CN108165092A - 一种水性pcb线路碱性蚀刻保护油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，包括如下重量份的原料：水性连接料100份；填料30‑50份；去离子水5‑10份；消泡剂1‑3份；流平剂1‑3份；水性色浆3‑8份。本发明在蚀刻时保护油墨能起到良好的保护作用，不会出现线路短缺或锯齿状；在褪膜时，保护油墨又能轻易祛除，不会出现残留。降低原材料的损耗，降低返工率。

Description

一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨及其制备方法
技术领域
本发明属于印刷电路板油墨技术领域，具体涉及一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨及其制备方法。
背景技术
印制电路板已成为绝大多数电子产品不可缺少的主要组件。单、双面印制板在制造中是在基板材料-覆铜箔层压板上，有选择地进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工，得到所需电路图形。另一类多层印制板的制造，也是以内芯薄型覆铜箔板为底基，将导电图形层与半固化片交替地经一次性层压黏合在一起，形成3层以上导电图形层间互连。根据蚀刻液的不同PCB线路蚀刻分为酸性蚀刻和碱性蚀刻；根据蚀刻保护油墨的固化方式不同有可以分为自干固化油墨和UV固化油墨。PCB行业中大量使用含氨的碱性氯化铜蚀刻液，由于需要添加氨水或充氨气，在碱性条件下使用，一般称为碱性蚀刻液。与酸性蚀刻相比，碱性蚀刻具有蚀刻速度快、侧蚀小、溶铜量高、循环使用成本低、适应性广、可自动控制等优点。国内电路板行业仅部分单面板，多层板的内层，柔性电路板有用到其它类型的蚀刻液。本发明针对的是自干固化的碱性蚀刻保护油墨，其工艺过程是：通过网板把保护油墨丝印在覆铜板上，在网板上已经晒好设计线路，丝印后设计好的线路就敷上了一层保护油墨，晾置一段时间等保护油墨自干后就可以进行碱性蚀刻了，碱性蚀刻液通过喷嘴喷淋在线路板上，没有保护油墨遮盖的地方，铜就被蚀刻液蚀刻掉了，然后再经过碱水的喷淋把保护油墨溶解冲洗掉，再经过水洗、烘干后就完成了PCB线路板蚀刻的过程。
传统的PCB线路蚀刻保护油墨基本上都是有机溶剂型的保护油墨，有机溶剂型油墨中含有大量的苯、甲苯、丁酮、乙酸乙酯等有机溶剂，在溶剂型油墨的使用过程中，挥发的溶剂污染空气，危害操作人员的身体健康。水性油墨的主体溶剂是水，水挥发后清洁无污染，操作者在使用过程中安全健康无毒害，而且水具有导电性不会积聚静电，生产现场非常安全。水性油墨相对于溶剂型油墨在环保、健康、安全上具有无可比拟的优势，是名符其实的绿色产品。而且，民众的环境保护意识日益增强，国家对VOC的排放管理也是越来越严格了，有机溶剂型的保护油墨必定会慢慢被水性保护油墨所取代。
与酸性蚀刻有所不同，在碱性蚀刻的过程中要求保护油墨能耐得住含氨的弱碱性蚀刻液的喷淋，保护好线路不被蚀刻液腐蚀，而在褪膜时保护油墨又能被强碱溶液所溶解。所以作为保护油墨连接料的主体水性树脂必须是能耐弱碱而又能溶于强碱。我们通过实验研究了耐碱水性树脂与一般水性树脂的配比，得到了两者的比例关系，满足这一比例关系就能够实现保护油墨能耐弱碱溶于强碱的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，并提供一种该水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨的制备方法和使用方法，本发明的保护油墨是以水性树脂为主体树脂、以水为溶剂配合其他功能助剂制备而成的，不含有机溶剂，无VOC排放，对操作人员的身体健康没有不良影响。不需要附加设备来收集挥发的溶剂，无形中也降低了生产成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，包括如下重量份的原料：
水性连接料 100份；
填料 30-50份；
去离子水 5-10份；
消泡剂 1-3份；
流平剂 1-3份；
水性色浆 3-8份。
优选地，水性连接料包括耐碱水性树脂和一般水性树脂；其中一般水性树脂是水溶性丙烯酸树脂、水溶性聚氨酯树脂、水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液中的一种或两种以上的混合物。
优选地，水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=10:（3~6），其中耐碱水性树脂固含量为30~60%。
优选地，耐碱水性树脂固含量为40~55%。
优选地，水性树脂为水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液的混合物，水性聚氨酯乳液中水性聚氨酯的质量浓度为30-60%。
优选地，水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液的重量分数比为1：5-20。
优选地，填料为滑石粉、膨润土、硫酸钡、高岭土、碳酸钙、气相二氧化硅中的一种或两种以上的混合物。
优选地，消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂的任一种活以上。
优选地，流平剂为机硅类流平剂和丙烯酸酯类流平剂的任一种或两种混合。
所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其制备方法为：
a.加入水性树脂和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其使用方法为：
a. 在已经晒好设计线路网板上，通过丝印把保护油墨丝印在PCB板上；
b. 在通风良好的地方晾置一段时间等待保护油墨自干；
c. PCB板进入流水线，先通过碱性蚀刻区，蚀刻液通过喷嘴喷淋在线路板上，没有保护油墨遮盖的地方，铜就被蚀刻液蚀刻掉了，然后再经过碱褪区，2%的氢氧化钠溶液的喷淋在PCB板上，把保护油墨溶解冲洗掉，最后经过水洗、烘干就完成了PCB线路板蚀刻的过程。
本发明的有益效果为：
1、本发明的保护油墨是以水性连接料为主体树脂、以水为溶剂配合其他功能助剂制备而成的，无VOC排放，对操作人员的身体健康没有不良影响，是一款环保绿色的新型蚀刻保护油墨。
2、碱性蚀刻具有蚀刻速度快、侧蚀小、溶铜量高、循环使用成本低、适应性广、可自动控制等优点。蚀刻时保护油墨能起到良好的保护作用，不会出现线路短缺或锯齿状；在褪膜时，保护油墨又能轻易祛除，不会出现残留。降低原材料的损耗，降低返工率。
3、本发明的保护油墨是水性自干型的，无需外加能量促进胶膜的固化，可以提高生产效率，降低生产能耗，节约制造成本。不需要附加设备来收集挥发的溶剂，无形中也降低了生产成本。
4、水性连接料包括耐碱水性树脂和一般水性树脂；保证了油墨具有一定的耐碱性。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对分发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 30g；
去离子水 6g；
消泡剂 2g；
流平剂 2g；
水性色浆 4g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=10:3，其中耐碱水性树脂固含量为35%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例1的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
实施例2
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 40g；
去离子水 6g；
消泡剂 1g；
流平剂 2g；
水性色浆 5g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=5:2，其中耐碱水性树脂固含量为39%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例2的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
实施例3
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 42g；
去离子水 6g；
消泡剂 3g；
流平剂 1g；
水性色浆 7g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=2:1，其中耐碱水性树脂固含量为50%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例3的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
实施例4
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 45g；
去离子水 8g；
消泡剂 2g；
流平剂 2g；
水性色浆 6g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=5:2，其中耐碱水性树脂固含量为48%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例4的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
实施例5
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 48g；
去离子水 9g；
消泡剂 3g；
流平剂 1g；
水性色浆 6g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=2:1，其中耐碱水性树脂固含量为55%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例5的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
实施例6
称取如下重量份数的原料：
水性连接料 100g；
填料 50g；
去离子水 8g；
消泡剂 2g；
流平剂 2g；
水性色浆 8g。
水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=5:3，其中耐碱水性树脂固含量为60%。
按如下制备方法进行制备：
a.加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b.加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、加入水性色浆，搅拌均匀；
e、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得实施例6的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
将实施例1-6制得的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨进行实际应用，具体方法为：
1、在已经晒好设计线路网板上，通过丝印把水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨丝印在PCB板上；
2、在通风良好的地方晾置一段时间等待水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨自干；
3、PCB板进入流水线，先通过碱性蚀刻区，蚀刻液通过喷嘴喷淋在线路板上，没有保护油墨遮盖的地方，铜就被蚀刻液蚀刻掉了，然后再经过碱褪区，2%的氢氧化钠溶液的喷淋在PCB板上，把保护油墨溶解冲洗掉，最后经过水洗、烘干就完成了PCB线路板蚀刻的过程。
实施例1-6的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨保护加工的PCB线路板，进行测试，发现实施例1-10的没有任何线路短缺或锯齿状，不会在PCB板上出现残留。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
水性连接料 100份；
填料 30-50份；
去离子水 5-10份；
消泡剂 1-3份；
流平剂 1-3份；
水性色浆 3-8份。
2.根据权利要求1所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：水性连接料包括耐碱水性树脂和一般水性树脂；其中一般水性树脂是水溶性丙烯酸树脂、水溶性聚氨酯树脂、水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：水性连接料包括耐碱水性树脂：一般水性树脂=10:（3~6），其中耐碱水性树脂固含量为30~60%。
4.根据权利要求3所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：耐碱水性树脂固含量为40~55%。
5.根据权利要求1所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：填料为滑石粉、膨润土、硫酸钡、高岭土、碳酸钙、气相二氧化硅中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂的任一种活以上。
7.根据权利要求1所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：流平剂为有机硅类流平剂和丙烯酸酯类流平剂的任一种或两种混合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：其制备方法为：
a. 按比例加入水性连接料和去离子水，然后搅拌均匀；
b. 按比例加入填料，继续搅拌，直至填料分散均匀，肉眼看不到颗粒物；
c. 按比例加入消泡剂和流平剂，搅拌均匀；
d、按比例加入水性色浆，搅拌均匀；
1、用三辊研磨机将浆料研磨3遍，出料，即制得水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨。
9.根据权利要求1-7任一项所述的水性PCB线路碱性蚀刻保护油墨，其特征在于：其使用方法为：
a. 在已经晒好设计线路网板上，通过丝印把保护油墨丝印在PCB板上；
b. 在通风良好的地方晾置一段时间等待保护油墨自干；
c. PCB板进入流水线，先通过碱性蚀刻区，蚀刻液通过喷嘴喷淋在线路板上，没有保护油墨遮盖的地方，铜就被蚀刻液蚀刻掉了，然后再经过碱褪区，2%的氢氧化钠溶液的喷淋在PCB板上，把保护油墨溶解冲洗掉，最后经过水洗、烘干就完成了PCB线路板蚀刻的过程。
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