光波导制造方法技术

一种用于通过以下步骤产生光波导的方法：(a)在基板上沉积包含以下的组合物：(i)包含环氧基和烯基的聚硅氧烷，(ii)具有至少两个硅‑氢键的硅烷交联剂，和(iii)至少一种包含环氧基和至少1.49的折射率的化合物；(b)加热；(c)沉积包含以下的第二组合物：(i)包含环氧基和烯基的第二聚硅氧烷，和(ii)具有至少两个硅‑氢键的第二硅烷交联剂；(d)通过加热固化；(e)暴露于通过掩模的紫外线以产生图案化芯层；(f)加热以蒸发第一组合物的未固化部分的至少一部分。

Manufacturing method of optical waveguide

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光波导制造方法本专利技术涉及一种光波导制造方法，其能够在不需要溶剂显影的情况下产生光波导。典型地通过使用感光性组合物和光刻工艺，制造具有芯和包覆结构(其中芯具有较高折射率)的波导。所述工艺包含用溶剂进行处理以产生图案化芯结构。本专利技术解决的问题是，需要新的方法以在无需溶剂显影的情况下产生光波导。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于产生干膜光波导的方法；所述方法包括以下步骤：(a)在基板上沉积第一组合物，所述第一组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第一聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第一硅烷交联剂，(iii)至少一种包含环氧基的第一化合物，所述第一化合物的分子量不大于1000，并且折射率比所述第一聚硅氧烷和所述第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.002，(iv)至少一种硅氢化催化剂，(v)至少一种硅氢化抑制剂，和(vi)至少一种光酸产生剂；(b)加热以产生固化第一组合物；(c)在固化第一组合物上沉积包含以下的第二组合物：(i)包含环氧基和烯基的第二聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第二硅烷交联剂，(iii)至少一种硅氢化催化剂，和(iv)至少一种硅氢化抑制剂，以产生复合物；(d)通过加热使所述第二组合物固化以产生复合物；(e)使所述复合物暴露于通过掩模的紫外线，以产生包含所述第一组合物的固化部分和所述第一组合物的未固化部分的图案化芯层；(f)加热以蒸发所述第一组合物的所述未固化部分的至少一部分，以产生最终图案化芯层。具体实施方式除非另有规定，否则百分比是重量百分比(wt％)并且温度是以℃为单位。除非另有规定，否则操作在室温下进行。烷基是饱和烃基，其可以是直链的或支链的。优选地，烷基具有一到十二个碳原子。优选地，烷基是未被取代的。芳基为衍生自可为单核或多核的芳族烃化合物的取代基。芳基可经C1-C4烷基和/或C1-C4烷氧基取代。优选地，芳基为未经取代的。如本文所用，除非另外指示，否则分子量、Mn、Mw和Mz具有常规含义，并且通过凝胶渗透色谱法测定。本文以g/mol为单位报告分子量。折射率在25℃下在钠D线(589nm)下测量。在本专利技术的一个优选实施例中，基板包含涂布有下包层的非反应性材料，所述包层的折射率比由芯材料制成的膜的折射率低至少0.002。优选地，非反应性材料为硅、玻璃、聚酰亚胺或FR4板(FR4为玻璃纤维环氧层压板)。优选地，非反应性材料为基本上平面的，例如晶片、板、盘或膜。优选地，下包层是来源于组合物的固化膜，所述组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的聚硅氧烷；(ii)具有至少两个硅-氢键的硅烷交联剂；(iii)至少一种硅氢化催化剂；以及(iv)至少一种硅氢化抑制剂。优选地，聚硅氧烷包含4到25摩尔％(优选地6到22摩尔％，优选地8到20摩尔％，优选地10到19摩尔％)的具有式R1R2R3SiO1/2的单元，其中R1和R2独立地为C1-C12烷基，优选地C1-C6烷基，优选地C1-C4烷基，优选地甲基或乙基，优选地甲基；并且R3为C2-C12烯基，优选地C2-C6烯基，优选地C2-C4烯基，优选地乙烯基。优选地，聚硅氧烷包含20到50摩尔％(优选地24到44摩尔％，优选地26到42摩尔％，优选地28到40摩尔％)的具有式EpSiO3/2的单元，其中Ep为经环氧基取代的C3-C20烷基，优选地经环氧基取代的C4-C15烷基，优选地经环氧基取代的C5-C10烷基，优选地包含与环氧乙烷环稠合的环己基的C5-C10烷基，优选地2-(3,4-环氧环己基)乙基。优选地，聚硅氧烷包含35到65摩尔％(优选地38到62摩尔％，优选地41到59摩尔％，优选地44到57摩尔％)的具有式R4SiO3/2的单元，其中R4为C1-C18烷基，优选地C2-C12烷基，优选地C3-C10烷基，优选地C4-C8烷基，优选地己基。优选地，硅烷交联剂具有至少三个硅-氢键(优选地4)并且分子量为200到5000，优选地250到2000，优选地300到1000，优选地300到500。优选地，四个硅-氢键连接到四个不同硅原子。优选地，硅烷交联剂具有式Si(OSiR2H)4，其中R为C1-C6烷基，优选地C1-C4烷基，优选地甲基或乙基，优选地甲基。优选地，下包层包含70到99重量％的包含环氧基和烯基的聚硅氧烷，优选地至少80重量％，优选地至少85重量％，优选地至少90重量％；优选地不超过97重量％，优选地不超过96重量％，优选地不超过95重量％。优选地，下包层包含1到30重量％，优选地至少3重量％，优选地至少5重量％，优选地不超过20重量％，优选地不超过15重量％，优选地不超过10重量％的硅烷交联剂。优选地，下包层通过加热来固化。第一组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第一聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第一硅烷交联剂，(iii)至少一种包含环氧基的第一化合物，所述第一化合物的分子量不大于1000，并且折射率比所述第一聚硅氧烷和所述第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.002，(iv)至少一种硅氢化催化剂，(v)至少一种硅氢化抑制剂，(v)至少一种硅氢化抑制剂，和(vi)至少一种光酸产生剂。优选地，包含环氧基和烯基的第一聚硅氧烷包含4到25摩尔％(优选地6到22摩尔％，优选地8到20摩尔％，优选地10到19摩尔％)的具有式R5R6R7SiO1/2的单元，其中R5和R6独立地为C1-C12烷基，优选地C1-C6烷基，优选地C1-C4烷基，优选地甲基或乙基，优选地甲基；并且R7为C2-C12烯基，优选地C2-C6烯基，优选地C2-C4烯基，优选地乙烯基。优选地，第一聚硅氧烷包含20到50摩尔％(优选地24到44摩尔％，优选地26到42摩尔％，优选地28到40摩尔％)的具有式Ep1SiO3/2的单元，其中Ep1为经环氧基取代的C3-C20烷基，优选经环氧基取代的C4-C15烷基，优选经环氧基取代C5-C10烷基，优选经包含与环氧乙烷环稠合的环己基的C5-C10烷基，优选地2-(3,4-环氧环己基)乙基。优选地，第一聚硅氧烷包含35到65摩尔％(优选地38到62摩尔％，优选地41到59摩尔％，优选地44到57摩尔％)的具有式R8SiO3/2的单元，其中R8为C1-C18烷基，优选地C2-C12烷基，优选地C3-C10烷基，优选地C4-C8烷基，优选地己基。优选地，第一硅烷交联剂具有三个硅-氢键(优选地4)并且分子量为200到1000，优选地300到600，优选地300到500。优选地，硅-氢键连接到不同硅原子。优选地，第一硅烷交联剂具有式Si(OSiR2H)4，其中R为C1-C6烷基，优选地C1-C4烷基，优选地甲基或乙基，优选地甲基。优选地，分子量不大于1000，比第一聚硅氧烷和第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.002的包含环氧基的第一化合物，其分子量为100到700，优选地150到500，优选地180到400。优选地，第一化合物的折射率为至少1.50，优选地至少1.51，优选地至少1.52；优选地不大于1.7，优选地不大于1.65。优选地，第一化合物的折射率比第一聚硅氧烷和第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.005，优选地至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生光波导的方法；所述方法包含以下步骤：/n(a)在基板上沉积第一组合物，所述第一组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第一聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第一硅烷交联剂，(iii)至少一种包含环氧基的第一化合物，所述第一化合物的分子量不大于1000，并且折射率比所述第一聚硅氧烷和所述第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.002，(iv)至少一种硅氢化催化剂，(v)至少一种硅氢化抑制剂，和(vi)至少一种光酸产生剂；/n(b)加热以产生固化的第一组合物；/n(c)在所述固化的第一组合物上沉积第二组合物，所述第二组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第二聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第二硅烷交联剂，(iii)至少一种硅氢化催化剂，/n和(iv)至少一种硅氢化抑制剂，以产生复合物；/n(d)通过加热使所述第二组合物固化以产生复合物；/n(e)使所述复合物暴露于通过掩模的紫外线，以产生包含所述第一组合物的固化部分和所述第一组合物的未固化部分的图案化芯层；和/n(f)加热以蒸发所述第一组合物的所述未固化部分的至少一部分，以产生最终图案化芯层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170824 US 62/5496471.一种用于产生光波导的方法；所述方法包含以下步骤：
(a)在基板上沉积第一组合物，所述第一组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第一聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第一硅烷交联剂，(iii)至少一种包含环氧基的第一化合物，所述第一化合物的分子量不大于1000，并且折射率比所述第一聚硅氧烷和所述第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.002，(iv)至少一种硅氢化催化剂，(v)至少一种硅氢化抑制剂，和(vi)至少一种光酸产生剂；
(b)加热以产生固化的第一组合物；
(c)在所述固化的第一组合物上沉积第二组合物，所述第二组合物包含：(i)包含环氧基和烯基的第二聚硅氧烷，(ii)包含至少两个硅-氢键的第二硅烷交联剂，(iii)至少一种硅氢化催化剂，
和(iv)至少一种硅氢化抑制剂，以产生复合物；
(d)通过加热使所述第二组合物固化以产生复合物；
(e)使所述复合物暴露于通过掩模的紫外线，以产生包含所述第一组合物的固化部分和所述第一组合物的未固化部分的图案化芯层；和
(f)加热以蒸发所述第一组合物的所述未固化部分的至少一部分，以产生最终图案化芯层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一化合物的分子量为100到600。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一化合物的折射率比所述第一聚硅氧烷和所述第一硅烷交联剂的重均折射率高至少0.005。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组合物包含50到90重量％的至少一种第一聚硅氧烷、2到15重量％的至少一种具有至少2个硅-氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏凯，B·W·斯维顿斯基，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：美国;US