KR102196867B1 - 솔더 마스크 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

솔더 마스크 잉크 조성물이 개시된다. 솔더 마스크 잉크 조성물은 에폭시 수지; 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 용매; 및 임의선택적으로 비-이온성 계면활성제를 포함한다. 잉크 조성물의 점도는 전단 속도 10 s-1에서 1000 cps 이하 및 전단 속도 495 s-1 및 25℃에서 30 cps 이상이다.

Description

솔더 마스크 잉크 조성물{SOLDER MASK INK COMPOSITION}
본 발명은 에어로졸 프린팅에 사용될 수 있는 솔더 마스크 잉크 조성물에 관한 것이다.
전자 부품들의 디지털 가공은 세계적인 추세이다. 디지털 가공은 가공 단계 수를 감소시켜 공정 복잡성을 단순화시킬 뿐 아니라, 제작 공정에서 발생되는 화학적 폐기물을 최소화할 수 있다. 예를들면, 잉크-젯 기반 디지털 프린팅은 PCB 산업에서 레젠드 잉크를 적층하는데 사용된다.
솔더 마스크 레지스트 (때로 녹색 재료이지만 임의의 칼러를 가질 수 있다)가 대부분 현재 인쇄회로기판 (“PCB”)에 사용된다. 솔더 마스크를 패턴화시키는 통상적인 하나의 방법은 포토리소그래피에 의한다. 이 공정은 여러 단점들이 있다. 먼저, 포토리소그래피는 다-단계 공정으로, PCB 가공 총 비용을 높이는 주 원인이다. 둘째, 노광되지 않은 재료들은 현상되어 (세척 제거) 원하는 패턴들을 형성하도록 포토리소그래피 재료들은 주 성분들로 변형된다. 변형으로 최종 경화 솔더 마스크의 화학적 및 물리적 저항성이 열화된다. 셋째, 포토리소그래피 제1 단계는 PCB 기판에 대한 비-선택적 또는 블랭킷 코팅이다. 코팅 공정 과정에서, PCB 비아 홀들은 때로 부분적 또는 완전히 솔더 마스크로 막힌다. 고도 종횡비 비아 홀들에서 솔더 마스크를 제거하는 것은 매우 어려운 작업이다.
솔더 마스크 레지스트를 적층하기 위한 스크린 프린팅 방법들이 개발되었다. 스크린 프린팅은 비아 홀 막힘 문제를 해결할 수 있지만, 스크린 프린팅은 때로 낮은 해상도 및 불량 정합성의 솔더 마스크를 생성한다. 또한, 일반적으로 스크린 프린팅은 상대적으로 평탄한 기재 표면을 필요로 한다. 표면에 요철 구조체들을 가지는 인쇄회로기판에 솔더 마스크를 스크린 인쇄하기가 어렵거나 불가능하다.
솔더 마스크의 디지털 프린팅은 PCB 산업에 큰 영향을 줄 것이고 하나 이상의 상기 문제들을 해결하는데 도움을 제공한다. 이러한 하나의 디지털 인쇄 기술, 잉크젯 인쇄방법이 솔더 마스크를 적층하기 위하여 시도되었다. 그러나, 잉크젯 인쇄 기술은 매우 낮은 점도 잉크 (예를들면 < 20 cps)에 제한된다. 그러나, 고성능 고분자들로 구성되는 솔더 마스크 조성물은 매우 높은 점도 (예를들면 > 10,000 cps)를 가진다. 분사 가능한 점도로 솔더 마스크 재료들을 희석시키면 매우 얇은 막들이 생기고 이로 인하여 솔더 마스크로서 기능할 수 없다. 이러한 이유로, 잉크젯 기술을 이용하여 솔더 마스크를 적층하는 시도는 지금까지 성공하지 못하였다.
따라서, 디지털 인쇄 방법을 이용하여 적층할 수 있는 솔더 마스크 조성물은 솔더 마스크 가공 분야에서 바람직한 진척이 될 것이다.
본 발명의 실시태양은 솔더 마스크 잉크 조성물에 관한 것이다. 솔더 마스크 잉크 조성물은 에폭시 수지; 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 용매; 및 임의선택적으로 비-이온성 계면활성제를 포함한다. 잉크 조성물의 점도는 25℃, 전단 속도 10 s-1 에서 1000 cps 이하 및 전단 속도 495 s-1 에서 30 cps 이상이다.
본 발명의 또 다른 실시태양은 솔더 마스크 잉크 조성물에 관한 것이다. 솔더 마스크 잉크 조성물은 에폭시 수지;
솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 용매; 및 비-이온성 계면활성제를 포함한다. 조성물의 점도는 전단 속도 10 s-1 및 25℃에서 1000 cps 이하이다.
상기 포괄적인 설명 및 하기 상세한 설명은 예시적이고 단지 설명 목적이며 청구되는 본 교시를 제한하는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에 포함되고 일부를 구성하는 첨부 도면들은 설명과 함께 본 교시의 실시태양들을 도시하고 본 교시의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명 실시예에 따라 용매 첨가에 의한 예시적 솔더 레지스트의 25 ℃에서 점도를 보인다.
도 2는 30 wt% 부틸 카비톨 용매 및 다음: (A), 계면활성제 부재; (B), 1 wt% SDBS 음이온성 계면활성제; (C), 1 wt% SDS 음이온성 계면활성제; (D), 0.5 wt% Synperonic F108 비-이온성 계면활성제; (E), 1 wt% Synperonic F108 비-이온성 계면활성제를 포함하는 상이한 타입들 또는 함량의 계면활성제들을 가지는 상이한 예시적 솔더 마스크 잉크들의 에어로졸 코팅 결과를 보인다.
도 3은 본 발명 실시예들에서 논의되는 바와 같은 부착 시험 결과이다.
도 4A, 4B 및 4C는 본 발명 실시예들에서 논의된 바와 같이 상이한 속도로 인쇄된 솔더 마스크 레지스트 라인들의 사진들을 보인다.
도면의 일부 사항들은 엄격한 구조적 정확성, 사양들 및 척도를 유지하기 보다는 실시태양들의 이해를 돕기 위하여 단순하게 도시된 것이라는 것을 이해하여야 한다.
본 교시의 실시태양들에 대하여 상세하게 언급될 것이고, 이들 실시예는 도면들에 도시된다. 도면들에서 유사 도면부호들은 동일한 요소들을 지정하도록 사용되었다.
다음 설명에서 설명의 일부를 구성하는 도면들을 참조하여 예시로서 본 발명이 구현되는 특정 예시적 실시태양들이 설명된다. 따라서 다음 설명은 단지 예시적인 것이다.
본 발명의 실시태양은 솔더 마스크 잉크 조성물에 관한 것이다. 조성물은 에폭시 수지; 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 용매; 및 임의선택적으로 비-이온성 계면활성제를 포함한다.
종래 스크린 잉크와는 달리, 실시태양에서, 잉크 조성물의 점도는 전단 속도 10 s-1 및 25℃에서 1000 cps 이하, 예컨대 800 cps 이하 또는 500 cps 이하이다. 잉크젯 잉크와는 달리, 본 발명 조성물의 점도는 전단 속도 495 s-1 및 25℃에서 30 cps 이상, 예컨대 50 cps 이상, 또는 100 cps 이상이다. 특정 실시태양들에서, 전단 속도 10 내지 495 s-1에서 조성물의 점도는 약 100 내지 약 200 cps이다. 이렇게 상대적으로 낮은 점도로 인하여 잉크 조성물은 에어로졸 프린팅으로 알려진 디지털 인쇄 방법에 적합하다.
에어로졸 프린팅을 이용한 레지스트 마스크 적층 방법은 다음과 같은 하나 이상의 이점들을 가진다: 1) 디지털 공정은 공정 단계들을 상당히 단순화/경감시킬 수 있어, 가공 비용을 절감하고; 2) 레지스트는 원하는 영역에 디지털적으로 인가되고, 이는 재료 폐기물을 줄이고 비아 홀 막힘을 피할 수 있고; 3) 에어로졸 프린팅은 고 해상도 인쇄가 가능하고 (예를들면 10 미크론), 따라서 고-밀도 레지스트 마스크, 예컨대 솔더 마스크 가공에 가능한 방법이고; 4) 잉크-젯 프린팅과 비교하여 에어로졸 프린팅은 더욱 높은 잉크들 점도 (1000 cps)를 취급할 수 있고; 5) 에어로졸 프린팅은 3D 표면들 또는 3D 양상의 구조체를 가지는 표면들에 인쇄하기에 매우 양호한 방법이다.
에어로졸 인쇄의 잠재적 이점들이 제공되므로, 본원의 조성물은 레지스트 마스크, 예컨대 인쇄회로기판 (“PCB”) 가공 및/또는 다른 분야들, 예컨대 향후 3D 전자부품 인쇄에 사용될 수 있는 솔더 마스크 제조에 유용할 수 있다.
본원의 솔더 마스크 잉크 조성물은 레지스트 마스크 형성에 적합한 임의의 에폭시 수지를 포함한다. 실시태양에서, 미희석 에폭시 수지의 점도는 10,000 cps 이상, 예컨대 15,000 cps 내지 25,000 cps이다. 실시태양에서, 에폭시 수지는 페놀, 아민, 및 알데히드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 가교제들을 가지는 비스페놀 A 에폭시 수지, 페놀 포름알데히드 수지 (노보락 수지라고도 알려짐), 아크릴산 변성 에폭시 및 지환 또는 헤테로고리 기반 에폭시로 이루어진 군에서 선택된다. 이들 에폭시 수지 예시들은 본 분야에서 잘 알려져 있다.
실시태양에서, 에폭시 수지는 상업적으로 입수되는 레지스트, 예컨대 솔더 마스크 페이스트이다. 상업적으로 입수되는 솔더 마스크 페이스트의 하나의 실시예는 TAIYO S-222NA으로, 비스페놀 A 에폭시 수지를 포함하고 Taiyo America Inc. 에서 입수된다. 이러한 종래 제제들 (formulations)은 점도가 너무 높아 에어로졸 프린팅에 직접 사용될 수 없다. 본원의 새로운 에어로졸 인쇄 가능한 제제들은 적합한 레올로지를 달성하기 위하여 적합한 계면활성제 첨가제와 함께 상용성 용매들로 상업적 솔더 마스크 제제들을 희석시켜 획득될 수 있다.
다른 실시태양들에서, 에어로졸 분사 가능한 솔더 마스크 조성물은 출발 물질로서 상업적으로 입수되는 솔더 마스크 제제들보다는 에폭시 수지, 안료, 용매, 계면활성제, 부착 촉진제, 및 기타 첨가제에서 직접 조성될 수 있다.
경화 후 원하는 최종 레지스트 특성들을 달성하도록 습식의 희석 조성물에서 임의의 적합한 함량의 에폭시 수지가 적용될 수 있다. 적합한 에폭시 수지 함량의 예시로는 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 약 50 % 내지 약 80 중량%, 예컨대 약 60 또는 65 % 내지 약 75%이다.
에폭시 수지 잉크 레올로지를 조정하기에 유효하도록 솔더 마스크 잉크 조성물의 용매 및 임의선택적 계면활성제가 선택되고 상대적으로 소량의 용매 및 계면활성제가 사용된다. 원하는 점도를 달성하기 위하여 소량의 용매 및 계면활성제를 사용함으로써 상대적으로 높은 고형량이 가능하고 최종, 경화된 레지스트 특성들에 대하 희석 영향을 감소시킬 수 있다. 예시로써, 본원의 용매 및 계면활성제는 최종 경화된 솔더 마스크의 화학적 및 물리적 특성들에 거의 또는 전혀 악영향을 주지 않는다.
솔더 마스크 잉크 조성물에 적용되는 용매는 디알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르, 예컨대 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르일 수 있다. 실시태양에서, 용매는 다음 화학식의 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르이다:
Figure 112015078458765-pat00001
,
식 중 R1 은 C3 내지 C6 알킬기이다. 예를들면, 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르는 부틸 카비톨일 수 있다. 기타 적합한 용매는 예를들면, 알콕시벤젠 예컨대 아니솔; C5 내지 C8 알코올 예컨대 펜탄올 또는 헥산올 및 C2 내지 C4 알칸 디올 예컨대 에틸렌 글리콜을 포함한다. 실시태양에서, 용매는 본원에 기재된 바와 같이 적합한 비점 및/또는 증기압을 가지는 알코올이다.
용매는 에어로졸 젯 인쇄에 충분하도록 에폭시 수지 점도를 낮추면서도 여전히 허용 가능한 특성들을 가지는 패턴화 솔더 마스크 형성이 가능하도록 임의의 적합한 함량이 적용된다. 예를들면, 용매 함량은 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%이다. 기타 실시예들에서, 용매 함량은 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 약 25% 내지 약 50%, 예컨대 약 30% 내지 약 40% 또는 45중량%이다.
에어로졸 프린터 작동 온도보다 더 높은 비점을 가지는 용매가 선택된다. 실시태양에서, 대기압에서 비점은 적어도 110℃, 예컨대 적어도 135℃, 140℃, 180℃, 또는 적어도 205℃이다.
선택된 작동 온도에서 사용되는 특정 에어로졸 프린터에 적합한 임의의 증기압을 가지는 용매가 선택된다. 실시태양에서, 20℃에서 증기압은 15 mmHg 이하, 예컨대 10 mmHg 이하, 또는 5 mmHg 이하, 또는 1 mmHg 이하, 또는 0.5 mmHg 이하이다.
용매 희석 수지가 유연하지 않은 막을 생성하거나 또는 디-웨팅 (de-wetting) 또는 응집을 보이는 경우 임의선택적 비-이온성 계면활성제가 적용된다. 비-이온성 계면활성제의 실시예들은 폴리솔베이트 예컨대 폴리솔베이트 20 (폴리옥시에틸렌 (20) 솔비탄 모노라우레이트), 폴리솔베이트 40 (폴리옥시에틸렌 (20) 솔비탄 모노팔미테이트), 폴리솔베이트 60 (폴리옥시에틸렌 (20) 솔비탄 모노스테아레이트), 폴리솔베이트 80 (폴리옥시에틸렌 (20) 솔비탄 모노올레에이트); 폴리글리세롤 폴리리시놀레에이트, 옥타데칸산 [2-[(2R,3S,4R)-3,4-디히드록시-2-테트라히드로푸라닐]-2-히드록시에틸] 에스테르, 옥타데칸산 [(2R,3S,4R)-2-[1,2-비스(1-옥소옥타데콕시)에틸]-4-히드록시-3-테트라히드로푸라닐] 에스테르; C8 내지 C22 장쇄 알코올 예컨대 1-옥타데칸올, 세틸스테아릴 알코올, 헥사데칸-1-올 및 cis-9-옥타데센-1-올; 치환되거나 치환되지 않은 옥틸페놀 이때 치환체들은 폴리에폭시에탄올 기를 포함하거나 (예를들면, 옥틸페녹시폴리에폭시에탄올 형성) 또는 옥틸페놀을 가지는 비-이온성 계면활성제를 형성할 수 있는 임의의 기타 치환체; 폴리에틸렌 글리콜 모노이소헥사데실 에테르; 도데칸산 2,3-디히드록시프로필 에스테르; 글루코시드 예컨대 라우릴 글루코시드, 옥틸글루코시드 및 데실 글루코시드; 지방산 아미드 예컨대 코카미드 디에탄올아민 및 코카미드 모노에탄올아민; 및 친수성 폴리에틸렌 옥사이드 사슬 및 방향족 탄화수소 친유성 또는 친수성 기, 예컨대 Nonoxynol-9 및 Triton X-100을 가지는 비이온성 계면활성제를 포함한다.
실시태양에서, 비-이온성 계면활성제는 폴리알킬렌 글리콜이다. 예를들면, 비-이온성 계면활성제는 적어도 하나의 폴리에틸렌 글리콜 블록 및 적어도 하나의 폴리프로필렌 글리콜 블록, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜-블록-폴리프로필렌 글리콜-블록-폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 블록 공-중합체 또는 (폴리(에틸렌 옥사이드))의 두 개의 사슬들이 옆에 배치되는 (폴리(프로필렌 옥사이드))의 중앙 소수성 사슬을 포함하는 트리블록 공중합체일 수 있다. 상업적으로 입수되는 비-이온성 계면활성제 예시로는 Aldrich에서 입수되는 Synperonic F108이다.
비-이온성 계면활성제는 허용 가능한 특성들을 가지는 패턴화 레지스트를 제공하기에 임의의 적합한 함량으로 적용될 수 있다. 예를들면, 비-이온성 계면활성제 함량은 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 적어도 0.01 중량%일 수 있다. 다른 실시예들에서, 비-이온성 계면활성제 함량은 솔더 마스크 잉크 조성물 총 중량에 대하여 약 0.05% 내지 약 5%, 예컨대 약 0.5% 내지 약 3중량%일 수 있다
레지스트에 사용되기에 적합한 임의의 기타 성분들 역시 임의선택적으로 본 발명 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 성분들은, 예를들면, 착색제, 점토, 실리카, 금속산화물 입자들, 및 부착 촉진제를 포함한다. 기타 성분들은 에어로졸 형성이 가능하고 최종 경화된 특성들에 거의 또는 전혀 바람직한 부작용을 일으키지 않아야 한다. 특히, 기타 성분들은, 입자 형태로 존재하는 경우, 입도는 3 미크론 이하, 예컨대 1 미크론 이하, 또는 500 nm 이하이어야 한다. 당업자는 적용 가능한 다른 성분들을 용이하게 결정할 수 있을 것이다.
공압 분무기 및 분무 가스를 이용하여 솔더 마스크 잉크 조성물에서 에어로졸 스트림을 발생시킬 수 있는 임의의 적합한 에어로졸 프린터가 적용될 수 있다. 적합한 에어로졸 프린터는 본 분야에서 알려져 있다. 이후 차단 가스를 이용하여 에어로졸 스트림은 기재에 집중되고 기재에 대하여 노즐 위치가 변경되어 선택적으로 솔더 마스크 패턴을 적층한다. 솔더 마스크 패턴이 건조되고 및/또는 경화된다.
실시예 1 - 계면활성제 부재의 조성물
통상 사용되는 비스페놀 A 에폭시 수지 기반 녹색의 솔더 마스크를 하기 실시예들에서 사용하였다. 상업적 솔더 마스크 레지스트 (Taiyo S-222NA)를 Taiyo America Inc.에서 구입하였다. 솔더 마스크 레지스트는 주 성분으로 비스페놀 A 기반 에폭시를 포함한다. 비스페놀 A 성분은 하기 화학식 2에 도시되고, 식 중 n은 반복 단위 수이고 약 2 내지 약 500, 예컨대 약 50, 100, 200, 300 또는 약 400이다.
Figure 112015078458765-pat00002
화학식 2
상업적 솔더 레지스트의 점도는 25 ℃, 낮은 전단 속도 10 1/s에서16,785 cps, 및 높은 전단 속도 485 1/s에서 8850 cps이었다. 에어로졸 젯 인쇄에는 점도는 너무 높다. 목표는 적합한 첨가제들을 이용하여 상업적 솔더 마스크를 재-조성하여 낮은 전단 속도 10 1/s, 25 ℃에서 1000 cps 이하의 점도를 달성하는 것이다.
여러 용매 선별 후, 부틸 카비톨이 상업적 페이스트와 상용되고 희석 용매로서 사용할 수 있다는 것을 알았다. 부틸 카비톨은 높은 비점 및 낮은 증기압을 가지므로, 에어로졸 프린팅에 적합하다. 도 1은 낮은 및 높은 전단 속도에서 용매 첨가에 따른 점도를 보인다 (25℃). 목표 점도 < 1000 cps를 달성하기 위하여, 25 내지 35 wt% 용매가 필요하였다. 추가 연구를 위하여 30 wt% 용매 첨가를 선택하였다.
부틸 카비톨 용매 첨가 후, 생성되는 낮은 점도 제제를 동박 FR-4 기재에 도포하여 막 형성 특성을 시험하였다. FR-4는 잘 알려진 등급의 기재이고 결합제를 가지는 유리섬유 직조물로 구성되는 내화염성 (자기-소화)복합재를 포함한다. 도 2에서, (A)는 30 wt% 부틸 카비톨 및 무 계면활성제인 제제의 도포막을 보인다. 불행하게도, 막은 유연하지 못하고 디-웨팅 및 응집을 보였다. 막을 슬롯 다이 코팅 방법을 이용하여 도포하였다.
실시예 2 - 음이온성 계면활성제를 가지는 조성물
이들 문제를 해결하기 위하여, 상이한 계면활성제들을 첨가제로서 사용하여 시험하였다. 도 2에서, (B) 및 (C) 각각은 30 wt%의 부틸 카비톨 용매 및 69 wt%의 상기 비스페놀 A 에폭시 수지의 혼합물에 첨가되는 상이한 음이온성 계면활성제들, 소듐 도데실벤젠술포네이트 (“SDBS”) (1 wt%) 및 소듐 도데실 술페이트 (“SDS”) (1 wt%)에서 제조되는 코팅물을 보인다. 막들을 (A)의 막 적층에 사용된 동일한 코팅 방법으로 적층하였다. 음이온성 계면활성제 첨가는 막들 품질에 악영향을 주었고, 심각한 디-웨팅 현상을 보였다.
실시예 3 - 비-이온성 계면활성제를 가지는 조성물
실시예 2의 음이온성 계면활성제 대신, 비-이온성 계면활성제, 폴리(에틸렌 글리콜)-블록-폴리(프로필렌 글리콜)-블록-폴리(에틸렌 글리콜)을 이용하였다. 폴리(에틸렌 글리콜)-블록-폴리(프로필렌 글리콜)-블록-폴리(에틸렌 글리콜)의 상업적 공급원 예시로는 Aldrich에서 입수되는 Synperonic F 108이다. 도 2에서, (D)는 0.5 wt% Synperonic F108, 30 wt% 부틸 카비톨 용매 및 69.5 wt% 상기 비스페놀 A 에폭시 수지를 이용한 결과이다. 도 2에서, (E)는 1 wt% Synperonic F108, 30 wt% 부틸 카비톨 용매 및 69 wt%상기 비스페놀 A 에폭시 수지를 이용한 결과이다. (D) 및 (E) 결과에서 나타난 바와 같이, 양 제제들에 대하여 우수한 웨팅 특성들을 가지는 유연한 필름들을 얻었다.
실시예 4 - 재-조성된 솔더 마스크 재료들에 대한내스크래치성, 부착 및 내용제성 시험
1.0 wt% Synperonic F108 계면활성제를 가지는 실시예 3의 제제를 선택하여 용매 및 계면활성제가 최종 경화된 솔더 마스크에 악영향을 주는지에 대하여 조사하였다. 제제를 구리 기재에 도포하고 상업적 제제에서 추천되는 바와 같이 140 ℃, 35 분 동안 경화하였다.
경화 후, 막에 대하여 내스크래치성, 연필 경도 및 내용제성 시험을 시행하였다. 내스크래치성, 연필 경도 및 내용제성 시험은 IPC-SM-840C Class H, 솔더 마스크 벤더 시험 요건들에 따라 수행되었다. 부착 시험은 ASTM 시험 방법 D 3359, 방법 B 및 DIN 표준 No. 53151에 기재된 바와 같이 표준 교차-커트 부착 시험으로 수행하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 부착 시험 과정에서 재료들은 테이프로 전이되지 않았고, 5B 부착성 (우수한 부착성) 및 우수한 내스크래치성을 보였다. 경도 시험 결과 연필 경도 6H를 보였다.
재-조성된 솔더 마스크는 모든 요구되는 내용제성 시험들을 통과하였다. 내용제성 시험 결과들을 표 1에 제시한다.
용제 통과?
이소프로판올 예
75% 이소프로판올/25% 물 예
R-리모넨 예
모노에탄올아민 예
DI 물 예
부착 시험, 내스크래치성, 경도 시험 및 내용제성 결과는 실질적으로 상업적 솔더 마스크에 대하여 획득된 것과 동일하고, 이는 용매 및 계면활성제 첨가는 경화된 솔더 마스크에 대하여 부작용을 거의 또는 전혀 일으키지 않았다는 것을 보인다.
실시예 5 - 재-조성된 솔더 마스크 재료들의 에어로졸 프린팅
실시예 4의 상기 제제를 공압 분무기가 구비된 에어로졸 프린터로 약 50 ℃에서 인쇄하였다. 분무 가스를 1000 내지1300 SCCM로 설정하고, 배기 가스를 900 내지 1200 SCCM 및 차단 가스를 200 내지 600 SCCM으로 설정하였다. 이러한 인쇄 조건들에서 에어로졸이 생성되었다. 잉크를 인쇄회로기판용 전형적인 기재들의 예시인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 동박 FR-4 기재들 모두에 인쇄하였다.
도 4A 및 4B는 상이한 속도로 인쇄된 솔더 마스크 라인들을 보인다. 도 4A는 1 mm 노즐로 PET 기재에 0.5 mm/s 내지 20 mm/s의 상이한 속도로 인쇄된 솔더 마스크 라인들을 보인다. 도 4B는 1 mm 노즐로 동박 FR-4 기재에 1 mm/s 및 2 mm/s로 인쇄된 솔더 마스크 라인들을 보인다. 도 4A에서 위에서 아래로 속도 1.0, 5, 10, 및 20 mm/s가 표기된다. 도 4B에서, 상단 라인의 속도는 1mm/s이고 하단 라인의 속도는 2mm/s이다. 라인-에지가 잘 형성된 균일한 라인들을 얻었다. 상기 코팅물에서 보이는 것과 같이 인쇄 라인들은 우수한 부착성, 연필 경도, 내스크래치성 및 내화학성을 보였다.
도 4C는 PET 기재에서 5 mm/s로 인쇄된 유연한 에지를 가지는 라인의 광학 이미지를 보인다.
부틸 카비톨 용매 및 비-이온성 계면활성제를 이용하여 전단 속도 10 1/s, 25℃에서 점도 < 1000 cps를 가지는 제제를 얻었다. 이러한 재-조성된 솔더 마스크 제제는 에어로졸 젯 프린터에서 우수한 인쇄성을 보였고, 인쇄된 마스크는 상업적 것과 동일한 부착성, 연필 경도, 내스크래치성, 및 내화학성을 보였다.

Claims (10)

  1. 화학식 1의 에폭시 수지;
    [화학식 1]
    Figure 112020083712816-pat00011

    (식 중 n은 2 내지 500의 범위이다)
    솔더 마스크 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 함량인 용매; 및
    비-이온성 계면활성제;를 포함하는 솔더 마스크 잉크 조성물로서,
    상기 용매는 디알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르 용매, 알콕시벤젠, C5 내지 C8 알코올 및 C2 내지 C4 알칸디올로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 용매는 대기압에서 적어도 135℃의 비점을 가지며,
    상기 비-이온성 계면활성제는 폴리에틸렌 글리콜-블록-폴리프로필렌 글리콜-블록-폴리에틸렌 글리콜이고,
    상기 잉크 조성물은 10 s-1의 전단 속도 및 25℃의 온도에서 1000 cps 미만이고 495 s-1의 전단 속도 및 25℃의 온도에서 100 cps 초과인 점도를 갖는 솔더 마스크 잉크 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 10 s-1의 전단 속도에서 800 cps 미만인 점도를 갖는 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 에어로졸 젯 잉크 조성물이고 공압 분무기로 분무될 수 있는 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 20℃에서 5 mm Hg 미만의 증기압을 갖는 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르는 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 및 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 다음 식의 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르인 조성물.
    Figure 112020083712816-pat00012

    (식 중 R1은 C3 내지 C6 알킬기이다)
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 부틸 카비톨인 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 비-이온성 계면활성제는 솔더 마스크 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 0.01 중량%의 함량인 조성물.
  9. 화학식 1의 에폭시 수지;
    [화학식 1]
    Figure 112020083712816-pat00013

    (식 중 n은 2 내지 500의 범위이다)
    솔더 마스크 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 적어도 20 중량%의 함량인 용매; 및
    비-이온성 계면활성제;를 포함하는 솔더 마스크 잉크 조성물로서,
    상기 용매는 다음 식의 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르이고,
    Figure 112020083712816-pat00014

    (식 중 R1은 C3 내지 C6 알킬기이다)
    상기 용매는 대기압에서 적어도 135℃의 비점을 가지며,
    상기 비-이온성 계면활성제는 폴리에틸렌 글리콜-블록-폴리프로필렌 글리콜-블록-폴리에틸렌 글리콜이고,
    상기 잉크 조성물은 10 s-1의 전단 속도 및 25℃의 온도에서 1000 cps 미만이고 495 s-1의 전단 속도 및 25℃의 온도에서 100 cps 초과인 점도를 갖는 솔더 마스크 잉크 조성물.
  10. 삭제
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