CN104516205B - 一种液态感光型深色阻焊材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态感光阻焊材料，其组分包括：感光树脂、丙烯酸单体、热固化树脂、颜料、填料、光引发剂、助剂和溶剂，其特征在于以重量份计，各组分的配比为：感光树脂30份～50份，丙烯酸单体为10份‑20份，热固化树脂3份～20份，颜料2份～5份，填料20份～35份，光引发剂3份～8份，助剂0.3份～5份，溶剂25份～40份；以本发明所得到的液态感光阻焊材料，它既有优良的耐热性，又有优异的柔韧性，通过树脂合成反应能够提高到2.5mil保桥性能，解决了原来感光树脂保桥性能差的问题。且本发明工艺简单、配方合理、性能优良。

Description

一种液态感光型深色阻焊材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种线路板材料，提出了一系列新的用于PCB 上的液态感光型深色阻焊材料，阻焊材料在PCB 表面形成的阻焊层，本发明还涉及液态感光深色阻焊材料及其制备方法。

背景技术

阻焊膜是涂覆在印制板表面的永久性保护层，它有选择地保护印制板表面，防止焊接元器件时导线和焊盘间发生短路、桥接。此外，它还具有防潮、防霉、防盐雾的作用。因此，阻焊膜质量的好坏不仅影响印制板的外观，而且会影响印制板的使用寿命。 随着印制电路板的发展，幕帘涂布（或丝网印制）液态感光阻焊材料（LiquidPhoto imageableInk，缩写为LPI）已成为印制板阻焊膜加工的主导方法。液态感光阻焊材料，主要以光固化及热固化的树脂为主体，配合感光剂、热固化剂、填料、色料及各种助剂组成。它通过帘涂或丝印的方法涂覆到蚀刻后的基板上，经过预烘、曝光、显影、后固化等一系列工艺过程，最后在印制板表面形成1种交联固化的聚合物涂层。其功能为：( 一) 焊接时起阻止导线或导体，如焊盘等之间桥接或沾锡作用；( 二) 防腐蚀化，防潮和防霉等作用；( 三) 保护PCB 外表防擦刮损伤，起美观、亮丽的装饰作用等。它关系到PCB 工作的可靠性和长寿命的问题。特别是高密度、精细导线和微小孔结构的高性能PCB，要有高性能的阻焊材料才能满足要求。因此，其品质情况关系到PCB 成品的外阻问题、可用性、可靠性和耐用性问题，特别是阻焊材料与板面界的粘结力、耐热性和抗化学性等成为重要参数。

阻焊膜加工完成后，必须达到附着力强、硬度高、耐溶剂、耐酸碱、耐热油等要求。由于工艺过程较为复杂，因此不仅选择阻焊材料非常重要，而且在生产过程中严格工艺控制更是确保阻焊膜质量的关键所在。

液态感光阻焊材料，既有光固化又有热固化的材料，其感光树脂主要是线型酚醛环氧树脂与不饱和羧酸反应后再与酸酐反应而得到，因其树脂含有酸基，所以可以用碱水来显影，该材料固化后耐热性优良，但因为固化后收缩较大，阻焊层容易发脆，在生产工艺中报废率较高。为了改变使用线型酚醛环氧树脂的感光树脂脆性问题，又开始采用双酚A型环氧树脂或双酚F 型环氧树脂或羟甲基双酚A 型环氧树脂来完全替代线型酚醛环氧树脂或部分替代的产品来合成感光树脂，这在固化后收缩方面确实得到了很大的改善，但是遗憾的是双酚A 或双酚F及其改性的双酚A 或双酚F 环氧树脂的耐热性总是有点难以满足用户的要求，尤其是限铅令的执行，双酚A 或双酚F 及其改性的双酚A 或双酚F 环氧树脂在焊纯锡或化锡时候阻焊受攻击的就较多，线型酚醛环氧树脂的在焊纯锡或化锡时也显的力不从心，导致报废率升高。其功能：( 一) 焊接时起阻止导线或导体，如焊盘等之间桥接或沾锡作用；( 二) 防腐蚀化，防潮和防霉等作用；( 三) 保护PCB 外表防擦刮损伤，起美观、亮丽的装饰作用等。它关系到PCB 工作的可靠性和长寿命的问题。特别是高密度、精细导线和微小孔结构的高性能PCB，要有高性能的阻焊材料才能满足要求。因此，其品质情况不仅关系到PCB 成品的外阻问题，而且直接影响到PCB 产品的可用性、可靠性和耐用性问题，特别是阻焊材料与板面界的粘结力、耐热性和抗化学性等成为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种提高深色材料的感光性能和保桥性能的液态感光阻焊材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种液态感光阻焊材料，其组分包括：感光树脂30 份～ 50份，丙烯酸单体为10份-20份，热固化树脂3 份～ 20 份，颜料2 份～ 5份，填料20 份～ 35份，光引发剂 3份～ 8 份，助剂0.3 份～ 5 份，溶剂25 份～ 40 份。所述的感光树脂是采用有机硅改性酚醛环氧树脂和不饱和的一元羧酸反应，其反应物再与酸酐反应，从而在侧链上获得羧基和不饱和基团的感光树脂，由此得到可光固聚合和碱水反应的感光树脂。该感光树脂优选比例为30 份～ 50 份。

所述的光引发剂是根据不同的颜料选择不同的光引发剂，包括2- 甲基蒽醌2- 乙基蒽醌、2- 叔丁基蒽醌、2，4- 二甲基噻吨酮、苯乙酮二甲基缩酮、苄基二甲基缩酮、2- 叔丁基蒽醌、1- 氯蒽醌、2- 异丙基硫杂蒽酮、1- 羟基环己基- 苯基甲酮、2- 羟基-2- 甲基-1- 苯基丙酮、安息香双甲醚、双2，6- 二氟-3- 吡咯苯基二茂钛、、4- 苯基二苯甲酮(PBZ)、2- 苯甲酰基苯甲酸甲酯、乙醛酸盐类混合物等常用光引发剂，但不限于上述光引发剂。优选比例为3 份～ 8 份。

热固化树脂包括有机硅改性环氧树脂、双酚A 环氧树脂、双酚S 环氧树脂、苯酚甲醛环氧树脂、三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂中的一种或两种以上的树脂混合而成。

所述填充料包括硫酸钡、滑石粉、二氧化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙等无机填料，可选择一种或一种以上混合而成。优选比例为3 份～ 20份。

溶剂是酮类、酯类或醚类及石油类等一种或一种以上组成，醚类有乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚乙酸酯等酯类，溶剂类可单独或两种以上混合使用。

丙烯酸单体是：月桂酸丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯单官能团反应单体，1，6- 己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯多官能团反应单体，由其中一种或两种以上物质组成，在100 份的材料中总含量占10 份～ 20 份。

颜料为实际需要而选择，可用有机或无机颜料，无特别限制。

其它助剂：如流平剂等根据实际需要而添加的。

本发明提供的一种上述液态感光阻焊材料的制备方法，其特征在于通过树脂的反应固含量提高和在树脂合成中加入光引发剂而提高深色材料的感光性能和保桥性能，深色材料因光穿透性比较差，保桥在4mil以上，通过树脂合成反应能够提高到2.5mil保桥性能。

按本发明的制备方法所得到的一种液态感光型深色阻焊材料，使用时，将本发明的液态感光阻焊材料用丝网印刷于PCB 版上，80℃～ 90℃下干燥10 分钟～ 15 分钟，拿出稍微冷却即形成干膜，盖上掩膜，在紫外灯下接触曝光，然后用1％～ 2％的Na2CO3 水溶液显影30秒～ 60 秒，用水冲洗后未经光照的部分被洗去，而光固化的部分则留在基板上而形成图形，然后于140℃下后固化30 分钟～ 40 分钟形成抗焊性优良阻焊膜，因此，本发明工艺简单、配方合理、性能优良。

以本发明提供的一种改性环氧树脂为感光树脂起始原料，以由此为主要原材料所得到的液态感光型深色阻焊材料相比于传统的阻焊材料光穿透性好，传统的阻焊材料光穿透性较差，保桥在4mil以上，但通过树脂合成反应能够提高到2.5mil保桥性能。解决了原来感光树脂保桥性能差的问题。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步说明。

首先用实例具体说明本发明自制的感光树脂的制备：

实施例1：

本实施例描述的感光树脂，其生产方法是：在反应容器中将有机硅改性酚醛环氧树脂200 份在199.5-220 份溶剂中溶解，加热到80℃溶解，待溶解完毕加入不饱和一元羧酸甲基丙烯酸90 份、N，N- 二甲基苄氨1.5 份、甲苯80份、浓硫酸1 份，加热到100℃～ 120℃反应12 小时左右，回流脱水，再蒸馏去除甲苯后加入酸酐70.5-135 份，加热到110℃～130℃，反应10 小时，得到酸值为60mgKOH/g 至75mgKOH/g，固含量为70％的感光树脂。

实施例2：

本实施例描述的液态感光型深色阻焊材料，取下述组份按重量份配比，取实施例1方法自制的感光树脂55 份，三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂40 份，硫酸钡20 份，酞青绿1 份，双氰胺0.5 份，聚二季戊四醇六丙烯酸酯10 份，助剂0.5 份，乙二醇单乙醚乙酸酯6.5 份，将上述物质在高速分散机下分散均匀，然后在三辊机上研磨到细度≤ 20μm，最后用6 份乙二醇单乙醚乙酸酯调整黏度到65ps，即得本发明的新型感光树脂液态感光阻焊材料。性能测试结果如下：

预烘(75℃ )：40 分钟

曝光量：330mJ/cm2

曝光等级：9 级

显影：1％ Na2CO3 水溶液显影，50s

后固化(140℃ ) ：35 分钟

附着力：一级

硬度：6H

阻焊性能：288℃、10s、四次。

Claims (5)

1.一种液态感光深色阻焊材料，其组分包括：感光树脂、热固化树脂、丙烯酸单体、颜料、填料、光引发剂、助剂和溶剂，其特征在于以重量份计，各组分的配比为：

所述的热固化树脂包括有机硅改性环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚S环氧树脂、苯酚甲醛环氧树脂、三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂中的一种或两种以上的树脂混合而成；

所述的感光树脂是采用有机硅改性酚醛环氧树脂和不饱和一元羧酸反应，其反应物再与酸酐反应，从而在侧链上获得羧基和不饱和基团的感光树脂；其生产方法是反应容器中将有机硅改性酚醛环氧树脂200份在199.5-220份溶剂中溶解，加热到80℃溶解，待溶解完毕加入不饱和一元羧酸甲基丙烯酸90份、N，N-二甲基苄氨1.5份、甲苯80份、浓硫酸1份，加热到100℃～120℃反应12小时，回流脱水，再蒸馏去除甲苯后加入酸酐70.5-135份，加热到110℃～130℃，反应10小时，得到酸值为60mgKOH/g至75mgKOH/g，固含量为70％的感光树脂。

2.根据权利要求1所述的液态感光深色阻焊材料，其特征在于所述的填料是无机填料，包括硫酸钡、滑石粉、二氧化硅、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙的一种以上混合而成。

3.根据权利要求1所述的液态感光深色阻焊材料，其特征在于所述的丙烯酸单体是月桂酸丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯单官能团反应单体，1，6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯多官能团反应单体，由其中一种或两种以上物质组成，在100份的材料中总含量占10份～20份。

4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的液态感光阻焊材料的制备方法，其特征在于将感光树脂、丙烯酸单体、热固化树脂、光引发剂、助剂、溶剂、颜料及填料按组份重量份的配比称量，在分散机上高速分散均匀后，于三辊机上研磨至细度小于20μm，再过滤除去机械杂质及粗粒，制成成品材料。

5.根据权利要求4所述的一种液态感光阻焊材料的制备方法，其特征在于通过感光树脂的反应固含量提高和在感光树脂合成中加入光引发剂而提高深色材料的感光性能和保桥性能，通过树脂合成反应能够提高到2.5mil保桥性能。