(57)【要約】【課題】塗工性、パターニング解像性、ロール・トゥ・ロールプロセス適合性等に優れるとともに、高透明性、耐熱性を有する、光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物、光導波路形成用硬化性フィルム、およびそれを用いた光導波路ならびに光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板、およびその光導波路の製法を提供する。【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有する光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物であって、そのエポキシ樹脂成分全量に対し、各成分の割合が特定の範囲である。（Ａ）クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（但し、（Ｃ）および（Ｄ）成分を除く）。（Ｂ）ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂。（Ｃ）フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂。（Ｄ）フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂。（Ｅ）カチオン硬化開始剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有する光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物であって、そのエポキシ樹脂成分全量に対し、（Ａ）成分が２０〜４０重量％、（Ｂ）成分が１０〜３０重量％、（Ｃ）成分が２５〜３０重量％、（Ｄ）成分が２０〜２５重量％であり、（Ａ）＋（Ｂ）成分と（Ｃ）＋（Ｄ）成分とが各々５０重量％であることを特徴とする光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（但し、（Ｃ）および（Ｄ）成分を除く）。
（Ｂ）ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂。
（Ｃ）フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂。
（Ｄ）フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂。
（Ｅ）カチオン硬化開始剤。
【請求項２】
請求項１記載の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする光導波路形成用硬化性フィルム。
【請求項３】
光導波路のコア層が、請求項１記載の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする光導波路。
【請求項４】
請求項３記載の光導波路を備えてなる光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板。
【請求項５】
請求項１記載の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物をロール・トゥ・ロール（roll-to-roll）機構を含むウェットプロセスにより塗工して光導波路のコア層を形成することを特徴とする光導波路の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、光情報処理、その他一般光学にて広く用いられる光導波路装置における光導波路を構成するコア層等の形成材料として用いられる光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物、光導波路形成用硬化性フィルム、およびそれを用いた光導波路ならびに光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板、およびその光導波路の製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光導波路の作製は、液状感光性モノマー混合物からなる塗膜にマスクを介して紫外線照射することで行われている（特許文献１参照）。しかしながら、このような樹脂は、光硬化感度が高いが、その一方で、塗工後の表面粘着性（タック性）も高いため、ロール・トゥ・ロール（roll-to-roll）のような連続プロセスを適用した際に、その塗膜フィルムがロールとの接触により破壊されやすく、フィルム生産性に劣るといった問題がある。そのため、ロール・トゥ・ロールプロセスを適用する際には、一般的に、常温固体の感光性樹脂が用いられる（特許文献２参照）。
【０００３】
常温固体の感光性樹脂は、高分子量であればあるほど硬化前段階のアモルファスフィルムにしたときのフレキシビリティが上がるが、その一方で、パターニング解像性が低下するといった問題がある。逆に低分子量のものであれば、パターニング解像性は向上するが、上記のフレキシビリティは低下する。つまり、常温固体の感光性樹脂では、上記のフレキシビリティとパターニング解像性がトレードオフの関係にあるため、この点が問題となる。
【０００４】
ところで、光導波路のコア層形成材料においては、高屈折率、高透明性、高パターニング解像性、高耐熱性といった多くの要求特性を満たす必要がある。そのため、光導波路メーカー各社では、種々の原料の配合やバランスにより、それらの特性を満たすよう各種検討が行われている。また、大量生産を視野に入れ、ロール・トゥ・ロールプロセスの適用が可能なコア層形成材料も求められている。
【０００５】
しかしながら、コア層形成材料として、前述のようにロール・トゥ・ロールプロセスを適用するに際し、その未硬化物フィルムをドライフィルム化して低タック性やフレキシビリティといった特性を満たそうとした場合、材料設計の自由度が狭められるおそれがある。また、上記ドライフィルムの作製には、その両面にラミネート基材が必要となることから、省資源化及びコストの観点から、その材料開発においてウェットプロセスへの適合性も検討されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８１４７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２７９０３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３０９４４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２３７６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記背景技術を鑑みて、特殊ノボラック型多官能樹脂を主剤とした種々の樹脂配合により上記各特性を満たす感光性樹脂組成物の開発も行われている（特許文献４）。しかしながら、光電混載基板向け導波路材料には、特に、高い透明性と、はんだリフロー工程に耐えうる耐熱性（耐リフロー性）が要求され、上記開発のものでは、この点において未だ改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、塗工性、パターニング解像性、ロール・トゥ・ロールプロセス適合性等に優れるとともに、高透明性、耐熱性を有する、光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物、光導波路形成用硬化性フィルム、およびそれを用いた光導波路ならびに光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板、およびその光導波路の製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有する光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物であって、そのエポキシ樹脂成分全量に対し、（Ａ）成分が２０〜４０重量％、（Ｂ）成分が１０〜３０重量％、（Ｃ）成分が２５〜３０重量％、（Ｄ）成分が２０〜２５重量％であり、（Ａ）＋（Ｂ）成分と（Ｃ）＋（Ｄ）成分とが各々５０重量％である光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（但し、（Ｃ）および（Ｄ）成分を除く）。
（Ｂ）ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂。
（Ｃ）フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂。
（Ｄ）フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂。
（Ｅ）カチオン硬化開始剤。
【００１０】
また、本発明は、上記第１の要旨の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなる光導波路形成用硬化性フィルムを第２の要旨とする。
【００１１】
また、本発明は、光導波路のコア層が、上記第１の要旨の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなる光導波路を第３の要旨とする。そして、上記第２の要旨の光導波路を備えてなる光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板を第４の要旨とする。
【００１２】
さらに、本発明は、上記第１の要旨の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物をロール・トゥ・ロール（roll-to-roll）機構を含むウェットプロセスにより塗工して光導波路のコア層を形成することを特徴とする光導波路の製法を第５の要旨とする。
【００１３】
すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、上記のように、クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（Ａ）、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（Ｂ）、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（Ｃ）、フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂（Ｄ）を併用し、かつそれらの割合を特定の範囲にしたところ、塗工性（塗工時のはじき、むらの解消）、ロール・トゥ・ロールプロセス適合性（未硬化柔軟性、低タック性による、塗膜フィルムのクラック解消）、パターニング解像性を維持し、高透明性、耐熱性（耐リフロー性）を全て兼ね備えたコア層形成材料となることを見いだし、本発明に到達した。
【００１４】
上記のような作用効果が得られる理由は、以下のように推測される。すなわち、上記配合組成では、使用原料として色相の低い材料のみから配合を行っているため、光導波路損失が低く、また、光硬化に伴い特に硬化速度の速い多官能エポキシ樹脂を主剤とし、かつその他の要求物性を阻害しない程度の配合比率の範囲で調整しているため、パターニング解像性に優れていると考えられる。さらに、使用原料として特に加熱による黄変が少ない材料を使用していることから、耐リフロー性が高く、しかも、常温固形成分と常温液状成分とを、他の要求特性を阻害しない程度の配合バランスで調整することで、塗工性や、未硬化時のアモルファスフィルムの柔軟性や低タック性に寄与していると考えられる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、そのエポキシ樹脂成分として、クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（Ａ）、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（Ｂ）、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（Ｃ）、フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂（Ｄ）を併用し、かつそれらの割合が特定の範囲である。このため、塗工性、パターニング解像性、ロール・トゥ・ロールプロセス適合性等に優れるとともに、高透明性、耐熱性に優れており、光導波路用感光性ワニスとして優れた性能を発揮することができる。
【００１６】
また、上記エポキシ樹脂組成物からなる光導波路形成用硬化性フィルムは、未硬化柔軟性、低タック性等に優れることから、巻き取り等の取扱性に優れている。
【００１７】
また、上記エポキシ樹脂組成物を硬化させて光導波路のコア層を形成すると、光導波路損失が低く、耐リフロー性に優れることから、これにより構成される光導波路および光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板は、その性能に優れている。
【００１８】
そして、上記エポキシ樹脂組成物を、ロール・トゥ・ロール機構を含むウェットプロセスにより塗工して光導波路のコア層を形成すると、ドライフィルムの作製時に必要であったラミネート基材も不要となり、省資源化及びコストの観点から優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
《光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物》
本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、そのエポキシ樹脂成分が、クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（Ａ）、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（Ｂ）、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（Ｃ）、フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂（Ｄ）からなるものであって、そのエポキシ樹脂成分全量に対し、（Ａ）成分が２０〜４０重量％、（Ｂ）成分が１０〜３０重量％、（Ｃ）成分が２５〜３０重量％、（Ｄ）成分が２０〜２５重量％であり、（Ａ）＋（Ｂ）成分と、（Ｃ）＋（Ｄ）成分とが、各々５０重量％であることを特徴とする。なお、本発明において、「液状」あるいは「固形」とは、２５℃の温度下において「液状」または「固形」状態を呈することを意味する。また、「液状」とは、「固形」状態を呈しない粘稠性を示すものも含む趣旨である。
以下、（Ａ）〜（Ｄ）成分をはじめとする各種成分について順に説明する。
【００２１】
＜クレゾールノボラック型多官能エポキシ樹脂（Ａ）＞
上記エポキシ樹脂（Ａ）としては、下記の一般式（１）で示される化合物が用いられる。上記成分は、従来公知の技術を適宜参照して合成してもよいし、市販品を購入して準備することができる。市販品としては、ＹＤＣＮ−７００−１０（新日鉄住金化学社製）、ＹＤＣＮ−７００−７（新日鉄住金化学社製）、ＫＩ−３０００（新日鉄住金化学社製）、ＥＯＣＮシリーズ（日本化薬社製）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２２】
【化１】
2014215531.tif 000002
【００２３】
＜ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（Ｂ）＞
上記エポキシ樹脂（Ｂ）としては、具体的には、フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。上記成分は、従来公知の技術を適宜参照して合成してもよいし、市販品を購入して準備することができる。市販品としては、ＹＰ−７０（新日鉄住金化学社製）、ＹＰ−５０（新日鉄住金化学社製）、１０１０（三菱化学社製）、１００７（三菱化学社製）、１００５（三菱化学社製）ＹＤ-０１２Ｗ（新日鉄住金化学社製）、ＹＬ−６８１０（三菱化学社製）等があげられる。
【００２４】
＜フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（Ｃ）＞
上記エポキシ樹脂（Ｃ）としては、下記の一般式（２）で示される化合物が用いられる。上記成分は、従来公知の技術を適宜参照して合成してもよいし、市販品を購入して準備することができる。市販品としては、オグソールＰＧ−１００（大阪ガスケミカル社製）等があげられる。
【００２５】
【化２】
2014215531.tif 000003
【００２６】
＜フルオレン骨格含有液状エポキシ樹脂（Ｄ）＞
上記エポキシ樹脂（Ｄ）としては、下記の一般式（３）で示される化合物が用いられる。上記成分は、従来公知の技術を適宜参照して合成してもよいし、市販品を購入して準備することができる。市販品としては、オグソールＥＧ−２００（大阪ガスケミカル社製）等があげられる。
【００２７】
【化３】
2014215531.tif 000004
【００２８】
ここで、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物では、その要求特性である、塗工性、パターニング解像性、ロール・トゥ・ロールプロセス適合性、高透明性、耐熱性といった特性を全て満たすため、上記（Ａ）〜（Ｄ）の各成分の含有割合が規定されている。すなわち、本発明においては、エポキシ樹脂成分全量に対し、（Ａ）成分が２０〜４０重量％、（Ｂ）成分が１０〜３０重量％、（Ｃ）成分が２５〜３０重量％、（Ｄ）成分が２０〜２５重量％であり、（Ａ）＋（Ｂ）成分と、（Ｃ）＋（Ｄ）成分とが、各々５０重量％であることを要する。
【００２９】
なお、（Ａ）成分が上記範囲未満である（（Ｂ）成分が上記範囲を超える）と、パターニング解像性、塗工性の悪化がみられ、（Ａ）成分が上記範囲を超える（（Ｂ）成分が上記範囲未満である）と、ロール・トゥ・ロールプロセス適用時のアモルファスフィルムのクラックや、光導波路のコア層として形成した際の導波路損失の悪化がみられるようになる。また、（Ｃ）成分が上記範囲未満である（（Ｄ）成分が上記範囲を超える）と、塗工性（はじき）の悪化がみられ、（Ｃ）成分が上記範囲を超える（（Ｄ）成分が上記範囲未満である）と、塗工性、ワニス安定性の悪化がみられるようになる。さらに、エポキシ樹脂成分全量に対し、全フルオレン成分量を５０重量％未満とすると、樹脂屈折率の低下により導波路としての光閉じ込め性が低下し、曲げ損失等の特性が悪化するおそれが生じる。そのため、本発明では、上記のように（Ａ）〜（Ｄ）の各成分の含有割合が規定されている。
【００３０】
また、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｄ）のエポキシ樹脂とともに、下記のカチオン硬化開始剤（Ｅ）を含有する。
【００３１】
＜カチオン硬化開始剤（Ｅ）＞
上記カチオン硬化開始剤（Ｅ）としては、例えば、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アミノアセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類、キサントン類、フォスフィンオキサイド類等のカチオン硬化開始剤があげられる。また、上記カチオン硬化開始剤として、露光後の樹脂黄変耐性に寄与することから、アンチモン系カチオン硬化開始剤を用いることが好ましい。
【００３２】
上記カチオン硬化開始剤（Ｅ）としては、具体的には、トリフェニルスルホニウム・６フッ化アンチモン塩、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン、２−ヒドロキシ−１−｛４−〔４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル〕フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、ビス（η５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス〔２，６−ジフルオロ−３（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル〕チタニウム、２−ヒドロキシ−１−｛４−〔４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル〕フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、露光後の樹脂黄変耐性に寄与することから、トリフェニルスルホニウム・６フッ化アンチモン塩が好ましい。
【００３３】
本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物における上記カチオン硬化開始剤（Ｅ）の含有量は、その樹脂成分であるエポキシ樹脂全量１００重量部（以下、「部」と略す）に対して０．１〜１０部に設定することが好ましく、より好ましくは０．３〜５部、特に好ましくは０．５〜２部である。すなわち、カチオン硬化開始剤（Ｅ）の含有量が少なすぎると、満足のいく紫外線照射による光硬化性が得られ難く、またカチオン硬化開始剤（Ｅ）の含有量が多すぎると、光感度が上がり、パターニングに際して形状異常を来すこと、および、作製した導波路の光学損失が悪化する傾向がみられるからである。
【００３４】
なお、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物には、上記（Ａ）〜（Ｅ）の各成分の他、必要に応じて、例えば、接着性を高めるためにシラン系あるいはチタン系のカップリング剤、オレフィン系オリゴマーやノルボルネン系ポリマー等のシクロオレフィン系オリゴマーやポリマー、合成ゴム、シリコーン化合物等の可撓性付与剤等の化合物、レベリング剤、脱泡剤、酸化防止剤等があげられる。これら添加剤は、本発明における効果を阻害しない範囲内にて適宜に配合される。これらは、単独でまたは２種類以上併用して用いることができる。
【００３５】
さらに、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、ワニスとして調製し塗布するために、従来公知の各種有機溶剤を混合し、塗布に好適な粘度が得られるよう調製される。
【００３６】
上記有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、エチルラクテート、２−ブタノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジグライム、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールメチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチルフラン、ジメトキシエタン等があげられる。これら有機溶剤は、単独でまたは２種類以上併用して、塗布に好適な粘度が得られるように、適量用いられる。
【００３７】
上記のようにして得られた本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなる光導波路形成用硬化性フィルム（アモルファスフィルム）は、未硬化柔軟性、低タック性等に優れることから、巻き取り等の取扱性に優れている。
【００３８】
《光導波路》
つぎに、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物をコア層の形成材料として用いてなる光導波路について説明する。
【００３９】
本発明により得られる光導波路は、例えば、基材と、その基材上に、所定パターンで形成されたクラッド層（アンダークラッド層）と、上記クラッド層上に、光信号を伝搬する、所定パターンで形成されたコア層と、さらに、上記コア層上に形成されたクラッド層（オーバークラッド層）の構成からなる。そして、本発明により得られる光導波路では、上記コア層が、前述の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物によって形成される。なお、本発明により得られる光導波路において、上記コア層は、クラッド層よりも屈折率が大きくなるよう形成する必要がある。
【００４０】
ここで、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物を用いて形成されたコア層（硬化物）の屈折率は１．５９以上であることが好ましく、特に好ましくは１．５９６以上である。なお、上記コア層（硬化物）の屈折率測定は、例えば、厚み約１０μｍのコア層（硬化物）を作製し、ＳＡＩＲＯＮ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製のプリズムカップラー（ＳＰＡ−４０００型番）を用いて８５０ｎｍにおける硬化コア層の屈折率を測定することにより行われる。
【００４１】
本発明において、光導波路は、例えば、つぎのような工程を経由することにより製造することができる。すなわち、基材を準備し、その基材上に、アンダークラッド層形成用の感光性ワニスを塗布する。このワニス塗布上に、所定パターン（光導波路パターン）を露光させるためのフォトマスクを配設し、このフォトマスクを介して紫外線等の光照射を行い、さらに必要に応じて加熱処理を行うことにより硬化する。その後、上記光照射の未露光部分を、現像液を用いて溶解除去することにより、所定パターンのアンダークラッド層（クラッド層の下方部分）を形成する。
【００４２】
ついで、上記アンダークラッド層上に、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物からなるコア層形成材料（ワニス）を塗布することによりコア形成層（未硬化層）を形成する。そして、このコア形成層面上に、所定パターン（光導波路パターン）を露光させるためのフォトマスクを配設し、このフォトマスクを介して紫外線等の光照射を行い、さらに必要に応じて加熱処理を行う。その後、上記コア形成層の未露光部分を、現像液を用いて溶解除去することにより、所定パターンのコア層を形成する。
【００４３】
つぎに、上記コア層上に、オーバークラッド層形成用の感光性ワニスを塗布した後、紫外線照射等の光照射を行い、さらに必要に応じて加熱処理を行うことにより、オーバークラッド層（クラッド層の上方部分）を形成する。このような工程を経由することにより、目的とする光導波路を製造することができる。
【００４４】
このようにして得られた光導波路は、そのコア層の特性により、光導波路損失が低く、耐リフロー性に優れており、例えば、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板用の光導波路として用いることができる。そして、上記コア層を有する光導波路および光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板は、その性能に優れている。
【００４５】
上記光導波路の基材材料としては、例えば、シリコンウェハ、金属製基板、高分子フィルム、ガラス基板等があげられる。そして、上記金属製基板としては、ＳＵＳ等のステンレス板等があげられる。また、上記高分子フィルムとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム等があげられる。そして、その厚みは、通常、１０μｍ〜３ｍｍの範囲内に設定される。
【００４６】
上記光照射では、具体的には紫外線照射が行われる。上記紫外線照射での紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀灯等があげられる。また、紫外線の照射量は、通常、１０〜２００００ｍＪ／ｃｍ2 、好ましくは１００〜１５０００ｍＪ／ｃｍ2 、より好ましくは５００〜１００００ｍＪ／ｃｍ2 程度があげられる。
【００４７】
上記紫外線照射による露光後、光反応による硬化を完結させるためにさらに加熱処理を施してもよい。上記加熱処理条件としては、通常、８０〜２５０℃、好ましくは、１００〜１５０℃にて、１０秒〜２時間、好ましくは、５分〜１時間の範囲内で行われる。
【００４８】
また、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物を上記コア層形成材料として用いた際における、アンダークラッド層形成材料やオーバークラッド層形成材料としては、例えば、固形多官能芳香族エポキシ樹脂、固体（粘稠）フルオレン含有二官能エポキシ樹脂、さらには、前述の各種光酸発生剤を適宜含有する樹脂組成物があげられる。さらに、ワニスとして調製し塗布するために、従来公知の各種有機溶剤を混合し、塗布に好適な粘度が得られるようにすることができる。
【００４９】
上記有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、エチルラクテート、２−ブタノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジグライム、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールメチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチルフラン、ジメトキシエタン等があげられる。これら有機溶剤は、単独でまたは２種類以上併用して、塗布に好適な粘度が得られるように、適量が用いられる。
【００５０】
なお、上記基材上における、各層の形成材料を用いての塗布方法としては、例えば、スピンコーター、コーター、円コーター、バーコーター等の塗工による方法や、スクリーン印刷、スペーサを用いてギャップを形成し、そのなかに毛細管現象により注入する方法、マルチコーター等の塗工機によりロール・トゥ・ロール（roll-to-roll）プロセスで連続的に塗工する方法等を用いることができる。また、上記光導波路は、上記基材を剥離除去することにより、フィルム状光導波路とすることも可能である。
【００５１】
また、本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、コア層形成時に、ロール・トゥ・ロールプロセスを適用しても、そのアモルファスフィルムにクラックが生じにくいとった特性を有するため、大量生産性等の観点から、その製造時にロール・トゥ・ロールプロセスを適用することが好ましい。さらに、ロール・トゥ・ロール機構を含むウェットプロセスにより塗工して光導波路のコア層を形成すると、例えばドライフィルムの作製時に必要であったラミネート基材が不要となるため、省資源化及びコストの観点からも、この製法は優れている。
【実施例】
【００５２】
つぎに、本発明を実施例に基づいて比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００５３】
〔実施例１〕
＜コアワニスの作製＞
遮光条件下にて、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０、新日鉄住金化学社製）２０部と、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（１００７、三菱化学社製）３０部と、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（オグソールＰＧ−１００、大阪ガスケミカル社製）２５部と、フルオレン骨格含有液状（粘稠）エポキシ樹脂（オグソールＥＧ−２００、大阪ガスケミカル社製）２５部と、カチオン硬化開始剤（アデカオプトマーＳＰ−１７０、アデカ社製）１．０部とを、シクロヘキサノン５０部に混合し、８５℃加熱下にて撹拌完溶させ、その後室温まで冷却し、１．０μｍΦのメンブランフィルタを用い加熱加圧濾過を行うことにより、コア用感光性ワニスを得た。
【００５４】
＜光導波路の作製＞
（クラッドワニスの作製）
遮光条件下にて、長鎖二官能半脂肪族液状エポキシ樹脂（ＥＸＡ−４８１６、ＤＩＣ社製）８０部と、多官能脂肪族固形エポキシ樹脂（ＥＨＰＥ３１５０、ダイセル社製）２０部と、カチオン硬化開始剤（アデカオプトマーＳＰ−１７０、アデカ社製）２．０部とを、乳酸エチル４０部に混合し、８５℃加熱下にて撹拌完溶させ、その後室温まで冷却し、１．０μｍΦのメンブランフィルタを用いて加熱加圧濾過を行うことにより、クラッド用感光性ワニスを得た。
【００５５】
（アンダークラッド層の作製）
シリコンウェハ上にクラッドワニスをスピンコーターにて塗工し、ホットプレート上で溶剤の乾燥（１３０℃×１０分間）を行った後、ＵＶ照射機〔５０００ｍＪ／ｃｍ2（Ｉ線フィルタ）〕により所定のマスクパターン〔パターン幅／パターン間隔（Ｌ／Ｓ）＝５０μｍ／２００μｍ〕を介して露光を行い、後加熱を行った（１３０℃×１０分間）。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像（室温下、３分間）した後、水洗し、ホットプレート上で水分を乾燥（１２０℃×１０分間）させることで、シリコンウェハ上にアンダークラッド層（厚み：１５μｍ）を得た。
【００５６】
（コア層の作製）
上記のようにして得られたアンダークラッド層上にコアワニスをスピンコーターにて塗工し、ホットプレート上で溶剤の乾燥（１５０℃×５分間）を行うことにより、未硬化フィルム状態のコア形成層を形成した。形成された未硬化のコア形成層をＵＶ照射機〔９０００ｍＪ／ｃｍ2（Ｉ線フィルタ）〕により所定のマスクパターン〔パターン幅／パターン間隔（Ｌ／Ｓ）＝５０μｍ／２００μｍ〕を介して露光を行い、後加熱を行った（１３０℃×１０分間）。その後、γ−ブチロラクトン中にて現像（室温下、４分間）した後、水洗し、ホットプレート上で水分を乾燥（１２０℃×１０分間）させることで、コア層（厚み：５０μｍ）を得た。
【００５７】
（オーバークラッド層の作製）
上記のようにして得られたコア層上にクラッドワニスをスピンコーターにて塗工し、ホットプレート上で溶剤の乾燥（１３０℃×１０分間）を行った。その後、５０００ｍＪ（Ｉ線フィルタ）の露光、１３０℃×１０分間のＰＥＢ処理を行い、その後、γ−ブチロラクトン中にて現像（室温下、３分間）した後、水洗し、ホットプレート上で水分を乾燥（１２０℃×１０分間）させることで、オーバークラッド層（コア層上のオーバークラッド層厚み１０μｍ）を得た。
このようにして、シリコンウェハ上に、アンダークラッド層が形成され、このアンダークラッド層上に所定パターンのコア層が形成され、さらにこのコア層上にオーバークラッド層が形成された光導波路（導波路総厚７５μｍ）を作製した。
【００５８】
〔実施例２〕
コアワニスの材料に用いられる、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０）の割合を３０部、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（１００７）の割合を２０部に変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００５９】
〔実施例３〕
コアワニスの材料に用いられる、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０）の割合を４０部、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（１００７）の割合を１０部に変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６０】
〔比較例１〕
コアワニスの材料に用いられる、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（オグソールＰＧ−１００）の割合を２０部、フルオレン骨格含有液状（粘稠）エポキシ樹脂（オグソールＥＧ−２００）の割合を３０部に変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６１】
〔比較例２〕
コアワニスの材料に用いられる、フルオレン骨格含有固形エポキシ樹脂（オグソールＰＧ−１００）の割合を４０部、フルオレン骨格含有液状（粘稠）エポキシ樹脂（オグソールＥＧ−２００）の割合を１０部に変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６２】
〔比較例３〕
コアワニスの材料に用いられる、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０）の割合を１０部、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（１００７）の割合を４０部に変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６３】
〔比較例４〕
コアワニスの材料に用いられる、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０）の割合を５０部、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂（１００７）を不含とした。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６４】
〔比較例５〕
コアワニスの材料に用いられるエポキシ樹脂を、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７００−１０）のみに変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６５】
〔比較例６〕
コアワニスの材料に用いられるエポキシ樹脂を、特殊ノボラック型エポキシ樹脂（１５７Ｓ７０、三菱化学社製）のみに変更した。それ以外は、実施例１と同様にしてコアワニスを作製し、さらにそのコアワニスを用いる以外は実施例１と同様にして、光導波路を作製した。
【００６６】
このようにして得られた実施例・比較例のコアワニスおよび光導波路に関し、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。その結果を、各コアワニスの配合組成とともに後記の表１に併せて示す。
【００６７】
（ワニス安定性）
作製した各コアワニスを、デシケーターボックス中、常温で１週間静置し、下記の基準に従いワニスの白濁具合を目視にて評価した。
○：白濁がなく、透明性が維持されている。
×：白濁発生している（フルオレン骨格含有エポキシ樹脂の析出がみられる）。
【００６８】
（塗工性（ハジキ、ムラ））
作製した各コアワニスを、シリコンウェハ上に塗工（プリベーク後の塗膜が大凡５０μｍ厚となるよう塗工）した後、ホットプレート上で１５０℃×５分間プリベーク（乾燥）し、下記の基準に従い、その塗膜表面の状態を目視にて評価した。
○：ムラ（表面むらが発生し、塗膜均一性が維持されていない。）、ハジキ（シリコンウェハエッジからコア樹脂塗膜が３ミリ以上中心部に寄っており、はじいている。）がみられない。
ハジキ：上記のハジキが発生している。
ムラ：上記のムラが発生している。
【００６９】
（タック性）
作製した各コアワニスを、シリコンウェハ上に塗工（プリベーク後の塗膜が大凡５０μｍ厚となるよう塗工）した後、ホットプレート上で１５０℃×５分間プリベーク（乾燥）し、下記の基準に従い、その塗膜表面の状態を指触にて評価した。
○：タック性がなく、表面荒れが発生していない。
×：タック性を有しており、表面荒れが発生している。
【００７０】
（Ｒ−ｔｏ−Ｒ適合性）
作製した各コアワニスを、ＳＵＳ基材上に塗工（プリベーク後の塗膜が大凡５０μｍ厚となるよう塗工）した後、ホットプレート上で１５０℃×５分間プリベーク（乾燥）し、ＳＵＳ基材上にアモルファスフィルムを得た。このフィルムを、直径１０ｃｍΦの巻き芯に沿って巻きつけ、下記の基準に従い、ロール・トゥ・ロールプロセス（Ｒ−ｔｏ−Ｒ）適合性を評価した。
○：巻きつけ時にクラックが発生せず、Ｒ−ｔｏ−Ｒ適合性を有する。
×：巻きつけ時にクラックが発生し、Ｒ−ｔｏ−Ｒ適合性を有さない。
【００７１】
（パターニング解像性）
各光導波路作製時の、アンダークラッド層上のコアパターンの形状を、光学顕微鏡にて観察し、下記の基準に従い評価した。
○：コアパターンの形状異常（パターンウネリ若しくは裾引き）がなく、きれいな矩形を呈している。
×：コアパターンの形状が、きれいな矩形を呈しておらず、形状異常を起こしている。
【００７２】
（導波路損失）
各光導波路をサンプルとして用い、光源（８５０ｎｍＶＣＳＥＬ光源ＯＰ２５０、三喜社製）から発振された光をマルチモードファイバー〔ＦＦＰ−Ｇ１２０−０５００、三喜社製（直径５０μｍＭＭＦ、ＮＡ＝０．２）〕にて集光して、上記サンプルに入射した。そして、サンプルから出射された光をレンズ〔ＦＨ１４−１１、清和光学製作所社製（倍率２０、ＮＡ＝０．４）〕で集光し、光計測システム（オプティカルマルチパワーメーターＱ８２２１、アドバンテスト社製）にて、６チャンネルを評価した。その平均全損失から直線損失を、下記の基準に従い評価した。
○：全直線損失が０．１ｄＢ／ｃｍ以下。
×：全直線損失が０．１ｄＢ／ｃｍを超える。
【００７３】
（耐リフロー性）
各光導波路をサンプルとして用い、リフローシミュレーター（ＳＭＴｓｃｏｐｅｓＫ−５０００、ＳＡＮＹＯＳＥＩＫＯ社製）にて窒素雰囲気下ピーク温度２５０℃〜２５５℃×４５秒の加熱工程（リフロー加熱工程）に暴露し、上記導波路損失評価を行い、下記の基準に従い評価した。
○：リフロー加熱後の全直線損失が０．１ｄＢ／ｃｍ以下。
×：リフロー加熱後の全直線損失が０．１ｄＢ／ｃｍを超える。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
上記結果から、実施例のコアワニスはいずれも、ワニス安定性、塗工性、タック性、Ｒ−ｔｏ−Ｒ適合性、パターニング解像性に優れるものであった。また、そのコアワニスを用いた実施例の光導波路は、低損失であり、耐リフロー性にも優れることから、上記コアワニスはバランス特性の優れたものであった。
【００７６】
これに対し、比較例の１〜５のコアワニスは、各材料の含有割合が本発明の範囲から外れているため、実施例ほどのバランス特性は得られず、塗工に際してハジキやムラが発生したり、その未硬化フィルムのロール・トゥ・ロールプロセス適用に際しフィルムにクラックが発生したりするといった問題等が生じた。比較例６のコアワニスは、ワニス特性やＲ−ｔｏ−Ｒ適合性等には優れていたものの、それにより作製された光導波路の導波路損失が高く、耐リフロー性にも劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物は、光導波路の構成部分の形成材料として、特にコア層形成材料として有用である。そして、上記光導波路用感光性エポキシ樹脂組成物を用いて作製される光導波路は、例えば、光・電気伝送用混載フレキシブルプリント配線板等に用いられる。