CN101017325A - 液态感光抗蚀油墨 - Google Patents

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潘跃进
吴建华
杨成龙
吴宏耀
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Abstract

一种液态感光抗蚀油墨，在油墨中引入了增粘树脂组分，以提高油墨的综合耐酸耐碱性，其主要组分包括：羧基化光固化树脂20～70％；填料3～40％；增粘树脂组分0.2～15％；光引发剂0.5～5％；丙烯酸酯类稀释剂2～20％。本发明具有紫外光成像，可碱水显影，耐酸耐碱耐中性蚀刻液，耐各种电镀液的优点，可制作最小线宽为20微米的高精细图形。

Description

液态感光抗蚀油墨
【技术领域】
本发明涉及一种感光性高分子材料，具体地说，是一种可用于丝网印刷、碱水显影、耐酸耐碱耐中性蚀刻液、耐各种电镀液，适于高精密印刷电路板(PCB)和金属标牌精细图形蚀刻与电镀的液态感光抗蚀油墨。
【背景技术】
光致抗蚀剂是一种感光性高分子材料，它在紫外光的短时间光照下能发生光化反应，利用这一性能，人们可以在被控物体上得到所需的相应图形。这一技术被广泛应用于微细图形加工、半导体器件制造、集成电路及电路板印刷等领域。
液态感光型抗蚀剂是在光致抗蚀剂的基础上发展起来的一种产品，它是为解决制作精细导线图形而研制的一种油墨，俗称湿膜。液态感光型抗蚀剂由感光树脂、感光剂、填料、助剂、颜料和溶剂组成，可用于高精度的工艺品、镂空模板、移印凹版制作，还可用于多层板内层精细导线的制作，因其使用环氧树脂作热固成分，所以它的耐化学药品性、耐镀金、耐湿、耐热及电气绝缘性都很好。有鉴于此，国内外在生产高精密电路板及多层电路板时都使用了液态感光抗蚀剂。
目前，国内有不少厂家有研究并生产液态感光型抗蚀油墨，但这些产品在综合耐酸耐碱耐中性蚀刻液和耐电镀液方面都存在不足，一般只能适应耐酸耐中性蚀刻液和耐电镀液的要求；另外，现有产品难以达到较高的解像度，一般只能制作最小线宽为0.1毫米(mm)的图形。
【发明内容】
本发明的目的在于在克服现有技术的不足，提供一种紫外光成像、碱水显影、耐酸耐碱耐中性蚀刻液、耐各种电镀液、可制作最小线宽为20微米(μm)的高精细图形的液态感光抗蚀油墨。
本发明的目的是通过以下技术方法来实现的。一种液态感光抗蚀油墨，含有感光树脂、感光剂、填料、助剂、颜料和溶剂，其技术特征是，在油墨中引入了增粘树脂组分，以提高油墨的综合耐酸耐碱性，使油墨可适应高精密印刷电路板(PCB)和金属标牌精细图形酸性、碱性、中性蚀刻以及电镀制作过程的要求；同时在油墨的配方内优化组分的比例，使液态感光抗蚀油墨可制作最小线宽为20微米(μm)的高精细图形。
本发明液态感光抗蚀油墨的主要组分包括：(其中的百分比为重量比)
1、羧基化光固化树脂20～70％，
2、填料3～40％，
3、增粘树脂0.2～15％，
4、光引发剂0.5～5％，
5、丙烯酸酯类稀释剂2～20％，
6、添加剂3.8～20％。
液态感光抗蚀油墨主要组分中的化学物质为：(其中的百分比为重量比)
1、液态感光抗蚀油墨主要组分中的羧基化光固化树脂是侧链或端基上含有羧基官能团的不饱和环氧丙烯酸酯树脂或聚酯丙烯酸酯树脂的一种或两种混合而成，具有30～160mgKOH/g的酸值，添加量为20～70％。
2、液态感光抗蚀油墨主要组分中的填料为钛白粉、氢氧化铝、锌钡白的一种或多种，填料经适当干燥后研磨，达到3000目以上的超细粉末时加入本发明的产品内。
3、液态感光抗蚀油墨主要组分中的增粘树脂组分为热塑性弹性体(SBS)、SIS、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(VAE)中的一种或多种。
4、液态感光抗蚀油墨主要组分中的光引发剂为可用于有色体系光固化体系的二苯甲酮、安息香衍生物、酰基膦氧化物中的一种或多种，吸收波长为280～420纳米(nm)。
5、液态感光抗蚀油墨主要组分中的丙烯酸酯类稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯的一种或多种的混合物，其至少包含三羟甲基丙烷丙烯酸酯(TMPTA)和其它一种或多种丙烯酸酯类单体。
6、液态感光抗蚀油墨主要组分中的添加剂含有分散剂、消泡剂、流平剂和尼龙酸二甲酯(DBE)，用以改善油墨的丝印性能；
此外，还添加有0.5～2％酞菁类颜料，以方便用户对使用了油墨的识别。
液态感光抗蚀油墨使用时，采用300目丝网印刷，在80摄氏度温度下用30分钟时间烘干，覆盖掩膜图形，用1千瓦以上的紫外曝光机曝光80～120玛脂/平方厘米(mj/cm2)，使用1％碳酸钠水溶液，在每平方厘米2公斤(2Kg/cm2)的压力下显影，显影并清洗后在120摄氏度的温度下用10分钟时间烘干，所得的图形可耐酸耐碱耐中性蚀刻，耐各种电镀液。所述的图形可使用温度为50～60℃，浓度为5～6％的氢氧化钠溶液完全去除。
本发明液态感光抗蚀油墨具有紫外光成像、可碱水显影、耐酸耐碱耐中性蚀刻液、耐各种电镀液的优点，可制作最小线宽为20微米的高精细图形。
【具体实施方式】
以下用表格的形式说明本发明液态感光抗蚀油墨的16种实施例。
表格1为实施例1至5；
表格2为实施例6至11；
表格3为实施例12至16。
三张表格中所有示例的量均为克(g)。
表1，实施例1至5
原料名称  添加范围(重量百分比) 例1 例2 例3 例4 例5
  羧基化聚酯丙烯酸酯树脂 20～70   15.35   16.18   16.18   4.87   40.94
  羧基化聚氨酯丙烯酸酯树脂   20.47   21.57   32.36   4.87   10.24
  羧基化环氧丙烯酸酯树脂   20.47   5.39   5.39   38.95   5.12
  羧基化环氧化油丙烯酸酯树脂   10.24   21.57   10.79   19.47   10.24
  钛白粉 3～40   2.05   2.16   2.16   1.95   2.05
  氢氧化铝   1.02   1.08   1.08   0.97   1.02
  SBS 0.2～15   8.19   8.63   8.63   7.79   8.19
  VAE   1.02   1.08   1.08   0.97   1.02
    TMPTA 2～20   6.14   6.47   6.47   5.84   6.14
    TPGDA   2.05   2.16   2.16   1.95   2.05
    HDDA   4.09   4.31   4.31   3.89   4.09
    IRGACURE-184 0.5～5   0.51   0.54   0.54   0.49   0.51
    IRGACURE-851   1.02   1.08   1.08   0.97   1.02
    酞菁蓝颜料     0.5～2   1.02   1.08   1.08   0.97   1.02
    分散剂     0.1～1.0   0.41   0.43   0.43   0.39   0.41
    消泡剂     0.1～1.0   0.41   0.43   0.43   0.39   0.41
    流平剂     0.1～1.0   0.41   0.43   0.43   0.39   0.41
    DBE     3～15   5.12   5.39   5.39   4.87   5.12
    总量   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00
表2，实施例6至11
原料名称   添加范围(重量百分比) 例6 例7 例8 例9 例10 例11
    羧基化聚酯丙烯酸酯树脂 20～70  10.74  11.57  16.87  14.61  14.90  38.95
    羧基化聚氨酯丙烯酸酯树脂  21.47  23.13  22.50  19.47  19.86  9.74
    羧基化环氧丙烯酸酯树脂  3.58  3.86  22.50  19.47  19.86  4.87
    羧基化环氧化油丙烯酸酯树脂  7.16  7.71  11.25  9.74  9.93  9.74
    钛白粉 3～40  14.32  23.13  2.25  1.95  1.99  1.95
    氢氧化铝  14.32  3.86  1.12  0.97  0.99  0.97
    SBS 0.2～15  5.73  6.17  0.11  12.66  1.99  7.79
    VAE  0.72  0.77  0.11  0.97  9.93  1.95
    TMPTA   2～20  4.29  4.63  6.75  5.84  5.96  11.68
    TPGDA  1.43  1.54  2.25  1.95  1.99  1.95
    HDDA  2.86  3.08  4.50  3.89  3.97  1.95
    IRGACURE-184 0.5～5  0.36  0.39  0.56  0.49  0.50  0.49
    IRGACURE-851  0.72  0.77  1.12  0.97  0.99  0.97
    酞菁蓝颜料   0.5～2  0.72  0.77  1.12  0.97  0.99  0.97
    分散剂 0.1～1.0  0.29  0.31  0.45  0.39  0.40  0.39
    消泡剂 0.1～1.0  0.29  0.31  0.45  0.39  0.40  0.39
    流平剂 0.1～1.0  0.29  0.31  0.45  0.39  0.40  0.39
    DBE 3～15  10.74  7.71  5.62  4.87  4.97  4.87
    总量  100.00  100.00  100.00 100.00 100.00  100.00
表3，实施例12至16
原料名称   添加范围(重量百分比) 例12 例13 例14 例15 例16
 羧基化聚酯丙烯酸酯树脂 20～70   37.49   37.49   14.53   14.53   14.53
 羧基化聚氨酯丙烯酸酯树脂   9.37   9.37   19.38   19.38   19.38
 羧基化环氧丙烯酸酯树脂   4.69   4.69   19.38   19.38   19.38
 羧基化环氧化油丙烯酸酯树脂   9.37   9.37   9.69   9.69   9.69
 钛白粉 3～40   1.87   1.87   1.94   1.94   1.94
 氢氧化铝   0.94   0.94   0.97   0.97   0.97
 SBS 0.2～15   7.50   7.50   1.94   1.94   1.94
 VAE   1.87   1.87   9.69   9.69   9.69
 TMPTA 2～20   2.81   2.81   5.81   5.81   5.81
 TPGDA   6.56   1.87   1.94   1.94   1.94
 HDDA   9.37   14.06   3.88   3.88   3.88
 IRGACURE-184 0.5～5   0.47   0.47   2.91   0.97   1.94
 IRGACURE-851   0.94   0.94   0.97   2.91   1.94
 酞菁蓝颜料     0.5～2   0.94   0.94   0.97   0.97   0.97
 分散剂     0.1～1.0   0.37   0.37   0.39   0.39   0.39
 消泡剂     0.1～1.0   0.37   0.37   0.39   0.39   0.39
 流平剂     0.1～1.0   0.37   0.37   0.39   0.39   0.39
 DBE     3～15   4.69   4.69   4.84   4.84   4.84
 总量   100.00   100.00   100.00   100.00   100.00

Claims (8)

1、一种液态感光抗蚀油墨，含有感光树脂、感光剂、填料、助剂、颜料和溶剂，其特征在于：在油墨中引入了增粘树脂组分，所述油墨的主要组分为：羧基化光固化树脂20～70％；填料3～40％；增粘树脂0.2～15％；光引发剂0.5～5％；丙烯酸酯类稀释剂2～20％；添加剂3.8～20％。
2、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，所述的羧基化光固化树脂是侧链或端基上含有羧基官能团的不饱和环氧丙烯酸酯树脂或聚酯丙烯酸酯树脂的一种或两种混合而成。
3、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，所述的填料为钛白粉、氢氧化铝、锌钡白的一种或多种。
4、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，所述的增粘树脂组分为SBS、SIS、CPE、VAE中的一种或多种。
5、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，所述的光引发剂为二苯甲酮、安息香衍生物、酰基膦氧化物中的一种或多种。
6、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，所述的丙烯酸酯类稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。
7、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，在油墨中添加有分散剂、消泡剂、流平剂和尼龙酸二甲酯。
8、根据权利要求1所述的液态感光抗蚀油墨，其特征在于，在油墨中添加有0.5～2％的酞菁类颜料。
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