KR101952745B1 - 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물 - Google Patents

자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자제품의 소형화 및 경량화를 위하여 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 우수한 유연성을 제공하면서도 접착성, 내스크래치성 및 내열성 등의 물성은 그대로 유지할 수 있는 자외선 경화형 솔더 레지스터 잉크 조성물에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물은 바인더 폴리머, 착색제, 경화제, 광중합 모노머, 광개시제, 충진제로 구성된 조성물에 있어서, 상기 조성물은 (메타)아크릴레이트 모노머, (메타)아크릴레이트 올리고머 및 N-비닐-2-피롤리돈을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물은 자외선에 의해 경화된 도막이 우수한 유연성을 지녀, 전자제품의 소형화 및 경량화를 위해 요구되는 인쇄회로기판의 유연성에 부응하는 우수한 유연성을 제공하면서도 도막의 접착성, 내스크래치성, 내약품성 및 내열성과 같은 물성을 열경화 방식의 잉크 조성물에서 얻은 것과 같은 수준으로 유지할 수 있게 한다.

Description

자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물{Ultraviolet curable solder resist ink composition having an excellent flexibility}
본 발명은 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전자제품의 소형화 및 경량화를 위하여 유연성을 갖는 플렉시블 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; FPCB)에 우수한 유연성을 제공하면서도 접착성, 내스크래치성 및 내열성 등의 물성은 그대로 유지할 수 있는 자외선 경화형 솔더 레지스터 잉크 조성물에 관한 것이다.
전자산업 기술 분야에서 집적회로의 발전에 따라, 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장되거나 소자 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 다양한 형태와 기능을 갖도록 제조되고 있는데, 최근에는 전자제품의 소형화 및 경량화, 내구성 및 고화질을 요구하여 고 집적도가 더욱 요구되어 고밀도 배선, 리드 간격의 세밀화 경향에 대응하여야 할 필요가 있으며, 이를 위해 납땜시에 솔더 브리지의 형성을 막고 부식으로부터 도전부를 보호하며 사용하는 동안 도전부의 전기 절연성을 유지하는 것이 필요하다.
따라서, 이러한 요구를 충족하기 위해 인쇄회로기판 상에는 일반적으로 밀착성, 내열성, 내약품성이 우수하여 영구 보호 도막을 형성하므로, 배선의 산화와 스크래치 등을 방지할 수 있는 수지 조성물이 도포되어 배선을 보호하는 역할을 하는데 이러한 도포 조성물을 솔더 레지스트 잉크 조성물이라고 한다.
통상적으로, 이런 솔더 레지스트 잉크 조성물은 경화방식에 따라 자외선(UV) 경화 방식과 열경화방식이 있으며, 이들 각 솔더 레지스트 잉크 조성물은 다양하게 구성되어 질 수 있는데, 예를 들어 통상적으로 바인더 폴리머, 착색제, 경화제, 광중합 모노머, 광개시제, 충진제 등을 함유할 수 있다.
그런데, 종래의 통상적인 솔더 레지스트 잉크 조성물은 주로 열경화형을 위주로 발전되어 왔는데, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2015-0002140호(특허문헌 1)에서는 변성 에폭시 수지, 광 경화성 수지, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 광 중합성 모노머, 광 중합 개시제, 열 경화제 및 유기용매를 포함하는 조성물로서, 상기 열 경화제가 페놀 수지로 블록킹된(blocked), 1개의 1차 또는 2차 아민과 2개 이상의 3차 아민을 지닌 하나 이상의 메틸화된 폴리알킬렌폴리아민인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트용 저온 경화형 감광성 조성물을 개시하고 있다. 상기 특허문헌 1에서는 개시된 발명에 따른 솔더 레지스트용 저온 경화형 감광성 조성물은 광 경화에 의한 패턴 형성 후 저온에서 가열 경화하여 양호한 도막을 형성할 수 있고 솔더 레지스트에 요구되는 물성인 접착성, 유연성, 강도, 치수 안정성, 납땜 내열성, 전기 절연성 등이 우수한 도막을 형성할 수 있다고 개시하고 있다.
그런데, 기술이 발전하면서 다양한 형태, 예를 들어 플렉시블 모니터와 같은 제품이 제안되어 PCB도 딱딱한 것에서 유연한 재질로의 변화가 필수적인 과제로 되었으나, 딱딱한 PCB 기판에는 열경화 방식과 UV 경화 방식 모두 사용되지만, 유연한 기판에는 주로 열경화 방식만이 사용되었다. UV 경화 방식이 개발되어 다양한 방식이 제안되기는 하였으나, 유연한 회로 기판에서 기존 물성, 즉 접착성, 내스크래치성 등을 그대로 유지하는 기술이 제안되고 있지 못하여 실용성이 없다는 문제점이 있다. 이러한 UV 경화 방식에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 예를 들어 대한민국 특허공개공보 제2015-0129927호(특허문헌 2)에서는 열 경화성 또는 광 경화성을 가지기 때문에 열 경화형 솔더 레지스트용 조성물 또는 광 경화형 솔더 레지스트용 조성물의 주성분으로 사용될 수 있는 것으로, 변성 에폭시 수지를 포함하는 솔더 레지스트용 조성물은 열 경화 또는 광 경화에 의해 경도, 접착력, 내용매성, 내알칼리성, 내산성, 납땜 내열성, 내절성 및 굽힙성(유연성) 등이 매우 우수한 도막을 형성할 수 있고 연성 인쇄회로기판 상에 미세 패턴으로 인쇄될 수 있기 때문에 소형, 고밀도 및 박형의 유연성 전자제품에 유용하다고 개시하고 있다. 그러나, 상기한 특허문헌 2의 솔더레지스트 잉크 조성물은 스크린 인쇄에서는 정밀한 인쇄를 하기에 문제점이 있을 뿐만 아니라 유연성 기판에 적용시 접착성과 내스크래치성이 만족할 만하지 못하다는 문제점이 있다.
이에 본 발명자 등은 종래에 통상적으로 딱딱한 회로 기판은 어떤 방식으로든 도포를 할 수 있지만, 유연한 회로판은 주로 열경화 방식으로만 가능함에 따른 문제점을 인식하고, 이로부터 UV 경화 방식으로 인쇄됨과 동시에 열경화 방식에서 나타나는 모든 물성을 갖출 수 있는 유연성이 있는 회로 기판 보호형 UV 경화형 잉크 조성물에 대해 예의 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.
특허문헌 1: 대한민국 특허공개공보 제2015-0002140호 특허문헌 2: 대한민국 특허공개공보 제2015-0129927호
본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 전자제품의 소형화 및 경량화를 위하여 유연성을 갖는 플렉시블 인쇄회로기판에 우수한 유연성을 제공하면서도 접착성, 내스크래치성, 내약품성 및 내열성과 같은 물성은 그대로 유지할 수 있는 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물을 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물을 인쇄하고 자외선 경화하여 얻은 인쇄회로기판을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물은;
바인더 폴리머, 착색제, 경화제, 광중합 모노머, 광개시제, 충진제로 구성된 조성물에 있어서,
상기 조성물은 (메타)아크릴레이트 모노머, (메타)아크릴레이트 올리고머 및 N-비닐-2-피롤리돈을 더 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 바인더 폴리머는 에폭시아크릴레이트 수지임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 조성물의 조성비율은 바인더 폴리머인 에폭시아크릴레이트 수지 20 내지 30중량부; 착색제 1 내지 2중량부; 경화제 1 내지 2중량부; 광중합 모노머 30 내지 40중량부; 광개시제 1 내지 2중량부; 충진재 30 내지 40중량부; (메타)아크릴레이트 모노머 1 내지 2중량부; (메타)아크릴레이트 올리고머 1 내지 2중량부; 및 N-비닐-2-피롤리돈 1 내지 2중량부로 됨을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 조성물은 10 내지 50중량부의 자외선반응형 희석제와 0.1 내지 1.0중량부의 소포제를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물은 상기한 특정한 구성성분에 의해 조성되므로, 자외선에 의해 경화된 도막이 우수한 유연성을 지녀, 전자제품의 소형화 및 경량화를 위해 요구되는 인쇄회로기판의 유연성에 부응하는 우수한 유연성을 제공하면서도 도막의 접착성, 내스크래치성, 내약품성 및 내열성과 같은 물성을 열경화 방식의 잉크 조성물에서 얻은 것과 같은 수준으로 유지할 수 있게 하여 상기한 종래의 문제를 해결하는 유용한 발명이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의해 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
본 명세서에서, 본 실시형태는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명의 범주는 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시형태들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
유연성을 갖는 플렉시블 인쇄회로기판은 딱딱한 보드판에 녹색잉크를 보이는데, 그 녹색잉크가 도포 되기전에 전극이 있을텐데, 녹색잉크(솔더 레지스트 잉크)를 도포함으로써 그 전극이 보호(산화방지, 긁힘방지 등)가 되는 것입니다.
이러한 녹색잉크는 UV 방식과 열경화방식이 있습니다.
시대가 발전하면서, 인쇄회로기판 회로판이 딱딱한 것에서 유연한 플렉시블 인쇄회로기판 재질로 변화가 되었습니다. 딱딱한 회로판에는 열경화 방식과 UV 방식 모두 사용되지만, 유연한 회로에는 열경화 방식만이 사용됩니다.
UV 방식으로 개발은 많이 되었으나, 유연한 회로에서 기존 물성(접착성, 내스크래치성 등)을 그대로 유지하는 기술은 전무합니다.
이를 정리해서 말씀드리면, 딱딱한 회로판은 어떤 방식으로든 도포를 할 수 있고, 유연한 회로판은 열경화방식으로만 가능합니다.
본 발명에서 개발한 방식은 UV 방식으로 인쇄는 됨과 동시에 열경화 방식에서 나타나는 모든 물성을 갖추었다는 것입니다.
한마디로 표현하면, 유연성이 있는 플렉시블 인쇄회로기판 회로 보호형 UV 잉크개발에 관한 것입니다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물은 바인더 폴리머, 착색제, 경화제, 광중합 모노머, 광개시제, 충진제로 구성된 조성물에 (메타)아크릴레이트 모노머, (메타)아크릴레이트 올리고머 및 N-비닐-2-피롤리돈를 더 포함하여 구성되어 진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 착색제는 염료와 안료 모두 사용 가능하며, 잉크 조성물에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정됨이 없이 모두 다 사용가능하다.
상기 염료의 구체적인 예로서는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, C.I, 디렉트 블랙 9(C.I. Direct Black 9), 17, 19, 22, 32, 51, 56, 91, 94, 97, 166, 168, 173, 199, C.I, 디렉트 블루 1(C.I. Direct Blue 1),10, 15, 22, 77, 78, 80, 200, 201, 202, 203, 207, 211, C.I, 디렉트 레드 2(C.I. Direct Red 2), 4, 9, 23, 31, 39, 63, 72, 83, 84, 89, 111, 173, 184, 240, C.I, 디렉트 옐로우 8(C.I. Direct Yellow 8), 9, 11, 12, 27, 28, 29, 33, 35, 39, 41, 44, 50, 53, 58 등이 있다.
또한, 상기 안료로서는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있으며, 유기 안료의 구체적인 예로서는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 모노아조(monoazo), 아릴라이드 옐로우(arylide yellow), 디아릴라이드 옐로우(diarylide yellow), 피라졸론 오렌지(pyrazolone orange), 파라 레드(para red), 나프톨 레드(naphtol red), 카르민 F.B.(carmine F.B.), 리톨 루빈 4b(lithol rubine 4b), 벤지다졸론 카르민 HF4C(benzidazolone carmine HF4C), 프탈로시아닌 블루, 피란트론(pyranthrones), 페릴렌(perylene), 안트라퀴논(anthraquinone), 퀴나크리돈(quinacridone), 인디고이드계 안료(indigoid pigments) 등을 예로 들 수 있으며, 무기 안료로서는 이산화티타늄, 황화아연, 블랭크 픽스(blanc fix), 탈크, 실리카, 카본 블랙, 그래파이트, 유리카본(vitreous carbon), 활성화된 차콜(activated charcoal), 활성화된 탄소(activated carbon) 등을 들 수 있으며 이들을 하나 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물을 구성하는 상기 바인더 폴리머로는 아크릴레이트계 수지 또는 비할로겐계 에폭시 수지를 사용할 수 있는데, 이와 같이 아크릴레이트계 또는 에폭시 수지를 포함하는 것에 의해, 내열성, 고온에서의 절연성, 내약품성, 접착성 강도 등의 물성 밸런스를 효과적으로 실현할 수 있으며, 특히 에폭시 아크릴레이트 수지를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 아크릴레이트계 수지는, 예를 들어 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명에 따른 상기 비할로겐계 에폭시 수지는 1 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 소유하는 것이면 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 크레졸(cresol), 노볼락(Novorack)형 에폭시 수지, 페놀 노볼락(Novorack)형 에폭시 수지, 페닐벤젠형 골격을 함유하는 에폭시 수지, 나프탈렌골격 함유 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 디사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지, 선상 지방족 에폭시 수지, 지방환식 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, 인 등이 결합되어 난연성이 부여된 인결합형 에폭시 등도 있다. 이것들을 단독 또는 2종 이상 사용해도 좋다. 상기 예시된 에폭시 중에서 본 발명의 구성에 따라 바람직하게 사용되는 것은, 접착성과 제막성에서의 우수한 특성의 관점에서, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시, 인결합형 에폭시 수지 등이 바람직하며, 이 중에서도 비스페놀A형 에폭시와 인결합형 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 조성물을 구성하는 광중합 모노머로서는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA), 트리메틸롤프로판 에톡시 트리아크릴레이트(trimethylolpropane ethoxy triacrylate, TMPEOTA), 글리세롤 프로필레이티드 트리아크릴레이트(glycerol propylated triacrylate, GPTA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA) 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 광중합성 모노머의 함량은 특히 한정되는 것은 아니지만, 상기한 바와 같이 조성물에서 일정한 중량부의 비율로 사용될 수 있는데, 상기 함량 미만인 경우에는 점도가 지나치게 높아져 인쇄 적성이 나빠지며, 이를 초과하는 경우에는 농도가 묽어져서 인쇄 작업이 곤란하다는 문제가 있어 바람직하지 않게 될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 경화제를 함유하는데, 경화제로서는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 3,3', 5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3', 5,5'-테트라에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디에칠-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2', 3,3'-테트라클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피도, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,4,4'-트리아미노디페닐설폰 등의 방향족 아민류, 페놀노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 나프톨 노볼락 수지 등의 노볼락 수지, 트리스(하이드록시페닐)메탄, 1,1,2-트리스(하이드록시페닐)에탄(ethane), 1,1,3-트리스(하이드록시페닐)프로판, 텔펜(terpene)과 페놀의 축합물, 디사이클로펜타다이엔 골격함유 페놀 수지, 페놀알알랄킬수지, 나트톨알알킬수지 등의 페놀성 수산기를 소유하는 화합물, 무수말레인산, 무수프탈산, 무수피로메리트산 등의 무수탄산, 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 경화제로는 상기 예시된 것들은 단독으로 이용하거나 또는 병용해서 이용해도 좋다.
본 발명의 조성물은 잉크 조성물의 수용층으로서 (메타)아크릴레이트 모노머, (메타)아크릴레이트 올리고머 및 N-비닐-2-피롤리돈을 포함하는데, 본 조성물은 자외선으로 중합 경화된다.
상기 본 발명의 구성에 따라 잉크 조성물에 포함되어 지는 (메타)아크릴레이트 모노머로서는 1관능 또는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 예로서는 알킬(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-치환(메타)아크릴아미드, N-메틸롤(메타)아크릴아미드, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일몰포린, 에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 (메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며 이들을 2종 이상 병용하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 구성에 따라 잉크 조성물에 포함되어 지는 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 예로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트), t-부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중 히드록실기, 카르복실기, 아미노기, 몰포리노기, 테트라히드로푸르푸릴기 등을 갖는 친수성이 높은 모노머가 더욱 바람직하다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 예 중에서 알킬(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 등이 더욱 바람직하다.
이와 같은 (메타)아크릴레이트 모노머는 작업성을 부여하기 위한 희석제로 사용될 수 있다.
상기 본 발명의 구성에 따라 잉크 조성물에 포함되어 지는 상기 (메타)아크릴레이트 올리고머로서는 1관능 또는 다관능 (메타)아크릴레이트 올리고머를 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 예로서는 알킬(메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴산 올리고머, (메타)아크릴로니트릴 올리고머, (메타)아크릴아미드 올리고머, N-치환(메타)아크릴아미드 올리고머, N-메틸롤(메타)아크릴아미드 올리고머, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴로일몰포린 올리고머, 에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드 올리고머, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트 올리고머, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 1,6-헥산글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 올리고머, 펜타에리쓰리톨 (메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸롤프로판 디(메타)아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있으며 이들을 2종 이상 병용하여 사용하는 것도 또한 가능하다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트 올리고머의 예로서는 메틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 에틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 프로필(메타)아크릴레이트 올리고머, n-부틸(메타)아크릴레이트) 올리고머, t-부틸(메타)아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있다. 이들 중 히드록실기, 카르복실기, 아미노기, 몰포리노기, 테트라히드로푸르푸릴기 등을 갖는 친수성이 높은 올리고머가 보다 바람직하다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머의 예 중에서 알킬(메타)아크릴레이트, 히드록시(메타)아크릴레이트, 카르복실에틸(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트 등이 보다 더 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 기능을 나타내는 물질을 피사체에 고착시켜 주는 바인더 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 (메타)아크릴레이트 올리고머의 평균 분자량은 500 내지 10,000의 범위를 가질 수 있으며, 700 내지 5,000의 범위가 보다 바람직하다.
본 발명의 조성물에 포함되는 상기 N-비닐-2-피롤리돈은 충진제와 올리고머의 상용성을 부여하고 동시에 자외선 경화시 경화속도를 빠르게 하며, 또한 착잭제의 고착률을 높이기 위하여 사용되며, 그 사용량은 (메타)아크릴레이트 100중량부에 대하여 90 내지 100중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 사용량이 100중량부를 초과하는 경우에는 점도가 저하되는 문제점이 있고, 90중량부 미만이면 경화속도가 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 자외선을 조사하는 방법으로 중합하여 경화하게 되므로 광 개시제가 함유하게 되는데, 본 발명에 사용할 수 있는 광 개시제로서는 통상적으로 자외선 경화를 위해 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 α-히드록시 케톤, 비아세틸, 벤조일, 벤질, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐 아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 1-히드로시시클로헥실페닐케톤, 1-히드록시-1-메틸에틸-페놀케톤, 파라-이소프로필-알파-히드록시이소부틸페논, N,N-디메틸아미노아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 에틸-파라-디메틸아미노벤조에이트, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-터셔리-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 2-아민안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2,4-디메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산 톤, 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈, 벤조페논, 메틸 벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 2-이소프로필티오크산톤, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 밀러케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판온-일, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포니로페닐)-부탄올-일 중에서 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 광 개시제의 사용량은 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 30중량부를 사용할 수 있는데, 그 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 저하되고, 30중량부를 초과하면 과도한 경화가 발생한다는 문제점이 있어 바람직하지 않다. 보다 바람직한 광 개시제는 α-히드록시 케톤을 들 수 있다.
본 발명의 조성물에 포함되는 충진제는, 통상적으로 충진제로 사용될 수 있는 것이라면 특히 한정됨이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 본 발명에서는 흄드 실리카, 탈크, 벤토나이트, 수산화 알루미늄, 황산 바륨 등을 사용할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 본 발명이 조성물은 계면활성제, 분산제, 가교제, 내광성 향상제, 착색제 고정제, 증점제, 유동성 향상제, 소포제, 이형제, 발포제, 침투제, 형광증백제, 방부제, 내수화제, 경막제 등으로부터 선택된 하나 이상의 성분이 임의적으로 더 포함될 수 있으며, 이들은 조성물에서 미량으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 조성물에는 상기와 같이 소포제가 더 포함되어 질 수 있는데, 이러한 소포제로는 통상적으로 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있으나, BYK-051, 052, 053, 057, Airex 920, Rad 2100 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물을 제조하는 경우 각 구성성분 간의 상호 인력을 감소시켜 충진제가 원활하게 분산되도록 하고 도포의 안정성을 증가시키기 위하여 계면활성제 또는 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로서는 개질된 폴리아크릴레이트, 산성 폴리에스테르 폴리아미드(acidic polyester polyamide), 불포화 폴리아미드, 카르복실산염, 히드록시 관능성 불포화 개질 카르복실산(hydroxy functional unsaturated modified carboxylic acid) 등을 들 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 본 발명의 잉크 조성물의 조성비율은 바인더 폴리머인 에폭시아크릴레이트 수지 20 내지 30중량부; 착색제 1 내지 2중량부; 경화제 1 내지 2중량부; 광중합 모노머 30 내지 40중량부; 광개시제 1 내지 2중량부; 충진재 30 내지 40중량부; (메타)아크릴레이트 모노머 1 내지 2중량부; (메타)아크릴레이트 올리고머 1 내지 2중량부; 및 N-비닐-2-피롤리돈 1 내지 2중량부로 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 본 발명의 잉크 조성물은 10 내지 50중량부의 자외선반응형 희석제와 0.1 내지 1.0중량부의 소포제를 더 포함할 수 있으며, 특별하게 이들의 조성에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 잉크 조성물을 도포한 후 중합 경화시키기 위해서는 자외선을 조사하게 되는데, 자외선 이외에도 전자선을 사용하는 것도 가능하며 먼저 가열을 한 후 자외선을 조사하는 경우도 바람직하다. 도막에 조사하는 자외선의 강도는 200 내지 400w/inch 정도가 바람직하고, 파장은 350 내지 400nm가 바람직하다. 또한, 자외선 원으로서는 수은 등과 같은 통상의 방법을 사용할 수 있다. 이러한 자외선 조사에 의해 상기 각 화합물은 라디칼 중합되어 경화되는 과정을 거치게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 잉크 조성물은 인쇄회로기판에 도포되는데 이러한 기판의 재질에는 특정한 것에 한정되는 것이 아니며, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지 등의 소수성이 강한 성분으로 제작된 기판에도 효과적으로 도포되어, 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물은 인쇄회로기판에 우수한 유연성을 제공하면서도 접착성, 내스크래치성, 내약품성 및 내열성과 같은 물성을 열경화 방식의 잉크 조성물에서 얻은 것과 같은 수준으로 유지할 수 있게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시형태에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시형태는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

  1. 바인더 폴리머, 착색제, 경화제, 광중합 모노머, 광개시제, 충진제로 구성된 조성물에 있어서,
    상기 조성물은 조성물의 수용층으로서 (메타)아크릴레이트 모노머, (메타)아크릴레이트 올리고머 및 N-비닐-2-피롤리돈과, 소포제를 더 포함하고,
    상기 조성물은 자외선으로 중합 경화되고,
    그리고, 상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 알킬(메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴산 올리고머, (메타)아크릴로니트릴 올리고머, (메타)아크릴아미드 올리고머, N-치환(메타)아크릴아미드 올리고머, N-메틸롤(메타)아크릴아미드 올리고머, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트 올리고머, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트 올리고머, (메타)아크릴로일몰포린 올리고머, 에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 올리고머, 디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드 올리고머, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트 올리고머, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 1,6-헥산글리콜 디(메타)아크릴레이트 올리고머, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 올리고머, 펜타에리쓰리톨 (메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸롤프로판 디(메타)아크릴레이트 올리고머에서 선택된 하나 또는 2종 이상을 병용하여 사용하고,
    상기 경화제는 3,3', 5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3', 5,5'-테트라에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디에칠-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2', 3,3'-테트라클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피도, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,4,4'-트리아미노디페닐설폰의 방향족 아민류, 페놀노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 나프톨 노볼락 수지의 노볼락 수지, 트리스(하이드록시페닐)메탄, 1,1,2-트리스(하이드록시페닐)에탄(ethane), 1,1,3-트리스(하이드록시페닐)프로판, 텔펜(terpene)과 페놀의 축합물, 디사이클로펜타다이엔 골격함유 페놀 수지, 페놀알알랄킬수지, 나트톨알알킬수지의 페놀성 수산기를 소유하는 화합물, 디시안디아미드 중에서 선택된 하나 이상을 사용하고,
    상기 충진제는 흄드 실리카, 탈크, 벤토나이트, 수산화 알루미늄, 황산 바륨에서 선택된 하나 이상을 사용하고,
    상기 조성물의 조성비율은 바인더 폴리머인 에폭시아크릴레이트 수지 20 내지 30중량부; 착색제 1 내지 2중량부; 경화제 1 내지 2중량부; 광중합 모노머 30 내지 40중량부; 광개시제 1 내지 2중량부; 충진제 30 내지 40중량부; (메타)아크릴레이트 모노머 1 내지 2중량부; (메타)아크릴레이트 올리고머 1 내지 2중량부; N-비닐-2-피롤리돈 1 내지 2중량부; 및 소포제 0.1 내지 1.0중량부로 되는 것임을 특징으로 하는 자외선 경화형 플렉시블 솔더 레지스터 잉크 조성물.

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