光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物和光波導(dǎo)芯層形成用光固化性薄膜、以及使用了它們的光波 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及被用作構(gòu)成在光通信、光信息處理、其他一般光學(xué)中廣泛使用的光/電 傳輸用混載曉性印刷電路板中的光波導(dǎo)的忍層等的形成材料的光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合 物和光波導(dǎo)忍層形成用光固化性薄膜、W及使用了它們的光波導(dǎo)、光/電傳輸用混載曉性印 刷電路板。
【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，面向光/電傳輸用混載曉性印刷電路板的光波導(dǎo)忍層形成材料中使用 由液態(tài)的感光性單體形成的混合物，使用該材料的忍層在圖案形成時(shí)，隔著光掩模進(jìn)行紫 外線(UV)照射，由此來(lái)制作期望的忍圖案。運(yùn)種由感光性單體形成的混合物雖然光固化靈 敏度高，但從涂覆后的表面粘合性(粘著性）的觀點(diǎn)出發(fā)，在供于作為著眼于大量生產(chǎn)的制 造工序的漉對(duì)漉(roll-t〇-roll:R-t〇-R)工藝運(yùn)樣的連續(xù)工藝時(shí)，在與漉接觸時(shí)，利用上述 由感光性單體形成的混合物制成的薄膜會(huì)被破壞，因此有無(wú)法適應(yīng)R-to-R工藝的缺點(diǎn)，存 在生產(chǎn)率不足運(yùn)樣的問(wèn)題(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0003] 因此，為了適應(yīng)R-to-R工藝運(yùn)樣的連續(xù)工藝，通常，作為感光性樹(shù)脂使用在常溫下 呈固體的聚合物材料。此時(shí)，聚合物材料的分子量越高，則固化前階段的非晶質(zhì)薄膜的曉性 越提高，但另一方面，存在該薄膜的圖案化分辨率（固化靈敏度）降低運(yùn)樣的問(wèn)題。反之，聚 合物材料為分子量的物質(zhì)時(shí)，圖案化分辨率雖會(huì)提高，但曉性會(huì)降低。運(yùn)樣，通常薄膜的曉 性與圖案化分辨率處于折衷關(guān)系，存在問(wèn)題。由此，在感光固化性薄膜中，要求兼顧其曉性 與圖案化分辨率的光波導(dǎo)忍層形成材料，提出了各種方案(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0004] 關(guān)于光波導(dǎo)忍層形成材料，根據(jù)其使用用途，需要滿(mǎn)足作為固化物的各物性的高 折射率、高透明性、高分辨圖案化性、高耐熱性之類(lèi)的多種特性要求。因此，進(jìn)行了用于通過(guò) 各種原料的選擇、配混平衡等來(lái)滿(mǎn)足各特性的研究。
[0005] 如前所述，為了供于著眼于大量生產(chǎn)的R-to-R工藝，光波導(dǎo)忍層形成材料通常使 用對(duì)由上述形成材料形成的未固化物薄膜進(jìn)行干膜化的方法，但在材料開(kāi)發(fā)中，不僅會(huì)由 于未固化物的低粘著性、曉性之類(lèi)的作為干膜材料的工藝適應(yīng)性的要求而導(dǎo)致材料設(shè)計(jì)自 由度狹窄，而且在制作干膜時(shí)，在其兩面需要層壓基材，因此從省資源化和成本的觀點(diǎn)來(lái)看 也會(huì)成為問(wèn)題，因此在材料開(kāi)發(fā)中仍然重視對(duì)濕式工藝的適應(yīng)性，并進(jìn)行了研究(專(zhuān)利文獻(xiàn) 3)。
[0006] 鑒于運(yùn)些背景，例如提出了通過(guò)將特殊的酪醒清漆型多官能環(huán)氧樹(shù)脂作為主劑、 進(jìn)而配混各種樹(shù)脂而滿(mǎn)足上述特性的感光性樹(shù)脂組合物(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2001-281475號(hào)公報(bào)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-27903號(hào)公報(bào)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-230944號(hào)公報(bào)
[0012] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2011-237645號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014] 然而，面向光/電傳輸用混載曉性印刷電路板的波導(dǎo)材料在上述的要求特性中尤 其要求高透明性和用于在制作工序上能夠耐受回流焊工序的耐回流性。
[0015] 由此，強(qiáng)烈期望能夠成為在維持W往的R-to-R適應(yīng)性、高分辨圖案化性的情況下 為高透明性且兼具耐回流性的光波導(dǎo)忍層形成材料的感光性固化樹(shù)脂組合物。
[0016] 本發(fā)明是鑒于運(yùn)樣的情況而作出的，其目的在于，提供作為光波導(dǎo)形成用材料、尤 其是忍層形成材料兼具高透明性、良好的R-to-R適應(yīng)性、高分辨圖案化性、且還具備優(yōu)異的 耐回流性的光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物和光波導(dǎo)忍層形成用光固化性薄膜、W及使用了它 們的光波導(dǎo)、光/電傳輸用混載曉性印刷電路板。
[0017] 用于解決問(wèn)題的方案
[0018] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第1主旨為一種光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物，其含有 具有聚合性取代基的脂肪族系樹(shù)脂和光聚合引發(fā)劑，上述具有聚合性取代基的脂肪族系樹(shù) 脂包含下述(A)和(B)。
[0019] (A)側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂。
[0020] (B)二官能長(zhǎng)鏈脂肪族樹(shù)脂。
[0021] 另外，本發(fā)明的第2主旨為一種光波導(dǎo)忍層形成用光固化性薄膜，其是將上述第1 主旨的光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物形成為薄膜狀而成的。
[0022] 進(jìn)而，本發(fā)明的第3主旨為一種光波導(dǎo)，其是形成有基材和在該基材上的包層、進(jìn) 而在上述包層中形成有規(guī)定圖案的用于傳輸光信號(hào)的忍層而成的光波導(dǎo)，上述忍層是通過(guò) 使上述第1主旨的光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物、或上述第2主旨的光波導(dǎo)忍層形成用光固化 性薄膜固化而形成的。
[0023] 并且，本發(fā)明的第4主旨為一種光/電傳輸用混載曉性印刷電路板，其具備上述第3 主旨的光波導(dǎo)。
[0024] 本發(fā)明人等為了得到成為兼具高透明性、良好的R-to-R適應(yīng)性、高分辨圖案化性、 且具備優(yōu)異的耐回流性的光波導(dǎo)的忍層形成材料的感光性樹(shù)脂組合物而反復(fù)進(jìn)行了深入 研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用成為上述配混成分的感光性環(huán)氧樹(shù)脂組合物時(shí)可達(dá)成所期望的目 的，從而完成了本發(fā)明。
[0025] 即，[1]關(guān)于粘著性，其起因于作為配混成分的樹(shù)脂成分中的液態(tài)樹(shù)脂的存在，因 此通過(guò)將樹(shù)脂成分制成僅包含作為固體樹(shù)脂成分的、上述側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂(A)和二 官能長(zhǎng)鏈脂肪族樹(shù)脂(B)的配方設(shè)計(jì)，上述粘著性得W消除。另外，[2]關(guān)于R-to-R適應(yīng)性， 其依賴(lài)于涂覆干燥后的涂膜在常溫下的柔軟性，因此通過(guò)W在常溫下顯示為固體樹(shù)脂的配 方設(shè)定來(lái)構(gòu)成所述薄膜，膜(層)形成時(shí)在未固化時(shí)的非晶質(zhì)薄膜中可賦予柔軟性。尤其，在 本發(fā)明中，若側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂(A)與二官能長(zhǎng)鏈脂肪族樹(shù)脂(B)的混合重量比偏離某 個(gè)特定范圍、例如側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂(A)變多，則可觀察到未固化非晶質(zhì)薄膜的柔軟性 顯著惡化、R-to-R適應(yīng)性惡化的傾向。[3]關(guān)于圖案化性，通過(guò)使用隨著光固化的進(jìn)行、固化 速度特別快的側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂(A)作為主劑，并W不會(huì)損害其他要求物性的方式調(diào) 節(jié)其配方，可實(shí)現(xiàn)圖案化性的提高。尤其，在本發(fā)明中，若側(cè)鏈多官能脂肪族樹(shù)脂(A)與二官 能長(zhǎng)鏈脂肪族樹(shù)脂(B)的混合重量比偏離某個(gè)特定范圍、例如二官能長(zhǎng)鏈脂肪族樹(shù)脂(B)變 多，則可觀察到該組合物的圖案化性和耐熱性顯著惡化，波導(dǎo)的損耗惡化的傾向。
[0026] 由此，通過(guò)使用將樹(shù)脂設(shè)定為上述配方而得到的光波導(dǎo)用感光性樹(shù)脂組合物，會(huì) 兼具低粘著性、良好的R-to-R適應(yīng)性、高分辨圖案化性，進(jìn)而可得到優(yōu)異的高透明性(低損 耗)和耐回流性，從而完成了本發(fā)明。
[0027] 需要說(shuō)明的是，關(guān)于上述高透明性(低損耗），其起因于所使用的樹(shù)脂骨架，對(duì)W往 的忍層形成材料要求比包層更高的折射率，因此在其設(shè)計(jì)上使用含芳香族骨架的樹(shù)脂。但 是，由于該芳香族骨架的存在，波長(zhǎng)85化m的傳輸光的頻帶與來(lái)自芳香環(huán)C-H鍵的振動(dòng)吸收 的4倍頻吸收(4vch)的拖尾重疊，從而對(duì)于一定程度W上的損耗降低而言是存在界限的。本 發(fā)明中，在忍層形成材料中使用不含芳香環(huán)的脂肪族系樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行忍層形成材料的構(gòu)成， 從而實(shí)現(xiàn)了排除來(lái)自芳香環(huán)的4倍頻吸收(4vch)的影響的材料設(shè)計(jì)。
[0028] 另外，在設(shè)及上述高透明性(低損耗)方面，更加適宜的是，在光產(chǎn)酸劑中例如能夠 通過(guò)選定陽(yáng)離子骨架來(lái)應(yīng)對(duì)。即，固化物的熱劣化(著色）的產(chǎn)生機(jī)理是來(lái)自樹(shù)脂氧化劣化 中產(chǎn)生的η共輛體系擴(kuò)展因子的發(fā)生。W往，在光固化系樹(shù)脂的配方設(shè)計(jì)中，從圖案化性的 觀點(diǎn)出發(fā)，光產(chǎn)酸劑的選擇方針是采用賦予了對(duì)曝光波長(zhǎng)365nm的靈敏度的、包含具有比較 寬的π共輛體系的陽(yáng)離子骨架(例如Ξ苯基梳鹽系）的光產(chǎn)酸劑。但是，該寬的π共輛體系骨 架因產(chǎn)酸后的陽(yáng)離子殘?jiān)?死骸)的氧化劣化中的η共輛體系的擴(kuò)展而成為變得容易著色的 要因，因此，使用二苯基艦鐵陽(yáng)離子系運(yùn)樣的包含窄的η共輛體系陽(yáng)離子部的光產(chǎn)酸劑對(duì)于 高透明性(低損耗)是更加適宜的。
[0029] 在本發(fā)明中，使用上述二苯基艦鐵陽(yáng)離子系的光產(chǎn)酸劑的理由如下。即，該特定的 光產(chǎn)酸劑是由所有光產(chǎn)酸劑中最狹窄的η共輛體系構(gòu)成的物質(zhì)之一。因此，不存在對(duì)曝光波 長(zhǎng)365nm的靈敏度，雖然需要混線曝光(寬頻光），但得到的固化物比迄今為止所使用的利用 了 Ξ苯基梳鹽系光產(chǎn)酸劑的固化物更難W著色，能夠賦予更加良好的高透明性(低損耗）。
[0030] 另一方面，關(guān)于上述耐回流性，在作為忍部形成材料而特別選定了發(fā)揮抑制加熱 造成的黃變的效果的材料的基礎(chǔ)上使用錬系的光產(chǎn)酸劑時(shí)，會(huì)賦予防止曝光后的樹(shù)脂