CN102040881A - 水性印刷电路板的线路油墨 - Google Patents

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Abstract

为了克服现有液态感光线路油墨在使用中的不足，本发明提供了一种新型的水性印刷电路板的线路油墨。该油墨不再使用有机溶剂，且能在环境保护，劳动保护，水资源和电能节约，印刷电路板制造效率提高和成本降低等方面实现社会效益和经济效益的双赢。是一种环保、经济、节能，符合“3E”理念的新型产品，能在不改变现行印刷电路板制程和工艺的设备和条件下，替代现行普遍使用的液态感光线路油墨而得到应用。

Description

水性印刷电路板的线路油墨
技术领域
本发明涉及一种应用在印刷电路板制造中，在对覆铜板进行光致成像时所使用到的网印型线路油墨，尤其涉及水性印刷电路板的线路油墨。
背景技术
目前，在印刷电路板制造中，用来光致成像的抗蚀刻剂主要分为两种，即干膜和湿膜。干膜因其光致成像受限，且使用成本高等原因，使用量及面不广。现行湿膜产品主要包括液态感光线路油墨、紫外线固化型线路油墨等。它们都属有机溶剂油墨。其中，液态感光线路油墨在印刷电路板制造中使用量最大、生产技术及应用工艺也最为成熟。
该发明主要是针对液态感光线路油墨生产和使用过程中的某些方面的不足而出发的。液态感光线路油墨的主要不足体现在：
有机溶剂型油墨在生产和使用过程中必然要使用有机溶剂。有机溶剂的使用会带来环境污染、人体损失等等弊端。
有机溶剂沸点高(150-200摄氏度)，在预烘热固化制程中，需要消耗较多的电能和时间。
有机溶剂型的液态感光线路油墨，曝光后采用碱液显影，尔后需要水清洗经碱液显影的板材，防止铜面氧化等。但这种工艺无疑需要大量用水，造成水资源高消耗。
发明内容
为了克服现有液态感光线路油墨在使用中的不足，本发明提供了一种新型的水性印刷电路板的线路油墨。该油墨不再使用有机溶剂，且能在环境保护、劳动保护、水资源和电能节约、印刷电路板制造效率提高和成本降低等方面实现社会效益和经济效益的双赢，是一种环保、经济、节能，符合“3E”理念的新型产品，能在不改变现行印刷电路板制程和工艺的设备和条件下，替代现行普遍使用的液态感光线路油墨而得到应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先对酚醛环氧丙烯酸树脂进行水性化改性，酚醛环氧丙烯酸树脂是不具水溶性的，但是如果我们对酚醛环氧丙烯酸树指进行改性，在其结构上引入特殊的离子基Y+(Y为Et3NCl)，通过Y+基的亲水能力使树脂在水中能溶解，具有水溶性。比较典型的产品是含季铵盐的酚醛环氧丙烯酸酯，其合成方法为：先将酚醛环氧树脂部分开环与丙烯酸进行接枝，再进一步开环与三乙胺盐酸盐接枝反应，而得水性酚醛环氧丙烯酸树脂。
Figure B2009100445752D0000021
在这一结构模型中，Y+离子基必须具有在较低温度下(80℃)不发生化学变化，而大于100℃时，Y+可与树脂结构发生反应，通过架桥交联形成致密的三维结构失去亲水性的特性。在使用时，将水溶性感光树脂涂布在印制板上，预固化(75℃)性能不变，涂膜仍保持水溶性，紫外线固化型曝光后，未曝光部分仍保持水溶性，曝光部分由于交联聚合使分子量增大，树脂失去水溶性，因此，可以用25℃～30℃的水显影，未曝光部分在水中溶解，然后再在150～160℃条件固化30～40s，曝光部分残留的亲水性Y+树脂发生交联成为不溶的膜。在固化膜中由于没有亲水基团的存在，所以具有优良的耐热、耐蚀和电气性能。
再经过水性印刷电路板的线路油墨配方：
Figure B2009100445752D0000022
Figure B2009100445752D0000031
依据以上物料配比进行充分搅拌混合后，用网目为120～200目尼龙丝网过滤后完成
本公司所配制的印制电路板水性印刷电路板油墨具有如下性能：
(1)油墨为液态，可填充覆层表面轻微的凹坑、划痕等缺陷。
(2)其涂覆层可比干膜薄(可薄至8～10um)，故图形的分辨率比干膜高，可达2mil(50微米)。
(3)由于采用曝光显影方式，不会产生传统网印油墨的阴影、渗透等不良现象，且不用制作图形网版。
(4)曝光后形成明显图形颜色，易于检板，且曝光能量低，速度快。
(5)由于油墨应用光聚合反应，所以比传统油墨的结合性、抗蚀刻性、抗电镀性优良。耐酸性强，易于脱墨。
(6)适应酸性、碱性蚀刻及镀锡、镀镍金工艺。抗蚀刻种类：氯化铁、酸性氯化铜、铜铵系列、盐酸、硝酸等；抗电镀种类：酸性镀铜、电镀锡/铅、电镀镍金等。
Figure B2009100445752D0000032
本发明相对于液态感光线路油墨，其有益效果主要体现在：
Figure B2009100445752D0000041
具体实施方式
本发明涉及的产品应用实施是基于现行印刷电路板生产设备和工艺的，即不需增减和调整改变设备，变换制程，就可以让该产品得到应用。具体实施过程进一步说明，首先制备水性在反应釜中加入邻甲酚环氧树脂和一定摩尔比的丙烯酸及催化量的三乙胺，在90～110℃反应6个小时，测酸值至酸值为零时，停止反应。降温至室温(20～35℃)，然后再滴加三乙胺盐酸盐，保持温度在80～90℃反应3个小时，至溶液清亮，测环氧值接近于零，停止反应，冷却，即完成水性酚醛环氧丙烯酸树脂合成。
水性酚醛环氧丙烯酸树脂合成实施例：
向三口瓶中加入110克邻甲酚醛环氧树脂和14.4克丙烯酸及2克三乙胺和50克丙酮及0.5克阻聚剂，混合搅拌，缓慢升温至90℃～110℃，在此温度反应6个小时，测酸值为0.1023mgKOH/g。
三乙胺盐酸盐的制备。向298.8克浓盐酸(含HCl2.958mol)中滴加309.3克三乙胺。边滴加边搅拌，并用冷水冷却，滴毕后加入250克水，完全溶解成溶液备用。
取前所合成的树脂88.7克(0.2125mol)，加入上步所制备的三乙胺盐酸盐溶液59.1克，升温至78℃，在此温度下反应5个小时，测环氧值至小于0.02％时停止反应，脱除溶剂丙酮，再加水稀释，得水性酚醛环氧丙烯酸树脂。
在取得水性酚醛环氧丙烯酸树脂后按质量百分比配方如下：其中TiO2、滑石粉、SiO2均为120～200目粉末。
依据以上物料配比进行充分搅拌混合后，用网目为120～200目尼龙丝网过滤后完成。

Claims (3)

1.水性印刷电路板的线路油墨，其特征在于它是由水性酚醛环氧丙烯酸树脂：48-55％、光敏剂819：1-2％、光敏剂1173：1-4％、超支化水性树脂：5-10％、TiO2：8-10％、滑石粉：18-20％、SiO2 2-4％、纯净水：10-15％、色粉：2-8％、流平剂等：3-10％按质量组成。
2.根据权利要求1所述的水性印刷电路板的线路油墨，其特征在于水性酚醛环氧丙烯酸树脂是通过在酚醛环氧丙烯酸树脂引入特殊的离子基Y+，其中Y为Et3NCl。
3.根据权利要求1、2所述的水性印刷电路板的线路油墨，其特征在于水性酚醛环氧丙烯酸树脂是将酚醛环氧树脂部分开环与丙烯酸进行接枝，再进一步开环与三乙胺盐酸盐接枝反应制得的。
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PB01 Publication
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