JP2021507047A - プリント回路基板を製造するためのソルダーマスクインキジェットインキ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント回路板を製造するためのソルダーマスク(solder mask)インキジェットインキおよびインキジェット法に関する。
インキジェット印刷法は、プリント回路板(PCB)の製法を更に改善するために提唱されてきた。
的および物理的耐性を提供する。
本発明の目的は、PCBを製造するための安定なソルダーマスクインキジェットインキを提供することであり、ここで特に優れた物理的特性を維持しながら、はんだ付け工程中の高温ストレスに耐える高品質なソルダーマスクが製造され得る。
定義
例えば一官能性重合性化合物における用語「一官能性」は、重合性化合物が1個の重合性基を含むことを意味する。
本発明に従い電子装置を製造する方法は:
−導電パターンを含む誘電性基板に、以下に記載する放射線硬化型ソルダーマスクインキジェットインキを噴射し;そして
−噴射したソルダーマスクインキジェットインキを硬化する、
工程を含む。
放射線硬化型インキジェットインキは、以下に記載するように少なくとも1つのカチオン性重合性化合物および光開始系を含んでなる。
光開始系は、式I
YはS、O、−CH2−、CO、NR4から選択され;
R4はH、置換もしくは非置換アルキル基、および置換もしくは非置換アリール基
から選択され;
R1、R2およびR3は、H、置換もしくは非置換C1−C6直鎖もしくは分岐ア
ルキル基、置換もしくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基、
置換もしくは非置換O−アルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン、置換もしくは非
置換S−アルキル基、置換もしくは非置換S−アリール基、NR5R6基からなる
群から独立して選択され;
R5およびR6は、H、置換もしくは非置換直鎖もしくは分岐アルキル基、置換も
しくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基からなる群から独
立して選択され;
Xは一般式MQpの基であり
MはB,P,AsまたはSbであり;
QはF,Cl,Br,Iまたはペルフルオロフェニルであり;そして
pは4から6の整数である
によるホスホニウム化合物およびチオキサントンを含む。
号パンフレットおよび米国特許出願公開第2008138536号明細書に開示されている。
による化合物である。
て最も好ましくは0.5重量%―5重量%である。
ソルダーマスクインキジェットインキは、少なくとも1つのカチオン性重合性化合物を含む。インキジェットインキはまた、ラジカル重合性化合物を含むことができる。
カチオン性重合性化合物は、モノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーであることができる。
エーテル,ポリグリコール ジグリシジル エーテル,ジブロモ ネオペンチル グリコール ジグリシジル エーテル、トリメチロプロパン トリグリシジル エーテル,ヒマシ油トリグリシジル エーテル,プロポキシル化グリセリン トリグリシジル エーテル,ソルビトール ポリグリシジル エーテル,ネオデカン酸のグリシジル エステル;およびグリシジル アミン、例えばエポキシド化メタ―キシレンジアミンを含む。
ル)シクロヘキシルメチル]グルタレート,1,4−ブタンジオール ジビニル エーテル,1,4−ブタンジオール ビニル エーテル,ブチル ビニル エーテル,tert−ブチル ビニル エーテル,2−クロロエチル ビニル エーテル,1,4−シクロヘキサンジメタノール ジビニル エーテル,1,4−シクロヘキサンジメタノール ビニル エーテル,シクロヘキシル ビニル エーテル,ジ(エチレン グリコール)ジビニル エーテル,ジ(エチレン グリコール)ビニル エーテル,トリメチロールプロパン
トリビニル エーテル,ジエチル ビニル オルトホルメート,ドデシル ビニル エーテル,エチレン グリコール ビニル エーテル,トリエチレングリコール ジビニル
エーテル,2−エチルヘキシル ビニル エーテル,エチル−1−プロペニル エーテル,エチル ビニル エーテル,イソブチル ビニル エーテル,フェニル ビニル エーテル,プロピル ビニル エーテル,トリス[4−(ビニルオキシ)ブチル]トリメリテートを含む。
インキジェットインキはラジカル重合性化合物を含むことができる。これらはモノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーであることができる。モノマーはまた、希釈剤とも呼ばれる。
放射線硬化型インキジェットインキは、インキの耐熱性を改善するために好ましくは少なくとも1つの阻害剤を含む。
エーテル、およびハイドロキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2,6−ジ−tert ブチル―4−メチルフェノール(=BHT)およびフェノチアジンも使用することができる。
放射線硬化型インキジェットインキは難燃剤を含んでなることができる。原理的に得られるソルダーマスクの物理特性に悪い影響を及ぼさない限り、任意の難燃剤を使用できる。
R1は置換または非置換アルキル基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換アルキニル基、置換または非置換アルカリール基、置換または非置換アラルキル基および置換または非置換アリール基からなる群から独立して選択され;
R2はOR4、水素、置換または非置換アルキル基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換アルキニル基、置換または非置換アルカリール基、置換または非置換アラルキル基および置換または非置換アリール基からなる群から選択され;
R3はOR5、置換または非置換アルキル基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換アルキニル基、置換または非置換アルカリール基、置換または非置換アラルキル基および置換または非置換アリール基からなる群から選択され;
R4およびR5は置換または非置換アルキル基、置換または非置換アルケニル基、置換または非置換アルキニル基、置換または非置換アルカリール基、置換または非置換アラルキル基および置換または非置換アリール基からなる群から選択され;
ただしR1からR5の少なくとも1つは、置換または非置換アリール基を表す。
R6からR9は、置換または非置換アリール基を独立して表し、そしてLは芳香族炭素原子を介してホスフェート基に結合した二価の連結基を表す。
ソルダーマスクインキジェットインキは実質的に無色のインキジェットインキであるが、好ましくは放射線硬化型インキジェットは少なくとも1種の着色剤を含む。
から[0138]に開示されている。
放射線硬化型インキジェット中の着色剤が顔料ならば、放射線硬化型インキジェットインキは顔料を分散するために好ましくは分散剤を含み、より好ましくは高分子分散剤を含む。
―統計的に重合されたモノマー(例えばモノマーAおよびBがABBAABABに重合);
―交互重合化モノマー(例えばモノマーAおよびBがABABABABに重合);
―グラジエント(テーパー型)重合化モノマー(例えばモノマーAおよびBがAAABAABBABBBに重合);
―ブロックコポリマー(例えばモノマーAおよびBがAAAAABBBBBBに重合)、ここで各ブロックのブロック長(2,3,4,5またはそれ以上)が高分子分散剤の分散能に重要となる;
―グラフトコポリマー(グラフトコポリマーは、重合骨格と骨格に付いた重合側鎖からなる);および
―これらポリマーの混合形、例えばブロックグラジエントコポリマー。
・BYK CHEMIE GMBHから入手可能なDISPERBYK(商標)分散剤;・NOVEONから入手可能なSOLSPERSE(商標)分散剤;
・EVONIKからのTEGO(商標)DISPERS(商標)分散剤;
・MUENZING CHEMIEからのEDAPLAN(商標)分散剤;
・LYONDELLからのETHACRYL(商標)分散剤;
・ISPからのGANEX(商標)分散剤;
・CIBA SPECIALTY CHEMICALS INCからのDISPEX(商標)およびEFKA(商標)分散剤;
・DEUCHEMからのDISPONER(商標)分散剤;および
・JOHNSON POLYMERからのJONCRYL(商標)分散剤。
放射線硬化型インキジェットは少なくとも1つの界面活性剤を含むことができる。
顔料を含む(pigmented)放射線硬化型インキジェットインキの調製は、当業者には周知である。好適な調製法は国際公開第2011/069943号パンフレットの段落[0076]から[0085]に開示されている。
放射線硬化型インキジェットインキは、インキの小液滴を制御された様式でノズルに通して基板に吐出する1もしくは複数のプリントヘッドにより噴射されることができ、この基板はプリントヘッド(1もしくは複数)に対して移動している。
放射線硬化型組インキジェットインキは、それらを化学線、例えば電子線または紫外線照射に暴露することにより硬化され得る。好ましくは放射線硬化型インキジェットインキは、紫外線照射により、より好ましくはUV LED硬化を使用して硬化される。
・UV−A:400nmから320nm、
・UV−B:320nmから290nm、
・UV−C:290nmから100nm。
以下の実施例中に使用されるすべての材料は、別記されない限り、ALDRICH
CHEMICAL Co.(ベルギー)およびACROS(ベルギー)のような標準的な入手先から容易に入手可能であった。使用された水は脱イオン水であった。
ヘキサフルオロアンチモネート塩の混合物の50%溶液であり、LAMBSON SPECIALTY CHEMICALSから入手可能なカチオン性光開始剤である。
ヘキサフルオロホスフェート塩の混合物の40%溶液であり、LAMBSON SPECIALTY CHEMICALSから入手可能なカチオン性光開始剤である。
FAST BLUE15:4である。
1085Jである。
ソルダーマスクインキジェットインキのコーティング/プリント
ソルダーマスクインキジェットインキのUV硬化、接着性、溶剤およびはんだ耐性を評価するために、インキを25μの塗り厚で、ブラッシ済み(brushed)銅フォイル(35μ)上に塗布し、そしてUV硬化した。さらにコーティングを150℃で60分間熱硬化した。
塗布したインキジェットインキは、硬化速度について視覚および接触により評価し、そして1(大変乾燥)から5(湿潤)の点数を与えた。
X−ハッチ接着は、ソルダーマスクコーティング中の4×4グリッドパターンをメスを使用して切断することにより測定した。グリッドの断片は、1mm離して切断した。グリッドを切断した後、接着は粘着テープ(Scotch 600)を表面に適用し、そして剥がすことにより評価した。
ソルダーマスクインキジェットインキのはんだ耐性を、SOLDER CONNECTIONから入手可能な、“K”等級の63:37錫/鉛のはんだを充填したL&M PRODUCTSから入手可能なSPL600240 Digital Dynamic Soldr Pot(デジタルダイナミックはんだ付け槽)を使用して評価した。はんだの温度は260℃に設定した。
インキの粘度は、Spindle#18を100rpmの速度でBrookfield
DV−II+Pro粘度計を使用して25℃で測定した。
貯蔵安定性は、60℃で7日および28日貯蔵した後に、ソルダーマスクの25℃での粘度の上昇を測定することにより評価した。
表5による組成を有する濃縮シアンおよびイエローおよび顔料分散物(それぞれCPDおよびYPD)を調製した。
放射線硬化型インキCOMP−01からCOMP−04およびINV−01は、表6に従い調製した。
比較の放射線硬化型インキCOMP−05からCOMP−08および本発明の放射線硬化型インキジェットインキINV−02およびINV−03は、表9に従い調製した。
ある。
比較の放射線硬化型インキCOMP−09からCOMP−11および本発明の放射線硬化型インキジェットインキINV−04およびINV−05は、表11に従い調製した。
Claims (15)
- 電子装置を製造する方法であって、
−導電パターンを含む誘電性基板に、放射線硬化型ソルダーマスクインキジェットインキを噴射し、前記放射線硬化型インキジェットインキはカチオン性重合性化合物および光開始系を含んでなり、前記光開始系が式I
YはS、O、−CH2−、CO、NR4から選択され;
R4はH、置換もしくは非置換アルキル基、および置換もしくは非置換アリール基
から選択され;
R1、R2およびR3は、H、置換もしくは非置換C1−C6直鎖もしくは分岐ア
ルキル基、置換もしくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基、
置換もしくは非置換O−アルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン、置換もしくは非
置換S−アルキル基、置換もしくは非置換S−アリール基、NR5R6基からなる
群から独立して選択され;
R5およびR6は、H、置換もしくは非置換直鎖もしくは分岐アルキル基、置換も
しくは非置換シクロアルキル基、置換もしくは非置換アリール基からなる群から独
立して選択され;
Xは一般式MQpの基であり;
MはB,P,AsまたはSbであり;
QはF,Cl,Br,Iまたはペルフルオロフェニルであり;そして
pは4から6の整数である
によるスルホニウム化合物およびチオキサントンを含み、
―噴射されたソルダーマスクインキジェットを硬化する
工程を含む前記方法。 - YがOおよびSから選択される請求項1に記載の方法。
- R1およびR2が、H,置換もしくは非置換C1−C6直鎖もしくは分岐アルキル基、およびハロゲンからなる群から独立して選択される請求項1または2に記載の方法。
- R3がアリール基である請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- スルホニウム化合物が、式II
による化学構造を有する請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - カチオン性重合性化合物が、少なくとも1つのエポキシ、少なくとも1つのビニルエーテル、または少なくとも1つのオキセタン基を含む請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- カチオン性重合性化合物が、7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタ−3−イルメチル7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン−3−カルボキシレート、ビス[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、ポリ[(2−オキシラニル)−1,2−シクロヘキサンジオール]−2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール エーテル、2−(2)ビニルオキシエトキシ−エチル アクリレート、1,4−シクロヘキサン−ジメタノール ジビニル エーテル、トリメチロール−プロパン トリビニル エーテル、トリエチレングリコール ジビニル エーテル、3−エチル−3−[(フェニルメトキシ)メチル]−オキセタンおよびビス[1−エチル(3−オキセタニル)]メチル エーテルからなる群から選択される請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 放射線硬化型インキがさらに阻害剤を含んでなる請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 放射線硬化型インキが、さらにアクリレートまたはメタクリレート化合物を含んでなる請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- アクリレートまたはメタクリレート化合物が、トリシクロデカン ジメタノール ジアクリレートである請求項9に記載の方法。
- 硬化がUV照射を使用して行われる請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 硬化がLED照射を使用して行われる請求項11に記載の方法。
- 加熱工程も含んでなる請求項1から12のいずれかに記載の方法。
- 加熱工程が80から250℃の間の温度で行われる請求項13に記載の方法。
- 電子装置がプリント回路基板である請求項1から14のいずれかに記載の方法。
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