[go: up one dir, main page]

JP2005070558A - Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate - Google Patents

Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate Download PDF

Info

Publication number
JP2005070558A
JP2005070558A JP2003301900A JP2003301900A JP2005070558A JP 2005070558 A JP2005070558 A JP 2005070558A JP 2003301900 A JP2003301900 A JP 2003301900A JP 2003301900 A JP2003301900 A JP 2003301900A JP 2005070558 A JP2005070558 A JP 2005070558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
optical waveguide
epoxy resin
optical
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003301900A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Hashimoto
眞治 橋本
Hiroyuki Kurai
寛幸 倉井
Yozo Matsukawa
容三 松川
Masashi Nakamura
正志 中村
Kohei Kodera
孝兵 小寺
Hiroyuki Yagyu
博之 柳生
Toru Nakashiba
徹 中芝
Yukio Matsushita
幸生 松下
Yuki Kasai
悠葵 葛西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2003301900A priority Critical patent/JP2005070558A/en
Publication of JP2005070558A publication Critical patent/JP2005070558A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide which has a high heat resistance and excellent photoconduction wave performance and can be manufactured at a low cost by a simple process and a light/electricity consolidated substrate. <P>SOLUTION: At least either of a core 11 and clads 5 and 12 is formed of a resin composition containing an oligomer expressed by general formula (A) and a cured material thereof. In the formula; R<SB>1</SB>represents a glycidyl group, R<SB>2</SB>represents a glycidyl group or allyl group; R<SB>3</SB>and R<SB>4</SB>represent methyl groups or hydrogen; and (n) represents an integer of ≥0. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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、及び光・電気混載基板に関するものである。   The present invention relates to an optical waveguide used for an optical element, an optical wiring board, an optical / electrical hybrid circuit board, etc., and an optical / electrical circuit used in the optical field, micro-optical field, optical information transmission field, optical information processing field, etc. The present invention relates to a mixed substrate.

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)。   As an optical waveguide used for information processing by light and the like, an optical waveguide using a polymer resin that can be formed by using an inexpensive material and a simple process has been studied. In this background, the light that has been the bottleneck in the past due to the fact that the frequency of information transmission is increasing and the limit of electric wiring is approaching, and the emergence of surface-emitting lasers (VCSEL), which are surface-mounted light-emitting elements. It is considered that the cost of the device is reduced and the cost of the entire system using the optical waveguide including mounting is considered to be lowered to an industrially usable level (Nikkei Electronics, December 2001). 3rd issue, see P109-).

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。また、光導波路を形成する樹脂の屈折率をある程度任意に制御したり、樹脂に難燃性を付与したりする事も必要である。   A surface-emitting laser (VCSEL), which is a surface-mounted light-emitting element, is also in commercial production with an emission wavelength of 850 nm, which is the wavelength of a semiconductor laser used in general long-distance optical communication. It is different from 1300nm (1.3μm) or 1550nm (1.55μm), so it will be used separately from these long-distance communication systems. Is the majority. In such a case, the optical waveguide cross section becomes a multimode optical circuit corresponding to 40 to 100 μm square, and the optical circuit and the electric circuit, preferably a printed wiring board made of an organic material, are integrated for high-density mounting. So-called optical / electrical composite circuit boards are desired. In such an application, a level of heat resistance required for a so-called printed wiring board is required for the resin forming the optical waveguide, and at the same time, the resin needs to have a small light loss. It is also necessary to arbitrarily control the refractive index of the resin forming the optical waveguide to some extent or to impart flame retardancy to the resin.

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、露光し現像する方法で、低価格な光導波路を形成しようとしている。しかし脂環式多官能エポキシは低屈折率であるので、光導波路の屈折率を高めようとすると、この脂環式多官能エポキシの含有率を下げざるを得ず、脂環式多官能エポキシを使用することに起因する耐熱性とトレードオフが生じるという問題がある。また、難燃性を付与するのも困難である。   Here, for example, in Patent Document 1, an inexpensive optical waveguide is to be formed by a method of exposing and developing using a material blended with an alicyclic polyfunctional epoxy as a core material. However, since the cycloaliphatic polyfunctional epoxy has a low refractive index, if the refractive index of the optical waveguide is to be increased, the content of the cycloaliphatic polyfunctional epoxy has to be lowered. There is a problem in that there is a tradeoff with heat resistance resulting from use. It is also difficult to impart flame retardancy.

このように、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、導波損失の優れた光導波路は実現されていないのが現状である。
特許第3063903号公報
In this way, when forming a multimode optical waveguide by photosensitive polymer resin and photolithography, high heat resistance is realized on the premise of combining with an electric circuit board, and the refractive index is controlled without sacrificing heat resistance. In reality, an optical waveguide having excellent waveguide loss has not been realized.
Japanese Patent No. 30603903

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高耐熱を有すると共に光導波性能に優れ、簡易なプロセスで低コストで作製可能な光導波路及び光・電気混載基板を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide and an optical / electrical hybrid substrate that have high heat resistance and excellent optical waveguide performance, and can be manufactured by a simple process at low cost. It is what.

本発明の請求項1に係る光導波路は、下記一般式(A)で示されるオリゴマー及びその硬化剤を含有する樹脂組成物の硬化物で、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。   The optical waveguide according to claim 1 of the present invention is a cured product of a resin composition containing an oligomer represented by the following general formula (A) and a curing agent thereof, wherein at least one of a core and a clad is formed. It is a feature.

Figure 2005070558
Figure 2005070558

(ただし、Rはグリシジル基、Rはグリシジル基又はアリル基、R,R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2の発明は、請求項1において、上記の樹脂組成物には、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。
(Where R 1 is a glycidyl group, R 2 is a glycidyl group or an allyl group, R 3 and R 4 are methyl groups or hydrogen, and n is an integer of 0 or more)
The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, the resin composition contains an alicyclic epoxy resin.

また請求項3の発明は、請求項1又は2において、上記の樹脂組成物には、オキセタン樹脂が含有されていることを特徴とするものである。   The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the resin composition contains an oxetane resin.

また請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、上記の樹脂組成物には、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、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から選ばれた少なくとも一つの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。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin composition includes a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a phenol novolak type epoxy resin, and a cresol novolak type epoxy resin. It contains at least one selected epoxy resin.

本発明の請求項5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、上記の請求項1乃至4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。   An optical / electrical hybrid substrate according to a fifth aspect of the present invention is an optical / electrical hybrid substrate in which the optical waveguide according to any one of the first to fourth aspects is formed on a surface of an electric circuit substrate provided with an electric circuit. It is a board | substrate, Comprising: The glass transition temperature of the resin cured material which forms an optical waveguide is 140 degreeC or more, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の請求項1に係る光導波路は、上記一般式(A)で示されるオリゴマーを含有する樹脂組成物によって、透明性に優れ、耐熱性が高く、難燃性を有するものとして形成することができるものである。またフォトリソグラフィーや、クラッドに形成した溝にコアを形成する方法など、既存の手法を用いて簡易なプロセスで低コストに作製可能なものである。   The optical waveguide according to claim 1 of the present invention is formed by the resin composition containing the oligomer represented by the general formula (A) as having excellent transparency, high heat resistance, and flame retardancy. It is something that can be done. Further, it can be manufactured at low cost by a simple process using existing techniques such as photolithography and a method of forming a core in a groove formed in a clad.

また請求項2の発明は、樹脂組成物に含有する脂環式エポキシ樹脂によって、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。   In the invention of claim 2, the alicyclic epoxy resin contained in the resin composition can form the optical waveguide with high transparency, and the refractive index can be adjusted low, and the viscosity of the resin composition The moldability can be improved by lowering the thickness.

また請求項3の発明は、樹脂組成物に含有するオキセタン樹脂によって、光導波路を透明性高く且つ電気特性良好に形成することができ、また高い透明性を発現し易いカチオン硬化系において硬化速度を速く得ることができ、成形性を高めることができるものである。   In the invention of claim 3, the oxetane resin contained in the resin composition can form an optical waveguide with high transparency and good electrical characteristics, and can increase the curing speed in a cationic curing system that easily exhibits high transparency. It can be obtained quickly and the moldability can be improved.

また請求項4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、屈折率を高く調整することができるものである。   In the invention of claim 4, the optical waveguide can be formed with high transparency and the refractive index can be adjusted high.

本発明の請求項5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。   The optical / electrical hybrid substrate according to claim 5 of the present invention includes the optical waveguide having the above-mentioned excellent characteristics, and the characteristics of the optical waveguide in the solder reflow processing when the electric / electronic component is surface-mounted on the electric circuit board. Can be prevented from deteriorating.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明に係る光導波路は、上記の一般式(A)で表されるオリゴマーと、その硬化剤とを含有する樹脂組成物で、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することができるものである。以下、これらの内容について順に説明する。   An optical waveguide according to the present invention is a resin composition containing the oligomer represented by the above general formula (A) and a curing agent thereof, in which at least one of a core and a clad is formed, and has a refractive index. It can be easily controlled to a level suitable for the core or cladding, and the core can be formed by photolithography, and it has high transparency and can keep the optical waveguide loss low. The heat resistance of the optical waveguide is high, and the reliability of the optical waveguide can be increased. Hereinafter, these contents will be described in order.

まず、本発明において最も重要な、上記の一般式(A)で表されるオリゴマーについて説明する。このオリゴマー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Rがグリシジル基で、Rがグリシジル基のものがTEPICであり、Rがグリシジル基で、R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。 First, the oligomer represented by the general formula (A), which is the most important in the present invention, will be described. This oligomer is obtained by reacting an epoxy group of a polyfunctional epoxy compound having an isocyanuric acid skeleton with a secondary amine of a compound having a hydantoin skeleton. Examples of the polyfunctional epoxy compound having an isocyanuric acid skeleton include monoallyl diglycidyl isocyanurate (abbreviated as MADGIC) and triglycidyl isocyanurate (also abbreviated as triEPoxy IsoCyanururate: TEPIC)) Can be illustrated. In the general formula (A), R 1 is a glycidyl group and R 2 is a glycidyl group, and TEPIC, R 1 is a glycidyl group, and R 2 is an allyl group is MADGIC. MADGIC is provided by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., and TEPIC is provided by Nissan Chemical Co., Ltd. As the compound having a hydantoin skeleton, dimethylhydantoin and methylhydantoin are preferable.

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。   In order to make these react, it is good to melt at the temperature more than each melting | fusing point, and if necessary, add a catalyst suitably and stir-mix. It has been found by the present inventors that hydantoin has a characteristic that the number of functional groups can be controlled by controlling the molar ratio because it reacts with epoxy to produce a product extending in a linear form. For example, in the case of 2 mol of epoxy resin and 1 mol of hydantoin, n = 0 in the general formula (A). In theory, in the case of 1 mol of epoxy resin and 1 mol of hydantoin, n = infinity in the general formula (A). Practically, the upper limit of the value of n is about 10.

このオリゴマーは透明性が高いうえに、剛直な分子構造を持つので硬化物の耐熱性が高いという特徴を持っている。また、脂環式エポキシ樹脂よりも屈折率が高いので、光導波路のコアの樹脂設計の自由度を高く得ることができるものである。また、窒素原子を多く含んでいるので燃え難く、高い難燃性を有するので、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。   This oligomer is characterized by high transparency and high heat resistance of the cured product because of its rigid molecular structure. Further, since the refractive index is higher than that of the alicyclic epoxy resin, it is possible to obtain a high degree of freedom in resin design of the core of the optical waveguide. Further, since it contains a lot of nitrogen atoms, it is difficult to burn and has high flame retardancy, so that it has favorable properties for use in laminates and electronic devices.

本発明において光導波路の成形に用いる樹脂組成物には、このオリゴマー以外に、他の樹脂を併用することができる。   In addition to this oligomer, other resins can be used in combination with the resin composition used for forming the optical waveguide in the present invention.

例えばエポキシ樹脂を用いることができるものであり、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。エポキシ樹脂の具体例としては、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、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。   For example, an epoxy resin can be used, and a commercially available liquid epoxy resin or solid epoxy resin can be used as appropriate. Specific examples of the epoxy resin include alicyclic epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin having biphenyl skeleton, naphthalene ring-containing epoxy resin, dicyclopentadiene Dicyclopentadiene type epoxy resin having a skeleton, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, bromine-containing epoxy resin, aliphatic epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, etc. From these, only one type or two or more types can be selected and used.

これらのエポキシ樹脂のなかでも、脂環式エポキシ樹脂を用いることが好ましく、脂環式エポキシ樹脂を用いることによって、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。   Among these epoxy resins, it is preferable to use an alicyclic epoxy resin. By using an alicyclic epoxy resin, the transparency of the cured product can be increased and the refractive index of the cured product is adjusted to be low. In addition, the viscosity of the resin composition can be lowered and the moldability can be improved. Among the alicyclic epoxy resins, those having no ester group in the molecular structure are preferable because they are excellent in hydrolysis resistance of the cured product. For example, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, epoxidized olefins with cyclic structure and two carbon-carbon double bonds, such as epoxidized bicyclohexene and epoxidized cyclooctadiene Can be exemplified.

さらに、上記のエポキシ樹脂の中でも、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、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のうちの少なくとも1種を使用することが好ましく、これらのエポキシ樹脂を用いることによって、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。   Furthermore, among the above epoxy resins, it is preferable to use at least one of bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolac type epoxy resin. By using it, the heat resistance of the cured product can be increased and the refractive index of the cured product can be adjusted high.

また、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を併用することもできる。例えば、東亜合成株式会社から入手可能な、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(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(商品名「OXT−121」)、3−エチル−3−フェノキシメチルオキセタン(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(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(商品名「OXT−212」)、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。オキセタン樹脂は、樹脂の透明性が高く、硬化物の絶縁性や耐湿信頼性等の電気特性も優れ、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。   Further, an oxetane resin having a structure similar to that of an epoxy group that is a 3-membered ring ether and having a 4-membered ring ether structure that becomes a curable composition can be used in combination. For example, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (trade name “OXT-101”), 1,4-bis {[(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl}, available from Toa Gosei Co., Ltd. Benzene (trade name “OXT-121”), 3-ethyl-3-phenoxymethyloxetane (trade name “OXT-211”), bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether (trade name “OXT-221”) ), 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane (trade name “OXT-212”), and a silsesquioxane skeleton with a γ- (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) propyl group Oxetane resin (trade name “OX-SQ”), with a structure in which 3-ethyl-3-oxetanylmethanol and phenol ether are novolakized Kisetan resin (trade name "PNOX") and the like can be exemplified. Oxetane resin has high transparency of resin, excellent electrical properties such as insulation and moisture resistance reliability of cured products, and features that chain transfer performance is high and curing speed is high in a cationic curing system that easily exhibits high transparency. It is what has.

上記のように樹脂組成物において、オリゴマーと他の樹脂とを併用する場合、オリゴマーと他の樹脂の比率は、質量比で10:90〜80:20の範囲に設定するのが好ましい。オリゴマーの比率が小さ過ぎると、耐熱性や屈折率を高める効果を得にくくなり、大き過ぎると成形性に問題が生じたり、屈折率を任意に制御しにくくなるおそれがある。   As described above, in the resin composition, when the oligomer and the other resin are used in combination, the ratio of the oligomer to the other resin is preferably set in a range of 10:90 to 80:20 by mass ratio. If the ratio of the oligomer is too small, it is difficult to obtain the effect of increasing the heat resistance and the refractive index, and if it is too large, there is a possibility that the moldability may be problematic or the refractive index may be difficult to control arbitrarily.

本発明において光導波路の形成に用いる樹脂組成物には、上記のオリゴマー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。   In the present invention, the resin composition used for forming the optical waveguide contains a curing agent for curing the above oligomer or resin as an essential component. This curing agent initiates the curing reaction of the resin with active energy rays such as light or electron beam, or heat, and is called a curing initiator. Specifically, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, silanol-aluminum complexes that initiate cationic polymerization with light or heat, diazabicycloalkenes or salts thereof, imidazoles or salts thereof, 1 to Examples thereof include tertiary amines or salts thereof, triazoles or salts thereof, organometallic complex salts, organic acid metal salts, quaternary ammonium salts, phosphines and the like. These are also referred to as curing catalysts and may be those that cause a curing reaction of an epoxy group or an oxetane group.

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。   Here, although not specifically limited, it is particularly preferable that the curing catalyst is a cationic polymerization catalyst that promotes self-polymerization of a resin in a cationic curing system. By using such a cationic polymerization catalyst, a cured product composed only of a highly transparent resin can be formed. Since this cured product has a three-dimensional network formed by an ether bond, it is difficult to be colored by a high temperature during curing or a high temperature received from the environment after curing, and is more suitable for an optical waveguide.

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。   Moreover, the hardening | curing agent which reacts with an epoxy resin or an oxetane resin, is taken in into a hardening structure, and forms the molecular structure of a three-dimensional network can be used. Curing acid anhydrides such as methyltetrahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride having one or more hydroxyl-free groups in one molecule as long as they do not interfere with the gist of the present invention such as transparency and heat resistance. Agents, phenolic curing agents such as bisphenol A having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, phenol novolak, cresol novolak, naphthol novolak, and curing agents such as primary amines can be used. The molar ratio of the above stoichiometric reactive groups between the epoxy resin or oxetane resin (this is called the main agent) and the curing agent, that is, the ratio (equivalent ratio) between the main agent equivalent and the curing agent equivalent is 100: 60-100. : 120 is preferable, and 100: 75 to 100: 100 is more preferable. When it is out of this range, that is, when the curing agent equivalent of the curing agent is less than 60 with respect to 100 equivalents of the main agent, the composition becomes difficult to cure, or even if cured, the heat resistance of the cured product decreases, There exists a possibility that the intensity | strength of hardened | cured material may fall. Conversely, if the curing agent equivalent exceeds 120, the heat resistance of the cured product may be reduced, the adhesive strength after curing may be reduced, or the moisture absorption rate of the cured product may be increased.

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。   In the resin composition of the present invention, at least one of a silane coupling agent or a titanate coupling agent can be used as a coupling agent. When these materials are contained in the resin composition, the adhesiveness at the interface between the cured product and the circuit board is improved, and the moisture resistance reliability of the device including the circuit board can be improved.

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。   Here, as the silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, epoxysilane such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ, -Aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltri Aminosilane such as ethoxysilane, mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila Vinyl silanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, epoxy-based, amino-based, and vinyl-based polymer type silanes can be used, and epoxy silane, amino silane, and mercapto silane are particularly preferable. .

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。   On the other hand, titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, diisopropyl bis (dioctyl phosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis ( Ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate, etc. are used. be able to.

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。   These coupling agents may be used alone or in combination of two or more. At this time, as a content rate of a coupling agent, the range of 0.1-1 mass% is preferable with respect to the resin composition whole quantity.

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。   Furthermore, other substances can be added to the resin composition as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such substances include photosensitizers, radical stabilizers, flame retardants, low elasticity agents, colorants, diluents, antifoaming agents, ion trapping agents, and the like.

上記の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異なる2種類の樹脂からコアとクラッドを形成することによって作製されるものであり、高屈折率のコアを低屈折率のクラッドが取り巻く形状であれば良い。このとき、屈折率を低く調整した上記の樹脂組成物でコアを形成すると共に屈折率を高く調整した上記の樹脂組成物でクラッドを形成することができるが、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い。そしてこのようなコアとクラッドからなる構造の光導波路を形成するにあたっては、露光−現像を行なうフォトリソグラフィーの方法や、クラッドにエンボス加工で形成した溝にコア用樹脂組成物を流し込んでコアを形成する方法など、既存の手法を用いて行なうことができる。   By molding and curing the above resin composition, an optical waveguide can be formed with this cured resin. The optical waveguide is manufactured by forming a core and a clad from two types of resins having different refractive indexes, and may be any shape as long as a low refractive index clad surrounds a high refractive index core. At this time, the core can be formed with the above resin composition adjusted to have a low refractive index and the clad can be formed with the above resin composition adjusted to have a high refractive index. You may make it form with a resin composition and may form the other with other arbitrary resin. When forming an optical waveguide having such a core and clad structure, a core is formed by pouring a resin composition for the core into a groove formed by embossing in the photolithography method or exposure / development. This can be done using existing techniques such as

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。このとき、光・電気混載基板の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。   Further, by forming the optical waveguide as described above on the surface of an electric circuit substrate such as a resin substrate provided with an electric circuit on the surface or inside thereof, an optical / electrical hybrid substrate can be manufactured. At this time, it is preferable that the cured resin forming the optical waveguide of the optical / electrical hybrid substrate has a glass transition temperature (Tg) of 140 ° C. or higher. If the Tg of the cured resin forming the optical waveguide is lower than 140 ° C., the characteristics of the optical waveguide may be deteriorated in the solder reflow process when the electric / electronic component is surface-mounted on the electric circuit substrate. In the temperature cycle test and the moisture resistance reliability test for evaluating whether or not the above is ensured, a defect occurs early. On the other hand, if the Tg of the cured resin forming the optical waveguide is high, there is no problem with respect to these performances, but it is generally difficult to make Tg higher than about 250 ° C. As the electric circuit board, an organic substrate including a fiber base material such as FR4 or FR5, a build-up type organic substrate not including the fiber base material, and a substrate such as an organic film such as polyimide or polyester can be used. .

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

(オリゴマー1の合成)
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℃のオリゴマー1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JIS K7236に準拠したエポキシ当量測定を行なったところ、エポキシ当量は300であった。
(Synthesis of oligomer 1)
19.7 g of triglycidyl isocyanurate (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., product number “TEPIC-S”, molecular weight 297) and dimethylhydantoin (manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd., product number “55DMH”, molecular weight 126) are placed in a stainless steel flask. The mixture was stirred and mixed for 1 hour while being melted at 150 ° C., and then taken out from the flask and allowed to cool to room temperature to obtain oligomer 1 having a melting point of 70 ° C. When GPC analysis was performed, no monomer peak was observed and oligomerization was observed. Moreover, when the epoxy equivalent measurement based on JISK7236 was performed, the epoxy equivalent was 300.

(オリゴマー2の合成)
モノアリルジグリシジルイソシアヌレート(四国化成工業株式会社製、品番「MA−DGIC」、分子量281)56.2g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20分間攪拌混合した後、フラスコから取り出して室温まで放冷し、融点65℃のオリゴマー2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JIS K7236に準拠したエポキシ当量測定を行なったところエポキシ当量は360であった。
(Synthesis of oligomer 2)
Monoallyl diglycidyl isocyanurate (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., product number “MA-DGIC”, molecular weight 281) 56.2 g and dimethylhydantoin (manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd., product number “55DMH”, molecular weight 126) 12.6 g Then, the mixture was stirred and mixed for 20 minutes while being melted at 150 ° C., and then taken out of the flask and allowed to cool to room temperature to obtain oligomer 2 having a melting point of 65 ° C. When GPC analysis was performed, no monomer peak was observed and oligomerization was observed. Moreover, when the epoxy equivalent measurement based on JISK7236 was performed, the epoxy equivalent was 360.

(クラッド樹脂1〜2、コア樹脂1〜6)
下記の表1に示す配合量(質量部)で、各成分をディスパー(特殊機化工業社製)を用いて分散・混合し、クラッド樹脂1〜2及びコア樹脂1〜6の樹脂組成物を調製した。ここで、表1において使用した原材料は次のものである。
(Clad resin 1-2, core resin 1-6)
Each component is dispersed and mixed in a blending amount (parts by mass) shown in Table 1 below using a disper (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Prepared. Here, the raw materials used in Table 1 are as follows.

(エポキシ樹脂)
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「840−9S」、エポキシ当量185)
樹脂C:フェノールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、品番「EPPN201」、エポキシ当量180)
(オキセタン樹脂)
樹脂D: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(東亜合成株式会社製、品番「OXT−121」)
(硬化剤)
硬化剤A:メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(MHHPA、大日本インキ化学工業株式会社製、品番「B−650」、酸無水物当量168)
(硬化触媒)
硬化触媒A:スルホニウム塩型のカチオン重合開始剤(旭電化工業株式会社製、品番「アデカオプトマーSP−172」)
硬化触媒B:ジアザビシクロウンデセンのオクチル酸塩(株式会社サンアプロ製、品番「SA−102」)
(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」)
これらのクラッド樹脂1〜2、コア樹脂1〜6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、まず樹脂厚みが1.3mmになるようにスペーサーを挟んだガラス板内に樹脂組成物を入れ、クラッド樹脂1については120℃、30分で加熱した後に150℃で1時間加熱して硬化させ、それ以外の樹脂については超高圧水銀灯で5J/cmのUVを照射した後、150℃で1時間熱硬化させ、樹脂硬化板を作製した。そして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。また同じ樹脂硬化板からのテストピース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。結果を表1に示す。
(Epoxy resin)
Resin A: Cyclohexane alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, product number “Celoxide 2021P”, epoxy equivalent 136)
Resin B: Bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, product number “840-9S”, epoxy equivalent 185)
Resin C: Phenol novolac type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product number “EPPN201”, epoxy equivalent 180)
(Oxetane resin)
Resin D: 1,4-bis {[(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl} benzene (manufactured by Toagosei Co., Ltd., product number “OXT-121”)
(Curing agent)
Curing agent A: Methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, product number “B-650”, acid anhydride equivalent 168)
(Curing catalyst)
Curing catalyst A: sulfonium salt type cationic polymerization initiator (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., product number “Adekaoptomer SP-172”)
Curing catalyst B: Dioctabicycloundecene octylate (manufactured by San-Apro, product number “SA-102”)
(Flame retardants)
Flame retardant: cyclophosphazene oligomer (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., product number “SPB-100”)
About these cladding resin 1-2 and core resin 1-6, the glass transition temperature (Tg), the refractive index, and the flame retardance were evaluated in the following procedure. That is, first, the resin composition is placed in a glass plate with a spacer so that the resin thickness is 1.3 mm. The clad resin 1 is heated at 120 ° C. for 30 minutes and then heated at 150 ° C. for 1 hour to be cured. Other resins were irradiated with 5 J / cm 2 of UV with an ultra-high pressure mercury lamp and then thermally cured at 150 ° C. for 1 hour to prepare a cured resin plate. And the refractive index was measured for the sample cut out from this resin hardening board using the bromo naphthalene for the intermediate | middle liquid with the refractive index measuring apparatus by an Atago company. Further, Tg was evaluated by measuring a test piece from the same cured resin plate with a viscoelastic spectrometer “DMS110” manufactured by Seiko Denshi Kogyo. Similarly, the flame retardance test in accordance with UL standards was performed to evaluate the flame retardancy. The results are shown in Table 1.

Figure 2005070558
Figure 2005070558

表1にみられるように、オリゴマーを含有するクラッド樹脂1とオリゴマーを含有しないクラッド樹脂2を比較すると、クラッド樹脂1は耐熱性、難燃性に優れることがわかる。また、オリゴマーを含有するコア樹脂1〜5とオリゴマーを含有しないコア樹脂6を比較すると、コア樹脂1〜5は耐熱性に優れ、かつ屈折率を高く調整することができ、かつ難燃性に優れることがわかる。   As seen in Table 1, when the clad resin 1 containing an oligomer and the clad resin 2 containing no oligomer are compared, it can be seen that the clad resin 1 is excellent in heat resistance and flame retardancy. Moreover, when comparing the core resins 1 to 5 containing the oligomer and the core resin 6 not containing the oligomer, the core resins 1 to 5 are excellent in heat resistance, can be adjusted to have a high refractive index, and are flame retardant. It turns out that it is excellent.

(実施例1〜5、比較例1)
鏡面に仕上げた12cm角の平板金型1の表面にバイト加工を施し、深さ60μm、角度45度のV溝2を10cm離して平行に2本形成し、金型1の表面をフッ素樹脂で離型処理した。そして、V溝2を形成した金型1の表面に表2に示すクラッド樹脂を塗布し、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4を置き、表2に示す方法で硬化させた。ここで表2において「熱」は120℃、1時間の熱処理をして硬化させることを意味し、「光」は超高圧水銀灯で5J/cmのUVを照射の後、120℃、1時間熱処理して硬化させることを意味するものであり、このように硬化を施してV溝付き下クラッド5を形成する(図1(a)参照)。
(Examples 1-5, Comparative Example 1)
The surface of the 12 cm square flat plate mold 1 finished to a mirror surface is subjected to bite processing, and two V grooves 2 having a depth of 60 μm and an angle of 45 degrees are formed 10 cm apart in parallel, and the surface of the mold 1 is made of fluororesin Release processing was performed. Then, the clad resin shown in Table 2 is applied to the surface of the mold 1 in which the V-groove 2 is formed, and the glass plate 4 which has been subjected to mold release treatment with a fluororesin through a spacer having a thickness of 40 μm is placed. Cured. Here, in Table 2, “heat” means curing by heat treatment at 120 ° C. for 1 hour, and “light” is 120 ° C. for 1 hour after UV irradiation of 5 J / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp. This means that the resin is cured by heat treatment, and the V-grooved lower cladding 5 is formed by curing in this way (see FIG. 1A).

一方、内層に電気回路6を設けると共に表面に銅箔7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8を用い、そして上記の下クラッド5からガラス板4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8の銅箔7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、下クラッド5と電気回路基板8とを接着した(図1(b)参照)。   On the other hand, an electric circuit 6 provided with a 12 cm square FR5 grade four-layer resin substrate in which an electric circuit 6 is provided on the inner layer and a copper foil 7 is stretched on the surface is used, and the glass plate 4 is peeled from the lower cladding 5. Thereafter, a two-component curable araldite adhesive is applied to the peeled surface, and the surface of the electric circuit board 8 from which the copper foil 7 has been removed by etching is pressed and held at a temperature of 90 ° C. for 30 minutes. Thus, the lower clad 5 and the electric circuit board 8 were bonded (see FIG. 1B).

次に、金型1から電気回路基板8と下クラッド5の一体化されたものを剥離した。そして下クラッド5のV溝2が転写されてできたマイクロ突起9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10を形成した(図1(c)参照)。   Next, the integrated circuit board 8 and lower clad 5 were separated from the mold 1. Then, gold was deposited to a thickness of 0.1 μm through a mask on the portion of the microprotrusion 9 formed by transferring the V groove 2 of the lower clad 5 to form a micromirror 10 (see FIG. 1C).

次に、下クラッド5の表面に表2に示すコア樹脂をスピンコータで50μm厚になるように塗布し、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ネガパターンのマスク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/cmのUVを照射しておこない、さらにアフターキュアーをすることによってコア11を形成した(図1(d)参照)。 Next, the core resin shown in Table 2 is applied to the surface of the lower clad 5 by a spin coater so as to have a thickness of 50 μm, and projection exposure is performed through a negative pattern mask capable of forming a waveguide having a width of 50 μm perpendicular to the micromirror 10. did. The exposure at this time was performed by irradiating UV of 3 J / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp, and after-curing, the core 11 was formed (see FIG. 1D).

この後、コア樹脂の未硬化樹脂を溶剤により洗浄除去して乾燥し、さらにその上から表2に示すクラッド樹脂を80μm厚になるようにスピンコートし、上記の下クラッド5と同様の方法で硬化させて上クラッド12を形成した。以上のようにして、内部に電気回路6を形成した電気回路基板8の表面に、コア11とクラッド5,12からなる光導波路13を設けて形成される光・電気混載基板を得た(図1(e)参照)。   Thereafter, the uncured resin of the core resin is washed and removed with a solvent and dried. Further, the clad resin shown in Table 2 is spin-coated so as to have a thickness of 80 μm, and the same method as that for the lower clad 5 is used. The upper clad 12 was formed by curing. As described above, an optical / electrical hybrid substrate formed by providing the optical waveguide 13 composed of the core 11 and the clads 5 and 12 on the surface of the electric circuit substrate 8 having the electric circuit 6 formed therein was obtained (FIG. 1 (e)).

上記のように作製した光導波路13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10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13のコア11を経由して他方のマイクロミラー10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。   The characteristics of the optical waveguide 13 produced as described above were measured as follows. A laser beam of 850 nm is incident in a direction perpendicular to the substrate with a 50 μmφ optical fiber from directly above one of the opposing micromirrors 10, and perpendicularly toward the substrate surface by the other micromirror 10 via the core 11 of the optical waveguide 13. The optical path is bent, this light is received by an optical fiber of 125 μmφ, and guided to a power meter to measure the received light power P2. The total loss is determined by the following equation from the ratio of the power P1 measured when the optical fiber of the light emitting side of 50 μmφ and the light receiving side of 125 μmφ is abutted.

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。
Total loss [dB] = − 10 × log (P2 / P1)
The “initial waveguide loss” in Table 2 is a total loss value obtained by measuring the optical / electrical hybrid board before the solder reflow process and the temperature cycle test.

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。   Also, “loss change due to solder reflow process” in Table 2 indicates that the above-mentioned optical / electrical hybrid board for which the initial waveguide loss was measured is subjected to solder reflow process with a profile of 220 ° C. or higher for 60 seconds and a peak temperature of 260 ° C. After circulation, the total loss was measured by the above method, and the difference between the total loss before and after the solder reflow treatment was taken.

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。   “Temperature cycleability” in Table 2 indicates that the above-mentioned optical / electrical hybrid substrate for which the initial waveguide loss was measured was: -55 ° C. for 30 minutes, room temperature for 5 minutes, 125 ° C. for 30 minutes, and room temperature for 5 minutes. A gas phase temperature cycle test is performed for one cycle, and total loss is measured every 200 cycles up to 2000 cycles, and the number of cycles in which the total loss value is twice or more the initial value is obtained.

Figure 2005070558
Figure 2005070558

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。   As can be seen from Table 2, when Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are compared, all of Examples have small initial waveguide loss, good solder reflow property, and temperature cycle. It turns out that it is excellent also in property.

本発明の光・電気混載基板の製造の一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。An example of manufacture of the optical / electrical hybrid board | substrate of this invention is shown, (a) thru | or (e) is a schematic sectional drawing, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

5 クラッド
6 電気回路
8 電気回路基板
11 コア
12 クラッド
13 光導波路
5 Clad 6 Electrical Circuit 8 Electrical Circuit Board 11 Core 12 Clad 13 Optical Waveguide

Claims (5)

下記一般式(A)で示されるオリゴマー及びその硬化剤を含有する樹脂組成物の硬化物で、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。
Figure 2005070558
(ただし、Rはグリシジル基、Rはグリシジル基又はアリル基、R,Rはメチル基又は水素を示し、nは0以上の整数を示す)
An optical waveguide characterized in that at least one of a core and a clad is formed of a cured product of a resin composition containing an oligomer represented by the following general formula (A) and a curing agent thereof.
Figure 2005070558
(Where R 1 is a glycidyl group, R 2 is a glycidyl group or an allyl group, R 3 and R 4 are methyl groups or hydrogen, and n is an integer of 0 or more)
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に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 1, wherein the resin composition contains an alicyclic epoxy resin. 樹脂組成物には、オキセタン樹脂が含有されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 1 or 2, wherein the resin composition contains an oxetane resin. 樹脂組成物には、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、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から選ばれた少なくとも一つの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3のいずれかに記載の光導波路。   The resin composition contains at least one epoxy resin selected from bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolac type epoxy resin. The optical waveguide according to any one of 1 to 3. 電気回路を設けた電気回路基板の表面に、請求項1乃至4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。
5. An optical / electrical hybrid substrate in which the optical waveguide according to claim 1 is formed on a surface of an electrical circuit substrate provided with an electrical circuit, the glass transition temperature of a cured resin product forming the optical waveguide. An optical / electrical hybrid board characterized by having a temperature of 140 ° C. or higher.
JP2003301900A 2003-08-26 2003-08-26 Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate Withdrawn JP2005070558A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003301900A JP2005070558A (en) 2003-08-26 2003-08-26 Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003301900A JP2005070558A (en) 2003-08-26 2003-08-26 Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005070558A true JP2005070558A (en) 2005-03-17

Family

ID=34406394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003301900A Withdrawn JP2005070558A (en) 2003-08-26 2003-08-26 Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005070558A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025023767A (en) * 2023-08-04 2025-02-17 味の素株式会社 Photosensitive resin composition set

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025023767A (en) * 2023-08-04 2025-02-17 味の素株式会社 Photosensitive resin composition set
JP7782530B2 (en) 2023-08-04 2025-12-09 味の素株式会社 Photosensitive resin composition set

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9448334B2 (en) Optical waveguide and dry film for optical waveguide production
KR100700468B1 (en) Materials for optical waveguides, and optical waveguides and methods of manufacturing the same
US8975349B2 (en) Cationically polymerizable resin composition and cured object obtained therefrom
JP4810911B2 (en) Epoxy resin composition, epoxy resin film, optical waveguide, optical / electrical hybrid wiring board, and electronic device
JP4810887B2 (en) Epoxy resin film, optical waveguide, photoelectric composite substrate, optical communication module
US20210277173A1 (en) Photosensitive epoxy resin composition for formation of optical waveguide, photosensitive film for formation of optical waveguide, optical waveguide produced by using the photosensitive epoxy resin composition or the photosensitive film, and hybrid flexible printed wiring board for optical and electrical transmission
JP5486505B2 (en) Phenol resin mixture, epoxy resin mixture, epoxy resin composition, and cured product
US12012480B2 (en) Epoxy resin photosensitive composition for optical waveguide, photosensitive film for optical waveguide, optical waveguide, and opto-electric hybrid board
WO2005091027A1 (en) Photosensitive resin composition for optical waveguide formation and optical waveguide
JP5357629B2 (en) Resin composition for optical waveguide and optical waveguide using the same
JP2005070556A (en) Optical waveguide, optical/electric hybrid substrate, and resin composition for formation of optical waveguide
JP2007084765A (en) Curable epoxy resin film, optical waveguide using the same and photoelectric composite substrate
JP5028004B2 (en) Curable epoxy resin film
JP2005070558A (en) Optical waveguide, and light/electricity consolidated substrate
JP2019019286A (en) Adhesive composition and optical semiconductor device
JP2008164763A (en) Film optical waveguide
JP5257592B2 (en) Optical waveguide
JP4400567B2 (en) Resin composition
JP2016194021A (en) Epoxy resin having fluorene skeleton and method for producing the same
JP4453401B2 (en) Heat-resistant optical material, optical waveguide, optical / electrical hybrid substrate, method for manufacturing heat-resistant optical material, optical waveguide manufacturing method, and optical / electrical hybrid substrate manufacturing method
WO2025142472A1 (en) Resin composition for optical wave guide and dry film and optical waveguide using said composition
WO2025105092A1 (en) Resin composition for optical waveguide, and dry film, optical waveguide, and semiconductor package substrate using same
WO2005010098A1 (en) Vinyl ether curing composition
JP2007204604A (en) Liquid epoxy resin, epoxy resin composition and cured product
JP2005139285A (en) Liquid epoxy resin, epoxy resin composition and its cured material

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061107