化温度が本来の活性化温度よりも10〜80℃程度(好ましくは、10〜50℃程度)低くなるものが好ましい。これにより、コア部94とクラッド部95との間の屈折率差を確実に生じさせることができる。 In the state where the activation temperature is lowered (active latent state), the catalyst precursor has an activation temperature lower by about 10 to 80 ° C. (preferably about 10 to 50 ° C.) than the original activation temperature. Is preferred. Thereby, the refractive index difference between the core part 94 and the clad part 95 can be produced reliably.
かかる触媒前駆体としては、Pd(OAc)2(P(i−Pr)3)2およびPd(OAc)2(P(Cy)3)2のうちの少なくとも一方を含む(主とする)ものが好適である。 Such a catalyst precursor includes (mainly) one containing at least one of Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 and Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2. Is preferred.
なお、以下では、Pd(OAc)2(P(i−Pr)3)2を「Pd545」と、また、Pd(OAc)2(P(Cy)3)2を「Pd785」と略すことがある。 Hereinafter, Pd (OAc) 2 (P (i-Pr) 3 ) 2 may be abbreviated as “Pd545”, and Pd (OAc) 2 (P (Cy) 3 ) 2 may be abbreviated as “Pd785”. .
助触媒(第1の物質)は、活性放射線の照射によって活性化して、前記の触媒前駆体(プロカタリスト)の活性化温度(モノマーに反応を生じさせる温度)を変化させ得る物質である。 The cocatalyst (first substance) is a substance that can be activated by irradiation with actinic radiation to change the activation temperature of the catalyst precursor (procatalyst) (the temperature at which the monomer reacts).
この助触媒(コカタリスト:cocatalyst)としては、活性放射線の照射により、その分子構造が変化(反応または分解)して活性化する化合物であれば、いかなるものでも用いることができるが、特定波長の活性放射線の照射によって分解し、プロトンや他の陽イオン等のカチオンと、触媒前駆体の脱離基に置換し得る弱配位アニオン(WCA)とを発生する化合物(光開始剤)を含む(主とする)ものが好適に用いられる。 As the cocatalyst (cocatalyst), any compound can be used as long as it has a molecular structure that changes (reacts or decomposes) when activated by irradiation with actinic radiation. A compound (photoinitiator) that decomposes upon irradiation with actinic radiation and generates a cation such as a proton or other cation and a weakly coordinated anion (WCA) that can be substituted with a leaving group of the catalyst precursor ( (Mainly) is preferably used.
弱配位アニオンとしては、例えば、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン(FABA−)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6 −)等が挙げられる。 Examples of the weak coordination anion include tetrakis (pentafluorophenyl) borate ion (FABA − ), hexafluoroantimonate ion (SbF 6 − ), and the like.
この助触媒(光酸発生剤または光塩基発生剤)としては、例えば、下記化18で表されるテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩やヘキサフルオロアンチモン酸塩の他、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム酸塩、アルミン酸塩類、アンチモン酸塩類、他のホウ酸塩類、ガリウム酸塩類、カルボラン類、ハロカルボラン類等が挙げられる。 Examples of the promoter (photoacid generator or photobase generator) include tetrakis (pentafluorophenyl) borate and hexafluoroantimonate represented by the following chemical formula 18 as well as tetrakis (pentafluorophenyl). Examples include gallates, aluminates, antimonates, other borates, gallates, carboranes, halocarboranes, and the like.
このような助触媒の市販品としては、例えば、ニュージャージ州クランベリーのRhodia USA社から入手可能な「RHODORSIL(登録商標、以下同様である。)
PHOTOINITIATOR 2074(CAS番号第178233−72−2番)」、日本国東京の東洋インキ製造株式会社から入手可能な「TAG−372R((ジメチル(2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル)スルフォニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート:CAS番号第193957−54−9番))、日本国東京のみどり化学株式会社から入手可能な「MPI−103(CAS番号第87709−41−9番)」、日本国東京の東洋インキ製造株式会社から入手可能な「TAG−371(CAS番号第193957−53−8番)」、日本国東京の東洋合成工業株式会社から入手可能な「TTBPS−TPFPB(トリス(4−tert−ブチルフェニル)スルフォニウムテトラキス(ペンタペンタフルオロフェニル)ボレート)」、日本国東京のみどり化学工業株式会社より入手可能な「NAI−105(CAS番号第85342−62−7番)」等が挙げられる。
An example of such a cocatalyst commercially available is “RHODORSIL (registered trademark, the same applies hereinafter) available from Rhodia USA, Cranberry, NJ.
“PHOTOINITIATOR 2074 (CAS No. 178233-72-2)”, “TAG-372R ((dimethyl (2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl) sulfo) available from Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., Tokyo, Japan” Nitrotetrakis (pentafluorophenyl) borate: CAS number 193957-54-9)), “MPI-103 (CAS number 87709-41-9)” available from Midori Chemical Co., Tokyo, Japan, “TAG-371 (CAS No. 193957-53-8)” available from Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., Tokyo, Japan, “TTBPS-TPFPB” (Tris (available from Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd., Tokyo, Japan) 4-tert-butylphenyl) sulfonium tetrakis (pentapentafluoro) Rophenyl) borate) ”,“ NAI-105 (CAS No. 85342-62-7) ”available from Midori Chemical Industries, Tokyo, Japan, and the like.
なお、助触媒(第1の物質)として、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074を用いる場合、後述する活性放射線(化学線)としては、紫外線(UV光)が好適に用いられ、紫外線の照射手段としては、水銀灯(高圧水銀ランプ)が好適に用いられる。これにより、層910に対して、300nm未満の十分なエネルギーの紫外線(活性放射線)を供給することができ、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074を効率よく分解して、上記のカチオンおよびWCAを発生させることができる。 When RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074 is used as the cocatalyst (first substance), ultraviolet rays (UV light) are preferably used as actinic radiation (chemical rays) described later, and mercury lamps ( A high-pressure mercury lamp) is preferably used. Thereby, ultraviolet rays (active radiation) having sufficient energy of less than 300 nm can be supplied to the layer 910, and RHODOLSIL PHOTOINITIATOR 2074 can be efficiently decomposed to generate the above-described cation and WCA.
また、コア層形成用材料(ワニス)900中には、必要に応じて、増感剤を添加するようにしてもよい。 Moreover, you may make it add a sensitizer in the core layer forming material (varnish) 900 as needed.
増感剤は、活性放射線に対する助触媒の感度を増大して、助触媒の活性化(反応または分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、助触媒の活性化に適する波長に活性放射線の波長を変化させる機能を有するものである。 The sensitizer increases the sensitivity of the cocatalyst to actinic radiation, reduces the time and energy required for the activation (reaction or decomposition) of the cocatalyst, and the wavelength of the actinic radiation to a wavelength suitable for the activation of the cocatalyst It has a function of changing the wavelength.
このような増感剤としては、助触媒の感度や増感剤の吸収のピーク波長等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば、9,10−ジブトキシアントラセン(CAS番号第76275−14−4番)のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類(fluoranthenes)、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−9−オン類(thioxanthen−9−ones)等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いられる。 Such a sensitizer is appropriately selected depending on the sensitivity of the promoter and the peak wavelength of absorption of the sensitizer, and is not particularly limited. For example, 9,10-dibutoxyanthracene (CAS No. 76275) is selected. 14-4) anthracenes, xanthones, anthraquinones, phenanthrenes, chrysenes, benzpyrenes, fluoranthenes, rubrenes, pyrenes, indanthrines, thioxanthen-9-ones (Thioxanthen-9-ones) and the like, and these are used alone or as a mixture.
増感剤の具体例としては、2−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、4−イソプロピル−9H−チオキサンテン−9−オン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、フェノチアジン(phenothiazine)またはこれらの混合物が挙げられる。 Specific examples of the sensitizer include 2-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 4-isopropyl-9H-thioxanthen-9-one, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, phenothiazine, and these Of the mixture.
なお、9,10−ジブトキシアントラセン(DBA)は、日本国神奈川県の川崎化成工業株式会社から入手が可能である。 9,10-dibutoxyanthracene (DBA) can be obtained from Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd., Kanagawa, Japan.
コア層形成用材料900中の増感剤の含有量は、特に限定されないが、0.01重量%以上であるのが好ましく、0.5重量%以上であるのがより好ましく、1重量%以上であるのがさらに好ましい。なお、上限値は、5重量%以下であるのが好ましい。 The content of the sensitizer in the core layer forming material 900 is not particularly limited, but is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, and 1% by weight or more. More preferably. In addition, it is preferable that an upper limit is 5 weight% or less.
さらに、コア層形成用材料900中には、酸化防止剤を添加することができる。これにより、望ましくないフリーラジカルの発生や、ポリマー915の自然酸化を防止することができる。その結果、得られたコア層93(光導波路層90)の特性の向上を図ることができる。 Furthermore, an antioxidant can be added to the core layer forming material 900. Thereby, generation | occurrence | production of an undesired free radical and the natural oxidation of the polymer 915 can be prevented. As a result, it is possible to improve the characteristics of the obtained core layer 93 (optical waveguide layer 90).
この酸化防止剤としては、ニューヨーク州タリータウンのCiba Specialty Chemicals社から入手可能なCiba(登録商標、以下同様である。) IRGANOX(登録商標、以下同様である。) 1076およびCiba IRGAFOS(登録商標、以下同様である。) 168が好適に用いられる。 Examples of the antioxidant include Ciba (registered trademark, the same applies hereinafter) IRGANOX (registered trademark, the same applies hereinafter) 1076 and Ciba IRGAFOS (registered trademark, available) from Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown, New York. The same applies hereinafter.) 168 is preferably used.
また、他の酸化防止剤としては、例えば、Ciba Irganox(登録商標、以下同様である。) 129、Ciba Irganox 1330、Ciba Irganox 1010、Ciba Cyanox(登録商標、以下同様である。) 1790、Ciba Irganox(登録商標) 3114、Ciba Irganox 3125等を用いることもできる。 Other antioxidants include, for example, Ciba Irganox (registered trademark, hereinafter the same) 129, Ciba Irganox 1330, Ciba Irganox 1010, Ciba Cyanox (registered trademark, the same applies below) 1790, Ciba Irg. (Registered trademark) 3114, Ciba Irganox 3125, etc. can also be used.
なお、このような酸化防止剤は、例えば、層910が酸化条件に曝されない場合や、曝される期間が極めて短い場合等には、省略することもできる。 Note that such an antioxidant can be omitted, for example, when the layer 910 is not exposed to oxidation conditions or when the exposure period is extremely short.
コア層形成用材料(ワニス)900の調製に用いる溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒等の各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。 Examples of the solvent used for preparing the core layer forming material (varnish) 900 include diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP). ), Ether solvents such as anisole, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether (carbitol), cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbons such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane Solvent, aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, benzene, mesitylene, aromatic heterocyclic compound solvent such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone, Amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), halogen compound solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, etc. Examples thereof include various organic solvents such as ester solvents, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane, and mixed solvents containing these.
さて、支持基板951上に形成された液状被膜中から溶媒を除去(脱溶媒)する方法としては、例えば、自然乾燥、加熱、減圧下での放置、不活性ガスの吹付け(ブロー)などによる強制乾燥等の方法が挙げられる。 As a method for removing (desolving) the solvent from the liquid film formed on the support substrate 951, for example, natural drying, heating, leaving under reduced pressure, or blowing of an inert gas (blow) or the like is performed. Examples include forced drying.
以上のようにして、支持基板951上には、コア層形成用材料900のフィルム状の固化物(または硬化物)である層910が形成される。 As described above, the layer 910 that is a film-like solidified product (or cured product) of the core layer forming material 900 is formed on the support substrate 951.
このとき、層(PITDMの乾燥フィルム)910は、第1の屈折率(RI)を有している。この第1の屈折率は、層910中に一様に分散(分布)するポリマー915およびモノマーの作用による。 At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the polymer 915 and monomers that are uniformly dispersed (distributed) in the layer 910.
[2A] 次に、開口(窓)9351が形成されたマスク(マスキング)935を用意し、このマスク935を介して、層910に対して活性放射線(活性エネルギー光線)930を照射する(図4参照)。 [2A] Next, a mask (masking) 935 in which an opening (window) 9351 is formed is prepared, and the layer 910 is irradiated with active radiation (active energy light) 930 through the mask 935 (FIG. 4). reference).
以下では、モノマーとして、ポリマー915より低い屈折率を有するものを用い、また、触媒前駆体として、活性放射線930の照射に伴って活性化温度が低下するものを用いる場合を一例に説明する。 Hereinafter, a case where a monomer having a refractive index lower than that of the polymer 915 is used as a monomer, and a catalyst precursor whose activation temperature decreases with irradiation of the active radiation 930 will be described as an example.
すなわち、ここで示す例では、活性放射線930の照射領域925がクラッド部95となる。 That is, in the example shown here, the irradiation region 925 of the active radiation 930 becomes the clad portion 95.
したがって、ここで示す例では、マスク935には、形成すべきクラッド部95のパターンと等価な開口(窓)9351が形成される。この開口9351は、照射する活性放射線930が透過する透過部を形成するものである。 Therefore, in the example shown here, an opening (window) 9351 equivalent to the pattern of the clad portion 95 to be formed is formed in the mask 935. This opening 9351 forms a transmission part through which the active radiation 930 to be irradiated passes.
前記光回路基板において、多条に形成される光導波路の複数のコア部が、前記レセプター構造部が設けられた側と反対側の端部に向かい湾曲するようにパターニングされた千鳥構造端部を有するものを形成する場合、そのような形状となるようなパターンを用いれば良い。 In the optical circuit board, staggered structure end portions patterned so that a plurality of core portions of the optical waveguide formed in multiple stripes are curved toward an end portion opposite to the side where the receptor structure portion is provided. In the case of forming what is included, a pattern having such a shape may be used.
マスク935は、予め形成(別途形成)されたもの(例えばプレート状のもの)でも、層910上に例えば気相成膜法や塗布法により形成されたものでもよい。 The mask 935 may be formed in advance (separately formed) (for example, plate-shaped) or may be formed on the layer 910 by, for example, a vapor deposition method or a coating method.
マスク935として好ましいものの例としては、石英ガラスやPET基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法(蒸着、スパッタリング等)により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。 Preferred examples of the mask 935 include a photomask made of quartz glass or a PET base material, a stencil mask, a metal thin film formed by a vapor deposition method (evaporation, sputtering, etc.), etc. Among these, it is particularly preferable to use a photomask or a stencil mask. This is because a fine pattern can be formed with high accuracy, and handling is easy, which is advantageous in improving productivity.
また、図4においては、形成すべきクラッド部95のパターンと等価な開口(窓)9351は、活性放射線930の未照射領域940のパターンに沿ってマスクを部分的に除去したものを示したが、前記石英ガラスやPET基材等で作製されたフォトマスクを用いる場合、該フォトマスク上に例えばクロム等の金属による遮蔽材で構成された活性放射線930の遮蔽部を設けたものを用いることもできる。このマスクでは、遮蔽部以外の部分が前記窓(透過部)となる。 In FIG. 4, an opening (window) 9351 equivalent to the pattern of the clad portion 95 to be formed is obtained by partially removing the mask along the pattern of the non-irradiated region 940 of the active radiation 930. In the case of using a photomask made of quartz glass, PET base material, or the like, it is also possible to use a photomask provided with a shielding portion of active radiation 930 made of a shielding material made of metal such as chromium. it can. In this mask, the part other than the shielding part is the window (transmission part).
用いる活性放射線930は、助触媒に対して、光化学的な反応(変化)を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光の他、電子線やX線等を用いることもできる。 The actinic radiation 930 to be used is not particularly limited as long as it can cause a photochemical reaction (change) to the promoter. For example, in addition to visible light, ultraviolet light, infrared light, and laser light, an electron beam or X Lines or the like can also be used.
これらの中でも、活性放射線930は、助触媒の種類、増感剤を含有する場合には、増感剤の種類等によって適宜選択され、特に限定されないが、波長200〜450nmの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、助触媒を比較的容易に活性化させることができる。 Among these, the actinic radiation 930 is appropriately selected depending on the type of co-catalyst and the type of sensitizer when it contains a sensitizer, and is not particularly limited, but has a peak wavelength in the range of 200 to 450 nm. It is preferable to have it. Thereby, a cocatalyst can be activated comparatively easily.
また、活性放射線930の照射量は、0.1〜9J/cm2程度であるのが好ましく、0.2〜6J/cm2程度であるのがより好ましく、0.2〜3J/cm2程度であるのがさらに好ましい。これにより、助触媒を確実に活性化させることができる。 The irradiation dose of the actinic radiation 930 is preferably in the range of about 0.1~9J / cm 2, more preferably about 0.2~6J / cm 2, 0.2~3J / cm 2 of about More preferably. Thereby, a promoter can be activated reliably.
マスク935を介して、活性放射線930を層910に照射すると、活性放射線930が照射された照射領域925内に存在する助触媒(第1の物質:コカタリスト)は、活性放射線930の作用により反応(結合)または分解して、カチオン(プロトンまたは他の陽イオン)と、弱配位アニオン(WCA)とを遊離(発生)する。 When the layer 910 is irradiated with the active radiation 930 through the mask 935, the cocatalyst (first substance: cocatalyst) present in the irradiation region 925 irradiated with the active radiation 930 reacts by the action of the active radiation 930. (Binding) or decomposition to release (generate) cations (protons or other cations) and weakly coordinating anions (WCA).
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域925内に存在する触媒前駆体(第2の物質:プロカタリスト)の分子構造に変化(分解)を生じさせ、これを活性潜在状態(潜在的活性状態)に変化させる。 These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the irradiation region 925, and this changes the active latent state (latent potential). Active state).
ここで、活性潜在状態(または潜在的活性状態)の触媒前駆体とは、本来の活性化温度より活性化温度が低下しているが、温度上昇がないと、すなわち、室温程度では、照射領域925内においてモノマーの反応を生じさせることができない状態にある触媒前駆体のことを言う。 Here, the catalyst precursor in the active latent state (or the latent active state) has an activation temperature lower than the original activation temperature, but there is no temperature increase, that is, at about room temperature, the irradiation region. It refers to a catalyst precursor that is in a state where a monomer reaction cannot occur within 925.
したがって、活性放射線930照射後においても、例えば−40℃程度で、層910を保管すれば、モノマーの反応を生じさせることなく、その状態を維持することができる。このため、活性放射線930照射後の層910を複数用意しておき、これらに一括して加熱処理を施すことにより、コア層93を得ることができ、利便性が高い。 Therefore, even after irradiation with the active radiation 930, if the layer 910 is stored at, for example, about −40 ° C., the state can be maintained without causing a monomer reaction. For this reason, the core layer 93 can be obtained by preparing a plurality of layers 910 after irradiation with the active radiation 930 and subjecting them to heat treatment at once, which is highly convenient.
なお、活性放射線930として、レーザ光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスク935の使用を省略してもよい。 Note that in the case where light having high directivity such as laser light is used as the active radiation 930, the use of the mask 935 may be omitted.
[3A] 次に、層910に対して加熱処理(第1の加熱処理)を施す。
これにより、照射領域925内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して(活性状態となって)、モノマーの反応(重合反応や架橋反応)が生じる。
[3A] Next, the layer 910 is subjected to heat treatment (first heat treatment).
Thereby, in the irradiation region 925, the catalyst precursor in the active latent state is activated (becomes active), and monomer reaction (polymerization reaction or cross-linking reaction) occurs.
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域925内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域925と未照射領域940との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域940からモノマーが拡散(モノマーディフュージョン)して照射領域925に集まってくる。 As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the irradiation region 925 gradually decreases. As a result, a difference in monomer concentration occurs between the irradiated region 925 and the unirradiated region 940, and in order to eliminate this, the monomer diffuses from the unirradiated region 940 (monomer diffusion) and collects in the irradiated region 925. come.
その結果、照射領域925では、モノマーやその反応物(重合体、架橋構造や分岐構造)が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第1の屈折率より低い第2の屈折率へと低下する。なお、モノマーの重合体としては、主に付加(共)重合体が生成する。 As a result, in the irradiated region 925, the monomer and its reaction product (polymer, cross-linked structure or branched structure) increase, and the structure derived from the monomer greatly affects the refractive index of the region, so that the first refraction The second refractive index lower than the refractive index. As the monomer polymer, an addition (co) polymer is mainly produced.
一方、未照射領域940では、当該領域から照射領域925にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー915の影響が大きく現れるようになり、第1の屈折率より高い第3の屈折率へと上昇する。 On the other hand, in the unirradiated region 940, the amount of monomer decreases due to the diffusion of the monomer from the region to the irradiated region 925, so that the influence of the polymer 915 greatly appears on the refractive index of the region, and the first refraction The third refractive index is higher than the refractive index.
このようにして、照射領域925と未照射領域940との間に屈折率差(第2の屈折率<第3の屈折率)が生じて、コア部94(未照射領域940)とクラッド部95(照射領域925)とが形成される(図5参照)。 In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the irradiated region 925 and the non-irradiated region 940, and the core portion 94 (non-irradiated region 940) and the cladding portion 95. (Irradiation region 925) is formed (see FIG. 5).
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、30〜80℃程度であるのが好ましく、40〜60℃程度であるのがより好ましい。 Although the heating temperature in this heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is about 30-80 degreeC, and it is more preferable that it is about 40-60 degreeC.
また、加熱時間は、照射領域925内におけるモノマーの反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、0.1〜2時間程度であるのが好ましく、0.1〜1時間程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably set so that the reaction of the monomer in the irradiation region 925 is almost completed. Specifically, the heating time is preferably about 0.1 to 2 hours, and 0.1 to 1 hour. More preferred is the degree.
[4A] 次に、層910に対して第2の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域940および/または照射領域925に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる(活性状態とする)ことにより、各領域925、940に残存するモノマーを反応させる。
[4A] Next, the layer 910 is subjected to a second heat treatment.
As a result, the catalyst precursor remaining in the unirradiated region 940 and / or the irradiated region 925 is activated (activated) directly or with activation of the cocatalyst, thereby causing the regions 925 and 940 to be activated. The remaining monomer is reacted.
このように、各領域925、940に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部94およびクラッド部95の安定化を図ることができる。 In this way, by reacting the monomers remaining in the regions 925 and 940, the core portion 94 and the clad portion 95 obtained can be stabilized.
この第2の加熱処理における加熱温度は、触媒前駆体または助触媒を活性化し得る温度であればよく、特に限定されないが、70〜100℃程度であるのが好ましく、80〜90℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature in the second heat treatment is not particularly limited as long as it can activate the catalyst precursor or the cocatalyst, but is preferably about 70 to 100 ° C, and is about 80 to 90 ° C. Is more preferable.
また、加熱時間は、0.5〜2時間程度であるのが好ましく、0.5〜1時間程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 0.5 to 2 hours, more preferably about 0.5 to 1 hour.
[5A] 次に、層910に対して第3の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層93に生じる内部応力の低減や、コア部94およびクラッド部95の更なる安定化を図ることができる。
[5A] Next, the layer 910 is subjected to a third heat treatment.
Thereby, the internal stress generated in the obtained core layer 93 can be reduced, and the core portion 94 and the cladding portion 95 can be further stabilized.
この第3の加熱処理における加熱温度は、第2の加熱処理における加熱温度より20℃以上高く設定するのが好ましく、具体的には、90〜180℃程度であるのが好ましく、120〜160℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature in the third heat treatment is preferably set to 20 ° C. or more higher than the heating temperature in the second heat treatment, specifically, preferably about 90 to 180 ° C., 120 to 160 ° C. More preferred is the degree.
また、加熱時間は、0.5〜2時間程度であるのが好ましく、0.5〜1時間程度であるのがより好ましい。
以上の工程を経て、コア層93が得られる。
The heating time is preferably about 0.5 to 2 hours, more preferably about 0.5 to 1 hour.
The core layer 93 is obtained through the above steps.
なお、例えば、第2の加熱処理や第3の加熱処理を施す前の状態で、コア部94とクラッド部95との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程[5A]や前記工程[4A]を省略してもよい。 For example, when a sufficient refractive index difference is obtained between the core portion 94 and the clad portion 95 in a state before the second heat treatment or the third heat treatment is performed, this step is performed. [5A] and the step [4A] may be omitted.
[6A] 次に、支持基板952上に、クラッド層91(92)を形成する(図6参照)。 [6A] Next, the cladding layer 91 (92) is formed on the support substrate 952 (see FIG. 6).
クラッド層91(92)の形成方法としては、クラッド材を含むワニス(クラッド層形成用材料)を塗布し硬化(固化)させる方法、硬化性を有するモノマー組成物を塗布し硬化(固化)させる方法等、いかなる方法でもよい。 As a method for forming the clad layer 91 (92), a method in which a varnish containing a clad material (clad layer forming material) is applied and cured (solidified), and a method in which a curable monomer composition is applied and cured (solidified). Any method may be used.
クラッド層91(92)を塗布法で形成する場合、例えば、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法等の方法が挙げられる。
支持基板952には、支持基板951と同様のものを用いることができる。
When the clad layer 91 (92) is formed by a coating method, examples thereof include a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method.
As the support substrate 952, a substrate similar to the support substrate 951 can be used.
クラッド層91(92)の構成材料としては、ノルボルネン系ポリマーを主とするものが用いられる。ノルボルネン系ポリマーは、耐熱性に優れるため、これをクラッド層91(92)の構成材料として使用する光導波路層90では、光導波路層90に導体層901、902を形成する際、導体層901、902を加工して配線を形成する際、光学素子を実装する等に加熱されたとしても、クラッド層91(92)が軟化して、変形するのを防止することができる。 As a constituent material of the clad layer 91 (92), a material mainly composed of a norbornene polymer is used. Since the norbornene-based polymer is excellent in heat resistance, in the optical waveguide layer 90 using this as a constituent material of the clad layer 91 (92), when forming the conductor layers 901 and 902 in the optical waveguide layer 90, the conductor layer 901, When the wiring is formed by processing 902, the cladding layer 91 (92) can be prevented from being softened and deformed even when heated to mount an optical element or the like.
また、高い疎水性を有するため、吸水による寸法変化等を生じ難いクラッド層91(92)を得ることができる。 Moreover, since it has high hydrophobicity, it is possible to obtain the clad layer 91 (92) that is less likely to undergo dimensional changes due to water absorption.
また、ノルボルネン系ポリマーまたはその原料であるノルボルネン系モノマーは、比較的安価であり、入手が容易であることからも好ましい。 Norbornene-based polymers or norbornene-based monomers that are raw materials thereof are also preferable because they are relatively inexpensive and easily available.
さらに、クラッド層91(92)の材料として、ノルボルネン系ポリマーを主とするものを用いると、コア層93の構成材料として好適に用いられる材料と同種となるため、コア層93との密着性がさらに高いものとなり、クラッド層91(92)とコア層93との間での層間剥離を防止することができる。このようなことから、耐久性に優れた光導波路層90が得られる。 Further, when a material mainly composed of norbornene-based polymer is used as the material of the clad layer 91 (92), the material is preferably the same as the material suitably used as the constituent material of the core layer 93. Further, it becomes higher, and delamination between the clad layer 91 (92) and the core layer 93 can be prevented. For this reason, the optical waveguide layer 90 having excellent durability can be obtained.
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合して得られるノルボルネン型モノマーの付加(共)重合体、(2)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との付加共重合体、(3)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、および必要に応じて他のモノマーとの付加共重合体のような付加重合体、(4)ノルボルネン型モノマーの開環(共)重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(5)ノルボルネン型モノマーとエチレンやα−オレフィン類との開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加した樹脂、(6)ノルボルネン型モノマーと非共役ジエン、または他のモノマーとの開環共重合体、および必要に応じて該(共)重合体を水素添加したポリマーのような開環重合体が挙げられる。これらの重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include (1) addition (co) polymers of norbornene monomers obtained by addition (co) polymerization of norbornene monomers, and (2) norbornene monomers and ethylene or α-olefins. (3) addition polymers such as addition copolymers with norbornene-type monomers and non-conjugated dienes, and other monomers as required, (4) ring opening of norbornene-type monomers ( A (co) polymer, and a resin obtained by hydrogenating the (co) polymer if necessary, (5) a ring-opening copolymer of a norbornene-type monomer and ethylene or α-olefins, and ( (Co) polymer hydrogenated resin, (6) ring-opening copolymer of norbornene type monomer and non-conjugated diene or other monomer, and (co) polymerization if necessary And a ring-opening polymer such as a polymer obtained by hydrogenating the body. Examples of these polymers include random copolymers, block copolymers, and alternating copolymers.
これらのノルボルネン系ポリマーは、例えば、開環メタセシス重合(ROMP)、ROMPと水素化反応との組み合わせ、ラジカルまたはカチオンによる重合、カチオン性パラジウム重合開始剤を用いた重合、これ以外の重合開始剤(例えば、ニッケルや他の遷移金属の重合開始剤)を用いた重合等、公知のすべての重合方法で得ることができる。 These norbornene-based polymers include, for example, ring-opening metathesis polymerization (ROMP), combination of ROMP and hydrogenation reaction, polymerization by radical or cation, polymerization using a cationic palladium polymerization initiator, and other polymerization initiators ( For example, it can be obtained by any known polymerization method such as polymerization using a polymerization initiator of nickel or another transition metal).
これらの中でも、ノルボルネン系ポリマーとしては、付加(共)重合体が好ましい。このものは、透明性、耐熱性および可撓性に富むことからも好ましい。 Among these, as the norbornene-based polymer, an addition (co) polymer is preferable. This is preferable because it is rich in transparency, heat resistance and flexibility.
また、ノルボルネン系ポリマーは、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。これにより、クラッド層91(92)において、ノルボルネン系ポリマーの少なくとも一部のものの重合性基同士を、直接または架橋剤を介して架橋させることができる。また、重合性基の種類、架橋剤の種類、コア層93に用いるポリマーの種類等によっては、このノルボルネン系ポリマーとコア層93に用いるポリマーとを架橋させることもできる。換言すれば、かかるノルボルネン系ポリマーは、その少なくとも一部のものが重合性基において架橋しているのが好ましい。 The norbornene-based polymer preferably includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group. Thereby, in the clad layer 91 (92), the polymerizable groups of at least a part of the norbornene-based polymer can be crosslinked directly or via a crosslinking agent. Depending on the type of polymerizable group, the type of crosslinking agent, the type of polymer used for the core layer 93, the norbornene-based polymer and the polymer used for the core layer 93 can be cross-linked. In other words, it is preferable that at least a part of the norbornene-based polymer is crosslinked at the polymerizable group.
その結果、クラッド層91(92)自体の強度を向上させることや、クラッド層91(92)とコア層93との密着性を向上させることができる。 As a result, the strength of the clad layer 91 (92) itself can be improved, and the adhesion between the clad layer 91 (92) and the core layer 93 can be improved.
このような重合性基としては、例えば、エポキシ基、(メタ)アクリル基、アルコキシシリル基等のうちの1種または2種以上の組み合わせが挙げられるが、特に、エポキシ基が好ましい。エポキシ基は、各種重合性基の中でも、反応性が高いことから好ましい。 Examples of such a polymerizable group include one or a combination of two or more of an epoxy group, a (meth) acryl group, an alkoxysilyl group, and the like, and an epoxy group is particularly preferable. Epoxy groups are preferred because of their high reactivity among various polymerizable groups.
また、ノルボルネン系ポリマーは、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。なお、アルキル基は、直鎖状または分岐状のいずれであってもよい。アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、柔軟性が高いため、かかるノルボルネン系ポリマーを用いることにより、光導波路層90に高いフレキシビリティ(可撓性)を付与することができる。 Further, the norbornene-based polymer preferably contains an alkylnorbornene repeating unit. The alkyl group may be linear or branched. Since a norbornene-based polymer containing a repeating unit of alkylnorbornene has high flexibility, high flexibility (flexibility) can be imparted to the optical waveguide layer 90 by using such norbornene-based polymer.
また、アルキルノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーは、前述したような波長領域(特に、850nm付近の波長領域)の光に対する透過率が優れることからも好ましい。 A norbornene-based polymer containing an alkylnorbornene repeating unit is also preferable because of its excellent transmittance for light in the wavelength region as described above (particularly in the wavelength region near 850 nm).
このようなことから、クラッド層91(92)に用いるノルボルネン系ポリマーとしては、下記化19で表されるものが好適である。 Therefore, as the norbornene-based polymer used for the clad layer 91 (92), those represented by the following chemical formula 19 are suitable.
[式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、aは、0〜3の整数を表し、bは、1〜3の整数を表し、p/qが20以下である。]
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 3, b represents an integer of 1 to 3, and p / q is 20 or less. ]
かかるノルボルネン系ポリマーは、前述した特性に加えて、比較的低い屈折率のものであり、かかるノルボルネン系ポリマーを主材料としてクラッド層91(92)を構成することにより、光導波路層90の光伝送性能をより向上させることができる。 Such a norbornene-based polymer has a relatively low refractive index in addition to the above-described characteristics. By forming the clad layer 91 (92) using the norbornene-based polymer as a main material, optical transmission of the optical waveguide layer 90 is achieved. The performance can be further improved.
なお、化19で表されるのノルボルネン系ポリマーの中でも、特に、Rが炭素数4〜10のアルキル基であり、aおよびbがそれぞれ1である化合物、例えば、ブチルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、ヘキシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー、デシルノルボルネンとメチルグリシジルエーテルノルボルネンとのコポリマー等が好ましい。 Among the norbornene-based polymers represented by Chemical formula 19, compounds in which R is an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms and a and b are each 1, for example, butylbornene and methylglycidyl ether norbornene A copolymer, a copolymer of hexyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, a copolymer of decyl norbornene and methyl glycidyl ether norbornene, and the like are preferable.
また、p/qは、20以下であればよいが、15以下であるのが好ましく、0.1〜10程度がより好ましい。これにより、2種のノルボルネンの繰り返し単位を含む効果が如何なく発揮される。 Moreover, although p / q should just be 20 or less, it is preferable that it is 15 or less, and about 0.1-10 is more preferable. Thereby, the effect including the repeating unit of 2 types of norbornene is exhibited.
なお、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーにおいて、エポキシ基同士を直接架橋させるためには、クラッド層形成用材料中に、前述した助触媒と同種の物質(光酸発生剤または光塩基発生剤)を混合しておき、この物質の作用により、エポキシ基を開裂させて架橋させればよい。 In order to directly crosslink epoxy groups in a norbornene-based polymer containing a norbornene-based repeating unit having a substituent containing an epoxy group, the same kind of substance as the above-mentioned promoter (light) is used in the cladding layer forming material. An acid generator or a photobase generator) may be mixed, and the epoxy group may be cleaved and crosslinked by the action of this substance.
また、エポキシ基同士を架橋剤を介して架橋させるためには、さらに、クラッド層形成用材料中に、架橋剤として少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物を混合するようにすればよい。 In addition, in order to crosslink epoxy groups via a crosslinking agent, a compound having at least one epoxy group as a crosslinking agent may be further mixed in the cladding layer forming material.
このような架橋剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(γ−GPS)、シリコーンエポキシ樹脂等が好適に用いられる。 As such a crosslinking agent, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS), silicone epoxy resin, and the like are preferably used.
このエポキシ基同士の架橋反応は、本工程[6A]の最終段階で行うようにしてもよいし、次工程[7A]において光導波路層90を得た後に行うようにしてもよい。 This cross-linking reaction between epoxy groups may be performed at the final stage of this step [6A], or may be performed after obtaining the optical waveguide layer 90 in the next step [7A].
また、クラッド層形成用材料中には、各種の添加剤を添加(混合)するようにしてもよい。 Further, various additives may be added (mixed) to the cladding layer forming material.
例えば、クラッド層形成用材料中には、添加剤として、前記コア層形成用材料で挙げたモノマー、触媒前駆体および助触媒を混合してもよい。これにより、クラッド層91(92)中において、前述したのと同様にして、モノマーを反応させて、クラッド層91(92)の屈折率を変化させることができる。 For example, the monomer, catalyst precursor, and co-catalyst mentioned in the core layer forming material may be mixed in the cladding layer forming material as additives. Thereby, in the clad layer 91 (92), the refractive index of the clad layer 91 (92) can be changed by reacting the monomer in the same manner as described above.
また、この場合、クラッド層91(92)中において、屈折率の差を設けることが要求されないので、助触媒を省略して、加熱により容易に活性化する触媒前駆体を用いることもできる。 In this case, since it is not required to provide a difference in refractive index in the clad layer 91 (92), it is possible to omit the promoter and use a catalyst precursor that is easily activated by heating.
かかる触媒前駆体としては、例えば、[Pd(PCy3)2(O2CCH3)(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[2−methallyl Pd(PCy3)2]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[Pd(PCy3)2H(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、[Pd(P(iPr)3)2(OCOCH3)(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。 Examples of such catalyst precursors include [Pd (PCy 3 ) 2 (O 2 CCH 3 ) (NCCH 3 )] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [2-methylly Pd (PCy3) 2] tetrakis (pentafluorophenyl). ) Borate, [Pd (PCy3) 2H (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [Pd (P (iPr) 3) 2 (OCOCH3) (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like.
その他の添加剤としては、前述したような酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤を混合することにより、クラッド材(ノルボルネン系ポリマー)の酸化による劣化を防止することができる。
以上のようにして、支持基板952上に、クラッド層91(92)が形成される。
Examples of other additives include the antioxidants described above. By mixing the antioxidant, it is possible to prevent deterioration of the clad material (norbornene polymer) due to oxidation.
As described above, the clad layer 91 (92) is formed on the support substrate 952.
[7A] 次に、支持基板951からコア層93を剥離し、このコア層93を、クラッド層91が形成された支持基板952と、クラッド層92が形成された支持基板952とで挟持する(図7参照)。 [7A] Next, the core layer 93 is peeled from the support substrate 951, and the core layer 93 is sandwiched between the support substrate 952 on which the cladding layer 91 is formed and the support substrate 952 on which the cladding layer 92 is formed ( (See FIG. 7).
そして、図7中の矢印で示すように、クラッド層92が形成された支持基板952の上面側から加圧し、クラッド層91、92とコア層93とを圧着する。
これにより、クラッド層91、92とコア層93とが接合、一体化される。
Then, as indicated by an arrow in FIG. 7, pressure is applied from the upper surface side of the support substrate 952 on which the cladding layer 92 is formed, and the cladding layers 91 and 92 and the core layer 93 are pressure bonded.
Thereby, the clad layers 91 and 92 and the core layer 93 are joined and integrated.
また、この圧着作業は、加熱下で行われるのが好ましい。加熱温度は、クラッド層91、92やコア層93の構成材料等により適宜決定されるが、通常は、80〜200℃程度が好ましく、120〜180℃程度がより好ましい。 Further, this crimping operation is preferably performed under heating. The heating temperature is appropriately determined depending on the constituent materials of the clad layers 91 and 92 and the core layer 93, and is usually preferably about 80 to 200 ° C, more preferably about 120 to 180 ° C.
次いで、クラッド層91、92から、それぞれ、支持基板952を剥離、除去する。これにより、本発明における光導波路層90が得られる。 Next, the support substrate 952 is peeled off and removed from the cladding layers 91 and 92, respectively. Thereby, the optical waveguide layer 90 in the present invention is obtained.
[8A] 次に、導体回路を形成する場合、光導波路層90の上面および下面に、それぞれ導体層901、902を形成する(図8参照)。 [8A] Next, when forming a conductor circuit, conductor layers 901 and 902 are formed on the upper and lower surfaces of the optical waveguide layer 90, respectively (see FIG. 8).
各導体層901、902の形成方法としては、それぞれ、例えば、プラズマCVD法、熱CVD法、レーザーCVD法のような化学的気相成膜法(CVD法)、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のような物理的気相成膜法(PVD法)等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法や、ラミネート法による導電性シート材の接合のうちの少なくとも1つを用いることができる。これにより、各導体層901、902と光導波路層90との高い密着性が得られる。
以上のようにして、本発明に用いる光導波路構造体9が完成する。上記導体層は片面だけでも良い。
As a method for forming each of the conductor layers 901 and 902, for example, a chemical vapor deposition method (CVD method) such as a plasma CVD method, a thermal CVD method, or a laser CVD method, a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion is used. Among the bonding of conductive sheet materials by dry plating methods such as physical vapor deposition methods (PVD methods) such as plating methods, wet plating methods such as electrolytic plating, immersion plating and electroless plating, and laminating methods At least one of the following can be used. Thereby, high adhesiveness between each of the conductor layers 901 and 902 and the optical waveguide layer 90 is obtained.
As described above, the optical waveguide structure 9 used in the present invention is completed. The conductor layer may be only on one side.
このような光導波路層90および光導波路構造体9の好ましい例では、コア層93において、コア部94が第1のノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド部95が第1のノルボルネン系材料より低い屈折率を有する第2のノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド層91、92が、それぞれ、第1のノルボルネン系材料(コア層93のコア部94)より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。 In a preferable example of such an optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9, in the core layer 93, the core portion 94 is configured using the first norbornene-based material as a main material, and the cladding portion 95 is configured using the first norbornene-based material. A second norbornene material having a lower refractive index is used as a main material, and the cladding layers 91 and 92 each have a lower refractive index than the first norbornene material (core portion 94 of the core layer 93). It is composed mainly of polymer.
そして、第1のノルボルネン系材料と前記第2のノルボルネン系材料とは、いずれも、同一のノルボルネン系ポリマーを含有するが、このノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、互いに屈折率が異なっている。 The first norbornene-based material and the second norbornene-based material both contain the same norbornene-based polymer, but contain a reaction product of a norbornene-based monomer having a refractive index different from that of the norbornene-based polymer. Due to the different amounts, the refractive indices are different from each other.
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路層90および光導波路構造体9では、光導波路層90の高い光伝送性能が得られる。 Since the norbornene-based polymer has high transparency, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having such a configuration can provide high optical transmission performance of the optical waveguide layer 90.
また、このような構成により、コア部94とクラッド部95との間の高い密着性のみならず、コア層93とクラッド層91およびクラッド層92との間の高い密着性が得られ、光導波路層90および光導波路構造体9に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部94とクラッド部95との剥離や、コア層93とクラッド層91、92との層間剥離が生じ難く、コア部94内やクラッド部95内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路層90の光伝送性能が維持される。 Further, with such a configuration, not only high adhesion between the core portion 94 and the clad portion 95 but also high adhesion between the core layer 93, the clad layer 91, and the clad layer 92 can be obtained. Even when deformation such as bending occurs in the layer 90 and the optical waveguide structure 9, peeling between the core portion 94 and the clad portion 95 and peeling between the core layer 93 and the clad layers 91 and 92 hardly occur. It is also possible to prevent microcracks from occurring in the 94 and the clad portion 95. As a result, the optical transmission performance of the optical waveguide layer 90 is maintained.
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路層90(光導波路構造体9)では、耐久性に優れたものとなる。 Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the optical waveguide layer 90 (optical waveguide structure 9) having such a configuration has excellent durability.
また、光導波路層90に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下(劣化)を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層901、902を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部94と重なるように、導体層901、902を形成した場合でも、コア部94の変質・劣化を防止することができる。 Further, since the optical waveguide layer 90 can be provided with high heat resistance and high hydrophobicity, the conductor layers 901 and 902 can be employed by adopting various methods as described above while preventing deterioration (deterioration) of the characteristics. Can be reliably formed. In particular, even when the conductor layers 901 and 902 are formed so as to overlap with the core portion 94 important for light transmission, the core portion 94 can be prevented from being deteriorated or deteriorated.
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部94を有する光導波路層90および光導波路構造体9を得ることができる。 Further, according to the manufacturing method as described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having the core portion 94 having a desired shape and high dimensional accuracy with a simple process and in a short time. Can be obtained.
<第2の製造方法>
次に、光導波路層90および光導波路構造体9の第2の製造方法について説明する。
<Second production method>
Next, a second manufacturing method of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 will be described.
以下、第2の製造方法について説明するが、前記第1の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the second manufacturing method will be described, but the description will focus on differences from the first manufacturing method, and description of similar matters will be omitted.
第2の製造方法では、コア層形成用材料900の組成が異なり、それ以外は、前記第1の製造方法と同様である。 In the second manufacturing method, the composition of the core layer forming material 900 is different, and the rest is the same as the first manufacturing method.
すなわち、第2の製造方法で用いられるコア層形成用材料900は、活性放射線の照射により活性化する離脱剤(物質)と、主鎖と該主鎖から分岐し、活性化した離脱剤の作用により、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基(離脱性ぺンダントグループ)とを有するポリマー915とを含有している。
離脱剤には、前記第1の製造方法で挙げた助触媒と同様のものを用いることができる。
That is, the core layer forming material 900 used in the second production method is a release agent (substance) that is activated by irradiation with actinic radiation and the action of the release agent activated by branching from the main chain and the main chain. Thus, at least a part of the molecular structure contains a polymer 915 having a leaving group (leaving pendant group) that can leave from the main chain.
As the releasing agent, the same promoter as that mentioned in the first production method can be used.
第2の製造方法において用いられるポリマー915としては、前記第1の製造方法で挙げたポリマー915が有する置換基を離脱性基で置換したものや、前記第1の製造方法で挙げたポリマー915に離脱性基を導入したもの等が挙げられる。 Examples of the polymer 915 used in the second production method include those obtained by substituting the substituents of the polymer 915 exemplified in the first production method with a leaving group, and polymers 915 exemplified in the first production method. The thing which introduce | transduced the leaving group is mentioned.
かかるポリマー915は、離脱性基の離脱(切断)により、その屈折率が変化(上昇または低下)する。 The refractive index of the polymer 915 changes (increases or decreases) due to the leaving (cleavage) of the leaving group.
離脱性基は、カチオン、アニオンまたはフリーラジカルの作用により離脱するもの、すなわち、酸(カチオン)脱離性基、塩基(アニオン)脱離性基、フリーラジカル脱離性基のいずれであってもよいが、好ましくはカチオン(プロトン)の作用により離脱するもの(酸基離脱性基)である。 The leaving group may be any of those leaving by the action of a cation, anion or free radical, that is, any of an acid (cation) leaving group, a base (anion) leaving group, and a free radical leaving group. Although it is good, it is preferably a group capable of leaving by the action of a cation (proton) (acid group leaving group).
酸離脱性基としては、その分子構造中に、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが好ましい。かかる酸離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。 As the acid leaving group, those having at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure and an —O—Si— structure in its molecular structure are preferable. Such an acid leaving group is released relatively easily by the action of a cation.
このうち、離脱によりポリマー915の屈折率に低下を生じさせる酸離脱性基としては、−Si−ジフェニル構造および−O−Si−ジフェニル構造の少なくとも一方が好ましい。 Among these, as the acid leaving group that causes a decrease in the refractive index of the polymer 915 by leaving, at least one of a -Si-diphenyl structure and a -O-Si-diphenyl structure is preferable.
なお、フリーラジカルの作用により離脱するフリーラジカル脱離性基としては、例えば、末端にアセトフェノン構造を有する置換基等が挙げられる。 In addition, as a free radical leaving group which leaves | separates by the effect | action of a free radical, the substituent etc. which have an acetophenone structure at the terminal are mentioned, for example.
また、ポリマー915は、前記第1の製造方法で説明したのと同様の理由から、ノルボルネン系ポリマーを用いるのが好ましく、アルキル(特にヘキシル)ノルボルネンの繰り返し単位を含むノルボルネン系ポリマーを用いるのがより好ましい。 The polymer 915 is preferably a norbornene polymer for the same reason as described in the first production method, and more preferably a norbornene polymer containing a repeating unit of alkyl (particularly hexyl) norbornene. preferable.
以上のことを考慮した場合、離脱性基の離脱により屈折率が低下するポリマー915としては、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランのホモポリマーや、ヘキシルノルボルネンとジフェニルメチルノルボルネンメトキシシランとのコポリマーが好適に用いられる。 In consideration of the above, as the polymer 915 whose refractive index decreases due to the leaving group leaving, a homopolymer of diphenylmethylnorbornenemethoxysilane or a copolymer of hexylnorbornene and diphenylmethylnorbornenemethoxysilane is preferably used. .
以下では、ポリマー915として、離脱性基(特に酸離脱性基)の離脱により屈折率が低下するものを用いる場合を一例に説明する。 Hereinafter, as an example, a case where the polymer 915 has a refractive index that decreases due to the removal of a leaving group (particularly, an acid leaving group) will be described.
すなわち、ここで示す例では、活性放射線930の照射領域925がクラッド部95となる。 That is, in the example shown here, the irradiation region 925 of the active radiation 930 becomes the clad portion 95.
[1B] 前記工程[1A]と同様の工程を行う。
このとき、層(PITDMの乾燥フィルム)910は、第1の屈折率(RI)を有している。この第1の屈折率は、層910中に一様に分散(分布)するポリマー915の作用による。
[1B] A step similar to the step [1A] is performed.
At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the polymer 915 that is uniformly dispersed (distributed) in the layer 910.
[2B] 前記工程[2A]と同様の工程を行う。
マスク935を介して、活性放射線930を層910に照射すると、活性放射線930が照射された照射領域925内に存在する離脱剤は、活性放射線930の作用により反応(結合)または分解して、カチオン(プロトンまたは他の陽イオン)と、弱配位アニオン(WCA)とを遊離(発生)する。
[2B] A step similar to the step [2A] is performed.
When the layer 910 is irradiated with the actinic radiation 930 through the mask 935, the release agent present in the irradiation region 925 irradiated with the actinic radiation 930 reacts (bonds) or decomposes by the action of the actinic radiation 930, and becomes a cation. Liberate (generate) protons (or other cations) and weakly coordinating anions (WCA).
そして、カチオンは、離脱性基そのものを主鎖から離脱させるか、または、離脱性基の分子構造の途中から切断する(フォトブリーチ)。 Then, the cation causes the leaving group itself to leave the main chain, or cleaves from the middle of the molecular structure of the leaving group (photo bleach).
これにより、照射領域925では、未照射領域940よりも完全な状態の離脱性基の数が減少し、第1の屈折率より低い第2の屈折率へと低下する。なお、このとき、未照射領域940の屈折率は、第1の屈折率が維持される。 As a result, in the irradiated region 925, the number of leaving groups in a complete state is decreased as compared with the unirradiated region 940, and the second refractive index is lower than the first refractive index. At this time, the refractive index of the unirradiated region 940 is maintained at the first refractive index.
このようにして、照射領域925と未照射領域940との間に屈折率差(第2の屈折率<第1の屈折率)が生じて、コア部94(未照射領域940)とクラッド部95(照射領域925)とが形成される。 In this way, a refractive index difference (second refractive index <first refractive index) occurs between the irradiated region 925 and the non-irradiated region 940, and the core portion 94 (non-irradiated region 940) and the cladding portion 95. (Irradiation region 925) is formed.
なお、この場合、活性放射線930の照射量は、0.1〜9J/cm2程度であるのが好ましく、0.3〜6J/cm2程度であるのがより好ましく、0.6〜6J/cm2程度であるのがさらに好ましい。これにより、離脱剤を確実に活性化させることができる。 In this case, the irradiation dose of the actinic radiation 930 is preferably in the range of about 0.1~9J / cm 2, more preferably about 0.3~6J / cm 2, 0.6~6J / More preferably, it is about cm 2 . Thereby, a release agent can be activated reliably.
[3B] 次に、層910に対して加熱処理を施す。
これにより、ポリマー915から離脱(切断)された離脱性基が、例えば、照射領域925から除去されたり、ポリマー915内において再配列または架橋する。
[3B] Next, the layer 910 is subjected to heat treatment.
As a result, the leaving group detached (cut) from the polymer 915 is removed from the irradiated region 925 or rearranged or cross-linked in the polymer 915.
さらに、このとき、クラッド部95(照射領域925)に残存する離脱性基の一部がさらに離脱(切断)すると考えられる。 Further, at this time, it is considered that a part of the leaving group remaining in the cladding part 95 (irradiation region 925) is further detached (cut).
したがって、このような加熱処理を施すことにより、コア部94とクラッド部95との間の屈折率差をより大きくすることができる。 Therefore, the refractive index difference between the core portion 94 and the cladding portion 95 can be further increased by performing such heat treatment.
この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、70〜195℃程度であるのが好ましく、85〜150℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature in this heat treatment is not particularly limited, but is preferably about 70 to 195 ° C, and more preferably about 85 to 150 ° C.
また、加熱時間は、照射領域925から離脱(切断)された離脱性基を十分に除去し得るに設定され、特に限定されないが、0.5〜3時間程度であるのが好ましく、0.5〜2時間程度であるのがより好ましい。 Further, the heating time is set so as to sufficiently remove the leaving group detached (cut) from the irradiation region 925, and is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 3 hours, More preferably, it is about 2 hours.
なお、例えば、加熱処理を施す前の状態で、コア部94とクラッド部95との間に十分な屈折率差が得られている場合等には、本工程[3B]を省略してもよい。 For example, when a sufficient refractive index difference is obtained between the core portion 94 and the cladding portion 95 in a state before the heat treatment, this step [3B] may be omitted. .
また、必要に応じて、1回または複数回の加熱処理(例えば、150〜200℃×1〜8時間程度)の工程を追加することもできる。
以上の工程を経て、コア層93が得られる。
Moreover, the process of 1 time or several times of heat processing (for example, about 150-200 degreeC x about 1 to 8 hours) can also be added as needed.
The core layer 93 is obtained through the above steps.
[4B] 前記工程[6A]と同様の工程を行う。
[5B] 前記工程[7A]と同様の工程を行う。
[6B] 前記工程[8A]と同様の工程を行う。(導体層を形成する場合。)
以上のようにして、本発明に用いる光導波路層90および光導波路構造体9が完成する。
[4B] A step similar to the step [6A] is performed.
[5B] A step similar to the step [7A] is performed.
[6B] A step similar to the step [8A] is performed. (When forming a conductor layer.)
As described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 used in the present invention are completed.
このような光導波路層90および光導波路構造体9の好ましい例では、コア層93がノルボルネン系材料を主材料として構成され、クラッド層91、92が、それぞれ、コア層93のコア部94より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。 In a preferable example of such an optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9, the core layer 93 is composed of a norbornene-based material as a main material, and the cladding layers 91 and 92 are refracted from the core portion 94 of the core layer 93, respectively. The main material is a norbornene-based polymer having a low rate.
そして、コア部94とクラッド部95とは、主鎖と主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するノルボルネン系ポリマーを主材料として構成され、コア部94とクラッド部95とは、主鎖に結合した状態の離脱性基の数が異なることにより、それらの屈折率が異なっている。 The core portion 94 and the clad portion 95 are mainly composed of a norbornene-based polymer having a main chain and a main chain branched from the main chain and having a leaving group capable of leaving at least a part of the molecular structure from the main chain. The core part 94 and the clad part 95 have different refractive indexes due to the difference in the number of leaving groups bonded to the main chain.
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路層90および光導波路構造体9では、光導波路層90の高い光伝送性能が得られる。 Since the norbornene-based polymer has high transparency, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having such a configuration can provide high optical transmission performance of the optical waveguide layer 90.
また、このような構成により、コア部94とクラッド部95との間の高い密着性のみならず、コア層93とクラッド層91およびクラッド層92との間の高い密着性が得られ、光導波路層90および光導波路構造体9に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部94とクラッド部95との剥離や、コア層93とクラッド層91、92との層間剥離が生じ難く、コア部94内やクラッド部95内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路層90の光伝送性能が維持される。 Further, with such a configuration, not only high adhesion between the core portion 94 and the clad portion 95 but also high adhesion between the core layer 93, the clad layer 91, and the clad layer 92 can be obtained. Even when deformation such as bending occurs in the layer 90 and the optical waveguide structure 9, peeling between the core portion 94 and the clad portion 95 and peeling between the core layer 93 and the clad layers 91 and 92 hardly occur. It is also possible to prevent microcracks from occurring in the 94 and the clad portion 95. As a result, the optical transmission performance of the optical waveguide layer 90 is maintained.
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路層90(光導波路構造体9)では、耐久性に優れたものとなる。 Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the optical waveguide layer 90 (optical waveguide structure 9) having such a configuration has excellent durability.
また、光導波路層90に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下(劣化)を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層901、902を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部94と重なるように、導体層901、902を形成した場合でも、コア部94の変質・劣化を防止することができる。 Further, since the optical waveguide layer 90 can be provided with high heat resistance and high hydrophobicity, the conductor layers 901 and 902 can be employed by adopting various methods as described above while preventing deterioration (deterioration) of the characteristics. Can be reliably formed. In particular, even when the conductor layers 901 and 902 are formed so as to overlap with the core portion 94 important for light transmission, the core portion 94 can be prevented from being deteriorated or deteriorated.
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部94を有する光導波路層90および光導波路構造体9を得ることができる。 Further, according to the manufacturing method as described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having the core portion 94 having a desired shape and high dimensional accuracy with a simple process and in a short time. Can be obtained.
特に、第2の製造方法によれば、少なくとも活性放射線をすればよく、極めて簡単な処理で、コア層93を形成することができる。 In particular, according to the second manufacturing method, at least actinic radiation may be used, and the core layer 93 can be formed by an extremely simple process.
<第3の製造方法>
次に、光導波路層90および光導波路構造体9の第3の製造方法について説明する。
<Third production method>
Next, a third manufacturing method of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 will be described.
以下、第3の製造方法について説明するが、前記第1および第2の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the third manufacturing method will be described, but the description will focus on differences from the first and second manufacturing methods, and the description of the same matters will be omitted.
第3の製造方法では、コア層形成用材料900として、第1および第2の製造方法で用いたコア層形成用材料を組み合わせたものを用い、それ以外は、前記第1または第2の製造方法と同様である。 In the third manufacturing method, a combination of the core layer forming materials used in the first and second manufacturing methods is used as the core layer forming material 900. Otherwise, the first or second manufacturing method is used. It is the same as the method.
すなわち、第3の製造方法で用いられるコア層形成用材料900は、前述したような離脱性基を有するポリマー915と、モノマーと、助触媒(第1の物質)と、触媒前駆体(第2の物質)とを含有している。また、助触媒は、前記第2の製造方法における離脱剤と同じものであり、離脱剤を離脱させる機能も有する。 That is, the core layer forming material 900 used in the third manufacturing method includes a polymer 915 having a leaving group as described above, a monomer, a promoter (first substance), and a catalyst precursor (second Substance). The cocatalyst is the same as the release agent in the second production method, and has a function of releasing the release agent.
このようなコア層形成用材料900では、選択する離脱性基と、選択するモノマーとの組み合わせにより、得られるコア層93において、コア部94とクラッド部95との間の屈折率差をより多段階に調整することが可能となる。 In such a core layer forming material 900, the refractive index difference between the core portion 94 and the clad portion 95 is more increased in the obtained core layer 93 due to the combination of the selected leaving group and the selected monomer. It becomes possible to adjust in stages.
なお、前述したように、モノマーとして、ポリマー915より低い屈折率を有するものを用い、また、触媒前駆体として、活性放射線930の照射に伴って活性化温度が低下するものを用い、ポリマー915として、離脱性基の離脱により屈折率が低下するものを用いると、照射領域925をクラッド部95とし、コア部94との屈折率差が極めて大きいコア層93を得ることができる。 As described above, a monomer having a refractive index lower than that of the polymer 915 is used as a monomer, and a catalyst precursor whose activation temperature is reduced with irradiation of the active radiation 930 is used as a polymer 915. If a material whose refractive index is lowered by the removal of the leaving group is used, the irradiation region 925 can be used as the cladding portion 95, and the core layer 93 having a very large refractive index difference from the core portion 94 can be obtained.
以下では、このような組み合わせのポリマー915、モノマーおよび触媒前駆体を用いる場合を一例に説明する。 Hereinafter, a case where such a combination of the polymer 915, the monomer, and the catalyst precursor is used will be described as an example.
すなわち、ここで示す例では、活性放射線930の照射領域925がクラッド部95となる。 That is, in the example shown here, the irradiation region 925 of the active radiation 930 becomes the clad portion 95.
[1C] 前記工程[1A]と同様の工程を行う。
このとき、層(PITDMの乾燥フィルム)910は、第1の屈折率(RI)を有している。この第1の屈折率は、層910中に一様に分散(分布)するポリマー915およびモノマーの作用による。
[1C] A step similar to the step [1A] is performed.
At this time, the layer (dry film of PITDM) 910 has a first refractive index (RI). This first refractive index is due to the action of the polymer 915 and monomers that are uniformly dispersed (distributed) in the layer 910.
[2C] 前記工程[2A]と同様の工程を行う。
マスク935を介して、活性放射線930を層910に照射すると、活性放射線930が照射された照射領域925内に存在する助触媒(第1の物質:コカタリスト)は、活性放射線930の作用により反応または分解して、カチオン(プロトンまたは他の陽イオン)と、弱配位アニオン(WCA)とを遊離(発生)する。
[2C] A step similar to the step [2A] is performed.
When the layer 910 is irradiated with the active radiation 930 through the mask 935, the cocatalyst (first substance: cocatalyst) present in the irradiation region 925 irradiated with the active radiation 930 reacts by the action of the active radiation 930. Alternatively, it decomposes to liberate (generate) cations (protons or other cations) and weakly coordinating anions (WCA).
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域925内に存在する触媒前駆体(第2の物質:プロカタリスト)の分子構造に変化(分解)を生じさせ、これを活性潜在状態(潜在的活性状態)に変化させる。 These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the irradiation region 925, and this changes the active latent state (latent potential). Active state).
また、カチオンは、離脱性基そのものを主鎖から離脱させるか、または、離脱性基の分子構造の途中から切断する。 In addition, the cation causes the leaving group itself to leave the main chain, or cleaves from the middle of the molecular structure of the leaving group.
これにより、照射領域925では、未照射領域940よりも完全な状態の離脱性基の数が減少し、屈折率が低下して第1の屈折率より低くなる。なお、このとき、未照射領域940の屈折率は、第1の屈折率が維持される。 As a result, in the irradiated region 925, the number of leaving groups in a complete state is reduced as compared with the unirradiated region 940, and the refractive index is lowered to be lower than the first refractive index. At this time, the refractive index of the unirradiated region 940 is maintained at the first refractive index.
なお、この場合、活性放射線930の照射量は、0.1〜9J/cm2程度であるのが好ましく、0.2〜5J/cm2程度であるのがより好ましく、0.2〜4J/cm2程度であるのがさらに好ましい。これにより、助触媒を確実に活性化させることができる。 In this case, the irradiation dose of the actinic radiation 930 is preferably in the range of about 0.1~9J / cm 2, more preferably about 0.2~5J / cm 2, 0.2~4J / More preferably, it is about cm 2 . Thereby, a promoter can be activated reliably.
[3C] 前記工程[3A]と同様の工程を行う。
これにより、照射領域925内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して(活性状態となって)、モノマーの反応(重合反応や架橋反応)が生じる。
[3C] The same step as the above step [3A] is performed.
Thereby, in the irradiation region 925, the catalyst precursor in the active latent state is activated (becomes active), and monomer reaction (polymerization reaction or cross-linking reaction) occurs.
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域925内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域925と未照射領域940との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域940からモノマーが拡散して照射領域925に集まってくる。 As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the irradiation region 925 gradually decreases. As a result, there is a difference in monomer concentration between the irradiated region 925 and the unirradiated region 940, and the monomer diffuses from the unirradiated region 940 and collects in the irradiated region 925 in order to eliminate this.
また、この加熱処理により、ポリマー915から離脱(切断)された離脱性基が、例えば、照射領域925から除去されたり、ポリマー915内において再配列または架橋する。 In addition, by this heat treatment, the leaving group detached (cut) from the polymer 915 is removed from, for example, the irradiation region 925, or rearranged or crosslinked in the polymer 915.
その結果、照射領域925では、モノマーやその反応物(重合体、架橋構造や分岐構造)が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになること、ポリマー915から離脱(切断)された離脱性基が減少すること等により、さらに屈折率が低下して第2の屈折率となる。 As a result, in the irradiated region 925, the monomer and its reactant (polymer, cross-linked structure and branched structure) increase, and the structure derived from the monomer greatly affects the refractive index of the region. The refractive index is further lowered to the second refractive index due to a decrease in the leaving (cleaved) leaving group.
一方、未照射領域940では、当該領域から照射領域925にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー915の影響が大きく現れるようになり、第1の屈折率より高い第3の屈折率へと上昇する。 On the other hand, in the unirradiated region 940, the amount of monomer decreases due to the diffusion of the monomer from the region to the irradiated region 925, so that the influence of the polymer 915 greatly appears on the refractive index of the region, and the first refraction The third refractive index is higher than the refractive index.
このようにして、照射領域925と未照射領域940との間に屈折率差(第2の屈折率<第3の屈折率)が生じて、コア部94(未照射領域940)とクラッド部95(照射領域925)とが形成される。 In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the irradiated region 925 and the non-irradiated region 940, and the core portion 94 (non-irradiated region 940) and the cladding portion 95. (Irradiation region 925) is formed.
[4C] 前記工程[4A]と同様の工程を行う。
[5C] 前記工程[5A]と同様の工程を行う。
[6C] 前記工程[6A]と同様の工程を行う。
[7C] 前記工程[7A]と同様の工程を行う。
[8C] 前記工程[8A]と同様の工程を行う。(導体層を形成する場合。)
以上のようにして、本発明に用いる光導波路層90および光導波路構造体9が完成する。
[4C] A step similar to the step [4A] is performed.
[5C] A step similar to the step [5A] is performed.
[6C] The same step as the above step [6A] is performed.
[7C] The same step as the above step [7A] is performed.
[8C] The same step as the above step [8A] is performed. (When forming a conductor layer.)
As described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 used in the present invention are completed.
このような光導波路層90および光導波路構造体9の好ましい例では、コア層93は、主鎖とこの主鎖から分岐し、分子構造の少なくとも一部が主鎖から離脱し得る離脱性基とを有するノルボルネン系ポリマーを含有しており、コア部94とクラッド部95とは、主鎖に結合した状態の離脱性基の数が異なること、および、ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっており、また、クラッド層91、92が、それぞれ、コア層93のコア部94より屈折率が低いノルボルネン系ポリマーを主材料として構成される。 In a preferable example of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9, the core layer 93 includes a main chain and a leaving group that is branched from the main chain, and at least a part of the molecular structure can be separated from the main chain. A norbornene-based polymer having a refractive index different from that of the norbornene-based polymer, and the core portion 94 and the clad portion 95 have different numbers of leaving groups bonded to the main chain. Due to the different contents of the reactants of the monomers, the refractive indexes thereof are different, and the clad layers 91 and 92 are mainly composed of norbornene polymers having a lower refractive index than the core portion 94 of the core layer 93. Configured as
ノルボルネン系ポリマーは、透明性が高いため、かかる構成の光導波路層90および光導波路構造体9では、光導波路層90の高い光伝送性能が得られる。 Since the norbornene-based polymer has high transparency, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having such a configuration can provide high optical transmission performance of the optical waveguide layer 90.
また、このような構成により、コア部94とクラッド部95との間の高い密着性のみならず、コア層93とクラッド層91およびクラッド層92との間の高い密着性が得られ、光導波路層90および光導波路構造体9に曲げ等の変形が生じた場合でも、コア部94とクラッド部95との剥離や、コア層93とクラッド層91、92との層間剥離が生じ難く、コア部94内やクラッド部95内にマイクロクラックが発生することも防止される。その結果、光導波路層90の光伝送性能が維持される。 Further, with such a configuration, not only high adhesion between the core portion 94 and the clad portion 95 but also high adhesion between the core layer 93, the clad layer 91, and the clad layer 92 can be obtained. Even when deformation such as bending occurs in the layer 90 and the optical waveguide structure 9, peeling between the core portion 94 and the clad portion 95 and peeling between the core layer 93 and the clad layers 91 and 92 hardly occur. It is also possible to prevent microcracks from occurring in the 94 and the clad portion 95. As a result, the optical transmission performance of the optical waveguide layer 90 is maintained.
さらに、ノルボルネン系ポリマーは、高い耐熱性、高い疎水性を有するため、かかる構成の光導波路層90(光導波路構造体9)では、耐久性に優れたものとなる。 Further, since the norbornene-based polymer has high heat resistance and high hydrophobicity, the optical waveguide layer 90 (optical waveguide structure 9) having such a configuration has excellent durability.
また、光導波路層90に高い耐熱性や高い疎水性を付与することができるため、その特性の低下(劣化)を防止しつつ、前述したような各種の方法を採用して導体層901、902を確実に形成することができる。特に、光の伝送に重要なコア部94と重なるように、導体層901、902を形成した場合でも、コア部94の変質・劣化を防止することができる。 Further, since the optical waveguide layer 90 can be provided with high heat resistance and high hydrophobicity, the conductor layers 901 and 902 can be employed by adopting various methods as described above while preventing deterioration (deterioration) of the characteristics. Can be reliably formed. In particular, even when the conductor layers 901 and 902 are formed so as to overlap with the core portion 94 important for light transmission, the core portion 94 can be prevented from being deteriorated or deteriorated.
また、以上のような製造方法によれば、簡単な処理で、しかも短時間に、所望の形状を有し、かつ、寸法精度の高いコア部94を有する光導波路層90および光導波路構造体9を得ることができる。 Further, according to the manufacturing method as described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 having the core portion 94 having a desired shape and high dimensional accuracy with a simple process and in a short time. Can be obtained.
特に、第3の製造方法によれば、コア部94とクラッド部95との間の屈折率差を多段階に設定することが可能となる。 In particular, according to the third manufacturing method, the refractive index difference between the core portion 94 and the cladding portion 95 can be set in multiple stages.
<第4の製造方法>
次に、光導波路層90および光導波路構造体9の第4の製造方法について説明する。
<Fourth manufacturing method>
Next, a fourth method for manufacturing the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 will be described.
図9〜図14は、それぞれ、本発明に用いる光導波路層90および光導波路構造体の第4の製造方法の工程例を模式的に示す断面図である。 9 to 14 are cross-sectional views schematically showing a process example of the fourth manufacturing method of the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure used in the present invention.
以下、第4の製造方法について説明するが、前記第1〜第3の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, although the 4th manufacturing method is explained, it explains centering on difference with the 1st-3rd manufacturing methods, and omits the explanation about the same matter.
第4の製造方法では、光導波路層90の形成工程が異なり、それ以外は、前記第1〜第3の製造方法と同様である。 In the fourth manufacturing method, the formation process of the optical waveguide layer 90 is different, and the other processes are the same as those in the first to third manufacturing methods.
すなわち、コア層形成用材料900やクラッド層形成用材料には、前記第1〜第3の製造方法で説明したのと同様のものを用いることができる。 That is, as the core layer forming material 900 and the clad layer forming material, the same materials as described in the first to third manufacturing methods can be used.
なお、以下では、コア層形成用材料として、前記第1の製造方法で挙げたものを用いる場合を代表に説明する。 In the following description, the case where the materials described in the first manufacturing method are used as the core layer forming material will be described as a representative.
[1D] まず、支持基板1000上に、クラッド層形成用材料(第1のワニス)を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第1の層1110を形成する(図9参照)。
支持基板1000には、支持基板951と同様のものを用いることができる。
[1D] First, a clad layer forming material (first varnish) is applied onto the support substrate 1000 using the same method as described above to form the first layer 1110 (see FIG. 9). .
As the support substrate 1000, a substrate similar to the support substrate 951 can be used.
第1の層1110の平均厚さは、特に限定されないが、5〜200μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましく、15〜65μm程度であるのがさらに好ましい。 The average thickness of the first layer 1110 is not particularly limited, but is preferably about 5 to 200 μm, more preferably about 10 to 100 μm, and still more preferably about 15 to 65 μm.
[2D] 次に、第1の層1110上に、コア層形成用材料(第2のワニス)を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第2の層1120を形成する(図10参照)。 [2D] Next, a core layer forming material (second varnish) is applied onto the first layer 1110 using the same method as described above to form the second layer 1120 (FIG. 10).
コア層形成用材料は、第1の層1110をほぼ完全に乾燥させた後に塗布するようにしてもよいし、第1の層1110が乾燥する前に塗布するようにしてもよい。 The core layer forming material may be applied after the first layer 1110 is almost completely dried, or may be applied before the first layer 1110 is dried.
後者の場合、第1の層1110と第2の層1120とは、それらの界面において相互に混ざり合った状態となる。この場合、得られた光導波路層90において、クラッド層91とコア層93との密着性の向上を図ることができる。 In the latter case, the first layer 1110 and the second layer 1120 are mixed with each other at the interface between them. In this case, in the obtained optical waveguide layer 90, the adhesion between the clad layer 91 and the core layer 93 can be improved.
また、この場合、第1のワニスおよび第2のワニスは、それぞれ、粘度(常温)が好ましくは100〜10000cP程度、より好ましくは150〜5000cP程度、さらに好ましくは200〜3500cP程度に調製される。これにより、第1の層1110と第2の層1120とが、それらの界面において必要以上に混ざり合うのを防止することができるとともに、第1の層1110および第2の層1120の厚さが不均一となるのを防止することができる。 In this case, each of the first varnish and the second varnish is prepared so that the viscosity (normal temperature) is preferably about 100 to 10000 cP, more preferably about 150 to 5000 cP, and further preferably about 200 to 3500 cP. Thus, the first layer 1110 and the second layer 1120 can be prevented from being mixed more than necessary at the interface between them, and the thicknesses of the first layer 1110 and the second layer 1120 can be reduced. Nonuniformity can be prevented.
なお、第2のワニスの粘度は、第1のワニスの粘度より高くするのが好ましい。これにより、第1の層1110と第2の層1120とが、それらの界面において必要以上に混ざり合うのを確実に防止することができる。 The viscosity of the second varnish is preferably higher than that of the first varnish. Accordingly, it is possible to reliably prevent the first layer 1110 and the second layer 1120 from being mixed more than necessary at the interface between them.
第2の層1120の平均厚さは、特に限定されないが、5〜200μm程度であるのが好ましく、15〜125μm程度であるのがより好ましく、25〜100μm程度であるのがさらに好ましい。 The average thickness of the second layer 1120 is not particularly limited, but is preferably about 5 to 200 μm, more preferably about 15 to 125 μm, and still more preferably about 25 to 100 μm.
[3D] 次に、第2の層1120上に、クラッド層形成用材料(第3のワニス)を前述したのと同様の方法を用いて塗布して、第3の層1130を形成する(図11参照)。
第3の層1130は、前記第2の層1120と同様にして形成することができる。
[3D] Next, a clad layer forming material (third varnish) is applied onto the second layer 1120 using the same method as described above to form the third layer 1130 (FIG. 11).
The third layer 1130 can be formed in the same manner as the second layer 1120.
第3の層1130の平均厚さは、特に限定されないが、5〜200μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましく、15〜65μm程度であるのがさらに好ましい。
これにより、積層体2000が得られる。
The average thickness of the third layer 1130 is not particularly limited, but is preferably about 5 to 200 μm, more preferably about 10 to 100 μm, and still more preferably about 15 to 65 μm.
Thereby, the laminated body 2000 is obtained.
[4D] 次に、積層体2000中の溶媒を除去(脱溶媒)する。
脱溶媒の方法としては、例えば、加熱、大気圧または減圧下での放置、不活性ガス等の噴き付け(ブロー)等の方法が挙げられるが、加熱による方法が好ましい。これにより、比較的容易かつ短時間での脱溶媒が可能である。
[4D] Next, the solvent in the laminate 2000 is removed (desolvent).
Examples of the method for removing the solvent include methods such as heating, leaving under atmospheric pressure or reduced pressure, and spraying (blowing) an inert gas, etc., but a method using heating is preferred. Thereby, it is possible to remove the solvent relatively easily and in a short time.
この加熱の温度は、25〜60℃程度であるのが好ましく、30〜45℃程度であるのがより好ましい。 The heating temperature is preferably about 25 to 60 ° C, and more preferably about 30 to 45 ° C.
また、加熱の時間は、15〜60分程度であるのが好ましく、15〜30分程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 15 to 60 minutes, and more preferably about 15 to 30 minutes.
[5D] 次に、開口(窓)9351が形成されたマスク(マスキング)935を用意し、このマスク935を介して、積層体2000に対して活性放射線(活性エネルギー光線)930を照射する(図12参照)。 [5D] Next, a mask (masking) 935 in which an opening (window) 9351 is formed is prepared, and active radiation (active energy ray) 930 is irradiated to the stacked body 2000 through the mask 935 (FIG. 12).
マスク935を介して、活性放射線930を積層体2000に照射すると、第2の層1120の活性放射線930が照射された照射領域925内に存在する助触媒(第1の物質:コカタリスト)は、活性放射線930の作用により反応または分解して、カチオン(プロトンまたは他の陽イオン)と、弱配位アニオン(WCA)とを遊離(発生)する。 When the stacked body 2000 is irradiated with the active radiation 930 through the mask 935, the promoter (first substance: cocatalyst) present in the irradiation region 925 irradiated with the active radiation 930 of the second layer 1120 is: It reacts or decomposes by the action of actinic radiation 930 to liberate (generate) cations (protons or other cations) and weakly coordinating anions (WCA).
そして、これらのカチオンや弱配位アニオンは、照射領域925内に存在する触媒前駆体(第2の物質:プロカタリスト)の分子構造に変化(分解)を生じさせ、これを活性潜在状態(潜在的活性状態)に変化させる。 These cations and weakly coordinating anions cause a change (decomposition) in the molecular structure of the catalyst precursor (second substance: procatalyst) present in the irradiation region 925, and this changes the active latent state (latent potential). Active state).
[6D] 次に、積層体2000に対して加熱処理(第1の加熱処理)を施す。
これにより、照射領域925内では、活性潜在状態の触媒前駆体が活性化して(活性状態となって)、モノマーの反応(重合反応や架橋反応)が生じる。
[6D] Next, heat treatment (first heat treatment) is performed on the stacked body 2000.
Thereby, in the irradiation region 925, the catalyst precursor in the active latent state is activated (becomes active), and monomer reaction (polymerization reaction or cross-linking reaction) occurs.
そして、モノマーの反応が進行すると、照射領域925内におけるモノマー濃度が徐々に低下する。これにより、照射領域925と未照射領域940との間には、モノマー濃度に差が生じ、これを解消すべく、未照射領域940からモノマーが拡散して照射領域925に集まってくる。 As the monomer reaction proceeds, the monomer concentration in the irradiation region 925 gradually decreases. As a result, there is a difference in monomer concentration between the irradiated region 925 and the unirradiated region 940, and the monomer diffuses from the unirradiated region 940 and collects in the irradiated region 925 in order to eliminate this.
その結果、照射領域925では、モノマーやその反応物(重合体、架橋構造や分岐構造)が増加し、当該領域の屈折率にモノマー由来の構造が大きく影響を及ぼすようになり、第1の屈折率より低い第2の屈折率へと低下する。 As a result, in the irradiated region 925, the monomer and its reaction product (polymer, cross-linked structure or branched structure) increase, and the structure derived from the monomer greatly affects the refractive index of the region, so that the first refraction The second refractive index lower than the refractive index.
一方、未照射領域940では、当該領域から照射領域925にモノマーが拡散することにより、モノマー量が減少するため、当該領域の屈折率にポリマー915の影響が大きく現れるようになり、第1の屈折率より高い第3の屈折率へと上昇する。 On the other hand, in the unirradiated region 940, the amount of monomer decreases due to the diffusion of the monomer from the region to the irradiated region 925, so that the influence of the polymer 915 greatly appears on the refractive index of the region, and the first refraction The third refractive index is higher than the refractive index.
このようにして、照射領域925と未照射領域940との間に屈折率差(第2の屈折率<第3の屈折率)が生じて、コア部94(未照射領域940)とクラッド部95(照射領域925)とが形成される(図13参照)。 In this way, a refractive index difference (second refractive index <third refractive index) occurs between the irradiated region 925 and the non-irradiated region 940, and the core portion 94 (non-irradiated region 940) and the cladding portion 95. (Irradiation region 925) is formed (see FIG. 13).
[7D] 次に、積層体2000に対して第2の加熱処理を施す。
これにより、未照射領域940および/または照射領域925に残存する触媒前駆体を、直接または助触媒の活性化を伴って、活性化させる(活性状態とする)ことにより、各領域925、940に残存するモノマーを反応させる。
[7D] Next, the stacked body 2000 is subjected to a second heat treatment.
As a result, the catalyst precursor remaining in the unirradiated region 940 and / or the irradiated region 925 is activated (activated) directly or with activation of the cocatalyst, thereby causing the regions 925 and 940 to be activated. The remaining monomer is reacted.
このように、各領域925、940に残存するモノマーを反応させることにより、得られるコア部94およびクラッド部95の安定化を図ることができる。 In this way, by reacting the monomers remaining in the regions 925 and 940, the core portion 94 and the clad portion 95 obtained can be stabilized.
[8D] 次に、積層体2000に対して第3の加熱処理を施す。
これにより、得られるコア層93に生じる内部応力の低減や、コア部94およびクラッド部95の更なる安定化を図ることができる。
以上の工程を経て、本発明の光導波路層90が得られる。
[8D] Next, the stacked body 2000 is subjected to a third heat treatment.
Thereby, the internal stress generated in the obtained core layer 93 can be reduced, and the core portion 94 and the cladding portion 95 can be further stabilized.
Through the above steps, the optical waveguide layer 90 of the present invention is obtained.
[9D] 次に、導体層を形成する場合、光導波路層90の上面および下面に、それぞれ導体層901、902を形成する(図14参照)。また、導体層は片面だけであっても良い。 [9D] Next, when forming a conductor layer, conductor layers 901 and 902 are formed on the upper and lower surfaces of the optical waveguide layer 90, respectively (see FIG. 14). The conductor layer may be only on one side.
これは、前記工程[8A]と同様にして行うことができる。
以上のようにして、本発明に用いる光導波路層90および光導波路構造体9が完成する。
This can be performed in the same manner as in the step [8A].
As described above, the optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 used in the present invention are completed.
かかる方法では、第1の加熱処理の後、積層体2000内にコア部94が目視で確認することができるようになる。 In such a method, the core portion 94 can be visually confirmed in the stacked body 2000 after the first heat treatment.
また、第1のワニスおよび第3のワニスとして、第2のワニスと同様の組成、すなわち、ポリマー915、モノマー、助触媒および触媒前駆体を含有するものを用いるようにしてもよい。これにより、モノマーの反応が、第1の層1110および第3の層1130と、第2の層1120の界面、および/または、かかる界面を越えて第1の層1110および第3の層1130内で生じて、クラッド層91、92とコア層93との剥離をより確実に防止することができる。 Further, as the first varnish and the third varnish, the same composition as that of the second varnish, that is, one containing a polymer 915, a monomer, a promoter and a catalyst precursor may be used. Accordingly, the monomer reaction causes the interface between the first layer 1110 and the third layer 1130 and the second layer 1120, and / or beyond the interface, in the first layer 1110 and the third layer 1130. And the peeling between the clad layers 91 and 92 and the core layer 93 can be prevented more reliably.
また、この場合、例えば、I:第1の層1110および第3の層1130のポリマー915として、第2の層1120のポリマー915の屈折率より相対的に低い屈折率(RI)のものを選択したり、II:第1の層1110および第3の層1130のモノマーとして、第2の層1120のモノマーと同じものを用いるが、第1の層1110および第3の層1130における触媒前駆体およびモノマーの比率を、第2の層1120のそれより低くなるように調節するようにしたりすればよい。 Further, in this case, for example, I: As the polymer 915 of the first layer 1110 and the third layer 1130, one having a refractive index (RI) relatively lower than the refractive index of the polymer 915 of the second layer 1120 is selected. II: The same monomer as the second layer 1120 is used as the monomer of the first layer 1110 and the third layer 1130, but the catalyst precursor in the first layer 1110 and the third layer 1130 and The monomer ratio may be adjusted to be lower than that of the second layer 1120.
これにより、活性放射線930を照射しても、クラッド層91、92内に、コア層93のコア部94より高い屈折率を有する領域が形成されるのを防止することができる。 Accordingly, even when the active radiation 930 is irradiated, it is possible to prevent the formation of a region having a refractive index higher than that of the core portion 94 of the core layer 93 in the cladding layers 91 and 92.
なお、コア層形成用材料(第2のワニス)として、離脱性基を有するポリマー915を含有するものを用いる場合、クラッド層形成用材料(第1のワニス、第3のワニス)としては、脱離性基を有しないポリマー915を用いて調製したものを用いるか、離脱性基を有するポリマー915を用いるが、離脱剤を含有しないものを用いるようにすればよい。 When a material containing a polymer 915 having a leaving group is used as the core layer forming material (second varnish), the cladding layer forming material (first varnish, third varnish) A polymer prepared using a polymer 915 having no releasing group is used, or a polymer 915 having a releasing group is used, but a polymer containing no releasing agent may be used.
これにより、第1の層1110および第3の層1130において、ポリマー915から離脱性基が離脱(分解)することを防止することができる。 Thereby, in the first layer 1110 and the third layer 1130, it is possible to prevent the leaving group from leaving (decomposing) from the polymer 915.
また、第4の製造方法では、第1のワニスおよび第3のワニスには、末端にエポキシ構造を含む置換基を有するノルボルネン系ポリマーと、助触媒とを含むものを用いるのが好ましい。これにより、コア部94およびクラッド部95を形成する際に、エポキシ構造が開裂し、コア層93のポリマー915との反応(重合)を生じるようになる。その結果、クラッド層91、92のコア層93に対する密着性の向上を図ることができる。 In the fourth production method, it is preferable to use the first varnish and the third varnish containing a norbornene-based polymer having a substituent containing an epoxy structure at the terminal and a promoter. Thereby, when forming the core part 94 and the clad part 95, an epoxy structure is cleaved and a reaction (polymerization) with the polymer 915 of the core layer 93 comes to occur. As a result, the adhesion of the cladding layers 91 and 92 to the core layer 93 can be improved.
このようなノルボルネン系ポリマーとしては、例えば、ヘキシルノルボルネン(HxNB)とノルボルネンメチルグリシジルエーテル(AGENB)との共重合体等が挙げられる。 Examples of such norbornene-based polymers include copolymers of hexyl norbornene (HxNB) and norbornene methyl glycidyl ether (AGENB).
また、この場合、助触媒には、コア層93を形成する際には、活性化しないものを選択するようにしてもよい。例えば、第2のワニスが含有する助触媒の活性化に適した活性放射線を吸収しないか、または、活性放射線に代わって熱の作用により活性化される助触媒を選択するようにすればよい。 In this case, a promoter that is not activated when the core layer 93 is formed may be selected. For example, a cocatalyst that does not absorb actinic radiation suitable for activating the cocatalyst contained in the second varnish or is activated by the action of heat in place of the actinic radiation may be selected.
このような助触媒としては、例えば、非吸収性光塩基発生剤(PBG)や熱塩基発生剤(TBG)等が挙げられる。 Examples of such a co-catalyst include a non-absorbing photobase generator (PBG) and a thermal base generator (TBG).
以上の説明したような光導波路層90および光導波路構造体9は、活性放射線の照射という簡単な方法でコア部94のパターニングをすることができ、コア部(光回路)94のパターン形状の設計の自由度が広く、しかも寸法精度の高いコア部94が得られる。 The optical waveguide layer 90 and the optical waveguide structure 9 as described above can pattern the core portion 94 by a simple method of irradiation with actinic radiation, and design the pattern shape of the core portion (optical circuit) 94. The core portion 94 with a wide degree of freedom and high dimensional accuracy can be obtained.
また、予め導体層901、902が形成されているため、素子への配線(電気回路の形成)が容易であるとともに、素子の種類(端子の設置箇所)等に係わらずそれに適した配線が可能であり、配線回路の構成の自由度(例えば、端子の設置箇所の選択の自由度)が広く、汎用性に富む。 In addition, since the conductor layers 901 and 902 are formed in advance, wiring to the element (formation of an electric circuit) is easy, and wiring suitable for it is possible regardless of the type of element (terminal installation location). Therefore, the degree of freedom of the configuration of the wiring circuit (for example, the degree of freedom of selection of the terminal installation location) is wide and versatile.
そして、光導波路構造体9は、配線(電気回路)およびコア部(光回路)94の双方を高い配設密度で形成することができるため、光および電気の混成回路において、効率の良い回路設計が可能となるとともに、さらなる回路の集積化が可能となる。 Since the optical waveguide structure 9 can form both the wiring (electric circuit) and the core portion (optical circuit) 94 with a high arrangement density, an efficient circuit design in a hybrid optical and electric circuit. As well as further circuit integration.
このような光導波路構造体9は、光回路(光導波路のパターン)や電気回路の設計の幅が広く、歩留まりが良く、光伝送性能を高く維持し、信頼性、耐久性に優れ、汎用性に富むため、種々の電子部品、電子機器等に対し用いることができる。 Such an optical waveguide structure 9 has a wide range of optical circuit (optical waveguide pattern) and electrical circuit design, good yield, high optical transmission performance, excellent reliability and durability, and versatility. Therefore, it can be used for various electronic parts and electronic devices.
なお、前記第1〜第4の製造方法では、いずれも、支持基板951、952、1000を除去するものとして説明したが、これらを導電性材料で構成し、除去することなく、そのまま導体層901、902として用いるようにしてもよい。光導波路層上に、導体回路を形成する場合、導体回路を形成する面側の支持基板を導体層として用い、これを所望のパターンにエッチングすることにより、導体回路を形成できる。 In each of the first to fourth manufacturing methods, the support substrates 951, 952, and 1000 have been described as being removed. However, these are made of a conductive material, and the conductor layer 901 is left as it is without being removed. , 902 may be used. When a conductor circuit is formed on the optical waveguide layer, the conductor circuit can be formed by using a supporting substrate on the surface side on which the conductor circuit is formed as a conductor layer and etching it into a desired pattern.
また、必要に応じて、クラッド層91、92のうちのいずれか一方または双方を省略してもよい。 Moreover, you may abbreviate | omit either one or both of the clad layers 91 and 92 as needed.
また、コア層93の形成方法も、前述した方法に限定されるものでないことは、言うまでもない。 Needless to say, the method of forming the core layer 93 is not limited to the method described above.
また、光導波路層90は、図示の構成に限定されず、例えば、2つのクラッド層の間に、複数層のコア層が積層して設けられるような構成であってもよく、クラッド層とコア層とを順に積層して構成したものであってもよく、2つのクラッド層の間に1つのコア層が設けられた積層体を、複数層積層して構成したもの等であってもよい。 In addition, the optical waveguide layer 90 is not limited to the illustrated configuration, and may be configured such that, for example, a plurality of core layers are stacked between two cladding layers. It may be configured by sequentially stacking layers, or may be configured by stacking a plurality of stacked bodies in which one core layer is provided between two cladding layers.
また、コア部94の途中には、その光路、すなわち、コア部94の長手方向に対しほぼ45°傾斜する傾斜面(反射面)を形成してもよい。これにより、コア部94を伝播する光(伝送光)を、この傾斜面において、ほぼ90°屈曲させることができる。 In addition, an inclined surface (reflecting surface) inclined by approximately 45 ° with respect to the optical path, that is, the longitudinal direction of the core portion 94 may be formed in the middle of the core portion 94. Thereby, the light (transmission light) propagating through the core portion 94 can be bent by approximately 90 ° on this inclined surface.
そして、この傾斜面の方向を適宜設定することにより、伝送光の光路を、コア層90内(2次元方向)のみならず、光導波路層90の厚さ方向も含めた3次元方向に変更することが可能となる。 Then, by appropriately setting the direction of the inclined surface, the optical path of the transmitted light is changed not only in the core layer 90 (two-dimensional direction) but also in a three-dimensional direction including the thickness direction of the optical waveguide layer 90. It becomes possible.
この傾斜面は、コア部94を、例えば切断、除去(欠損)等することにより形成することができる。なお、傾斜面には、例えば多層光学薄膜や金属薄膜(例えばアルミ蒸着膜)のような反射膜あるいは反射増加膜を形成するようにしてもよい。 This inclined surface can be formed by, for example, cutting or removing (deleting) the core portion 94. A reflective film such as a multilayer optical thin film or a metal thin film (for example, an aluminum vapor deposition film) or a reflection increasing film may be formed on the inclined surface.
前記コア部が、前記レセプター構造部が設けられた側と反対側の端部に向かい湾曲するようにパターニングされた千鳥構造端部を有するコア部端部には、前記コア部の光路を、前記光ファイバ穴に向けて、屈曲させる光路変換部を有するものを上記方法により設けられる。 The core part has a staggered structure end patterned so as to bend toward the end opposite to the side on which the receptor structure is provided. What has an optical path changing part bent toward an optical fiber hole is provided by the above-mentioned method.
次に、レセプター構造部の製造方法について説明する。
レセプター構造部の製造方法としては、上記で得た光導波路層90または光導波路構造体9を用いて、レセプター構造部を形成すれば良いが、例えば、上記で得た光導波路層90に、レセプター構造を形成する所定の位置に開口部を設けたマスクを載せて、レーザーを照射することにより、光素子搭載面と配線部品接合面とを貫通するレセプター構造用貫通孔104を設けることにより得ることができる(光回路基板(G1)106)(図15(b))。光導波路構造体9を用いた場合も、同様の方法により、レセプター構造部を形成することができる。
Next, a method for manufacturing the receptor structure will be described.
As a manufacturing method of the receptor structure portion, the receptor structure portion may be formed using the optical waveguide layer 90 or the optical waveguide structure 9 obtained above. For example, the receptor structure portion may be formed on the optical waveguide layer 90 obtained above. Obtained by providing a through hole 104 for the receptor structure that penetrates the optical element mounting surface and the wiring component joining surface by placing a mask having an opening at a predetermined position for forming the structure and irradiating with a laser. (Optical circuit board (G1) 106) (FIG. 15B). Even when the optical waveguide structure 9 is used, the receptor structure can be formed by the same method.
前記レセプター構造部は、少なくとも光素子の導電部材(電極、金属突起部)の位置にあわせて、光素子搭載部に形成される。また、後述するように、前記レセプター構造用貫通孔104は、所望のレセプター構造に合わせて、追加の導体部が加工される。 The receptor structure part is formed on the optical element mounting part in accordance with at least the position of the conductive member (electrode, metal protrusion) of the optical element. Further, as will be described later, in the receptor structure through-hole 104, an additional conductor portion is processed in accordance with a desired receptor structure.
レセプター構造用貫通孔104の大きさとしては、光素子を搭載することができ、光素子と配線部品とを電気接続するための上記導電部材を配置することができればよいが、例えば、径が100〜125μm程度とすることができるが、これに限定されない。また、前記貫通孔の形状としては、円柱状又は角柱状など、特に限定されない。 The size of the receptor structure through-hole 104 is not limited as long as an optical element can be mounted and the conductive member for electrically connecting the optical element and the wiring component can be disposed. Although it can be about -125 micrometers, it is not limited to this. The shape of the through hole is not particularly limited, such as a columnar shape or a prismatic shape.
前記レーザーとしては、例えば、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー及び紫外線レーザー等が挙げられる。また、前記貫通孔の形成方法として、レーザー照射による方法を挙げたが、この製造方法に適する方法であればどのような方法でも良く、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等の方法も挙げることができる。 Examples of the laser include a carbon dioxide laser, an excimer laser, and an ultraviolet laser. Further, as a method of forming the through hole, a method by laser irradiation has been described, but any method may be used as long as it is a method suitable for this manufacturing method, and a method such as plasma dry etching or chemical etching can also be exemplified. .
また、本発明において、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有していてもよい。本発明に用いる接着剤層は、光素子実装における光素子の電極と配線部品のパッドとの金属接合、及びレセプター内に設けられた導体ポストの金属接合等において、半田等による接合を行う場合は、半田接合時にフラックスとして作用する熱硬化性フラックスを含む接着剤であることが好ましく、例えば、フェノール性水酸基を有する樹脂(A)、該樹脂の硬化剤である樹脂(B)を含むものを挙げることができ、上記電極などの導電部材間を電気的に接続することを可能とするものであっても良く、例えば、樹脂及び導電性粒子を含むものが挙げられる。前記導電性粒子としては、導電性を有するものであれば、特に制限するものではなく、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀及び金など各種金属、これらの金属合金及び金属酸化物並びに半田などの金属粉末、カーボン及びグラファイトなどの導電性炭素粉末、更には、ガラス、セラミック及びプラスチックなどの粒子等の表面に前記金属をコートしたもの等が挙げられる。前記接着剤層として、より好ましいのは、半田粉およびフラックス活性を有する硬化剤を含むものである。このうち、半田粉とフラックス活性を有する硬化剤とは、樹脂中に存在するものであることが好ましいが、本発明に用いる接着剤層としては、接着剤のドライフィルムとした接着剤テープより形成されることが好ましい。また、前記接着剤層として、半田粉およびフラックス活性を有する硬化剤を含むものを用いることにより、接着工程において、半田粉の粒子がセルフアライメント効果により、導電部材部分に集中移動し、安定的な金属接合を形成し、電気的接合を可能にすることができる。 In the present invention, an adhesive layer may be provided on a joint surface between the optical circuit board and the wiring component. When the adhesive layer used in the present invention is bonded by soldering or the like in the metal bonding between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component in the optical element mounting, and the metal bonding of the conductor post provided in the receptor, etc. An adhesive containing a thermosetting flux that acts as a flux at the time of soldering is preferable. Examples include an adhesive containing a resin (A) having a phenolic hydroxyl group and a resin (B) that is a curing agent for the resin. It may be possible to electrically connect the conductive members such as the electrodes, and examples thereof include those containing a resin and conductive particles. The conductive particles are not particularly limited as long as they have conductivity. Various metals such as nickel, iron, copper, aluminum, tin, lead, chromium, cobalt, silver and gold, and metal alloys thereof And metal powders such as metal oxides and solder, conductive carbon powders such as carbon and graphite, and particles such as glass, ceramics and plastics coated with the metal. More preferably, the adhesive layer contains solder powder and a curing agent having flux activity. Among these, the solder powder and the curing agent having flux activity are preferably present in the resin, but the adhesive layer used in the present invention is formed from an adhesive tape formed as an adhesive dry film. It is preferred that Further, by using a solder powder and a hardener having flux activity as the adhesive layer, the solder powder particles are concentrated and moved to the conductive member portion by a self-alignment effect in the bonding process, and are stable. A metal bond can be formed to allow electrical bonding.
次に、本発明における接着剤層の作製方法について説明する。
まず、上記接着剤を用意して、これを塗布液として、接着剤層を形成する部分に、直接塗布して、接着剤層を形成することができる。
また、前記塗布液を、ポリエステルシート等の剥離基材上に塗布し、所定の温度で乾燥することにより、接着剤ドライフィルムとすることができる。このようにして得られたドライフィルムは、接着テープとして用いることができ、これを所望の大きさに調整して用いることができる。
Next, the manufacturing method of the adhesive bond layer in this invention is demonstrated.
First, the adhesive agent can be prepared and applied directly to the portion where the adhesive layer is to be formed, using this as an application liquid, to form the adhesive layer.
Moreover, it can be set as an adhesive dry film by apply | coating the said coating liquid on peeling base materials, such as a polyester sheet, and drying at predetermined temperature. The dry film thus obtained can be used as an adhesive tape, which can be used after adjusting to a desired size.
また、上記ドライフィルムの作製において、剥離基材上に、前記塗布液を、印刷法やディスペンサーによる塗布などにより、接着剤層を形成する箇所のみに塗布し、所定の温度で乾燥することにより、予め接着箇所のみに接着剤層のパターンが形成された接着剤ドライフィルムを作製しても良い。 Further, in the production of the dry film, on the release substrate, the coating liquid is applied only to a portion where the adhesive layer is formed by coating using a printing method or a dispenser, and dried at a predetermined temperature. You may produce the adhesive dry film in which the pattern of the adhesive bond layer was previously formed only in the adhesion location.
次いで、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有する場合、接着剤付き光回路基板を用意すれば良いが、接着剤層付き光回路基板を説明するにあたり、代表例として、上記で得られたレセプター構造部を有する光回路基板と、樹脂とフラックス活性を有する硬化剤と半田粉を含む接着剤を用いた例を説明する。 Next, in the case where an adhesive layer is provided on the joint surface between the optical circuit board and the wiring component, an optical circuit board with an adhesive may be prepared, but in describing the optical circuit board with an adhesive layer, a representative As an example, an example using the optical circuit board having the receptor structure portion obtained above and an adhesive containing a resin, a curing agent having flux activity, and solder powder will be described.
まず、上記で得られた、光導波路層90にレセプター構造用貫通孔104を設けた光回路基板(G1)106を用いて、前記光回路基板106の前記配線部品との接合面の所定の位置に、接着剤層107を形成する(図15(c))。
このようにして、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造を備え、前記配線部品との接合面に、前記電極及びパッドを電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G1)108を得ることができる。
First, using the optical circuit board (G1) 106 obtained by providing the receptor structure through-hole 104 in the optical waveguide layer 90 obtained above, a predetermined position of the joint surface of the optical circuit board 106 with the wiring component Then, an adhesive layer 107 is formed (FIG. 15C).
Thus, in the optical waveguide layer 90 having the core portion and the cladding portion, the optical waveguide layer 90 is provided with a receptor structure for electrical connection between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component, and the joint surface with the wiring component In addition, an optical circuit board (G1) 108 with an adhesive having an adhesive layer for electrically connecting the electrodes and the pads can be obtained.
前記接着剤層の形成方法としては、例えば、上記で得られた光路回路基板G1において、前記配線部品との接合面の所定の位置に、前記接着剤を直接塗布して、塗膜を形成し、これを乾燥して、接着剤層を形成することができる。また、上記で得られた光路回路基板G1において、前記配線部品との接合面の所定の位置に、前記接着剤ドライフィルムを貼りあわて接着剤層を形成することができる。前記接着剤ドライフィルムは、予め、所望の大きさに調整でき、また、パターンが形成された接着剤ドライフィルムは、予め所望の大きさに調整されていることから、所定の位置に仮圧着するだけで用いることができることから、作業が容易なものとなる。このような接着ドライフィルムの仮圧着条件としては、接着剤における半田粉が溶融せず、また樹脂が硬化しない程度の温度で圧着して貼り付けられれば良いが、例えば、60℃以上120℃以下程度の温度で、0.1MPa以上2MPa以下程度の圧力で、1秒以上10秒以下程度の間で圧着する方法が挙げられる。 As a method for forming the adhesive layer, for example, in the optical circuit board G1 obtained above, the adhesive is directly applied to a predetermined position on the joint surface with the wiring component to form a coating film. This can be dried to form an adhesive layer. Further, in the optical circuit board G1 obtained as described above, an adhesive layer can be formed by pasting the adhesive dry film on a predetermined position of the joint surface with the wiring component. The adhesive dry film can be adjusted in advance to a desired size, and the adhesive dry film on which the pattern is formed is adjusted in advance to a desired size, so that it is temporarily pressure-bonded at a predetermined position. Therefore, the operation can be easily performed. As a temporary pressure bonding condition of such an adhesive dry film, it is sufficient that the solder powder in the adhesive is not melted and the resin is cured and bonded at a temperature at which the resin is not hardened. Examples of the method include pressure bonding at a temperature of about 0.1 MPa to 2 MPa and a pressure of about 1 second to 10 seconds.
次に、光回路基板においては、光素子搭載面に導体回路を有し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路上に、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部が形成されていても良く、光回路基板に導体回路を形成する方法と、前記光回路基板を貫通し、前記光回路基板の両面の電気導通をはかるための導体部を形成する方法について説明する。 Next, in the optical circuit board, a conductor circuit is provided on the optical element mounting surface, and the conductor circuit and the wiring component are electrically connected with each other. A conductor part for metal bonding to the conductive member of the wiring component may be formed, a method of forming a conductor circuit on the optical circuit board, and electrical conduction between both sides of the optical circuit board through the optical circuit board A method for forming a conductor portion for measuring the above will be described.
まず、上記で得た光回路基板(G1)106において、少なくとも光素子搭載面となる面側に導体層を有する光導波路構造体9を用いて、上記同様にして得られた光回路基板(G1)106’を用意し(図16(a))、次に、前記導体層901上に光導波路層90を貫通して、前記導体層901より形成される導体回路303と前記配線部品の導電部材とを金属接合するため導体部を形成する位置に、ビアを形成する(図示せず。)。
ビアの形成方法としては、この製造方法に適する方法であれば、どのような方法でも良く、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。レーザーとしては、例えば、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー及び紫外線レーザー等が挙げられる。
First, in the optical circuit board (G1) 106 obtained above, the optical circuit board (G1) obtained in the same manner as described above using the optical waveguide structure 9 having a conductor layer on at least the surface side to be the optical element mounting surface. ) 106 ′ (FIG. 16A), and then the conductor circuit 303 formed by the conductor layer 901 penetrating the optical waveguide layer 90 on the conductor layer 901 and the conductive member of the wiring component A via is formed at a position where a conductor portion is formed for metal bonding to (not shown).
As a method for forming the via, any method may be used as long as it is suitable for this manufacturing method, and examples thereof include laser, plasma dry etching, and chemical etching. Examples of the laser include a carbon dioxide gas laser, an excimer laser, and an ultraviolet laser.
次に、導体層901を電解めっき用リード(給電用導電部材)として、電解めっきにより、ビア内に導体部(導体ポスト302)を形成し(図16(b))、次に、前記導体層901をエッチングして、導体回路303を形成する(光回路基板(G2)305)(図16(c))。
このとき、光回路基板の導体部(導体ポスト302)と配線部品の導電部材との接合部を、電気メッキなどにより金皮膜304を形成することが好ましく(図16(c))、金属の拡散防止層としてニッケルなどを電解メッキで形成してから金皮膜を形成しても良い。また、同様にして電解めっきにより、導体部の先端表面に半田被膜(半田層)を形成しても良い。
Next, using the conductor layer 901 as an electroplating lead (electrically conductive member), a conductor portion (conductor post 302) is formed in the via by electroplating (FIG. 16B), and then the conductor layer is formed. The conductive circuit 303 is formed by etching 901 (optical circuit board (G2) 305) (FIG. 16C).
At this time, a gold film 304 is preferably formed by electroplating or the like at the joint portion between the conductor portion (conductor post 302) of the optical circuit board and the conductive member of the wiring component (FIG. 16 (c)). The gold film may be formed after nickel or the like is formed by electrolytic plating as the prevention layer. Similarly, a solder film (solder layer) may be formed on the tip surface of the conductor portion by electrolytic plating.
導体部(導体ポスト302)の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、銅及び半田などを含有する導電ペーストを印刷する方法が挙げられる。導体部(導体ポスト302)としては、金属又はその合金からなり、前記金属としては、銅、半田、ニッケル、金、錫、銀及びパラジウムなどが挙げられるが、中でも低抵抗である銅が好ましい。前記導体ポスト(導体ポスト302)は、金属接合の方法により異なるが、接合性を向上させるため、半田接合する場合は、半田の1層あるいは銅と半田の2層で形成することができる。導体ポストに半田層を形成する場合は、上記半田皮膜を形成しなくても良い。 Examples of the method for forming the conductor portion (conductor post 302) include a method of forming by electroless plating and a method of printing a conductive paste containing copper and solder. The conductor portion (conductor post 302) is made of a metal or an alloy thereof, and examples of the metal include copper, solder, nickel, gold, tin, silver, and palladium, among which copper having low resistance is preferable. The conductor post (conductor post 302) varies depending on the method of metal bonding, but in order to improve the bondability, the solder post can be formed of one layer of solder or two layers of copper and solder. When the solder layer is formed on the conductor post, the solder film need not be formed.
次に、接着剤層を形成する場合、上記で得られた光回路基板(G2)305を用いて、前記光回路基板305の前記配線部品との接合面の所定の位置に、前記同様にして、接着剤層306を形成する(図16(d))。接着剤層の形成方法としては、前記接着剤付き光回路基板G1と同様にして、接着剤を直接塗布する方法、接着剤ドライフィルムを仮圧着する方法が挙げられる。
このようにして、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造を備え、前記光素子搭載面に導体回路303を有し、該導体回路303と配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路303上に、前記光導波路層90を貫通し、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体ポスト(導体部)302が形成され、前記配線部品との接合面に、前記導電部材間を電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G2)307を得ることができる。
Next, in the case of forming an adhesive layer, the optical circuit board (G2) 305 obtained above is used in the same manner as described above at a predetermined position on the joint surface of the optical circuit board 305 with the wiring component. Then, an adhesive layer 306 is formed (FIG. 16D). Examples of the method for forming the adhesive layer include a method of directly applying an adhesive and a method of temporarily pressing an adhesive dry film in the same manner as the optical circuit board G1 with an adhesive.
Thus, the optical waveguide layer 90 having the core portion and the clad portion is provided with a receptor structure for electrical connection between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component, and a conductor is provided on the optical element mounting surface. A conductor 303 has a circuit 303 and penetrates the optical waveguide layer 90 on the conductor circuit 303 to make electrical connection between the conductor circuit 303 and the wiring component, and is metal-bonded to the conductive member of the wiring component. A post (conductor portion) 302 is formed, and an optical circuit board (G2) 307 with an adhesive having an adhesive layer for electrically connecting the conductive members on the joint surface with the wiring component can be obtained.
次に、本発明に用いる光回路基板について、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッド部とを電気的に接続するための導体部を設ける方法について説明する。
上記導体部をレセプター構造内に設ける場合としては、レセプター構造内の配線部品側底部より、導体ポストなどの導電体を一部又は全部を充填することにより形成される。
Next, a method of providing a conductor portion for electrically connecting the electrode of the optical element and the pad portion of the wiring component in the optical circuit board used in the present invention will be described.
The conductor portion is provided in the receptor structure by filling a part or all of a conductor such as a conductor post from the bottom of the wiring component side in the receptor structure.
まず、少なくとも配線部品接合面の面側に導体層を有する光導波路構造体9を用いて、上記同様にして得られた光回路基板(G1)106’’(図17(a))を用意し、 First, an optical circuit board (G1) 106 ″ (FIG. 17A) obtained in the same manner as described above is prepared by using the optical waveguide structure 9 having a conductor layer at least on the surface side of the wiring component bonding surface. ,
次に、レセプター構造用貫通孔104に、導体層902を電解めっき用リード(給電用導電部材)として、電解めっきにより、導体ポスト(導体部)402を、前記導体部の配線部品側底面より形成する(図17(b))。このとき、光素子を搭載する際に、光素子の電極又は前記電極上に設けられた突起部などの導電部材と、導体ポスト402とを、金属接合する際に、接合を容易にするために、底部より接合に十分な厚みとなるよう一部に充填して形成する。 Next, in the receptor structure through-hole 104, the conductor layer 902 is formed as a lead for electroplating (a conductive member for power feeding), and a conductor post (conductor portion) 402 is formed from the bottom surface on the wiring component side of the conductor portion by electrolytic plating. (FIG. 17B). At this time, when the optical element is mounted, in order to facilitate the bonding when the conductive post 402 and the conductive member such as the projecting portion provided on the electrode of the optical element or the electrode are metal-bonded. In order to form a sufficient thickness for bonding from the bottom, a part is filled and formed.
次に、前記導体層902をエッチングすることにより除去する。さらに、好ましくは、光回路ベース基板106’’のレセプター構造用貫通孔104に設けた導体ポスト402上の配線部品のパッド部との接合部と、導体ポスト402上の光素子の導電部材との接合部とを、電気メッキなどにより金皮膜403a,403bを形成する(光回路基板(G3)405)(図17(c))。また、金属の拡散防止層としてニッケルなどを電解メッキで形成してから金皮膜403a,403bを形成しても良い。
ここでは、導体層902を全面除去したが、導体層902のエッチングにおいて、少なくとも、配線部品のパッド部との電気接続をはかる位置(導体部の配線部品側底面)を覆うように、部分エッチングを行い、導体回路を形成しても良い。これにより、前記配線部品との接合面に、前記レセプター構造における導体部の導体ポストと電気的に接続された導体回路を形成することができる。
Next, the conductor layer 902 is removed by etching. Further, preferably, a joint portion between the pad portion of the wiring component on the conductor post 402 provided in the receptor structure through-hole 104 of the optical circuit base substrate 106 ″ and the conductive member of the optical element on the conductor post 402. Gold coatings 403a and 403b are formed on the joint by electroplating or the like (optical circuit board (G3) 405) (FIG. 17C). Alternatively, the gold films 403a and 403b may be formed after nickel or the like is formed by electrolytic plating as a metal diffusion prevention layer.
Here, the entire conductor layer 902 is removed, but in the etching of the conductor layer 902, partial etching is performed so as to cover at least the position (the bottom surface on the wiring component side of the conductor portion) where electrical connection is made with the pad portion of the wiring component. Conductor circuit may be formed. Thereby, the conductor circuit electrically connected with the conductor post of the conductor part in the said receptor structure can be formed in the joint surface with the said wiring component.
導体ポスト402を形成する方法としては、電解めっきにより形成する方法以外に、無電解めっきにより形成する方法、銅及び半田などを含有する導電ペーストを印刷する方法などが挙げられる。電解めっきにより銅ポストを形成すれば、銅ポストの先端の形状を自由に制御することができるため、非常に好ましい。
前記導体ポスト402の材質としては、金属又はその合金からなり、前記金属としては、銅、半田、ニッケル、金、錫、銀及びパラジウムなどが挙げられるが、中でも低抵抗である銅が好ましい。前記導体ポスト402は、金属接合の方法により異なるが、接合性を向上させるため、半田接合する場合は、半田の1層又は銅と半田の2層で形成することができる。導体ポスト402に半田層を形成する場合は、上記半田皮膜を形成しなくても良い。
また、導体ポスト402は、導体層902をエッチングにより除去する際に、エッチング耐性を有する材質であれば良いが、通常、導体ポスト402と導体層902との間に、エッチングレジストとして、導体層902と異なる材質でエッチング耐性を有する金属層を設けておくことが好ましい。上記金属拡散防止層が、エッチングレジストとして用いることができれば、これに代えることができる。
Examples of the method for forming the conductor post 402 include a method of forming by electroless plating, a method of printing a conductive paste containing copper, solder, and the like, in addition to a method of forming by electroplating. Forming a copper post by electrolytic plating is very preferable because the shape of the tip of the copper post can be freely controlled.
The material of the conductor post 402 is made of metal or an alloy thereof, and examples of the metal include copper, solder, nickel, gold, tin, silver, and palladium. Among them, copper having low resistance is preferable. Although the conductor post 402 differs depending on the method of metal bonding, in order to improve bondability, the solder post 402 can be formed of one layer of solder or two layers of copper and solder. When a solder layer is formed on the conductor post 402, the solder film need not be formed.
The conductor post 402 may be any material having etching resistance when the conductor layer 902 is removed by etching. Usually, the conductor layer 902 is used as an etching resist between the conductor post 402 and the conductor layer 902. It is preferable to provide a metal layer having etching resistance with a different material. If the metal diffusion preventing layer can be used as an etching resist, it can be replaced with this.
次に、上記で得られた光回路基板(G3)405を用いて、前記光回路基板405の前記配線部品との接合面の所定の位置に、接着剤層406を形成する(図17(d))。
接着剤層の形成方法としては、前記接着剤付き光回路基板G1と同様にして、接着剤を直接塗布する方法、接着剤ドライフィルムを仮圧着する方法が挙げられる。
Next, using the optical circuit board (G3) 405 obtained above, an adhesive layer 406 is formed at a predetermined position on the joint surface of the optical circuit board 405 with the wiring component (FIG. 17D). )).
Examples of the method for forming the adhesive layer include a method of directly applying an adhesive and a method of temporarily pressing an adhesive dry film in the same manner as the optical circuit board G1 with an adhesive.
このようにして、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッド部との電気導通をはかるためのレセプター構造を備え、前記レセプター構造内に、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッド部とを電気的に接合(金属接合)するための導体部が設けられた光回路基板において、前記導体部として、前記レセプター構造内の配線部側底部に設けられた導体ポスト402が形成され、前記配線部品との接合面に、前記導電部材間を電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G3)407を得ることができる。 Thus, in the optical waveguide layer 90 having the core portion and the clad portion, the optical waveguide layer 90 includes a receptor structure for electrical connection between the electrode of the optical element and the pad portion of the wiring component, and in the receptor structure, In an optical circuit board provided with a conductor part for electrically joining (metal joining) the electrode of the optical element and the pad part of the wiring component, as the conductor part, the wiring part side in the receptor structure It is possible to obtain an optical circuit board with adhesive (G3) 407 in which a conductor post 402 provided at the bottom is formed and an adhesive layer electrically connecting the conductive members is provided on the joint surface with the wiring component. it can.
また、上記レセプター構造内に、前記光素子の導電部材と、前記配線部品の導電部材とを金属接合するための導体部が設けられた光回路基板(光回路基板G3)は、光素子搭載面に導体回路を有し、前記光回路基板を貫通し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路上に、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部が形成されていても良い。この場合、レセプター構造内に導体部を設ける工程において、光回路ベース基板(G1)106’’の代わりに、上記で得た光回路ベース基板(G2)305を用いて、以下同様にして、レセプター構造内の配線部品側底部より、導体ポストなどの導電体を一部又は全部を充填することにより形成することができる(光回路基板(G3’)1101(図16(e)))。さらに、上記同様にして、接着剤層を設けることにより、接着剤付き光回路基板(G3’)1102を得ることができる(図16(e))。 An optical circuit board (optical circuit board G3) in which a conductor portion for metal-bonding the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component is provided in the receptor structure is an optical element mounting surface. A conductor part for passing through the optical circuit board and conducting electrical connection between the conductor circuit and the wiring part, and a conductor part for metal bonding to the conductive member of the wiring part on the conductor circuit. May be formed. In this case, in the step of providing the conductor portion in the receptor structure, the optical circuit base substrate (G2) 305 obtained above is used in place of the optical circuit base substrate (G1) 106 ″, and the same procedure is performed. It can be formed by filling part or all of a conductor such as a conductor post from the bottom of the wiring component side in the structure (optical circuit board (G3 ′) 1101 (FIG. 16E)). Further, by providing an adhesive layer in the same manner as described above, an optical circuit board (G3 ′) 1102 with an adhesive can be obtained (FIG. 16E).
また、上記光回路基板(G3)405において、後述する光回路基板(G4)503と同様の構造として、さらに導体部として、前記光回路基板405の光素子搭載面より突出して前記レセプター構造内に設けることができる。より具体的には、光回路基板405に形成されたレセプター構造における導体ポスト402上に、追加の導体部として、前記光回路基板405の光素子搭載面より突出して前記レセプター構造内にスタッドバンプ408を形成するもの(光回路基板(G3’’)409)が挙げられる。このとき、金皮膜403aはあってもなくても良い。
前記スタッドバンプ408が形成された光回路基板(G3’’)409に、上記同様にして、接着剤層を設けることにより、接着剤付き光回路基板(G3’’)410ことができる(図17(e))。
The optical circuit board (G3) 405 has a structure similar to that of the optical circuit board (G4) 503 described later, and further protrudes from the optical element mounting surface of the optical circuit board 405 into the receptor structure as a conductor portion. Can be provided. More specifically, as an additional conductor portion on the conductor post 402 in the receptor structure formed on the optical circuit board 405, the stud bump 408 protrudes from the optical element mounting surface of the optical circuit board 405 into the receptor structure. (Optical circuit board (G3 ″) 409). At this time, the gold film 403a may or may not be present.
By providing an adhesive layer on the optical circuit board (G3 ″) 409 on which the stud bump 408 is formed in the same manner as described above, an optical circuit board (G3 ″) 410 with an adhesive can be obtained (FIG. 17). (E)).
上記スタッドバンプの形成方法としては、ワイヤーボンダーなどを利用して、金ワイヤを熱圧着法(ボールボンディング法)で電極パッドに接続してネイルヘッドを形成し、その後、このネイルヘッドの付け根部分でワイヤを切断して形成する突起電極を幾段も重ねて形成する方法が挙げられる。 As a method for forming the stud bump, a wire bonder or the like is used to form a nail head by connecting a gold wire to an electrode pad by a thermocompression bonding method (ball bonding method), and then at the base of the nail head. There is a method in which protruding electrodes formed by cutting a wire are stacked in layers.
また、本発明においては、前記光素子の電極上に突起部を設けず、光素子の電極と光回路回路基板におけるレセプター構造部とを、直接接合することができる。このような場合には、前記光回路基板G3の導体ポスト402を導体部の配線部品側底面より形成する工程において、光回路基板106’’(少なくとも配線部品と接する面に導体層902を有する。)(図18(a))を用いて、レセプター構造用貫通孔104に、導体ポスト501を、光回路基板の光素子搭載面を突出するように充填して形成する(図18(b))。 Further, in the present invention, the projection of the optical element is not provided on the electrode of the optical element, and the electrode of the optical element and the receptor structure part in the optical circuit circuit board can be directly joined. In such a case, in the step of forming the conductor post 402 of the optical circuit board G3 from the bottom of the conductor part on the wiring component side, the optical circuit board 106 ″ (at least the conductor layer 902 is provided on the surface in contact with the wiring part). ) (FIG. 18A), the conductor post 501 is filled into the receptor structure through-hole 104 so as to protrude from the optical element mounting surface of the optical circuit board (FIG. 18B). .
次に、前記導体層902をエッチングすることにより除去する。さらに、好ましくは、光回路基板106’’のレセプター構造用貫通孔104に設けた導体ポスト(導体部)501上の配線部品のパッド部との接合部と、導体ポスト501上の光素子の電極との接合部とを、電気メッキなどにより金皮膜502a,502bを形成する(光回路基板(G4)503)(図18(c))。また、金属の拡散防止層としてニッケルなどを電解メッキで形成してから金皮膜502a,502bを形成しても良い。
ここでは、導体層902を全面除去したが、前記光回路基板(G3)と同様に、部分エッチングを行い、導体回路を形成しても良い。これにより、前記配線部品との接合面に、前記レセプター構造における導体部の導体ポストと電気的に接続された導体回路を形成することができる。
導体ポスト501としては、形成方法、材質、その構造について、前記光回路基板(G3)と同様である。
Next, the conductor layer 902 is removed by etching. Further, preferably, a joint portion between the pad portion of the wiring component on the conductor post (conductor portion) 501 provided in the receptor structure through-hole 104 of the optical circuit board 106 ″ and the electrode of the optical element on the conductor post 501. The gold films 502a and 502b are formed by electroplating or the like (optical circuit board (G4) 503) (FIG. 18C). Alternatively, the gold films 502a and 502b may be formed after nickel or the like is formed by electrolytic plating as a metal diffusion prevention layer.
Here, the conductor layer 902 is entirely removed, but the conductor circuit may be formed by performing partial etching in the same manner as the optical circuit board (G3). Thereby, the conductor circuit electrically connected with the conductor post of the conductor part in the said receptor structure can be formed in the joint surface with the said wiring component.
The conductor post 501 is the same as the optical circuit board (G3) in terms of formation method, material, and structure.
次に、上記で得られた光回路基板(G4)503を用いて、前記光回路基板503の前記配線部品との接合面の所定の位置に、前記同様にして、接着剤層504を形成する(図18(d))。接着剤層の形成方法としては、前記接着剤付き光回路基板G3と同様にして、接着剤を直接塗布する方法、接着剤ドライフィルムを仮圧着する方法が挙げられる。
このようにして、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッド部との電気導通をはかるためのレセプター構造を備え、前記レセプター構造内に、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッド部とを電気的に接合(金属接合)するための導体部が設けられた光回路基板において、前記導体部として、前記レセプター構造内における導体部として、光回路基板の光素子搭載面を突出した導体ポスト501が形成され、前記配線部品との接合面に、前記導電部材間を電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G4)505を得ることができる。
Next, using the optical circuit board (G4) 503 obtained above, an adhesive layer 504 is formed in the same manner as described above at a predetermined position on the joint surface of the optical circuit board 503 with the wiring component. (FIG. 18 (d)). Examples of the method for forming the adhesive layer include a method of directly applying an adhesive and a method of temporarily pressing an adhesive dry film in the same manner as the optical circuit board G3 with an adhesive.
Thus, in the optical waveguide layer 90 having the core portion and the clad portion, the optical waveguide layer 90 includes a receptor structure for electrical connection between the electrode of the optical element and the pad portion of the wiring component, and in the receptor structure, In the optical circuit board provided with the conductor part for electrically joining (metal joining) the electrode of the optical element and the pad part of the wiring component, as the conductor part, as the conductor part in the receptor structure A conductor post 501 protruding from the optical element mounting surface of the optical circuit board is formed, and an adhesive-attached optical circuit board having an adhesive layer electrically connecting the conductive members to the joint surface with the wiring component ( G4) 505 can be obtained.
上記レセプター構造内に、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッド部とを金属接合するための導体部が設けられた光回路基板(光回路基板G4)は、上記光回路基板G3と同様に、光素子搭載面に導体回路を有し、前記光回路基板を貫通し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路上に、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部が形成されていても良い。この場合、レセプター構造内に導体部を設ける工程において、光回路ベース基板(G1)106’’の代わりに、上記で得た光回路ベース基板(G2)305を用いて、以下同様にして、レセプター構造内の配線部品側底部より、導体ポストなどの導電体を光回路基板の光素子搭載面を突出するように充填することにより形成することができる(光回路基板(G4’)1201(図16(f))。さらに、上記同様にして、接着剤層を設けることにより、接着剤付き光回路基板(G4’)は1202を得ることができる(図16(f))。 An optical circuit board (optical circuit board G4) in which a conductor part for metal bonding the electrode of the optical element and the pad part of the wiring component is provided in the receptor structure is the same as the optical circuit board G3. In addition, a conductive circuit of the wiring component and a metal are provided on the conductive circuit so as to have a conductive circuit on the optical element mounting surface, penetrate the optical circuit board, and establish electrical conduction between the conductive circuit and the wiring component. A conductor portion for joining may be formed. In this case, in the step of providing the conductor portion in the receptor structure, the optical circuit base substrate (G2) 305 obtained above is used in place of the optical circuit base substrate (G1) 106 ″, and the same procedure is performed. It can be formed by filling a conductor such as a conductor post from the bottom of the wiring component side in the structure so as to protrude the optical element mounting surface of the optical circuit board (optical circuit board (G4 ′) 1201 (FIG. 16). (F)) Further, by providing an adhesive layer in the same manner as described above, the optical circuit board (G4 ′) with adhesive can obtain 1202 (FIG. 16F).
前記光回路基板において、固定用ガイドに相対するアライメント用穴を設ける場合、その方法としては、例えば、エキシマレーザーを用いたアブレーションによる方法、NCドリルを用いた精密穴あけ方法などが挙げられる。前記アライメント用穴の大きさとしては、径で、例えば500〜700μmなどが挙げられ、その誤差としては±0.5〜0.8μm程度が好ましい。 In the optical circuit board, when an alignment hole facing the fixing guide is provided, examples of the method include an ablation method using an excimer laser and a precision drilling method using an NC drill. The size of the alignment hole is, for example, 500 to 700 μm in diameter, and the error is preferably about ± 0.5 to 0.8 μm.
次に、配線部品について説明する。
本発明に用いる配線部品としては、光素子を搭載する際に、光素子の電極と配線部品の電気回路などの導電部材との電気導通をはかるための搭載部パッドが設けられているとともに、絶縁層と回路層とを有する回路基板が挙げられ、これを複数重ね合わせた多層回路基板で有ってもよく、リジッド回路基板及びフレキシブル回路基板などを用いることができる。前記配線部品は、少なくとも前記光素子搭載部が設けられているものであればよいが、電子部品が搭載されていても良い。また、前記配線部品としては、半導体素子の基板、コネクタなどの部品であっても良い。更には、前記配線部品としては、コンピューター、液晶ディスプレー、ゲーム機、カーナビゲーションシステム及び携帯電話などの電子機器用配線部品を用いることができる。
Next, wiring components will be described.
As the wiring component used in the present invention, when mounting the optical element, a mounting portion pad is provided for electrical conduction between the electrode of the optical element and a conductive member such as an electrical circuit of the wiring component, and insulation is provided. The circuit board which has a layer and a circuit layer is mentioned, The multilayer circuit board which overlap | superposed this may be sufficient, and a rigid circuit board, a flexible circuit board, etc. can be used. The wiring component only needs to be provided with at least the optical element mounting portion, but an electronic component may be mounted. The wiring component may be a component such as a semiconductor element substrate or a connector. Furthermore, wiring components for electronic devices such as computers, liquid crystal displays, game machines, car navigation systems and mobile phones can be used as the wiring components.
図28は、本発明に用いる配線部品の一例を示す断面図である。
図28(a)に示すように、配線部品601は、絶縁層を有するコア基板602に、ドリル機で開口された開口部603が形成されている。また、コア基板602の両表面には導体回路604が形成されている。
このとき、導体回路604には、光素子を搭載する際に、光素子の電極と配線部品の電気回路などの導電部材との電気導通をはかるための搭載部となるパッドが設けられている。配線部品の両面に、光回路基板を介して、光素子を搭載する場合は、配線部品の両面の導体回路に、上記パッドを設ければ良い。
また、開口部603の内部はメッキ処理されており、コア基板602の両表面の導体回路604が導通されている。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of a wiring component used in the present invention.
As shown in FIG. 28A, the wiring component 601 has an opening 603 that is opened by a drilling machine in a core substrate 602 having an insulating layer. Conductor circuits 604 are formed on both surfaces of the core substrate 602.
At this time, the conductor circuit 604 is provided with a pad serving as a mounting portion for electrical connection between the electrode of the optical element and a conductive member such as an electric circuit of the wiring component when the optical element is mounted. When the optical elements are mounted on both surfaces of the wiring component via the optical circuit board, the pads may be provided on the conductor circuits on both surfaces of the wiring component.
The inside of the opening 603 is plated, and the conductor circuits 604 on both surfaces of the core substrate 602 are conducted.
前記絶縁層としては、例えば、シアネート樹脂、環状オレフィン系樹脂、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂などの絶縁樹脂を用いた樹脂組成物より構成されるものを挙げることができる。特に、光素子を搭載する際に、寸法変化を小さくする上では、高耐熱性及び低線膨張率などの特性を有するシアネート樹脂及び/又はそのプレポリマーと、エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物を用いることが好ましい。 As said insulating layer, what is comprised from the resin composition using insulating resins, such as cyanate resin, cyclic olefin resin, a phenol resin, and an epoxy resin, can be mentioned, for example. In particular, when mounting an optical element, in order to reduce the dimensional change, a cyanate resin and / or a prepolymer thereof having characteristics such as high heat resistance and low linear expansion coefficient, and a resin composition containing an epoxy resin are used. It is preferable to use it.
このような配線板を製造する方法としては、図28を用いて説明すると、例えば、コア基板(例えばFR−4の両面銅箔)602に、ドリル機で開孔して開口部603を設けた後、無電解めっきにより、開口部603にメッキ処理を行い、コア基板602の両面の導通を図る。そして、前記銅箔をエッチングすることにより、光素子の導電部材と配線部品の導電部材との電気導通をはかるための搭載部となるパッドを含む導体回路604を形成する(図28(a))。
上記パッドは、その表面に、電気メッキなどにより、金皮膜605を形成することが好ましく(図28(b))、金属の拡散防止層としてニッケルなどを電解メッキで形成してから金皮膜を形成しても良い。
A method for manufacturing such a wiring board will be described with reference to FIG. 28. For example, the core substrate (for example, double-sided copper foil of FR-4) 602 is provided with an opening 603 by opening with a drilling machine. Thereafter, the opening 603 is plated by electroless plating so that both surfaces of the core substrate 602 are electrically connected. Then, by etching the copper foil, a conductor circuit 604 including a pad serving as a mounting portion for establishing electrical conduction between the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component is formed (FIG. 28A). .
It is preferable to form a gold film 605 on the surface of the pad by electroplating or the like (FIG. 28B), and after forming nickel or the like as a metal diffusion prevention layer by electrolytic plating, the gold film is formed. You may do it.
導体回路604の材質としては、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、導体回路の形成において、エッチングや剥離などの方法により除去可能であることが好ましく、前記エッチングにおいては、これに使用される薬液などに耐性を有するものが好ましい。そのような導体回路604の材質としては、例えば、銅、銅合金、42合金及びニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板及び銅合金板は、電解めっき品や圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、導体回路604として使用するのに最も好ましい。 The conductor circuit 604 may be made of any material as long as it is suitable for this manufacturing method. However, it is preferable that the conductor circuit 604 can be removed by a method such as etching or peeling in the formation of the conductor circuit. Are preferably resistant to the chemicals used in this. Examples of the material of the conductor circuit 604 include copper, copper alloy, 42 alloy, and nickel. In particular, the copper foil, the copper plate, and the copper alloy plate are most preferable for use as the conductor circuit 604 because not only electrolytic plated products and rolled products can be selected, but also various thicknesses can be easily obtained.
また、前記光回路基板において、接着剤層を設けたが、前記配線部品に前記接着剤層を設けても良い。その場合、上記で得た配線部品には、導体回路604を覆うように、コア基板602の前記光回路基板(このとき、接着剤層はない。)との接合面(片面又は両面)に、前記同様にして、接着剤層606を形成する(図28(c))。 Further, although the adhesive layer is provided in the optical circuit board, the adhesive layer may be provided on the wiring component. In that case, in the wiring component obtained above, on the bonding surface (one side or both sides) of the core substrate 602 with the optical circuit board (there is no adhesive layer at this time) so as to cover the conductor circuit 604, In the same manner as described above, an adhesive layer 606 is formed (FIG. 28C).
次に、光素子実装部品について、具体的な態様を用いて説明する。
<第1の態様(図19)>
第1の態様は、図19(c)または図19(d)に示すように、光素子を搭載するための光素子搭載部が設けられた配線部品と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層より構成され、前記光素子の導電部材と配線部品の導電部材との電気導通をはかるためのレセプター構造を備えた光回路基板とを、含んで構成される光素子実装用部品の、前記配線部品の光素子搭載部に、光素子が、前記光回路基板を介して搭載されたものであって、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッドとが、前記光素子の電極上に設けられた金属突起部が、前記レセプター構造内において、導体部として、直接に金属接合されるものである。
Next, the optical element mounting component will be described using specific embodiments.
<First Mode (FIG. 19)>
As shown in FIG. 19 (c) or FIG. 19 (d), the first mode is an optical component having a wiring component provided with an optical element mounting portion for mounting an optical element, a core portion, and a cladding portion. An optical element mounting component comprising a waveguide layer and comprising an optical circuit board having a receptor structure for conducting electrical conduction between the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component. An optical element is mounted on the optical element mounting portion of the wiring component via the optical circuit board, and the electrode of the optical element and the pad of the wiring component are on the electrode of the optical element. The provided metal protrusion is directly metal-bonded as a conductor in the receptor structure.
第1の態様に用いる光素子701としては、その電極上に、前記レセプター構造内において導体部となる金属突起部(バンプ)702を有するものである(図19(a))。金属突起部702の材質としては、金、銅、半田などが挙げられるが、金属接合方法により選択さる。 The optical element 701 used in the first embodiment has a metal protrusion (bump) 702 that becomes a conductor in the receptor structure on the electrode (FIG. 19A). Examples of the material of the metal protrusion 702 include gold, copper, solder, and the like, which are selected according to a metal bonding method.
前記光素子701について、図30を用いて詳細な例を説明すると、例えば、単一の受光部又は発光部を有する光素子では、受/発光部703側に、信号線接続用電極上に設けた金属突起部(導電部材)702aと、グラウンド接続用電極上に設けた金属突起部702bと、位置決め固定用金属突起部702cとを有するものが挙げられる(図30(a)、三方向より示す図。)。前記位置決め固定用突起部は、一つ設けることにより、光素子の位置決め及び固定が確実なものとなり、複数設けることもできる。また、光素子は、受光部又は発光部が複数有するものであっても良く、例えば、上記単一の受光部又は発光部を有する光素子が4つ並列したものであってもよい(図30(b))。前記受光部又は発光部が複数有する光素子は、光回路基板において、コア部を複数有するものに用いられ、コア部の数に応じて、受光部又は発光部の数も決定される。
金属突起部の大きさとしては、レセプター構造用貫通孔に納められ、前記配線部品のオパッドと、十分に金属接合できる程度の大きさを有していれば良い。金属突起部を複数有する場合、前記金属突起部間のピッチは、前記光素子の導電部材間のピッチに相当し、一般的には、125μm又は250μmであるが、数十μm程度であっても良い。
A detailed example of the optical element 701 will be described with reference to FIG. 30. For example, in an optical element having a single light receiving part or light emitting part, the optical element 701 is provided on the signal line connecting electrode on the light receiving / emitting part 703 side. The metal projection (conductive member) 702a, the metal projection 702b provided on the ground connection electrode, and the positioning and fixing metal projection 702c are exemplified (FIG. 30 (a), shown from three directions). Figure.) By providing one positioning fixing protrusion, positioning and fixing of the optical element can be ensured, and a plurality of positioning fixing protrusions can be provided. Further, the optical element may be a plurality of light receiving units or light emitting units. For example, four optical elements having the above single light receiving unit or light emitting unit may be arranged in parallel (FIG. 30). (B)). The plurality of optical elements included in the light receiving section or the light emitting section are used in an optical circuit board having a plurality of core sections, and the number of light receiving sections or light emitting sections is also determined according to the number of core sections.
As for the size of the metal protrusion, it is sufficient that the metal protrusion is accommodated in the receptor structure through-hole and has a size that allows sufficient metal bonding with the oppad of the wiring component. When there are a plurality of metal protrusions, the pitch between the metal protrusions corresponds to the pitch between the conductive members of the optical element, and is generally 125 μm or 250 μm, but it may be about several tens of μm. good.
次に、第1の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た光回路基板(G1)106と、ランド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、これらを位置合わせして重ね合わせて、光素子実装用部品(G1)704を得る(図19(b))。
前記位置あわせにおいては、受発光素子をレセプター構造用貫通孔に沿って搭載するパッシブ・アライメントが可能である。これにより、実装精度と実装スピードの両方を向上させることができる。
Next, an example of the manufacturing method of a 1st aspect is demonstrated.
First, the optical circuit board (G1) 106 obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on a land are prepared, these are aligned and overlapped, and an optical element mounting component (G1) is prepared. 704 is obtained (FIG. 19B).
In the alignment, passive alignment in which the light emitting / receiving elements are mounted along the through holes for the receptor structure is possible. Thereby, both mounting accuracy and mounting speed can be improved.
次に、上記金属突起部を有する光素子701に形成された金属突起部702を、光素子実装用部品(G1)704における光回路基板(G1)106に形成されたレセプター構造用貫通孔104に位置合わせして、所定の位置に納めて、金属突起部702が、金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)705を得る(図19(c))。 Next, the metal protrusion 702 formed on the optical element 701 having the metal protrusion is transferred to the receptor structure through-hole 104 formed on the optical circuit board (G1) 106 in the optical element mounting component (G1) 704. An optical element mounting component (G1) on which an optical element is mounted by performing ultrasonic bonding while applying weight so that the metal projection 702 is pressed against the gold film 605 after being aligned and placed in a predetermined position. ) 705 is obtained (FIG. 19C).
超音波接合の方法の具体例としては、例えば、金属突起部702を、レセプター構造用貫通孔104の所定の位置に納めた後、超音波接合装置を用いて、一般的には、周波数15kHzで、定格3000Wの電力で、1kN程度の加重をかけて、金属突起部702を、金皮膜605に押圧しながら、0.5秒間加振して接合を行うことができる。 As a specific example of the ultrasonic bonding method, for example, after the metal protrusion 702 is placed in a predetermined position of the receptor structure through-hole 104, an ultrasonic bonding apparatus is generally used at a frequency of 15 kHz. With a rated power of 3000 W, a weight of about 1 kN is applied, and the metal protrusion 702 is pressed against the gold film 605 and can be vibrated for 0.5 seconds to perform bonding.
また、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有する場合は、
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G1)108と、光素子搭載部パッド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G1)106に形成されたレセプター構造用貫通孔104と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせして重ね合わせて、光素子実装用部品(G1)704’を得る(図19(d))。このとき、接着剤層付き光回路基板(G1)108と、配線部品601’とは、前記接着剤層により仮圧着するが、仮圧着の条件としては、接着剤層付き光回路基板(G1)108における接着ドライフィルムの仮圧着条件と同様にして行うことができる。
In addition, in the case of having an adhesive layer on the joint surface between the optical circuit board and the wiring component,
First, the optical circuit board (G1) 108 with the adhesive layer obtained above and the wiring component 601 ′ in which the gold film 605 is formed on the optical element mounting portion pad are prepared and formed on the optical circuit board (G1) 106. The receptor structure through-hole 104 and the gold film 605 on the pad are aligned and overlapped to obtain an optical element mounting component (G1) 704 ′ (FIG. 19D). At this time, the optical circuit board (G1) 108 with an adhesive layer and the wiring component 601 'are temporarily pressure-bonded by the adhesive layer. As conditions for the temporary pressure bonding, the optical circuit board (G1) with an adhesive layer is used. It can be performed in the same manner as the temporary pressure bonding condition of the adhesive dry film in 108.
前記位置あわせにおいては、光素子をレセプター構造用貫通孔に沿って搭載するパッシブ・アライメントが可能である。これにより、実装精度と実装スピードの両方を向上させることができる。 In the alignment, passive alignment in which the optical element is mounted along the through hole for the receptor structure is possible. Thereby, both mounting accuracy and mounting speed can be improved.
次に、上記金属突起部を有する光素子701に形成された金属突起部702を、光素子実装用部品(G1)704における光回路基板(G1)106に形成されたレセプター構造用貫通孔104に位置合わせして、所定の位置に納めて、光回路基板(G1)106と、配線部品601’とを接着すると共に、光素子701の金属突起部702と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)705’を得る(図19(e))。 Next, the metal protrusion 702 formed on the optical element 701 having the metal protrusion is transferred to the receptor structure through-hole 104 formed on the optical circuit board (G1) 106 in the optical element mounting component (G1) 704. The optical circuit board (G1) 106 and the wiring component 601 ′ are adhered to each other, and the optical circuit board (G1) 106 and the wiring component 601 ′ are bonded, and the metal projection 702 of the optical element 701 and the optical element mounting portion of the wiring component 601 ′ are aligned. The pad is metal-bonded to obtain an optical element mounting component (G1) 705 ′ on which the optical element is mounted (FIG. 19E).
前記接着方法としては、所定の温度で加熱して接着することができる。接着温度としては、接着剤層中の半田粉の材料および樹脂の材料に応じて設定することができる。 As the bonding method, the bonding can be performed by heating at a predetermined temperature. The bonding temperature can be set according to the solder powder material and the resin material in the adhesive layer.
接着温度は、半田粉の溶融温度よりも高く、樹脂が溶融している温度とすることが好ましい。この観点では、接着温度を、100℃より高くすることが好ましく、120℃以上とすることがより好ましい。また、接着温度において、樹脂の溶融粘度が低いことが好ましく、この観点では、接着温度を、250℃以下とすることが好ましく、200℃以下とすることがより好ましい。また、樹脂の溶融粘度が低い領域を広げる観点で、接着温度を低くするとよいが、光回路基板及び光素子などの耐熱性を考慮し、設定することが望ましい。 The bonding temperature is preferably higher than the melting temperature of the solder powder and is a temperature at which the resin is melted. In this viewpoint, the bonding temperature is preferably higher than 100 ° C., more preferably 120 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that the melt viscosity of the resin is low at the bonding temperature. From this viewpoint, the bonding temperature is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or lower. In addition, from the viewpoint of expanding the region where the resin has a low melt viscosity, it is preferable to lower the bonding temperature, but it is desirable to set in consideration of the heat resistance of the optical circuit board and the optical element.
接着において、半田粉を金属突起部表面に押し流して、さらに効率よく移動させる観点では、接着時に所定の圧力で加圧するとよい。加圧圧力は、半田領域をさらに確実に形成する観点では、0MPa以上が好ましく、1MPa以上とすることがより好ましい。なお、接着剤層に意図的に加える圧力が0MPaであっても、接着剤層上に配置された部材の自重により、接着剤層に所定の圧力が加わっていてもよい。また、接続信頼性をさらに向上させる観点で、加圧圧力は、20MPa以下が好ましく、10MPa以下とするのがより好ましい。 In bonding, from the viewpoint of causing solder powder to flow onto the surface of the metal projection and moving it more efficiently, it is preferable to pressurize with a predetermined pressure during bonding. The pressurizing pressure is preferably 0 MPa or more, more preferably 1 MPa or more, from the viewpoint of more reliably forming the solder region. In addition, even if the pressure applied intentionally to the adhesive layer is 0 MPa, a predetermined pressure may be applied to the adhesive layer by the weight of the member disposed on the adhesive layer. Further, from the viewpoint of further improving the connection reliability, the pressure is preferably 20 MPa or less, and more preferably 10 MPa or less.
前記加熱により、接着剤層中の樹脂は、溶融する。また、接着剤層中の半田粉が溶融する。溶融した半田粉は、樹脂(不図示)中から、光素子701の金属突起部702と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとの上に自己整合的に移動する。半田粉が電極(金属突起部)及びパッドの導電部材の対向領域にセルフアライメントするため、光素子701の金属突起部702と配線部品601’の光素子搭載部パッドとの間の領域に、半田領域が形成される。 The resin in the adhesive layer is melted by the heating. Further, the solder powder in the adhesive layer is melted. The melted solder powder moves from a resin (not shown) in a self-aligned manner onto the metal protrusion 702 of the optical element 701 and the optical element mounting part pad of the wiring component 601 ′. Since the solder powder self-aligns with the electrode (metal protrusion) and the opposing region of the conductive member of the pad, solder is applied to the region between the metal protrusion 702 of the optical element 701 and the optical element mounting portion pad of the wiring component 601 ′. A region is formed.
また、樹脂中に存在するフラックス活性を有する硬化剤(図示せず)が、半田粉と上記導電部材との界面に効率よく移動するとともに、半田粉の表面の酸化膜を除去するため、半田領域と各導電部材とが直接金属接合されて、電気的に接続される。その後、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)705’を冷却することにより、接着剤層中の樹脂が硬化し、上記導電部材間が半田領域により接合された状態が維持される。 Further, a hardener (not shown) having a flux activity present in the resin efficiently moves to the interface between the solder powder and the conductive member, and also removes an oxide film on the surface of the solder powder. And each conductive member are directly metal-bonded and electrically connected. Thereafter, by cooling the optical element mounting component (G1) 705 'on which the optical element is mounted, the resin in the adhesive layer is cured, and the state in which the conductive members are joined by the solder region is maintained.
ここで、接着剤層として、接着剤ドライフィルムを用いると、接着時に所定の単一温度に加熱処理すればよく、光回路基板と配線部品との間を簡単に接着することができる。ただし、接着時の加熱処理は、単一温度での処理には限られず、たとえば、150℃で100秒加熱後、180℃で100秒加熱するステップキュアや、160℃で10秒熱圧着後、180℃で10分オーブン硬化させるポストキュアを行ってもよい。また、半田粉を構成する半田粒子の金属接合により、上記導電部材と接着剤層中の半田とが接続されるため、接続抵抗が低く、接続信頼性が高い。 Here, when an adhesive dry film is used as the adhesive layer, heat treatment may be performed at a predetermined single temperature at the time of bonding, and the optical circuit board and the wiring component can be easily bonded. However, the heat treatment at the time of bonding is not limited to treatment at a single temperature, for example, step cure after heating at 150 ° C. for 100 seconds and then heating at 180 ° C. for 100 seconds, or after thermocompression bonding at 160 ° C. for 10 seconds, You may perform the postcure which oven-cure at 180 degreeC for 10 minutes. Further, since the conductive member and the solder in the adhesive layer are connected by metal bonding of solder particles constituting the solder powder, the connection resistance is low and the connection reliability is high.
また、上記光素子実装用部品(G1)704’の製造においては、接着剤層付き光回路基板(G1)108と、配線部品601’とを、前記接着剤層により仮圧着を行ったが、ここで、上記光素子実装部品(G1)705における接着方法と同じ方法により、接着剤層付き光回路基板(G1)108と、配線部品601’とを、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子実装用部品(G1)704’を製造することができる。このとき、光素子搭載部パッド上の金皮膜605が、接着剤層107より露出するようにすることが望ましい。次に、光素子実装用部品(G1)704’のレセプター構造用貫通孔104に、光素子701を搭載し、前記光素子701の金属突起部702が、金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)705’を得ることもできる。 Further, in the manufacture of the optical element mounting component (G1) 704 ′, the optical circuit board (G1) 108 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ were temporarily bonded by the adhesive layer. Here, the optical circuit board (G1) 108 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are bonded to each other by the adhesive layer by the same method as the bonding method in the optical element mounting component (G1) 705 (main pressure bonding). Thus, an optical element mounting component (G1) 704 ′ can be manufactured. At this time, it is desirable that the gold film 605 on the optical element mounting portion pad is exposed from the adhesive layer 107. Next, the optical element 701 is mounted in the receptor structure through-hole 104 of the optical element mounting component (G1) 704 ′, and the metal protrusion 702 of the optical element 701 is loaded so as to be pressed by the gold film 605. It is also possible to obtain an optical element mounting component (G1) 705 ′ on which an optical element is mounted by applying ultrasonic bonding while applying.
超音波接合の方法の具体例としては、例えば、金属突起部702を、レセプター構造用貫通孔104の所定の位置に納めた後、上記同様の条件で接合を行うことができる。 As a specific example of the ultrasonic bonding method, for example, after the metal protrusion 702 is placed in a predetermined position of the receptor structure through-hole 104, bonding can be performed under the same conditions as described above.
上記説明においては、接着剤層付き光回路基板を用いる方法を説明したが、配線部品601’、接着剤ドライフィルム(接着剤層)、光回路基板(G1)106及び光素子701を、順に、所定の位置に重ね合わせ、上記同様の接着を行い、光回路基板(G1)106と、配線部品601’とを接着すると共に、光素子701の金属突起部702と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)705’を得ることができる。また、接着剤層付き配線部品を用いても良い。 In the above description, the method using the optical circuit board with the adhesive layer has been described. However, the wiring component 601 ′, the adhesive dry film (adhesive layer), the optical circuit board (G1) 106, and the optical element 701 are sequentially arranged. The optical circuit board (G1) 106 and the wiring component 601 ′ are bonded together, and the metal projection 702 of the optical element 701 and the optical element of the wiring component 601 ′ are superposed at predetermined positions and bonded in the same manner as described above. An optical element mounting component (G1) 705 ′ on which an optical element is mounted can be obtained by metal bonding the mounting portion pad. Moreover, you may use wiring components with an adhesive layer.
本発明に用いる接着剤層(接着剤ドライフィルム)は、被接着物との密着性に優れるとともに、導電部材間の電気的な接続信頼性に優れた構成となっている。また、本発明に用いる接着剤層(接着剤ドライフィルム)は、被接着物中の導電部材の接合面積が小さい場合にも確実に接合することができ、半田粉が導電部材の対向領域にセルフアライメントし、半田領域を介して接続されるため、導電部材間の位置あわせにおける僅かなズレを許容することができる。
接着剤層は、接着後の状態において、樹脂および樹脂を貫通する半田領域を有する。樹脂中には、フラックス活性を有する硬化剤が残存していてもしていなくてもよい。
The adhesive layer (adhesive dry film) used in the present invention is excellent in adhesiveness with an adherend and has an excellent electrical connection reliability between conductive members. In addition, the adhesive layer (adhesive dry film) used in the present invention can be reliably bonded even when the bonding area of the conductive member in the adherend is small, and the solder powder is self-adhering to the opposing region of the conductive member. Since alignment is performed and the connection is made through the solder region, a slight deviation in alignment between the conductive members can be allowed.
The adhesive layer has a resin and a solder region that penetrates the resin in a state after bonding. A curing agent having flux activity may or may not remain in the resin.
<第2の態様(図20)>
第2の態様は、図20(c)または図20(e)に示すように、第1の態様において、光回路基板が、光素子搭載面に導体回路を有し、前記光回路基板を貫通し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路上に、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部が形成された光回路基板(G2)305を用いたもので、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッドとが、前記光素子の電極上に設けられた金属突起部(導電部材)が、前記レセプター構造内において、導体部として、直接に金属接合されるとともに、前記光素子搭載面に形成された導体回路上に前記光回路基板を貫通し、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部(導電部材)と、それに対応する配線部品の導電部材とが、金属接合されるものである。
第2の態様に用いる光素子801としては、第1の態様で用いるものと同様の、前記レセプター構造内において導体部となる金属突起部(バンプ)(導電部材)802を有するものを用いることができる(図20(a))。
<Second Mode (FIG. 20)>
As shown in FIG. 20 (c) or FIG. 20 (e), the second mode is the first mode, wherein the optical circuit board has a conductor circuit on the optical element mounting surface and penetrates the optical circuit board. In order to establish electrical continuity between the conductor circuit and the wiring component, an optical circuit board (G2) 305 in which a conductor portion for metal bonding with a conductive member of the wiring component is formed on the conductor circuit is used. The metal projection (conductive member) provided on the electrode of the optical element and the electrode of the optical element and the pad of the wiring component are directly connected as a conductor part in the receptor structure. A conductor portion (conductive member) for metal-bonding, penetrating the optical circuit board on the conductor circuit formed on the optical element mounting surface, and metal-bonding to the conductive member of the wiring component, and corresponding to it The conductive member of the wiring component is metal-bonded It is intended.
As the optical element 801 used in the second mode, one having a metal projection (bump) (conductive member) 802 that becomes a conductor in the receptor structure, similar to the one used in the first mode, is used. (FIG. 20A).
次に、第2の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た光回路基板(G2)305と、光素子搭載用のランド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G2)305に形成されたレセプター構造用貫通孔104と、ランド上の金皮膜605とを位置合わせするとともに、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品のパッドとを金属接合するための導体部としての導体ポスト302と、それに対応する配線部品のパッド(図示せず。)とを位置合わせして、加重をかけながら、重ね合わせて、超音波接合により、前記光回路基板を貫通し前記配線部品のパッドとを金属接合するため導体ポスト302と、それに対応する配線部品のパッドとを、金属接合して、光素子実装用部品(G2)803を得る(図20(c))。
Next, an example of the manufacturing method of the second aspect will be described.
First, the optical circuit board (G2) 305 obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on a land for mounting an optical element are prepared, and the receptor formed on the optical circuit board (G2) 305 is prepared. A conductor post 302 as a conductor portion for aligning the structural through-hole 104 and the gold film 605 on the land, penetrating the optical circuit board and metal-bonding the pad of the wiring component, and The corresponding wiring component pads (not shown) are aligned, overlapped while being applied with weight, and metal bonded to the wiring component pads penetrating the optical circuit board by ultrasonic bonding. Therefore, the conductor post 302 and the corresponding wiring component pad are metal-bonded to obtain the optical element mounting component (G2) 803 (FIG. 20C).
次に、上記金属突起部を有する光素子801の金属突起部802と、光素子実装用部品(G2)803に形成されたレセプター構造用貫通孔104とを位置合わせして、所定の位置に収めて、金属突起部802が、金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G2)804を得る(図20(d))。
このときの加重及び超音波接合の条件は、第1の態様と同様である。
Next, the metal protrusion 802 of the optical element 801 having the metal protrusion and the receptor structure through-hole 104 formed in the optical element mounting component (G2) 803 are aligned and stored in a predetermined position. Then, while applying a weight so that the metal protrusion 802 is pressed against the gold film 605, ultrasonic bonding is performed to obtain an optical element mounting component (G2) 804 on which the optical element is mounted (FIG. 20D). ).
The weighting and ultrasonic bonding conditions at this time are the same as in the first aspect.
なお、上記説明では、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品のパッドとを金属接合するため導体部と、それに対応する配線部品のパッドとを金属接合して、光素子実装用部品(G2)803を形成した後に、光素子を搭載する方法を説明したが、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品のパッドとを金属接合するため導体ポスト302と、それに対応する配線部品のパッドとの位置合わせと、上記金属突起部を有する光素子801の金属突起部802と、光素子実装用部品(G2)803に形成されたレセプター構造用貫通孔104との位置合わせをして、所定の位置に納めることを同時に行って、一括して、超音波接合により金属接合を行っても良い。 In the above description, the optical element mounting component (G2) is formed by metal-connecting the conductor portion and the corresponding wiring component pad through the optical circuit board and metal-bonding the wiring component pad. ) The method of mounting the optical element after forming 803 has been described. However, the conductor post 302 and the corresponding wiring component pad that penetrate the optical circuit board and metal-bond the pad of the wiring component are described. And aligning the metal protrusion 802 of the optical element 801 having the metal protrusion and the receptor structure through-hole 104 formed in the optical element mounting component (G2) 803, and It is also possible to perform metal bonding by ultrasonic bonding all at once at the same time.
また、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有する場合は、
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G2)307と、光素子搭載部パッド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G2)305に形成されたレセプター構造用貫通孔104と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせするとともに、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品の前記パッド以外の導電部材とを金属接合するための導体部としての導体ポスト302と、それに対応する配線部品の前記パッド以外の導電部材(図示せず。)とを位置合わせして重ね合わせて、光素子実装用部品(G2)803’を得る(図20(d))。このとき、接着剤層付き光回路基板(G2)307と、配線部品601’とは、光素子実装用部品(G1)704’と同様にして、前記接着剤層により仮圧着する。
In addition, in the case of having an adhesive layer on the joint surface between the optical circuit board and the wiring component,
First, the optical circuit board (G2) 307 with the adhesive layer obtained above and the wiring component 601 ′ in which the gold film 605 is formed on the optical element mounting portion pad are prepared and formed on the optical circuit board (G2) 305. Conductor portion for aligning the receptor structure through-hole 104 and the gold film 605 on the pad, and penetrating the optical circuit board and metal-connecting the conductive member other than the pad of the wiring component As shown in FIG. 20, the conductor post 302 and a conductive member (not shown) other than the pad of the wiring component corresponding thereto are aligned and overlapped to obtain an optical element mounting component (G2) 803 ′ (FIG. 20). (D)). At this time, the optical circuit board (G2) 307 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are temporarily bonded by the adhesive layer in the same manner as the optical element mounting component (G1) 704 ′.
次に、上記金属突起部を有する光素子801の金属突起部802と、光素子実装用部品(G2)803’における光回路基板(G2)305に形成されたレセプター構造用貫通孔104とを位置合わせして、所定の位置に収めて、光回路基板(G2)305と、配線部品601’とを接着すると共に、光素子801の金属突起部802と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合し、また、前記光回路基板を貫通し前記配線部品の導電部材とを金属接合するため導体ポスト302と、それに対応する配線部品の前記パッド以外の導電部材とを、金属接合して、光素子が搭載された光素子実装部品(G2)804’を得る(図20(e))。
このときの接着方法は、第1の態様と同様である。
Next, the metal protrusion 802 of the optical element 801 having the metal protrusion and the receptor structure through-hole 104 formed in the optical circuit board (G2) 305 in the optical element mounting component (G2) 803 ′ are positioned. In addition, the optical circuit board (G2) 305 and the wiring component 601 ′ are bonded together in a predetermined position, and the metal protrusion 802 of the optical element 801 and the optical element mounting portion pad of the wiring component 601 ′ are bonded. In addition, the conductor post 302 and the corresponding conductive member other than the pad of the wiring component are metal-bonded to each other and to metal-connect the conductive member of the wiring component penetrating the optical circuit board. Thus, an optical element mounting component (G2) 804 ′ on which the optical element is mounted is obtained (FIG. 20E).
The bonding method at this time is the same as in the first embodiment.
また、上記光素子実装用部品(G2)803’の製造においては、接着剤層付き光回路基板(G2)307と、配線部品601’とを、前記接着剤層により仮圧着を行ったが、ここで、第1の態様における接着方法と同じ方法により、接着剤層付き光回路基板(G2)307と、配線部品601’とを、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子実装用部品(G2)803’を製造することができる。このとき、光素子搭載部パッド(導電部材)上の金皮膜605が、接着剤層306より露出するようにすることが望ましい。次に、光素子実装用部品(G2)803’のレセプター構造用貫通孔104に、光素子801を搭載し、前記光素子801の金属突起部802が、金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G2)804’を得ることもできる。超音波接合方法については、前述の通りである。 Further, in the production of the optical element mounting component (G2) 803 ′, the optical circuit board (G2) 307 with an adhesive layer and the wiring component 601 ′ were temporarily bonded with the adhesive layer. Here, the optical circuit board (G2) 307 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are bonded (main press-bonding) with the adhesive layer by the same method as the bonding method in the first aspect. A component mounting component (G2) 803 ′ can be manufactured. At this time, it is desirable that the gold film 605 on the optical element mounting portion pad (conductive member) is exposed from the adhesive layer 306. Next, the optical element 801 is mounted in the receptor structure through-hole 104 of the optical element mounting component (G2) 803 ′, and the metal protrusion 802 of the optical element 801 is loaded so as to be pressed by the gold film 605. It is also possible to obtain an optical element mounting component (G2) 804 ′ on which an optical element is mounted by applying ultrasonic bonding while applying the above. The ultrasonic bonding method is as described above.
なお、上記説明においては、接着剤層付き光回路基板を用いる方法を説明したが、配線部品601’、接着剤ドライフィルム(接着剤層)、光回路基板(G2)305及び光素子801を、順に、所定の位置に重ね合わせ、上記同様の接着を行い、光回路基板(G2)305と、配線部品601’とを接着すると共に、光素子801の金属突起部802と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合し、また、前記光回路基板を貫通し前記配線部品の導電部材とを金属接合するため導体ポスト302と、それに対応する配線部品の導電部材とを、金属接合して、光素子が搭載された光素子実装部品(G2)804’を得ることができる。また、接着剤層付き配線部品を用いても良い。 In the above description, the method using the optical circuit board with the adhesive layer has been described. However, the wiring component 601 ′, the adhesive dry film (adhesive layer), the optical circuit board (G2) 305, and the optical element 801 are In order, the optical circuit board (G2) 305 and the wiring component 601 ′ are bonded together, and the metal protrusion 802 of the optical element 801 and the wiring component 601 ′ are overlapped. An optical element mounting portion pad is metal-bonded, and the conductor post 302 and the corresponding wiring component conductive member are metal-bonded to penetrate the optical circuit board and metal-connect the conductive member of the wiring component. Thus, an optical element mounting component (G2) 804 ′ on which the optical element is mounted can be obtained. Moreover, you may use wiring components with an adhesive layer.
上記態様とは別に、本発明においては、電極(導電部材)上の金属突起部を有しない光素子を用いることができる。そのような態様として、第3の態様及び第4の態様について説明する。 In addition to the above aspect, in the present invention, an optical element having no metal protrusion on the electrode (conductive member) can be used. As such an aspect, a 3rd aspect and a 4th aspect are demonstrated.
第3の態様としては、少なくとも配線部品接合面の面側に導体層を有する光導波路構造体9を用いて、上記同様にして得られた光回路基板(G1)106’’(図21(a))を用いることができる。このとき、導体層は少なくともレセプター構造用貫通孔104を覆うように設けられていれば良い。
まず、光回路基板(G1)106’’を用意し(図21(a))、次に、前記レセプター構造内にスタッドバンプ1302を形成し(図21(b))、次に、前記導体層1301をエッチングし全面除去して、スタッドバンプを有する光回路基板(G1’)1303を得る(図21(c))。このとき、前記金属板1301を部分的に除去して回路を形成しても良い。
As a third aspect, an optical circuit board (G1) 106 ″ (FIG. 21 (a) obtained in the same manner as described above using an optical waveguide structure 9 having a conductor layer at least on the surface side of the wiring component bonding surface. )) Can be used. At this time, the conductor layer may be provided so as to cover at least the receptor structure through-hole 104.
First, an optical circuit board (G1) 106 ″ is prepared (FIG. 21A), then stud bumps 1302 are formed in the receptor structure (FIG. 21B), and then the conductor layer is formed. The entire surface 1301 is removed by etching to obtain an optical circuit board (G1 ′) 1303 having stud bumps (FIG. 21C). At this time, the circuit may be formed by partially removing the metal plate 1301.
上記スタッドバンプの形成方法としては、ワイヤーボンダーなどを利用して、金ワイヤを熱圧着法(ボールボンディング法)で電極パッドに接続してネイルヘッドを形成し、その後、このネイルヘッドの付け根部分でワイヤを切断して形成する突起電極を幾段も重ねて形成する方法が挙げられる。 As a method for forming the stud bump, a wire bonder or the like is used to form a nail head by connecting a gold wire to an electrode pad by a thermocompression bonding method (ball bonding method), and then at the base of the nail head. There is a method in which protruding electrodes formed by cutting a wire are stacked in layers.
次に、接着剤層を設ける場合は、スタッドバンプを有する光回路基板(G1’)1303を用いて、光回路基板(G1’)1303の前記配線部品との接合面の所定の位置に、接着剤層1304を形成する(図21(d))。
接着剤層の形成方法としては、前記接着剤付き光回路基板G1と同様にして、接着剤を直接塗布する方法、接着剤ドライフィルムを仮圧着する方法が挙げられる。
このようにして、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造と、前記レセプター構造内に、前記電気導通をはかるための導電部材としてのスタッドバンプを備え、前記配線部品との接合面に、前記導電部材間を電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G1’)1305を得ることができる。
Next, when an adhesive layer is provided, an optical circuit board (G1 ′) 1303 having stud bumps is used to bond the optical circuit board (G1 ′) 1303 to a predetermined position on the joint surface with the wiring component. An agent layer 1304 is formed (FIG. 21D).
Examples of the method for forming the adhesive layer include a method of directly applying an adhesive and a method of temporarily pressing an adhesive dry film in the same manner as the optical circuit board G1 with an adhesive.
In this manner, in the optical waveguide layer 90 having the core portion and the cladding portion, a receptor structure for establishing electrical conduction between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component, and the electric structure in the receptor structure. An adhesive-equipped optical circuit board (G1 ′) 1305 having a stud bump as a conductive member for conducting electricity and having an adhesive layer electrically connecting the conductive members on the joint surface with the wiring component Obtainable.
次に、上記で得た接着剤付き光回路基板(G1’)1305と、光素子搭載部パッド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G1’)1305に形成されたスタッドバンプ1302と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせするとともに、重ね合わせて、光素子実装用部品(G1’)1306を得る(図21(e))。このとき、接着剤層付き光回路基板(G1’)1305と、配線部品601’とは、光素子実装用部品(G1)704’と同様にして、前記接着剤層により仮圧着する。また、このとき、スタッドバンプと金皮膜との接合をより確実にするために、超音波接合を行っても良い。 Next, an optical circuit board with adhesive (G1 ′) 1305 obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on the optical element mounting portion pad are prepared, and an optical circuit board (G1 ′) 1305 is prepared. The stud bump 1302 formed in the above and the gold film 605 on the pad are aligned and overlapped to obtain an optical element mounting component (G1 ′) 1306 (FIG. 21E). At this time, the optical circuit board (G1 ') 1305 with the adhesive layer and the wiring component 601' are temporarily pressure-bonded with the adhesive layer in the same manner as the optical element mounting component (G1) 704 '. Further, at this time, ultrasonic bonding may be performed in order to ensure the bonding between the stud bump and the gold film.
次に、光素子1307の電極を、光素子実装用部品(G1’)1306における光回路基板106に形成されたレセプター構造における突出したスタッドバンプ1302に位置合わせして、光素子1307の電極が、スタッドバンプ1302に押圧されるように加重をかけながら、上記同様にして超音波接合を行い、光素子1307の電極とスタッドバンプ1302とを金属接合し、第1の態様における接着方法と同じ方法により、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子が搭載された光素子実装部品(G1’)1308を得る(図21(f))。
光素子1307としては、前記態様のように、電極(導電部材)上の金属突起部を形成しておく必要はなく、電気接続するための導電部材を有していれば良い。
Next, the electrode of the optical element 1307 is aligned with the protruding stud bump 1302 in the receptor structure formed on the optical circuit board 106 in the optical element mounting component (G1 ′) 1306, and the electrode of the optical element 1307 is While applying a weight so as to be pressed against the stud bump 1302, ultrasonic bonding is performed in the same manner as described above, and the electrode of the optical element 1307 and the stud bump 1302 are bonded to each other by the same method as the bonding method in the first mode. Then, bonding (main pressure bonding) is performed with the adhesive layer to obtain an optical element mounting component (G1 ′) 1308 on which the optical element is mounted (FIG. 21F).
The optical element 1307 does not need to have a metal protrusion on the electrode (conductive member) as in the above embodiment, and may have a conductive member for electrical connection.
第4の態様としては、上記で得られた、光導波路層90にレセプター構造用貫通孔104を備え、前記光素子搭載面に導体回路303を有し、該導体回路303と配線部品との電気導通をはかるため、該導体回路303上に、前記光導波路層90を貫通し、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部302が形成を設けた光回路基板(G2)305を用いることができる。 As a fourth aspect, the optical waveguide layer 90 obtained as described above is provided with a through hole 104 for receptor structure, a conductor circuit 303 is provided on the optical element mounting surface, and the electrical connection between the conductor circuit 303 and the wiring component is provided. In order to conduct electricity, an optical circuit board (G2) 305 provided on the conductor circuit 303 is provided with a conductor portion 302 that penetrates the optical waveguide layer 90 and is metal-bonded to the conductive member of the wiring component. be able to.
第4の態様の製造方法としては、第3の態様と同様の方法により製造することができ、まず、光回路基板(G2)305のレセプター構造内にスタッドバンプ1401を形成し、スタッドバンプを有する光回路基板(G2’)1402を得る(図22(a))。スタッドバンプの形成方法としては、前記光回路基板(G2)305において、前記導体層901をエッチングして、導体回路303を形成する前に、前記導体層901上に上記同様にしてスタッドバンプを形成する方法、両面に導体層を有する光導波路構造体9を用いて、光素子搭載側の面に導体回路303を形成した前記光回路基板(G2)305を製造し、その際、配線部品接合面の面側の少なくともレセプター構造用貫通孔104を覆うように導体層を残しておいて、上記同様にスタッドバンプを形成する方法が挙げられる。 The manufacturing method of the fourth aspect can be manufactured by the same method as the third aspect. First, the stud bump 1401 is formed in the receptor structure of the optical circuit board (G2) 305, and the stud bump is provided. An optical circuit board (G2 ′) 1402 is obtained (FIG. 22A). As a method for forming the stud bump, the stud bump is formed on the conductor layer 901 in the same manner as described above before the conductor layer 901 is etched in the optical circuit board (G2) 305 to form the conductor circuit 303. The optical circuit board (G2) 305 in which the conductor circuit 303 is formed on the surface on the optical element mounting side using the optical waveguide structure 9 having the conductor layers on both sides is manufactured. There is a method of forming a stud bump in the same manner as described above, leaving a conductor layer so as to cover at least the receptor structure through-hole 104 on the surface side.
次に、スタッドバンプを有する光回路基板(G2’)1402を用いて、光回路基板(G2’)1402の前記配線部品との接合面の所定の位置に、接着剤層1403を形成して、コア部とクラッド部とを有する光導波路層90において、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造と、前記レセプター構造内に、前記電気導通をはかるための導電部材としてのスタッドバンプを備え、前記配線部品との接合面に、前記導電部材間を電気的に接続する接着剤層を有する接着剤付き光回路基板(G2’)1404を得ることができる(図22(b))。 Next, using an optical circuit board (G2 ′) 1402 having a stud bump, an adhesive layer 1403 is formed at a predetermined position on the bonding surface of the optical circuit board (G2 ′) 1402 with the wiring component, In an optical waveguide layer 90 having a core portion and a cladding portion, a receptor structure for conducting electrical conduction between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component, and for conducting the electrical conduction in the receptor structure An adhesive-equipped optical circuit board (G2 ′) 1404 having a stud bump as a conductive member and having an adhesive layer electrically connecting the conductive members on the joint surface with the wiring component can be obtained ( FIG. 22 (b)).
次に、上記で得た接着剤付き光回路基板(G2’)1404と、光素子搭載部パッド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G2’)1402に形成されたスタッドバンプ1401と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせするとともに、重ね合わせて、光素子実装用部品(G2’)1405を得る(図22(c))。 Next, an optical circuit board with adhesive (G2 ′) 1404 obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on an optical element mounting portion pad are prepared, and an optical circuit board (G2 ′) 1402 is prepared. The stud bump 1401 formed in the above and the gold film 605 on the pad are aligned and overlapped to obtain an optical element mounting component (G2 ′) 1405 (FIG. 22C).
次に、光素子1406の電極を、光素子実装用部品(G2’)1405における光回路基板106に形成されたレセプター構造における突出したスタッドバンプ1401に位置合わせして、光素子1406の電極が、スタッドバンプ1401に押圧されるように加重をかけながら、上記同様にして超音波接合を行い、光素子1401の電極とスタッドバンプ1401とを金属接合し、第1の態様における接着方法と同じ方法により、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子が搭載された光素子実装部品(G2’)1407を得る(図22(d))。
光素子1406としては、前記態様のように、電極(導電部材)上の金属突起部を形成しておく必要はなく、電気接続するための導電部材を有していれば良い。
Next, the electrode of the optical element 1406 is aligned with the protruding stud bump 1401 in the receptor structure formed on the optical circuit board 106 in the optical element mounting component (G2 ′) 1405, and the electrode of the optical element 1406 is While applying a weight so as to be pressed against the stud bump 1401, ultrasonic bonding is performed in the same manner as described above, and the electrode of the optical element 1401 and the stud bump 1401 are metal-bonded by the same method as the bonding method in the first aspect. Then, adhesion (main pressure bonding) is performed with the adhesive layer to obtain an optical element mounting component (G2 ′) 1407 on which the optical element is mounted (FIG. 22D).
The optical element 1406 does not need to have a metal protrusion on the electrode (conductive member) as in the above embodiment, and may have a conductive member for electrical connection.
次に、第5の態様の製造方法の一例を説明する。
<第5の態様(図23)>
第5の態様は、図23(c)または図23(e)に示すように、光素子を搭載するための光素子搭載部が設けられた配線部品と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層より構成され、前記光素子の導電部材と配線部品の導電部材との電気導通をはかるためのレセプター構造を備えた光回路基板とを、含んで構成される光素子実装用部品の、前記配線部品の光素子搭載部に、光素子を、前記光回路基板を介して搭載されたものであって、前記光素子の導電部材と、前記配線部品の導電部材とが、前記レセプター構造内において、導体部として、前記レセプター構造内に形成された導体ポストを含んで金属接合されるものである。第5の態様においては、導体ポスト402が、導体部配線部品側底面より部分的に形成されたものであり、前記レセプター構造内における導体部としては、部分的に形成された導体ポスト402と、前記光素子の電極上に設けられた金属突起部906とにより形成されるものである。これにより、導体部の高さを十分に確保できることから、より金属接合性が向上するものである。
Next, an example of the manufacturing method of the fifth aspect will be described.
<5th aspect (FIG. 23)>
As shown in FIG. 23 (c) or FIG. 23 (e), the fifth mode is an optical device having a wiring component provided with an optical element mounting portion for mounting an optical element, a core portion, and a cladding portion. An optical element mounting component comprising a waveguide layer and comprising an optical circuit board having a receptor structure for conducting electrical conduction between the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component. An optical element is mounted on the optical element mounting portion of the wiring component via the optical circuit board, and the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component are within the receptor structure. As a conductor portion, a metal post including a conductor post formed in the receptor structure is bonded. In the fifth aspect, the conductor post 402 is partially formed from the bottom surface on the conductor part wiring component side, and as the conductor part in the receptor structure, a partially formed conductor post 402, It is formed by a metal protrusion 906 provided on the electrode of the optical element. Thereby, since the height of a conductor part can fully be ensured, metal bondability improves more.
第5の態様に用いる光素子としては、光素子の電極上に形成される金属突起部(バンプ)906を用いることが好ましいが、前記レセプター構造内の導体部として、金属接合性が十分に確保できる高さを有していれば良い(図23(a))。 As the optical element used in the fifth aspect, it is preferable to use metal protrusions (bumps) 906 formed on the electrodes of the optical element. However, sufficient metal bondability is ensured as the conductor part in the receptor structure. What is necessary is just to have the height which can be performed (FIG. 23 (a)).
次に、第5の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た光回路基板(G3)405と、光素子搭載用のパッド上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G3)405に形成されたレセプター構造における導体ポスト402上の配線部品との金属接合部(金皮膜403b)と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせして、前記レセプター構造における金属接合部(金皮膜403b)が金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子実装用部品(G3)903を得る(図23(b))。
Next, an example of the manufacturing method of the fifth aspect will be described.
First, the optical circuit board (G3) 405 obtained above and a wiring component 601 ′ having a gold film 605 formed on a pad for mounting an optical element are prepared, and the receptor formed on the optical circuit board (G3) 405 is prepared. The metal joint (gold film 403b) with the wiring component on the conductor post 402 in the structure is aligned with the gold film 605 on the pad, and the metal joint (gold film 403b) in the receptor structure becomes the gold film 605. Ultrasonic bonding is performed while applying a weight so as to be pressed to obtain an optical element mounting component (G3) 903 (FIG. 23B).
次に、上記金属突起部を有する光素子905の金属突起部906を、光素子実装用部品(G3)903に形成されたレセプター構造における導体ポスト402(金皮膜403a)に位置合わせして、所定の位置に収めて、金属突起部906が、レセプター構造における金皮膜403aに押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G3)904を得る(図23(d))。
このときの加重及び超音波接合の条件は、第1の態様と同様である。
Next, the metal protrusion 906 of the optical element 905 having the metal protrusion is aligned with the conductor post 402 (gold film 403a) in the receptor structure formed on the optical element mounting component (G3) 903, and a predetermined amount is obtained. The optical projection mounting component (G3) 904 on which the optical element is mounted is obtained by performing ultrasonic bonding while applying a weight so that the metal protrusion 906 is pressed against the gold film 403a in the receptor structure. Is obtained (FIG. 23 (d)).
The weighting and ultrasonic bonding conditions at this time are the same as in the first aspect.
なお、上記説明では、前記光回路基板と前記配線部品のパッドとを金属接合して、光素子実装用部品(G3)903を形成した後に、光素子を搭載する方法を説明したが、前記光回路基板と前記配線部品と光素子とを同時に位置合わせして、一括して、超音波接合により金属接合を行っても良い。 In the above description, the method of mounting the optical element after forming the optical element mounting component (G3) 903 by metal bonding the optical circuit board and the pad of the wiring component has been described. The circuit board, the wiring component, and the optical element may be aligned at the same time, and metal bonding may be performed collectively by ultrasonic bonding.
また、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有する場合は、
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G3)407と、光素子搭載用のパッド(導電部材)上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G3)405に形成されたレセプター構造における導体ポスト(導電部材)402上の配線部品との金属接合部(金皮膜403b)と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせして、重ね合わせて、光素子実装用部品(G3)903’を得る(図23(d))。
このとき、接着剤層付き光回路基板(G3)407と、配線部品601’とは、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子実装用部品(G3)903’を製造することができる。接着方法としては、第1の態様と同様である。
In addition, in the case of having an adhesive layer on the joint surface between the optical circuit board and the wiring component,
First, an optical circuit board (G3) 407 with an adhesive layer obtained above and a wiring component 601 ′ having a gold film 605 formed on a pad (conductive member) for mounting an optical element are prepared. G3) The metal joint (gold film 403b) with the wiring component on the conductor post (conductive member) 402 in the receptor structure formed on 405 and the gold film 605 on the pad are aligned and overlapped, An optical element mounting component (G3) 903 ′ is obtained (FIG. 23D).
At this time, the optical circuit board (G3) 407 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are bonded (main press-bonding) with the adhesive layer to manufacture the optical element mounting component (G3) 903 ′. be able to. The bonding method is the same as in the first aspect.
また、上記光素子実装用部品(G3)903’の製造においては、接着剤層付き光回路基板(G3)407と、配線部品601’とを、前記接着剤層により本圧着を行ったが、ここで、上記接着剤層の仮圧着方法と同じ方法により、予め接着剤層付き光回路基板(G3)407と、配線部品601’とを、前記接着剤層により接着(仮圧着)を行って、光素子実装用部品(G1)903’を製造しておき、光素子実装の際に本圧着を行うこともできる。 Further, in the production of the optical element mounting component (G3) 903 ′, the optical circuit board (G3) 407 with an adhesive layer and the wiring component 601 ′ were subjected to main pressure bonding with the adhesive layer. Here, the adhesive layer-attached optical circuit board (G3) 407 and the wiring component 601 ′ are previously bonded (temporary pressure bonding) with the adhesive layer by the same method as the adhesive layer temporary pressing method. The optical element mounting component (G1) 903 ′ can be manufactured, and the main pressure bonding can be performed when mounting the optical element.
次に、上記金属突起部を有する光素子905の金属突起部906を、光素子実装用部品(G3)903’における光回路基板405に形成されたレセプター構造における導体ポスト402(金皮膜403a)に位置合わせして、所定の位置に収めて、金属突起部906が、レセプター構造における金皮膜403aに押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子905の金属突起部906と導体ポスト402(金皮膜403a)とを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G3)904’を得る(図23(c))。
超音波接合の方法としては、第1の態様と同様である。
Next, the metal protrusion 906 of the optical element 905 having the metal protrusion is applied to the conductor post 402 (gold film 403a) in the receptor structure formed on the optical circuit board 405 in the optical element mounting component (G3) 903 ′. Aligning and placing in a predetermined position, ultrasonic bonding is performed while applying a weight so that the metal protrusion 906 is pressed against the gold film 403a in the receptor structure, and the metal protrusion 906 of the optical element 905 The conductor post 402 (gold film 403a) is metal-bonded to obtain an optical element mounting component (G3) 904 ′ on which an optical element is mounted (FIG. 23C).
The ultrasonic bonding method is the same as in the first aspect.
このとき、光素子905の金属突起部906に半田などを用いる場合、まず、接着剤層付き光回路基板(G3)407と、配線部品601’とは、第1の態様における仮圧着方法と同じ方法により、前記接着剤層により仮圧着を行って、光素子実装用部品(G3)903’を製造することができる。次に、光素子実装用部品(G3)903’のレセプター構造用貫通孔104に、光素子905を搭載し、第1の態様における接着方法と同じ操作により、光回路基板(G3)405と、配線部品601’とを接着すると共に、導体ポスト(導電部材)402上の配線部品との金属接合部(金皮膜403b)と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合し、さらには、光素子905の金属突起部906と、導体ポスト(導電部材)402上の金皮膜403aとを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G3)904’を得ることができる。 At this time, when solder or the like is used for the metal protrusion 906 of the optical element 905, first, the optical circuit board (G3) 407 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are the same as the temporary pressure bonding method in the first aspect. According to the method, the optical element mounting component (G3) 903 ′ can be manufactured by performing temporary pressure bonding with the adhesive layer. Next, the optical element 905 is mounted in the receptor structure through-hole 104 of the optical element mounting component (G3) 903 ′, and the optical circuit board (G3) 405 is formed by the same operation as the bonding method in the first aspect. The wiring component 601 ′ is bonded, and the metal bonding portion (gold film 403b) with the wiring component on the conductor post (conductive member) 402 and the optical element mounting portion pad of the wiring component 601 ′ are metal-bonded. Can metal-bond the metal protrusion 906 of the optical element 905 and the gold coating 403a on the conductor post (conductive member) 402 to obtain an optical element mounting component (G3) 904 ′ on which the optical element is mounted. .
なお、上記説明においては、接着剤層付き光回路基板を用いる方法を説明したが、配線部品601’、接着剤ドライフィルム(接着剤層)、光回路基板(G3)405及び光素子905を、順に、所定の位置に重ね合わせ、上記同様にして、光素子905の金属突起部906と導体ポスト402(金皮膜403a)とを金属接合し、更に、光回路基板(G3)405と、配線部品601’とを接着すると共に、導体ポスト(導電部材)402上の配線部品との金属接合部(金皮膜403b)と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合して、光素子が搭載された光素子実装部品(G3)904’を得ることができる。また、接着剤層付き配線部品を用いても良い。 In the above description, the method using the optical circuit board with the adhesive layer has been described. However, the wiring component 601 ′, the adhesive dry film (adhesive layer), the optical circuit board (G3) 405, and the optical element 905 are In order, the metal protrusions 906 of the optical element 905 and the conductor post 402 (gold film 403a) are metal-bonded in the same manner as described above, and the optical circuit board (G3) 405 and the wiring component 601 ′ is bonded, and a metal joint (gold film 403b) with a wiring component on the conductor post (conductive member) 402 and an optical element mounting portion pad of the wiring component 601 ′ are metal-bonded to form an optical element. An optical device mounting component (G3) 904 ′ on which is mounted can be obtained. Moreover, you may use wiring components with an adhesive layer.
次に、第6の態様について説明する。
第6の態様においては、光回路基板が、光素子搭載面に導体回路を有し、前記光回路基板を貫通し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかることができ、この場合、該導体回路上に、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部が形成された光回路ベース基板(G2)を用いたもので、前記光素子の電極と、前記配線部品のパッド部とが、前記光素子の電極上に設けられた金属突起部(導電部材)が、前記レセプター構造内において、導体部として、直接に金属接合されるとともに、前記光素子搭載面に形成された導体回路上に前記光回路基板を貫通し、前記配線部品の導電部材と金属接合するための導体部(導電部材)と、それに対応する配線部品の導電部材とが、金属接合されるものが挙げられる。
この場合に用いる光素子としては、第5の態様で用いるものと同様の、前記レセプター構造内において導体部となる金属突起部(バンプ)(導電部材)を有するものを用いることができる。
Next, the sixth aspect will be described.
In the sixth aspect, the optical circuit board has a conductor circuit on the optical element mounting surface, penetrates the optical circuit board, and can conduct electrical continuity between the conductor circuit and the wiring component. Using the optical circuit base substrate (G2) in which a conductor part for metal bonding to the conductive member of the wiring component is formed on the conductor circuit, and the electrode of the optical element and the pad of the wiring component And a metal protrusion (conductive member) provided on the electrode of the optical element is directly metal-bonded as a conductor in the receptor structure and formed on the optical element mounting surface. The conductor part (conductive member) for penetrating the optical circuit board on the conductor circuit and metal-bonding to the conductive member of the wiring component and the corresponding conductive member of the wiring component are metal-bonded. It is done.
As the optical element used in this case, the same optical element as that used in the fifth aspect having a metal protrusion (bump) (conductive member) serving as a conductor in the receptor structure can be used.
次に、第6の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G3’)1102と、光素子搭載部パッド部(導電部材)上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路ベース基板(G2)305に形成されたレセプター構造用貫通孔104と、パッド部上の金皮膜605とを位置合わせするとともに、前記光回路基板を貫通し、前記配線部品の導電部材とを金属接合するための導体部としての導体ポスト302と、それに対応する配線部品の導電部材(図示せず。)とを位置合わせして重ね合わせて、光素子実装用部品(G3’)1103を得る(図24(b))。このとき、接着剤層付き光回路基板(G3’)1102と、配線部品601’とは、前記同様にして、前記接着剤層により仮圧着する。
Next, an example of the manufacturing method of the sixth aspect will be described.
First, an optical circuit board (G3 ′) 1102 with an adhesive layer obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on an optical element mounting portion pad portion (conductive member) are prepared, and an optical circuit base is prepared. The receptor structure through-hole 104 formed in the substrate (G2) 305 is aligned with the gold film 605 on the pad, and the conductive member of the wiring component is metal-bonded through the optical circuit board. A conductor post 302 as a conductor portion for this purpose and a conductive member (not shown) of a wiring component corresponding thereto are aligned and overlapped to obtain an optical element mounting component (G3 ′) 1103 (FIG. 24). (B)). At this time, the optical circuit board (G3 ′) 1102 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are temporarily bonded by the adhesive layer in the same manner as described above.
次に、上記金属突起部を有する光素子905の金属突起部906と、光素子実装用部品(G3’)1102における光回路ベース基板(G2)305に形成されたレセプター構造用貫通孔104とを位置合わせして、所定の位置に収めて、光回路ベース基板(G2)305と、配線部品601’とを接着すると共に、光素子905の金属突起部906と、配線部品601’の光素子搭載部パッド部とを金属接合し、また、前記光回路基板を貫通し前記配線部品の導電部材とを金属接合するため導体ポスト302と、それに対応する配線部品の導電部材とを、金属接合して、光素子が搭載された光素子実装部品(G3’)1104を得る(図24(c))。
このときの接着方法は、第1の態様と同様である。
Next, the metal protrusion 906 of the optical element 905 having the metal protrusion, and the receptor structure through-hole 104 formed in the optical circuit base substrate (G2) 305 in the optical element mounting component (G3 ′) 1102 The optical circuit base substrate (G2) 305 and the wiring component 601 ′ are bonded to each other and the optical circuit base substrate (G2) 305 and the wiring component 601 ′ are bonded together, and the metal protrusion 906 of the optical element 905 and the optical element mounting of the wiring component 601 ′. A metal post to connect the conductive post 302 and the conductive member of the wiring component corresponding to the conductive component of the wiring component. Then, an optical element mounting component (G3 ′) 1104 on which the optical element is mounted is obtained (FIG. 24C).
The bonding method at this time is the same as in the first embodiment.
<第7の態様(図25)>
第7の態様は、図25(c)または図25(e)に示すように、光素子を搭載するための光素子搭載部が設けられた配線部品と、コア部とクラッド部とを有する光導波路層より構成され、前記光素子の電極(導電部材)と配線部品の導電部材との電気導通をはかるためのレセプター構造を備えた光回路基板とを、含んで構成される光素子実装用部品の、前記配線部品の光素子搭載部に、光素子が、前記光回路基板を介して搭載されたものであって、前記光素子の電極(導電部材)と、前記配線部品の導電部材とが、前記レセプター構造内において、導体部として、前記光回路基板の前記光素子搭載面より突出して前記レセプター構造内に形成された導体ポストにより、金属接合されるものである。第7の態様においては、導体ポスト501が、導体部配線部品側底面より、前記レセプター構造内の全部に形成されたものであり、さらに、金属接合性が向上することができるとともに、前記光素子の電極(導電部材)上に金属突起部を有しないものを用いることができる。
<Seventh aspect (FIG. 25)>
As shown in FIG. 25 (c) or FIG. 25 (e), the seventh aspect is an optical device having a wiring component provided with an optical element mounting portion for mounting an optical element, a core portion, and a cladding portion. An optical device mounting component comprising a waveguide layer and comprising an optical circuit board having a receptor structure for conducting electrical conduction between the electrode (conductive member) of the optical device and the conductive member of the wiring component. An optical element is mounted on the optical element mounting portion of the wiring component via the optical circuit board, and an electrode (conductive member) of the optical element and a conductive member of the wiring component are provided. In the receptor structure, the conductor portion is metal-bonded by a conductor post protruding from the optical element mounting surface of the optical circuit board and formed in the receptor structure. In the seventh aspect, the conductor post 501 is formed all over the receptor structure from the bottom surface on the conductor part wiring component side, and further the metal bondability can be improved, and the optical element Those having no metal protrusions on the electrode (conductive member) can be used.
第7の態様に用いる光素子1001としては、前記態様のように、電極(導電部材)上の金属突起部を形成しておく必要はなく、電気接続するための導電部材を有していれば良い。 As the optical element 1001 used in the seventh aspect, it is not necessary to form a metal protrusion on the electrode (conductive member) as in the above-described aspect, as long as it has a conductive member for electrical connection. good.
次に、第7の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た光回路基板(G4)503と、光素子搭載用のパッド上に金皮膜605を形成した配線部品610’とを用意し、光回路基板(G4)503に形成されたレセプター構造における導体ポスト501上の配線部品のパッドとの金属接合部(金皮膜502b)と、パッド上の金皮膜605とを位置合わせして、レセプター構造における金属接合部(金皮膜502b)が金皮膜605に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子実装用部品(G4)1002を得る(図25(b))。
Next, an example of the manufacturing method of the 7th aspect is demonstrated.
First, an optical circuit board (G4) 503 obtained above and a wiring component 610 ′ having a gold film 605 formed on a pad for mounting an optical element are prepared, and the receptor formed on the optical circuit board (G4) 503 is prepared. The metal joint (gold film 502b) with the pad of the wiring component on the conductor post 501 in the structure is aligned with the gold film 605 on the pad, and the metal joint (gold film 502b) in the receptor structure becomes the gold film. Ultrasonic bonding is performed while applying a weight so as to be pressed by 605 to obtain an optical element mounting component (G4) 1002 (FIG. 25B).
次に、上記光素子1001の電極を、光素子実装用部品(G4)1003に形成されたレセプター構造における突出した導体ポスト501上の金皮膜502aに位置合わせして、光素子1001の電極が、レセプター構造における突出した導体ポスト501の金皮膜502aに押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子が搭載された光素子実装部品(G4)1003を得る(図25(c))。
このときの加重及び超音波接合の条件は、第1の態様と同様である。また、レセプター構造における突出した導体ポスト501の金皮膜502aは、光素子1001の電極上に形成しておいても良い。
Next, the electrode of the optical element 1001 is aligned with the gold film 502a on the protruding conductor post 501 in the receptor structure formed on the optical element mounting component (G4) 1003, and the electrode of the optical element 1001 is Ultrasonic bonding is performed while applying a weight so as to be pressed against the gold film 502a of the protruding conductor post 501 in the receptor structure to obtain an optical element mounting component (G4) 1003 on which an optical element is mounted (FIG. 25 (c). )).
The weighting and ultrasonic bonding conditions at this time are the same as in the first aspect. Further, the gold film 502a of the protruding conductor post 501 in the receptor structure may be formed on the electrode of the optical element 1001.
なお、上記説明では、前記光回路基板と前記電気回路基板の電極とを金属接合して、光素子実装用部品(G4)1003を形成した後に、光素子を搭載する方法を説明したが、前記光回路基板と前記電気回路基板と光素子とを同時に位置合わせして、一括して、超音波接合により金属接合を行っても良い。 In the above description, the method of mounting the optical element after forming the optical element mounting component (G4) 1003 by metal-bonding the optical circuit board and the electrode of the electric circuit board has been described. The optical circuit board, the electric circuit board, and the optical element may be aligned at the same time, and metal bonding may be performed collectively by ultrasonic bonding.
また、前記光回路基板と、前記配線部品との接合面に、接着剤層を有する場合は、
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G4)505と、光素子搭載用のパッド部(導電部材)上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路基板(G4)503に形成されたレセプター構造における導体ポスト(導電部材)501上の配線部品との金属接合部(金皮膜502b)と、パッド部上の金皮膜605とを位置合わせして、重ね合わせて、光素子実装用部品(G4)1002’を得る(図25(d))。
このとき、接着剤層付き光回路基板(G4)505と、配線部品601’とは、第1の態様における接着方法と同じ方法により、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子実装用部品(G4)1002’を製造することができる。
In addition, in the case of having an adhesive layer on the joint surface between the optical circuit board and the wiring component,
First, an optical circuit board (G4) 505 with an adhesive layer obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on a pad portion (conductive member) for mounting an optical element are prepared. (G4) The metal joint (gold film 502b) with the wiring component on the conductor post (conductive member) 501 in the receptor structure formed in 503 is aligned with the gold film 605 on the pad, and superimposed. Thus, an optical element mounting component (G4) 1002 ′ is obtained (FIG. 25D).
At this time, the optical circuit board (G4) 505 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are bonded (main press-bonding) with the adhesive layer by the same method as the bonding method in the first aspect. A component mounting component (G4) 1002 ′ can be manufactured.
次に、上記光素子1001の電極を、光素子実装用部品(G4)1002’における光回路基板503に形成されたレセプター構造における突出した導体ポスト501上の金皮膜502aに位置合わせして、光素子1001の電極が、レセプター構造における突出した導体ポスト501の金皮膜502aに押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子1001の電極と導体ポスト501(金皮膜502a)とを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G4)1003’を得る(図25(e))。
このときの超音波接合の方法は、第1の態様と同様である。また、レセプター構造における突出した導体ポスト501の金皮膜502aは、光素子1001の電極上に形成しておいても良い。
Next, the electrode of the optical element 1001 is aligned with the gold film 502a on the protruding conductor post 501 in the receptor structure formed on the optical circuit board 503 in the optical element mounting component (G4) 1002 ′, so Ultrasonic bonding is performed while applying a weight so that the electrode of the element 1001 is pressed against the gold film 502a of the protruding conductor post 501 in the receptor structure, and the electrode of the optical element 1001 and the conductor post 501 (gold film 502a) Are optically bonded to obtain an optical element mounting component (G4) 1003 ′ on which an optical element is mounted (FIG. 25E).
The ultrasonic bonding method at this time is the same as in the first aspect. Further, the gold film 502a of the protruding conductor post 501 in the receptor structure may be formed on the electrode of the optical element 1001.
上記において、光素子実装用部品(G4)1002’における光回路基板503に形成されたレセプター構造における突出した導体ポスト501に半田などを用いる場合(但し、金皮膜502aは設けず。)、まず、接着剤層付き光回路基板(G4)505と、配線部品601’とは、前記接着剤層における仮圧着方法と同じ方法により、前記接着剤層により仮圧着を行って、光素子実装用部品(G4)1002’を製造することができる。次に、レセプター構造において突出した導体ポスト501に、光素子1001の電極を位置あわせして搭載し、第1の態様における接着方法と同じ操作により、光回路基板(G4)503と、配線部品601’とを接着すると共に、導体ポスト(導電部材)501上の配線部品との金属接合部(金皮膜502b)と、配線部品601’の光素子搭載部パッド部とを金属接合し、さらには、光素子1001の電極と、導体ポスト501とを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G4)1003’を得ることができる。 In the above, when solder or the like is used for the protruding conductor post 501 in the receptor structure formed on the optical circuit board 503 in the optical element mounting component (G4) 1002 ′ (however, the gold film 502a is not provided), first. The optical circuit board (G4) 505 with the adhesive layer and the wiring component 601 ′ are subjected to temporary pressure bonding with the adhesive layer by the same method as the temporary pressure bonding method in the adhesive layer, so that an optical element mounting component ( G4) 1002 ′ can be manufactured. Next, the electrode of the optical element 1001 is positioned and mounted on the protruding conductor post 501 in the receptor structure, and the optical circuit board (G4) 503 and the wiring component 601 are operated by the same operation as the bonding method in the first aspect. And bonding the metal joint (gold film 502b) with the wiring component on the conductor post (conductive member) 501 and the optical element mounting portion pad portion of the wiring component 601 ′, The electrode of the optical element 1001 and the conductor post 501 are metal-bonded to obtain an optical element mounting component (G4) 1003 ′ on which the optical element is mounted.
なお、上記説明においては、接着剤層付き光回路基板を用いる方法を説明したが、配線部品601’、接着剤ドライフィルム(接着剤層)、光回路基板(G4)503及び光素子1001を、順に、所定の位置に重ね合わせ、上記同様にして、光素子1001の電極と導体ポスト501(金皮膜502a)とを金属接合し、更に、光回路基板(G4)503と、配線部品601’とを接着すると共に、導体ポスト(導電部材)501上の配線部品との金属接合部(金皮膜502b)と、配線部品601’の光素子搭載部パッドとを金属接合して、光素子が搭載された光素子実装部品(G4)1003’を得ることができる。また、接着剤層付き配線部品を用いても良い。 In the above description, the method using the optical circuit board with the adhesive layer has been described. However, the wiring component 601 ′, the adhesive dry film (adhesive layer), the optical circuit board (G4) 503, and the optical element 1001 are The electrodes of the optical element 1001 and the conductor post 501 (gold film 502a) are metal-bonded in the same manner as described above, and the optical circuit board (G4) 503, the wiring component 601 ′, and the like. Are bonded together, and a metal joint (gold film 502b) with a wiring component on the conductor post (conductive member) 501 is metal-bonded with an optical element mounting portion pad of the wiring component 601 ′ to mount an optical element. In addition, an optical element mounting component (G4) 1003 ′ can be obtained. Moreover, you may use wiring components with an adhesive layer.
次に、第8の態様について説明する。
第7の態様とは別に、電極(導電部材)上の金属突起部を有しない光素子を用いることができる態様について説明する。
この場合、第1の例として、光素子実装用部品(G3)903’の製造工程において、接着剤層付き光回路基板(G3)407の代わりに、上記で得た接着剤付き光回路基板(G3’’)410を用いて、接着剤付き光回路基板(G3’’)410と配線部品601’と、第1の態様における接着方法と同じ方法により、前記接着剤層により接着(本圧着)を行って、光素子実装用部品(G3’’)1004を製造することができる(図26(a))。
第2の例としては、上記で得た光素子実装用部品(G3)903’を用いて、光回路基板405に形成されたレセプター構造における導体ポスト402上に、さらに導体部として、前記光回路基板405の光素子搭載面より突出して前記レセプター構造内にスタッドバンプ408を形成し、光素子実装用部品(G3’’)1004を製造することができる(図26(a))。
Next, an eighth aspect will be described.
Aside from the seventh aspect, an aspect in which an optical element that does not have a metal protrusion on an electrode (conductive member) can be used will be described.
In this case, as a first example, in the manufacturing process of the optical element mounting component (G3) 903 ′, instead of the optical circuit board with adhesive layer (G3) 407, the optical circuit board with adhesive obtained above ( G3 ″) 410 is used to bond the optical circuit board with adhesive (G3 ″) 410 and the wiring component 601 ′ to the adhesive layer by the same method as the bonding method in the first mode (main pressure bonding). Thus, an optical element mounting component (G3 ″) 1004 can be manufactured (FIG. 26A).
As a second example, the optical circuit mounting component (G3) 903 ′ obtained above is used as a conductor portion on the conductor post 402 in the receptor structure formed on the optical circuit board 405, and the optical circuit A stud bump 408 is formed in the receptor structure so as to protrude from the optical element mounting surface of the substrate 405, and an optical element mounting component (G3 ″) 1004 can be manufactured (FIG. 26A).
次に、第7の態様と同様の光素子1001の電極を、光素子実装用部品(G3’’)1004における光回路基板409に形成されたレセプター構造における突出したスタッドバンプ408に位置合わせして、光素子1001の電極が、スタッドバンプ408に押圧されるように加重をかけながら、上記同様にして超音波接合を行い、光素子1001の電極とスタッドバンプ408とを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G3’’)1005を得る(図26(c))。 Next, the electrode of the optical element 1001 similar to the seventh aspect is aligned with the protruding stud bump 408 in the receptor structure formed on the optical circuit board 409 in the optical element mounting component (G3 ″) 1004. Ultrasonic bonding is performed in the same manner as described above while applying a weight so that the electrode of the optical element 1001 is pressed against the stud bump 408, and the electrode of the optical element 1001 and the stud bump 408 are metal-bonded. The mounted optical element mounting component (G3 ″) 1005 is obtained (FIG. 26C).
次に第9の態様について説明する。
第9の態様においては、第2の態様と同様に、光回路基板が、光素子搭載面に導体回路を有し、前記光回路基板を貫通し、該導体回路と前記配線部品との電気導通をはかることができる。
この場合に用いる光素子としては、第7の態様で用いるものと同様の、光素子の電極上に金属突起部(バンプ)(導電部材)を有しないものを用いることができる。
Next, a ninth aspect will be described.
In the ninth aspect, similarly to the second aspect, the optical circuit board has a conductor circuit on the optical element mounting surface, penetrates the optical circuit board, and electrical conduction between the conductor circuit and the wiring component is achieved. Can be measured.
As the optical element used in this case, the same optical element as that used in the seventh embodiment, which does not have a metal protrusion (bump) (conductive member) on the electrode of the optical element, can be used.
次に、第9の態様の製造方法の一例を説明する。
まず、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G4’)1202と、光素子搭載部パッド部(導電部材)上に金皮膜605を形成した配線部品601’とを用意し、光回路ベース基板(G2)305に形成されたレセプター構造における導体ポスト(導電部材)501’上の配線部品との金属接合部(金皮膜502b’)と、パッド部上の金皮膜605とを位置合わせして、重ね合わせて、光素子実装用部品(G4’)1203を得る(図27(b))。このとき、接着剤層付き光回路基板(G4’)1202と、配線部品601’とは、前記同様にして、前記接着剤層により、接着(本圧着)を行う。
Next, an example of a manufacturing method according to the ninth aspect will be described.
First, an optical circuit board (G4 ′) 1202 with an adhesive layer obtained above and a wiring component 601 ′ in which a gold film 605 is formed on an optical element mounting portion pad portion (conductive member) are prepared, and an optical circuit base is prepared. The metal joint (gold film 502b ′) with the wiring component on the conductor post (conductive member) 501 ′ in the receptor structure formed on the substrate (G2) 305 is aligned with the gold film 605 on the pad. Then, an optical element mounting component (G4 ′) 1203 is obtained by superimposing (FIG. 27B). At this time, the optical circuit board (G4 ′) 1202 with an adhesive layer and the wiring component 601 ′ are bonded (main press-bonding) with the adhesive layer in the same manner as described above.
次に、上記光素子1001の電極と、光素子実装用部品(G4’)1203における光回路ベース基板(G2)305に形成されたレセプター構造における突出した導体ポスト501’上の金皮膜502a’に位置合わせして、光素子1001の電極が、レセプター構造における突出した導体ポスト501’の金皮膜502a’に押圧されるように加重をかけながら、超音波接合を行い、光素子1001の電極と導体ポスト501’(金皮膜502a’)とを金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G4’)1204(図27(c))を得る。
このときの接着方法及び超音波接合の方法は、第1の態様と同様である。また、レセプター構造における突出した導体ポスト501’の金皮膜502a’は、光素子1001の電極上に形成しておいても良い。
Next, the electrode of the optical element 1001 and the gold film 502a ′ on the protruding conductor post 501 ′ in the receptor structure formed on the optical circuit base substrate (G2) 305 in the optical element mounting component (G4 ′) 1203 are applied. Alignment is performed and ultrasonic bonding is performed while applying a weight so that the electrode of the optical element 1001 is pressed against the gold film 502a ′ of the protruding conductor post 501 ′ in the receptor structure. The post 501 ′ (gold film 502a ′) is metal-bonded to obtain an optical element mounting component (G4 ′) 1204 (FIG. 27C) on which the optical element is mounted.
The bonding method and ultrasonic bonding method at this time are the same as in the first embodiment. Further, the gold film 502a ′ of the protruding conductor post 501 ′ in the receptor structure may be formed on the electrode of the optical element 1001.
さらに、上記の態様においては、前記光回路基板と前記配線部品とから構成される光素子実装用部品に、光素子を搭載する構造及びその製造方法について説明したが、前記光回路基板の他の部位、例えば、前記レセプター構造が形成された端部に対し他端部においても、前記レセプター構造を形成しておき、配線部品と光素子実装用部品を構成し、前記光回路基板を橋架け状にして光素子を搭載することができる。この場合、前記光回路基板の両端に形成されたレセプター構造及び配線部品は、それぞれ異なる構造であっても良い。 Furthermore, in the above aspect, the structure for mounting the optical element on the optical element mounting component composed of the optical circuit board and the wiring component and the manufacturing method thereof have been described. The receptor structure is also formed at the other end with respect to the part, for example, the end where the receptor structure is formed, to form a wiring component and an optical element mounting component, and the optical circuit board is bridged Thus, an optical element can be mounted. In this case, the receptor structures and the wiring components formed at both ends of the optical circuit board may be different structures.
このようにして得られる光素子実装部品について、図29を用いて説明すると、例えば、光素子実装部品(G1)の場合、光回路基板(G1)106の一端に形成されたレセプター構造において、配線部品601’の光素子搭載部に、発光部を有する光素子701’が搭載され、光回路基板(G1)106を橋かけとして、他端に形成されたレセプター構造において、配線部品601’の光素子搭載部に、受光部を有する光素子701’’が搭載されたものが挙げられる。他の態様においても、同様に橋かけとした構造が挙げられる。また、上記の配線部品601’においては、電子部品が搭載されていても良い。 The optical element mounting component thus obtained will be described with reference to FIG. 29. For example, in the case of the optical element mounting component (G1), in the receptor structure formed at one end of the optical circuit board (G1) 106, wiring is performed. An optical element 701 ′ having a light emitting portion is mounted on the optical element mounting portion of the component 601 ′, and in the receptor structure formed at the other end with the optical circuit board (G 1) 106 as a bridge, the light of the wiring component 601 ′ A device in which an optical element 701 ″ having a light receiving portion is mounted on the element mounting portion can be mentioned. In other embodiments, similarly, a bridged structure can be mentioned. Further, an electronic component may be mounted on the wiring component 601 '.
さらには、上記の態様において、配線部品の両面に光回路基板を介して光素子を搭載することもできる。 Furthermore, in the above aspect, the optical element can be mounted on both surfaces of the wiring component via the optical circuit board.
また、本発明の光素子実装部品において、前記光回路基板のレセプター構造が形成された端部に対し光回路基板の他端部において、多心光コネクタなどの光路接続部を有する光接続部品を用いて光接続することができる。 Further, in the optical element mounting component of the present invention, an optical connection component having an optical path connection portion such as a multi-fiber optical connector at the other end portion of the optical circuit substrate with respect to the end portion where the receptor structure of the optical circuit substrate is formed. Can be used for optical connection.
前記多心光コネクタとしては、光ファイバ穴が複数段形成された多次元配列のものが挙げられ、例えば、上記で挙げたように、光ファイバ穴の配列が、8心×2段、12心×2段、12心×5段、16心×5段などが挙げられる。 Examples of the multi-fiber optical connector include a multi-dimensional array in which a plurality of optical fiber holes are formed. For example, as described above, the array of optical fiber holes is 8 cores × 2 stages, 12 cores. X 2 stages, 12 cores x 5 stages, 16 cores x 5 stages, etc. are mentioned.
このような例としては、前記千鳥構造端部113を有する光回路基板112を、前記コア部115の光路変換部と、前記多心光コネクタ111の光ファイバ穴114に相対するように配置し、コネクタの固定用ガイド116にあわせ、固定用カバー(図示せず。)を固定し、光配線部品(図31)を製造し、これを前記同様の配線部品上に光素子を直接搭載した配線部品を予め製造しておき、この光素子の受/発光部と光接続して、光素子実装部品を得ることができる。 As such an example, the optical circuit board 112 having the staggered structure end portion 113 is disposed so as to face the optical path changing portion of the core portion 115 and the optical fiber hole 114 of the multi-fiber optical connector 111, In accordance with the connector fixing guide 116, a fixing cover (not shown) is fixed to produce an optical wiring component (FIG. 31), and this is a wiring component in which an optical element is directly mounted on the same wiring component. Can be manufactured in advance and optically connected to the light receiving / emitting part of the optical element to obtain an optical element mounting component.
図31は、千鳥構造端部を有する光回路基板112の光導波路層のコア部115の端部に、光路変換部119を設けた例であり、それぞれの光路変換部119と光ファイバ穴114とを位置あわせして、組み立てた例である。
このとき、固定用ガイドに相対するアライメント用穴124を設けた前記光回路基板(図38)を用いることにより、前記アライメント用穴124および固定用ガイドにガイドピンを挿入することにより、位置あわせが容易なものとなり、アライメント用穴と固定用ガイドを容易に嵌合させることにができ、光回路基板の光路変換部と光ファイバ穴を精度よく受動的に嵌合させることが可能となる。
また、前記固定用カバーとしては、前記アライメント用穴に相対する位置に、アライメント用穴またはガイドピンを備える、平板やコネクタフェルールなどを用いることができる。
FIG. 31 shows an example in which an optical path conversion section 119 is provided at the end of the core section 115 of the optical waveguide layer of the optical circuit board 112 having the staggered structure end, and the optical path conversion section 119 and the optical fiber holes 114 This is an example in which
At this time, by using the optical circuit board (FIG. 38) provided with the alignment hole 124 opposed to the fixing guide, the alignment is achieved by inserting the guide pin into the alignment hole 124 and the fixing guide. Thus, the alignment hole and the fixing guide can be easily fitted, and the optical path conversion portion of the optical circuit board and the optical fiber hole can be passively fitted accurately and passively.
In addition, as the fixing cover, a flat plate, a connector ferrule, or the like having an alignment hole or a guide pin at a position facing the alignment hole can be used.
上記のようにして組み立てた光配線部品は、光ファイバ穴114に光ファイバ120が挿入され、光導波路の光路と光ファイバが光接続された構造とすることができる(図33)。前記光配線部品は、配線部品上の所定の位置に配置され、前記光ファイバ他端部は、配線部品上の光素子の受/発光部に合うように配置されて、光素子実装部品を得ることができる。
上記例(図33)においては、光路変換部119と光ファイバ120とが光ファイバ穴114により光接続された例を示したが、光ファイバ穴114をガイドとして、光ファイバ120を更に挿入し、光路変換部119と光ファイバ120とを直接光接続することができる(図36)。)このようにするとにより、光損失の少ない効率的な光ファイバと導波路の接合が可能となり、また、千鳥構造によって更に省スペース化が可能となる。これらにおいても、アライメント用穴124を設けておくことにより、位置あわせが容易なものとなる。
The optical wiring component assembled as described above can have a structure in which the optical fiber 120 is inserted into the optical fiber hole 114 and the optical path of the optical waveguide and the optical fiber are optically connected (FIG. 33). The optical wiring component is disposed at a predetermined position on the wiring component, and the other end portion of the optical fiber is disposed so as to match the light receiving / emitting portion of the optical element on the wiring component to obtain an optical element mounting component. be able to.
In the above example (FIG. 33), the example in which the optical path changing unit 119 and the optical fiber 120 are optically connected by the optical fiber hole 114 is shown. However, the optical fiber 120 is further inserted using the optical fiber hole 114 as a guide, The optical path converter 119 and the optical fiber 120 can be directly optically connected (FIG. 36). This makes it possible to efficiently join an optical fiber and a waveguide with little optical loss, and further reduce the space by the staggered structure. In these cases, alignment is facilitated by providing the alignment holes 124.
また、上記光配線部品は、光ファイバを用いず、直接、発光素子及び受光素子などの光素子と光接続するようにすることもでき、例えば、光ファイバ穴114に光ファイバ120を挿入せず、前記光ファイバ穴114において、光路変換部119を設けられた側とは反対側に、配線部品上の光素子121を配置した構造(図34)として、光素子実装部品を得ることもできる。このとき、前記光ファイバ穴114を介して、光導波路の光路が、光素子の受/発光部122に伝送されるように配置される。 Further, the optical wiring component can be directly connected to an optical element such as a light emitting element and a light receiving element without using an optical fiber. For example, the optical fiber 120 is not inserted into the optical fiber hole 114. In the optical fiber hole 114, an optical element mounting component can be obtained as a structure (FIG. 34) in which the optical element 121 on the wiring component is arranged on the side opposite to the side where the optical path changing portion 119 is provided. At this time, the optical path of the optical waveguide is arranged to be transmitted to the light receiving / emitting unit 122 of the optical element through the optical fiber hole 114.
また、前記光配線部品は、前記コア部の光路が、前記光路変換部より光素子の受/発光部に直接光接続することもでき、具体的な構造の例としては、受/発光部が複数段に形成された光素子として、受/発光部122が一段配列された光素子121を、電気回路基板などの基板125に、二つ配列し(二つ以上であっても良い。)、前記受/発光部122に、光回路基板112の光路変換部119が配置された構造とすることができる(図37)。図37においては、アライメント用穴を設けた固定用カバー126を光回路基板の上部に重ね合わせて、光回路基板を挟持して固定した例である。これらにおいても、アライメント用穴124を設けておくことにより、位置あわせが容易なものとなる。 Further, the optical wiring component may be such that the optical path of the core part is directly optically connected to the light receiving / emitting part of the optical element from the optical path converting part. As optical elements formed in a plurality of stages, two optical elements 121 in which the light receiving / emitting portions 122 are arranged in one stage are arranged on a substrate 125 such as an electric circuit board (or two or more optical elements 121 may be provided). The light receiving / emitting unit 122 may have a structure in which the optical path changing unit 119 of the optical circuit board 112 is disposed (FIG. 37). FIG. 37 shows an example in which a fixing cover 126 provided with an alignment hole is placed on top of the optical circuit board, and the optical circuit board is sandwiched and fixed. In these cases, alignment is facilitated by providing the alignment holes 124.
これらの具体例として、光回路基板の一端が、上記多心光コネクタ123を用いた、いずれかの光配線部品と光接続された光素子実装部品を用い、他端には、前記レセプター構造部が設けられた側と、光接続するのに、湾曲部117を有する光回路基板に分岐部118を設けて、複数の前記レセプター構造部が設けられた光素子実装部品に接続された構造とすることができる(図32)。 As these specific examples, one end of the optical circuit board uses an optical element mounting component optically connected to any one of the optical wiring components using the multi-fiber optical connector 123, and the other end has the receptor structure portion. In order to make an optical connection with the side provided with the optical circuit board, a branching portion 118 is provided on the optical circuit board having the curved portion 117, and the optical element mounting component provided with the plurality of receptor structure portions is connected. (FIG. 32).
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
なお、以下では、ヘキシルノルボルネン(CAS番号第22094−83−3番)を「HxNB」と、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(CAS番号第376634−34−3番)を「diPhNB」と、フェニルエチルノルボルネン(CAS番号第29415−09−6番)を「PENB」と、ブチルノルボルネン(CAS番号第22094−81−1番)を「BuNB」と、デシルノルボルネン(CAS番号第22094−85−5番)を「DeNB」と、ベンジルノルボルネン(CAS番号第265989−73−9番)を「BzNB」と、メチルグリシジルエーテルノルボルネン(CAS番号第3188−75−8番)を「AGENB」と、ノルボルネニルエチルトリメトキシシラン(CAS番号第68245−19−2番)を「TMSENB」と、トリエトキシシリルノルボルネン(CAS番号第18401−43−9番)を「TESNB」と、トリメトキシシリルノルボルネン(CAS番号第7538−46−7番)を「TMSNB」と、ジメチルビス(ノルボルネンメトキシ)シラン(CAS番号第376609−87−9番)を「SiX」と、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス[2−(5−ノルボルネン−2−イル)エチル]ジシロキサン(CAS番号第198570−39−7番)を「Si2X」と、それぞれ略すことがある。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
In the following, hexyl norbornene (CAS number 22094-83-3) is “HxNB”, diphenylmethylnorbornene methoxysilane (CAS number 376634-34-3) is “diPhNB”, phenylethyl norbornene ( CAS number 29415-09-6) is “PENB”, butylnorbornene (CAS number 22094-81-1) is “BuNB”, and decylnorbornene (CAS number 22094-85-5) is “ DeNB ", benzylnorbornene (CAS number 2665989-73-9)" BzNB ", methylglycidyl ether norbornene (CAS number 3188-75-8)" AGENB ", norbornenylethyltrimethoxy Silane (CAS No. 68245-19- No.) "TMSENB", triethoxysilyl norbornene (CAS number 18401-43-9) "TESNB", trimethoxysilyl norbornene (CAS number 7538-46-7) "TMSNB", Dimethylbis (norbornenemethoxy) silane (CAS No. 376609-87-9) is replaced with “SiX” and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis [2- (5-norbornene-2- Yl) ethyl] disiloxane (CAS No. 198570-39-7) may be abbreviated as “Si 2 X”, respectively.
1.ポリマーの合成およびポリマー溶液の調製
以下に示すようにして、各ポリマーP1〜5を合成し、その溶液を調整した。
<<ポリマーP1:ブチルノルボルネン(BuNB)/メチルグリシジルエーテルノルボルネン(AGENB)コポリマーの合成およびポリマーP1溶液の調製>>
1. Synthesis of Polymer and Preparation of Polymer Solution As shown below, each polymer P1-5 was synthesized and the solution was prepared.
<< Polymer P1: Synthesis of Butyl Norbornene (BuNB) / Methyl Glycidyl Ether Norbornene (AGENB) Copolymer and Preparation of Polymer P1 Solution >>
BuNB(10.52g,0.07mol)、AGENB(5.41g,0.03mol)、および、トルエン(58.0g)を、シーラムボトルで混合し、オイルバス中80℃に加熱して混合溶液を得た。 BuNB (10.52 g, 0.07 mol), AGENB (5.41 g, 0.03 mol), and toluene (58.0 g) are mixed in a sealum bottle and heated to 80 ° C. in an oil bath to obtain a mixed solution. Got.
次いで、この溶液に、(η6−トルエン)Ni(C6F5)2(0.69g,0.0014mol)のトルエン溶液(5g)を加えた。 Next, a toluene solution (5 g) of (η 6 -toluene) Ni (C 6 F 5 ) 2 (0.69 g, 0.0014 mol) was added to this solution.
添加後、得られた溶液を室温で4時間維持した。次いで、トルエン溶液(87.0g)を反応溶液に加え、勢いよく攪拌した反応混合物に、メタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。 After the addition, the resulting solution was maintained at room temperature for 4 hours. Next, a toluene solution (87.0 g) was added to the reaction solution, and methanol was added dropwise to the vigorously stirred reaction mixture to precipitate a copolymer.
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブン中、真空雰囲気で乾燥させた。乾燥後の重量は12.74gであった(収率:80%)。 The precipitated copolymer was collected by filtration and dried in a vacuum atmosphere in an oven at 60 ° C. The weight after drying was 12.74 g (yield: 80%).
上記で得た共重合体の分子量を、THF溶媒でGPC法(ゲル浸透クロマトグラフィー法)により測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=320,000およびMn=130,000であった。 When the molecular weight of the copolymer obtained above was measured by GPC method (gel permeation chromatography method) with a THF solvent (in terms of polystyrene), it was Mw = 320,000 and Mn = 130,000.
共重合体の組成を、1H−NMRにより測定すると、78/22=BuNB/AGENBコポリマーであった。 The copolymer composition was determined by 1 H-NMR to be 78/22 = BuNB / AGENB copolymer.
共重合体の屈折率を、プリズムカップリング法で測定したところ、波長633nmで、TEモードで1.5162であり、TMモードで1.5157であった。 When the refractive index of the copolymer was measured by the prism coupling method, it was 1.5162 in the TE mode and 1.5157 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.
そして、乾燥させた共重合体をトルエンに溶解して30wt%のポリマーP1溶液とした。 And the dried copolymer was melt | dissolved in toluene, and it was set as the 30 wt% polymer P1 solution.
<<ポリマーP2:ヘキシルノルボルネン(HxNB)/メチルグリシジルエーテルノルボルネン(AGENB)コポリマーの合成およびポリマーP2溶液の調製>> << Polymer P2: Synthesis of Hexyl Norbornene (HxNB) / Methyl Glycidyl Ether Norbornene (AGENB) Copolymer and Preparation of Polymer P2 Solution >>
HxNB(12.48g,0.07mol)、AGENB(5.41g,0.03mol)、および、トルエン(58.0g)を、ドライボックス内のシーラムボトルに加え、この溶液を80℃のオイルバス中で攪拌した。 HxNB (12.48 g, 0.07 mol), AGENB (5.41 g, 0.03 mol), and toluene (58.0 g) were added to the sealum bottle in the dry box and the solution was added to an 80 ° C. oil bath. Stir in.
次いで、この溶液に、(η6−トルエン)Ni(C6F5)2(0.69g,0.0014mol)のトルエン溶液(5g)を加えた。 Next, a toluene solution (5 g) of (η 6 -toluene) Ni (C 6 F 5 ) 2 (0.69 g, 0.0014 mol) was added to this solution.
添加後、得られた混合物を室温で4時間維持した。次いで、トルエン溶液(87.0g)を反応溶液に加え、勢いよく攪拌した反応混合物に、メタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。 After the addition, the resulting mixture was maintained at room temperature for 4 hours. Next, a toluene solution (87.0 g) was added to the reaction solution, and methanol was added dropwise to the vigorously stirred reaction mixture to precipitate a copolymer.
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブンで、真空で乾燥させた。乾燥後の重量は13.78gであった(収率:77%)。 The precipitated copolymer was collected by filtration and dried in an oven at 60 ° C. under vacuum. The weight after drying was 13.78 g (yield: 77%).
上記で得た共重合体の分子量を、THF溶媒でGPC法により測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=150,000およびMn=76,000であった。 When the molecular weight of the copolymer obtained above was measured by the GPC method with a THF solvent (polystyrene conversion), Mw = 150,000 and Mn = 76,000.
共重合体の組成を、1H−NMRにより測定すると、79/21=HxNB/AGENBコポリマーであった。 The copolymer composition was determined by 1 H-NMR to be 79/21 = HxNB / AGENB copolymer.
共重合体の屈折率を、プリズムカップリング法で測定したところ、波長633nmで、TEモードで1.5159であり、TMモードで1.5153であった。 When the refractive index of the copolymer was measured by the prism coupling method, it was 1.5159 in the TE mode and 1.5153 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.
そして、乾燥させた共重合体をトルエンに溶解して30wt%のポリマーP2溶液とした。 And the dried copolymer was melt | dissolved in toluene, and it was set as the 30 wt% polymer P2 solution.
<<ポリマーP3:デシルノルボルネン(DeNB)/メチルグリシジルエーテルノルボルネン(AGENB)コポリマーの合成およびポリマーP3溶液の調製>> << Polymer P3: Synthesis of Decyl Norbornene (DeNB) / Methyl Glycidyl Ether Norbornene (AGENB) Copolymer and Preparation of Polymer P3 Solution >>
DeNB(16.4g,0.07mol)、AGENB(5.41g,0.03mol)、および、トルエン(58.0g)を、ドライボックス内のシーラムボトルに加え、この溶液を80℃のオイルバス中で攪拌した。 DeNB (16.4 g, 0.07 mol), AGENB (5.41 g, 0.03 mol), and toluene (58.0 g) were added to the sealum bottle in the dry box, and this solution was added to an 80 ° C. oil bath. Stir in.
次いで、この溶液に、(η6−トルエン)Ni(C6F5)2(0.69g,0.0014mol)のトルエン溶液(5g)を加えた。 Next, a toluene solution (5 g) of (η 6 -toluene) Ni (C 6 F 5 ) 2 (0.69 g, 0.0014 mol) was added to this solution.
添加後、得られた混合物を室温で4時間維持した。次いで、トルエン溶液(87.0g)を反応溶液に加え、勢いよく攪拌した反応混合物に、メタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。 After the addition, the resulting mixture was maintained at room temperature for 4 hours. Next, a toluene solution (87.0 g) was added to the reaction solution, and methanol was added dropwise to the vigorously stirred reaction mixture to precipitate a copolymer.
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブン中、真空雰囲気で乾燥させた。乾燥後の重量は17.00gであった(収率:87%)。 The precipitated copolymer was collected by filtration and dried in a vacuum atmosphere in an oven at 60 ° C. The weight after drying was 17.00 g (yield: 87%).
上記で得た共重合体の分子量を、THF溶媒でGPC法で測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=45,000およびMn=26,000であった。 When the molecular weight of the copolymer obtained above was measured by a GPC method using a THF solvent (polystyrene conversion), it was Mw = 45,000 and Mn = 26,000.
共重合体の組成を、1H−NMRにより測定すると、77/23=DeNB/AGENBコポリマーであった。 The composition of the copolymer was measured by 1 H-NMR and found to be 77/23 = DeNB / AGENB copolymer.
共重合体の屈折率を、プリズムカップリング法で測定したところ、波長633nmで、TEモードで1.5153であり、TMモードで1.5151であった。 When the refractive index of the copolymer was measured by the prism coupling method, it was 1.5153 in the TE mode and 1.5151 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.
そして、乾燥させた共重合体をトルエンに溶解して30wt%のポリマーP3溶液とした。 And the dried copolymer was melt | dissolved in toluene, and it was set as the 30 wt% polymer P3 solution.
<<ポリマーP4:ヘキシルノルボルネン(HxNB)/ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン(diPhNB)コポリマーの合成およびポリマーP4溶液の調製>> << Polymer P4: Synthesis of Hexyl Norbornene (HxNB) / Diphenylmethyl Norbornene Methoxysilane (diPhNB) Copolymer and Preparation of Polymer P4 Solution >>
HxNB(8.94g,0.050mol)、diPhNB(16.1g,0.050mol)、1−ヘキセン(2.95g,0.035mol)、および、トルエン(142g)を秤量し、250mLのシーラムボトルに入れて、オイルバスで80℃に加熱し混合溶液を得た。 HxNB (8.94 g, 0.050 mol), diPhNB (16.1 g, 0.050 mol), 1-hexene (2.95 g, 0.035 mol), and toluene (142 g) were weighed into a 250 mL sealam bottle. And heated to 80 ° C. in an oil bath to obtain a mixed solution.
次いで、この溶液に、[Pd(PCy3)2(O2CCH3)(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(以下、「Pd1446」と略す。)(5.8×10−3g,4.0×10−6mol)、および、N,N−ジメルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(以下、「DANFABA」と略す。)(3.2×10−3g,4.0×10−6mol)を添加した。 Next, [Pd (PCy 3 ) 2 (O 2 CCH 3 ) (NCCH 3 )] tetrakis (pentafluorophenyl) borate (hereinafter abbreviated as “Pd1446”) (5.8 × 10 −3 g) was added to this solution. , 4.0 × 10 −6 mol) and N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (hereinafter abbreviated as “DANFABA”) (3.2 × 10 −3 g, 4. 0 × 10 −6 mol) was added.
なお、このとき、上記ノルボルネンモノマー/Pd1446/DANFABAの比率は、モル比で25000/1/1であった。 At this time, the ratio of norbornene monomer / Pd1446 / DANFABA was 25000/1/1 in molar ratio.
混合物を80℃で7時間維持し、その後、20mLのアセトニトリルを加えてPd触媒の活性を消失させた。その後、反応混合物にメタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。 The mixture was maintained at 80 ° C. for 7 hours, after which 20 mL of acetonitrile was added to quench the activity of the Pd catalyst. Thereafter, when methanol was added dropwise to the reaction mixture, the copolymer was precipitated.
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブン中、真空雰囲気で乾燥させた。乾燥後の重量は19.8gであった(収率:79%)。 The precipitated copolymer was collected by filtration and dried in a vacuum atmosphere in an oven at 60 ° C. The weight after drying was 19.8 g (yield: 79%).
上記で得た共重合体の分子量を、THF溶媒でGPC法で測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=86,000およびMn=21,000であった。 When the molecular weight of the copolymer obtained above was measured by the GPC method with a THF solvent (polystyrene conversion), it was Mw = 86,000 and Mn = 21,000.
共重合体の組成を、1H−NMRにより測定すると、46/54=HxNB/diPhNBコポリマーであった。 The composition of the copolymer was determined by 1 H-NMR, was 46/54 = HxNB / diPhNB copolymer.
共重合体の屈折率を、プリズムカップリング法で測定すると、波長633nmで、TEモードで1.5569であり、TMモードで1.5556であった。 When the refractive index of the copolymer was measured by the prism coupling method, it was 1.5569 in the TE mode and 1.5556 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.
そして、乾燥させた共重合体をトルエンに溶解して30wt%のポリマーP4溶液とした。 And the dried copolymer was melt | dissolved in toluene, and it was set as the 30 wt% polymer P4 solution.
<<ポリマーP5:ブチルノルボルネン(BuNB)/フェニルエチルノルボルネン(PENB)コポリマーの合成およびポリマーP5溶液の調製>> << Polymer P5: Synthesis of Butylnorbornene (BuNB) / Phenylethylnorbornene (PENB) Copolymer and Preparation of Polymer P5 Solution >>
BuNB(4.78g,0.032mol)、PENB(25.22g,0.127mol)、1−ヘキセン(13.36g,0.16mol)、および、トルエン(170.0g)を、500mLのシーラムボトルで混合し、オイルバスで80℃に加熱し混合溶液を得た。 BuNB (4.78 g, 0.032 mol), PENB (25.22 g, 0.127 mol), 1-hexene (13.36 g, 0.16 mol), and toluene (170.0 g) were added to a 500 mL sealam bottle. And heated to 80 ° C. in an oil bath to obtain a mixed solution.
次いで、この溶液に、Pd1446(0.0092g,6.36×10−6mol)、および、DANFABA(0.020g,2.54×10−5mol)を、それぞれ濃縮ジクロロメタン溶液の形態で、加えた。 To this solution was then added Pd1446 (0.0092 g, 6.36 × 10 −6 mol) and DANFABA (0.020 g, 2.54 × 10 −5 mol), each in the form of a concentrated dichloromethane solution. It was.
添加後、得られた溶液を80℃で50分維持した。次いで、勢いよく攪拌された混合物に、メタノールを滴下すると共重合体が沈殿した。 After the addition, the resulting solution was maintained at 80 ° C. for 50 minutes. Next, when methanol was added dropwise to the vigorously stirred mixture, a copolymer was precipitated.
沈殿した共重合体をろ過して集め、60℃のオーブン中、真空雰囲気で乾燥させた。乾燥後の重量は23.60gであった(収率:79%)。 The precipitated copolymer was collected by filtration and dried in a vacuum atmosphere in an oven at 60 ° C. The weight after drying was 23.60 g (yield: 79%).
上記で得た共重合体の分子量を、THF溶媒でGPC法で測定すると(ポリスチレン換算)、Mw=73,000およびMn=28,000であった。 When the molecular weight of the copolymer obtained above was measured by a GPC method using a THF solvent (polystyrene conversion), it was Mw = 73,000 and Mn = 28,000.
共重合体の組成を、1H−NMRにより測定すると、15/85=BuNB/PENBコポリマーであった。 The composition of the copolymer was measured by 1 H-NMR and found to be 15/85 = BuNB / PENB copolymer.
共重合体の屈折率を、プリズムカップリング法で測定すると、波長633nmで、TEモードで1.5684であり、TMモードで1.5657であった。 When the refractive index of the copolymer was measured by the prism coupling method, it was 1.5684 in the TE mode and 1.5657 in the TM mode at a wavelength of 633 nm.
そして、乾燥させた共重合体をトルエンに溶解して30wt%のポリマーP5溶液とした。
以上合成した各ポリマーを、下記表1に要約する。
And the dried copolymer was melt | dissolved in toluene, and it was set as the 30 wt% polymer P5 solution.
Each polymer synthesized above is summarized in Table 1 below.
2.ノルボルネンモノマーの合成
<<ビス(ノルボルネンメチル)アセタール(NM2X)>>
2. Synthesis of norbornene monomer << bis (norbornenemethyl) acetal (NM 2 X) >>
ディーンスタークトラップに直接連結されたフラスコ中に、ノルボルネンメタノール(100g、0.81mol)、ホルムアルデヒド(〜37%)(32.6g、0.40mol)、および、触媒適量のp−トルエンスルホン酸(0.2g)を供給して混合物を得た。 In a flask directly connected to the Dean-Stark trap, norbornenemethanol (100 g, 0.81 mol), formaldehyde (-37%) (32.6 g, 0.40 mol), and a suitable amount of p-toluenesulfonic acid (0 .2g) was fed to obtain a mixture.
そして、この混合物を、100℃で加熱した。反応が進行するにつれて、トラップ中の水の量が増加した。約3時間以内に、反応は完了し、真空蒸留によって純生成物を得た(72.8%〜70%収率)。 The mixture was then heated at 100 ° C. As the reaction progressed, the amount of water in the trap increased. Within about 3 hours, the reaction was complete and the pure product was obtained by vacuum distillation (72.8% -70% yield).
3.ワニスの調製
以下に示すようにして、各ワニスV1〜4およびV51〜65を、それぞれ調製した。
3. Preparation of varnish Each varnish V1-4 and V51-65 were prepared as follows.
<<ワニスV1の調製>>
HxNB(42.03g,0.24mol)、および、SiX(7.97g,0.026mol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V1 >>
HxNB (42.03 g, 0.24 mol) and SiX (7.97 g, 0.026 mol) were weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、Ciba社製、IRGANOX 1076」(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、Ciba社製、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 CIR, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant, and Ciba, IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant are added to the monomer solution. An antioxidant solution was obtained.
上記のポリマーP4溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(3.0g)、触媒前駆体として、Pd(OAc)2(PCy3)2(4.93×10−4g,6.28×10−7mol、メチレンクロライド0.1mL中)、および、光酸発生剤(助触媒)として、Rhodia社製、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074(2.55×10−3g,2.51×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えて、ワニスV1を得た。
このワニスV1を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
To the polymer P4 solution (30.0 g), a monomer antioxidant solution (3.0 g) and a catalyst precursor, Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 (4.93 × 10 −4 g, 6. 28 × 10 −7 mol, in 0.1 mL of methylene chloride) and a photoacid generator (co-catalyst) manufactured by Rhodia, RHODROSIL PHOTOINITIATOR 2074 (2.55 × 10 −3 g, 2.51 × 10 − 6 mol, in 0.1 mL of methylene chloride) was added to obtain varnish V1.
This varnish V1 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
なお、以下では、「Ciba社製、IRGANOX 1076」を「IRGANOX 1076」と、「Ciba社製、IRGAFOS 168」を「IRGAFOS 168」と、「Rhodia社製、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074」を「RHODORSIL 2074」と略す。 In the following, “Ciba, IRGANOX 1076” is “IRGANOX 1076”, “Ciba, IRGAFOS 168” is “IRGAFOS 168”, “Rhodia, RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074” is “RHODORSIL 2074”. Abbreviated.
<<ワニスV2の調製>>
HxNB(16.64g,0.093mol)、および、SiX(33.36g,0.110mol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V2 >>
HxNB (16.64 g, 0.093 mol) and SiX (33.36 g, 0.110 mol) were weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP5溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(2.16g)、触媒前駆体として、Pd(OAc)2(PCy3)2(1.47×10−3g,1.88×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)、および、光酸発生剤(助触媒)として、RHODORSIL 2074(7.67×10−3g,7.54×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えて、ワニスV2を得た。
このワニスV2を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
To the polymer P5 solution (30.0 g), a monomer antioxidant solution (2.16 g) and a catalyst precursor, Pd (OAc) 2 (PCy 3 ) 2 (1.47 × 10 −3 g, 1. 88 × 10 −6 mol, in 0.1 mL of methylene chloride), and RHODORSIL 2074 (7.67 × 10 −3 g, 7.54 × 10 −6 mol, methylene chloride) as a photoacid generator (promoter) In 0.1 mL) was added to obtain varnish V2.
This varnish V2 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV3の調製>>
上記のポリマーP4(5g)に、メシチレン(20g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.05g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.0125g)、および、光酸発生剤(離脱剤)として、RHODORSIL 2074(4.0×10−3g、0.1mLのメチレンクロライド中)を加えて、ワニスV3を調製した。
このワニスV3を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V3 >>
Into the above polymer P4 (5 g), mesitylene (20 g), IRGANOX 1076 (0.05 g) as a phenolic antioxidant, IRGAFOS 168 (0.0125 g) as an organic phosphorus antioxidant, and photoacid generation As an agent (release agent), RHODORSIL 2074 (4.0 × 10 −3 g, in 0.1 mL of methylene chloride) was added to prepare varnish V3.
This varnish V3 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV4の調製>>
2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(6.4g,0.02mol)、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(4.44g,0.01mol)、および、ピロメリット酸二無水物(2.18g,0.01mol)を、ジメチルアセトアミド(86.6g)に溶解させ、窒素雰囲気下、室温で2日間攪拌し反応させ、ポリイミド樹脂前駆体のワニスV4を得た。
このワニスV4を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V4 >>
2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl (6.4 g, 0.02 mol), 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride ( 4.44 g, 0.01 mol) and pyromellitic dianhydride (2.18 g, 0.01 mol) were dissolved in dimethylacetamide (86.6 g) and stirred at room temperature for 2 days in a nitrogen atmosphere. The polyimide resin precursor varnish V4 was obtained.
This varnish V4 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV51の調製>>
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、TMSENB(0.45g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGAOX 1076(0.09g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.023g)、および、光酸発生剤として、東洋インキ製造株式会社製、TAG−372R(0.05g)を加え、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV51を得た。
このワニスV51を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V51 >>
To the above polymer P2 solution (30.0 g), TMSENB (0.45 g), as a phenolic antioxidant, IRGAOX 1076 (0.09 g), as an organophosphorus antioxidant, IRGAFOS 168 (0.023 g), And TAG-372R (0.05g) by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. was added as a photo-acid generator, and it melted and mixed by stirring for 2 hours using the magnetic stirrer, and obtained varnish V51.
This varnish V51 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
なお、以下では、「東洋インキ製造株式会社製、TAG−372R」を「TAG−372R」と略す。 Hereinafter, “TAG-372R manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.” is abbreviated as “TAG-372R”.
<<ワニスV52の調製>>
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、TESNB(0.9g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGAOX 1076(0.09g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.023g)、および、光酸発生剤として、RHODORSIL 2074(0.09g)を加え、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV52を得た。
このワニスV52を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V52 >>
To the above polymer P2 solution (30.0 g), TENSB (0.9 g), as a phenolic antioxidant, IRGAOX 1076 (0.09 g), as an organic phosphorus antioxidant, IRGAFOS 168 (0.023 g), RHODORSIL 2074 (0.09 g) was added as a photoacid generator and dissolved and mixed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer to obtain varnish V52.
This varnish V52 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV53の調製>>
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、TMSNB(0.3g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGAOX 1076(0.09g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.023g)、および、光酸発生剤として、TAG−372R(0.36g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV53を得た。
このワニスV53を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V53 >>
In the above polymer P2 solution (30.0 g), TMSNB (0.3 g), as a phenolic antioxidant, IRGAOX 1076 (0.09 g), as an organic phosphorus antioxidant, IRGAFOS 168 (0.023 g), And TAG-372R (0.36g) was added as a photo-acid generator, and it melted and mixed by stirring for 2 hours using the magnetic stirrer, and obtained varnish V53.
This varnish V53 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV54の調製>>
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)(0.2g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.09g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.023g)、および、光酸発生剤として、TAG−372R(0.02g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV54を得た。
このワニスV54を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V54 >>
In the above polymer P2 solution (30.0 g), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) (0.2 g), phenolic antioxidant as IRGANOX 1076 (0.09 g), organophosphorus antioxidant IRGAFOS 168 (0.023 g) as an agent and TAG-372R (0.02 g) as a photoacid generator were added and dissolved and mixed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer to obtain varnish V54. .
This varnish V54 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV55の調製>>
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、エポキシシリコーン(信越化学工業社製、「X−22−169AS:数平均分子量1000」)(0.45g)、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.09g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.023g)、および、光酸発生剤として、TAG−372R(0.18g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV55を得た。
このワニスV55を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V55 >>
To the above polymer P2 solution (30.0 g), epoxy silicone (“X-22-169AS: number average molecular weight 1000” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (0.45 g), IRGANOX 1076 ( 0.09 g), IRGAFOS 168 (0.023 g) as an organophosphorus antioxidant, and TAG-372R (0.18 g) as a photoacid generator, and stirring for 2 hours using a magnetic stirrer To obtain varnish V55.
This varnish V55 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV56の調製>>
上記のポリマーP3溶液(16.7g)に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.05g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(1.25×10−2g)、および、光酸発生剤として、RHODORSIL 2074(0.1g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混
合し、ワニスV56を得た。
このワニスV56を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V56 >>
In the above polymer P3 solution (16.7 g), IRGANOX 1076 (0.05 g) as a phenol-based antioxidant, IRGAFOS 168 (1.25 × 10 −2 g) as an organic phosphorus-based antioxidant, and RHODORSIL 2074 (0.1 g) was added as a photoacid generator, and dissolved and mixed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer to obtain varnish V56.
The varnish V56 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV57の調製>>
上記のポリマーP3溶液(16.7g)に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.05g)、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(1.25×10−2g)、および、光酸発生剤として、TAG−372R(0.1g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV57を得た。
このワニスV57を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V57 >>
In the above polymer P3 solution (16.7 g), IRGANOX 1076 (0.05 g) as a phenol-based antioxidant, IRGAFOS 168 (1.25 × 10 −2 g) as an organic phosphorus-based antioxidant, and TAG-372R (0.1 g) was added as a photoacid generator, and dissolved and mixed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer to obtain varnish V57.
This varnish V57 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV58の調製>>
上記のポリマーP3溶液(16.7g)に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.05g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(1.25×10−2g)を加えて、マグネティックスターラーを用いた2時間の攪拌により溶解混合し、ワニスV58を得た。
このワニスV58を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V58 >>
IRGANOX 1076 (0.05 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (1.25 × 10 −2 g) as an organic phosphorus antioxidant to the polymer P3 solution (16.7 g). In addition, the mixture was dissolved and mixed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer to obtain varnish V58.
This varnish V58 was used after being filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm.
<<ワニスV59の調製>>
2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル5gと、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン10gとを、ジメチルアセトアミド85gに溶解して、ワニスV59を得た。
このワニスV59を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
<< Preparation of Varnish V59 >>
Dissolve 5 g of 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl and 10 g of 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane in 85 g of dimethylacetamide. Thus, varnish V59 was obtained.
This varnish V59 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
<<ワニスV60の調製>>
TMSENB(0.32g,1.50mmol)、および、SiX(0.16g,0.525mmol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V60 >>
TMSENB (0.32 g, 1.50 mmol) and SiX (0.16 g, 0.525 mmol) were weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP3溶液(6.7g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、[2−methallyl Pd(PCy3)2]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Pd1401)(9.37×10−4g,6.69×10−7mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV60を得た。
このワニスV60を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
To the above polymer P3 solution (6.7 g), as a monomer antioxidant solution (total amount), and [2-methyllyl Pd (PCy3) 2] tetrakis (pentafluorophenyl) borate (Pd1401) (9 .37 × 10 −4 g, 6.69 × 10 −7 mol, in 0.1 mL of methylene chloride) was added to obtain varnish V60.
This varnish V60 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
そして、ガラス基板上にこのワニスV60を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V60 was apply | coated to the application | coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 50 degreeC for 15 minutes, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による200℃での貯蔵弾性率は、73MPaであった。 Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 200 ° C. according to the DMA measurement result was 73 MPa.
なお、フィルムのガラス転移温度(Tg)の測定は、TMA(セイコーインスツルメント社製 TMA/SS120C)を用いて引張りモード(昇温速度5℃/分)で行った(以下、同様である。)。 In addition, the measurement of the glass transition temperature (Tg) of a film was performed by tensile mode (temperature rising rate of 5 degree-C / min) using TMA (TMA / SS120C by Seiko Instruments Inc.) (hereinafter the same). ).
また、フィルムの貯蔵弾性率の測定は、動的粘弾性測定装置(セイコーインスツルメント社製 EXSTAR6000)を用いて行った(以下、同様である。)。 Moreover, the storage elastic modulus of the film was measured using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (EXSTAR6000 manufactured by Seiko Instruments Inc.) (the same applies hereinafter).
<<ワニスV61の調製>>
HxNB(0.16g,0.897mmol)、および、SiX(0.32g,1.05mmol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V61 >>
HxNB (0.16 g, 0.897 mmol) and SiX (0.32 g, 1.05 mmol) were weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP2溶液(6.7g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、Pd1446(6.0×10−4g,4.15×10−7mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV61を得た。
このワニスV61を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
In the above polymer P2 solution (6.7 g), monomer antioxidant solution (total amount), and Pd1446 (6.0 × 10 −4 g, 4.15 × 10 −7 mol, methylene chloride) as a catalyst precursor In 0.1 mL) was added to obtain varnish V61.
This varnish V61 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
そして、ガラス基板上にこのワニスV61を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて80℃で20分間、150℃で1時間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V61 was apply | coated to the application | coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 80 degreeC for 20 minutes, and 150 degreeC for 1 hour, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による250℃での貯蔵弾性率は、80MPaであった。 Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 250 ° C. according to the DMA measurement result was 80 MPa.
<<ワニスV62の調製>>
SiX(4.8g,0.0158mol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V62 >>
SiX (4.8 g, 0.0158 mol) was weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(1.25g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (5 g) as a phenol-based antioxidant and IRGAFOS 168 (1.25 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP1溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、[Pd(PCy3)2H(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Pd1147)(3.62×10−3g,3.15×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV62を得た。
このワニスV62を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
To the polymer P1 solution (30.0 g), as a monomer antioxidant solution (total amount) and [Pd (PCy3) 2H (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) borate (Pd1147) (3 .62 × 10 −3 g, 3.15 × 10 −6 mol, in 0.1 mL of methylene chloride) was added to obtain varnish V62.
This varnish V62 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
そして、ガラス基板上にこのワニスV62を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて80℃で20分間、150℃で1時間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V62 was apply | coated to the coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 80 degreeC for 20 minutes, and 150 degreeC for 1 hour, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による250℃での貯蔵弾性率は、67MPaであった。 Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 250 ° C. according to the DMA measurement result was 67 MPa.
<<ワニスV63の調製>>
TESNB(1.0g,0.039mol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V63 >>
TESNB (1.0 g, 0.039 mol) was weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(1.25g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (5 g) as a phenol-based antioxidant and IRGAFOS 168 (1.25 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP2溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、[Pd(P(iPr)3)2(OCOCH3)(NCCH3)]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Pd1206)(4.07×10−4g,3.90×10−7mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV63を得た。
このワニスV63を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
To the above polymer P2 solution (30.0 g), monomer antioxidant solution (total amount), and [Pd (P (iPr) 3) 2 (OCOCH3) (NCCH3)] tetrakis (pentafluorophenyl) as a catalyst precursor ) Borate (Pd1206) (4.07 × 10 −4 g, 3.90 × 10 −7 mol, in 0.1 mL of methylene chloride) was added to obtain varnish V63.
This varnish V63 was used after being filtered with a filter having a pore size of 0.2 μm.
そして、ガラス基板上にこのワニスV63を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて80℃で20分間、150℃で1時間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V63 was apply | coated to the coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 80 degreeC for 20 minutes, and 150 degreeC for 1 hour, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による250℃での貯蔵弾性率は、70MPaであった。 Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 250 ° C. according to the DMA measurement result was 70 MPa.
<<ワニスV64の調製>>
Si2X(2.16g,4.67mmol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V64 >>
Si 2 X (2.16 g, 4.67 mmol) was weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP3溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、Pd1446(3.22×10−3g,2.23×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV64を得た。
このワニスV64を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
In the polymer P3 solution (30.0 g), monomer antioxidant solution (total amount), and Pd1446 (3.22 × 10 −3 g, 2.23 × 10 −6 mol, methylene chloride) as a catalyst precursor Varnish V64 was obtained.
This varnish V64 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
そして、ガラス基板上にこのワニスV64を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて80℃で20分間、150℃で1時間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V64 was apply | coated to the application | coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 80 degreeC for 20 minutes, and 150 degreeC for 1 hour, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による200℃での貯蔵弾性率は、82MPaであった。 Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 200 ° C. according to the DMA measurement result was 82 MPa.
<<ワニスV65の調製>>
ビス(ノルボルネンメチル)アセタール(NM2X)(3.00g,0.104mol)を秤量しガラス瓶にいれた。
<< Preparation of Varnish V65 >>
Bis (norbornenemethyl) acetal (NM 2 X) (3.00 g, 0.104 mol) was weighed and placed in a glass bottle.
このモノマー溶液に、フェノール系酸化防止剤として、IRGANOX 1076(0.5g)、および、有機リン系酸化防止剤として、IRGAFOS 168(0.125g)を加え、モノマー酸化防止剤溶液を得た。 To this monomer solution, IRGANOX 1076 (0.5 g) as a phenolic antioxidant and IRGAFOS 168 (0.125 g) as an organophosphorus antioxidant were added to obtain a monomer antioxidant solution.
上記のポリマーP3溶液(30.0g)に、モノマー酸化防止剤溶液(全量)、および、触媒前駆体として、Pd1446(3.33×10−3g,2.30×10−6mol、メチレンクロライド0.1mL中)を加えてワニスV65を得た。
このワニスV65を0.2μmの細孔のフィルターでろ過して使用した。
In the polymer P3 solution (30.0 g), monomer antioxidant solution (total amount), and Pd1446 (3.33 × 10 −3 g, 2.30 × 10 −6 mol, methylene chloride) as a catalyst precursor In 0.1 mL) was added to obtain varnish V65.
This varnish V65 was used after being filtered with a 0.2 μm pore filter.
そして、ガラス基板上にこのワニスV65を、ドクターブレードで塗布厚み70μmに塗布し、これをホットプレートに置いて80℃で20分間、150℃で1時間加熱し、フィルムを形成した。 And this varnish V65 was apply | coated to the application | coating thickness of 70 micrometers with the doctor blade on the glass substrate, this was set | placed on the hotplate, and it heated at 80 degreeC for 20 minutes, and 150 degreeC for 1 hour, and formed the film.
このフィルムを用いて、ガラス転移温度と貯蔵弾性率の測定を行った。ガラス転移温度の測定結果を表3に示す。また、DMA測定結果による250℃での貯蔵弾性率は、120MPaであった。
以上調製した各ワニスの組成を、下記表2、表3に要約する。
Using this film, the glass transition temperature and the storage elastic modulus were measured. Table 3 shows the measurement results of the glass transition temperature. The storage elastic modulus at 250 ° C. according to the DMA measurement result was 120 MPa.
The compositions of the varnishes prepared above are summarized in Tables 2 and 3 below.
4.光導波路構造体の作製および評価
4−1.光導波路構造体の作製
4). Production and Evaluation of Optical Waveguide Structure 4-1. Fabrication of optical waveguide structure
以下に示すようにして、実施例1〜14および比較例の光導波路構造体を、それぞれ10個ずつ作製した。 As shown below, ten optical waveguide structures of Examples 1 to 14 and Comparative Example were produced.
(実施例1)
まず、クラッド層形成用材料としてワニスV51を、4インチ厚みのガラス基板上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 1)
First, varnish V51 as a cladding layer forming material was poured onto a 4-inch thick glass substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、これにフォトマスクなしで超高圧水銀ランプを用いてUV光を照射した(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)。 Next, this was placed on a hot plate and heated at 50 ° C. for 15 minutes, and this was irradiated with UV light using an ultrahigh pressure mercury lamp without a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm).
続いて、クリーンオーブンを用い100℃で15分間、さらに160℃で1時間硬化させて下部クラッド層を形成した。 Subsequently, the lower clad layer was formed by curing using a clean oven at 100 ° C. for 15 minutes and further at 160 ° C. for 1 hour.
次に、コア層形成用材料としてワニスV1を、硬化させた下部クラッド層の表面に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。 Next, varnish V1 as a core layer forming material was poured onto the surface of the cured lower clad layer and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて45℃で10分間加熱し、溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 This was then placed on a hot plate and heated at 45 ° C. for 10 minutes to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
このフィルムにフォトマスクを通してUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)した後、45℃のホットプレートで30分間加熱したところ、直線状のコア部のパターンが出現した。 The film was irradiated with UV light through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm) and then heated on a hot plate at 45 ° C. for 30 minutes, and a linear core pattern appeared.
得られたサンプルをクリーンオーブン中で、85℃で30分間、さらに150℃で60分間加熱してパターニングされたワニスV1の硬化層(コア層)を得た。 The obtained sample was heated in a clean oven at 85 ° C. for 30 minutes and further at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a patterned varnish V1 cured layer (core layer).
次に、クラッド層形成用材料としてワニスV51を用い下部クラッド層と同様の方法にて、コア層上に上部クラッド層を形成し、ガラス基板上に、幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 Next, the upper clad layer is formed on the core layer in the same manner as the lower clad layer using varnish V51 as a clad layer forming material, and a linear shape having a width of 0.5 cm and a length of 10 cm is formed on the glass substrate. An optical waveguide was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、50μm(コア部の幅:50μm)、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、50μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 50 μm (the width of the core part: 50 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower parts) was 50 μm.
次に、この光導波路を基板から剥離し、その両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, this optical waveguide was peeled off from the substrate, and a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to each of the both surfaces by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例2)
まず、クラッド層形成用材料としてワニスV52をシリコンウエハ基板上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 2)
First, varnish V52 as a cladding layer forming material was poured onto a silicon wafer substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、これにフォトマスクなしで超高圧水銀ランプを用いてUV光を照射した(照射量:1500mJ/cm2、波長:365nm)。 Next, this was placed on a hot plate and heated at 50 ° C. for 15 minutes, and this was irradiated with UV light using an ultrahigh pressure mercury lamp without a photomask (irradiation amount: 1500 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm).
その後、さらにクリーンオーブンを用い、150℃で1時間加熱し、下部クラッド層を作成した。 Then, it further heated at 150 degreeC for 1 hour using clean oven, and created the lower clad layer.
次に、下部クラッド層の上に、コア層形成用材料としてポリイミド前駆体のワニスV4をバーコーターで塗布し、オーブンを用い、窒素雰囲気下にて、320℃で1時間加熱し、コア層とした。 Next, a varnish V4 of a polyimide precursor is applied as a core layer forming material on the lower clad layer with a bar coater, and heated at 320 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere using an oven. did.
次に、前記コア層上に、膜厚0.3μmのアルミニウム層を蒸着し、マスク層を形成した。さらに、前記アルミニウム層上に、ポジ型フォトレジスト(ジアゾナフトキノン−ノボラック樹脂系、東京応化製、商品名OFPR−800)を、スピンコート法により塗布した後、約95℃でプリベークを行った。 Next, an aluminum layer having a thickness of 0.3 μm was vapor-deposited on the core layer to form a mask layer. Further, a positive photoresist (diazonaphthoquinone-novolak resin system, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., trade name OFPR-800) was applied on the aluminum layer by spin coating, and prebaked at about 95 ° C.
次に、直線光導波路パターン形成用のフォトマスク(Ti)を配置し、超高圧水銀ランプを用いて、紫外線を照射した後、ポジ型レジスト用現像液(TMAH:テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、東京応化製、商品名NMD−3)を用いて現像した。 Next, a photomask (Ti) for forming a linear optical waveguide pattern is arranged, irradiated with ultraviolet rays using an ultrahigh pressure mercury lamp, and then developed as a positive resist developer (TMAH: tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, Tokyo, Japan). Development was performed using a product name of NMD-3).
その後、135℃でポストベークを行った。次に、アルミニウム層のウエットエッチングを行い、レジストパターンをアルミニウム層に転写した。 Thereafter, post-baking was performed at 135 ° C. Next, the aluminum layer was wet etched to transfer the resist pattern to the aluminum layer.
更に、パターニングされたアルミニウム層をマスクとして、コア層をドライエッチングにより加工した。 Further, the core layer was processed by dry etching using the patterned aluminum layer as a mask.
次に、アルミニウム層をエッチング液で除去することで、直線状のコア部を形成した。
なお、コア部は、幅:50μm、高さ(平均厚さ):50μmとした。
Next, the linear core part was formed by removing an aluminum layer with an etching liquid.
The core part had a width of 50 μm and a height (average thickness) of 50 μm.
次に、得られたコア部の上から、クラッド層形成用材料としてワニスV52を注ぎ、下部クラッド層と同様の方法で、上部クラッド層を作成し、シリコンウェハ基板上に幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 Next, varnish V52 is poured as a clad layer forming material from above the obtained core part, and an upper clad layer is prepared in the same manner as the lower clad layer. A linear optical waveguide having a length of 10 cm was obtained.
なお、得られた光導波路において、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、50μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the cladding layers (upper and lower parts) was 50 μm.
次に、この光導波路を基板から剥離し、その両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, this optical waveguide was peeled off from the substrate, and a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to each of the both surfaces by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例3)
まず、離型処理したガラス基板上に、クラッド層形成用材料としてワニスV53を注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 3)
First, varnish V53 as a cladding layer forming material was poured onto a glass substrate that had been subjected to a mold release treatment, and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、これにフォトマスクなしで超高圧水銀ランプを用いてUV光を照射した(照射量:2500mJ/cm2、波長:365nm)。 Next, this was placed on a hot plate and heated at 50 ° C. for 15 minutes, and this was irradiated with UV light using an ultrahigh pressure mercury lamp without a photomask (irradiation amount: 2500 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm).
その後、さらにクリーンオーブンを用い、150℃で1時間加熱し、下部クラッド層を作成した。 Then, it further heated at 150 degreeC for 1 hour using clean oven, and created the lower clad layer.
その上に、コア層形成用材料として、前記クラッド層形成用材料よりも屈折率の高いUV硬化型エポキシ樹脂(NTT−AT製E3135)をスピンコートした後、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィーにより、直接、直線状のコア部をパターニングした。
なお、コア部は、幅:35μm、高さ(平均厚さ):35μmとした。
On top of that, as a core layer forming material, a UV curable epoxy resin (E3135 manufactured by NTT-AT) having a higher refractive index than that of the cladding layer forming material was spin-coated, and then by photolithography using a photomask, The linear core part was directly patterned.
The core part had a width of 35 μm and a height (average thickness) of 35 μm.
その後、クラッド層形成用材料として下部クラッド層を形成したものと同じワニスV53を用いて、下部クラッド層と同様の方法にて上部クラッド層を形成し、ガラス基板上に幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 Thereafter, using the same varnish V53 as that for forming the lower clad layer as the clad layer forming material, an upper clad layer is formed in the same manner as the lower clad layer, and a width of 0.5 cm and a length are formed on the glass substrate. A 10 cm linear optical waveguide was obtained.
なお、得られた光導波路において、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、35μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the cladding layers (upper part and lower part) was 35 μm.
次に、この光導波路を基板から剥離し、その両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, this optical waveguide was peeled off from the substrate, and a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to each of the both surfaces by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例4)
まず、平均厚さ18μmの銅箔の疎化面に、クラッド層形成用材料としてワニスV54を注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
Example 4
First, varnish V54 was poured as a clad layer forming material on the roughened surface of a copper foil having an average thickness of 18 μm and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱乾燥した後、これにフォトマスクなしで超高圧水銀ランプを用いてUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)して銅箔付き下部クラッド層を形成した。また、同様の材料、方法により銅箔付き上部クラッド層も準備した。 Next, this was placed on a hot plate and heated and dried at 50 ° C. for 15 minutes, and then irradiated with UV light using an ultrahigh pressure mercury lamp without a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm). Thus, a lower clad layer with copper foil was formed. Moreover, the upper clad layer with a copper foil was also prepared by the same material and method.
一方、コア層形成用材料として、ろ過したワニスV2を、石英ガラス基板の上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定の厚さに広げた。 On the other hand, the filtered varnish V2 as a core layer forming material was poured onto a quartz glass substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて45℃で10分間加熱し、溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 This was then placed on a hot plate and heated at 45 ° C. for 10 minutes to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
このフィルムにフォトマスクを通してUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)した後、45℃のホットプレートで30分間加熱したところ、直線状のコア部のパターンが出現した。 The film was irradiated with UV light through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm) and then heated on a hot plate at 45 ° C. for 30 minutes, and a linear core pattern appeared.
得られたサンプルをクリーンオーブン中で85℃で30分間、さらに150℃で60分間加熱してパターニングされたワニスV2の硬化層(フィルム)を得た。 The obtained sample was heated in a clean oven at 85 ° C. for 30 minutes and further at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a patterned varnish V2 cured layer (film).
このフィルムを水中で石英ガラス基板から剥離し、十分な水で洗浄し、45℃で1時間、オーブンで乾燥させて、単体のコア層を得た。 The film was peeled from the quartz glass substrate in water, washed with sufficient water, and dried in an oven at 45 ° C. for 1 hour to obtain a single core layer.
このコア層を前記の上下のクラッド層の間に挟み、電熱プレスを用い、10MPaの圧力を掛けながらで150℃で1時間加熱して、両面に銅層(導体層)を有する幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路構造体を得た。 The core layer is sandwiched between the upper and lower clad layers and heated at 150 ° C. for 1 hour while applying a pressure of 10 MPa using an electrothermal press to have a copper layer (conductor layer) on both sides of 0.5 cm in width. A linear optical waveguide structure having a length of 10 cm was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、35μm(コア部の幅:35μm)であり、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、35μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 35 μm (the width of the core portion: 35 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower portions) was 35 μm.
(実施例5)
まず、離型処理したPETフィルム基板上に、クラッド層形成用材料としてワニスV55を注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 5)
First, varnish V55 was poured as a clad layer forming material onto a release-treated PET film substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱乾燥した後、これにフォトマスクなしで超高圧水銀ランプを用いてUV光を照射(照射量:2000mJ/cm2、波長:365nm)した後、PETフィルムから剥離して単体の下部クラッド層を形成した。また、同様の材料、方法により単体の上部クラッド層も準備した。 Next, after placing this on a hot plate and heating and drying at 50 ° C. for 15 minutes, this was irradiated with UV light using an ultrahigh pressure mercury lamp without a photomask (irradiation amount: 2000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm). After that, it was peeled off from the PET film to form a single lower clad layer. A single upper clad layer was also prepared using the same material and method.
一方、コア層形成用材料として、ろ過したワニスV3を、石英ガラス基板の上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定の厚さに広げた。 On the other hand, filtered varnish V3 as a core layer forming material was poured onto a quartz glass substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて45℃で10分間加熱し、溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 This was then placed on a hot plate and heated at 45 ° C. for 10 minutes to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
このフィルムにフォトマスクを通してUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)した後、85℃のクリーンオーブンで30分間加熱したところ、直線状のコア部のパターンが出現した。 This film was irradiated with UV light through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm) and then heated in a clean oven at 85 ° C. for 30 minutes, and a linear core pattern appeared.
さらに160℃で2時間加熱してパターニングされたワニスV3の硬化層(フィルム)を得た。 Furthermore, the cured layer (film) of the varnish V3 patterned by heating at 160 degreeC for 2 hours was obtained.
このフィルムを水中で石英ガラス基板から剥離し、十分な水で洗浄し、45℃で1時間、オーブンで乾燥させて、単体のコア層を得た。 The film was peeled from the quartz glass substrate in water, washed with sufficient water, and dried in an oven at 45 ° C. for 1 hour to obtain a single core layer.
このコア層を、前記の上下のクラッド層の間に挟み、電熱プレスを用い、6MPaの圧力を掛けながらで150℃で1時間加熱して、幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 The core layer is sandwiched between the upper and lower clad layers and heated at 150 ° C. for 1 hour while applying a pressure of 6 MPa using an electrothermal press, and a linear light beam having a width of 0.5 cm and a length of 10 cm. A waveguide was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、50μm(コア部の幅:50μm)、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、50μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 50 μm (the width of the core part: 50 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower parts) was 50 μm.
次に、この光導波路の両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to both surfaces of the optical waveguide by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例6)
クラッド層形成用材料として、ワニスV56を使用した以外は、前記実施例5と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 6)
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 5 except that varnish V56 was used as the cladding layer forming material.
(実施例7)
クラッド層形成用材料として、ワニスV57を、コア層形成用材料として、ワニスV2を使用した以外は、前記実施例1と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 7)
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that varnish V57 was used as the cladding layer forming material and varnish V2 was used as the core layer forming material.
(実施例8)
まず、離型処理したPETフィルム基板上に、クラッド層形成用材料としてワニスV58を注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 8)
First, varnish V58 was poured as a clad layer forming material onto a release-treated PET film substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱乾燥した後、PETフィルムから剥離して単体の下部クラッド層を形成した。また、同様の材料、方法により単体の上部クラッド層も準備した。 Next, this was placed on a hot plate, heated and dried at 50 ° C. for 15 minutes, and then peeled off from the PET film to form a single lower clad layer. A single upper clad layer was also prepared using the same material and method.
一方、コア層形成用材料として、ろ過したワニスV3を、石英ガラス基板の上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定の厚さに広げた。 On the other hand, filtered varnish V3 as a core layer forming material was poured onto a quartz glass substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて45℃で10分間加熱し、溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 This was then placed on a hot plate and heated at 45 ° C. for 10 minutes to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
このフィルムにフォトマスクを通してUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)した後、85℃のクリーンオーブンで30分間加熱したところ、直線状のコア部のパターンが出現した。 This film was irradiated with UV light through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm) and then heated in a clean oven at 85 ° C. for 30 minutes, and a linear core pattern appeared.
さらに160℃で2時間加熱してパターニングされたワニスV3の硬化層(フィルム)を得た。 Furthermore, the cured layer (film) of the varnish V3 patterned by heating at 160 degreeC for 2 hours was obtained.
このフィルムを水中で石英ガラス基板から剥離し、十分な水で洗浄し、45℃で1時間、オーブンで乾燥させて、単体のコア層を得た。 The film was peeled from the quartz glass substrate in water, washed with sufficient water, and dried in an oven at 45 ° C. for 1 hour to obtain a single core layer.
このコア層を、前記の上下のクラッド層の間に挟み、電熱プレスを用い、3MPaの圧力を掛けながらで150℃で1時間加熱して、幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 The core layer is sandwiched between the upper and lower clad layers, and heated at 150 ° C. for 1 hour while applying a pressure of 3 MPa using an electrothermal press, and a linear light beam having a width of 0.5 cm and a length of 10 cm. A waveguide was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、50μm(コア部の幅:50μm)、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、50μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 50 μm (the width of the core part: 50 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower parts) was 50 μm.
次に、この光導波路の両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to both surfaces of the optical waveguide by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例9)
クラッド層形成用材料として、ワニスV60を使用した以外は、前記実施例4と同様にして、光導波路構造体を得た。
Example 9
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 4 except that varnish V60 was used as the cladding layer forming material.
(実施例10)
クラッド層形成用材料として、ワニスV61を使用した以外は、前記実施例4と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 10)
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 4 except that varnish V61 was used as the cladding layer forming material.
(実施例11)
まず、クラッド層形成用材料としてワニスV62を、4インチ厚みのガラス基板上に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。
(Example 11)
First, varnish V62 as a cladding layer forming material was poured onto a 4-inch thick glass substrate and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、80℃で20分間、その後150℃で1時間硬化させ、下部クラッド層を形成した。 Next, this was placed on a hot plate, heated at 50 ° C. for 15 minutes, cured at 80 ° C. for 20 minutes, and then cured at 150 ° C. for 1 hour to form a lower cladding layer.
次に、コア層形成用材料としてワニスV3を、硬化させた下部クラッド層の表面に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。 Next, varnish V3 as a core layer forming material was poured onto the surface of the cured lower cladding layer and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
その後、このコーティングされたガラス基板をホットプレートを用いて、45℃で10分間加熱し、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 Thereafter, the coated glass substrate was heated at 45 ° C. for 10 minutes using a hot plate to form a substantially dry solid film.
次に、ワニスV3から形成した固体フィルムに、フォトマスクを通してUV光(波長:365nm)を照射し(照射量:3000mJ/cm2)、室温で30分間熟成させ、次に85℃で30分間加熱し、さらに150℃で60分間加熱し、コア層を得た。 Next, the solid film formed from varnish V3 is irradiated with UV light (wavelength: 365 nm) through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 ), aged at room temperature for 30 minutes, and then heated at 85 ° C. for 30 minutes. Then, it was further heated at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a core layer.
なお、コア部のパターンは、85℃で30分間加熱した時点で目視で確認することができた。 In addition, the pattern of the core part was able to be confirmed visually when heated at 85 ° C. for 30 minutes.
次に、クラッド層形成用材料として、ワニスV61をワニスV3から形成された硬化層の表面に注ぎ、スピンコーターで実質的に一定厚さに広げた。 Next, as a cladding layer forming material, varnish V61 was poured onto the surface of the hardened layer formed from varnish V3 and spread to a substantially constant thickness with a spin coater.
このコーティングされたガラス基板をホットプレートに置いて50℃で15分間加熱し、続いて、80℃で20分間、その後150℃で1時間硬化させ、上部クラッド層を形成し、ガラス基板上に、幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 This coated glass substrate is placed on a hot plate and heated at 50 ° C. for 15 minutes, followed by curing at 80 ° C. for 20 minutes and then at 150 ° C. for 1 hour to form an upper cladding layer on the glass substrate. A linear optical waveguide having a width of 0.5 cm and a length of 10 cm was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、35μm(コア部の幅:35μm)、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、35μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 35 μm (the width of the core part: 35 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower) was 35 μm.
次に、この光導波路を基板から剥離し、その両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, this optical waveguide was peeled off from the substrate, and a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to each of the both surfaces by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
(実施例12)
クラッド層形成用材料として、ワニスV63を使用した以外は、前記実施例11と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 12)
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 11 except that varnish V63 was used as the cladding layer forming material.
(実施例13)
クラッド層形成用材料として、ワニスV64を、コア層形成用材料として、ワニスV1使用し、コア層を形成する際に、UV光照射後、85℃×30分の加熱に先立って、45℃×30分の加熱を行った以外は、前記実施例11と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 13)
When forming the core layer using varnish V64 as the cladding layer forming material and varnish V1 as the core layer forming material, 45 ° C × 30 minutes prior to heating at 85 ° C. × 30 minutes after UV light irradiation. An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 11 except that heating was performed for 30 minutes.
(実施例14)
クラッド層形成用材料として、ワニスV65を使用した以外は、前記実施例4と同様にして、光導波路構造体を得た。
(Example 14)
An optical waveguide structure was obtained in the same manner as in Example 4 except that varnish V65 was used as the cladding layer forming material.
(比較例)
まず、クラッド層形成用材料としてワニスV59を、シリコンウエハ上にスピンコーターにより実質的に均一な厚みに塗布した後、窒素オーブン中にて、350℃で1時間加熱を行うことにより、下部クラッド層を形成した。
(Comparative example)
First, varnish V59 as a cladding layer forming material was applied on a silicon wafer with a spin coater to a substantially uniform thickness, and then heated in a nitrogen oven at 350 ° C. for 1 hour, thereby forming a lower cladding layer. Formed.
次に、コア層形成用材料としてワニスV1を、下部クラッド層の表面に注ぎ、ドクターブレードで実質的に一定厚さに広げた。 Next, varnish V1 as a core layer forming material was poured onto the surface of the lower cladding layer and spread to a substantially constant thickness with a doctor blade.
次に、これをホットプレートに置いて45℃で10分間加熱し、溶剤を蒸発させ、実質的に乾燥した固体フィルムを形成した。 This was then placed on a hot plate and heated at 45 ° C. for 10 minutes to evaporate the solvent and form a substantially dry solid film.
このフィルムにフォトマスクを通してUV光を照射(照射量:3000mJ/cm2、波長:365nm)した後、45℃のホットプレートで30分間加熱したところ、直線状のコア部のパターンが出現した。 The film was irradiated with UV light through a photomask (irradiation amount: 3000 mJ / cm 2 , wavelength: 365 nm) and then heated on a hot plate at 45 ° C. for 30 minutes, and a linear core pattern appeared.
得られたサンプルをクリーンオーブン中で、85℃で30分間、さらに150℃で60分間加熱してパターニングされたワニスV1の硬化層(コア層)を得た。 The obtained sample was heated in a clean oven at 85 ° C. for 30 minutes and further at 150 ° C. for 60 minutes to obtain a patterned varnish V1 cured layer (core layer).
次に、クラッド層形成用材料として、下部クラッド層の用いたものと同じワニスを用い、下部クラッド層と同様の方法にて、コア層上に上部クラッド層を形成し、ガラス基板上に、幅0.5cm、長さ10cmの直線状の光導波路を得た。 Next, as the cladding layer forming material, the same varnish as that used for the lower cladding layer is used, and the upper cladding layer is formed on the core layer in the same manner as the lower cladding layer. A linear optical waveguide having a length of 0.5 cm and a length of 10 cm was obtained.
なお、得られた光導波路において、コア層の平均厚さは、50μm(コア部の幅:50μm)、クラッド層(上部および下部)の平均厚さは、50μmであった。 In the obtained optical waveguide, the average thickness of the core layer was 50 μm (the width of the core part: 50 μm), and the average thickness of the clad layers (upper and lower parts) was 50 μm.
次に、この光導波路を基板から剥離し、その両面に、それぞれ、ロールラミネート法により、平均厚さ45μmの銅層(導体層)を接合して、光導波路構造体を作製した。 Next, this optical waveguide was peeled off from the substrate, and a copper layer (conductor layer) having an average thickness of 45 μm was bonded to each of the both surfaces by a roll laminating method to produce an optical waveguide structure.
4−2.評価
4−2−1.光伝播損失の測定
4-2. Evaluation 4-2-1. Measurement of light propagation loss
各実施例および比較例の光導波路構造体に対して、それぞれ、光伝播損失を「カットバック法」を使用して測定した。 For each of the optical waveguide structures of Examples and Comparative Examples, the light propagation loss was measured using the “cutback method”.
これは、レーザダイオードから発生させた光を、光ファイバーを通して、コア部の一端から入力し、他端からの出力を測定し、コア部の長さを数段階の長さにカットして、各長さについて光出力を測定することにより行った。
各長さのコア部での総光損失は、下記式で表される。
This is because the light generated from the laser diode is input from one end of the core part through the optical fiber, the output from the other end is measured, and the length of the core part is cut into several lengths. This was done by measuring the light output.
The total optical loss in each length of the core part is expressed by the following formula.
総光損失(dB) = −10log(Pn/Po)
式中、Pnは、P1、P2、…Pnの各長さのコア部の他端での測定された出力であり、Poは、光ファイバーをコア部の一端に結合する前の光ファイバーの端部における光源の測定出力である。
Total optical loss (dB) = -10 log (Pn / Po)
Where Pn is the measured output at the other end of each core portion of length P1, P2,... Pn, and Po is at the end of the optical fiber before coupling the optical fiber to one end of the core portion. This is the measurement output of the light source.
次に、総光損失は、図35(チャート1)のようにプロットされる。このデータの回帰直線は、下記式によって表わされる。 Next, the total optical loss is plotted as shown in FIG. 35 (Chart 1). The regression line of this data is expressed by the following equation.
y=mx+b
式中、mは、光伝播損失を示し、bは、結合損失(coupling loss)を示す。
y = mx + b
In the formula, m represents a light propagation loss, and b represents a coupling loss.
なお、実施例2では、波長1300nmの光を用い、その他では、波長850nmの光を用いた。 In Example 2, light having a wavelength of 1300 nm was used. In other cases, light having a wavelength of 850 nm was used.
4−2−2.密着性試験
各実施例および比較例の光導波路構造体に対して、それぞれ、コア層とクラッド層との密着性試験を行った。
4-2-2. Adhesion test Adhesion tests between the core layer and the clad layer were performed on the optical waveguide structures of the examples and comparative examples.
これは、コア層からクラッド層を90°上方に引き剥がすピール試験により行った。
光伝播損失の測定および密着性試験の結果を、それぞれ、下記表4に示す。
This was performed by a peel test in which the clad layer was peeled upward 90 ° from the core layer.
The results of measurement of light propagation loss and adhesion test are shown in Table 4 below.
なお、表中の各数値は、それぞれ、5個の平均値を示す。
表4からも明らかなように、各実施例の光導波路構造体は、いずれも、光伝播損失が小さく、光伝送性能が高いものであり、また、コア層とクラッド層との密着力が高いものであった。
In addition, each numerical value in a table | surface shows an average value of 5 each.
As is clear from Table 4, each of the optical waveguide structures of each example has a small light propagation loss, high optical transmission performance, and high adhesion between the core layer and the cladding layer. It was a thing.
これに対して、比較例の光導波路構造体は、光伝播損失が大きく、かつ、コア層とクラッド層との密着力が低く、特性に劣るものであった。これは、コア層とクラッド層との界面における密着が悪く、一部において剥離が生じていることが原因となり、光伝搬損失も大きくなったものと考えられる。 On the other hand, the optical waveguide structure of the comparative example has a large light propagation loss and a low adhesion force between the core layer and the cladding layer, and is inferior in characteristics. This is probably because the adhesion at the interface between the core layer and the clad layer is poor and peeling occurs in part, and the light propagation loss is also increased.
また、各実施例および比較例の光導波路構造体を、高湿度環境(60℃、90%RH、2000時間)に曝した後、前記と同様にして光伝播損失の測定を行った。その結果、各実施例の光導波路構造体は、いずれも、高湿度環境に曝す前とほぼ変化が認められなかった。これに対して、比較例の光導波路構造体では、顕著な光伝播損失の増大が認められた
。
Further, after the optical waveguide structures of the examples and comparative examples were exposed to a high humidity environment (60 ° C., 90% RH, 2000 hours), the light propagation loss was measured in the same manner as described above. As a result, almost no change was observed in the optical waveguide structures of each Example before exposure to a high humidity environment. On the other hand, in the optical waveguide structure of the comparative example, a significant increase in light propagation loss was observed.
さらに、各実施例および比較例で作製した光導波路構造体(高湿度環境に曝す前のもの)の導体層を、それぞれ、パターニングして配線を形成し、所定の箇所に、発光素子および受光素子を実装して、複合装置を作製した。 Furthermore, the conductor layers of the optical waveguide structures (before exposure to a high humidity environment) produced in each example and comparative example are patterned to form wirings, and light emitting elements and light receiving elements are formed at predetermined locations. Was mounted to produce a composite device.
そして、これらの複合装置を動作させたところ、各実施例の光導波路構造体を用いた複合装置は、いずれも、比較例の光導波路構造体を用いた複合装置に対して、より高速での動作が可能なことが確認された。 When these composite devices were operated, the composite devices using the optical waveguide structures of the respective examples were faster than the composite devices using the optical waveguide structures of the comparative examples. It was confirmed that operation was possible.
(実施例15)
(レセプター構造部)
実施例1と同様にして得た光導波路構造体を用いて、導体層をそれぞれパターニングして配線を形成し、次いで、これを、エキシマレーザー(波長193nm、機器名:ProMaster(OPTEC社))のサンプルホルダーに、真空チャックで固定した。レーザー強度を7mJ、レーザー発振周波数を250Hz、レーザー光をカットするステンレスマスクの開口部が1mm×1mm、加工台の移動速度を45μm/s、加工台に移動距離を150μmに設定し、コア部と、コア部の外周に接合されたクラッド部とで構成される光導波路の光路反射部を形成する部分(光素子搭載部、光導波路層両端部のコア部4箇所)に、レーザーを照射し、光導波路層101に対するレーザーの照射領域を相対的に変化させることにより、光導波路層の光路変換部を形成する部位へのレーザーの照射時間を部分的に変化させて、レーザーの光導波路層の深さ方向に対する到達度を調整しつつ、光導波路層の構成材料を除去して、光路変換部を形成した。加工後の断面(反射部)を顕微鏡で観察した結果、上部クラッド層及びコア層の樹脂を除去した領域は二等辺三角形となっており、頂角はほぼ90°となっていた。次いで、光素子搭載部(光導波路層両端部の4箇所)において、光素子の電極(導電部材バンプ)(径が100μm)に合わせ、レセプター構造を形成する所定の位置に開口部を設けたマスクを載せて、上記同様にして、レーザーを照射することにより、光素子搭載面と配線部品接合面とを貫通するレセプター構造用貫通孔104を設けて、光回路基板(G1)を得た。
(Example 15)
(Receptor structure)
Using the optical waveguide structure obtained in the same manner as in Example 1, each conductor layer was patterned to form a wiring, and this was then used as an excimer laser (wavelength: 193 nm, device name: ProMaster (OPTEC)). The sample holder was fixed with a vacuum chuck. The laser intensity is set to 7 mJ, the laser oscillation frequency is 250 Hz, the opening of the stainless steel mask that cuts the laser beam is 1 mm × 1 mm, the moving speed of the processing table is set to 45 μm / s, and the moving distance to the processing table is set to 150 μm. Irradiating a portion of the optical waveguide formed with the clad portion joined to the outer periphery of the core portion with a laser (four portions of the core portion at both ends of the optical element mounting portion and the optical waveguide layer), By changing the laser irradiation region relative to the optical waveguide layer 101, the laser irradiation time to the part of the optical waveguide layer forming the optical path changing portion is partially changed, and the depth of the optical waveguide layer of the laser is changed. While adjusting the reach in the vertical direction, the constituent material of the optical waveguide layer was removed to form an optical path conversion section. As a result of observing the processed cross section (reflecting portion) with a microscope, the region where the resin of the upper clad layer and the core layer was removed was an isosceles triangle, and the apex angle was approximately 90 °. Next, in the optical element mounting portion (four locations on both ends of the optical waveguide layer), a mask provided with openings at predetermined positions for forming the receptor structure in accordance with the electrodes (conductive member bumps) (diameter: 100 μm) of the optical element In the same manner as described above, by irradiating with a laser, a receptor structure through-hole 104 penetrating the optical element mounting surface and the wiring component bonding surface was provided to obtain an optical circuit board (G1).
(配線部品)
両面銅箔を有するFR−4のコア基板602に、ドリル機で開孔して開口部603を設けた後、無電解めっきにより、開口部603にメッキ処理を行い、コア基板602の両面の導通を図った。次に、前記銅箔をエッチングすることにより、光素子の導電部材と配線部品の導電部材との電気導通をはかるための搭載部となるパッドを含む導体回路604を形成した(図28(a))。上記パッドの表面には、金属の拡散防止層としてニッケル膜を電解メッキで形成し、さらに、電気メッキにより、金皮膜605を形成し、配線部品(20mm×20mm)を2個得た。
(Wiring parts)
The FR-4 core substrate 602 having a double-sided copper foil is drilled with a drill machine to provide an opening 603, and then the opening 603 is plated by electroless plating so that both sides of the core substrate 602 are electrically connected. I planned. Next, the copper foil was etched to form a conductor circuit 604 including a pad serving as a mounting portion for conducting electrical conduction between the conductive member of the optical element and the conductive member of the wiring component (FIG. 28A). ). On the surface of the pad, a nickel film was formed by electrolytic plating as a metal diffusion prevention layer, and further, a gold film 605 was formed by electroplating to obtain two wiring components (20 mm × 20 mm).
次いで、アクリルゴム(アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/アクリロニトリル
=30mol%/30mol%/40mol%、分子量=85万)25.9重量部、2−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンと1,3−ビス[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−[4−[1−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−1−メチル]エチル]フェニル]フェノキシ]−2−プロパノールとの混合物24.5重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点80℃)16.3重量部、液状ビスF型エポキシ樹脂(エポキシ当量=170)7.5重量部、フェノールノボラック樹脂(軟化点=100℃、OH当量=104)20.2重量部、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.1重量部、N−フェニル−3−3アミノプロピルトリメトキシシラン0.35重量部、2−フェニルヒドロキシイミダゾール0.15重量部、セバシン酸5.0重量部、半田粉(Sn/Bi=42/58、融点=138℃、平均粒径35μm)60重量部を配合し、各成分をメチルエチルケトンに溶解し、得られたワニスをポリエステルシートに塗布し、上記有機溶剤が揮発する温度で乾燥させ、良好な成膜性の接着テープ(厚さ40μm)が得られた。
Next, acrylic rubber (butyl acrylate / ethyl acrylate / acrylonitrile = 30 mol% / 30 mol% / 40 mol%, molecular weight = 850,000) 25.9 parts by weight, 2- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] 2- [4- [1,1-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane and 1,3-bis [4- [1- [4- (2,3- 24.5 parts by weight of a mixture with epoxypropoxy) phenyl] -1- [4- [1- [4- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] -1-methyl] ethyl] phenyl] phenoxy] -2-propanol , Cresol novolac type epoxy resin (softening point 80 ° C.) 16.3 parts by weight, liquid bis F type epoxy resin (epoxy equivalent = 170) 7.5 parts by weight, phenol novolac Resin (softening point = 100 ° C., OH equivalent = 104) 20.2 parts by weight, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane 0.1 part by weight, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane 0.35 Parts by weight, 0.15 parts by weight of 2-phenylhydroxyimidazole, 5.0 parts by weight of sebacic acid, 60 parts by weight of solder powder (Sn / Bi = 42/58, melting point = 138 ° C., average particle size 35 μm), Each component was dissolved in methyl ethyl ketone, and the resulting varnish was applied to a polyester sheet and dried at a temperature at which the organic solvent volatilized to obtain a good film-forming adhesive tape (thickness 40 μm).
上記で得た接着テープを接合部に合わせて大きさを20mm×20mmに調整し、次に、上記で得た光回路基板の配線部品との接合面(両端部2箇所)に、上記接着テープ1を温度100℃で、1MPaの圧力を10秒掛けて貼り合わせて、接着剤層付き光回路基板を作製した。 The size of the adhesive tape obtained above is adjusted to 20 mm × 20 mm according to the joint, and then the adhesive tape is attached to the joint surface (two places on both ends) of the optical circuit board obtained above. 1 was bonded at a temperature of 100 ° C. with a pressure of 1 MPa applied for 10 seconds to produce an optical circuit board with an adhesive layer.
次に、光素子として、VCSEL(面発光レーザー)(850nm)とPD(フォトダイオード)(850nm)を用意した。ここで用いた光素子は、その電極上に、前記光回路基板のレセプター構造内において導体部となる金属突起部(バンプ)を有するものであった。前記金属突起部は、径80μmφの半田バンプを、前記電極上に3個形成されたものを用いた。 Next, VCSEL (surface emitting laser) (850 nm) and PD (photodiode) (850 nm) were prepared as optical elements. The optical element used here has metal protrusions (bumps) that serve as conductors in the receptor structure of the optical circuit board on the electrodes. The metal protrusions used were three solder bumps with a diameter of 80 μmφ formed on the electrodes.
次に、上記で得た接着剤層付き光回路基板(G1)と、上記で得た配線部品とを用いて、上記接着剤層付き光回路基板の接着剤層面と、上記配線部品の光素子搭載部パッド面とを相対させて、上記配線部品の光素子搭載部パッドと、上記接着剤層付き光回路基板のレセプター構造部の貫通孔とを位置合わせして、重ね合わせて、光素子実装用部品(G1)を得た。 Next, using the optical circuit board with adhesive layer (G1) obtained above and the wiring component obtained above, the adhesive layer surface of the optical circuit board with adhesive layer and the optical element of the wiring component The optical device mounting is performed by aligning and superposing the optical device mounting portion pad of the wiring component and the through hole of the receptor structure portion of the optical circuit board with the adhesive layer with the mounting portion pad surface facing each other. Parts (G1) were obtained.
次に、上記で用意した光素子の金属突起部を、上記光素子実装用部品における光回路基板(G1)に形成されたレセプター構造用貫通孔に位置合わせして、前記貫通孔に納めた。次に、温度160℃で加熱しながら、圧力1MPaで500秒間加圧しながら、熱圧着して、光回路基板(G1)と、配線部品とを接着すると共に、光素子の金属突起部と、配線部品の光素子搭載部パッドとを、セルフアライメントさせながら金属接合し、光素子が搭載された光素子実装部品(G1)を得た。 Next, the metal protrusion of the optical element prepared above was aligned with the through hole for receptor structure formed on the optical circuit board (G1) in the optical element mounting component, and was placed in the through hole. Next, while heating at a temperature of 160 ° C., pressurizing at a pressure of 1 MPa for 500 seconds, and thermocompression bonding, the optical circuit board (G1) and the wiring component are bonded, and the metal protrusion of the optical element and the wiring The optical element mounting part pad of the component was metal-bonded while being self-aligned to obtain an optical element mounting component (G1) on which the optical element was mounted.
(実施例16〜28及び比較例2)
実施例1において、実施例1で得た光導波路構造体に換えて、実施例2〜14で得た光導波路構造体をそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様にして行い、実施例16〜28の光素子実装部品を得た。
また同様にして、実施例1において、実施例1で得た光導波路構造体に換えて、比較例1で得た光導波路構造体を用いた以外は、実施例1と同様にして行い、比較例1の光素子実装部品を得た。
(Examples 16 to 28 and Comparative Example 2)
In Example 1, it replaced with the optical waveguide structure obtained in Example 1, and it carried out similarly to Example 1 except having used each of the optical waveguide structure obtained in Examples 2-14, and Example 16 -28 optical element mounting parts were obtained.
Similarly, in Example 1, the optical waveguide structure obtained in Comparative Example 1 was used in place of the optical waveguide structure obtained in Example 1, and the same procedure as in Example 1 was performed. The optical element mounting component of Example 1 was obtained.
上記で得た光素子実装部品について評価を行った。
評価方法としては、上記で得た光素子実装部品において、VCSEL側より、パルスパターン・ジェネレータ(10Ghz)を用い10Gbpsの信号を送信し、PD側よりオシロスコープにより受信した信号波形を確認した。また、比較用として、同様にVCSELとPDとを光ファイバにより光接続した装置を用意し、上記同様の条件で、信号を送信し、オシロスコープにより信号波形を確認したところ、実施例における信号波形は比較用波形と同様の信号波形であった。しかし、比較例の信号は、波形を示さなかった。これにより、実施例において、十分な導通が得られていることがわかった。
以上の結果から、接着剤層を介して十分に導通が確保されていることが確認できた。
The optical element mounting component obtained above was evaluated.
As an evaluation method, in the optical element mounting component obtained above, a 10 Gbps signal was transmitted from the VCSEL side using a pulse pattern generator (10 Ghz), and the signal waveform received by the oscilloscope was confirmed from the PD side. For comparison, similarly, a device in which a VCSEL and a PD are optically connected by an optical fiber is prepared, a signal is transmitted under the same conditions as described above, and the signal waveform is confirmed by an oscilloscope. The signal waveform was the same as the comparative waveform. However, the signal of the comparative example showed no waveform. Thereby, in the Example, it turned out that sufficient conduction | electrical_connection is acquired.
From the above results, it was confirmed that sufficient conduction was ensured through the adhesive layer.
9 光導波路構造体
90 光導波路層90
91、92 クラッド層
93 コア層
94 コア部
95 クラッド部
104 レセプター構造用貫通孔
105 光路変換部
106、106’、106’’ 光回路基板(G1)
107 接着剤層
108 接着剤付き光回路基板(G1)
111、123 多心光コネクタ
112 光回路基板
113 千鳥構造端部
114 光ファイバ穴
115 コア部
116 固定用ガイド
117 湾曲部
118 分岐部
119 光路変換部
120 光ファイバ
121 光素子
122 受/発光部
124 アライメント用穴
125 基板
126 固定用カバー
302 導体ポスト
303 導体回路
304 金皮膜
305 光回路基板(G2)
306 接着剤層
307 接着剤付き光回路基板(G2)
402 導体ポスト(導体部)
403a,403b、403a’,403b’ 金皮膜
405 光回路基板(G3)
406 接着剤層
407 接着剤付き光回路基板(G3)
408 レセプター構造内スタッドバンプ
409 光回路基板(G3’’)
410 接着剤付き光回路基板(G3’’)
501、501’ 導体ポスト
502a、502b、502a’、502b’ 金皮膜
503 光回路基板(G4)
505 接着剤付き光回路基板(G4)
601、601’ 配線部品
602 コア基板
603 開口部
604 導体回路
605 金皮膜
606 接着剤層
701、701’ 光素子
702 金属突起部(バンプ)
702a 信号線接続用電極上に設けた金属突起部
702b グラウンド接続用電極上に設けた金属突起部
702c 位置決め固定用金属突起部
703 受/発光部
704、704’ 光素子実装用部品(G1)
705、705’ 光素子実装部品(G1)
801 光素子
802 金属突起部(バンプ)
803、803’ 光素子実装用部品(G2)
804、804’ 光素子実装部品(G2)
900 コア層形成用材料
901、902 導体層
905 光素子
906 金属突起部(バンプ)
903、903’ 光素子実装用部品(G3)
904、904’ 光素子実装部品(G3)
910 層
915 ポリマー
920 添加剤
925 照射領域
930 活性放射線
935 マスク
9351 開口
940 未照射領域
951、952 支持基板
1000 支持基板
1001 光素子
1002、1002’ 光素子実装用部品(G4)
1003、1003’ 光素子実装部品(G4)
1004 光素子実装用部品(G3’’)
1005 光素子実装部品(G3’’)
1101 光回路基板(G3’)
1102 接着剤付き光回路基板(G3’)
1103 光素子実装用部品(G3’)
1104 光素子実装部品(G3’)
1110 第1の層
1120 第2の層
1130 第3の層
1201 光回路基板(G4’)
1202 接着剤付き光回路基板(G4’)
1203 光素子実装用部品(G4’)
1204 光素子実装部品(G4’)
1301 導体層
1302 レセプター構造内スタッドバンプ
1303 スタッドバンプを有する光回路基板(G1’)
1304 接着剤層
1305 接着剤付き光回路基板(G1’)
1306 光素子実装用部品(G1’)
1307 光素子
1308 光素子実装部品(G1’)
1401 レセプター構造内スタッドバンプ
1402 スタッドバンプを有する光回路基板(G2’)
1403 接着剤層
1404 接着剤付き光回路基板(G2’)
1405 光素子実装用部品(G2’)
1406 光素子
1407 光素子実装部品(G2’)
2000 積層体
9 Optical waveguide structure 90 Optical waveguide layer 90
91, 92 Clad layer 93 Core layer 94 Core part 95 Clad part 104 Receptor structure through-hole 105 Optical path conversion parts 106, 106 ', 106''Optical circuit board (G1)
107 Adhesive Layer 108 Optical Circuit Board with Adhesive (G1)
111, 123 Multi-fiber optical connector 112 Optical circuit board 113 Staggered structure end 114 Optical fiber hole 115 Core part 116 Fixing guide 117 Bending part 118 Branching part 119 Optical path changing part 120 Optical fiber 121 Optical element 122 Light receiving / light emitting part 124 Alignment Hole 125 Substrate 126 Fixing cover 302 Conductor post 303 Conductor circuit 304 Gold film 305 Optical circuit board (G2)
306 Adhesive layer 307 Optical circuit board with adhesive (G2)
402 Conductor post (conductor part)
403a, 403b, 403a ′, 403b ′ Gold coating 405 Optical circuit board (G3)
406 Adhesive layer 407 Optical circuit board with adhesive (G3)
408 Stud bump 409 in receptor structure Optical circuit board (G3 ″)
410 Optical circuit board with adhesive (G3 ″)
501, 501 ′ Conductor posts 502a, 502b, 502a ′, 502b ′ Gold coating 503 Optical circuit board (G4)
505 Optical circuit board with adhesive (G4)
601, 601 ′ Wiring component 602 Core substrate 603 Opening 604 Conductor circuit 605 Gold film 606 Adhesive layer 701, 701 ′ Optical element 702 Metal protrusion (bump)
702a Metal projection portion 702b provided on signal line connection electrode 702b Metal projection portion 702c provided on ground connection electrode Metal projection portion 703 for positioning and fixing Light receiving / light emitting portions 704, 704 ′ Optical element mounting component (G1)
705, 705 ′ optical element mounting component (G1)
801 Optical element 802 Metal protrusion (bump)
803, 803 'Optical element mounting component (G2)
804, 804 'Optical element mounting component (G2)
900 Core layer forming material 901, 902 Conductor layer 905 Optical element 906 Metal protrusion (bump)
903, 903 'Optical element mounting component (G3)
904, 904 'Optical element mounting component (G3)
910 Layer 915 Polymer 920 Additive 925 Irradiated area 930 Actinic radiation 935 Mask 9351 Opening 940 Unirradiated areas 951 and 952 Support substrate 1000 Support substrate 1001 Optical elements 1002 and 1002 ′ Optical element mounting component (G4)
1003, 1003 ′ Optical element mounting component (G4)
1004 Components for mounting optical elements (G3 ″)
1005 Optical device mounting parts (G3 ″)
1101 Optical circuit board (G3 ′)
1102 Optical circuit board with adhesive (G3 ′)
1103 Components for mounting optical elements (G3 ′)
1104 Optical element mounting parts (G3 ′)
1110 1st layer 1120 2nd layer 1130 3rd layer 1201 Optical circuit board (G4 ′)
1202 Optical circuit board with adhesive (G4 ')
1203 Components for mounting optical elements (G4 ′)
1204 Optical device mounting parts (G4 ′)
1301 Conductor layer 1302 Stud bump 1303 in receptor structure Optical circuit board (G1 ′) having stud bump
1304 Adhesive Layer 1305 Optical Circuit Board with Adhesive (G1 ′)
1306 Components for mounting optical elements (G1 ′)
1307 Optical element 1308 Optical element mounting component (G1 ′)
1401 Stud bump 1402 in receptor structure Optical circuit board (G2 ′) having stud bump
1403 Adhesive layer 1404 Optical circuit board with adhesive (G2 ′)
1405 Optical element mounting parts (G2 ′)
1406 Optical element 1407 Optical element mounting component (G2 ′)
2000 Laminate
Claims (69)
電極を有する光素子を搭載するための搭載部と前記搭載部にパッドとを有する配線部品の一方の面側に積層され、コア部と、該コア部より屈折率が低いクラッド部とを備えるコア層と、該コア層の少なくとも一方の面に接触して設けられ、前記コア部より屈折率の低いクラッド層とを有する光導波路層より構成された光回路基板と、
を含んで構成され、
前記光回路基板は、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとの電気導通をはかるためのレセプター構造部を備え、
前記クラッド層は、ノルボルネン系ポリマーを主材料として構成されている、光素子実装用部品。 A wiring component having a pad on which an optical element having an electrode is mounted;
A core comprising a core part and a clad part having a lower refractive index than the core part, laminated on one surface side of a wiring component having a mounting part for mounting an optical element having electrodes and a pad on the mounting part. An optical circuit board composed of an optical waveguide layer having a layer and a cladding layer provided in contact with at least one surface of the core layer and having a refractive index lower than that of the core portion;
Comprising
The optical circuit board includes a receptor structure for measuring electrical conduction between the electrode of the optical element and the pad of the wiring component,
The clad layer is a component for mounting an optical element, wherein the main material is a norbornene-based polymer.
[式中、Rは、炭素数1〜10のアルキル基を表し、aは、0〜3の整数を表し、bは、1〜3の整数を表し、p/qが20以下である。] The optical element mounting component according to any one of claims 1 to 4, wherein the norbornene-based polymer is mainly one represented by the following chemical formula (1).
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a represents an integer of 0 to 3, b represents an integer of 1 to 3, and p / q is 20 or less. ]
その後、前記層に対して前記活性放射線を選択的に照射することにより、前記活性放射線が照射された照射領域において、前記第1の物質を活性化させるとともに、前記第2の物質の活性化温度を変化させ、
次いで、前記層に対して加熱処理を施すことにより、前記第2の物質または活性化温度が変化した前記第2の物質のいずれか活性化温度の低い方を活性化させ、前記照射領域または前記活性放射線の未照射領域のいずれかにおいて前記モノマーを反応させて、前記照射領域と前記未照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記未照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部として得られたものである請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 The core layer may initiate a reaction of the monomer with a polymer, a monomer that is compatible with the polymer and has a refractive index different from that of the polymer, and a first substance that is activated by irradiation with actinic radiation. Forming a layer containing a second substance, the second substance having an activation temperature changed by the action of the activated first substance;
Thereafter, the first substance is activated in the irradiation region irradiated with the actinic radiation by selectively irradiating the layer with the actinic radiation, and the activation temperature of the second substance. Change
Next, by performing heat treatment on the layer, the lower one of the second substance or the second substance whose activation temperature has changed is activated, and the irradiation region or the Either one of the irradiated region and the unirradiated region is caused by reacting the monomer in any one of the unirradiated regions of actinic radiation to generate a refractive index difference between the irradiated region and the unirradiated region. The optical element mounting component according to any one of claims 1 to 7, wherein the core portion is obtained and the other is obtained as the clad portion.
(E(R)3)2Pd(Q)2 ・・・ (Ia)
[式中、E(R)3は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表す。] The component for mounting an optical element according to claim 11, wherein the second substance includes a compound represented by the following formula Ia.
(E (R) 3 ) 2 Pd (Q) 2 ... (Ia)
[Wherein E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of Group 15; E represents an element selected from Group 15 of the periodic table; and R represents a hydrogen atom (or One of its isotopes) or a moiety containing a hydrocarbon group, Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate. ]
[(E(R)3)aPd(Q)(LB)b]p[WCA]r ・・・ (Ib)
[式中、E(R)3は、第15族の中性電子ドナー配位子を表し、Eは、周期律表の第15族から選択される元素を表し、Rは、水素原子(またはその同位体の1つ)または炭化水素基を含む部位を表し、Qは、カルボキシレート、チオカルボキシレートおよびジチオカルボキシレートから選択されるアニオン配位子を表し、LBは、ルイス塩基を表し、WCAは、弱配位アニオンを表し、aは、1〜3の整数を表し、bは、0〜2の整数を表し、aとbとの合計は、1〜3であり、pおよびrは、パラジウムカチオンと弱配位アニオンとの電荷のバランスをとる数を表す。] The component for mounting an optical element according to claim 11, wherein the second substance contains a compound represented by the following formula Ib.
[(E (R) 3 ) a Pd (Q) (LB) b ] p [WCA] r (Ib)
[Wherein E (R) 3 represents a neutral electron donor ligand of Group 15; E represents an element selected from Group 15 of the periodic table; and R represents a hydrogen atom (or One of its isotopes) or a moiety containing a hydrocarbon group, Q represents an anionic ligand selected from carboxylate, thiocarboxylate and dithiocarboxylate, LB represents a Lewis base, WCA Represents a weakly coordinating anion, a represents an integer of 1 to 3, b represents an integer of 0 to 2, the sum of a and b is 1 to 3, p and r are This represents the number that balances the charge between the palladium cation and the weakly coordinated anion. ]
その後、前記層に対して前記活性放射線を選択的に照射することにより、前記活性放射線が照射された照射領域において、前記物質を活性化させ、前記ポリマーの前記離脱性基を離脱させて、当該照射領域と前記活性放射線の非照射領域との間に屈折率差を生じさせることにより、前記照射領域および前記非照射領域のいずれか一方を前記コア部とし、他方を前記クラッド部として得られたものである請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 The core layer includes a substance that is activated by irradiation with actinic radiation, a main chain and a branch that is branched from the main chain, and at least part of the molecular structure can be detached from the main chain by the action of the activated substance. Forming a layer containing a polymer having a functional group,
Thereafter, by selectively irradiating the layer with the actinic radiation, the substance is activated in the irradiation region irradiated with the actinic radiation, and the leaving group of the polymer is released, By producing a refractive index difference between the irradiation region and the non-irradiation region of the active radiation, either the irradiation region or the non-irradiation region was obtained as the core portion, and the other was obtained as the cladding portion. The component for mounting an optical element according to claim 1, wherein the component is for mounting an optical element.
前記コア部と前記クラッド部とは、前記主鎖に結合した状態の前記離脱性基の数が異なること、および、前記ノルボルネン系ポリマーと異なる屈折率を有するノルボルネン系モノマーの反応物の含有量が異なることにより、それらの屈折率が異なっている請求項37ないし41のいずれか1項に記載の光素子実装用部品。 The norbornene-based polymer has a leaving group that is branched from a main chain and the main chain, and at least a part of the molecular structure can be removed from the main chain,
The core part and the clad part are different in the number of leaving groups bonded to the main chain, and the content of a reaction product of a norbornene monomer having a refractive index different from that of the norbornene polymer. 42. The component for mounting an optical element according to any one of claims 37 to 41, wherein the refractive indexes thereof are different due to being different.
前記第1のノルボルネン系材料と第2のノルボルネン系材料とは、前記主鎖に結合した状態の前記離脱性基の数が異なることにより、それらの屈折率が異なっている請求項36に記載の光素子実装用部品。 The core layer is mainly composed of a norbornene-based polymer having a main chain and a main chain branched from the main chain, and having a leaving group capable of leaving at least a part of the molecular structure from the main chain,
37. The refractive index of the first norbornene-based material and the second norbornene-based material are different from each other in that the number of the leaving groups bonded to the main chain is different. Components for mounting optical elements.
請求項1ないし63のいずれか1項に記載の光素子実装用部品と、
を含んで構成され、
前記光素子実装用部品における、前記光回路基板を介して、前記光素子を搭載するためのパッドを有する配線部品の前記パッド上に、前記光素子が搭載され、
前記光回路基板と前記配線部品とは、前記光素子の電極と前記配線部品のパッドとを、前記光回路基板に形成されたレセプター構造部を介して、電気的に接合された、光素子実装部品。 An optical element having an electrode;
64. An optical element mounting component according to any one of claims 1 to 63;
Comprising
The optical element is mounted on the pad of the wiring component having a pad for mounting the optical element through the optical circuit board in the optical element mounting component,
The optical circuit board and the wiring component, the optical element mounting, wherein the electrode of the optical element and the pad of the wiring component are electrically joined via a receptor structure formed on the optical circuit board parts.
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