CN113604103A - 一种pcb专用高感光阻焊油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子行业及电子材料技术领域,具体涉及一种PCB专用高感光阻焊油墨及其制备方法,该高感光阻焊油墨以重量份计,包括以下组分:高感光树脂、感光树脂、环氧树脂、高感光单体、UV高感光光引发剂、颜料、填充料、环保溶剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂。本发明通过优化配比,合理组合,采用环保溶剂代替普通溶剂,将感光油墨由普通型改性为高感光型,可降低能耗、减少污染、提高效率,制备得到的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、硬度、耐热性和流动性能;该高感光阻焊油墨如大批量使用,对提高民族工业竟争力,带动社会经济发展具有重大的现实意义。

Description

一种PCB专用高感光阻焊油墨及其制备方法
技术领域
本发明属于电子行业及电子材料技术领域,具体涉及一种PCB专用高感光阻焊油墨及其制备方法。
背景技术
随着科技进步,电子产品朝着智能化、轻型化、小型化发展,特别是高集成,高密度芯片大量应用,对电子原材料要求越来越高,PCB油墨在电路板企业应用越来越广泛。目前PCB企业对PCB油墨的要求越来越高,使得PCB油墨生产企业也在不断追求新技术和工艺,如缩短曝光时间等来提高竞争性;同时随着新技术的应用,产品质量也不断提高。
而目前所有PCB油墨企业基本都是采用有机溶剂作为稀释剂及调粘剂使用,造成了VOC排放量较大,污染严重,加重环境问题产生,因此开发一款性能好且环保的PCB油墨是企业需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种PCB专用高感光阻焊油墨及其制备方法,提供了新的工艺及配方,本发明PCB专用高感光阻焊油墨,采用了无污染、低挥发的酯类溶剂、高感光树脂、光引发剂、高感光单体等为基础材料,通过优化配比,合理组合,采用环保溶剂代替普通溶剂,将感光油墨由普通型改性为高感光型,可降低能耗、减少污染、提高效率,制备得到的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、硬度、耐热性和流动性能。
本发明提供一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂、感光树脂、环氧树脂、高感光单体、UV高感光光引发剂、颜料份、填充料、环保溶剂、平坦剂、分散剂和阻聚剂。
进一步地,所述PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括高感光树脂150-400份、感光树脂20-100份、环氧树脂20-50份、高感光单体20-30份、UV高感光光引发剂1.5-4.3份、颜料1.3-1.5份、填充料20-35份、环保溶剂3-18份、平坦剂0.5-1.6份、分散剂0.5-1.2份、阻聚剂0.1-0.3份。
进一步地,上述技术方案中所述PCB专用高感光阻焊油墨还包括消泡剂,具体地,以重量份计,所述各组分为:高感光树脂150-400份、感光树脂150-200份、环氧树脂60-70份、高感光单体15-25份、UV高感光光引发剂3.5-6.8份、颜料1.5-3.0份、填充料45-50份、环保溶剂30份、平坦剂0.5-2.0份、分散剂0.5-2.3份、阻聚剂0.05-0.15份、消泡剂5-6份。
进一步地,上述技术方案中所述PCB专用高感光阻焊油墨还包括消泡剂、防垂流剂和交联剂,具体地,以重量份计,所述各组分为:高感光树脂300份、感光树脂150-200份、环氧树脂50-80份、高感光单体100份、UV高感光光引发剂10-20份、颜料1.2-1.5份、填充料20-25份、环保溶剂30-50份、平坦剂0.7-2.3份、分散剂0.9-2.3份、阻聚剂0.1-0.15份、消泡剂1.3-2.0份、防垂流剂0.34-0.85份、交联剂0.3-0.5份。
进一步地,上述技术方案中所述高感光树脂的酸值在60-70之间,分子量在3000-3500之间,玻璃转化点大于60℃;优选地,所述高感光树脂是以苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂为原料树脂,并通过改性获得。
进一步的,上述技术方案中所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、苯酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、对叔丁基苯酚甲醛树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油脂、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、异氰尿酸三缩水甘油酯、二环戊二烯环氧化物中的一种或几种。
进一步地,上述技术方案中所述感光树脂为邻甲酚醛树脂、双酚A型环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、苯乙烯级环氧树脂中的一种或多种的混合物。
进一步地,上述技术方案中高感光单体为甲基丙烯酸酯单体系列。具体地,所述甲基丙烯酸酯单体系列为甲基丙烯酸-1,6-丁二醇酯、新戊二醇已二酸甲基丙烯酸酯、磷酸二甲基丙烯酸酯、乙氧基化羟甲基三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸、六甲基丙烯酸二季戊四醇酯、3-丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步地,上述技术方案中所述UV高感光光引发剂为2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4(甲硫苯)苯基)]-1-丙酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧苯)-2甲基苯丙酮、2-异丙基硫杂蒽酮(2,4异构体)、2-羟基-4-(乙羟基-2甲基-1-苯基丙酮、2.4.6-三甲基苯甲酚甲酰基、1-羟基环已基苯甲酰基、1-羟基环已基苯甲酮中一种或几种。
进一步地,所述环保溶剂可以为乙二醇单丁醚、二价酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇醋酸酯、丙二醇甲醚中的一种或几选,也可与二元酸酯混合物(DBE)、乙二醇丁醚(BCS)、乙二醇乙醚乙酸酯(CAC)搭配使用。
作为优选,所述填充料可以为滑石粉、硫酸钡、气相型二氧化硅、云母、碳酸钙中的一种或多种。
作为优选,所述颜料可以为钛白粉、碳黑、钛菁蓝、钛菁绿中的一种或多种。
作为优选,所述消泡剂可以为有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂、硅物油类消泡剂中的一种或多种,具体地,可以是毕克公司消泡剂BYKG800、BYK024、BYK033、BYK015等类型消泡剂。
作为优选,所述阻聚剂可以为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6,4对叔丁基苯二酚、对苯酚单甲醚、叔丁苯二酚中的一种或多种。
作为优选,所述平坦剂可以为烷基聚醚改性有基硅氧烷、芳茎长链烷基聚醚共改进型、聚硅氧烷中的一种或多种。具体地,可以是BYK-354、BYK-322、BYK-325等。
分散剂俗称界面活性剂,主要用于分散功能。作为优选,所述分散剂可以为高分子超级分散剂、双性型湿润分散剂、阳离子分散剂中的一种。具体地,可以是BYK公司分散剂BYK-204、BYK-405。上述材料可做分散剂用,也可做垂流剂使用。
本发明还提供一种上PCB专用高感光阻焊油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1.原料准备:按重量配比分别称量高感光树脂、感光树脂,感光性单体、UV高感光光引发剂、环氧树脂、填充料、颜料、环保溶剂、有机硅消泡剂、阻聚剂、分散剂等备用;
S2.混合分散:在分散设置中先加入高感光树脂和一半的环保溶剂,分散10分钟,待环保溶剂完全溶入到树脂中后,加入感光性树脂和高感光单体,再分散60分钟,然后,加入UV高感光光引发剂、环氧树脂,搅拌20分钟后,再加入填充料、剩余的环保溶剂、颜料分散20分钟,最后,加入消泡剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂等搅拌40分钟,搅拌速度800-1000转/分钟,使所述物料全部溶于油墨体系中,得油墨粗液;
S3.将S2中油墨粗液放入三辊研磨机,研磨至所述油墨粗液粒径为3-5nm时,停止研磨,得PCB高感光阻焊油墨。
S4.对S3中PCB高感光油墨进行检验,合格后,包装。
相对于现有技术的有益效果:
1.本发明采用了无污染、低挥发的酯类溶剂、高感光树脂、光引发剂、高感光单体等为基础材料,通过优化配比,合理组合,采用环保溶剂代替普通溶剂,将感光油墨由普通型改性为高感光型,不仅可以提高效率,减轻污染,节约资源,而且大大降低生产成本,总体实现节能减排环保的效果;
2.本发明不使用有机溶剂作为稀释剂和调粘剂,使用新的材料和新的配方,所制备的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、显影性、硬度、耐热性能和流动性,优势明显,如大批量使用,对提高民族工业竟争力,带动社会经济发展具有重大的现实意义。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法,如无特别说明,均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明,均为普通市售品,皆可通过市场购买获得。
本发明的上述各项技术特征和在下文(如实施案例)中具体描述的各项技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。
为使本发明,技术方案各和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,仅仅是本发明的技术方案作进一步清楚、完整的描素,需要说明的是,所描素的事实是本发明中的实施方案,并不代表所有方案,声明:基于本发时实施方案,都属于本发明保护范围。
本发明所用原材料包括:
感光树脂:CCR-4959,邻甲酚醛树脂(日本化药);CYCLOMER-P(ACA)-I250,丙烯酸环氧树脂(日本昭合);
高感光单体:SR-454NS,乙氧基化羟甲基丙烯三丙烯酸酯(美国沙多玛);SR-9020NS,3-丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(美国沙多玛);SR-399NS,二季戊四醇五丙烯酸酯(美国沙多玛);
UV高感光光引发剂:907,2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮;ITX,2-异丙基硫杂蒽酮(2,4异构体);TPO,2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦;
环氧树脂:TGIC,异氰尿酸三缩水甘油酯;EP-32,二环戊二烯环氧化物;
填充料:硫酸钡;
颜料:钛菁绿;
环保溶剂:DBE,二价酸酯;
消泡剂:BYK015(德国毕克);
平坦剂:BYK354(德国毕克);
分散剂:BYK-204(德国毕克);
防垂流剂:BYK-405(德国毕克);
阻聚剂:对苯二酚。
实施例1
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂150份、感光树脂100份、环氧树脂50份、高感光单体20份、UV高感光光引发剂1.5份、颜料1.5份、填充料20份、环保溶剂3份、平坦剂0.5份、分散剂1.2份、阻聚剂0.1份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CCR-4959;环氧树脂为TGIC;高感光单体为SR-454NS;UV高感光光引发剂为907;其它见原料。
其制备方法包括以下步骤:
S1.原料准备:按重量配比分别称量高感光树脂、感光树脂,高感光单体、UV高感光光引发剂、环氧树脂、填充料、颜料、环保溶剂、有机硅消泡剂、阻聚剂、分散剂等备用;
S2.混合分散:在分散设置中先加入高感光树脂和一半的环保溶剂,分散10分钟,待环保溶剂完全溶入到树脂中后,加入感光性树脂和高感光单体,再分散60分钟,然后,加入UV高感光光引发剂、环氧树脂,搅拌20分钟后,再加入填充料、剩余的环保溶剂、颜料分散20分钟,最后,加入消泡剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂等搅拌40分钟,搅拌速度1000转/分钟,使所述物料全部溶于油墨体系中,得油墨粗液;
S3.将S2中油墨粗液放入三辊研磨机,研磨至所述油墨粗液粒径为3-5nm时,停止研磨,得PCB高感光阻焊油墨。
S4.对S3中PCB高感光阻焊油墨进行检验,合格后,包装。
实施例2
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂400份、高感光树脂20份、环氧树脂20份、高感光单体30份、UV高感光光引发剂4.3份、颜料1.3份、填充料35份、环保溶剂18份、平坦剂1.6份、分散剂0.5份、阻聚剂0.3份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CCR-4959;环氧树脂为TGIC;高感光单体为SR-454NS;UV高感光光引发剂为907;其它见原料。
其制备方法参照实施例1。
实施例3
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂200份、感光树脂150份、环氧树脂60份、高感光单体25份、UV高感光光引发剂6.8份、颜料1.5份、填充料50份、环保溶剂30份、平坦剂0.5份、分散剂2.3份、阻聚剂0.15份、消泡剂5份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CCR-4959;环氧树脂为TGIC;高感光单体为SR-9020NS;UV高感光光引发剂为ITX;其它见原料。
其制备方法参照实施例1。
实施例4
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂400份、感光树脂200份、环氧树脂70份、高感光单体15份、UV高感光光引发剂6.8份、颜料3.0份、填充料45份、环保溶剂30份、平坦剂2.0份、分散剂0.5份、阻聚剂0.05份、消泡剂6份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CCR-4959;环氧树脂为TGIC;高感光单体为SR-9020NS;UV高感光光引发剂为ITX;其它见原料。
其制备方法参照实施例1。
实施例5
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂300份、感光树脂150份、环氧树脂80份、高感光单体100份、UV高感光光引发剂20份、颜料1.2份、填充料25份、环保溶剂50份、平坦剂0.7份、分散剂2.3份、阻聚剂0.1份、消泡剂2.0份、防垂流剂0.85份、交联剂0.3份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CYCLOMER-P(ACA)-I250;环氧树脂为EP-32;高感光单体为SR-399NS;UV高感光光引发剂为TPO;其它见原料。
其制备方法参照实施例1。
实施例6
一种PCB专用高感光阻焊油墨,以重量份计,包括以下组分:高感光树脂300份、感光树脂200份、环氧树脂50份、高感光单体100份、UV高感光光引发剂10份、颜料1.5份、填充料20份、环保溶剂30份、平坦剂2.3份、分散剂0.9份、阻聚剂0.15份、消泡剂1.30份、防垂流剂0.34份、交联剂0.5份。
其中,高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料,并通过改性获得;感光树脂为CYCLOMER-P(ACA)-I250;环氧树脂为EP-32;高感光单体为SR-399NS;UV高感光光引发剂为TPO;其它见原料。
其制备方法参照实施例1。
试验例1
将实施例1-6所制备得到的油墨,利用丝网印刷和滚轮涂布得到20-25um厚度的干膜后进行曝光300-500mj/cm2(能阶为21阶),用1%-1.2%氢氧化钾的显影液,温度28-32℃,显影时间60秒后能获得影像,在150℃烘箱内热固化烤板60分钟后,得到固化涂膜。对涂膜性能进行测试,结果见表1。
表1涂膜性能
Figure BDA0003203307320000081
从表1的结果可以看出,本发明制备得到的油墨固化涂膜后,感光性、硬度、热冲击以及沉金等方面均具有良好的效果。
试验例2
对实施例1-6所制备得到的油墨的流动性进行检测,结果如表2。
表2粘度(其中,硬化剂粘度为100-120Pa·s)
项目 粘度Pa·s 与硬化剂混合后的粘度Pa·s
实施例1 298 176
实施例2 300 180
实施例3 289 171
实施例4 293 173
实施例5 283 156
实施例6 285 161
从表2的结果可以看出,本发明制备得到的油墨与硬化剂混合后具有良好的流动性。
综上所述,本发明所制备的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、硬度、耐热性能和流动性,优势明显,如大批量使用,对提高民族工业竟争力,带动社会经济发展具有重大的现实意义。
最后需要强调的是,以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种变化和更改,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,包括以下组分:高感光树脂、感光树脂、环氧树脂、高感光单体、UV高感光光引发剂、颜料、填充料、环保溶剂、平坦剂、分散剂和阻聚剂。
2.根据权利要求1所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,以重量份计,包括高感光树脂150-400份、感光树脂20-100份、环氧树脂20-50份、高感光单体20-30份、UV高感光光引发剂1.5-4.3份、颜料1.3-1.5份、填充料20-35份、环保溶剂3-18份、平坦剂0.5-1.6份、分散剂0.5-1.2份、阻聚剂0.1-0.3份。
3.根据权利要求1所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,还包括消泡剂,以重量份计,所述各组分为:高感光树脂150-400份、感光树脂150-200份、环氧树脂60-70份、高感光单体15-25份、UV高感光光引发剂3.5-6.8份、颜料1.5-3.0份、填充料45-50份、环保溶剂30份、平坦剂0.5-2.0份、分散剂0.5-2.3份、阻聚剂0.05-0.15份、消泡剂5-6份。
4.根据权利要求1所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,还包括消泡剂、防垂流剂和交联剂,以重量份计,所述各组分为:高感光树脂300份、感光树脂150-200份、环氧树脂50-80份、高感光单体100份、UV高感光光引发剂10-20份、颜料1.2-1.5份、填充料20-25份、环保溶剂30-50份、平坦剂0.7-2.3份、分散剂0.9-2.3份、阻聚剂0.1-0.15份、消泡剂1.3-2.0份、防垂流剂0.34-0.85份、交联剂0.3-0.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,所述高感光树脂的酸值在60-70之间,分子量在3000-3500之间,玻璃转化点大于60℃;优选地,所述高感光树脂是以苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂为原料树脂,并通过改性获得。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,所述的感光树脂为邻甲酚醛树脂、双酚A型环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、苯乙烯级环氧树脂中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、苯酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、对叔丁基苯酚甲醛树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油脂、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、异氰尿酸三缩水甘油酯、二环戊二烯环氧化物中的一种或几种。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,所述高感光单体为甲基丙烯酸酯单体系列;所述UV高感光光引发剂为2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4(甲硫苯)苯基)]-1-丙酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧苯)-2甲基苯丙酮、2-异丙基硫杂蒽酮(2,4异构体)、2-羟基-4-(乙羟基-2甲基-1-苯基丙酮、2.4.6-三甲基苯甲酚甲酰基、1-羟基环已基苯甲酰基、1-羟基环已基苯甲酮中一种或几种。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种PCB专用高感光阻焊油墨,其特征在于,所述环保溶剂为乙二醇单丁醚、二价酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇醋酸酯、丙二醇甲醚中的一种或几种。
10.权利要求1-9任一项所述的PCB专用高感光阻焊油墨的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.原料准备:按重量配比分别称量高感光树脂、感光树脂、高感光单体、UV高感光光引发剂、环氧树脂、填充料、颜料、环保溶剂、消泡剂、阻聚剂、分散剂等备用;
S2.混合分散:在分散设备中先加入高感光树脂和一半的环保溶剂,分散10分钟,待环保溶剂完全溶入到树脂中后,加入感光性树脂和高感光单体,再分散60分钟,然后,加入UV高感光光引发剂、环氧树脂,搅拌20分钟后,再加入填充料、剩余的环保溶剂、颜料分散20分钟,最后,加入消泡剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂等搅拌40分钟,搅拌速度800-1000转/分钟,使所述物料全部溶于油墨体系中,得油墨粗液;
S3.将S2中油墨粗液放入三辊研磨机,研磨至所述油墨粗液粒径为3-5nm时,停止研磨,得PCB高感光阻焊油墨。
S4.对S3中PCB高感光阻焊油墨进行检验,合格后,包装。
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