特許 7357303 光導波路クラッド用組成物、光導波路クラッド用ドライフィルム及び光導波路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-28

(45)【発行日】2023-10-06

(54)【発明の名称】光導波路クラッド用組成物、光導波路クラッド用ドライフィルム及び光導波路

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20230929BHJP

   C08G 59/22 20060101ALI20230929BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 371

C08G59/22

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021502063

(86)(22)【出願日】2020-02-19

(86)【国際出願番号】 JP2020006413

(87)【国際公開番号】W WO2020171100

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2022-10-07

(31)【優先権主張番号】P 2019029518

(32)【優先日】2019-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100174827

【弁理士】

【氏名又は名称】治下 正志

(72)【発明者】

【氏名】栗副 潤子

(72)【発明者】

【氏名】中芝 徹

(72)【発明者】

【氏名】前田 真吾

(72)【発明者】

【氏名】近藤 直幸

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３４３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３０９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０７３７６５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４

Ｃ０８Ｇ ５９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と、
下記式（３）で示すエポキシ化合物と、下記式（４）～（８）で示すエポキシ化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種とを含み、分子量が３５０以上であるエポキシ化合物（Ｂ）とを含有することを特徴とする光導波路クラッド用組成物。

【化1】

［式（３）中、ｐは、１～１０を示す。］

【化2】

［式（４）中、ｐは、１～１５を示し、ｑは、１～５を示す。］

【化3】

［式（５）中、ｐは、１～５を示す。］

【化4】

［式（６）中、ｐは、１～１５を示す。］

【化5】

【化6】

［式（８）中、ｐは、５～１０を示す。］

【請求項2】

前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物１００質量部に対して、５０質量部以上９０質量部以下であり、
前記エポキシ化合物（Ｂ）の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物１００質量部に対して、５質量部以上３０質量部以下である請求項１に記載の光導波路クラッド用組成物。

【請求項3】

前記光導波路クラッド用組成物の硬化物の引裂強度が、６０Ｎ／ｍｍ以上である請求項１又は請求項２に記載の光導波路クラッド用組成物。

【請求項4】

前記光導波路クラッド用組成物の硬化物を、－５５℃で１５分間保持し、その後、１２５℃まで昇温させ、１２５℃で１５分保持し、－５５℃まで冷却する工程を１サイクルとして、前記硬化物にクラックが発生するまでのサイクル数が、１０００サイクル以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の光導波路クラッド用組成物。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の光導波路クラッド用組成物からなる層を備えることを特徴とする光導波路クラッド用ドライフィルム。

【請求項6】

コアと、前記コアを覆うクラッドとを備え、
前記クラッドが、請求項１～４のいずれか１項に記載の光導波路クラッド用組成物の硬化物からなることを特徴とする光導波路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路クラッド用組成物、光導波路クラッド用ドライフィルム及び光導波路に関する。

【背景技術】

【0002】

中距離通信や長距離通信の分野、具体的には、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）や車載用の分野等では、高速伝送が求められており、これを実現するために、伝送媒体として光ファイバケーブルが用いられてきた。短距離通信、例えば、１ｍ以内の通信においても、高速伝送が求められるようになってきている。このような短距離通信の分野では、光ファイバケーブルでは実現困難な性能も求められる。この求められる性能としては、具体的には、狭ピッチ、分岐、交差、及び多層化等の高密度配線、表面実装性、電気配線基板との一体化が可能であること、及び曲率半径の小さな曲げが可能であること等が挙げられる。これらの要求を満たすもとのとして、光導波路を備えた光配線板を用いることが考えられる。

【0003】

このような光配線板には、光導波路から入出力された光を利用するために、垂直共振器面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）等の発光素子やフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）等の受光素子等の光電変換素子、及び集積回路（ＩＣ）等の半導体素子等が実装されていることが好ましい。これらの素子を駆動させるためには、光配線板上等に、電気配線が設けられている必要がある。このことから、基板に、光導波路だけではなく、電気配線も設けられた光電気複合配線板であることが好ましい。

【0004】

光導波路としては、例えば、樹脂材料からなる光導波路、すなわち、ポリマー光導波路等が挙げられる。光電気複合配線板に備えられる光導波路としては、電気回路が備えられた配線板との適合性からも、ポリマー光導波路が好ましく用いられる。

【0005】

このような光導波路の材料としては、特許文献１に記載のエポキシ樹脂組成物が挙げられる。

【0006】

特許文献１には、所定の構造を有する液状エポキシ樹脂、固形樹脂、及び光酸発生剤を含有する光導波路形成用エポキシ樹脂組成物が記載されている。特許文献１によれば、この光導波路形成用エポキシ樹脂組成物を用いて、例えば、光導波路のクラッド又はコアを形成すると、高Ｔｇ、高い柔軟性及びパターニング性を奏することが開示されている。

【0007】

光配線板としては、シリコン上に受発光素子を一体化するシリコンフォトニクスに代表されるように、近距離化や高密度化等がより求められるようになってきている。この要求を満たすために、光導波路のシングルモード化による微細配線化も求められている。これらのこと等から、光導波路の微細配線化がより求められるようになってきている。

【0008】

従来の光導波路の材料、例えば、特許文献１に記載のエポキシ樹脂組成物を用いて、光導波路を形成した場合、コア周辺のクラッドにおいて応力が集中する箇所にクラックが発生することがあった。さらに、上記のような微細配線化等がなされた場合には、クラッドにおけるクラックがより発生しやすくなった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１３－１８６４６２号公報

【発明の概要】

【0010】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物及び光導波路クラッド用ドライフィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、引裂強度が高く、耐クラック性に優れたクラッドを備える光導波路を提供することを目的とする。

【0011】

本発明の一局面は、ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と、下記式（１）で示される構造及び下記式（２）で示される構造のうちの少なくとも一方を分子中に含み、分子量が３５０以上であるエポキシ化合物（Ｂ）とを含有する光導波路クラッド用組成物である。

【0012】

【化1】

式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、ｍは、２～１５を示す。

【0013】

【化2】

式（２）中、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、ｎは、２～１５を示す。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る光導波路クラッド用ドライフィルムの構成を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図面である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明者等は、種々検討した結果、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物を提供するといった上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。具体的には、光導波路クラッド製造用組成物には、後述するような、分子中に柔軟性を有する構造を含むエポキシ化合物が含有されることにより、その硬化物が引き裂けにくくなって、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができることを本発明者等は見出した。

【0016】

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

【0017】

［光導波路クラッド用組成物］
本発明の実施形態に係る光導波路クラッド用組成物は、ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と、下記式（１）で示される構造及び下記式（２）で示される構造のうちの少なくとも一方を分子中に含み、分子量が３５０以上であるエポキシ化合物（Ｂ）とを含有する光導波路クラッド用組成物である。

【0018】

【化3】

式（１）中、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、ｍは、２～１５を示す。

【0019】

【化4】

式（２）中、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、ｎは、２～１５を示す。

【0020】

前記光導波路クラッド用組成物は、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる。このことは、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造が、いずれも柔軟性を有する構造であることによると考えられる。前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造は、いずれも伸縮可能な構造と考えられ、これらの構造を分子内に有するエポキシ化合物（Ｂ）を含有する前記光導波路クラッド用組成物の硬化物は、応力を受けた場合に、その伸縮可能な構造によって応力を吸収することができるために、引裂強度が向上すると考えられる。このことから、前記光導波路クラッド用組成物の硬化物からなるクラッドは、引裂強度が高いことにより、クラッドにおいて応力が集中する部分での、クラックの発生も充分に抑制されると考えられる。よって、前記光導波路クラッド用組成物は、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物であると考えられる。

【0021】

前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）としては、ビスフェノール型エポキシ化合物であれば、特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＥ、及びビスフェノールＳ等のビスフェノールを用いて製造されるエポキシ化合物等が挙げられる。すなわち、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）としては、具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型化合物、ビスフェノールＢ型エポキシ化合物、ビスフェノールＥ型エポキシ化合物、ビスフェノールＳ型エポキシ化合物、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールＦノボラック型化合物、ビスフェノールＢノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールＥノボラック型エポキシ化合物、及びビスフェノールＳノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）としては、液状のもの（例えば、液状ビスフェノールＡ型エポキシ化合物等）であってもよいし、固形のもの（例えば、固形ビスフェノールＡ型エポキシ化合物等）であってもよい。また、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）としては、水添加されたものであってもよい。前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）としては、前記各エポキシ化合物の重合体であるエポキシ樹脂も含まれる。

【0022】

固形ビスフェノールＡ型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の、１００１、１００２、１００３，１０５５、１００４、１００４ＡＦ、１００３Ｆ、１００４Ｆ、１００５Ｆ、１００４ＦＳ、１００６ＦＳ、及び１００７ＦＳ等が挙げられる。

【0023】

液状ビスフェノールＡ型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の８２５、８２７、８２８、及びＤＩＣ株式会社製の８４０、８５０、８５０Ｓ等が挙げられる。

【0024】

固形水添ビスフェノールＡ型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるＹＸ８０００、ＹＸ８０３４、ＹＸ８０４０、ＹＬ７１７０、及び新日鉄住金化学株式会社製のＳＴ－３０００、ＳＴ－４０００Ｄ等が挙げられる。

【0025】

液状水添ビスフェノールＡ型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製のＹＸ８０００等が挙げられる。

【0026】

液状ビスフェノールＦ型エポキシ化合物としては、例えば、ＤＩＣ株式会社製の８３０Ｓ等が挙げられる。

【0027】

固体ビスフェノールＦ型エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学株式会社製の４００７等が挙げられる。

【0028】

前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）は、上記例示のビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0029】

前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物（前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と前記エポキシ化合物（Ｂ）と後述の他のエポキシ化合物とを含む全エポキシ化合物）１００質量部に対して、５０質量部以上９０質量部以下であることが好ましく、６５質量部以上８０質量部以下であることがより好ましい。前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）が少なすぎると、前記エポキシ化合物（Ｂ）の含有量が相対的に多くなり、材料全体の架橋密度が低くなり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなる傾向がある。また、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）が多すぎると、前記エポキシ化合物（Ｂ）の含有量が相対的に少なくなり、前記エポキシ化合物（Ｂ）を含有させる効果、すなわち、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができるという効果を充分に奏することができない傾向がある。

【0030】

前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）は、分子量が１０００以上５０００以下の範囲であることが好ましい。前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）の分子量が大きすぎると、硬化後の樹脂組成物のＴｇ（ガラス転移温度）が低くなりすぎる傾向にあり、現像性の観点からもこの程度が好ましい。

【0031】

前記エポキシ化合物（Ｂ）は、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造のうちの少なくとも一方を分子中に含み、分子量が３５０以上であれば、特に限定されない。前記エポキシ化合物（Ｂ）としては、前記各エポキシ化合物の重合体であるエポキシ樹脂も含まれる。

【0032】

前記エポキシ化合物（Ｂ）は、分子量が３５０以上であり、３５０～２４００であることが好ましく、６００～２４００であることがより好ましく、７００～２０００であることがさらに好ましい。前記エポキシ化合物（Ｂ）の分子量が低すぎると、材料全体の架橋密度が高くなり、柔軟性が損なわれる傾向がある。また、前記エポキシ化合物（Ｂ）は、分子量が高いほうが好ましいが、高すぎると、材料全体の架橋密度が低くなるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎる傾向があるため、２４００以下であることが好ましい。よって、前記エポキシ化合物（Ｂ）の分子量は、上記範囲内であることによって、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物が得られる。ここで分子量は、前記エポキシ化合物（Ｂ）がエポキシ樹脂である場合、例えば、重量平均分子量を指す。なお、ここで、重量平均分子量は、具体的には、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）等を用いて測定することができる。

【0033】

前記式（１）におけるｍは、前記式（１）で示される構造の繰り返し数（重合度）を示し、２～１５であって、前記エポキシ化合物（Ｂ）の分子量が３５０以上となる値である。また、前記ｍは、上述したように、２～１５であり、３～１３であることが好ましく、４～１０であることがより好ましい。また、前記式（２）におけるｎは、前記式（１）で示される構造の繰り返し数（重合度）を示し、２～１５であって、前記エポキシ化合物（Ｂ）の分子量が３５０以上となる値である。また、前記ｎは、上述したように、２～１５であり、３～１３であることが好ましく、４～１０であることがより好ましい。また、前記エポキシ化合物（Ｂ）が前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造をともに分子中に含む場合、ｍとｎとの合計値が、２～１５であることが好ましく、３～１３であることがより好ましく、４～１０であることがさらに好ましい。ｍ、ｎ、及びｍとｎとの合計値が小さすぎると、前記平均分子量が低すぎる傾向になり、この場合、材料全体の架橋密度が高くなり、柔軟性が損なわれる傾向がある。また、ｍ、ｎ、及びｍとｎとの合計値が大きすぎると、前記平均分子量が高すぎる傾向になり、この場合、材料全体の架橋密度が低くなるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎる傾向がある。

【0034】

前記式（１）におけるＲ_１及びＲ_２及び前記式（２）におけるＲ_３及びＲ_４で示されるアルキル基は、特に限定されない。前記アルキル基は、炭素数が１～５であるアルキル基が好ましく、炭素数が１～３であるアルキル基がより好ましい。前記アルキル基としては、より具体的には、メチル基、エチル基、及びプロピル基等が挙げられる。また、前記式（１）におけるＲ_１及びＲ_２及び前記式（２）におけるＲ_３及びＲ_４は、前記アルキル基又は水素原子であり、この中でも、水素原子が好ましい。

【0035】

前記エポキシ化合物（Ｂ）は、エポキシ当量が２００～１２００ｇ／ｅｑであることが好ましく、３００～１１００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。エポキシ当量が小さすぎても、大きすぎても、光導波路のクラッドを形成しにくくなる傾向がある。具体的には、エポキシ当量が小さすぎると、ドライフィルムを形成しにくくなる傾向がある。また、エポキシ当量が大きすぎると、現像性に劣り、光導波路のクラッドを形成する際の現像を好適に行いにくくなる傾向がある。これらのことから、前記エポキシ化合物（Ｂ）のエポキシ当量が上記範囲内であると、光導波路のクラッドを好適に形成することができる。なお、エポキシ当量は、エポキシ基１個あたりの分子量であり、分子量を分子中のエポキシ基の数で除した値に近似される。

【0036】

前記エポキシ化合物（Ｂ）は、上述したように、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造のうちの少なくとも一方を分子中に含んでいればよく、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造より剛直な剛直構造を分子中にさらに含むことが好ましい。前記剛直構造は、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造より剛直な構造であれば、特に限定されないが、例えば、２つのベンゼン環が１つの炭素原子を介して結合した構造等が挙げられる。前記剛直構造としては、例えば、２つのベンゼン環が、メチレン基、メチルメチレン基、及びジメチルメチレン基等を介して結合した構造等が挙げられる。

【0037】

前記エポキシ化合物（Ｂ）としては、例えば、下記式（３）～（８）で示すエポキシ化合物等が挙げられる。

【0038】

【化5】

式（３）中、ｐは、１～１０を示す。

【0039】

【化6】

式（４）中、ｐは、１～１５を示し、ｑは、１～５を示す。

【0040】

【化7】

式（５）中、ｐは、１～５を示す。

【0041】

【化8】

式（６）中、ｐは、１～１５を示す。

【0042】

【化9】

【0043】

【化10】

式（８）中、ｐは、５～１０を示す。

【0044】

前記エポキシ化合物（Ｂ）は、上記例示のエポキシ化合物（Ｂ）を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0045】

前記エポキシ化合物（Ｂ）の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物（前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と前記エポキシ化合物（Ｂ）と後述の他のエポキシ化合物とを含む全エポキシ化合物）１００質量部に対して、５質量部以上３０質量部以下であることが好ましく、８質量部以上２３質量部以下であることがより好ましい。前記エポキシ化合物（Ｂ）が少なすぎると、前記エポキシ化合物（Ｂ）を含有させる効果、すなわち、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができるという効果を充分に奏することができない傾向がある。また、前記エポキシ化合物（Ｂ）が多すぎると、材料全体の架橋密度が低くなり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなる傾向がある。

【0046】

前記光導波路クラッド用組成物は、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）を含んでいれば、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）以外の成分（他の成分）を含んでいてもよい。前記他の成分としては、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）以外のエポキシ化合物（他のエポキシ化合物）、及び硬化剤等が挙げられる。

【0047】

前記他のエポキシ化合物としては、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）以外のエポキシ化合物（ビスフェノール型エポキシ化合物ではなく、かつ、前記式（１）で示される構造及び前記式（２）で示される構造のいずれも分子中に含まないエポキシ化合物や、ビスフェノール型エポキシ化合物ではなく、かつ、分子量が３５０未満のエポキシ化合物）であれば、特に限定されない。前記他のエポキシ化合物としては、例えば、液状かつ脂肪族のエポキシ化合物（液状脂肪族エポキシ化合物）、エポキシ基を分子中に３つ以上有し、かつ、芳香族のエポキシ化合物（多官能芳香族エポキシ化合物）、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、固形脂環式エポキシ化合物、及びエポキシ基を分子中に２つ以上有する固形脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。

【0048】

前記液状脂肪族エポキシ化合物としては、具体的には、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル（３，４－エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート及びトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。３，４－エポキシシクロヘキシルメチル（３，４－エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレートとしては、例えば、株式会社ダイセル製のセロキサイド２０２１Ｐ等が挙げられる。また、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルとしては、例えば、新日鉄住金化学株式会社製のＹＨ－３００及びナガセケムテックス株式会社製のＥＸ－３２１Ｌ等が挙げられる。

【0049】

前記多官能芳香族エポキシ化合物としては、具体的には、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］プロパン等が挙げられる。また、この化合物としては、例えば、株式会社プリンテック製のＶＧ３１０１等が挙げられる。

【0050】

前記フェノールノボラック型エポキシ化合物としては、例えば、ＤＩＣ株式会社製のＮ－７４０、Ｎ－７７０、Ｎ－７７５、日本化薬株式会社製のＥＰＰＮ－５０１Ｈ、ＥＰＰＮ－５０２Ｈ、ＥＰＰＮ－２０１、ＢＲＥＮ－Ｓ等が挙げられる。

【0051】

前記クレゾールノボラック型エポキシ化合物としては、例えば、日本化薬株式会社製のＥＯＣＮ－４６００が挙げられる。

【0052】

前記固形脂環式エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に３つ以上有し、例えば、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－１－ブタノールの１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサン付加物等が挙げられる。この化合物としては、例えば、株式会社ダイセル製のＥＨＰＥ３１５０ 等が挙げられる。

【0053】

前記固形脂肪族エポキシ化合物は、エポキシ基を分子中に２つ以上有し、固形で、かつ、脂肪族のエポキシ化合物等が挙げられる。

【0054】

前記他のエポキシ化合物は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0055】

前記他のエポキシ化合物の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物（前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と前記エポキシ化合物（Ｂ）と前記他のエポキシ化合物とを含む全エポキシ化合物）１００質量部に対して、５質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、５質量部以上１５質量部以下であることがより好ましい。前記他のエポキシ化合物が少なすぎると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなったり、または、未硬化フィルムの溶融粘度が低くなり、取り扱い性が損なわれる傾向がある。また、前記他のエポキシ化合物が多すぎると、前記エポキシ化合物の含有量が少なくなりすぎる場合があり、この場合、前記エポキシ化合物を含有させる効果、すなわち、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができるという効果を充分に奏することができない傾向がある。

【0056】

前記硬化剤は、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）を含む組成物の硬化を促進させることができれば、特に限定されない。また、前記硬化剤としては、例えば、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）及び前記エポキシ化合物（Ｂ）を含む組成物の、光による硬化を促進させることができる光硬化剤等が挙げられる。また、前記光硬化剤としては、例えば、光カチオン硬化剤及び光アニオン硬化剤等が挙げられる。

【0057】

前記光カチオン硬化剤は、前記各エポキシ化合物のエポキシ基を開環重合させるための重合開始剤であり、光によって反応を開始させることができる化合物である。光カチオン硬化剤としては、例えば、サンアプロ株式会社製の、ＣＰＩ－１００Ｐ、ＣＰＩ－１０１Ａ、ＣＰＩ－２００Ｋ、株式会社アデカ製のＳＰ－１７０、和光純薬工業株式会社製の、Ｂ２３８０、Ｃ１３９０、Ｄ２２３８、Ｄ２９６０、Ｉ０５９１、Ｍ１２０９、Ｎ０１３７、Ｔ１６０８等を用いることができる。

【0058】

前記光アニオン硬化剤は、前記各エポキシ化合物のエポキシ基を開環重合させるための重合開始剤であり、光によって反応を開始させることができる化合物である。光アニオン硬化剤としては、例えば、和光純薬工業株式会社製の、Ａ２５０２、Ｎ０５２８、Ｏ０３９６等を用いることができる。

【0059】

前記硬化剤は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0060】

前記硬化剤の含有量は、前記光導波路クラッド用組成物に含まれる全エポキシ化合物（前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）と前記エポキシ化合物（Ｂ）と前記他のエポキシ化合物とを含む全エポキシ化合物）１００質量部に対して、０．１質量部以上３質量部以下であることが好ましく、０．４質量部以上１．５質量部以下であることがより好ましい。前記硬化剤が少なすぎると、光導波路クラッド用組成物が硬化しにくくなる傾向がある。また、前記硬化剤が多すぎると、カチオン又はアニオンが過剰に発生する傾向がある。このため、例えば、光導波路クラッド用組成物が硬化しやすくなりすぎ、光導波路クラッド用組成物の保存性が低下したり、取扱性が低下する傾向がある。

【0061】

前記光導波路クラッド用組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。耐熱性を高めるという点では、酸化防止剤を含むことが好ましい。前記酸化防止剤は、特に限定されず、フェノール系の酸化防止剤、ホスファイト系の酸化防止剤、及び硫黄系の酸化防止剤等を用いることができる。フェノール系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製の、ＡＯ－２０、ＡＯ－３０、ＡＯ－４０、ＡＯ－５０、ＡＯ－６０、ＡＯ－８０、住友化学株式会社製のＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＡ－８０等が挙げられる。ホスファイト系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製の、ＰＥＰ－８、ＰＥＰ－３６、ＨＰ－１０、２１１２、１１７８、１５００、城北化学工業株式会社の、ＪＰ－３６０、ＪＰ－３ＣＰ等が挙げられる。硫黄系の酸化防止剤としては、例えば、株式会社アデカ製の、ＡＯ－４１２Ｓ、ＡＯ－５０３、住友化学株式会社製のＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＴＰ－Ｄ等が挙げられる。また、前記酸化防止剤は、上記例示化合物を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0062】

前記光導波路クラッド用組成物は、その硬化物の引裂強度が、６０Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、８０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましい。前記引裂強度は、高いほうが好ましいが、実際には、１００Ｎ／ｍｍ程度が限界である。このため、前記引裂強度は、６０～１００Ｎ／ｍｍであることが好ましく、８０～１００Ｎ／ｍｍであることがより好ましい。前記光導波路クラッド用組成物の硬化物の引裂強度が、上記のように高ければ、前記光導波路クラッド用組成物を用いて製造された光導波路クラッドの耐クラック性が充分に高まる。よって、前記光導波路クラッド用組成物の硬化物の引裂強度が、上記範囲内であれば、引裂強度がより高く、耐クラック性により優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物が得られる。なお、引裂強度は、ＪＩＳ Ｋ ７１２８－３：１９９８に準拠の方法により測定することができる。

【0063】

前記光導波路クラッド用組成物は、その硬化物を、－５５℃で１５分間保持し、その後、１２５℃まで昇温させ、１２５℃で１５分保持し、－５５℃まで冷却する工程を１サイクルとして、前記硬化物にクラックが発生するまでのサイクル数が、１０００サイクル以上であることが好ましく、２０００サイクル以上であることがより好ましい。前記サイクル数は、多いほうが好ましく、クラックが発生しないことがさらに好ましい。このような光導波路クラッド用組成物であれば、引裂強度がより高く、耐クラック性により優れた光導波路クラッドを製造することができる。

【0064】

以上のように、本実施形態に係る光導波路クラッド用組成物は、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる組成物である。

【0065】

前記光導波路クラッド用組成物は、光導波路クラッドを製造する際に用いるドライフィルムの材料として用いることができる。

【0066】

本発明の他の一実施形態に係る光導波路クラッド用ドライフィルムは、前記光導波路クラッド用組成物からなる層を備えるものであれば、特に限定されない。具体的には、光導波路クラッド用ドライフィルムは、図１に示すように、光導波路クラッド用組成物層（前記光導波路クラッド用組成物からなる層）１の一方の面上に、フィルム基材２を備え、他方の面上に、保護フィルム３を備えるもの等が挙げられる。また、光導波路クラッド用ドライフィルムは、光導波路クラッド用組成物層を備えていればよく、フィルム基材及び保護フィルムだけではなく、他の層を備えていてもよい。なお、図１は、本実施形態に係る光導波路クラッド用ドライフィルムの構成を示す断面図である。

【0067】

前記フィルム基材は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルム等が挙げられる。この中でも、ＰＥＴフィルムが好ましく用いられる。

【0068】

また、前記保護フィルムは、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。

【0069】

前記光導波路クラッド用ドライフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下の方法等が挙げられる。まず、光導波路クラッド用組成物に溶媒等を加えて、ワニス状にし、そのワニスを、フィルム基材上に塗布する。この塗布は、コンマコーター等を用いる塗布等が挙げられる。そして、このワニスを乾燥させることにより、フィルム基材上に、光導波路クラッド用組成物層を形成する。さらに、この光導波路クラッド用組成物層上に、保護フィルムを積層する。その積層方法としては、例えば、熱ラミネート法等が挙げられる。

【0070】

前記光導波路クラッド用ドライフィルムは、前記光導波路クラッド用組成物からなる層を備えていることから、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる。なお、本実施形態に係る光導波路クラッド用組成物は、上述のようなドライフィルムにして用いなくてもよく、例えば、ワニス状にして用いてもよい。

【0071】

本発明の他の一実施形態に係る光導波路は、コアと、前記コアを覆うクラッドとを備え、前記クラッドが、前記光導波路クラッド用組成物の硬化物からなる光導波路である。このような光導波路は、前記光導波路クラッド用組成物の硬化物からなるクラッドを備えることから、引裂強度が高く、耐クラック性に優れたクラッドを備える光導波路である。よって、このような光導波路によれば、クラッドにおけるクラックの発生を充分に抑制できる。

【0072】

光導波路の製造方法について、図２を用いて説明する。ここでは、光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法について、説明する。なお、図２は、本実施形態に係る光導波路を備えた光電気複合配線板の製造方法を説明するための図面である。

【0073】

まず、図２（ａ）に示すように、電気回路９を備える基板５を用意する。次に、図２（ｂ）に示すように、基板５の、電気回路９を設けた面上に、光導波路クラッド用ドライフィルムを用いて、下クラッド層１０を形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、下クラッド層１０上にコア１１を形成する。

【0074】

次に、光導波路クラッド用ドライフィルムを用いて、上クラッド層を形成する。具体的には、図２（ｄ）に示すように、光導波路クラッド用ドライフィルムから保護フィルム３を剥離する。その後、図２（ｅ）に示すように、剥離した光導波路クラッド用ドライフィルムを、光導波路クラッド用組成物層１が、下クラッド層１０及びコア１１を覆うように、積層する。その後、図２（ｆ）に示すように、光導波路クラッド用ドライフィルムから、フィルム基材２を剥離する。次に、図２（ｇ）に示すように、光導波路クラッド用組成物層１に紫外線を照射し、光導波路クラッド用組成物を硬化させる。そうすることによって、光導波路クラッド用組成物層１が上クラッド層になる。

【0075】

なお、図２（ｇ）に示すように、マスク１２を介して紫外線を照射し、その後、現像することによって、図２（ｈ）に示すように、ビア１５を形成することができる。

【0076】

以上のようにして、本実施形態に係る光導波路クラッド用ドライフィルムを用いて、コア１１、及び前記上クラッド層１と前記下クラッド層１０とからなるクラッドを備える光導波路を形成することができる。

【0077】

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

【実施例】

【0078】

はじめに、本実施例において用いた材料を以下にまとめて示す。

【0079】

［エポキシ化合物］
２０２１Ｐ：下記式（９）で示すエポキシ化合物（株式会社ダイセル製の２０２１Ｐ、分子量２８０、エポキシ当量１３７ｇ／ｅｑ）

【0080】

【化11】

【0081】

２０８１：上記式（３）で示すエポキシ化合物（株式会社ダイセル製の２０８１、分子量４００、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）
ＥＸＡ４８５０－１５０：上記式（４）で示すエポキシ化合物（ＤＩＣ株式会社製のＥＸＡ４８５０－１５０、分子量９００、エポキシ当量４５０ｇ／ｅｑ）
ＥＸＡ４８５０－１０００：上記式（４）で示すエポキシ化合物（ＤＩＣ株式会社製のＥＸＡ４８５０－１０００、分子量７００、エポキシ当量３５０ｇ／ｅｑ）
ＥＸＡ４８１６：上記式（５）で示すエポキシ化合物（ＤＩＣ株式会社製のＥＸＡ４８１６、分子量８１０、エポキシ当量４０３ｇ／ｅｑ）
ＹＸ７４００：上記式（６）で示すエポキシ化合物（三菱ケミカル株式会社製のＹＸ７４００、分子量８８０、エポキシ当量４４０ｇ／ｅｑ）
ＪＥＲ８７１：上記式（７）で示すエポキシ化合物（三菱ケミカル株式会社製のＪＥＲ８７１、分子量６７０、エポキシ当量４２１ｇ／ｅｑ）
ＹＸ７１１０：上記式（８）で示すエポキシ化合物（三菱ケミカル株式会社製のＹＸ７１１０、分子量２３００、エポキシ当量１１２４ｇ／ｅｑ、固体）
８５０Ｓ：液状ビスフェノールＡ型エポキシ化合物（ＤＩＣ株式会社製の８５０Ｓ）
ＶＧ３１０１：３官能の芳香族エポキシ化合物（株式会社プリンテック製のＶＧ３１０１）
ＹＸ８０４０：固形水添ビスフェノールＡ型エポキシ化合物（三菱化学株式会社製のＹＸ８０４０）
１００６ＦＳ：固形ビスフェノールＡ型エポキシ化合物（三菱化学株式会社製の１００６ＦＳ）

【0082】

［硬化剤］
硬化剤：光カチオン硬化剤（サンアプロ株式会社製のＣＰＩ－１０１Ａ）

【0083】

［実施例１～７、比較例］
実施例１～７、及び比較例に係る各組成物は、以下のように調製した。

【0084】

まず、表１に示す組成（質量部）となるように、各材料を、ガラス容器内に秤量し、溶剤として２－ブタノンとトルエンとを加えた。その配合物を８０℃の還流下で攪拌した。そうすることで、溶解可能な固形分がすべて溶解させた均一なワニス状の組成物が得られた。得られたワニス状の組成物は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の孔径１μｍのメンブレンフィルターでろ過した。そうすることにより、含有している固形状の異物を除去された。以下、このろ過したワニス状の組成物を用いた。

【0085】

以下、得られた組成物について、以下の評価を行った。

【0086】

［引裂強度］
得られた組成物の硬化物の引裂強度を、ＪＩＳ Ｋ ７１２８－３：１９９８に準拠の方法により測定した。

【0087】

この結果を、組成とともに、表１に示す。

【0088】

【表1】

【0089】

表１からわかるように、前記ビスフェノール型エポキシ化合物（Ａ）、及び前記式（１）で示される構造及び下記式（２）で示される構造のうちの少なくとも一方を分子中に含み、分子量が３５０以上であるエポキシ化合物（Ｂ）（具体的には、前記式（３）～（８）で示すエポキシ化合物のうちのいずれか１種以上）を含有する組成物の場合（実施例１～７）は、上記エポキシ化合物（Ｂ）を含有しない組成物（比較例）と比較して、硬化物の引裂強度が高かった。このため、実施例１～７に係る組成物を用いてクラッドを製造すると、クラックの発生を充分に抑制できると考えられる。

【0090】

次に、実施例１、６、及び比較例に係る組成物を用いて、光導波路を作製した。

【0091】

具体的には、得られたワニス状の組成物を、株式会社ヒラノテクシード社製のコンマコーターヘッドのマルチコーターを用い、フィルム基材としてのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製のＡ４１００）上に、組成物からなる層が２５μｍとなるように塗布した後、１２５℃で乾燥した。そうすることによって、ＰＥＴフィルム上に、厚み２５μｍの、組成物からなる層が形成された。この組成物からなる層上に、保護フィルムとして、配向性ポリプロピレンフィルムを熱ラミネートした。そうすることで、クラッド用ドライフィルムが得られた。

【0092】

両面の銅をエッチオフした基板（パナソニック株式会社製の１５１５Ｗを使用）に前記クラッド用ドライフィルムを用い、真空ラミネーターでラミネートした。そして、紫外線を照射し、基材のＰＥＴフィルムを剥離した後に１４０℃で加熱処理することで、アンダークラッド（下クラッド）を形成した。次に、厚さ２５μｍのコア用ドライフィルムを用い、アンダークラッドの表面に真空ラミネーターでラミネートした。

【0093】

そして、幅２５μｍ、長さ５０ｍｍの直線パターンの開口部が形成された露光用マスクを、ラミネートされたコア用ドライフィルムの表面に重ね、紫外線を照射した。その後、１４０℃で加熱処理を行い、コア用ドライフィルムの露光部が硬化したものが得られた。

【0094】

ついで、水系フラックス洗浄剤（荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ－１００ＳＸ）を用いて現像処理することによって、コア用ドライフィルムの未硬化部分を除去し、エアブローと乾燥を行い、コアを形成した。

【0095】

次に、前記クラッド用ドライフィルムを用い、コアの上からこのクラッド用ドライフィルムを真空ラミネーターでラミネートした。そして、紫外線を照射した後に１４０℃で加熱することで、クラッド用ドライフィルムを硬化させた。

【0096】

上記のようにして、光導波路が形成された基板を得た。

【0097】

この得られた光導波路が形成された基板を、－５５℃で１５分間保持し、その後、１２５℃まで昇温させ、１２５℃で１５分保持し、－５５℃まで冷却する工程を１サイクルとして、繰り返した。

【0098】

その結果、実施例１に係る組成物を用いて得られた光導波路が形成された基板の場合、１５００サイクルでも、２０００サイクルでも、クラッドにクラックが発生しなかった。また、実施例６に係る組成物を用いて得られた光導波路が形成された基板の場合、１５００サイクルでは、クラッドにクラックが発生したが、１０００サイクルでは、クラッドにクラックが発生しなかった。これらに対して、比較例に係る組成物を用いて得られた光導波路が形成された基板の場合、１０００サイクルでも、クラッドにクラックが発生した。これらのことから、硬化物の引裂強度の高い実施例に係る組成物を用いた場合は、硬化物の引裂強度の低い比較例に係る組成物を用いた場合と比較して、耐クラック性に優れたクラッドを備える光導波路を製造することができることがわかった。

【0099】

この出願は、２０１９年２月２１日に出願された日本国特許出願特願２０１９－０２９５１８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

【0100】

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明によれば、引裂強度が高く、耐クラック性に優れた光導波路クラッドを製造することができる光導波路クラッド用組成物及び光導波路クラッド用ドライフィルムが提供される。また、本発明によれば、引裂強度が高く、耐クラック性に優れたクラッドを備える光導波路が提供される。

【図1】

【図2】