CN107619624A - 一种uv固化阻焊油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种UV固化阻焊油墨及其制备方法，该油墨UV固化，100％固含量，生产及使用过程中不产生任何VOC排放，环境友好。因为可以采用喷墨打印，解决了传统UV阻焊油墨无法达到的精度问题，精度可以达到3mil.机按重量份记，包括丙烯酸单体60‑90份、硫酸钡10‑30份、颜料0.1‑2份、光引发剂3‑10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。本发明的UV固化阻焊油墨具有较好的阻焊性能和较快的固化速度。
Description
技术领域
本发明涉及喷印油墨领域，尤其涉及一种UV固化阻焊油墨及其制备方法。
背景技术
随着现代电子工业的不断推进和发展，我国从一个落后的印刷线路板 (PCB)生产国一跃成为世界的先进大国，2003年我国的PCB总产值居世界排行榜第二，PCB产业的发展很快带动了周边产业及相关行业的发展。目前，香港、日本、美国、台湾等PCB油墨生产商或在我国的合资企业生产的PCB油墨占有国内较大的PCB市场份额。随着高精度电路板市场的扩大，UV固化型油墨已成为PCB制造中的首选油墨。
阻焊油墨(Solder Resist Ink)就是覆盖在印刷线路板(Printed CircuitsBoard，PCB)外层的保护油墨，又称为抗焊剂(Solder Mask)，是印刷线路板制造中所需的重要材料之一。阻焊油墨涂覆在PCB表面构成聚合物保护膜,用以防止电路腐蚀断线、防止焊接点多而造成线间短路、调节焊锡附着量、减少焊缝中铜的溶解污染、节约焊锡、减轻仪表重量、增加绝缘度、适应配线的高密度、避免虚焊及提高检验速度。伴随着印制电子的兴起与发展，基于柔性PCB生产工艺的喷墨打印技术日新月异。开发高性能、快速固化用于喷墨打印的阻焊油墨，取代传统的热固化或纯光固化阻焊油墨已经成为不可阻挡的研究趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种UV固化阻焊油墨及其制备方法。
本发明的阻焊油墨，按重量份记，包括丙烯酸单体60-90份、硫酸钡10-30 份、颜料0.1-2份、光引发剂3-10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)中的一种或几种。
优选地，所述双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、MPGDA、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)中的一种或几种。
优选地，所述单官能团丙烯酸单体包括TBCHA、2-苯氧基乙基丙烯酸酯 (PHEA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)、月桂酸丙烯酸酯(LA)、四氢呋喃丙烯酸酯单体(THFA)中的一种或几种。
优选地，所述颜料为纳米级颜料，所述纳米级颜料包括酞菁绿、酞菁蓝、永固黄、碳墨中的一种或几种。
优选地，所述硫酸钡为纳米级硫酸钡。
本发明还提供如上述任一实施例所述的UV固化阻焊油墨的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、硫酸钡、颜料及光引发剂加入分散桶内；
(2)用高速分散机进行散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)然后用1um滤芯过滤机过滤。
优选地，所述高速分散机分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60 分钟。
本发明的UV固化阻焊油墨具有较好的阻焊性能和较快的固化速度，可以通过喷墨打印的方式打印到PCB板上。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本实施例提供一种用在PCB上的阻焊油墨，按重量份记，包括丙烯酸单体60-90份、硫酸钡10-30份、颜料0.1-2份、光引发剂3-10份；丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)中的一种或几种。
在优选实施例中，双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、MPGDA、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)中的一种或几种。
在优选实施例中，单官能团丙烯酸单体包括TBCHA、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)、月桂酸丙烯酸酯(LA)、四氢呋喃丙烯酸酯单体(THFA)中的一种或几种。
在优选实施例中，颜料为纳米级颜料，纳米级颜料包括酞菁绿、酞菁蓝、永固黄、碳墨中的一种或几种。
在优选实施例中，硫酸钡为纳米级硫酸钡。
在优选实施例中，光引发剂包括光引发剂907、光引发剂ITX、光引发剂 784、光引发剂819、光引发剂TPO中的一种或几种
本实施例还提供一种UV固化阻焊油墨的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、硫酸钡、颜料及光引发剂加入分散桶内；
(2)用高速分散机进行散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)然后用1um滤芯过滤机过滤。
在优选实施例中，高速分散机分散速度600-1000转/分钟，分散时间 30-60分钟。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
实施例1-3和对比例1-4的组成及重量配比如表1所示，每实施例和对比例的物料用量为重量份。
表1
表1中：THEICTA：三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯；TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；PET3A：季戊四醇三丙烯酸酯；TMPTA：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；EO3TMPTA：乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；HDDA：己二醇二丙烯酸酯；DPGDA：二丙二醇二丙烯酸酯；NPGDA：新戊二醇二丙烯酸酯；MPGDA：聚二醇二丙烯酸酯；HEMAP：2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯； TBCHA：(4-叔丁基环己基丙烯酸酯)；PHEA：2-苯氧基乙基丙烯酸酯；EOEOEA：乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯；LA：月桂酸丙烯酸酯；THFA：四氢呋喃丙烯酸酯单体。
以上实施例1-3和对比例1-4均按照如下制备方法制备得到：
(1)将丙烯酸单体、硫酸钡、颜料及光引发剂加入分散桶内；
(2)用高速分散机进行散，分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60 分钟；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)然后用1um滤芯过滤机过滤。
性能测试结果如下：
将表1配方所制备得到的实施例1-3和对比例1-4的油墨，使用带有XAAR 喷头的UV喷墨印刷机(速度为80m/min)进行PCB板喷印，并测定其黏度、附着力、固化速率和阻焊性能，
粘度在25℃的环境下测试；
固化光源的线功率为200W/cm；
附着力依JISDO202的试验方法，将固化膜切分为1mm×1mm方格状，用3M胶纸进行剥离试验；
阻焊性能条件：288℃焊锡炉四次浸渍10秒，进行观察。
表2
从表2的结果得到，实施例1-3的阻焊油墨相对于对比例1-4的油墨黏度低，固化速度快，附着力较好，阻焊性能良好。
对比例1的油墨仅采用三官能团丙烯酸单体，并未和双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力、固化速度和阻焊性能都较差。
对比例2的油墨仅采用双官能团丙烯酸单体，并未和三官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力、固化速度和阻焊性能都较差。
对比例3的油墨仅采用单官能团丙烯酸单体，并未和三官能团丙烯酸单体和双官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力、固化速度和阻焊性能都较差。
对比例4的油墨虽然采用三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，但其的配比使采用较多的单官能团丙烯酸单体和较少的三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体配合，备得到的油墨黏度、附着力、固化速度和阻焊性能都较差。
综上所述，本发明合理设置三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，实现得到较低黏度可用于喷印技术的阻焊油墨，并且阻焊性能较好。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，按重量份记，包括丙烯酸单体60-90份、硫酸钡10-30份、颜料0.1-2份、光引发剂3-10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
2.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
3.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
4.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、MPGDA、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述单官能团丙烯酸单体包括TBCHA、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯单体中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述颜料为纳米级颜料，所述纳米级颜料包括酞菁绿、酞菁蓝、永固黄、碳墨中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种UV固化阻焊油墨，其特征在于，所述硫酸钡为纳米级硫酸钡。
9.如权利要求1-8任一项所述UV固化阻焊油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、硫酸钡、颜料及光引发剂加入分散桶内；
(2)用高速分散机进行散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)然后用1um滤芯过滤机过滤。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述高速分散机分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60分钟。
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