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KR101016871B1 - 플렉서블 광도파로 및 그의 제조방법, 및 광모듈 - Google Patents

플렉서블 광도파로 및 그의 제조방법, 및 광모듈 Download PDF

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KR101016871B1
KR101016871B1 KR1020087020776A KR20087020776A KR101016871B1 KR 101016871 B1 KR101016871 B1 KR 101016871B1 KR 1020087020776 A KR1020087020776 A KR 1020087020776A KR 20087020776 A KR20087020776 A KR 20087020776A KR 101016871 B1 KR101016871 B1 KR 101016871B1
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히로시 마스다
토시히코 타카사키
타츠야 마키노
마사미 오치아이
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에 광도파로 형성용 수지 필름을 이용하여 제작한 플렉서블 광도파로로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가, 0.5μm 이상 10μm 이하인 플렉서블 광도파로, 및 그 제조방법, 및 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈이다. 전기 배선 기판과의 복합화나 플렉서블 광도파로의 다층화에 있어서 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로, 및 그 제조방법 및 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈을 제공한다.
광도파로, 광모듈

Description

플렉서블 광도파로 및 그의 제조방법, 및 광모듈{FLEXIBLE OPTICAL WAVEGUIDE, METHOD FOR MANUFACTURING SUCH FLEXIBLE OPTICAL WAVEGUIDE, AND OPTICAL MODULE}
본 발명은, 플렉서블 광도파로, 및 그 제조방법, 및 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈에 관한 것이다.
전자 소자 사이나 배선 기판 사이의 고속·고밀도 신호전송에 있어서, 종래의 전기 배선에 의한 전송으로는, 신호의 상호간섭이나 감쇠가 장벽이 되어, 고속·고밀도화의 한계가 보이기 시작하고 있다. 이것을 타파하기 위하여 전자 소자 사이나 배선 기판 사이를 빛으로 접속하는 기술, 이른바 광인터커넥션이 검토되고 있다. 광로로서는, 소자나 기판과의 결합의 용이함, 취급의 용이성의 관점에서, 유연성을 갖춘 플렉서블 광도파로가 적절하다고 생각된다.
플렉서블 광도파로와 전기 배선 기판을 일체화하여 복합화하는 경우, 접착제 등을 이용하여 양자를 접착할 필요가 있지만, 일반적으로 플렉서블 광도파로의 외층, 즉 클래드층은 평활성이 높고, 접착제와 접촉표면적을 충분히 확보할 수 없기 때문에 앙카(anchor) 효과에 의한 접착력을 발현하지 못하여, 강고한 접착성을 얻는 것이 곤란하다. 또한, 플렉서블 광도파로를 다층화하고, 광회로의 고집적화를 도모하는 경우에 있어서도, 마찬가지의 접착성의 문제가 생긴다.
플렉서블 광도파로로서, 고분자필름 광도파로가 제안되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조). 고분자필름은 실리콘 등의 기판 상에 고분자 용액 등을 스핀 코트, 베이크에 의하여 하부 클래드층을 형성한다. 같은 방법에 의하여 코어층을 형성한 후, Si 함유 포토레지스트 등으로 마스크패턴을 형성하고, 건식에칭(dry etching)에 의하여 코어패턴을 형성한 후, 하부 클래드층을 형성한 방법과 같은 방법에 의하여 상부 클래드층을 형성한다. 최후에 기판으로부터 광도파로를 박리하는 것에 의하여 필름화한 플렉서블 광도파로를 제작하고 있다. 특히, 기판으로서는, 박리하기 쉽게 하기 위하여 열산화한 실리콘기판을 이용하여, 광도파로 형성 후, 이 실리콘기판으로부터 광도파로를 박리하는 방법으로서는, 불화수소산에 침지하는 방법을 나타내고 있다.
그렇지만, 상술한 플렉서블 광도파로에서는, 클래드층 외층 표면의 평활성이 높기 때문에, 전기 배선 기판과의 복합화 혹은 플렉서블 광도파로의 다층화에 있어서, 상술한 접착성이 과제가 된다.
또한, 상술의 플렉서블 광도파로의 제조방법은, 하부 클래드, 코어 및 상부 클래드의 각층의 형성에 시간이 걸리는 것과 동시에, 액상의 재료를 기판 상에 도포하여 제막하기 위하여, 막두께 관리가 번잡하고, 게다가 기판 상에 도포한 수지가, 경화 전에는 액상이기 때문에, 기판 상에서 수지가 흘러버려서, 막두께의 균일성을 유지하는 것이 곤란한 등, 재료 형태가 액상인 것에 기인한 과제가 있었다.
게다가, 실리콘을 기판에 이용하고 있는 것이므로, 10cm 이상의 사이즈의 광 도파로를 대량으로 제조하는데는 바람직하지 않고, 또한, 상술한 제조방법은, 고진공 프로세스인 건식에칭 공정을 가져, 코어층이 두꺼운 멀티 모드 광도파로를 제작하기 위해서는, 매우 긴 시간 건식에칭을 실시할 필요가 있다.
특허 문헌 1: 일본특허공개공보 평7-239422호
본 발명은, 상기 문제점에 비추어 보아, 전기 배선 기판과의 복합화나 플렉서블 광도파로의 다층화에 있어서의 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로, 및 그 제조방법, 및 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 논쟁을 거듭한 결과, 하기에 기재한 방법에 의하여, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다. 즉, 본 발명은, 이하 (1)~(5)에 관한 것이다.
(1) 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에 광도파로 형성용 수지 필름을 이용하여 제작한 플렉서블 광도파로로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가, 0.5μm 이상 10μm 이하인 플렉서블 광도파로.
(2) 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에 광도파로 형성용 수지 필름을 이용하여 제작한 플렉서블 광도파로로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가, 0.5μm 이상 10μm 이하이며, 다른 쪽의 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 플렉서블 광도파로.
(3) 하부 클래드층과 코어패턴과 상부 클래드층을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법으로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에, 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름을 이용하여 광도파로를 제작하는 공정, 및, 그 후 당해 클래드층 형성용 수지 필름으로부터 당해 기재를 제거하는 공정을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법.
(4) 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재가, 금속박인 상기 (3) 기재의 플렉서블 광도파로의 제조방법.
(5) 상기 (2) 기재의 플렉서블 광도파로를 이용하여 제작한 광모듈로서, 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 미만인 하부 클래드층 또는 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면에 발광소자 또는 수광소자를 탑재한 광모듈.
본 발명에 의하면, 전기 배선 기판과의 복합화나 플렉서블 광도파로끼리의 다층화에 있어서 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로, 및 그 제조방법, 및 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈을 제공할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[플렉서블 광도파로 및 광모듈]
본 발명의 플렉서블 광도파로의 형태로서는, 예를 들면, 도 1(f)에 나타내는 예에 의하면, 고굴절률인 코어패턴(6)과, 저굴절률인 하부 클래드층(2) 및 상부 클래드층(7)으로 구성되어 있는 것을 들 수 있다. 코어패턴(6)은, 도 1(c), (d)에 나타나듯이 코어층(3)을 노광현상 하는 것에 의하여 형성된다.
본 발명의 플렉서블 광도파로는, 그 재료 형태로서는, 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에, 필름상의 광도파로 형성용 재료(이하, 광도파로 형성용 수지 필름으로 표기)를 이용하여 제작된다. 광도파로 형성용 수지 필름을 이용하는 것에 의하여, 재료 형태가 액체인 것에 기인한 문제가 생기는 일이 없이, 대면적화에 대응한 플렉서블 광도파로를 제조할 수 있다.
본 발명에 이용하는 광도파로 형성용 수지 필름은, 코어층에 이용하는 광도파로 형성용 수지 필름(이하, 코어층 형성용 수지 필름으로 표기)이, 클래드층에 이용하는 광도파로 형성용 수지 필름(이하, 클래드층 형성용 수지 필름으로 표기)보다 고굴절률이 되도록 설계된다.
본 발명의 플렉서블 광도파로는, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(이하, Rz로 표기, JIS B0601-1994의 정의에 의한다)가, 0.5μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 한다. 이것에 의하여, 당해 표면에 있어서, 앙카 효과를 활용하여 전기 배선 기판에의 접착성 또는 광도파로끼리의 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로를 얻을 수 있다.
Rz가 0.5μm 이상이면, 충분한 앙카 효과를 얻을 수 있어, 접착력을 확보할 수 있다. 한편 10μm 이하이면, 광산란에 의한 전파손실의 영향을 피하기 위해서 클래드층을 두껍게 할 필요가 없고, 플렉서블 광도파로의 굴곡성을 향상시킬 수 있다. 이상의 관점에서, Rz는 1~5μm의 범위인 것이 바람직하다.
플렉서블 광도파로의 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한편의 표면의 Rz가, 0.5μm 이상 10μm 이하이면, 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로를 제작할 수 있지만, 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈로서, 예를 들면, 도 4와 같이, 광로변환부에 부착된 광도파로의 클래드층 표면(도 4의 예에서는, 상부 클래드층(7)의 표면(9)) 상에 발광소자 또는 수광소자(12)를 탑재한 광모듈에서는, 광산란에 의한 광결합 손실을 저감하는 관점에서, 당해 표면(9)의 Rz는 작은 것이 바람직하다.
이상의 관점에서, 본 발명의 플렉서블 광도파로는, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면의 Rz가, 0.5μm 이상 10μm 이하이고, 한편 다른 쪽의 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 것이 바람직하다. 당해 플렉서블 광도파로를 이용하여 제작한 광모듈에서는, 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면에, 발광소자 또는 수광소자를 탑재하는 것이 바람직하고, 광결합손실 저감의 관점에서, 이 표면의 Rz는 0.3μm 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 플렉서블 광도파로를 얻기 위한 방법으로서는, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한쪽의 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하의 범위 내가 되도록, 당해 표면을 조면화하는 공정을 포함하는 방법이면, 특별히 한정은 없다.
당해 표면을 조면화하는 방법으로서는, 광도파로의 제작과 동시에 당해 표면을 조면화하는 방법, 및 광도파로의 제작 후에 당해 표면의 조면화 가공을 실시하는 방법 등을 들 수 있다.
광도파로의 제작과 동시에 당해 표면을 조면화하는 방법으로서는, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에, 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름을 이용하여 광도파로를 제작한 후에, 당해 필름으로부터 당해 기재를 제거하는 것으로, 당해 기재의 표면형상을 당해 필름에 전사하는 방법을 들 수 있다. 이에 의하여 조면화 가공의 간략화가 가능하게 된다. 본 발명의 플렉서블 광도파로에 있어서는, 제작의 간략화의 관점에서, 광도파로의 제작과 동시에 당해 표면을 조면화하는 방법이 바람직하다.
상기의 기재로서는, 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하이면, 그 재료에 대하여는 특별히 한정되지 않지만, 구리박, 니켈박, 알루미늄박 등의 금속박, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르설파이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴레이트, 액정폴리머, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 들 수 있다.
이 중에서는, 롤투롤(roll to roll)공법으로의 클래드층 형성용 수지 필름의 제작이 용이하고, 또한 지지체로서의 강도를 얻기 쉽고, 더욱이 광도파로 제작 후의 기재제거를 에칭 공정으로 실시할 수 있어 생산성에 유리하다는 관점에서, 금속박이 바람직하다.
금속박 중에서는, 일반적인 프린트 배선판으로 이용되는 구리박이 보다 바람직하다.
기재가 구리박인 경우의 에칭 액체로서는, 염화 제 2철 용액, 염화 제 2구리 용액, 알칼리 에칭 용액, 과산화수소 에칭 용액 등을 들 수 있다. 이 중에서는, 에치팩터(etch factor)가 양호하다는 점에서 염화 제 2철 용액을 이용하는 것이 바람직하다.
금속박의 두께로서는, 취급성과 에칭 제거 시간 단축의 관점에서, 10~60μm의 범위인 것이 바람직하다. 10μm 이상이면, 취급시에 주름이 들어가는 등의 불량이 생기는 일이 없다. 60μm 이하이면, 단시간에 에칭을 제거할 수 있다.
이상의 관점에서, 금속박의 두께로서는, 25~45μm의 범위인 것이 보다 바람직하다.
광도파로의 제작 후에, 당해 표면의 조면화 가공을 실시하는 방법으로서는, 예를 들면, 샌드블라스트(sandblast)가공, 반응성 이온 에칭 등의 건식에칭, 유기용매, 산, 알칼리 등의 화학 약품에 의한 습식에칭(wet etching)등을 들 수 있다.
본 발명에 이용하는 광도파로 형성용 수지 필름은, 광도파로 형성용 수지 조성물로부터 이루어지고, 구체적으로는, (A) 베이스 폴리머, (B) 광중합성 화합물, 및 (C) 광중합 개시제를 함유하는 수지조성물에 의하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기에서 이용하는 (A) 베이스 폴리머는, 필름 등의 경화물을 형성하는 경우에, 그 강도를 확보하기 위한 것으로, 그 목적을 달성할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고, 페녹시수지, 에폭시수지, (메타)아크릴수지, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르아미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰 등, 혹은 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이러한 베이스 폴리머는 1종 단독으로도, 또는 2종류 이상을 혼합하여 이용하여도 좋다.
상기에서 예시한 (A) 베이스 폴리머 가운데, 내열성이 높다는 관점에서, 주쇄에 방향족 골격을 가지는 것이 바람직하고, 특히 페녹시수지가 바람직하다.
또한, 3차원 가교하여, 내열성을 향상할 수 있다는 관점에서는, 에폭시수지, 특히 실온(25℃)에서 고형인 에폭시수지가 바람직하다.
또한, 상기의 (A), (B) 및 (C) 성분을 포함하는 수지조성물을 이용하여 필름화하는 경우에, 당해 필름의 투명성을 확보하는 것이 바람직하고, 그를 위해서는, 후에 상술하는 (B) 광중합성 화합물과의 상용성이 높은 것이 바람직하다. 이 점으로부터는 상기 페녹시수지 및 (메타)아크릴수지가 바람직하다. 덧붙여, 여기에서 (메타)아크릴수지란, 아크릴수지 및 메타크릴수지를 의미하는 것이다.
상기 페녹시수지란, 비정질의 폴리머이며, 하기 일반식 (Ⅰ)로 표시된다.
[화학식1]
Figure 112008060356103-pct00001
여기에서, n은, 1 이상의 정수, m은, 0 또는 1, 및 -Ro-는, 하기 일반식(Ⅱ), (Ⅲ) 혹은 (Ⅳ)로 표시되는 기, 또는 -O-이다.
[화학식2]
Figure 112008060356103-pct00002
[화학식3]
Figure 112008060356103-pct00003
[화학식4]
Figure 112008060356103-pct00004
여기에서, R1~R10은, 각각 독립하여 수소원자, 또는 메틸기 및 트리플루오로메틸기 등으로 표시되는 유기기이다.
상기 페녹시수지 중에서도, 하기 식(V)로 표시되는 반복단위를 가지는 비스페놀 A형 에폭시수지의 직쇄상 고분자중합체는, 높은 내열성을 가지기 때문에 바람직하다.
[화학식5]
Figure 112008060356103-pct00005
여기에서, n은, 상기와 같다.
상기 직쇄상 고분자중합체의 페녹시수지는, 일반적으로 비스페놀 A와 에피크롤히드린을 중축합반응시키는 일단법에 의하여, 또는 저분자량의 에폭시수지와 비스페놀 A를 중부가반응시키는 이단법에 의하여 제조되는 것으로, 구체적으로는, 토도화성(주)제「YP-50」(상품명), 일본특허공개공보 평4-120124호, 일본특허공개공보 평4-122714호, 일본특허공개공보 평4-339852호에 기재된 것 등을 들 수 있다.
또한, 상기 일반식(Ⅰ)로 표시된 페녹시수지 외에, 여러 종류의 2관능성 에폭시수지와 비스페놀류를 중부가반응한 고분자량체, 예를 들면, 브롬화페녹시수지(일본특허공개공보 소63-191826호, 일본특허공보 평8-26119호), 비스페놀 A/비스페놀 F 공중합형 페녹시수지(일본특허공보 2917884호, 일본특허공보 2799401호), 인 함유 페녹시수지(일본특허공개공보 2001-310939호), 플루오렌골격을 도입한 고내열성 페녹시수지(일본특허공개공보 평11-269264호, 일본특허공개공보 평11-302373호) 등도 페녹시수지로서 알려져 있다.
상기 비스페놀 A/비스페놀 F 공중합형 페녹시수지로 대표되는, 이하에 표시되는 페녹시수지는, 본 발명에 있어서 (A) 성분으로서 적절하게 이용된다. 즉, (a-1) 비스페놀 A, 비스페놀 A형 에폭시화합물 또는 그러한 유도체로부터 선택되는 적어도 1종, 및 (a-2) 비스페놀 F, 비스페놀 F형 에폭시화합물 또는 그들의 유도체로부터 선택되는 적어도 1종을 공중합 성분의 구성 단위로서 포함하는 것이다.
(A) 성분으로서, 이러한 (a-1) 성분과 (a-2) 성분을 공중합성분으로 하는 수지를 포함하는 광도파로 형성용 수지조성물을 이용하는 것에 의해서, 클래드층과 코어층과의 층간 밀착성이나 광도파로 코어패턴형성 시의 패턴형성성(세선 또는 협선간 대응성)을 보다 향상시킬 수 있어, 선폭이나 선간이 작은 미세 패턴형성이 가능하게 된다.
비스페놀 A, 비스페놀 A형 에폭시화합물 또는 그러한 유도체로서는, 테트라브로모비스페놀 A 또는 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시화합물 등을 적절한 것으로 들 수 있다.
또한, 비스페놀 F, 또는 비스페놀 F형 에폭시화합물 혹은 그 유도체로서는, 테트라브로모비스페놀 F 혹은 테트라브로모비스페놀 F형 에폭시화합물 등을 적절한 것으로 들 수 있다.
본 발명의 (A) 베이스 폴리머로서는, 상술한 바와 같이, 비스페놀 A/비스페놀 F 공중합형 페녹시수지를 특히 바람직한 것으로 들 수 있고, 예를 들면, 토도화성(주) 제, 상품명「페노토트YP-70」로서 입수가능하다.
다음으로, 실온(25℃)에서 고형인 에폭시수지로서는, 예를 들면, 토도화성(주)제「에포토트YD-7020, 에포토트YD-70.59, 에포토트YD-70.57」(모두 상품명), 재팬에폭시레진(주)제「에피코트10.50, 에피코트1009, 에피코트1008」(모두 상품명) 등의 비스페놀 A형 에폭시수지를 들 수 있다.
(A) 베이스 폴리머의 분자량에 대하여는, 광인터커넥션용 광도파로 재료에 요구되는 막두께 50μm 정도의 두께막의 광도파로 형성용 수지 필름이라도 형성하는 것이 가능하게 되는 관점에서, 수평균 분자량으로 5,000 이상인 것이 바람직하고, 또한 10,000 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 30,000 이상인 것이 특히 바람직하다. 수평균 분자량의 상한에 대하여는, 특별히 제한은 없으나, (B) 광중합성 화합물과의 상용성이나 노광현상성의 관점에서, 1,000,000 이하인 것이 바람직하고, 500,000 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 200,000 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 수평균 분자량은, 겔퍼미에이션크로마토그래피(GPC)로 측정하여, 표준 폴리스티렌환산한 값이다.
(A) 베이스 폴리머의 배합량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 총량에 대하여, 5~ 80중량%로 하는 것이 바람직하다.
이 배합량이 5중량% 이상이면, (B) 광중합성 화합물 및 (C) 광중합 개시제를 함유하는 수지조성물을 필름화하는 것이 용이하게 된다. 특히, 광도파로 형성용 수지 필름을 형성하는 경우에, 막두께 50μm 이상의 두께막의 필름이라도 용이하게 형성하는 것이 가능하게 되는 관점에서, 10중량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 이 배합량이 80중량% 이하이면, 광도파로를 형성할 때에, 패턴형성성이 향상하고, 또한 광경화반응이 충분히 진행한다.
이상의 관점에서, (A) 베이스 폴리머의 배합량은, 20~70중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, (B) 광중합성 화합물은, 자외선 등의 빛의 조사에 의하여 중합하는 것이면 특별히 제한은 없고, 분자 내에 에틸렌성불포화기를 가지는 화합물이나 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물 등을 들 수 있다.
이 중에서는, 빛에 대한 반응성의 관점에서, 분자 내에 에틸렌성불포화기를 가지는 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, (메타)아크릴레이트, 할로겐화비닐리덴, 비닐에테르, 비닐피리딘, 비닐페놀 등을 들 수 있지만, 이 중에서, 투명성과 내열성의 관점에서, (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
(메타)아크릴레이트로서는, 1관능성의 것, 2관능성의 것, 3관능성 이상의 다관능성의 것의 어느 것도 이용할 수 있다. 또한, 여기에서 (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미하는 것이다.
1관능성 (메타)아크릴레이트로서는, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 이소스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸숙신산, 파라쿠밀페녹시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-테트라히드로피라닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등이 있다.
또한, 2관능성 (메타)아크릴레이트로서는, 에톡시화 2-메틸-1,3-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 2-메틸-1,8-옥탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로폭시화 에톡시화 비스페놀A디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 시클로헥산디메탄올디(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-1-아크릴록시-3-메타크릴록시프로판, 2-히드록시-1,3-디메타크릴록시프로판, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌, 9,9-비스(3-페닐-4-아크릴로일폴리옥시에톡시)플루오렌, 비스페놀 A형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, 및 글리시딜에테르형의 에폭시(메타)아크릴레이트 등이 있다.
또한, 3관능성 이상의 다관능성 (메타)아크릴레이트로서는, 에톡시화 이소시아눌산트리(메타)아크릴레이트, 에톡시화 글리세린트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡시화 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 프로폭시화 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라(메타)아크릴레이트, 카프로락톤변성 디트리메티롤프로판테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있다. 이것들은 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 이용하는 것이 가능하다.
이러한 화합물 중에서, 중합에 의하여 생긴 3차원 망목구조 중에 베이스 폴리머를 엮어넣어서 경화할 수 있는 관점에서, (B) 성분으로서 적어도 하나는, 2관능성 이상의 (메타)아크릴레이트를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 2관능성 (메타)아크릴레이트로서는, 투명성과 내열성을 양립해 얻을 수 있다는 관점에서, 에폭시(메타)아크릴레이트를 이용하는 것이 바람직하다.
대표적인 에폭시(메타)아크릴레이트로서는, 하기 식(VI)로 표시되는 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트를 들 수 있다.
비스페놀 A 에폭시아크릴레이트는, 페녹시수지와의 상용성이 뛰어나고, 높은 투명성을 실현할 수 있기 때문에, (A) 성분으로서 페녹시수지를, (B) 성분으로서 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트를 이용하는 것이, 매우 바람직한 형태이다. 또한, 이 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트는, EA-1020(신나카무라화학공업(주)제, 상품명)으로서 상업적으로 입수가능하다.
[화학식6]
Figure 112008060356103-pct00006
또한, 투명성의 관점에서는, (B) 성분으로서 아크릴(메타)아크릴레이트를 이용하는 것도 적절하고, 특히 (A) 성분으로서 (메타)아크릴수지를 조합한 경우에, 그 효과 면에서 바람직하다.
아크릴(메타)아크릴레이트로서는, 특별히 제한은 없으나, 일반적으로는 글리시딜아크릴레이트의 중합체에, 1관능성의 (메타)아크릴레이트를 부가시킨 것이다. 당해 1관능성의 (메타)아크릴레이트로서는 여러 종류의 것을 들 수 있는데, 예를 들면, (메타)아크릴산이나 상술한 1관능성 (메타)아크릴레이트로서 예시한 것과 같은 것을 들 수 있다. 또한, 여기에서 (메타)아크릴산이란, 아크릴산 및 메타크릴산을 의미하는 것이다.
또한, 광도파로를 형성할 때에, 후에 상술하는 바와 같이 코어층이 클래드층보다 고굴절률이 되도록 설계될 필요가 있지만, (B) 광중합성 화합물로서는, 고투명성, 고내열성, (A) 성분과의 상용성에 더하여, 고굴절률성을 고려하여, 플루오렌디(메타)아크릴레이트를 구성성분으로서 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 하기 일반식(Ⅶ)로 표시되는 플루오렌디(메타)아크릴레이트를 구성성분으로 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식7]
Figure 112008060356103-pct00007
여기에서, X는, 하기 식(Ⅷ)에서 표시되는 것이고, Y는, 수소원자 또는 메틸기이다. 또한, p 및 q는 각각 1~20의 정수이고, 바람직하게는 1~10의 정수이다.
[화학식8]
Figure 112008060356103-pct00008
여기에서, R11~R26은, 각각 독립하여 수소원자, 탄소수 1~12의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 2~7의 알콕시카르보닐기, 탄소수 6~10의 아릴기, 또는 탄소수 7~9의 아랄킬기이다. R19~R26은, 각각 벤젠고리의 어느 위치에 있어도 좋고, 이들의 치환기가 없는 부분(식(Ⅷ) 중에서 "*" 표)에 있어서, 식(Ⅶ)의 골격 중의 산소원자와 결합하고 있다. 또한, 일반식(Ⅶ) 및 (Ⅷ)에 있어서, Y가 수소원자, R11~R26이 수소원자, p가 1, q가 1인 것이, 시판품으로서 입수가능하다(신나카무라화학공업(주)제, 상품명「A-BPEF」). 또한, (B) 성분으로서, 상술한 플루오렌디(메타)아크릴레이트와 분자 내에 적어도 하나의 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물을 병용할 수도 있다.
또한, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물로서는, 구체적으로는, 비스페놀 A형 에폭시수지, 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 비스페놀 AD형 에폭시수지, 나프탈렌형 에폭시수지 등의 2관능 방향족 글리시딜에테르; 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸노볼락형 에폭시수지, 디시클로펜타디엔-페놀형 에폭시수지, 테트라페니롤에탄형 에폭시수지 등의 다관능 방향족 글리시딜에테르; 폴리에틸렌글리콜형 에폭시수지, 폴리프로필렌글리콜형 에폭시수지, 네오펜틸글리콜형 에폭시수지, 헥산디올형 에폭시수지 등의 2관능 지방족 글리시딜에테르; 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시수지 등의 2관능 지환식 글리시딜에테르; 트리메티롤프로판형 에폭시수지, 소르비톨형 에폭시수지, 글리세린형 에폭시수지 등의 다관능 지방족 글리시딜에테르; 프탈산디글리시딜에스테르 등의 2관능 방향족 글리시딜에스테르; 테트라히드로프탈산디글리시딜에스테르, 헥사히드로프탈산디글리시딜에스테르 등의 2관능 지환식 글리시딜에스테르; N,N-디글리시딜아닐린, N,N-디글리시딜트리플루오로메틸아닐린 등의 2관능 방향족 글리시딜아민; N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4-디아미노디페닐메탄, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N'-o-트리글리시딜-p-아미노페놀 등의 다관능 방향족 글리시딜아민; 알리사이클릭디에폭시아세탈, 알리사이클릭디에폭시아디페이트, 알리사이클릭디에폭시카르복실레이트, 비닐시클로헥센디옥시드 등의 2관능 지환식 에폭시수지; 디글리시딜히단토인 등의 2관능 복소환식 에폭시수지; 트리글리시딜이소시아누레이트 등의 다관능 복소환식 에폭시수지; 오르가노폴리실록산형 에폭시수지 등의 2관능 또는 다관능 규소함유 에폭시수지 등을 들 수 있다.
이러한 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물은, 통상 그 분자량이, 100~2,000 정도이고, 더욱 바람직하게는 150~1,000 정도이며, 실온(25℃)에서 액상의 것이 가장 바람직하게 이용된다. 또한 이러한 화합물은, 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있고, 그 외의 광중합성 화합물과 더 조합하여 이용하는 것도 가능하다. 또한, (B) 광중합성 화합물의 분자량은, GPC법 또는 질량분석법으로 측정할 수 있다.
상기 (B) 광중합성 화합물의 배합량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 총량에 대하여, 20~95중량%로 하는 것이 바람직하다. 이 배합량이, 20중량% 이상이면, 베이스 폴리머를 엮어넣어서 경화시키는 것을 용이하게 할 수 있어, 광도파로를 형성할 때에, 코어패턴 형성 시의 패턴형성성이 향상하는 이점이 있다. 한편, 95중량% 이하이면, (A) 성분의 첨가에 의한 필름화가 용이하게 되고, 두께막의 필름을 더욱 용이하게 형성한다는 관점에서는, 90중량% 이하인 것이 바람직하다. 이상의 관점에서, (B) 광중합성 화합물의 배합량은 30~80중량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(C) 광중합 개시제로서는, 자외선 등의 빛의 조사에 의하여 (B) 광중합성 화합물의 중합을 일으키게 하는 화합물이면, 특별히 제한은 없다. 예를 들면, (B) 성분에 분자 내에 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물을 이용하는 경우, (C) 광중합 개시제로서는, 벤조페논, N,N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논(미히라케톤), N,N'-테트라에틸-4,4'-디아미노벤조페논, 4-메톡시-4'-디메틸아미노벤조페논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1- 온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 1,2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 1-[(4-페닐티오)페닐]-1,2-옥타디온-2-벤조일옥심 등의 방향족 케톤; 2-에틸안트라퀴논, 페난트렌퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논, 2,3-벤즈안트라퀴논, 2-페닐안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 9,10-페난트라퀴논, 2-메틸-1,4-나프토퀴논, 2,3-디메틸안트라퀴논 등의 퀴논류; 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인페닐에테르 등의 벤조인에테르화합물; 벤조인, 메틸벤조인, 에틸벤조인 등의 벤조인 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 벤질유도체; 2-(o-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸 이량체, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디(메톡시페닐)이미다졸 이량체, 2-(o-플루오로페닐)-4,5-디페닐이미다졸 이량체, 2-(o-메톡시페닐)-4,5-디페닐이미다졸 이량체, 2-(p-메톡시페닐)-4,5-디페닐이미다졸 이량체 등의 2,4,5-트리아릴이미다졸 이량체; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 포스핀옥사이드류, 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9,9'-아크리디닐)헵탄 등의 아크리딘 유도체; N-페닐글리신, N-페닐글리신 유도체, 쿠마린계 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 2,4,5-트리아릴이미다졸 이량체에 있어서, 2개의 2,4,5-트리아릴이미다졸의 아릴기의 치환기는 동일하여 대칭인 화합물을 제공하여도 좋고, 상위하여 비대칭인 화합물을 제공하여도 좋다.
또한, 디에틸티옥산톤과 디메틸아미노벤조산의 조합과 같이, 티옥산톤계 화합물과 3급 아민화합물을 조합시켜도 좋다.
이들은, 1종 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
이들 중에, 코어층 및 클래드층의 투명성을 향상시키는 관점에서는, 방향족케톤 및 포스핀옥사이드류가 바람직하다.
또한, (B) 성분에 에폭시수지를 이용하는 경우, (C) 광중합 개시제로서는, 예를 들면, p-메톡시벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트 등의 아릴디아조늄염; 디페닐요오드늄헥사플루오로포스포늄염, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트염 등의 디아릴요오드늄염; 트리페닐설포늄헥사플루오로포스포늄염, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트염, 디페닐-4-티오페녹시페닐설포늄헥사플루오로포스포늄염, 디페닐-4-티오페녹시페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트염, 디페닐-4-티오페녹시페닐설포늄펜타플루오로히드록시안티모네이트염 등의 트리아릴설포늄염; 트리페닐셀레노늄헥사플루오로포스포늄염, 트리페닐셀레노늄붕불화염, 트리페닐셀레노늄헥사플루오로안티모네이트염 등의 트리아릴셀레노늄염; 디메틸페나실설포늄헥사플루오로안티모네이트염, 디에틸페나실설포늄헥사플루오로안티모네이트염 등의 디알킬페나실설포늄염; 4-히드록시페닐디메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트염, 4-히드록시페닐벤질메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트염 등의 디알킬-4-히드록시페닐설포늄염; α-히드록시메틸벤조인설폰산에스테르, N-히드록시이미드설포네이트, α-설포닐옥시케톤, β-설포닐옥시케톤 등의 설폰산에스테르 등을 들 수 있다.
이들은, 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 (C) 광중합 개시제의 배합량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 총량 100중량부에 대하여, 0.5~10중량부로 하는 것이 바람직하다. 이 배합량이 0.5중량부 이상이면, 광감도가 충분하고, 한편 10중량부 이하이면, 노광시에 감광성 수지조성물의 표층에서의 흡수가 증대하지 않고, 내부의 광경화가 충분하게 된다. 더욱이, 광도파로로서 이용할 때에, 중합개시제 자체의 광흡수의 영향에 의하여 전파손실이 증대하는 일도 없어 적절하다. 이상의 관점에서, (C) 광중합 개시제의 배합량은, 0.2~5중량부로 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기의 (A), (B) 및 (C) 성분 외에 필요에 따라, 광도파로 형성용 수지조성물 중에 내부이형제, 산화방지제, 황변방지제, 자외선 흡수제, 가시광 흡수제, 착색제, 가소제, 안정제, 충전제 등의 이른바 첨가제를 본 발명의 효과에 악영향을 미치지 않는 비율로 첨가하여도 좋다.
광도파로 형성용 수지조성물은, 코어층에 이용하는 광도파로 형성용 수지조성물(이하, 코어층 형성용 수지조성물로 표기)이, 클래드층에 이용하는 광도파로 형성용 수지조성물(이하, 클래드층 형성용 수지조성물로 표기)보다 고굴절률이도록 설계된다.
코어층 형성용 수지조성물로서는, 활성 광선에 의하여 코어패턴을 형성할 수 있는 수지조성물을 이용할 수 있고, 감광성 수지조성물을 적절하게 이용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하고, 필요에 따라 상기 임의 성분을 함유하는 수지조성물이다.
또한, 클래드층 형성용 수지조성물으로서는, 코어층 형성용 수지조성물보다 저굴절률이고, 빛 또는 열에 의하여 경화하는 수지조성물이면 특별히 제한되지 않고, 열경화성 수지조성물이나 감광성 수지조성물을 적절하게 이용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하고, 필요에 따라 상기 임의 성분을 함유하는 수지조성물이다.
본 발명에 이용하는 광도파로 형성용 수지 필름은, 상기한 광도파로 형성용 수지조성물로 이루어지고, 상기 (A), (B) 및 (C) 성분을 함유하는 수지조성물을 용매에 용해하여 수지 니스로서, 기재 상에 스핀피막법 등에 의하여 도포하고, 용매를 제거하는 것에 의하여 용이하게 제조할 수 있다. 수지 니스의 도포에 사용되는 도공기로서는, 특별히 제한은 없으나, 예를 들면 어플리케이터(applicator), 스핀코터(spin coater) 등을 이용할 수 있지만, 생산성의 관점에서, 연속적으로 수지 필름을 제막 가능한 도공기를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 도공기로서, 예를 들면 (주) 히라노텍시드제의 멀티코터 TM-MC를 들 수 있다.
여기에서, 이용하는 용매로서는, 당해 수지조성물을 용해할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 톨루엔, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 용매 또는 이들의 혼합 용매를 이용할 수 있다. 또한, 기재와 반대 측의 수지면의 평활성이 뛰어난 필름을 얻는 관점에서, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 이용하는 것이 바람직하다. 수지 용액 중의 고형분 농도는, 통상 30~80중량% 정도인 것이 바람직하다.
상기 수지 니스를 조합할 때는, 교반에 의하여 혼합하는 것이 바람직하다. 교반방법으로서는 특별히 제한은 없으나, 교반효율의 관점에서 프로펠라를 이용한 방법이 바람직하다. 프로펠라의 회전속도로서는 특별히 제한은 없으나, 수지 니스 내에 포함하는 성분이 충분히 혼합되고, 또한 프로펠라의 회전에 의하여 기포가 말려들어가는 것을 억제한다는 관점에서, 10~1,000rpm이 바람직하고, 50~800rpm이 보다 바람직하며, 100~500rpm이 특히 바람직하다. 교반시간으로서는 특별히 제한은 없으나, 혼합성 및 제조효율의 관점에서, 1~24시간인 것이 바람직하다.
조합한 수지 니스는, 공경 50μm 이하의 필터를 이용하여 여과하는 것이 바람직하다. 필터 공경 50μm 이하이면, 큰 이물 등이 제거되고, 니스 도포시에 아이홀(eye hole) 등을 일으키지 않는다. 이 관점에서, 필터의 공경으로서는, 30μm 이하가 보다 바람직하고, 10μm 이하가 특히 바람직하다.
조합한 수지 니스는, 감압하에서 탈포하는 것이 바람직하다. 탈포 방법으로서는 특별히 제한은 없으나, 구체예로서는, 진공펌프와 벨쟈(bell jar), 진공장치부착 탈포장치 등을 이용할 수 있다. 감압시의 압력으로서는 특별히 제한은 없으나, 수지 니스에 포함되는 용매가 비등하지 않는 압력이 바람직하다. 감압 시간으로서는 특별히 제한은 없으나, 수지 니스 내에 용해한 기포가 제거되고, 한편 용매의 휘발을 억제하는 관점에서, 3~60분인 것이 바람직하다.
코어층 형성용 수지 필름의 제조과정에 이용하는 기재로서는, 코어층 형성용 수지 필름을 지지하는 지지체로서, 그 재료에 대하여는 특별히 제한되지 않지만, 나중에 코어층 형성용 수지 필름으로부터 당해 기재를 박리하는 것이 용이하고, 또한, 내열성 및 내용제성을 가진다는 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 등이 바람직한 것으로 들 수 있다.
또한, 노광용 광선의 투과율 및 코어패턴의 측벽 거침을 저감시킨다는 관점에서, 고투명 타입의 플렉서블기재를 이용하는 것이 바람직하다. 고투명 타입의 기재의 헤이즈(haze) 값은 5% 이하인 것이 바람직하고, 3% 이하인 것이 보다 바람직하며, 2% 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 헤이즈 값은 JIS K7105에 준거하여 측정한 것인데, 예를 들면, NDH-1001DP(일본전색공업(주)제)등의 시판의 탁도계 등으로 측정 가능하다. 이러한 기재로서는, 동양방적(주)제, 상품명「코스모샤인 A1517」이나 「코스모샤인 A4100」이 시판품으로서 입수가능하다. 또한, 이「코스모샤인 A1517」은, 노광시의 마스크와의 갭이 작아져, 보다 세밀한 패턴이 형성가능하다 는 이점도 가지고 있다.
당해 기재의 두께로서는, 5~50μm의 범위인 것이 바람직하다. 5μm 이상이면, 지지체로서의 강도를 얻기 쉽다는 이점이 있고, 50μm 이하이면, 코어패턴 형성시의 마스크와의 갭이 작아져, 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있다는 이점이 있다. 이상의 관점에서, 당해 기재의 두께는 10~40μm의 범위인 것이 보다 바람직하고, 또한 15~30μm인 것이 바람직하다. 특히 20~30μm인 것이 바람직하다.
코어층 형성용 수지 필름의 두께에 대하여는, 특별히 제한되지 않지만, 건조 후의 두께로, 10~100μm의 범위인 것이 바람직하다. 10μm 이상이면, 수발광소자 또는 광섬유와의 결합 톨러런스를 확대할 수 있다는 이점이 있고, 100μm 이하이면, 수 발광소자 또는 광섬유와의 결합 효율이 향상한다는 이점이 있다. 이상의 관점에서, 당해 필름의 두께는, 30~70μm의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
상기와 유사한 관점에서, 코어층 및 코어패턴의 두께로서는, 10~100μm의 범위인 것이 바람직하고, 30~70μm의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
클래드층 형성용 수지 필름의 제조과정에서 이용하는 기재로서는, 상기 한 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재를 들 수 있다. 이 중에서는, 상술한 바와 같은 관점에서 금속박이 바람직하다.
또한, 본 발명의 플렉서블 광도파로에 있어서, 예를 들면, 하부 클래드층의 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하이며, 또한 상부 클래드층의 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 플렉서블 광도파로를 제작하는 경우에는, 상부 클래드층 형성용 수지 필름의 제조과정에서 이용하는 기재로서는, 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 기재를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 기재로서는, 표면의 Rz가 0.5μm 미만이면, 그 재료에 대하여서는 특별히 제한되지 않지만, 이후에 상부 클래드층 형성용 수지 필름으로부터 당해 기재를 박리하는 것이 용이하고, 한편, 내열성 및 내용제성을 가진다는 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 등을 적절하게 들 수 있다. 당해 기재의 두께로서는, 5~100μm의 범위인 것이 바람직하다. 5μm 이상이면, 지지체로서의 강도를 얻기 쉽다는 이점이 있고, 100μm 이하이면, 롤 상에 필름을 제작했을 때의 감김성이 향상한다는 이점이 있다. 이상의 관점에서, 당해 기재의 두께는 10~80μm의 범위인 것이 보다 바람직하고, 15~50μm의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
클래드층 수지 필름의 두께는, 빛의 봉쇄나 코어의 매립이 가능하면 특별히 제한은 없으나, 건조 후의 두께로, 5~500μm의 범위가 바람직하다. 5μm 이상이면, 빛의 봉쇄에 필요한 클래드층의 두께를 확보할 수 있고, 500μm 이하이면, 막두께를 균일하게 제어하는 것이 용이하다. 이상의 관점에서, 당해 필름의 두께는, 10~100μm의 범위인 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 얻어진 기재 상에 설치된 광도파로 형성용 수지 필름은, 예를 들면 롤 상에 감는 것에 의하여 용이하게 저장할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 광도파로 형성용 수지 필름 상에 보호 필름을 설치할 수도 있다. 또한, 기재 및 보호 필름은, 이후에 광도파로 형성용 수지 필름의 박리를 용이하게 하기 위하여, 대전방지처리 등이 되어 있어도 좋다.
클래드층(상부 클래드층 및 하부 클래드층의 전체)의 두께로서는, 최초에 형성되는 하부 클래드층과, 코어패턴을 매립하기 위한 상부 클래드층에 있어서, 동일하거나 상이해도 좋다. 또한, 상부 클래드층의 두께로서는, 코어패턴을 매립하기 위하여서, 코어층의 두께보다 두껍게 하는 것이 바람직하다.
플렉서블 광도파로 전체의 두께가 작아지고, 보다 뛰어난 유연성을 발현한다는 관점에서, 코어패턴의 두께가 상술한 10~100μm의 범위인 경우, 광도파로 전체의 클래드층의 두께로서는 30~400μm의 범위, 상부 클래드층의 두께로서는 20~300μm의 범위, 하부 클래드층의 두께로서는 10~100μm의 범위인 것이 바람직하다. 더욱이, 코어패턴의 두께가 바람직한 범위인 30~70μm인 경우, 광도파로 전체의 클래드층의 두께가 60~130μm의 범위, 상부 클래드층의 두께가 40~80μm의 범위, 하부 클래드층의 두께가 20~50μm의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상부 클래드층의 두께는, 코어패턴과 하부 클래드층과의 경계로부터 상부 클래드층의 윗면까지의 값이며, 하부 클래드층의 두께란, 코어패턴과 하부 클래드층과의 경계로부터 하부 클래드층의 하면까지의 값이다.
상기의 광도파로 형성용 수지조성물 또는 광도파로 형성용 수지 필름은, 빛의 손실에 의한 전송신호의 강도 저하를 억제한다는 관점에서, 그 경화물의 광전파 손실이 0.5dB/cm 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 광전파손실은, 프리즘 커플러(prism coupler)식 광학특성측정장치(SAIRON TECHNOLOGY사제, SPA-4000)로 측정한 값에 의하는 것이다.
[플렉서블 광도파로의 제조방법]
본 발명의 플렉서블 광도파로의 제조방법은, 하부 클래드층과 코어패턴과 상부 클래드층을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법으로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에, 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름을 이용하여 광도파로를 제작하는 공정, 및, 그 후 당해 필름으로부터 당해 기재를 제거하는 공정을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법이다. 이 방법에 의하면, 당해 필름으로부터 당해 기재를 제거하는 것에 의하여 당해 기재의 표면형상을 당해 필름에 전사할 수 있기 때문에, 광도파로의 제작과 동시에, 당해 필름으로부터 이루어지는 클래드층 표면을 조면화할 수 있다. 이것에 의하여 조면화 가공을 별도 실시할 필요가 없어져 공정을 간략화할 수 있다.
플렉서블 광도파로의 제조공정 중, 하부 클래드층에 지지체로서 기재가 필요하며, 당해 기재를 조면화 가공하기 위한 기재와 겸용하는 것으로, 공정의 간략화가 가능하게 된다. 이상의 관점에서, 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름은, 적어도 하부 클래드층에 이용하는 것이 바람직하다. 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재로서는, 상술한 바와 같다. 이 중에서는, 클래드층 형성용 수지 필름을 용이하게 제작할 수 있고, 또한 지지체로서의 충분한 강도 및 생산성의 관점에서, 금속박이 바람직하다.
이하, 본 발명의 플렉서블 광도파로의 제조방법의 일례로서, 도 1에 나타내는 방법에 의하여 상술한다.
우선, 제 1 공정으로서, 기재(1) 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름을 빛 또는 가열에 의하여 경화하고, 하부 클래드층(2)을 형성한다[도 1(a)]. 여기에서 기재(1)로서, 표면(클래드층 형성면)의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재를 이용한다.
이 하부 클래드층(2)을 형성하는 제 1 공정에 있어서, 클래드층 형성용 수지 필름의 기재 필름의 반대 측에 보호 필름을 설치하고 있는 경우에는 당해 보호 필름을 박리한 후, 클래드층 형성용 수지 필름을 빛 또는 가열에 의하여 경화하여, 하부 클래드층(2)을 형성한다.
하부 클래드층(2)을 형성할 때의 활성 광선의 조사량은, 0.1~5J/cm2로 하는 것이 바람직하고, 가열 온도는 50~130℃로 하는 것이 바람직하지만, 이러한 조건에는 특별히 제한은 없다.
그 다음으로, 제 2 공정으로서, 하부 클래드층(2) 상에 코어층 형성용 수지 필름을 라미네이트하여, 코어층(3)을 적층한다[도 1(b)]. 이 제 2의 공정에 있어서, 상술한 하부 클래드층(2) 상에, 코어층 형성용 수지 필름을 가열압착하는 것에 의하여, 클래드층보다 굴절률이 높은 코어층(3)을 적층한다. 여기에서, 라미네이트 방식으로서는, 롤 라미네이터, 또는 평판형 라미네이터를 이용하는 방법을 들 수 있지만, 밀착성 및 추종성의 견지에서 감압하에서 적층하는 것이 바람직하다. 특히, 평판형 라미네이터를 이용하여 감압하에서 코어층 형성용 수지 필름을 적층하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 평판형 라미네이터란, 적층재료를 대응하는 평판 사이에 끼워, 평판을 가압하는 것에 의하여 압착시키는 라미네이터를 가리키고, 예를 들면, 진공가압식 라미네이터를 적절하게 이용할 수 있다. 여기에서의 가열 온도는 50~130℃로 하는 것이 바람직하고, 압착 압력은, 0.1~1.0MPa(1~10kgf/㎝2) 정도로 하는 것이 바람직하지만, 이러한 조건에는 특별히 제한은 없다.
또한, 진공가압식 라미네이터에 의한 적층 전에, 롤 라미네이터를 이용하여, 미리 코어층 형성용 수지 필름을 하부 클래드층(2) 상에 가첩하여 두어도 좋다. 여기에서, 밀착성 및 추종성 향상의 관점에서, 압착하면서 가첩하는 것이 바람직하고, 압착할 때, 히트롤을 가지는 라미네이터를 이용하여 가열하면서 행하여도 좋다. 라미네이트 온도는, 실온(25℃)~100℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 실온(25℃) 이상이면, 하부 클래드층(2)와 코어층(3)과의 밀착성이 향상하고, 100℃ 이하이면, 코어층(3)이 롤 라미네이트시에 유동하는 일 없이, 필요로 하는 막두께를 얻을 수 있다. 이상의 관점에서, 40~100℃의 범위가 보다 바람직하다. 압력은 0.2~0.9MPa가 바람직하고, 라미네이트 속도는 0.1~3m/min가 바람직하지만, 이러한 조건에는 특별히 제한은 없다.
코어층 형성용 수지 필름은, 코어층용 기재 필름(4) 상에 제작되어 있으면, 취급이 용이하여 바람직하다. 또한, 코어층(3)은, 코어층 형성용 수지조성물을 용매에 용해하여 수지 니스로서, 하부 클래드층(2) 상에 스핀코트법 등에 의하여 도포하고, 용매를 제거하는 방법에 의하여도 형성할 수 있다.
다음으로, 제 3 공정으로서, 코어층(3)을 노광 현상하여, 광도파로의 코어패턴(6)을 형성한다[도 1(c) 및 (d)]. 구체적으로는, 광마스크(5)를 통하여, 활성 광선이 화상상에 조사된다. 활성 광선의 광원으로서는, 예를 들면, 카본 아크등, 수은증기 아크등, 초고압 수은등, 고압 수은등, 크세논램프 등의 자외선을 유효하게 방사 하는 공지의 광원을 들 수 있다. 또한, 그 밖에도 사진용 플러드(flood) 전구, 태양 램프 등의 가시광을 유효하게 방사하는 것도 이용할 수 있다. 여기에서의 활성 광선의 조사량은, 0.01~10J/cm2로 하는 것이 바람직하다. 0.01J/cm2 이상이면, 경화 반응이 충분히 진행하여, 후술하는 현상공정에 의하여 코어패턴이 유실하는 것이 없고, 10J/cm2 이하이면 노광량 과다에 의하여 코어패턴이 커지는 것이 없고, 미세한 패턴을 형성할 수 있어 적절하다. 이상의 관점에서, 0.05~5J/cm2의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.1~2J/cm2의 범위로 하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 자외선의 조사량을 상기 범위 안에서 적당히 조정하는 것으로서, 코어패턴의 선폭 및 선간을 작게 할 수 있는데, 예를 들면, 자외선의 조사량을 0.2J/cm2로 하는 것에 의하여 선폭/선간 50μm/75μm의 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
그 다음으로, 코어층용 기재 필름(4)가 남아 있는 경우에는, 당해 기재를 박리하고, 웨트(wet) 현상 등으로 미노광부를 제거하여 현상하고, 도파로 패턴을 형성한다. 웨트 현상의 경우는, 상기 필름의 조성에 적절한 유기용제계 현상액을 이용하여, 스프레이, 요동침지, 브러싱, 스크랩핑 등의 공지의 방법에 의하여 현상할 수 있다.
유기용제계 현상액으로서는, 예를 들면, 아세톤, 메탄올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산부틸, 젖산에틸, γ-부티로락톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 톨루엔, 크실렌, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 이러한 유기용제는, 인화방지를 위하여, 1~20중량%의 범위로 물을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 유기용제는, 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 현상액의 구체예로서 코어패턴의 박리 없이 현상가능하다는 관점에서, 예를 들면, N,N-디메틸아세트아미드와 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 2:8 혼합액(질량비)을 적절하게 들 수 있다.
현상의 방식으로서는, 예를 들면, 딥 방식, 패들 방식, 고압 분무 방식 등의 분무 방식, 브러싱, 스크랩핑 등을 들 수 있다.
현상 후의 처리로서, 상기에 나타낸 유기용제를 사용하여 광도파로의 코어패턴을 세정해도 좋다.
유기용제계 세정액으로서는, 예를 들면, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 젖산에틸, γ-부티로락톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 용해성의 관점에서, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세트산에틸을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 현상 잔사(殘渣)가 없이 현상 가능하다는 관점에서, 이소프로판올을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 유기용매는, 인화 방지를 위하여, 1~20중량%의 범위로 물을 첨가할 수 있다.
또한, 상기의 유기용제는 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
세정의 방식으로서는, 딥 방식, 패들 방식, 고압 분무방식 등의 분무 방식; 브러싱; 스크랩핑 등을 들 수 있다.
현상, 세정 후의 처리로서, 필요에 따라 60~250℃ 정도의 가열, 또는 0.1~1000mJ/cm2 정도의 노광을 행하는 것에 의하여, 광도파로의 코어패턴을 한층 더 경화하여도 좋다.
계속하여, 제 4 공정으로서, 코어패턴(6)을 매립하기 위하여 클래드층 형성용 수지 필름을 라미네이트 및 경화하고, 상부 클래드층(7)을 형성한다[도 1(e)]. 이 때의 상부 클래드층(7)의 두께는, 상술한 바와 같이 코어패턴(6)의 두께보다 두껍게 하는 것이 바람직하다. 경화는, 빛 또는 열에 의하여 상기와 같게 실시한다.
제 4 공정에 있어서 라미네이트 방식으로서는, 롤 라미네이터, 또는 평판 형 라미네이터를 이용하는 방법을 들 수 있지만, 밀착성, 추종성, 및 평탄성의 관점에서, 제 2 공정과 같이, 평판형 라미네이터, 가장 바람직하게는 진공가압식 라미네이터를 이용하여 감압하에서 클래드층 형성용 수지 필름을 적층하는 것이 바람직하다. 여기에서의 가열 온도는, 50~130℃로 하는 것이 바람직하고, 압착 압력은, 0.1~1.0MPa(1~10kgf/cm2)로 하는 것이 바람직하지만, 이러한 조건에는 특별히 제한은 없다.
제 4 공정에 있어서의 경화는, 제 1 공정과 같이, 빛 및/또는 열에 의하여 실시한다. 상부 클래드층(7)을 형성할 때의 활성 광선의 조사량은, 0.1~30J/cm2로 하는 것이 바람직하다.
상기 클래드층 형성용 수지 필름의 지지 필름이 PET인 경우, 활성 광선의 조사량은, 0.1~5J/cm2로 하는 것이 바람직하다. 자외선 조사량이 이 범위 내이면, 충분히 경화시킬 수 있고, 예를 들면, 자외선 조사량을 3J/cm2로 하는 것에 의하여 강고하게 경화할 수 있어, 광도파로의 광손실 저감효과를 얻을 수 있다. 이 관점에서, 0.5~5J/cm2로 하는 것이 보다 바람직하고, 1~4J/cm2로 하는 것이 특히 바람직하다. 한편, 당해 지지 필름이 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르설피드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰 등의 경우, PET에 비하여 자외선 등의 단파장의 활성 광선을 통하기 어려우므로, 활성 광선의 조사량은, 0.5~30J/cm2로 하는 것이 바람직하다. 0.5J/cm2 이상이면 경화 반응이 충분히 진행하고, 30J/cm2 이하이면 광조사의 시간이 너무 길게 걸리는 일이 없다. 이상의 관점에서, 3~27J/cm2로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~25J/cm2로 하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 보다 경화시키기 위하여서, 양면으로부터 동시에 활성 광선을 조사하는 것이 가능한 양면 노광기를 사용할 수 있다. 또한, 가열을 하면서 활성 광선을 조사하여도 좋다. 활성 광선 조사 중 및/또는 조사 후의 가열 온도는 50~200℃로 하는 것이 바람직하지만, 이러한 조건에는 특별히 제한은 없다.
본 공정에 있어서 클래드층 형성용 수지 필름으로서는, 취급이 용이한 관점에서, 기재 상에 제작된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 클래드층 형성용 수지 필름을 코어패턴(6) 측으로 하여 라미네이트 한다. 이 때에, 기재로서 표면(클래드층 형성면)의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재를 이용하여 상부 클래드층(7)을 형성하고, 그 후 당해 기재를 제거하는 것에 의하여, 상부 클래드층(7)의 표면의 Rz가 0.5μm 이상 10μm 이하인 플렉서블 광도파로를 제작할 수 있다. 또한, 상부 클래드층(7)은, 클래드층 형성용 수지조성물을 용매에 용해하여 수지 니스로서, 이것을 스핀코트법 등에 의하여 도포, 용매의 제거 및 수지조성물을 경화 하는 방법에 의하여도 형성할 수 있다.
이 후, 제 5 공정으로서 제 1 공정에 이용한 기재(1)을 제거한다[도 1(f)]. 당해 기재(1)을 제거하는 것으로 기재의 조면화 형상을 전사할 수 있어, 하부 클래드층(2)에 조화면(8)을 가지는 플렉서블 광도파로를 제작할 수 있다.
당해 기재(1)을 제거하는 방법으로서는, 특별히 제한은 없으나, 당해 기재(1)이 금속박인 경우에는, 에칭 공정으로 실시할 수 있어 생산성에 유리하다.
상술한 제조방법에 의하면, 종래의 과제였던 접착성을 향상한 플렉서블 광도파로를 얻을 수 있다.
[도 1] 본 발명의 플렉서블 광도파로의 제조방법을 설명하는 도면이다.
[도 2] 본 발명의 플렉서블 광도파로와 전기 배선 기판과의 복합화 예를 설명하는 도면이다.
[도 3] 본 발명의 플렉서블 광도파로끼리의 다층화 예를 설명하는 도면이다.
[도 4] 본 발명의 플렉서블 광도파로를 이용한 광모듈을 설명하는 도면이다.
부호의 설명
1…기재
2…하부 클래드층
3…코어층
4…코어층용 기재 필름
5…광마스크
6…코어패턴
7…상부 클래드층
8…조화면(粗化面)
9…평활면
10…접착층
11…전기 배선 기판
12…발광소자 또는 수광소자
13…광로 변환부
이하, 본 발명을 제조예 및 실시예에 의하여 한층 더 상세히 기술하지만, 본 발명은, 이들 제조예 및 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1[코어용 및 클래드용 수지 니스의 조제]
표 1에 표시한 배합으로, 코어층 형성용 수지조성물 및 클래드층 형성용 수 지조성물을 준비하고, 이들에 용제로서 메틸에틸케톤을 전량에 대하여 40중량부 가하여, 넓은 입구의 폴리 병에 칭량하고, 메카니컬 교반기, 샤프트 및 프로펠러를 이용하여, 온도 25℃, 회전수 400rpm의 조건으로, 6시간 교반하고, 코어용 및 클래드용 수지 니스를 조합하였다. 그 후, 공경 2μm의 폴리프론필터(상품명:PFO20, 아드반테크 동양(주)제) 및 공경 0.5μm의 멤브레인필터(상품명:JO50A, 아드반테크 동양(주)제)를 이용하여, 온도 25℃, 압력 0.4MPa의 조건으로 가압여과하고, 진공펌프 및 벨쟈를 이용하여 감압도 50mmHg의 조건으로 15분간 더 감압 탈포하였다. 또한, 표 1에 표시한 배합에 있어서, (A) 베이스 폴리머 및 (B) 광중합성 화합물의 배합량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 총량에 대한 중량%이며, (C) 광중합 개시제의 배합량은, (A) 성분 및 (B) 성분의 총량 100중량부에 대한 배합(중량부)이다.
Figure 112008060356103-pct00009
*1 페노토트 YP-70; 비스페놀 A/비스페놀 F 공중합형 페녹시수지(토도화성(주)제)
*2 A-BPEF; 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(신나카무라화학공업(주)제)
*3 EA-1020; 비스페놀 A형 에폭시아크릴레이트(신나카무라화학공업(주) 제)
*4 KRM-2110; 알리사이클릭디에폭시카르복실레이트(아사히 전화공업(주)제)
*5 일가큐어819; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(시바·스페셜티·케미칼즈(주)제)
*6 일가큐어2959; 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(시바·스페셜티·케미칼즈(주)제)
*7 SP-170; 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트염(아사히전화공업(주)제)
제조예 2[ 코어층 형성용 수지 필름의 제작]
코어층 형성용 수지 필름은, PET 필름[동양방적(주)제, 상품명「A-4100」, 두께 25μm, Rz(비처리면) 0.1μm, 도포면; 비처리면] 상에, 아플리케이터(요시미츠 정밀기계(주)제,「YBA-4」)를 이용하여 상기 제조예 1에서 얻어진 코어용 수지 니스를 도포하여, 80℃, 10분, 그 후 100℃, 10분으로 용제를 건조시켜 제작하였다. 이 때의 코어층 형성용 수지 필름의 두께는, 아플리케이터의 간극을 조절하는 것으로, 5~100μm의 사이에서 임의로 조정 가능하고, 본 제조예에서는, 경화 후의 막두께가, 50μm가 되도록 조절하였다.
제조예 3[상부 및 하부 클래드층 형성용 수지 필름의 제조]
상부 클래드층 형성용 수지 필름은, PET 필름(상기와 같은 것) 상에, 상기 제조예 1에서 얻어진 클래드용 수지 니스를 이용하여, 상기와 같은 방법에 의하여 제작하였다. 상부 클래드층 형성용 수지 필름의 막두께는 80μm로 하였다.
한편, 하부 클래드층 형성용 수지 필름은, 구리박[후루카와사킷포일(주)제, 상품명「GTS-35」, 두께 35μm, Rz(광택면) 2.1μm]의 광택면 상에, 상기 제조예 1에서 얻어진 클래드용 수지 니스를 도포하고, 80℃, 10분, 그 후 100℃, 10분으로 용제건조시켜 제작하였다. 하부 클래드층 형성용 수지 필름의 막두께는 30μm로 하였다.
본 제조예에 있어서의 광도파로 형성용 수지 필름의 굴절률을, Metricon사제 프리즘 커플러(Model2020)를 이용하여 측정하였는데(측정 파장 830nm), 코어층 형성용 수지 필름의 굴절률은 1.583, 클래드층 형성용 수지 필름의 굴절률은 1.550이었다.
실시예 1( 플렉서블 광도파로의 제조)
[하부 클래드층의 형성 공정]
상기 제조예 3에서 얻어진 구리박(기재(1)) 상에 제작된 하부 클래드층 형성용 수지 필름에 자외선 노광기((주)오크제작소제, EXM-1172)로 자외선(파장 365nm)을 1J/cm2 조사하여, 하부 클래드층(2)을 형성한다[도 1(a)].
[코어패턴의 형성 공정]
다음으로, 하부 클래드층(2) 상에, 진공가압식 라미네이터((주)명기제작소 제, MVLP-500)를 이용하여 상기 제조예 2에서 얻어진 코어층 형성용 수지 필름을 압력 0.5MPa, 온도 50℃, 가압 시간 30초의 조건에서 라미네이트하여 코어층(3)을 형성한다[도 1(b)].
계속하여, 광마스크(5)를 개입시켜, 상기 자외선 노광기로 자외선(파장 365nm)을 1J/cm2 조사한 후([도 1(c)], PET 필름(코어층용 기재 필름(4))을 박리하고, N,N-디메틸아세트아미드를 용제로 이용하여, 코어패턴(6)을 현상한다[도 1(d)]. 현상액의 세정에는, 메탄올 및 물을 이용하였다.
[상부 클래드층의 형성 공정]
그 다음으로, 코어층(3) 형성시와 같은 조건에서, 상기 제조예 3에서 얻어진 상부 클래드층 형성용 수지 필름을 라미네이트하고, 자외선(파장 365nm)을 1J/cm2 조사하여, PET 필름(상부 클래드층 기재 필름)을 제거한 후, 계속해서 160℃, 1시간의 가열처리를 실시하여, 상부 클래드층(7)을 형성한다[도 1(e)].
[구리박의 제거 공정]
마지막으로, 하부 클래드층 형성용 수지 필름의 지지기재인 구리박을 염화 제 2철 수용액(산하야트(주)제, 상품명「H-20L」)으로 용해하여, 플렉서블 광도파로를 얻는다[도 1(f)].
이 플렉서블 광도파로의 표면 거칠기를 표면 거칠기 측정기((주)고사카연구소제, 상품명「샤프코더 SE-2300」)를 이용하여 측정하였는데, 하부 클래드층 측의 Rz는 3.0μm, 상부 클래드층측의 Rz는 0.3μm이었다.
제작한 플렉서블 광도파로의 전파손실을, 광원에 850nm의 VCSEL(EXFO사제, FLS-300-01-VCL) 및 수광센서((주)아드반테스트제, Q82214)를 이용하여 컷백(cut back)법(측정도파로 길이 5, 3, 2cm, 입사 파이버; GI-50.525 멀티모드 파이버(NA=0.20), 출사 파이버; SI-114/125(NA=0.22))에 의하여 측정하였는데, 0.1dB/cm였다.
접착제로서 접착 필름(히다치화성공업(주)제, 상품명 「하이아터치 HS-230」, 두께 25μm)을 이용하여, 제작한 플렉서블 광도파로의 하부 클래드층 측을 도 2에 나타낸 바와 같은 형태로 전기 배선 기판(11)(히다치화성공업(주)제, 상품명「MCL-E-679 F」, 테스트용 전기 배선 회로)과 접착시켰다. 그 결과, 플렉서블 광도파로는, 전기 배선 기판(11)에 접착 가능하였다.
또한, 같은 접착 필름을 이용하여, 제작한 플렉서블 광도파로끼리의 하부 클래드층 측을 도 3에 나타낸 바와 같은 형태로 접착시켰다. 그 결과, 플렉서블 광도파로끼리를 접착할 수 있었다.
본 발명의 플렉서블 광도파로는, 접착성이 뛰어나다. 또한, 본 발명에 의하면, 생산성 좋게 접착성이 뛰어난 플렉서블 광도파로를 제조할 수 있다. 이로 인하여, 플렉서블 광도파로끼리의 다층화나 전기 배선 기판과의 복합이 용이하게 되어, 광인터커넥션 등의 폭넓은 분야에 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 광도파로 형성용 수지 조성물로 이루어지는 광도파로 형성용 수지 필름을 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에 이용하여 상기 수지 조성물을 필름화하여 제작한 플렉서블 광도파로로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가, 0.5μm 이상 10μm 이하인 플렉서블 광도파로.
  2. 광도파로 형성용 수지 조성물로 이루어지는 광도파로 형성용 수지 필름을 하부 클래드층, 코어층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에 이용하여 상기 수지 조성물을 필름화하여 제작한 플렉서블 광도파로로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가, 0.5μm 이상 10μm 이하이며, 한편 다른쪽의 표면의 Rz가 0.5μm 미만인 플렉서블 광도파로.
  3. 하부 클래드층과 코어패턴과 상부 클래드층을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법으로서, 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 적어도 하나에, 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재 상에 제작한 클래드층 형성용 수지 필름을 이용하여 광도파로를 제작하는 공정, 및, 그 후 당해 클래드층 형성용 수지 필름으로부터 당해 기재를 제거하는 공정을 포함하는 플렉서블 광도파로의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서, 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 이상 10μm 이하인 기재가, 금속박인 것을 특징으로 하는 플렉서블 광도파로의 제조방법.
  5. 제 2항의 플렉서블 광도파로를 이용하여 제작한 광모듈로서, 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.5μm 미만인 하부 클래드층 및 상부 클래드층의 어느 한쪽의 표면에 발광소자 또는 수광소자를 탑재한 광모듈.
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