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光波导用粘接剂组合物、使用其的光波导用粘接薄膜和光波导用粘附粘接片、以及使用它们的光学装置

摘要

本发明提供含有(a)环氧树脂、(b)固化剂和(c)高分子化合物的粘接剂组合物,其固化物的全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率为80以上,该粘接剂组合物是兼顾了透明性和耐热性的光波导用粘接剂组合物,本发明还提供将该粘接剂组合物形成为薄膜状而成的光波导用粘接薄膜、由该粘接剂组合物和支持基材形成的光波导用粘附粘接片,以及使用这些制造的光学装置。

著录项

  • 公开/公告号CN101578344A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-11-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日立化成工业株式会社;

    申请/专利号CN200880001686.9

  • 申请日2008-03-13

  • 分类号C09J163/00;C09J7/02;C09J161/06;G02B6/12;

  • 代理机构北京银龙知识产权代理有限公司;

  • 代理人钟晶

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 22:57:19

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-05-03

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C09J163/00 授权公告日:20130710 终止日期:20160313 申请日:20080313

    专利权的终止

  • 2013-07-10

    授权

    授权

  • 2010-01-06

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2009-11-11

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及光波导用粘接剂树脂组合物,使用其的光波导用粘接薄膜和光波导用粘附粘接片,以及使用它们的光学装置。

背景技术

近年来,就电子元件间或配线基板间的高速·高密度信号传送来说,在以往通过电配线的传送中,信号的相互干扰或衰减成为了障碍,已开始看到高速·高密度化的限度。为了突破该状况正在研究利用光来连接电子元件间或配线基板间的技术即所谓的光互连。

对于这些光互连所使用的光波导用粘接剂,除了透明性、高耐热性、高可靠性以外,粘接剂层的膜厚控制和操作性、可挠性等也成为课题。例如,提出了含氟环氧树脂(例如,参照专利文献1)。但是,焊料耐热性差,进而由于材料是液态因此膜厚控制和操作性困难,并且固化后的弹性模量高、可挠性也差,因此并不是足以作为光波导用粘接剂的物质。

专利文献1:日本特许第2618682号公报

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题提出的,目的在于提供兼备透明性和耐热性的光波导用粘接剂组合物,使用其的光波导用粘接薄膜和光波导用粘附粘接片,以及使用它们来制造的光学装置。

本发明人等进行了深入研究,结果发现通过以下方法可以解决上述问题。

即,本发明提供:

(1)一种光波导用粘接剂组合物,其为含有(a)环氧树脂、(b)固化剂和(c)高分子化合物的粘接剂组合物,其固化物的全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率为80%以上。

(2)根据上述(1)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,进行3次最高温度265℃的回流试验后,所述固化物的全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率为80%以上。

(3)根据上述(1)或(2)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,进行3次最高温度265℃的回流试验时,其前后的所述固化物的折射率变化在±0.005以内。

(4)根据上述(1)~(3)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,进行3次最高温度265℃的回流试验后,所述固化物的棋盘格胶带法(碁盤目テ一プ法)测得的粘接性的评价分数为8分以上。

(5)根据上述(1)~(4)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,在附带使用所述粘接剂组合物而成的粘接剂的光波导的反复弯曲试验中,以曲率半径5mm进行10万次弯曲试验后,光波导不发生机械性断裂。

(6)根据上述(1)~(5)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,当(a)环氧树脂和(b)固化剂的总质量为A、(c)高分子化合物的质量为B时,其比例A/B为0.24~1.0。

(7)根据上述(1)~(6)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(a)环氧树脂是环球法测定的软化点为50℃以上的固体环氧树脂。

(8)根据上述(1)~(7)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(a)环氧树脂是不具有变异原性的物质。

(9)根据上述(1)~(8)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(b)固化剂是羟基当量为150g/eq以上的酚树脂。

(10)根据上述(9)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(b)固化剂是下述通式(I)所示的酚树脂,

式中,R1可以各自相同也可以不同,表示氢原子、碳原子数1~10的直链或支链烷基、环烷基、芳烷基、烯基、羟基、芳基或卤原子,n表示1~3的整数,m表示0~50的整数。

(11)根据上述(10)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,所述通式(I)所示的酚树脂的吸水率为2质量%以下。

(12)根据上述(1)~(11)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(c)高分子化合物是含官能团丙烯酸共聚物。

(13)根据上述(12)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,含官能团丙烯酸共聚物是含环氧基丙烯酸共聚物。

(14)根据上述(13)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,含环氧基丙烯酸共聚物含有0.5~6质量%的作为其原料的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。

(15)根据上述(12)~(14)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,含官能团丙烯酸共聚物的重均分子量为10万以上。

(16)根据上述(12)~(15)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,含官能团丙烯酸共聚物的玻璃化温度是-50℃~30℃。

(17)根据上述(1)~(16)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,进一步含有(d)填料。

(18)根据上述(17)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(c)高分子化合物是含有1.5~2.5质量%的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯且重均分子量为10万以上的含环氧基丙烯酸共聚物,所述组合物含有相对于(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计100质量份为1~50质量份的(d)填料,并且(d)填料是平均粒径为0.01~0.1μm的无机填料。

(19)根据上述(1)~(18)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物,其中,进一步含有(e)固化促进剂。

(20)根据上述(19)所述的光波导用粘接剂组合物,其中,(e)固化促进剂为咪唑化合物。

(21)根据上述(1)~(5)的任一项所述的光波导用粘接剂树脂组合物,其中,(b)固化剂是酚系环氧树脂固化剂,(c)高分子化合物是含有官能团且重均分子量为10万以上的高分子化合物,所述组合物进一步含有(f)通过紫外线照射而得到的固化物的Tg为250℃以上的光反应性单体、(g)通过波长200~450nm的紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂。

(22)根据上述(21)所述的光波导用粘接剂树脂组合物,其中,(c)含官能团且重均分子量为10万以上的高分子化合物是含缩水甘油基(甲基)丙烯酸共聚物,其含有0.5~6质量%的含缩水甘油基重复单元。

(23)根据上述(21)或(22)所述的光波导用粘接剂树脂组合物,其中,相对于(c)含官能团且重均分子量为10万以上的化合物100质量份,含有(a)环氧树脂5~250质量份,(f)通过紫外线照射得到的固化物的Tg为250℃以上的光反应性单体5~100质量份,(g)通过波长200~450nm的紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂0.1~20质量份,并且在酚性羟基相对于环氧树脂的一个环氧基的当量比为0.5~1.5的范围内含有(b)酚系环氧树脂固化剂。

(24)一种光波导用粘接薄膜,其是将上述(1)~(20)的任一项所述的粘接剂组合物形成为薄膜状而成的。

(25)一种光波导用粘附粘接片,其是由上述(21)~(23)的任一项所述的粘接剂组合物和支持基材构成的。

(26)一种光学装置,其是使用上述(1)~(23)的任一项所述的光波导用粘接剂组合物、权利要求24所述的光波导用粘接薄膜或权利要求25所述的粘附粘接片,将光波导粘接而成的。

根据本发明,可以提供透明性和耐热性优异的光波导用粘接剂组合物,使用其的光波导用粘接剂薄膜和光波导用粘附粘接片,以及使用它们的光学装置。

附图说明

图1是表示本发明的粘接薄膜的截面示意图。

图2是表示本发明的粘接薄膜的使用方法和光学装置的一个例子的截面示意图。图2中,(a)~(c)是说明(a)粘接薄膜的贴合,(b)支持基材的剥离,(c)粘接,各工序的图。

图3是表示本发明的粘附粘接片的截面示意图。

图4是表示本发明的粘附粘接片的使用方法和光学装置的一个例子的截面示意图。图4中,(a)~(c)是说明(a)粘附粘接片的贴合,(b)支持基材的剥离,(c)粘接,各工序的图。

图5是本发明的粘附粘接片的使用方法和光学装置的一个例子的截面示意图。图5中,(a)~(d)是说明(a)粘附粘接片的贴合,(b)光波导的单个片化,(c)支持基材的剥离,(d)向被粘接体的粘接,各工序的图。

图6是表示光波导制造工序的一个例子的截面示意图。图6中,(a)~(f)是说明(a)下部包层的固化,(b)芯层形成用树脂薄膜的层压,(c)曝光,(d)显影,(e)上述包层形成用树脂薄膜的层压、固化,(f)基材薄膜的剥离,各工序的图。

图7是本发明的粘接薄膜和粘附粘接片的评价所使用的回流试验的温度曲线图。

图8是实施例1-A的粘接薄膜在波长700~1600nm处的回流前后的光线透过率。

图9是实施例1-B的粘附粘接片在波长700~1600nm处的回流前后的光线透过率。

图10是实施例2-B的粘附粘接片在波长700~1600nm处的回流前后的光线透过率。

符号说明

1:粘接剂层

1′:粘附粘接层

2:支持体薄膜或支持基材

3:保护薄膜

4:粘接薄膜

4′:粘附粘接片

11:光波导

21:被粘接部件

31、38:基材薄膜(包层用)

32:下部包层

33:芯层

34:基材薄膜(芯部形成用)

35:光掩模

36:芯图案

37:上部包层

40:光学装置

具体实施方式

本发明的光波导用粘接剂组合物(以下,简称为“粘接剂组合物”)的特征在于,含有(a)环氧树脂、(b)固化剂和(c)高分子化合物,其固化物的全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率为80%以上,本发明的光波导用粘接剂薄膜(以下,简称为“粘接薄膜”)的特征在于,将该粘接剂组合物形成为薄膜状而成。

另外,本发明的粘接剂组合物为,在所述粘接剂组合物中,(b)成分是酚系环氧树脂固化剂,(c)成分是含有官能团的重均分子量10万以上的高分子化合物,进一步还可以含有(f)通过紫外线照射得到的固化物的Tg为250℃以上的光反应性单体、以及(g)通过波长200~450nm的紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂;本发明的粘附粘接片的特征是由该粘接剂组合物和支持基材构成。

以下,更详细地说明本发明。

本发明的粘接剂组合物的固化物的全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率为80%以上,进而,优选为进行3次最高温度265℃的回流试验后的所述全光线透过率为80%以上。如果它们的光线透过率为80%以上,则可以保持充分的透明性,因此可以适用无铅回流工艺,扩大粘接剂组合物的应用范围。从以上观点考虑,它们的光线透过率更优选为81%以上,进一步优选为83%以上,特别优选为85%以上。另外,光线透过率是全光线透过率和波长700~1600nm处的光线透过率,可以通过实施例记载的方法来测定。在光互连中,作为光源广泛研究波长850nm~1300nm的激光器,包含本波长的近红外区域的光线透过率是特别重要的。这里,所谓最高温度265℃的回流试验,是指在以IPC/JEDEC J-STD-020B为基准的条件下实施的无铅焊料回流试验。

本发明的粘接剂组合物的固化物优选为,进行3次最高温度265℃的回流试验时,其前后的折射率变化在±0.005以内。如果折射率变化在该范围内,则由于可以确保光学稳定性,因此可以适用无铅回流工艺,扩大粘接剂组合物的应用范围。从以上的观点考虑,折射率变化更优选在±0.003以内,进一步优选在±0.001以内。这里,折射率可以通过实施例记载的方法来测定。

本发明的粘接剂组合物的固化物优选为,进行3次最高温度265℃的回流试验后的棋盘格胶带法测得的粘接性的评价分数为8分以上。如果该粘接性的评价分数在8分以上,则可以保持充分的粘接性,因此可以适用无铅回流工艺,扩大粘接剂组合物的应用范围。从该观点考虑,粘接性的评价分数进一步优选为10分。这里,棋盘格胶带法,是指按照JIS-K5400进行的粘接性的试验方法。

本发明的粘接剂组合物优选为,在使用该粘接剂组合物而成的带粘接剂光波导的反复弯曲试验中,以曲率半径5mm进行10万次弯曲试验后,光波导不发生机械性断裂。如果光波导不发生机械性断裂,则可以长期稳定地进行光传输,可以应用于例如移动电话的转轴(hinge)部分等经常活动的部分。为了机器的小型化,要求在更小的曲率半径下也不发生光波导的机械断裂,从这个观点考虑,更优选在曲率半径3mm时不发生机械性断裂,进一步优选为2mm。机械断裂可以通过放大镜、显微镜、或目测观察来确认。

这里,至于光波导,只要是能够控制光的传输、分支、反射、折射、放大、衰减等的话就没有特别限定,通常由折射率高的芯和覆盖其的折射率低的包层构成。本发明中,从可以制造具有可挠性的柔性光波导的观点考虑,适宜使用具有可挠性的聚合物光波导。

以下,具体说明各成分。

本发明所使用的(a)环氧树脂,只要是固化而表现粘接作用的物质就没有特别限制。可以使用2官能团以上,优选分子量小于5000,更优选小于3000的环氧树脂。例如,可以使用双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂等2官能环氧树脂,苯酚酚醛清漆型环氧树脂或甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂等。另外,也可以应用多官能环氧树脂或含有杂环的环氧树脂等通常公知的物质。

作为这样的环氧树脂,市售品中,可以使用例如埃匹克特(エピコ-ト)807、埃匹克特815、埃匹克特825、埃匹克特827、埃匹克特828、埃匹克特834、埃匹克特1001、埃匹克特1002、埃匹克特1003、埃匹克特1055、埃匹克特1004、埃匹克特1004AF、埃匹克特1007、埃匹克特1009、埃匹克特1003F、埃匹克特1004F(以上均为商品名,日本环氧树脂株式会社制造)、DER-330、DER-301、DER-361、DER-661、DER-662、DER-663U、DER-664、DER-664U、DER-667、DER-642U、DER-672U、DER-673MF、DER-668、DER-669(以上均为商品名,陶氏化学公司制造)、YD8125、YDF8170(以上均为商品名,东都化成株式会社制造)等双酚A型环氧树脂,YDF-2004(商品名,东都化成株式会社制造)等双酚F型环氧树脂,埃匹克特152、埃匹克特154(以上均为商品名,日本环氧树脂株式会社制造)、EPPN-201(商品名,日本化药株式会社制造)、DEN-438(商品名,陶氏化学公司制造)等苯酚酚醛清漆型环氧树脂,埃匹克特180S65(商品名,日本环氧树脂株式会社制造)、爱牢达(Araldite)ECN1273、爱牢达ECN1280、爱牢达ECN1299(以上均为商品名、汽巴精化公司制造)、YDCN-701、YDCN-702、YDCN-703、YDCN-704(以上均为商品名,东都化成株式会社制造)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上均为商品名,日本化药株式会社制造)、ESCN-195X、ESCN-200L、ESCN-220(以上均为商品名,住友化学工业株式会社制造)等甲酚酚醛清漆型环氧树脂,爱彭(エポン)1031S、埃匹克特1032H60、埃匹克特157S70(以上均为商品名,日本环氧树脂株式会社制造)、爱牢达0163(商品名、汽巴精化公司制造)、代那库尔(デナコ一ル)EX-611、代那库尔EX-614、代那库尔EX-614B、代那库尔EX-622、代那库尔EX-512、代那库尔EX-521、代那库尔EX-421、代那库尔EX-411、代那库尔EX-321(以上均为商品名,长濑化成株式会社制造)、EPPN501H、EPPN502H(以上均为商品名,日本化药株式会社制造)等多官能环氧树脂,埃匹克特604(商品名,日本环氧树脂株式会社制造)、YH-434(商品名,东都化成株式会社制造)、TETRAD-X、TETRAD-C(以上均为商品名,三菱瓦斯化学株式会社制造)、ELM-120(商品名,住友化学株式会社制造)等胺型环氧树脂,爱牢达PT810(商品名,汽巴精化公司制造)等含有杂环的环氧树脂,ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(以上均为商品名,UCC公司制造)等脂环式环氧树脂等。这些环氧树脂可以使用1种或者并用2种以上。

本发明中,从耐热性的观点考虑,将室温(25℃)下为固体且通过环球法测定的软化点为50℃以上的环氧树脂,优选使用环氧树脂整体的20质量%以上,更优选使用40质量%以上,进一步优选使用60质量%以上。

作为这种环氧树脂,可以举出例如,双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚的二缩水甘油醚化物、萘二醇的二缩水甘油醚化物、酚类的二缩水甘油醚化物、醇类的二缩水甘油醚化物、以及这些的烷基取代物、卤化物、氢化物等。这些可以单独使用1种,也可以并用2种以上,也可以含有环氧树脂以外的成分作为杂质。环氧树脂的分子量大、软化点为50℃以上的环氧树脂、环氧树脂和橡胶的极性差大但其组合难以相溶,因此优选使用这些物质。

这里,环氧树脂,优选如后所述与高分子化合物不相溶,将作为环氧树脂的2种以上的环氧树脂并用时,优选它们的混合物和高分子化合物不相溶,该混合物中也可以含有相溶性的环氧树脂。例如,将软化点为50℃以上的单独时非相溶性的环氧树脂YDCN703和软化点小于50℃的单独时相溶性的环氧树脂埃匹克特828组合时,以1∶0~1∶10的质量比混合这些的环氧树脂混合物就会成为非相溶性。

本发明所使用的(b)固化剂,只要是能够使环氧树脂固化的物质就没有特别限定。作为这样的固化剂,可以举出例如多官能酚类、胺类、咪唑类化合物、酸酐、有机磷化合物和它们的卤化物、聚酰胺、多硫化物、三氟化硼等。

作为多官能酚类的例子,可以举出作为单环二官能酚的对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚,作为多环二官能酚的双酚A、双酚F、双酚S、萘二醇类、双酚类以及它们的卤化物、烷基取代物等。另外,可以举出这些酚类与醛类的缩聚物即苯酚酚醛清漆树脂、甲阶酚醛树脂、双酚A酚醛清漆树脂和甲酚酚醛清漆树脂等酚树脂等。作为市售的优选的酚树脂固化剂,可以举出例如酚莱特(フエノライト)LF2882、酚莱特LF2822、酚莱特TD-2090、酚莱特TD-2149、酚莱特VH4150、酚莱特VH4170(以上均为商品名,大日本油墨化学工业株式会社制造)等。

作为(b)固化剂,优选使用羟基当量150g/eq以上的酚树脂。作为这样的酚树脂,只要具有上述值就没有特别限制,但酚醛清漆型或甲阶酚醛型的树脂,由于耐湿可靠性优异,因此优选使用。

作为上述酚树脂的具体例子,可以举出例如,下述通式(I)所示的酚树脂,

式中,R1可以各自相同也可以不同,表示氢原子、碳原子数1~10的直链或支链烷基、环烷基、芳烷基、链烯基、羟基、芳基或卤原子,n表示1~3的整数,m表示0~50的整数。

作为这样的酚树脂,只要符合通式(I)就没有特别限制,但从耐湿性的观点考虑,优选在85℃、85%RH的恒温恒湿槽中放置48小时后的吸水率为2质量%以下。

另外,优选使用通过热重分析仪(TGA)测定的350℃的加热重量减少率(升温速度:5℃/分钟,环境气体:氮气)小于5%的物质。如果加热重量减少率小于5%,在加热加工时等可以抑制挥发成分,从而提高耐热性、耐湿性等各特性的可靠性,并且可以减少加热加工等作业时因挥发成分引起的仪器污染。

所述通式(I)所示的酚树脂,可以通过例如在无催化剂或酸催化剂的存在下,使酚化合物和2价连接基团的亚二甲苯基化合物反应而得到。作为上述的酚树脂,可以举出例如Milex XLC系列、Milex XL系列(以上均为商品名,三井化学株式会社制造)等。

将上述通式(I)所示的酚树脂与环氧树脂组合使用时的配合量,以各自环氧当量和羟基当量的当量比计,优选为0.70/0.30~0.30/0.70,更优选为0.65/0.35~0.35/0.65,进一步优选为0.60/0.30~0.30/0.60,特别优选为0.55/0.45~0.45/0.55。配合比在上述范围内的话,可以提高制成粘接剂时的固化性。

作为制造上述通式(I)的酚树脂所使用的酚化合物,可以举出苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、邻乙基苯酚、对乙基苯酚、邻正丙基苯酚、间正丙基苯酚、对正丙基苯酚、邻异丙基苯酚、间异丙基苯酚、对异丙基苯酚、邻正丁基苯酚、间正丁基苯酚、对正丁基苯酚、邻异丁基苯酚、间异丁基苯酚、对异丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,6-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、2,4,6-三甲基苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、4-甲氧基苯酚、邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、对环己基苯酚、邻烯丙基苯酚、对烯丙基苯酚、邻苄基苯酚、对苄基苯酚、邻氯苯酚、对氯苯酚、邻溴苯酚、对溴苯酚、邻碘苯酚、对碘苯酚、邻氟苯酚、间氟苯酚、对氟苯酚等。特别优选苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚等。

这些苯酚化合物可以单独使用,也可以混合两种以上来使用。

作为制造上述通式(I)的酚树脂所使用的2价连接基团的亚二甲苯基化合物,可以使用如下所示的二卤甲基苯、亚二甲苯基二甲醇以及它们的衍生物。即,α,α’-二氯对二甲苯、α,α’-二氯间二甲苯、α,α’-二氯邻二甲苯、α,α’-二溴对二甲苯、α,α’-二溴间二甲苯、α,α’-二溴邻二甲苯、α,α’-二碘对二甲苯、α,α’-二碘间二甲苯、α,α’-二碘邻二甲苯、α,α’-二羟基对二甲苯、α,α’-二羟基间二甲苯、α,α’-二羟基邻二甲苯、α,α’-二甲氧基对二甲苯、α,α’-二甲氧基间二甲苯、α,α’-二甲氧基邻二甲苯、α,α’-二乙氧基对二甲苯、α,α’-二乙氧基间二甲苯、α,α’-二乙氧基邻二甲苯、α,α’-二正丙氧基对二甲苯、α,α’-二正丙氧基间二甲苯、α,α’-二正丙氧基邻二甲苯、α,α’-二异丙氧基对二甲苯、α,α’-二异丙氧基间二甲苯、α,α’-二异丙氧基邻二甲苯、α,α’-二正丁氧基对二甲苯、α,α’-二正丁氧基间二甲苯、α,α’-二正丁氧基邻二甲苯、α,α’-二异丁氧基对二甲苯、α,α’-二异丁氧基间二甲苯、α,α’-二异丁氧基邻二甲苯、α,α’-二叔丁氧基对二甲苯、α,α’-二叔丁氧基间二甲苯、α,α’-二叔丁氧基邻二甲苯等。这些之中,优选α,α’-二氯对二甲苯、α,α’-二氯间二甲苯、α,α’-二氯邻二甲苯、α,α’-二羟基对二甲苯、α,α’-二羟基间二甲苯、α,α’-二羟基邻二甲苯、α,α’-二甲氧基对二甲苯、α,α’-二甲氧基间二甲苯、α,α’-二甲氧基邻二甲苯。这些亚二甲苯基化合物可以单独使用,也可以混合两种以上来使用。

使上述酚化合物和亚二甲苯基化合物反应时,使用酸性催化剂,反应至在50~250℃时作为原料的亚二甲苯基化合物实质性地消失且反应组成达到恒定。

作为酸性催化剂,可以举出盐酸、硫酸、磷酸、多磷酸等无机酸类,二甲基硫酸、二乙基硫酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸等有机羧酸类,三氟甲磺酸等超强酸类,链烷磺酸型离子交换树脂这样的强酸性离子交换树脂类、全氟链烷磺酸型离子交换树脂这样的超强酸性离子交换树脂类(商品名:那非恩(ナフイオン),Nafion,杜邦公司制造),天然和合成的沸石类,活性白土(酸性白土)类等。

反应时间根据原料或反应温度而有所不同,但大概在1~15小时左右,实际上,可以一边通过GPC(凝胶渗透色谱)等追踪反应组成,一边来决定。这里,例外的是,使用α,α’-二氯对二甲苯这样的卤代二甲苯衍生物时,一边产生对应的卤化氢气体,一边在无催化剂条件下进行反应,因此不需要催化剂。其他情况下,在酸催化剂的存在下,反应进行,产生对应的水或醇。这里,酚化合物和亚二甲苯基化合物的反应摩尔比为,通常过量使用酚化合物,反应后,回收未反应的酚化合物。此时,根据酚化合物的量决定平均分子量,酚化合物过量得越多,得到的酚树脂的平均分子量越低。这里,至于酚化合物部分是烯丙基苯酚的酚树脂,例如可以通过以下方法得到:制造没有被烯丙基化的酚树脂,使烯丙基卤与其反应,经烯丙基醚,通过克莱森重排进行烯丙基化。

作为胺类的粒子,可以举出脂肪族或芳香族的伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐以及脂肪族环状胺类、胍类、尿素衍生物等。作为这些化合物的例子,可以举出N,N-苄基二甲基胺、2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、四甲基胍、三乙醇胺、N,N’-二甲基哌嗪、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯碳、1,5-二氮杂双环[4.4.0]-5-壬烷、六亚甲基四胺、吡啶、甲基吡啶、哌啶、吡咯烷、二甲基环己胺、二甲基己胺、环己胺、二异丁胺、二正丁胺、二苯胺、N-甲基苯胺、三正丙胺、三正辛胺、三正丁胺、三苯胺、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四甲基碘化铵、三乙四胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基醚、双氰胺、甲苯基二胍、脒基脲、二甲基脲等。

作为咪唑化合物的例子,可以举出咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、4,5-二苯基咪唑、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2-十一烷基咪唑啉、2-十七烷基咪唑啉、2-异丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑啉、2-苯基-4-甲基咪唑啉、苯并咪唑、1-氰基乙基咪唑等。

作为酸酐的例子,可以举出邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐等。

作为有机磷化合物,只要是具有有机基团的磷化合物就可以使用,没有特别限制,例如,可以举出六甲基磷酸三酰胺、磷酸三(二氯丙基)酯、磷酸三(氯丙基)酯、亚磷酸三苯基酯、磷酸三甲酯、苯膦酸、三苯基膦、三正丁基膦、二苯基膦等。这些固化剂可以单独使用或组合使用。

这些固化剂的配合量,只要是可以使环氧基的固化反应进行即可,没有特别限定,相对于1摩尔环氧基,优选0.01~0.5当量的范围,特别优选0.8~1.2当量的范围。

这里,就环氧树脂和固化剂来说,使用不具有变异原性的化合物,例如双酚A的物质,对环境和人体的影响小,因此优选。

作为本发明使用的(c)高分子化合物,从低弹性、粘接性、高温时可靠性的观点考虑,优选与环氧树脂不相溶的物质,可以举出例如丙烯酸系共聚物、丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、有机硅橡胶等橡胶,有机硅树脂、有机硅改性聚酰胺酰亚胺等有机硅改性树脂,聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺等。这里,所谓与环氧树脂不相溶,是指与环氧树脂分离而分成2个以上的相的性质。

(c)高分子化合物,优选具有反应性基团(官能团)并且重均分子量为10万以上的物质。

作为反应性基团,可以举出例如羧酸基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氨基、羟基、缩水甘油基等环氧基,环硫化物等。这些之中,如果官能团单体是羧酸类型的丙烯酸,则容易进行交联反应,发生清漆状态的凝胶化以及B阶段状态下的固化度上升引起的粘接力下降。因此,从不产生这些情况或者直到很长时间为止都不产生这些情况的观点考虑,更优选使用具有环氧基的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下总称为“(甲基)丙烯酸缩水甘油酯”)作为(c)高分子化合物的原料。作为本发明所使用的(c)高分子化合物,更优选重均分子量为10万以上的含环氧基丙烯酸共聚物。本发明所使用的(c)成分可以通过如下方法得到:在得到高分子化合物的聚合反应中,使未反应单体残存的方式聚合而得到;或者在得到高分子化合物后,通过添加含反应性基团单体而得到。这里,重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)法使用标准聚苯乙烯的标准曲线的聚苯乙烯换算值。

作为丙烯酸共聚物,可以举出例如(甲基)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸橡胶等,其中,优选丙烯酸橡胶。丙烯酸橡胶,是以丙烯酸酯为主成份,主要由丙烯酸丁酯和丙烯腈等的共聚物或者丙烯酸乙酯和丙烯腈等的共聚物等构成的橡胶。作为共聚物单体,可以举出例如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等。

另外,从粘接性和耐热性高的角度考虑,特别优选含有0.5~6质量%的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯作为官能团,且玻璃化温度(以下,简记为“Tg”)为-50℃~30℃、更优选-10℃~30℃,且重均分子量为10万以上的丙烯酸共聚物。

至于含有(甲基)丙烯酸缩水甘油酯作为共聚物单体成分且重均分子量为10万以上的含缩水甘油基(甲基)丙烯酸共聚物,可以从上述单体中选择适当的单体来制造,也可以使用市售品(例如,日本长濑化成株式会社制造的HTR-860P-3,HTR-860P-5等)。

就(c)高分子化合物来说,由于官能团的数目对交联密度有影响,因而根据使用的树脂而有所不同,但以多个单体的共聚物的形式得到高分子化合物时,用作为原料的含官能团单体的量和含有官能团的重复单元的量,优选为共聚物的0.5~6.0质量%。

用作为官能团单体的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的量和含缩水甘油基重复单元的量,优选为共聚物的0.5~6.0质量%。为0.5质量%以上的话,可以得到更高的粘接力,从这个观点考虑,更优选0.8质量%以上,进一步优选2质量%以上。另一方面,为6质量%以下的话,由于发生缩水甘油基的稳定的交联,因而可以抑制凝胶化。从以上观点考虑,更优选共聚物的0.5~5.0质量%,进一步优选0.8~5.0质量%。可以使用具有碳原子数1~8的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯、以及苯乙烯、丙烯腈等的混合物。这些之中,特别优选(甲基)丙烯酸乙酯和/或(甲基)丙烯酸丁酯。

混合比率优选考虑共聚物的Tg来进行调整。如果Tg为-10℃以上,则可以使B阶段状态下的粘接剂层或粘接薄膜的发粘性下降,可以提高操作性。聚合方法没有特别限制,可以举出例如粒状聚合、溶液聚合等,通过这些方法得到共聚物。

(c)高分子化合物的重均分子量优选为10万以上,更优选为30万~300万,进一步优选为40万~250万,特别优选为50万~200万。如果重均分子量为10万以上,则可以提高片状、薄膜状的强度和可挠性,可以抑制发粘性增大。另一方面,如果为300万以下,则流动性良好,可以提高对被粘物凹凸的追随性。

上述(c)高分子化合物的配合量,从弹性模量降低或成型时的流动性抑制的观点考虑,当将(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计质量设为A,(c)高分子化合物的质量设为B时,其比例A/B优选为0.24~1.0。如果该配合比例为0.24以上,则可以得到弹性模量降低以及成型时的流动性抑制的效果,另一方面,如果为1.0以下,则可以提高高温时的操作性。

本发明的粘接剂组合物中,可以根据需要进一步配合(d)填料和/或(e)固化促进剂。

作为(d)填料,可以举出无机填料和有机填料,但从其操作性提高、热传导性提高、熔融粘度的调整和赋予触变性等观点考虑,优选添加无机填料。

无机填料没有特别限制,可以举出例如氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、结晶硅石、非晶硅石等。这些可以使用1种,或并用2种以上。从热传导性提高的观点考虑,更优选氧化铝、氮化铝、氮化硼、结晶硅石、非晶硅石等。从熔融粘度的调整和赋予触变性的观点考虑,更优选氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、结晶硅石、非晶硅石等。

作为有机填料,有各种橡胶填料等,可以举出例如丙烯腈丁二烯橡胶填料、有机硅橡胶填料等。这些物质具有低温下的可挠性提高以及低弹性模量化的效果。

(d)填料,更优选与水的接触角为100度以下。如果与水的接触角为100度以下,则可以提高填料的添加效果,如果为60度以下,则耐回流性提高效果特别高,因而更加优选。

(d)填料的平均粒径优选为0.005~0.1μm,更优选为0.01~0.1μm。如果平均粒径为0.005μm以上,则可以提高分散性、流动性;如果为0.1μm以下,则可以提高粘接性。这里,填料与水的接触角通过以下方法测定。将填料压缩成型而制作平板,在其上滴下水滴,用接触角仪测定该水滴与平板接触的角度。进行10次该测定,使用其平均值作为接触角的值。

作为这样的填料,可以举出硅石、氧化铝、锑酸化物等。作为硅石,市售品有NanoTek SiO2(商品名,CI化成(シ一アイ化成)株式会社制造,接触角:43度,平均粒径:0.012μm),和Aerosil R972(商品名,日本Aerosil株式会社制造,接触角:43度,平均粒径:0.016μm);作为氧化铝,市售品有NanoTek Al2O3(商品名,CI化成株式会社制造,接触角:55度,平均粒径:0.033μm);作为三氧化二锑,市售品有PATOX-U(商品名,日本精鉱株式会社制造,接触角:43度,平均粒径:0.02μm)。

(d)填料的配合量,相对于(a)环氧树脂和(b)固化剂100质量份,优选为1~50质量份。如果该配合量为50质量份以下,则可以降低粘接剂的储存弹性模量,提高粘接性。从该观点考虑,更优选5~40质量份,特别优选10~30质量份。但是,填料会导致光波导形成时的曝光光线发生散射和反射,影响光波导的分辨率,所以通过在粘接剂上累积(buildup)光波导而制作时,优选考虑该情况来适当调整填料含量。

作为(e)固化促进剂,没有特别限制,例如可以使用叔胺、咪唑类、季铵盐等。

作为咪唑类,可以举出例如2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯等,这些可以使用1种或并用2种以上。至于咪唑类,市售有例如2E4MZ、2PZ-CN、2PZ-CNS(均为商品名,四国化成工业株式会社制造)。

另外,从薄膜的使用寿命长的方面考虑,优选具有潜在性的固化促进剂。作为其代表性的例子,可以举出双氰胺、己二酸二酰肼等二酰肼化合物,胍胺酸、蜜胺酸、环氧化合物和咪唑化合物的加成化合物、环氧化合物和二烷基胺类的加成化合物、胺和硫脲的加成化合物、胺和异氰酸酯的加成化合物等。另外,从可以降低在室温(25℃)下的活性的方面考虑,优选具有加成(adduct)型的结构。

(e)固化促进剂的配合量,相对于(a)环氧树脂和(b)固化剂的总量100质量份,优选为5.0质量份以下,更优选为0.05~3.0质量份,进一步优选0.2~3.0质量份。如果该配合量为5.0质量份以下,则可以提高保存稳定性,有良好的适用期。

本发明的粘接剂组合物中,从提高可挠性和耐回流开裂性的观点考虑,可以进一步添加具有与环氧树脂的相溶性的高分子量树脂。作为具有与环氧树脂的相溶性的高分子量树脂,没有特别限制,可以使用例如苯氧树脂、高分子量环氧树脂、超高分子量环氧树脂、含有极性大的官能团的橡胶、含有极性大的官能团的反应性橡胶等。

苯氧树脂,市售有酚特(フエノト-ト)YP-40、酚特YP-50(均为商品名,东都化成株式会社制造)、PKHC、PKHH、PKHJ(均为商品名,苯氧联合(フエノキシアソシエ一ト)公司制造)。

作为高分子量环氧树脂,可以举出分子量为3万~8万的高分子量环氧树脂,以及分子量超过8万的超高分子量环氧树脂(参照特公平7-59617号公报、特公平7-59618号公报、特公平7-59619号公报、特公平7-59620号公报、特公平7-64911号公报、特公平7-68327号公报等)。

作为含有极性大的官能团的反应性橡胶,市售有含羧基丙烯腈丁二烯橡胶PNR-1(商品名,JSR株式会社制造)。

具有与环氧树脂的相溶性的高分子量树脂的配合量,相对于环氧树脂100质量份,优选为40质量份以下。如果为40质量份以下,则可以提高环氧树脂层的Tg。

另外,为了使不同种类材料间的界面结合变得更好,本发明的粘接剂组合物中可以进一步添加各种偶联剂。

作为偶联剂,可以举出硅烷系、钛系、铝系等,最优选硅烷系偶联剂。

作为硅烷系偶联剂,没有特别限制,可以使用例如乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三(2-甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(4,5-二氢)咪唑-1-基-丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基二甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氨烷、N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、戊基三氯硅烷、辛基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三(甲基丙烯酰氧基乙氧基)硅烷、甲基三(缩水甘油基氧)硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、十八烷基二甲基(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)氯化铵、γ-氯丙基甲基二氯硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲基甲硅烷基异氰酸酯、二甲基甲硅烷基异氰酸酯、甲基甲硅烷基三异氰酸酯、乙烯基甲硅烷基三异氰酸酯、苯基甲硅烷基三异氰酸酯、四异氰酸酯基硅烷、乙氧基硅烷异氰酸酯等,这些可以使用1种,也可以并用2种以上。

作为钛系偶联剂,没有特别限制,可以使用例如异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酰基异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(十二烷基)苯磺酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酯基)钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯基)钛酸酯、异丙基三(n-氨基乙基)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯基)钛酸酯、四辛基双(二(十三烷基)亚磷酸酯基)钛酸酯、四(2,2-二烯丙基氧甲基-1-丁基)双(二(十三烷基))亚磷酸酯基钛酸酯、二枯基苯基氧乙酸酯基钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯基)氧乙酸酯基钛酸酯、四异丙基钛酸酯、四正丁基钛酸酯、钛酸丁酯二聚物、四(2-乙基己基)钛酸酯、乙酰丙酮络钛、聚乙酰丙酮络钛、辛二醇钛、乳酸钛铵盐、乳酸钛、乳酸钛乙基酯、钛三乙醇胺化物、多羟基硬脂酸钛、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸硬脂酯、甲苯基钛酸酯单体、甲苯基钛酸酯聚合物、二异丙氧基双(2,4-戊二酮)钛(IV)、二异丙基双三乙醇氨基钛、辛二醇钛酸酯、四正丁氧基钛聚合物、三正丁氧基钛单硬脂酸酯聚合物、三正丁氧基钛单硬脂酸酯等,这些可以使用1种,也可以并用2种以上。

作为铝系偶联剂,没有特别限制,可以使用例如乙酰乙酸乙酯基铝二异丙醇酯、铝三(乙酰乙酸乙酯)、乙酰乙酸烷基酯基铝二异丙醇酯、铝单乙酰基乙酸酯双(乙酰乙酸乙酯)、三(乙酰丙酮)铝、铝单异丙氧基单油氧基乙酰乙酸乙酯、铝二正丁氧基单乙酰乙酸乙酯、铝二异丙醇盐单乙酰乙酸乙酯等铝螯合物,异丙醇铝、铝单仲丁氧基异丙醇盐、仲丁醇铝、乙醇铝等铝醇盐等,这些可以使用1种,也可以并用2种以上。

从效果、耐热性以及成本的观点考虑,偶联剂的配合量,相对于(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计100质量份,优选为10质量份以下。

进而,从吸附离子性杂质、提高耐湿可靠性的观点考虑,本发明的粘接剂组合物中,可以配合离子捕捉剂。

作为离子捕捉剂,没有特别限制,可以使用作为用于防止铜进行离子化并溶出的防铜锈剂而已知的化合物,例如三嗪硫醇化合物、双酚系还原剂等,也可以使用锆系、锑铋系镁铝化合物等无机离子吸附剂。从添加带来的效果、耐热性、成本等观点考虑,离子捕捉剂的配合量,相对于粘接剂组合物100质量份,优选为10质量份以下。

本发明的粘接剂组合物的固化物,优选在240℃的拉伸弹性模量为1~20MPa。如果该拉伸弹性模量为20MPa以下,则可以提高应力缓和性,不易发生翘曲等。另一方面,如果为1MPa以上,则可以减少回流开裂的发生。

其中,在240℃的拉伸弹性模量的测定如下进行。首先,将初始长度20mm(L)、厚度约50μm的粘接剂组合物在170℃固化1小时,制成固化薄膜。在向该固化薄膜施加恒定荷重1~10kg(W)的状态下,投入到240℃的恒温槽中。投入后,固化薄膜的温度达到240℃后,求出固化薄膜的伸长量(ΔL)和截面面积(S),由下述公式算出拉伸弹性模量(E’)。

E’=L·W/(ΔL·S)

另外,本发明的粘接剂组合物的固化物,优选其240℃的储存弹性模量为1~20MPa。具有这样的特性的粘接剂组合物,例如可以通过下述组合物来实现:由环氧树脂及其固化剂、和与它们不相溶的高分子化合物、以及填料和固化促进剂构成的组合物。特别优选含有填料的物质,尤其优选含有具有0.005~0.1μm的平均粒径的填料的物质。

在270℃加热本发明的粘接剂组合物时的重量减少率,优选为2%以下,更优选为1.5%,进一步优选为1%。加热时的重量减少率为2%以下的话,可以减少其使用时对周边仪器的污染。

接着,对本发明的粘接薄膜以及适合于该粘接薄膜用途的粘接剂组合物进行说明。

本发明的粘接剂组合物以及粘接薄膜,优选在其固化物的截面,成分分离为两相的物质。这里所说的两相,是指固化物具有海/岛结构。

所谓海/岛结构,意思是,对粘接剂组合物固化状态的断面进行研磨,用扫描电子显微镜等进行观察时,例如像共立出版物“高分子新材料one point聚合物合金(高分子新素材one point ポリマ一アロイ)”16页的记载那样,观察到的图像具有由连续相(称为“海”)和分散相(称为“岛”)构成的不均匀的结构。

具有这样的特性的粘接剂组合物和粘接薄膜,例如通过下述组合物或其膜状物(粘接薄膜)来实现:所述组合物是由环氧树脂及其固化剂、与它们不相溶的高分子化合物以及根据需要的填料和/或固化促进剂构成的组合物,所述高分子化合物例如有丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、有机硅橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等以及它们的共聚物或混合物。

从提高海相和岛相之间的密合性的观点考虑,岛相的外周长度S相对于截面面积V,优选为S/(V1/2)>4.0,更优选为S/(V1/2)>3.6。具有这样的特性的粘接剂组合物和粘接薄膜,可以通过例如由环氧树脂及其固化剂、与它们不相溶的高分子化合物例如苯氧树脂等、以及填料和固化促进剂构成的组合物或其膜状物(粘接薄膜)来实现。特别优选含有填料的物质,尤其优选含有0.005~0.1μm的平均粒径的填料的物质。另外,填料优选是硅石且表面被有机物涂覆的物质。

本发明的粘接剂组合物或粘接薄膜的固化物,优选具有空孔,优选空孔的平均径为0.01~2μm、空孔的体积含有率为0.1~20体积%。该固化物更优选为具有平均径0.03~0.1μm的空孔的物质。所谓空孔,是指空隙、空间、间隙等;所谓空孔的平均径,是指将空孔的体积换算为大致球形时的直径。空孔的平均径在上述范围的话,可以提高耐PCT性(粘接强度)。

空孔的体积含有率,如果为0.1体积%以上的话,可以得到空孔的存在效果,可以提高耐PCT性。如果为20体积%以下,则可以提高耐回流性、耐PCT性。更优选空孔均匀地分散。空孔的体积含有率测定通过以下方法算出。

(1)设定具有如下的正方形面积且存在50个空孔数的地方:所述正方形是以在扫描电子显微镜(SEM)使用的填料的平均粒径的100倍长度为一边。

(2)通过下述方法求出该正方形面积和50个空孔的面积:

在SEM照片上放置密度和膜厚均匀的透明薄膜,用笔沿着全部50个空孔的形状进行描画后,切掉该描画部分。

(3)与(2)同样地用笔描画一定的面积部分(包括50个空孔部分)后,切掉该描画部分。

(4)测定切掉的(2)和(3)的质量,求出(2)/(3)。

(5)求出V=((2)/(3))3/2

(6)将(1)~(5)反复进行5次,以得到的V的平均值作为体积含有率。

作为本发明的粘接剂组合物和粘接薄膜,也可以是由含有(a)环氧树脂、(b)固化剂和(c)高分子化合物、以及根据需要的(d)填料和(e)固化促进剂的粘接剂组合物的固化物构成,并且具有平均径0.01~2.0μm的空孔,空孔的体积含有率为0.1~20体积%的物质。

使用本发明的粘接剂组合物,例如可以制造流动的降低量在60℃、72小时后为50%以下的粘接薄膜。粘接薄膜的流动的降低量为50%以下时,粘接薄膜的在25℃或5℃的保存期长、能够长期保存,因而优选。

其中,流动的降低量可以通过以下步骤来测定。

首先,对冲压成1cm×2cm的尺寸的粘接薄膜,在160℃、1MPa、18秒的条件下进行挤压。对于4个试样,用光学显微镜对各试样测定从端部露出的试样的长度,各自测定2个点,求平均长度,以此为流动量。

通过以下公式,由初期的流动量F(0)和60℃、72小时后的流动量F(72),求出60℃、72小时后的流动的降低量。

流动的降低量(%)=(F(0)-F(72))/F(0)×100

另外,本发明的粘接薄膜也可以是,由含有(a)环氧树脂、(b)固化剂、

(c)高分子化合物、(d)填料和(e)固化促进剂的粘接剂组合物的固化物形成,且所述(a)~(e)的成分满足

0.75>a/b

的关系的物质,其中,a表示(d)填料的与水的接触角,b表示涂布(a)、

(b)、(c)和(e)的配合物并使其干燥得到的物质与水的接触角。

具有上述特性的粘接薄膜可以通过例如以下的组合物或其膜状物实现:所述组合物是由环氧树脂及其固化剂、与它们不相溶的高分子化合物,以及根据需要的填料和/或固化促进剂形成的组合物,所述高分子化合物例如是丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、有机硅橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等以及它们的共聚物或混合物。特别是可以通过由环氧树脂及其固化剂、含有1.5~2.0质量%的与它们不相溶的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯且重均分子量为10万以上的含环氧基丙烯酸共聚物、以及填料和固化促进剂形成的粘接薄膜来实现。特别优选使用环氧树脂的软化点为50℃以上的物质。另外,固化剂优选是所述通式(I)所示的酚树脂。

本发明的粘接薄膜,优选为按照涂布粘接剂组合物并干燥,所述(a)~(e)的成分满足0.75>a/b(其中,a和b如上所述)的关系来选择的物质。

0.75>a/b,即,a/b优选为小于0.75,更优选小于0.66,特别优选小于0.50。a/b的下限是0.25左右。

如果a/b小于0.75,则可以提高吸湿后的粘接性。这里,填料与水的接触角a通过前述方法测定。涂布(a)、(b)、(c)和(e)的配合物并使其干燥得到的物质与水的接触角b也同样地测定。

本发明的粘接剂组合物和粘接薄膜优选为,(a)~(e)的成分的配合比例如下的物质:

(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计:17.0~49.5质量%,

(c)高分子化合物:50.0~70.0质量%,

(d)填料:0.45~10.0质量%,以及

(e)固化促进剂:0.05~3.0质量%。

如果(a)环氧树脂和(b)固化剂的合计配合量为17.0质量%以上,则粘接性、成型性(流动性)等会变得充分,另一方面,如果为49.5质量%以下,则弹性模量不会变得过高。这里,(a)环氧树脂和(b)固化剂的比例((a)∶(b))优选为33∶67~75∶25。该比例中,如果(a)环氧树脂过多,则会有耐热性、成型性(流动性)等变得不充分的倾向,如果(b)固化剂过多,则会有成型性(流动性)等变得不充分的倾向。通过使用由上述配合形成的组合物,可以得到吸湿后的耐热性、耐回流性、吸湿后的粘接性等优异的粘接薄膜。

本发明的粘接薄膜优选由下述粘接剂组合物形成:该组合物,当将(a)环氧树脂和(b)所述式(I)所示的酚树脂的合计质量设为A,将(c)含有0.5~6质量%的含反应性基团单体、且重均分子量为10万以上的丙烯酸共聚物的质量设为B时,其比例A/B为0.24~1.0。

使用本发明的粘接剂组合物,可以制造由该粘接剂组合物和聚酰亚胺薄膜的层叠固化物形成、且该层叠固化物在240℃测定的剥离强度为50N/m以上的粘接薄膜。

另外,使用该层叠固化物,可以制造在吸湿处理后的260℃、120秒的热处理中,该层叠固化物中不产生直径2mm以上的剥离的粘接薄膜。

进而,使用本发明的粘接剂组合物,可以制造在85℃、85%相对湿度(RH)、168小时的吸湿处理后,通过260℃的回流炉120秒时,粘接剂层和光波导间不产生直径1mm以上的剥离的光学装置。

上述粘接薄膜和光学装置,例如可以通过下述粘接剂组合物或其膜状物以及在光波导中应用了它们的光学装置来实现:所述粘接剂组合物由环氧树脂及其固化剂、以及优选与它们不相溶且具有交联性官能团的高分子化合物、以及根据需要的填料和/或固化促进剂形成。特别是可以通过由环氧树脂、其固化剂、与它们不相溶的含有1.5~6.0质量%的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯且重均分子量为10万以上的含环氧基丙烯酸共聚物以及填料和固化促进剂构成的粘接薄膜来实现。特别优选环氧树脂的软化点为50℃以上的物质。另外,优选固化剂是所述通式(I)所示的酚树脂。特别优选含有具有0.005~0.1μm的平均粒径的填料的物质。另外,优选填料是硅石且表面被有机物涂覆的物质。

本发明的粘接剂组合物是可以获得以下特性的物质:由使用式(I)所示的低吸湿性酚树脂带来的耐吸湿特性;由使用包括含反应性基团单体的丙烯酸共聚物形成适宜的交联结构而带来的优异的耐回流开裂特性;通过使用与环氧树脂非相溶性的丙烯酸共聚物,固化后形成明确的海岛结构,而带来的耐回流开裂特性以及耐热特性。进而,通过添加无机填料,高温弹性模量变高且高温剥离强度变高,回流开裂防止效果发挥作用,可以得到耐回流开裂性优异的粘接剂组合物。

本发明的粘接薄膜为,通过将本发明的粘接剂组合物溶解或分散在甲基乙基酮、甲苯、环己烷等溶剂中制成清漆后,涂布在聚四氟乙烯薄膜、表面进行了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等支持体薄膜上,然后加热,干燥,除去溶剂,从而以形成于支持体薄膜2上的粘接剂层1的形式得到,进而根据需要设置保护薄膜3也可以(参照图1)。作为此时的加热条件,例如优选在80~250℃加热10分钟~20小时左右。

作为所述支持体薄膜,可以使用聚四氟乙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚酰亚胺薄膜等塑料薄膜,这些塑料薄膜也可以将表面进行脱模处理后来使用。支持体薄膜可以在使用时进行剥离而仅使用粘接剂层,也可以与支持体薄膜一起使用而在之后除去。

作为向支持体薄膜涂布清漆的方法,可以使用公知的方法,例如可以举出刮刀涂布法、辊涂法、喷涂法、凹版涂布法、棒涂法、帘幕涂布法等。

粘接剂层(即粘接薄膜)的厚度,没有特别限制,优选为3~100μm,更优选为5~50μm,进一步优选为7~25μm,特别优选为9~15μm。如果为3μm以上,则应力缓和效果充分;如果为100μm以下,则经济,而且可以提高光透过率。

作为所述清漆化的溶剂,没有特别限制,但考虑到制作薄膜时的挥发性等,优选使用甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、2-乙氧基乙醇、甲苯、二甲苯、丁基溶纤剂、甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇等沸点比较低的溶剂。另外,出于提高涂膜性等目的,也可以加入二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环己酮等沸点比较高的溶剂。

为了制造在本发明的粘接剂组合物中添加有填料时的清漆,考虑到填料的分散性,优选使用混砂机、三辊式磨机、球磨机和珠磨机等,也可以将这些组合使用。另外,也可以通过预先混合填料和低分子化合物后,配合高分子化合物,来缩短混合的时间。另外,优选在制成清漆后,通过真空脱气等除去清漆中的气泡。

另外,本发明中,将填料添加到粘接剂组合物时,优选采用以下方法:将环氧树脂及固化剂和填料混合后,对它们的混合物,优选混合作为与环氧树脂为非相溶性的高分子化合物的丙烯酸橡胶等橡胶,来制造粘接剂组合物。通过该方法,由于在填料的界面形成环氧树脂的膜,因此在橡胶和环氧树脂进行相分离并固化后,环氧树脂相中仍残存很多填料,环氧树脂和填料的界面的增强固化变大,耐热性提高。固化后的环氧树脂相中含有的填料的体积VA与橡胶成分相中含有的填料的体积VB的比VA/VB优选为1.2以上。如果VA/VB为1.2以上,则可以得到A、B界面的增强效果,可以提高耐热性。VA/VB特别优选为2以上,进一步优选为4以上。其中,VA/VB可以通过以下步骤测定:用扫描电子显微镜观察薄膜的断裂面,对于以A、B为主成份的区域,分别以XMA测定形成填料的原子的峰。以该峰的高度比来确定VA/VB。

另外,本发明的粘接薄膜中的粘接剂层,为了获得期望的厚度,也可以贴合2片以上。该情况下,使粘接剂层彼此之间不发生剥离的贴合条件是必要的。

接着,对本发明的粘附粘接片以及适用于该粘附粘接片用途的粘接剂组合物进行说明。

作为适用于本发明的粘附粘接片的粘接剂组合物,优选粘附粘接剂树脂组合物,具体讲,优选含有(a)环氧树脂、(b)酚系环氧树脂固化剂、(c)含官能团且重均分子量为10万以上的高分子化合物、进而(f)通过紫外线照射得到的固化物的Tg为250℃以上的光反应性单体(以下称为“光反应性单体”)和(g)通过波长200~450nm的紫外线照射而产生碱和自由基的光引发剂(以下称为“光碱产生剂”)。这里,该粘附粘接剂树脂组合物是被包括于本发明的粘接剂组合物的概念,在支持基材上形成粘附粘接层,构成本发明的粘附粘接片。这里,所谓粘附粘接层,是指具有兼具以下两种功能的性质的物质:作为上述粘接剂层的性质;通过放射线照射等方法使粘附粘接层与基材的界面的密合力下降的作为粘附剂层的性质。

上述粘附粘接剂树脂组合物和粘附粘接片具有下述优点。即,

(1)通过使用(a)环氧树脂和(c)高分子化合物,它们优选是不相溶的,容易获得所谓的海岛结构,可以得到低弹性、粘接性、作业性和高温时可靠性;

(2)由于使用(b)酚系环氧树脂固化剂和(f)光反应性单体,因而耐热性、耐回流性优异;

(3)由于在(b)酚系环氧树脂固化剂和(f)光反应性单体的存在下使用(g)光碱产生剂,因此在不照射光的状态下(a)环氧树脂和(f)光反应性单体几乎不反应,保存稳定性优异,而且如果照射光,则促进光反应,并且由于产生环氧树脂的固化促进剂,因此进行加热则平稳地进行环氧树脂的固化,从而可以得到兼顾反应性和保存稳定性的粘附粘接剂树脂组合物和粘附粘接片。

以下,对于所述粘附粘接剂树脂组合物含有的各成分进行说明。

(a)作为环氧树脂、(c)高分子化合物,可以使用与上述相同的物质。(b)酚系环氧树脂固化剂,可以同样地使用上述例举的多官能酚类。

(a)环氧树脂的配合量,相对于(c)高分子化合物100质量份,优选为5~250质量份。如果(a)环氧树脂的配合量在该范围内,则可以确保弹性模量和成型时的流动性抑制,并且还可以充分获得高温时的操作性。(a)环氧树脂的配合量,更优选为10~100质量份,特别优选为20~50质量份。

(b)酚系环氧树脂固化剂的配合量,从赋予耐湿可靠性的观点考虑,相对于(a)环氧树脂的1个环氧基,使得酚羟基的当量比优选为0.5~1.5的范围,更优选为0.8~1.2的范围。如果当量比在该范围内,则树脂充分固化(交联),可以提高固化物的耐热性、耐湿性等。

本发明使用的(f)光反应性单体,可以提高后述的粘附粘接片的紫外线照射后的耐热性,可以提高热时粘接力和耐回流性。

测定(f)光反应性单体的Tg的方法为,向(f)光反应性单体添加光碱产生剂并照射紫外线,得到固化物,将该固化物成型为5×5mm左右的大小,制成样品。用精工电子有限公司(Seiko Instruments)制造的EXSTRA6000以压缩模式对制作的样品进行测定,来确定Tg。如果Tg为250℃以上,则耐热性优异,能够承受耐回流开裂性评价中的250℃以上的热。因此,耐回流开裂性良好。作为Tg,进一步优选为与无铅焊接对应的260℃以上。另外,Tg过高的物质会有紫外线照射后的粘附粘接片的常温粘贴性变差的倾向,所以,作为上限,优选为350℃。

作为(f)光反应性单体的具体例子,可以举出例如季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异氰尿酸环氧乙烷(EO)改性三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯这样的多官能丙烯酸酯等,这些光反应性单体可以单独使用或者组合2种以上来使用。从紫外线照射后的残存单体的观点来看,多官能丙烯酸酯中,优选二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯。具体来说有新中村化学株式会社制造的A-DPH、A-9300(商品名)等。

使用多个(f)光反应性单体时,其Tg是用上述测定方法测定其混合物时的Tg,并不需要各单体的Tg为250℃以上。

本发明中的(f)光反应性单体的配合量,相对于(c)高分子化合物100质量份,优选为5~100质量份。如果该配合量为5质量份以上,则紫外线照射引起的光反应性单体的聚合反应容易发生,因而会有粘附粘接片从支持基材的剥离性提高的倾向。相反,如果为100质量份以下,则高分子量化合物的低弹性发挥作用,会有薄膜不变脆,固化物的耐热性、耐湿性等提高的倾向。因此,更优选为10~70质量份,特别优选为20~50质量份。

本发明使用的(g)光碱产生剂是通常称作α-氨基酮化合物的物质。这样的化合物,例如是J.Photopolym.Sci.Technol.,Vol.13,No12001等记载的物质,照射紫外线的话,如下式进行反应。

α-氨基酮化合物,在照射紫外线前,由于不存在自由基,因此不发生光反应性单体的聚合反应。另外,由于空间位阻,也不促进环氧树脂的固化。但是,通过照射紫外线,发生α-氨基酮化合物的解离,随着自由基的产生,发生光反应性单体的聚合反应。另外,由于α-氨基酮化合物的解离,空间位阻降低,导致存在活化的胺。因此类推,胺具有促进环氧树脂固化的作用,之后通过加热发挥固化促进作用。通过这样的作用,在照射紫外线之前,由于不存在自由基和活化的胺,因此可以提供在室温下的保存稳定性非常优异的粘附粘接片。另外,通过照射紫外线而产生的自由基和胺的结构,会使光反应性单体和环氧树脂的固化速度发生变化,所以,通过使用的(a)环氧树脂、(b)酚系环氧树脂固化剂和(f)光反应性单体,可以确定(g)光碱产生剂。

作为所述(g)光碱产生剂,可以使用例如2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(汽巴精化公司制造Irgacure907)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1-酮(汽巴精化公司制造Irgacure369)、六芳基双咪唑衍生物(卤素、烷氧基、硝基、氰基等取代基取代在苯基上也可以)、苯并异噁唑酮衍生物等。

除了上述碱产生剂以外,可以使用通过光弗利斯重排、光克莱森重排或库尔提斯重排、司蒂芬重排来产生碱的方法。

所述碱产生剂,除了使用分子量500以下的低分子化合物以外,也可以使用在高分子的主链和侧链中导入的化合物。作为此时的分子量,从作为粘附粘接剂的粘附粘接性、流动性的观点考虑,重均分子量优选为1000~100000,更优选为5000~30000。

本发明的粘接剂组合物中,相对于(c)高分子化合物100质量份,(g)光碱产生剂的配合量优选为0.1~20质量份。如果为0.1质量份以上,则反应性良好,残存的单体变少;如果为20质量份以下,则聚合反应引起的分子量增加会出色地发挥作用,低分子量成分少,影响耐回流性的可能性降低。从而,更优选0.5~15质量份,进一步优选1~5质量份。

粘附粘接剂树脂组合物中,除上述(a)~(c)、(f)和(g)以外,在不损害本发明目的的范围内,根据需要可以配合上述说明的具有与环氧树脂的相溶性的高分子量树脂、无机填料、各种偶联剂和离子捕捉剂等。

具有与环氧树脂的相溶性的高分子量树脂的配合量,相对于(a)环氧树脂和(b)酚系环氧树脂固化剂的合计100质量份,优选为40质量份以下。如果在该范围内,则可以确保环氧树脂层的Tg。

无机填料的配合量,相对于粘附粘接剂树脂组合物100质量份,优选为1~40质量份。如果该配合量为1质量份以上,则可以得到添加效果;如果在40质量份以下,则不易发生粘接剂层的储存弹性模量上升、粘接性下降、空隙残留引起的透明性下降等问题。另外,为了提高薄膜的热时流动性,更优选使用纳米填料。

偶联剂的配合量,从其效果、耐热性和成本方面考虑,相对于(c)含官能团且重均分子量为10万以上的高分子量化合物100质量份,优选为0.01~10质量份。

离子捕捉剂的配合量,从其效果、耐热性和成本等方面考虑,相对于(c)含官能团且重均分子量为10万以上的高分子量化合物100质量份,优选为0.1~10质量份。

本发明的粘附粘接片可以通过与所述粘接薄膜相同的方法来获得。

例如,如图3所示,首先,在保护薄膜3(也叫做脱模片)上,通过与上述相同的方法涂布粘附粘接剂树脂组合物,使其干燥,形成粘附粘接层1’。之后层叠支持基材2,就可以得到由脱模片(保护薄膜3)、粘附粘接层1’和支持基材2形成的粘附粘接片4’。或者,用同样的方法直接在支持基材2上涂布粘附粘接剂树脂组合物,使其干燥,就可以得到粘附粘接片4’。此时,根据需要,也可以层叠保护薄膜。

作为本发明的粘附粘接片所使用的支持基材或根据需要使用的保护薄膜,可以举出与上述相同的物质。这里,如后所述,向粘附粘接片照射紫外线,使具有紫外线聚合性的粘附粘接剂聚合固化,使粘附粘接剂与支持基材界面的粘接力下降,从而能够使支持基材剥离。因此,支持基材优选是具有紫外线透过性的物质。

粘附粘接层的厚度没有特别限制,但优选为3~200μm。如果为3μm以上,可以提高应力缓和效果;如果为200μm以下,则经济,并且可以满足光学装置小型化的要求。从以上的观点考虑,粘附粘接层的厚度更优选为5~50μm,进一步优选为8~30μm,特别优选为10~25μm。

支持基材的厚度没有特别限制,但优选为5~250μm。如果为5μm以上,则作业性提高,如果为250μm以下,则经济,因而优选。从以上观点考虑,支持基材的厚度更优选为10~200μm,进一步优选为20~150μm,特别优选为25~125μm。

粘附粘接层和支持基材的合计厚度通常为10~250μm。如果将支持基材设定为与粘附粘接层厚度相同或稍厚,则作业性好,作为具体的组合,有粘附粘接层/支持基材(μm)为5/25、10/30、10/50、25/50、50/50、50/75等情况,可以根据使用的条件和装置等来适当地确定。

另外,本发明的粘附粘接片,为了获得期望的厚度,为了提高热时的流动性,也可以在粘附粘接片的粘附粘接层侧贴合2片以上的另外制作的粘附粘接剂。该情况下,不至于使粘附粘接剂层彼此之间发生剥离的贴合条件是必要的。

向以上说明的结构的粘附粘接片照射紫外线的话,照射紫外线后基材的粘接力大幅降低,在粘接剂层保持于被粘物的状态下,该粘附粘接片可以容易地从支持基材上剥离。

使用本发明的光波导用粘接剂组合物、光波导用粘接薄膜或光波导用粘附粘接片,可以制造出粘接光波导而成的光学装置。

通过图2说明使用了本发明的粘接薄膜时的光学装置的制造例。

首先,当粘接薄膜上有保护薄膜时将其剥离,贴合粘接剂层1的粘接剂面和被粘接部件21(参照图2-A(a)),接着,剥离支持基材2(参照图2-A(b))。接着,将保持有粘接剂层1的被粘接部件21和光波导11隔着粘接剂层1来层叠,然后将粘接剂加热固化,制造出想要的光学装置40(参照图2-A(c))。这里,例示了先将粘接薄膜层叠于被粘接部件,然后粘接于光波导的例子,但如图2-B所示,也可以改换该顺序。

作为粘贴粘接薄膜的方法,通常使用的是将粘接薄膜切割成规定的形状,将该切割后的粘接薄膜热压接到光波导或被粘接部件的期望位置上的方法,但并不限于此。这里,作为被粘接部件,只要是用于想要的光学装置的部件就没有特别限定,可以举出例如玻璃环氧基板、使用了聚酰亚胺等的有机配线基板、氧化铝基板、氮化铝基板等陶瓷配线基板、硅等半导体晶片、铜、铝等金属、石英等玻璃材料等。

接着,通过图4和图5说明使用了本发明的粘附粘接片时的光学装置的制造例。

作为图4的光学装置的制造例:首先,有保护薄膜3时将其剥离,通过与使用上述粘接薄膜时相同的方法,贴合被粘接部件21和粘附粘接片的粘附粘接剂面(粘附粘接层1’)(图4-A(a))。接着,向粘附粘接片照射放射线,使具有通过放射线聚合的性质的粘附粘接片聚合固化,然后剥离粘附粘接片的支持基材2(图4-A(b))。作为放射线,可以举出例如紫外线、电子射线、红外线等。这里记述利用紫外线的例子。对粘附粘接片的紫外线照射,从支持基材面进行,照度和照射量根据粘附粘接剂的组成而有所不同,但照度通常是3~100mW/cm2左右,照射量通常是80~1000mJ/cm2左右,目标是光反应性单体几乎都聚合的程度的照射量。此时,粘附粘接片的支持基材需要具有紫外线透过性。

接着,将保持有粘附粘接剂的被粘接部件和光波导11层叠后,将粘附粘接剂加热固化,制造想要的光学装置40(图4-A(c))。这里,例示了先将粘附粘接片贴合于被粘接部件,然后与光波导粘接的例子,但如图4-B所示,也可以改换该顺序。

作为图5的光学装置的制造例:首先,如果有保护薄膜3则将其剥离,将光波导11层叠于粘附粘接片的粘附粘接剂面(粘附粘接层1’)(图5(a))。接着,通过切割(dicing)等将光波导加工成想要的形状(图5(b))。接着,与图4的说明同样地,向粘附粘接片照射放射线,使具有通过放射线聚合的性质的粘附粘接片聚合固化,然后剥离支持基材(图5(c))。接着,将保持有粘附粘接剂的光波导层叠于另外的被粘接部件21后,将粘附粘接剂加热固化,制造想要的光学装置40(图5(d))。这里,例示了先将粘附粘接片层叠于光波导,然后与另外的被粘接部件粘接的例子,但也可以改换该顺序。

以上说明中,记述了使用粘接薄膜或粘附粘接片,将预先制作的光波导粘接于被粘接部件的方法。除该方法以外,通过下述方法也可以制作出所述粘接剂树脂组合物、粘附粘接片或使用粘附粘接片粘接光波导而成的光学装置:先将粘接薄膜或粘附粘接片层叠在被粘接部件上,在其上层叠光波导层,具体来说是顺次层叠下部包层、芯层、上部包层的方法。通过该方法,可以通过累积(buildup)在被粘接部件上来制作光波导,因此在光波导的图案精度或位置对准精度方面是有利的。

实施例

以下,基于实施例进行更详细的说明,但本发明不限于这些实施例。

实施例1-A

粘接薄膜的制作

对于由作为(a)环氧树脂的YDCN-703(商品名,东都化成株式会社制造,甲酚酚醛清漆型环氧树脂、环氧当量210)55质量份、作为(b)固化剂的Milex XLC-LL(商品名,三井化学株式会社制造,酚树脂,羟基当量175,吸水率1.8质量%,350℃的加热重量减少率4%)45质量份、作为硅烷偶联剂的NUC A-189(商品名,日本优尼卡(ユニカ一)株式会社制造,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷)1.7质量份和NUC A-1160(商品名,日本优尼卡(ユニカ一)株式会社制造,γ-脲基丙基三乙氧基硅烷)3.2质量份、作为(d)填料的AerosilR972(在硅石表面被覆二甲基二氯硅烷,在400℃的反应器中使其水解的,在表面具有甲基等有机基团的填料,商品名,日本Aerosil株式会社制造,硅石,平均粒径:0.016μm)32重量份构成的组合物,加入环己酮并搅拌混合,进一步使用珠磨机混炼90分钟。向其中加入作为(c)高分子化合物的含有3质量%的丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙烯酸橡胶HTR-860P-3(商品名,日本长濑化成株式会社制造,重均分子量80万)280质量份以及作为(e)固化促进剂的Curezol 2PZ-CN(商品名,四国化成工业株式会社制造,1-氰基乙基-2-苯基咪唑)0.5质量份,搅拌混合,真空脱气。将该粘接剂清漆涂布在厚度75μm的进行了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上,于140℃加热干燥5分钟,形成膜厚10μm的B阶段状态的涂膜,制成具有支持体薄膜的粘接薄膜。

使用动态粘弹性测定装置(流变公司(レオロジ)制造,DVE-V4)测定上述粘接薄膜在170℃固化1小时后的粘接剂组合物的储存弹性模量(样品尺寸:长度20mm、宽度4mm,膜厚80μm,升温速度5℃/分钟,拉伸模式,10Hz,自动静荷重),结果是25℃时380MPa,260℃时5MPa。

实施例1-B

粘附粘接片1的制造

加入作为(c)高分子化合物的HTR-860P-3(商品名,日本长濑化成株式会社制造,含缩水甘油基丙烯酸橡胶,重均分子量80万,Tg-7℃)100质量份、作为(a)环氧树脂的YDCN-703(商品名,东都化成株式会社制造,邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、环氧当量210)5.4质量份、YDCN-8170C(商品名,东都化成株式会社制造,双酚F型环氧树脂、环氧当量157)16.2质量份、作为(b)酚系环氧树脂固化剂的酚莱特LF2882(商品名,大日本油墨化学工业株式会社,双酚A酚醛清漆树脂,羟基当量118g/eq)15.3质量份、作为硅烷偶联剂的NUCA-189(商品名,日本优尼卡株式会社制造,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷)0.1质量份和NUCA-1160(商品名,日本优尼卡株式会社制造,3-脲基丙基三乙氧基硅烷)0.3质量份、作为(f)光反应性单体的A-DPH(商品名,新中村化学工业株式会社制造,二季戊四醇六丙烯酸酯)30质量份、作为(g)光碱产生剂的Irgacure369(商品名,汽巴精化公司制造,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1-酮:I-369)1.5质量份、作为有机溶剂的环己酮,搅拌混合,真空脱气。将该粘接剂树脂组合物清漆涂布在厚度75μm的进行了表面脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(帝人株式会社制造,帝人涤特纶(テイジンテトロン)薄膜:A-31)上,于80℃加热干燥30分钟,得到粘附粘接片。将该粘附粘接片与厚度80μm的紫外线透过性支持基材(热电公司制造,低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯/醋酸乙烯酯/低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯三层薄膜:FHF-100)对齐,进行层压,从而制成由保护薄膜(所述表面脱模处理聚对苯二甲酸乙二醇酯)、粘附粘接层和紫外线透过性支持基材构成的粘附粘接片1。

使用动态粘弹性测定装置(流变公司制造,DVE-V4)测定上述粘附粘接片1在160℃固化1小时后的粘接剂树脂组合物的储存弹性模量(样品尺寸:长度20mm、宽度4mm,膜厚80μm,升温速度5℃/分钟,拉伸模式,10Hz,自动静荷重),结果是25℃时400MPa,260℃时5MPa。

实施例2-B

粘附粘接片2的制作

除了将作为粘附粘接成分的(g)光碱产生剂的Irgacure369变为Irgacure907(商品名,汽巴精化公司制造,2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮:I-907)以外,与实施例1-B同样操作,制作粘附粘接片2。使用动态粘弹性测定装置(流变公司制造,DVE-V4),在与实施例1-B同样的条件下,测定上述粘附粘接片2在160℃固化1小时后的粘接剂树脂组合物的储存弹性模量,结果是25℃时400MPa,260℃时5MPa。

光波导形成用树脂薄膜的制作

包层形成用树脂薄膜的制作

在广口的聚乙烯瓶中称量作为粘合剂聚合物的苯氧树脂(商品名:酚特YP-70,东都化成株式会社制造)50质量份、作为光聚合性化合物的脂环式二环氧基羧酸酯(商品名:KRM-2110,分子量:252,旭电化工业株式会社制造)50质量份、作为光聚合引发剂的三苯基锍六氟锑酸盐(商品名:SP-170,旭电化工业株式会社制造)4质量份、作为增敏剂的SP-100(商品名,旭电化工业株式会社制造)0.4质量份、作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯40质量份,使用机械搅拌机、转轴和螺旋桨、在温度25℃、转数400rpm的条件下,搅拌6小时,调制包层形成用树脂清漆。之后,使用孔径2μm的聚氟纶(ポリフロン)过滤器(商品名:PF020,Advantec东洋株式会社制造),在温度25℃、压力0.4MPa的条件下加压过滤,进而用真空泵和玻璃钟罩在减压度50mmHg的条件下进行15分钟的减压脱泡。

用涂布机(Multicoater TM-MC,Hirano Tecseed公司制造),将上述得到的包层形成用树脂清漆涂布在聚酰胺薄膜(商品名:Mictron,东丽株式会社制造,厚度:12μm)的电晕放电处理面上,在80℃干燥10分钟后在100℃干燥10分钟,接着粘贴作为保护薄膜的脱模PET薄膜(商品名:A31,帝人杜邦薄膜株式会社制造,厚度:25μm)使得脱模面成为树脂侧,得到包层形成用树脂薄膜。此时的树脂层厚度,可以通过调整涂布机的间距来任意调整,本实施例中,固化后的膜厚被调整为下部包层30μm、上部包层80μm。

芯层形成用树脂薄膜的制作

使用作为粘合剂聚合物的苯氧树脂(商品名:酚特YP-70,东都化成株式会社制造)26质量份、作为光聚合性化合物的9,9-双(4-(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造)36质量份和双酚A型环氧丙烯酸酯(商品名:EA-1020,新中村化学工业株式会社制造)36质量份、作为光聚合引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(商品名:Irgacure819,汽巴精化公司制造)2质量份、作为有机溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯40质量份,除此之外,以与上述包层形成用树脂薄膜的制作例相同的方法和条件,调制芯层形成用树脂清漆,然后进行加压过滤,进一步进行减压脱泡。

以与上述包层形成用树脂薄膜的制作例相同的方法,将上述得到的芯层形成用树脂清漆涂布在PET薄膜(商品名:克斯莫新(コスモシヤイン)A1517,东洋纺织株式会社制造,厚度:16μm)的非处理面上,并干燥,接着粘贴作为保护薄膜的脱模PET薄膜(商品名:A31,帝人杜邦薄膜株式会社制造,厚度:25μm)使得脱模面成为树脂侧,得到芯层形成用树脂薄膜。本实施例中,调整涂布机的间距使得固化后的膜厚成为50μm。

光波导的制作

剥离上述得到的下部包层形成用树脂薄膜的保护薄膜即脱模PET薄膜(A31),用紫外线曝光机(株式会社奥科(オ一ク)制作所制造、EXM-1172),从树脂侧(基材薄膜的相反侧)照射1J/cm2的紫外线(波长365nm),接着在80℃进行10分钟的加热处理,从而形成下部包层32(参照图6(a))。

接着,用辊层压机(日立化成技术公司(日立化成テクノプラント)制造,HLM-1500),在压力0.4MPa、温度50℃、层压速度0.2m/min的条件下,在该下部包层32上层压上述芯层形成用树脂薄膜,接着使用作为平板型层压机的真空加压式层压机(株式会社名机制作所制造,MVLP-500),抽真空至500Pa以下,在压力0.4MPa、温度50℃、加压时间30秒的条件下,加热压接,形成芯层33(参照图6(b))。

接着,隔着宽50μm的负型光掩模35,用上述紫外线曝光机照射0.6J/cm2的紫外线(波长365nm)(参照图6(c)),接着在80℃曝光5分钟后,进行加热。之后,剥离作为支持薄膜的PET薄膜,用显影液(丙二醇单甲醚乙酸酯/N,N-二甲基乙酰胺=8/2,质量比),将芯图案36进行显影(参照图6(d))。接着,使用洗涤液(异丙醇)进行洗涤,在100℃加热干燥10分钟。

接着,在与上述相同的层压条件下,作为上述包层37层压上述包层形成用树脂薄膜。进而,对两面照射合计25J/cm2的紫外线(波长365nm)后,在160℃加热处理1小时,从而形成上部包层37,制成外侧配置有基材薄膜的柔性光波导(参照图6(e))。进而,为了剥离聚酰胺薄膜,将该柔性光波导在85℃/85%的高温高湿条件下处理100小时,制成除去了基材薄膜38的柔性光波导(参照图6(f))。之后,使用切割锯(株式会社DISCO公司制造,DAD-341),切出波导长5cm的柔性光波导。

这里,用Metricon公司制造的棱镜耦合仪(Model2010)测定芯层和包层的折射率的结果,在波长830nm下,芯层为1.584,包层为1.550。另外,使用850nm的面发光激光器(EXFO公司制造,FLS-300-01-VCL)作为光源,使用爱德万测试(Advantest)公司制造的Q82214作为受光传感器,通过截断法(cutback)(测定波导长10、5、3、2cm,入射光纤:GI-50/125多模光纤(NA=0.20),出射光纤:SI-114/125(NA=0.22))测定制作的光波导的传输损耗的结果,为0.1dB/cm。

粘接薄膜和粘附粘接片的评价

(1)粘接性的评价

试验样品的制作

在60℃、0.5MPa、传送速度0.2m/min的条件下,将实施例1-A中得到的粘接薄膜辊层压于各种部件(玻璃环氧基板(商品名:MCL-E-679F,厚0.6mm,日立化成工业株式会社制造)、聚酰亚胺薄膜(商品名:卡普同(カプトン)EN),厚25μm,东丽杜邦公司制造)、铜箔(商品名:GTS-35,厚35μm,使用光面、古河电路铜箔株式会社(Furukawa Circuit Foil)制造、铝箔(商品名:AIN30H-H,使用光面,厚30μm,竹内金属箔株式会社制造)、硅基板(厚0.625mm,三菱材料株式会社制造)、带氧化膜的硅基板(厚0.625μm,带1μm的氧化膜,三菱材料株式会社制造))上。另外,在与上述同样的条件下,将实施例1-B和2-B中得到的粘附粘接片,在剥离保护薄膜后,辊层压在上述各种部件上。

然后,剥离支持体薄膜或支持基材,在80℃、0.5MPa、传送速度0.5m的条件下,辊层压上述制作的柔性光波导。接着,在180℃加热固化1小时,制成粘接性评价用试验样品。

评价方法和结果

通过棋盘格胶带法(根据JIS-K5400),调查回流试验前后的粘接性(剥离块数)。结果示于表1和表2。这里,回流试验是,使用回流试验机(古河电气工业株式会社制造,萨拉曼达(サラマンダ)XNA-645PC),按照IPC/JEDECJ-STD-020B的条件,进行3次最高温度265℃的无铅焊料回流试验。详细的回流条件示于表3,回流炉内的温度曲线示于图7。另外,在以下的回流试验中也同样地进行。

(2)光线透过率的评价

试验样品的制作

在60℃、0.5MPa、传送速度0.5m/min的条件下,将上述粘接薄膜或剥离保护薄膜后的粘附粘接片辊层压在厚1mm的载玻片上,之后照射紫外线,剥离支持体薄膜或支持基材后,在180℃加热固化1小时,制成光线透过率评价用的试验样品。

评价方法和结果

使用日立公司制造的分光光度计“U-3410”,测定回流试验前后的波长700~1600nm处的光线透过率。结果示于图8~10。另外,使用日本电色工业株式会社制造的色差浊度测定器“COH-300A”,按照JIS-K7105,测定全光线透过率。结果示于表1和表2。

(3)折射率的评价

试验样品的制作

与(2)的透过率评价用试验样品同样地操作,来制作折射率测定用的试验样品。

评价方法和结果

使用Metricon公司制造的棱镜耦合仪(Model2010),测定回流试验前后的波长830nm处的折射率,结果示于表1和表2。可知,回流试验后的折射率变化是0.001。

(4)光波导的粘接后的插入损耗评价

试验样品的制作

使用硅基板(厚度0.625mm,三菱材料株式会社制造)作为被粘接部件,通过上述制作粘接性评价试验样品中所示的方法,将光波导粘接于硅基板。用切割锯(DISCO公司制造,切割据“DAD-341”)对其进行加工,使得波导长10cm,制成插入损耗评价用试验样品。

评价方法和结果

使用850nm的面发光激光器(EXFO公司制造,FLS-300-01-VCL)作为光源,使用爱德万测试(Advantest)公司制造的Q82214作为受光传感器,通过截断法(测定波导长10、5、3、2cm,入射光纤:GI-50/125多模光纤(NA=0.20),出射光纤:SI-114/125(NA=0.22)),测定回流试验前后的光波导的插入损耗。结果示于表1和表2。

(5)反复弯曲试验

试验样品的制作

使用聚酰亚胺薄膜(商品名:卡普同EN),厚25μm,东丽杜邦公司制造)作为被粘接部件,通过上述制造粘接性评价试验样品中所示的方法,将光波导粘接于聚酰亚胺,用切割锯(DISCO公司制造,切割据“DAD-341”)对其进行加工,使得波导长10cm、宽5mm,制成光学装置。

评价方法和结果

使用弯曲耐久试验机(大昌电子株式会社制造),在曲率半径2mm、弯曲次数2次/秒的条件下,进行10万次的反复弯曲试验,在放大倍数200倍的显微镜下观察试验结束后的样品。结果是,即使在10万次结束后,也没有发现光波导的芯和包层发生断裂。另外,在聚酰亚胺/粘接剂/光波导的任意界面也没有发生剥离,将光波导粘接于聚酰亚胺薄膜而得到的光学装置具有良好的弯曲性。

表1

表2

表3

如上所述,可知:在任意评价中均可以获得良好的结果,本发明的粘接薄膜和粘附粘接片不仅具有良好的透明性和耐热性,而且将光波导粘接于聚酰亚胺薄膜的光学装置也具有良好的弯曲性。

工业上的可利用性

本发明的粘接剂组合物以及粘接薄膜和粘附粘接片,由于具有上述结构,所以不仅具有优异的透明性和耐热性,而且具有良好的弯曲性。因此,使用其的光学装置可以应用于光互连等广泛的领域。

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