带有透镜的基板及其制造方法,以及带有透镜的光波导的制作方法_5

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要旨,则本发明并不限于以下实施例。
[0276]实施例1
[0277]按照以下顺序,制作对应于第I实施方式的带有反射镜的基板,并进行评价。其中,在实施例1中,在基板I上设置20个透镜部件6。
[0278][包覆层形成用树脂膜的制作]
[0279]< (A)原料聚合物;(甲基)丙烯酸聚合物(A -1)的制作>
[0280]在具备搅拌机、冷却管、气体导入管、滴液漏斗和温度计的烧瓶中,称量46质量份丙二醇单甲醚乙酸酯和23质量份乳酸甲酯,一边导入氮气一边进行搅拌。使液温上升至65°C,经3小时滴加47质量份甲基丙烯酸甲酯、33质量份丙烯酸丁酯、16质量份甲基丙烯酸2 —羟基乙酯、14质量份甲基丙烯酸、3质量份2,2’ 一偶氮二(2,4 一二甲基戊腈)、46质量份丙二醇单甲醚乙酸酯、和23质量份乳酸甲酯的混合物,然后在65°C搅拌3小时,再在95°C继续搅拌I小时,得到(甲基)丙烯酸聚合物(A -1)溶液(固体成分为45质量% )。
[0281](重均分子量的测定)
[0282]使用GPC (东曹株式会社制 “ SD — 8022”、“DP — 8020”和 “ RI — 8020”)测定(A —I)重均分子量(标准聚苯乙烯换算)的结果是3.9X 104。需要说明的是,柱使用日立化成株式会社制 “Gelpack GL — A150 — S” 和 “Gelpack GL — A160 — S”。
[0283](酸值的测定)
[0284]测定(A — I)酸值的结果是79mgKOH/g。需要说明的是,酸值是由中和(A — I)溶液所需的0.lmol/L氢氧化钾水溶液量算出的。这时,将作为指示剂添加的酚酞由无色变为粉红色的点作为中和点。
[0285]<包覆层形成用树脂清漆的调合>
[0286]将作为⑷原料聚合物的前述(A — I)溶液(固体成分为45质量% )84质量份(固体成分为38质量份)、作为(B)光固化成分的具有聚酯骨架的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制“U - 200AX”)33质量份和具有聚丙二醇骨架的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制“UA — 4200”)15质量份、作为(C)热固化成分的将六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯型三聚物用甲乙酮肟保护的多官能封端异氰酸酯溶液(固体成分为75质量% )(住化拜尔聚氨酯株式会社制“SumidurBL3175”)20质量份(固体成分为15质量份)、作为(D)光聚合引发剂的I 一 [4 一(2 —轻基乙氧基)苯基]一 2 —轻基一 2 —甲基一 I 一丙烧一 I 一酬(BASF日本株式会社制“IRGA⑶RE 2959”) I质量份、双(2,4,6 一三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(BASF日本株式会社制“IRGA⑶RE 819”)I质量份,和作为稀释用有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯23质量份一边搅拌一边混合。使用孔径为2 μπι的聚四氟乙烯(POLYFLON)过滤器(ADVANTEC东洋株式会社制“PF020”)进行压滤后,减压脱泡,得到包覆层形成用树脂清漆。
[0287]<包覆层形成用树脂膜的制作>
[0288]使用涂布机(Multi Coater TM 一 MC,株式会社Hirano — tec制),将上述所得的包覆层形成用树脂清漆涂布在作为载膜的PET膜(东洋纺织株式会社制“C0SM0SHINEA4100”,厚度50 μ m)的非处理面上,在100°C干燥20分钟后,粘附作为盖膜的表面脱模处理PET膜(帝人杜邦膜株式会社制“Purex A31”,厚度25 μ m),得到包覆层形成用树脂膜。
[0289]包覆层形成用树脂膜的厚度可以通过调节涂布机的间隙而任意调整,其记载于实施例中。实施例中记载的上部包覆层形成用树脂膜的膜厚是涂布后的膜厚。
[0290][芯层形成用树脂膜的制作]
[0291]使用作为(A)原料聚合物的苯氧基树脂(商品名:Phenol Tote YP 一 70,东都化成株式会社制)26质量份、作为(B)光聚合性化合物的9,9 一双[4 一(2—丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(商品名:A - BPEF,新中村化学工业株式会社制)36质量份和双酚A型环氧基丙烯酸酯(商品名:EA — 1020,新中村化学工业株式会社制)36质量份、作为(C)光聚合引发剂的双(2,4,6 —三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(商品名:IRGA⑶RE 819,BASF日本株式会社制)I质量份和I 一 [4 一(2—羟基乙氧基)苯基]一 2 —羟基一 2 —甲基一 I 一丙烷一 I 一酮(商品名:IRGA⑶RE 2959,BASF日本株式会社制)I质量份、和作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯40质量份,除此以外,采用和上述制造例相同的方法和条件调制芯层形成用树脂清漆B。然后,采用和上述制造例相同的方法和条件进行压滤以及减压脱泡。
[0292]通过和上述制造例相同的方法将上述所得的芯层形成用树脂清漆B涂布在作为载膜的PET膜(商品名:C0SM0SHINE A1517,东洋纺织株式会社制,厚度:16 ym)的非处理面上并干燥,接着粘附作为盖膜的脱模PET膜(商品名:PUrex A31,帝人杜邦膜株式会社制,厚度:25 μπι),使脱模面成为树脂侧,得到芯层形成用树脂膜。这时树脂层的厚度,可以通过调节涂布机的间隙而任意调整,对于本实施例中使用的芯层形成用树脂膜厚度,其记载于实施例中。实施例中记载的芯层形成用树脂膜的膜厚是涂布后的膜厚。
[0293]<透镜部件形成用感光性树脂(膜)的制作>
[0294]向具备搅拌机、回流冷却机、非活性气体导入口和温度计的烧瓶中加入丙二醇单甲醚乙酸酯190质量份,在氮气气氛下升温至80°C,一边将反应温度保持在80°C,一边经4小时均匀滴加甲基丙烯酸10质量份、甲基丙烯酸正丁酯I质量份、甲基丙烯酸苄酯74质量份、甲基丙烯酸2—羟基乙酯15质量份、和2,2’ 一偶氮二(异丁腈)2.5质量份。滴加结束后,在80°C持续搅拌6小时,得到重均分子量约为30000的粘合剂聚合物(a)的溶液(固体成分为35质量% ) ο
[0295]接着,向粘合剂聚合物(a)的溶液(固体成分为35质量% ) 200质量份(固体成分:70质量份)中加入2,2—二(4 一(二(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷8质量份、β —羟乙基一 β ’ 一(甲基)丙烯酰氧基乙基一 ο —邻苯二甲酸酯22质量份、2 -(ο—氯苯基)一 4,5—二苯基咪唑二聚物2.1质量份、N,N’ 一四乙基一 4,4’ 一二氨基二苯甲酮0.33质量份、巯基苯并咪唑0.25质量份、(3 -甲基丙烯酰基丙基)三甲氧基硅烷8质量份、甲乙酮30质量份,并使用搅拌机混合15分钟,制作透镜部件形成用感光性树脂组合物溶液。
[0296]使用厚度为16 μπι的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为载膜,并使用缺角轮涂布机将上述所得的透镜用感光性树脂组合物溶液均匀涂布在载膜上,用100°c的热风对流式干燥机干燥3分钟,除去溶剂,形成透镜部件形成用树脂层6。对于本实施例中使用的透镜用感光性树脂组合物(膜)厚度,其记载于实施例中。实施例中记载的透镜用感光性树脂组合物的膜厚是涂布后的膜厚。
[0297]接着,在所得的透镜部件形成用树脂层6上进一步贴合25 μπι厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为盖膜,制作透镜部件形成用感光性树脂膜。
[0298][第I工序:柱状部件的形成]
[0299]分别剥离盖膜后,将作为柱状部件形成用树脂膜的上述所得的25 μ m厚度的包覆层形成用树脂膜配置在150mmX 150mm的聚酰亚胺膜(聚酰亚胺;Upilex RN(宇部日东化成株式会社制),厚度;25μπι)上。然后,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制,MVLP - 500)抽真空至500Pa以下后,在压力为0.4MPa、温度为110°C、加压时间为30秒的条件下加热压合,进行层压。
[0300]接着,通过具有直径为210 μπι的圆形开口部的负型光掩模,并使用紫外线曝光机(机种名:ΕΧΜ — 1172,株式会社Oak制作所制)从包覆层形成用树脂膜安装面侧照射0.3J/cm2的紫外线(波长为365nm)。然后,剥离载膜,使用显影液为1.0质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,在170°C干燥I小时,形成柱状部件3 (参见图3(b)、图4(b))。
[0301][第2工序;透镜部件形成用柱状部件的形成]
[0302]分别剥离盖膜后,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制,MVLP - 500)抽真空至500Pa以下后,在压力为0.4MPa、温度为110°C、加压时间为30秒的条件下从柱状部件3形成面侧对上述所得的50 μπι厚度的透镜部件形成用感光性树脂膜加热压合,进行层压。
[0303]接着,通过具有直径为200 μ m的圆形开口部的负型光掩模,使开口部在柱状部件3上对位,使用紫外线曝光机(机种名:EXM - 1172,株式会社Oak制作所制)从透镜部件形成用感光性树脂形成面侧照射0.3J/cm2的紫外线(波长为365nm)。
[0304]然后,剥离透镜部件形成用感光性树脂膜的载膜,使用显影液为1.0质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,形成透镜部件形成用柱状部件6A(参见图3(c)、图4(c))。
[0305][第3工序;透镜部件的形成]
[0306]然后,使用显影液为1.0质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,在180°C加热I小时,使透镜部件形成用柱状部件6A滴液(热垂落),在柱状部件3上形成透镜部件6 (参见图3(d)、图 4(d))。
[0307][抗蚀剂的形成]
[0308]分别剥离盖膜后,将作为抗蚀剂形成用树脂膜的上述所得的56 μ m厚度的包覆层形成用树脂膜配置在150mmX 150mm的聚酰亚胺膜(聚酰亚胺;Upilex RN(宇部日东化成株式会社制),厚度;25 μπι)上。然后,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制,MVLP - 500)抽真空至500Pa以下后,在压力为0.4MPa、温度为110°C、加压时间为30秒的条件下加热压合,进行层压。
[0309]接着,通过具有一边为300 μ m的正方形遮光部的负型光掩模,并使用紫外线曝光机(机种名:EXM — 1172,株式会社Oak制作所制)从包覆层形成面侧照射0.3J/cm2的紫外线(波长为365nm)。然后,剥离载膜,使用显影液为1.0质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,在170°C干燥I小时,形成用于保护透镜的抗蚀剂13 (参见图12、图13)。
[0310][评价]
[0311]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为210 μπι,高度为30 μm,凸透镜面的曲率半径为200 μπι。另外,柱状部件3的高度为25 μm,并且其上表面(与透镜部件6的接触面)平坦。另一方面,抗蚀剂13距离基板一面的高度为56 μπι。
[0312]另外,在与透镜部件6相对的位置上配置作为受光用光纤的GI50的多模用光纤,在与柱状部件3相对的位置上配置作为射出用光纤的GI62.5的多模光纤,并且通过基板1、柱状部件3、透镜部件6使从射出用光纤射出的850nm的光信号在受光用光纤中受光,测定这时的光传输损失。光传输损失在光纤前端间距离为10ym时为0.48dB。另外,在光纤前端间距离为200 μ m时为0.56dB,能够良好的进行光信号传送。
[0313]实施例2
[0314]在实施例1中,使柱状部件形成用树脂膜的厚度为50 μ m,使透镜部件形成用树脂膜的厚度为75 μπι,使抗蚀剂的厚度为81 μπι,除此以外,通过相同的方法制作带有透镜的基板。
[0315][评价]
[0316]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为210 μπι,高度为30 μπι,凸透镜面的曲率半径为200 μπι。另外,柱状部件3距离基板一面的高度为50 μπι,并且其上表面平坦。另一方面,抗蚀剂13距离基板一面的高度为81 μπι。
[0317]实施例3
[0318]在实施例1中,使用通过减去法在基板I的一面上制作Cu电极的电配线板,除此以外,通过相同的方法制作带有透镜的基板。基板I表面粗糙度Ra = 1.5 μπι。
[0319][评价]
[0320]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为210 μπι,高度为30 μπι,凸透镜面的曲率半径为200 μπι。另外,柱状部件3的高度为25 μm,并且其上表面平坦。另一方面,抗蚀剂13距离基板一面的高度为56 μ m。
[0321]比较例I
[0322]在实施例3中,不形成柱状部件3,使透镜部件形成用树脂膜的厚度为25 μ m,使抗蚀剂的厚度为31 μπι,除此以外,通过相同的方法制作带有透镜的基板。
[0323][评价]
[0324]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为250 μπι,高度为20 μπι,曲率半径存在偏差。
[0325]实施例4
[0326][带有通孔的基板的制作]
[0327]通过钻孔加工在作为基板I的150mmX 150mm的聚酰亚胺膜(宇部日东化成株式会社制,商品名:UpileX RN,厚度:25μπι)上形成直径为210 μ m的通孔,得到带有通孔的基板(参见图7 (a)、图8 (a))。
[0328][第I工序:柱状部件的形成]
[0329]作为透明部件形成用树脂、柱状部件形成用树脂,使用上述制作的包覆层形成用树脂膜,在分别剥离盖膜后,使用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制,MVLP - 500)抽真空至500Pa以下后,在压力为0.4MPa、温度为110°C、加压时间为30秒的条件下在所得的在基板I的两面上加热压合厚度为25 μπι的包覆层形成用树脂膜,进行层压,由此通过透明部件形成用树脂、柱状部件形成用树脂填埋通孔2内部,同时在基板I的一面上层叠透明部件形成用树脂,在另一面上层叠柱状部件形成用树脂(参见图7 (b)、图8 (b))。
[0330]接着,在透明部件形成用树脂面侧被覆通孔2中心与开口部中心对位的、具有一边为5mm的正方形开口部的负型光掩模,隔着该光掩模,使用上述紫外线曝光机从透明部件形成用树脂面侧照射0.3J/cm2的紫外线(波长为365nm)(参见图10)。透过开口部,向透明部件形成用树脂上照射紫外线,并且在基板上仅透过通孔,向柱状部件形成用树脂照射紫外线。
[0331]接着,剥离透明部件形成用树脂膜和柱状部件形成用树脂膜的载膜,使用显影液为L O质量%的碳酸钾水溶液进行蚀刻,在170°C干燥I小时,制作带有透明部件5和柱状部件3的基板I。
[0332][第2工序;透镜部件形成用柱状部件的形成]
[0333]与实施例1同样地,第2工序在基板的一面侧上层叠透镜部件形成用感光性树脂膜,接着使用上述紫外线曝光机从透明部件5侧向基板I上照射0.3J/cm2的紫外线(波长为365nm)。紫外线仅透过设置了通孔的位置,透镜部件形成用感光性树脂膜中仅与通孔一致的部分固化。
[0334]然后,剥离透镜部件形成用感光性树脂膜的载膜后,与实施例1同样地进行蚀刻,在柱状部件3上形成透镜部件形成用柱状部件6A。
[0335][第3工序;透镜部件的形成]
[0336]然后,与实施例1同样地实施第3工序,在柱状部件3上形成透镜部件6,再形成抗蚀剂(未图示),得到带有透镜的基板(参见图9)。
[0337][评价]
[0338]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为210 μπι,高度为30.5 μπι,上表面的曲率半径为210 μπι。另一方面,柱状部件3距离基板一面的高度为25 μ m,并且其上表面为平坦面。另外,抗蚀剂距离基板一面的高度为56 μ mo
[0339]另外,与第I实施例同样地测定光传输损失。光传输损失在光纤前端间距离为100 μ m时为0.45dBo另外,在光纤前端间距离为200 μ m时为0.57dB,能够良好的进行光信号传送。
[0340]实施例5
[0341]在实施例4中,使柱状部件形成用树脂膜的厚度为50 μ m,使透镜部件形成用树脂膜的厚度为75 μπι,使抗蚀剂的厚度为81 μπι,除此以外,通过相同的方法制作带有透镜的基板。
[0342][评价]
[0343]观察所得的带有透镜的基板的剖面,结果透镜部件6的直径为210 μπι,高度为30.5ym,凸透镜面的曲率半径为210 μπι。柱状部
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