(57)【要約】【課題】  透明性や耐熱性等の導波路特性に優れ、また現像工程を必要としない簡易なプロセスで低コストに作製可能な光導波路を提供する。【解決手段】  分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有する樹脂組成物を、紫外線を照射した後に、熱硬化させて得られる硬化物で、コアとクラッドの少なくとも一方を形成する。【選択図】      図１
2005070556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有する樹脂組成物を、紫外線を照射した後に、熱硬化させて得られる硬化物で、コアとクラッドの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
多官能エポキシ樹脂が、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であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
多官能エポキシ樹脂が、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項４】
多官能エポキシ樹脂が、下記一般式（Ａ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【化１】
2005070556.tif 000006
（ただし、Ｒ１はグリシジル基、Ｒ２はグリシジル基又はアリル基、Ｒ３，Ｒ４はメチル基又は水素を示し、ｎは０以上の整数を示す）
【請求項５】
樹脂組成物には、脂環式エポキシ樹脂が含有されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
樹脂組成物には、ビスフェノール型エポキシ樹脂が含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光導波路。
【請求項７】
電気回路を設けた電気回路基板の表面に、請求項１乃至６のいずれかに記載の光導波路が形成された光・電気混載基板であって、光導波路を形成する樹脂硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上であることを特徴とする光・電気混載基板。
【請求項８】
分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有することを特徴とする光導波路形成用樹脂組成物。
【請求項９】
エポキシ基と架橋反応する硬化剤を含有することを特徴とする請求項８に記載の光導波路形成用樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学分野、微小光学分野、光情報伝送分野、光情報処理分野などにおいて用いられる、光素子、光配線基板、光・電気混載回路板等に利用される光導波路、光・電気混載基板及び光導波路形成用樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光による情報処理等で用いる光導波路として、安価な材料でかつ簡単なプロセスを採用して形成することが可能な高分子樹脂による光導波路の検討が進んでいる。この背景には、情報伝送周波数が高くなって電気配線の限界に近づいている事と、表面実装型の発光素子である面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）の登場で、従来からのボトルネックであった光素子の低コスト化や、実装を含めた光導波路を使用したシステム全体のコストが工業的に使用可能なレベルに下がると考えられるようになってきた事が挙げられる（日経エレクトロニクス、２００１年１２月３日号、Ｐ１０９〜を参照）。
【０００３】
表面実装型の発光素子である面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）では、その発光波長が８５０ｎｍであるものも商業生産が進んでおり、このものは一般的な長距離光通信において使用される半導体レーザーの波長である１３００ｎｍ（１．３μｍ）又は１５５０ｎｍ（１．５５μｍ）とは異なるので、これらの長距離通信系とは切り離されて使用されることになり、ボード内や装置内の通信に使用されるのが大部分である。そのような場合には、光導波路断面が４０〜１００μｍ角相当のマルチモードの光回路となり、高密度実装のために光回路と、電気回路、望ましくは有機材料であるプリント配線板を一体化する、いわゆる光・電気複合回路板が望まれている。そしてこのような用途では、いわゆるプリント配線板で必要とされるレベルの耐熱性が光導波路を形成する樹脂に必要とされると同時に、光の損失が小さい樹脂であることが必要である。
【０００４】
ここで、例えば特許文献１においては、脂環式多官能エポキシを配合した材料をコア材料として用い、露光して現像することによって不要部分を除去してコアを形成する方法で、光導波路を作製するようにしている。しかしこの方法では、現像工程を必要とする点で、時間とコストがかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、紫外線を照射することによって屈折率が変化する材料を用い、コアパターンで紫外線照射して屈折率を変化させることによってコアを形成する方法が検討されている。この方法によれば、コアを形成するにあたって現像工程で不要部分を除去する必要をなくすことができ、フォトリソグラフィーによりマルチモード光導波路を形成することが可能になるものである。
【０００６】
そしてこのような紫外線を照射することによって屈折率が変化する材料としては、ポリ桂皮酸ビニルを挙げることができる。このものは、紫外線を照射することによって、桂皮酸ユニット２個のビニル基部分が二量化して、四員環が形成され、共役系の長さが短くなり、屈折率を低下させることができるものである。しかし、ポリ桂皮酸ビニルは着色が強く、光を通過させることが難しいという問題があり、また耐熱性が低いという問題もある。
【特許文献１】特許第３０６３９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、感光性高分子樹脂とフォトリソグラフィーによりマルチモード光導波路を形成するにあたって、電気回路板との複合化前提で高耐熱性を実現したり、耐熱性を犠牲にせずに屈折率を制御したりすることは難しく、導波損失の優れた現像不要な屈折率変化型の光導波路は実現されていないのが現状である。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、透明性や耐熱性等の導波路特性に優れ、また現像工程を必要としない簡易なプロセスで低コストに作製可能な光導波路、光・電気混載基板、及び光導波路用樹脂組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る光導波路は、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有する樹脂組成物を、紫外線を照射した後に、熱硬化させて得られる硬化物で、コアとクラッドの少なくとも一方が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、上記多官能エポキシ樹脂が、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であることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項１において、上記多官能エポキシ樹脂が、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂の少なくとも一方であることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１において、上記多官能エポキシ樹脂が、下記一般式（Ａ）で表される化合物であることを特徴とするものである。
【００１３】
【化１】
2005070556.tif 000003
【００１４】
（ただし、Ｒ１はグリシジル基、Ｒ２はグリシジル基又はアリル基、Ｒ３，Ｒ４はメチル基又は水素を示し、ｎは０以上の整数を示す）
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、上記樹脂組成物には、脂環式エポキシ樹脂が含有されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、上記樹脂組成物には、ビスフェノール型エポキシ樹脂が含有されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項７に係る光・電気混載基板は、電気回路を設けた電気回路基板の表面に、請求項１乃至６のいずれかに記載の光導波路が形成された光・電気混載基板であって、光導波路を形成する樹脂硬化物のガラス転移温度が１４０℃以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項８に係る光導波路用樹脂組成物は、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有することを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項９の発明は、請求項８において、エポキシ基と架橋反応する硬化剤を含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係る光導波路は、透明性や耐熱性等の導波路特性に優れるものであり、また現像工程を必要とせず、簡易なプロセスで低コストに作製することができるものである。
【００２０】
また請求項２の発明は、光導波路を透明性高く形成することができると共に、屈折率を低く調整することができ、また樹脂組成物の粘度を低くして成形性を高めることができるものである。
【００２１】
また請求項３の発明は、光導波路を耐熱性高く形成することができると共に、屈折率を高く調整することができるものである。
【００２２】
また請求項４の発明は、透明性に優れ、耐熱性が高く、難燃性を併せ持つ光導波路を形成することができるものである。
【００２３】
また請求項５の発明は、光導波路を透明性高く形成することができると共に、屈折率を低く調整することができ、また樹脂組成物の粘度を低くして成形性を高めることができるものである。
【００２４】
また請求項６の発明は、光導波路を耐熱性高く形成することができると共に、屈折率を高く調整することができるものである。
【００２５】
本発明の請求項７に係る光・電気混載基板は、上記の優れた特性を有する光導波路を備えると共に、電気回路基板に電気・電子部品を表面実装する際の半田リフロー処理において光導波路の特性が劣化することを防ぐことができるものである。
【００２６】
本発明の請求項８に係る光導波路用樹脂組成物は、透明性や耐熱性等の導波路特性に優れた光導波路を作製することができるものであり、また現像工程を必要とせず、簡易なプロセスで低コストに光導波路を作製することができるものである。
【００２７】
本発明の請求項９の発明は、耐熱性がより優れた光導波路を作製することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２９】
本発明に係る光導波路は、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有する樹脂組成物を、紫外線を照射した後に、熱硬化させて得られる硬化物で、コアとクラッドの少なくとも一方を形成したものであり、屈折率をコア用あるいはクラッド用に適した水準に容易に制御することができ、またフォトリソグラフィーによりコアを形成可能であると共に、透明性が高くて光導波路損失を低く抑えることが可能で、さらに最終硬化物の耐熱性が高く、光導波路の信頼性を高く得ることができるものである。以下、こららの内容について順に説明する。
【００３０】
本発明において、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂としては、紫外線を照射する直前の樹脂組成物が固体状態を維持することができる限りにおいて、市販されている液体エポキシ樹脂や固体エポキシ樹脂を適宜使用することができる。
【００３１】
多官能エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡ型のノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型のノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型のノボラックエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型のノボラックエポキシ樹脂、ナフタレン環含有ノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等を挙げることができ、これらの中から１種のみ又は２種以上を選んで使用することができる。
【００３２】
これらの多官能エポキシ樹脂のなかでも、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とフェノールノボラック型エポキシ樹脂が特に好ましい。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂やフェノールノボラック型エポキシ樹脂を後述のように桂皮酸と反応させて得られる樹脂は、最終的に得られる硬化物の屈折率を高く調整することができるものであり、また耐熱性の高い光導波路を作製することができるものである。
【００３３】
また本発明において、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂として、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からなる脂環式エポキシ樹脂を用いることもできる。このような脂環式エポキシ樹脂を後述のように桂皮酸と反応させて得られる樹脂は、最終的に得られる硬化物の透明性を特に高くすることができると共に、屈折率を低く調整することができ、さらに耐熱性を高くすることができるものである。さらに樹脂組成物の粘度を低くすることができ、成形性を向上することができるものである。
【００３４】
さらに本発明において、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂として、上記一般式（Ａ）で表される化合物を用いることもできる。この化合物はイソシアヌル酸骨格を有する多官能エポキシ系化合物のエポキシ基と、ヒダントイン骨格を有する化合物の２級アミンを反応させて得られるものである。イソシアヌル酸骨格を有する多官能エポキシ化合物としては、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート（Mono Allyl DiGlycidyl IsoCyanururate：ＭＡＤＧＩＣと略す）や、トリグリシジルイソシアヌレート（別名ではトリエポキシイソシアヌレート（TriEPoxy IsoCyanururate：ＴＥＰＩＣと略す））を例示することができる。一般式（Ａ）中のＲ１がグリシジル基で、Ｒ２がグリシジル基のものがＴＥＰＩＣであり、Ｒ１がグリシジル基で、Ｒ２がアリル基のものがＭＡＤＧＩＣである。ＭＡＤＧＩＣは四国化成工業社から、ＴＥＰＩＣは日産化学社から市販品が提供されている。またヒダントイン骨格を有する化合物としては、ジメチルヒダントインやメチルヒダントインが良い。
【００３５】
これらを反応させるには、それぞれの融点以上の温度で溶融させ、必要であれば適宜触媒を添加して攪拌混合すると良い。ヒダントインは、エポキシと反応して、直鎖状に延びる生成物を生じるので、モル比を制御することにより、官能基数をコントロールできるという特徴を持つことが本発明者等に見出されている。例えばエポキシ樹脂２モルとヒダントイン１モルでは、一般式（Ａ）においてｎ＝０となり、またエポキシ樹脂１モルとヒダントイン１モルでは、理論上、一般式（Ａ）においてｎ＝無限大となる。実用的には、ｎの値の上限は１０程度である。
【００３６】
この一般式（Ａ）で表される化合物を後述のように桂皮酸と反応させて得られる樹脂は透明性が高く、また剛直な分子構造を持つので、高い耐熱性を有する硬化物を得ることができるものである。そして脂環式エポキシ樹脂よりも屈折率が高いので、コアを形成する際の設計の自由度を高くすることができ、しかも窒素原子を多く含んでいて燃え難いので、積層板や電子機器への使用において好ましい性質を有するものである。
【００３７】
また、本発明では、３員環エーテルであるエポキシ基と類似の構造を持ち、硬化性組成物となる４員環エーテル構造を持つオキセタン樹脂のうち、多官能のオキサタン樹脂を併用することもできる。オキセタン樹脂は、樹脂の透明性が高く、硬化物の電気特性も優れ、高い透明性を発現しやすいカチオン硬化系において連鎖移動性能が高く硬化速度が速くなるという特徴を有するものである。例えば、東亜合成株式会社から入手可能な、シルセスキオキサン骨格にγ−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）プロピル基の付いたオキセタン樹脂（商品名「ＯＸ−ＳＱ」）、３−エチル−３−オキセタニルメタノールとフェノールのエーテルをノボラック化した構造のオキセタン樹脂（商品名「ＰＮＯＸ」）などを例示することができる。
【００３８】
そして上記の分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の反応化合物は、例えばトルエン溶媒に多官能エポキシ樹脂と桂皮酸を添加し、多官能エポキシ樹脂のエポキシ基と桂皮酸のカルボキシル基の部分とを反応させることによって得ることができるものであり、必要に応じてトリフェニルフォスフィン（ＴＰＰ）などの触媒を加えてこの反応を行なわせるのがよい。加える桂皮酸の量により反応物のエポキシ当量を制御することができるものである。多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の添加割合は、モル比で１０：３〜１０：８の範囲が好ましい。桂皮酸の割合がこの範囲より少ないと、屈折率変化が生じにくくなり、逆に桂皮酸の割合がこの範囲より多いと、硬化物の耐熱性が低くなる傾向がある。
【００３９】
光導波路の成形に用いる本発明の樹脂組成物には、この化合物以外に、他の樹脂を併用することができる。例えば、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂や、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（東亜合成株式会社、商品名「ＯＸＴ−１０１」）、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン（東亜合成株式会社、商品名「ＯＸＴ−１２１」）、３−エチル−３−フェノキシメチルオキセタン（東亜合成株式会社、商品名「ＯＸＴ−２１１」）、ビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル（東亜合成株式会社、商品名「ＯＸＴ−２２１」）、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン（東亜合成株式会社、商品名「ＯＸＴ−２１２」）等の１官能又は２官能のオキセタン樹脂などを挙げることができ、これらの中から１種のみ又は２種以上を選んで使用することができる。
【００４０】
上記のエポキシ樹脂の中でも、脂環式エポキシ樹脂を併用することが好ましい。脂環式エポキシ樹脂を併用することによって、硬化物の透明性を高めることができると共に、硬化物の屈折率を低く調整することができるものであり、また樹脂組成物の粘度を低くして成形性を向上することができるものである。脂環式エポキシ樹脂の中でも、分子構造中にエステル基を持たないものが硬化物の耐加水分解性に優れるので好ましい。例えば、水素添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や水素添加ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、あるいはエポキシ化ビシクロヘキセンやエポキシ化シクロオクタジエンなどの、環状構造を持ち炭素−炭素二重結合を２組持つオレフィンをエポキシ化して得られるもの等を例示することができる。
【００４１】
さらに、上記のエポキシ樹脂樹脂の中でも、ビスフェノール型のエポキシ樹脂を併用することが好ましい。ビスフェノール型のエポキシ樹脂を併用することによって、硬化物の耐熱性を高めることができる共に、硬化物の屈折率を高く調整することができるものである。
【００４２】
上記のように樹脂組成物において、多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の化合物と他の樹脂とを併用する場合、多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の化合物と他の樹脂との比率は、モル比で１：０〜１：１の範囲が好ましい。他の樹脂の比率がこれよりも大きくなると、屈折率変化が生じにくくなるものである。
【００４３】
光導波路の形成に用いる本発明の樹脂組成物には、上記の化合物や樹脂を硬化させる硬化剤を必須成分として含んでいる。この硬化剤は光や電子線などの活性エネルギー線、あるいは熱によって樹脂の硬化反応を開始するものであり、硬化開始剤と呼ばれるものである。具体的には、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、シラノール−アルミニウム錯体類などの光や熱でカチオン重合を開始させるものや、ジアザビシクロアルケン類若しくはその塩、イミダゾール類若しくはその塩、１〜３級のアミン類若しくはその塩、トリアゾール類若しくはその塩、有機金属錯塩、有機酸金属塩、第４級アンモニウム塩、ホスフィン類などを例示できる。これらは、硬化触媒ともいわれるものでありエポキシ基やオキセタン基の硬化反応を引き起こすものであれば良い。
【００４４】
ここで、特に限定する趣旨ではないが、上記の硬化触媒が、カチオン硬化系で樹脂の自重合を進めるカチオン重合触媒であるものが特に好ましい。このようなカチオン重合触媒を用いることによって、透明性の高い樹脂のみからなる硬化物を形成することができる。この硬化物はエーテル結合により３次元網目が形成されているので、硬化時の高温や硬化後の環境から受ける高温によって着色され難いものであり、光導波路により適しているものである。
【００４５】
また、エポキシ樹脂やオキセタン樹脂と反応して硬化構造に取り込まれ、３次元網目の分子構造を形成する硬化剤を使用できる。透明性や耐熱性などの、本発明の主旨を阻害しない範囲であれば、１分子内に無水酸基を１つ以上有する、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物硬化剤や、１分子内にフェノール性水酸基を２つ以上有するビスフェノールＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールノボラックなどのフェノール系硬化剤や、１級アミン、２級アミンやジシアンジアミドなどの硬化剤を使用することができる。上記のエポキシ樹脂やオキセタン樹脂（これを主剤という）と硬化剤との化学量論上の反応基のモル比、即ち主剤当量と硬化剤当量との比率（当量比）は、１００：６０〜１００：１２０であることが好ましく、より好ましくは、１００：７５〜１００：１００である。この範囲を外れた場合、つまり主剤当量１００に対して硬化剤の硬化剤当量が６０未満であると、組成物が硬化し難くなったり、硬化しても硬化物の耐熱性が低下したり、硬化物の強度が低下したりするおそれがある。また逆に、硬化剤当量が１２０を超えると、硬化物の耐熱性が低下したり、硬化後の接着強度が低下したり、硬化物の吸湿率が高くなったりするおそれがある。
【００４６】
また本発明の樹脂組成物には、カップリング剤として、シランカップリング剤又はチタネートカップリング剤の少なくとも一方を使用することができる。これらのものを樹脂組成物中に含有させておくと、硬化物と回路基板との界面の接着性が向上し、回路基板を含む装置の耐湿信頼性を高めることができるものである。
【００４７】
ここで、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン、更に、エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシラン等を用いることができ、特に、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシランが好適である。
【００４８】
一方、チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、ジイソプロピルビス（ジオクチルホスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート等を用いることができる。
【００４９】
これらのカップリング剤は、単独で使用しても良いし、２種類以上を混合して使用することもできる。このときカップリング剤の含有率としては、樹脂組成物全量に対して０．１〜１質量％の範囲が好ましい。
【００５０】
更に樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない限り、必要に応じて他の物質を配合することもできる。このような物質としては、光増感剤、ラジカル安定剤、難燃剤、低弾性化剤、着色剤、希釈剤、消泡剤、イオントラップ剤等を例示することができる。
【００５１】
そして上記の本発明に係る樹脂組成物を成形して硬化させることによって、この硬化樹脂で光導波路を形成することができるものである。光導波路は屈折率の高いコアと、屈折率の低いクラッドからなるものであり、コアをクラッドで取り巻く形状に形成されるが、コアとクラッドのうち一方を上記の樹脂組成物で形成し、他方を他の任意の樹脂で形成するようにしてもよく、またコアとクラッドの両方を上記の樹脂組成物で形成することもできる。ここで、多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の化合物を含有する樹脂組成物のＢステージ化物は、紫外線を照射することによって、既述のポリ桂皮酸ビニルと同様の機構により、屈折率を低下させることができ、その後に熱硬化させることによって、屈折率を固定することができる。従って、多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の化合物を含有する樹脂組成物のＢステージ化物に部分的に紫外線を照射することによって、部分的に屈折率を低下させ、その後に熱硬化させることによって、紫外線を照射した部分と照射しない部分の屈折率の差を固定することができ、紫外線を照射した部分をクラッド、照射しない部分をコアとして形成することができるものであり、コアを形成するにあたって現像工程で不要部分を除去する必要がなくなり、フォトリソグラフィーにより光導波路を形成することができるものである。また、多官能エポキシ樹脂と桂皮酸の反応化合物からなる樹脂組成物の硬化物は、高耐熱性を有し、透明性にも優れるものであり、透明性や耐熱性等の導波路特性に優れた光導波路を、現像工程を必要としない簡易なプロセスで低コストに作製することが可能になるものである。
【００５２】
次に、光導波路の形成の一例を説明する。まず基板１等の表面に本発明の樹脂組成物２を図１（ａ）のように塗布し、紫外線を照射して全面露光することによって低屈折率化した後、熱処理して熱硬化させ、図１（ｂ）のように硬化樹脂で下部クラッド３を形成する（図１及び後述の図２において、屈折率が変化する前を白抜き、屈折率が変化した後を点々入りで表示する）。この下部クラッド３は、コア６より低い硬化物屈折率となる他の任意の樹脂組成物を用い、紫外線によりあるいは加熱により硬化させて得られるものであってもよい。次にこの下部クラッド３の上に本発明の樹脂組成物２を塗布し、ポジマスク４を通して紫外線を照射することによって、図１（ｃ）のように樹脂組成物２のコア形成箇所以外のクラッド形成箇所を露光し、樹脂組成物２のクラッド形成箇所を低屈折率化した後、熱処理して熱硬化させ、図１（ｄ）のように低屈折率の中間クラッド５を形成すると共にこれより屈折率の高いコア６を形成する。さらにこの上に本発明の樹脂組成物２を図１（ｅ）のように塗布し、紫外線を照射して全面露光することによって低屈折率化した後、熱処理して熱硬化させ、図１（ｆ）のように硬化樹脂で上部クラッド７を形成する。この上部クラッド７は、その屈折率と同等の屈折率となる他の任意の樹脂組成物を用い、紫外線によりあるいは加熱により硬化させて得られるものであってもよい。このようにして、高屈折率のコア６を、低屈折率の下部クラッド３、中間クラッド５、上部クラッド７で囲んで形成される光導波路８を作製することができるものである。
【００５３】
また、表面あるいは内部に電気回路を設けた樹脂基板などの電気回路基板の表面に上記のような光導波路を形成することによって、光・電気混載基板を作製することができるものである。例えば図１において、基板１として電気回路基板を用いることによって光・電気混載基板を作製することができる。このとき、光導波路を形成する硬化樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１４０℃以上であることが好ましい。光導波路を形成する硬化樹脂のＴｇが１４０℃より低いと、電気回路基板に電気・電子部品を表面実装する際の半田リフロー処理において光導波路の特性が劣化するおそれがあり、電気回路基板の性能が確保されるかどうかを評価する温度サイクル試験や耐湿信頼性試験において、不良が早期に発生するようになる。一方、光導波路を形成する硬化樹脂のＴｇが高いぶんには、これらの性能に関しては何ら不具合はないが、一般的にはＴｇを２５０℃程度より高くすることは難しい。電気回路基板としては、ＦＲ４やＦＲ５などの繊維基材を含む有機基板、あるいは繊維基材を含まないビルドアップ型の有機基板、更にポリイミドやポリエステルなどの有機フイルムなどの基板等を用いることができる。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００５５】
（化合物１の合成例）
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（ダイセル化学化学工業株式会社製、品番「ＥＨＰＥ３１５０」、エポキシ当量１８５、分子量２２３４）３７．０ｇと、ｔｒａｎｓ−桂皮酸（分子量１４８）１４．８ｇと、トルエン５０．０ｇと、トリフェニルホスフィン０．１２６ｇをガラス製フラスコに入れ、１１０℃で還流しながら５時間加熱攪拌した後、トルエンを真空加熱留去し、そして室温まで放冷することによって、固体状の化合物１を得た。この化合物１のＧＰＣ分析を行うとモノマーピークは認められず、オリゴマー化していた。またＪＩＳ  Ｋ７２３６に準拠したエポキシ当量測定を行ったところエポキシ当量は５３０であった。
【００５６】
（化合物２の合成例）
クレゾールノボラック樹脂（日本化薬株式会社製、品番「ＥＯＣＮ−１０４Ｓ」、エポキシ当量２１８、分子量２０７０）２１．８ｇと、ｔｒａｎｓ−桂皮酸（分子量１４８）９．８７ｇと、トルエン３２．０ｇと、トリフェニルホスフィン０．１６ｇをガラス製フラスコに入れ、１１０℃で還流しながら３時間加熱攪拌した後、トルエンを真空加熱留去し、そして室温まで放冷することによって、固体状の化合物２を得た。この化合物２のＧＰＣ分析を行うとモノマーピークは認められず、オリゴマー化していた。またＪＩＳ  Ｋ７２３６に準拠したエポキシ当量測定を行ったところエポキシ当量は９４０であった。
【００５７】
（化合物３の合成例）
トリグリシジルイソシアヌレート（日産化学株式会社製、品番「ＴＥＰＩＣ−Ｓ」、分子量２９７）２９．７ｇと、ジメチルヒダントイン（三井化学ファイン株式会社製、品番「５５ＤＭＨ」、分子量１２６）１２．６ｇを、ステンレスフラスコに入れ、１５０℃で溶融させながら１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社、品番「１Ｂ２ＭＺ」）の２−メトキシプロパノール１質量％溶液を０．２１ｇ加え、１時間攪拌混合した後、フラスコから取り出して室温まで放冷し、融点７０℃の、上記一般式（Ａ）においてＲ１，Ｒ２がグリシジル基、Ｒ３，Ｒ４がメチル基であるオリゴマーを得た。ＧＰＣ分析を行うとモノマーピークは認められず、オリゴマー化していた。またこのオリゴマー樹脂をＪＩＳ  Ｋ７２３６に準拠したエポキシ当量測定を行ったところエポキシ当量は３００であった。
【００５８】
次に、このオリゴマー樹脂３０．０ｇと、ｔｒａｎｓ−桂皮酸（分子量１４８）７．４ｇと、トルエン３５．０ｇと、トリフェニルホスフィン０．１６ｇをガラス製フラスコに入れ、１１０℃で還流しながら３時間加熱攪拌した後、トルエンを真空加熱留去し、そして室温まで放冷することによって、固体状の化合物３を得た。この化合物３のＧＰＣ分析を行うとモノマーピークは認められず、オリゴマー化していた。またＪＩＳ  Ｋ７２３６に準拠したエポキシ当量測定を行ったところエポキシ当量は７７０であった。
【００５９】
（化合物４の合成例）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製、品番「８４０−Ｓ」、エポキシ当量１８５）３７．０ｇと、ｔｒａｎｓ−桂皮酸（分子量１４８）７．４ｇと、トルエン５０．０ｇと、トリフェニルホスフィン０．２２ｇをガラス製フラスコに入れ、１１０℃で還流しながら５時間加熱攪拌した後、トルエンを真空加熱留去し、そして室温まで放冷することによって、固体状の化合物４を得た。この化合物４のＧＰＣ分析モノマーピークは認められず、オリゴマー化していた。またＪＩＳ  Ｋ７２３６に準拠したエポキシ当量測定を行ったところエポキシ当量は４８０であった。
【００６０】
（屈折率変化型光感光性樹脂組成物の調製）
紫外線を照射することにより屈折率が変化する、実施例１〜５及び比較例１の感光性樹脂組成物を、下記の表１に示す配合量（質量部〉で、各成分をディスパー（特殊機化工業製）を用いて分散・混合することによって調製した。ここで、表１において使用した原材料は次のものである。
【００６１】
（エポキシ樹脂）
化合物１（エポキシ当量５３０）
化合物２（エポキシ当量９４０）
化合物３（エポキシ当量７７０）
化合物４（エポキシ当量４８０）
樹脂Ａ：シクロヘキサン骨格の脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学株式会社製、品番「セロキサイド２０２１Ｐ」、エポキシ当量１３６）
樹脂Ｂ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製、品番「８４０−Ｓ」、エポキシ当量１８５）
（硬化剤）
硬化剤：ジシアンジアミド
（難燃剤）
難燃剤：シクロホスファゼンオリゴマー（大塚化学株式会社製、品番「ＳＰＢ−１００」）
またこれらの実施例１〜５及び比較例１の樹脂組成物の硬化物について、ガラス転移温度（Ｔｇ）と屈折率、難燃性を次の手順で評価した。すなわち、まず樹脂組成物のワニスをＰＥＴフィルム上にキャストして、１５０℃で５分間乾燥し、乾燥物を粉砕した後に、これを１７０℃の直圧成形で１ｍｍ厚に成形し、さらに１５０℃で１時間加熱して、樹脂硬化板を得た。そしてこの樹脂硬化板から切り出したサンプルをセイコー電子工業社製粘弾性スペクトロメーター「ＤＭＳ１１０」で測定してＴｇを評価した。同様に、ＵＬ規格準拠の難燃試験を行って難燃性を評価した。また、この樹脂硬化板から切り出したサンプルを、アタゴ社製屈折率測定装置でブロモナフタレンを中間液に使用して屈折率を測定した。この屈折率はＵＶ未照射の屈折率である。一方、樹脂組成物のワニスをＰＥＴフィルム上にキャストし、超高圧水銀灯で３Ｊ／ｃｍ２のＵＶを照射した後に、１５０℃で１時間加熱して熱硬化させ、この樹脂硬化板から切り出したサンプルについて同様に屈折率を測定した。この屈折率はＵＶ照射の屈折率である。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2005070556.tif 000004
【００６３】
表１にみられるように、分子中にエポキシ基を３つ以上有する多官能エポキシ樹脂と桂皮酸とを反応させた反応物を含有する樹脂組成物からなる実施例１〜５のものは、耐熱性が優れることが確認される。また多官能エポキシ樹脂として一般式（Ａ）で表される脂環式エポキシ樹脂を用いた実施例３のものは、難燃性にも優れることが確認される。
【００６４】
（光導波路及び光・電気混載基板の作製）
次に、上記の実施例１〜５及び比較例１の樹脂組成物を、クラッド用の樹脂及びコア用の樹脂として用いて光導波路を作製する方法を以下に説明する。
【００６５】
まず、鏡面に仕上げた１２ｃｍ角の平板金型１１の表面にバイト加工を施し、深さ６０μｍ、角度４５度のＶ溝１２をバイト加工で、１０ｃｍ離して平行に２本形成し、金型１１の表面をフッ素樹脂で離型処理した。そして、Ｖ溝１２を形成した金型１１の表面に、表１に示す樹脂組成物を塗布し、４０μｍ厚のスペーサーを介してフッ素樹脂で離型処理したガラス板１３を置き、超高圧水銀灯で５Ｊ／ｃｍ２のＵＶを全面に照射した後、１５０℃で１時間加熱して熱硬化させ、Ｖ溝付き下部クラッド３形成する（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００６６】
一方、内層に電気回路１４を設けると共に表面に銅箔１５を張った１２ｃｍ角のＦＲ５グレードの４層樹脂基板からなる電気回路基板１６を用い、そして上記の下部クラッド３からガラス板１３を剥離した後、この剥離した面に２液硬化型のアラルダイト接着剤を塗布し、電気回路基板１６の銅箔１５を全面エッチング除去した面を圧締しつつ、９０℃の加温下で３０分保持することによって、下部クラッド３と電気回路基板１６とを接着した（図２（ｃ）参照）。
【００６７】
次に、金型１１から電気回路基板１６と下部クラッド３の一体化されたものを剥離した。そして下部クラッド３のＶ溝１２が転写されてできたマイクロ突起１９の部分にマスクを介して金を０．１μｍ厚に蒸着させてマイクロミラー２０を形成した（図２（ｄ）参照）。
【００６８】
次に、下部クラッド３の表面に表１の同じ樹脂組成物をスピンコータで５０μｍ厚になるように塗布した（図２（ｅ）参照）。そして、マイクロミラー１０と直交する幅５０μｍの導波路形成ができるポジパターンのマスク２１を介して投影露光した。このときの露光は超高圧水銀灯で３Ｊ／ｃｍ２のＵＶを照射しておこない、さらに１５０℃で１時間加熱して熱硬化させた。このようにして、ＵＶ照射した部分に中間クラッド５を形成すると共に、ＵＶ照射がされない部分にコア４を形成した（図３（ａ）（ｂ）参照）。
【００６９】
この後、さらにその上から表１の同じ樹脂組成物を８０μｍ厚になるようにスピンコートし、上記の下部クラッド５と同様の方法で硬化させて上部クラッド７を形成した。以上のようにして、内部に電気回路１４を形成した電気回路基板１６の表面に、コア６とクラッド３，５，７からなる光導波路８を設けて形成される光・電気混載基板を得た（図４（ａ）（ｂ）参照）。
【００７０】
上記のように作製した光導波路８の特性を次のようにして測定した。対向する一方のマイクロミラー２０の直上から５０μｍφの光ファイバーで基板に垂直な方向に８５０ｎｍのレーザー光を入射させ、光導波路８のコア６を経由して他方のマイクロミラー２０で基板表面側へ直角に光路を曲げ、この光を１２５μｍφの光ファイバーで受光し、パワーメーターへ導いて受光パワーＰ２を測定する。発光側５０μｍφと受光側１２５μｍφの光ファイバーを突き当てた時に計測されるパワーＰ１との比から、次の式で全損失が決定される。
【００７１】
全損失［ｄＢ］＝−１０×ｌｏｇ（Ｐ２／Ｐ１）
そして表２の「初期導波損失」は、半田リフロー処理や温度サイクル試験する前の光・電気混載基板について測定して得られた全損失の値である。
【００７２】
また、表２の「半田リフロー処理による損失変化」は、上記の初期導波損失を測定した光・電気混載基板を、２２０℃以上を６０秒、ピーク温度２６０℃のプロファイルの半田リフロー処理に２回通した後に、上記の方法で全損失を測定し、半田リフロー処理前と処理後の全損失の差をとったものである。
【００７３】
また表２の「温度サイクル性」は、上記の初期導波損失を測定した光・電気混載基板について、−５５℃で３０分間、室温で５分間、１２５℃で３０分間、室温で５分間を１サイクルとする気相の温度サイクル試験を行い、２０００サイクルまで２００サイクル毎に全損失を測定し、全損失値が初期値の２倍以上の値になったサイクル数を求めたものである。
【００７４】
【表２】
2005070556.tif 000005
【００７５】
表２に見られるように、実施例１〜５のものと比較例１のものとを比較すると、各実施例のものはいずれも、初期導波損失が小さく、半田リフロー性も良く、温度サイクル性にも優れることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ概略断面図である。
【図２】本発明の実施例における光・電気混載基板の製造例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ概略断面図である。
【図３】同上の製造例の一工程を示すものであり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図４】同上の光・電気混載基板を示すものであり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
２  樹脂組成物
３  下部クラッド
４  ポジマスク
５  中間クラッド
６  コア
７  上部クラッド
８  光導波路
【図１】
2005070556.tif 000007
【図２】
2005070556.tif 000008
【図３】
2005070556.tif 000009
【図４】
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