TWI525161B - 保護塗料及其應用 - Google Patents

Description

保護塗料及其應用

本發明是有關於一種保護塗料及其應用，特別是有關於一種固化後為水溶性之保護塗料及將其應用於製造層狀結構的方法。

生活中常見之層狀結構包含金屬箔、樹脂層、電路板等，而層狀結構大多利用接著層層壓加工，以黏合各層結構。若在黏合各層結構後欲移除層狀結構之部分結構，目前的方法多使用離型膜，在接著層層壓加工前，將層狀結構與黏合欲移除之部分結構的接著層隔離，並將部分結構連同接著層自層狀結構移除，以達到移除部分結構之目的。目前離型膜常用之材料為聚醯亞胺(Polyimide,PI)。然而，使用聚醯亞胺作離型膜存在原料成本高、操作費用高以及層壓時離型膜易滑動等問題。

另外，在各層結構黏合後，亦可使用傳統盲撈方式，盲撈出所要的區域與深度。然而，使用盲撈的方式具有深度不易掌握、不能得到理想的平坦表面等問題。

先前已有人提出使用含蠟成份的離型膜來隔離接 著層。由於蠟為與接著層具有極性差異的材料，故容易將接著層與離型膜分離，而達到將部份結構自層狀結構移除的目的。然而，在將部分結構連同接著層自層狀結構移除後，含蠟成份的離型膜需要依業界習知的方式，使用高溫或大量的有機溶劑，以將其從層狀結構表面除去，而會對環境造成負擔。

因此，目前需要一種材料，其可在製造層狀結構的過程中將層狀結構隔離，以移除層狀結構之部分結構，且不需對層狀結構進行額外處理，並可以簡單的方式去除。

為解決上述問題，本發明旨在提供一種保護塗料，其可在製造層狀結構之移除部分結構的階段作為保護塗層，以將接著層與層狀結構隔離。另，在移除部分結構後，保護塗層可以用簡單的水洗方式去除，不會造成額外處理層狀結構的成本與對環境的負擔。

本發明之一態樣係提供一種保護塗料，按總質量100%計，其配方包括增稠劑，佔1~10%、溼潤劑，佔0.05~5%、成膜助劑，佔5~15%、填料，佔0.1~10%，以及水，並以水補至100%。在一實施方式中，水佔保護塗料總質量之55~93.8%。

根據本發明一實施例，增稠劑為纖維素醚、海藻膠或豆膠。

根據本發明一實施例，濕潤劑為琥珀酸二異辛酯磺 酸鈉或烷基酚聚氧乙烯醚(TX10)。

根據本發明一實施例，成膜助劑為乙二醇、丁二醇或二丙二醇單甲醚。

根據本發明一實施例，保護塗料更包含消泡劑，消泡劑佔保護塗料總質量之0.05~5%。在一實施方式中，消泡劑為有機矽或改質有機矽乳液。

根據本發明一實施例，保護塗料之黏度為5000~30000cps。較佳地，保護塗料之黏度為8000~20000cps。

本發明之另一態樣係提供一種製造層狀結構的方法，包含：提供第一主體結構；將上述之保護塗料塗佈於部分之第一主體結構上以形成保護塗層；形成第二主體結構於第一主體結構與保護塗層上；將保護塗層上之第二主體結構移除；以及將保護塗層移除，以形成層狀結構。

根據本發明一實施例，層狀結構為印刷電路板(Printing Circuit Board,PCB)、凹陷式電路板(Cavity Board)、軟硬複合板(Rigid-Flex Board)、軟性印刷電路板(Flexible Print Circuit,FPC)或晶片信用卡。

本發明之保護塗料可應用於製造層狀結構，作為層狀結構與接著層之間的保護塗層，以移除部份結構與接著層。此外，本發明之保護塗料經乾燥會固化形成保護塗層，且保護塗層為水溶性，故於移除部份結構與接著層後，只需水洗即可移除保護塗層，對環境負擔小。

100‧‧‧層狀結構

110‧‧‧第一主體結構

112‧‧‧第二主體結構

120‧‧‧接著層

130‧‧‧保護塗層

140‧‧‧離型結構

為使本發明之特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為本發明一實施方式之層狀結構於一製造階段的示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文將參照附隨圖式來描述本發明之實施態樣與具體實施例；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

本發明旨在提供一種簡單且可信賴的層狀結構保護塗料的配方，以解決接著層與層狀結構之間存在的問題。本發明之保護塗料經乾燥去除水後會固化形成保護塗層，可用於製造層狀結構，將層狀結構與接著層隔離，且將部分結構自層狀結構移除後，保護塗層可以水洗的方式去除。

本發明之一態樣係提供一種保護塗料，包含增稠劑、濕潤劑、成膜助劑、填料以及水。在下文中，以質量百分比敘述本發明之保護塗料各成分所佔的比例，並以水補至100%。根據本發明一實施例，水佔保護塗料總質量之55~93.8%。

增稠劑(binder)為使溶劑(例如：水)黏度增加的化合物，其可為聚醋酸酯、海藻膠、羧甲基纖維素、烴乙基纖維素、烴丙基甲基纖維素、豆膠、聚丙烯酸或其組合。添加增稠劑的目的為增稠與黏合保護塗料各成分，並使各成份均質後不會發生分層的情形。另，由於接著層係使用高溫層壓加工的方式將各層結構黏合，且接著層於高溫下呈液態，若保護塗層於高溫下無法固化，則可能與接著層熔合，而失去隔離的作用。因此，本發明之保護塗料選用天然水性增稠劑，其在高溫下可保持固化的狀態，使本發明之保護塗料固化後形成之保護塗層不會與高溫呈現液態的接著層熔合。

在一實施方式中，增稠劑佔保護塗料總質量之1~10%。較佳地，增稠劑佔保護塗料總質量之2~5%。若本發明之增稠劑含量少於此範圍會使保護塗料過稀，不易黏合保護塗料各成分；若多於此範圍會使保護塗料過於黏稠，而不易使用。

濕潤劑包含一般常用的界面活性劑，例如：醇類界面活性劑、烷基酚聚氧乙烯醚(TX10)和琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。添加濕潤劑的目的為將保護塗料塗佈於一表面後，在低的表面張力下，對表面有滲透能力。由於高表面張力的液體無法在低表面張力的固體表面鋪展開來，故在液體中加入濕潤劑可降低液體的表面張力，使液體可鋪展於固體表面。在一實施方式中，濕潤劑佔保護塗料總質量之0.05~5%。較佳地，濕潤劑佔保護塗料總質量之0.2~2%。

填料可為二氧化矽、石英粉、矽藻土、白土、硫酸鋇或其組合。添加填料的目的為增加塗佈的厚度，並增加保護塗料的強度與耐磨性。在一實施方式中，填料佔保護塗料總質量之0.1~10%。較佳地，填料佔保護塗料總質量之0.5~3%。

本發明之保護塗料包含成膜助劑，其可為乙二醇、丁二醇、二丙二醇單甲醚或其組合。添加成膜助劑的目的為將保護塗料塗佈於一表面後，使保護塗料能自行均勻地平鋪在表面上。在一實施方式中，成膜助劑佔保護塗料總質量之3~30%。較佳地，成膜助劑佔保護塗料總質量之5~15%。

本發明之保護塗料可包含消泡劑，其可為一般常用的消泡劑，例如：煤油類消泡劑。消泡劑大多是表面張力很低的物質，容易在液狀的保護塗料表面鋪展開來，吸收穩泡的物質，使氣泡的液膜局部變薄，造成氣泡破裂，而達到消泡的目的。添加消泡劑的目的為在將保護塗料塗佈於一表面後，不會在保護塗料乾燥後造成表面針孔缺陷。在一實施方式中，消泡劑佔保護塗料總質量之0.05~5%。較佳地，消泡劑佔保護塗料總質量之0.2~2%。

本發明之保護塗料可包含顏料，且並未限制顏料的顏色及種類。添加顏料的目的為增加保護塗料的識別品質。

保護塗料之黏度為5000~30000cps。較佳地，保護塗料之黏度為8000~20000cps。此黏度範圍為適合塗佈保護塗料的黏度，例如以網印、噴塗等加工方式將保護塗料 塗佈於一結構上。若本發明之保護塗料黏度低於此範圍會使保護塗料黏度不足而易流失；反之，若黏度高於此範圍會使保護塗料流動性不佳而不易塗佈。

本發明之另一態樣係提供一種製造層狀結構的方法，包含：提供第一主體結構；將上述之保護塗料塗佈於部分之第一主體結構上以形成保護塗層；形成第二主體結構於第一主體結構與保護塗層上；將保護塗層上之第二主體結構移除；以及將保護塗層移除，以形成層狀結構。

層狀結構可視使用者實際需求，為任何需移除部份結構之層狀結構。在一實施方式中，層狀結構為印刷電路版或晶片信用卡。

在一實施方式中，各層主體結構之間以接著層黏合，且接著層以高溫層壓的方式將第二主體結構黏合於第一主體結構與保護塗層上。

保護塗料可以網印或噴塗的方式，均勻塗佈於部分之第一主體結構上。在一實施方式中，將保護塗料塗佈於第一主體結構上之後，靜置使水乾燥，或以100℃以上溫度烘乾，較佳為120℃以上，以將保護塗料固化並形成保護塗層。固化後的保護塗料(即保護塗層)，在後續接著層的高溫層壓加工時，不會與高溫下呈現液態的接著層熔合，而可與接著層作物理性的隔離，利於將欲移除之第二主體結構及接著層自第一主體結構移除。

移除第二主體結構的方式可使用銑切、切割等，或以刀模或其他切割工具，劃出欲移除之第二主體結構的邊 緣區域，並移除部份之第二主體結構。因此，若將本發明之保護塗料應用於印刷電路板的製程中，可以精確地劃出欲移除之結構的邊緣。

由於保護塗層係由保護塗料經乾燥、固化後除去水所形成，且保護塗料其餘成分皆為水溶性，故保護塗層為水溶性。因此，在移除第二主體結構及接著層後，可用水洗的方式去除保護塗層。

為說明形成第二主體結構於第一主體結構與保護塗層上，並將保護塗層上之第二主體結構移除之製造階段，請參照第1圖，其為本發明一實施方式之層狀結構100於此製造階段的示意圖。層狀結構100包含多層之主體結構(包括第一主體結構110與第二主體結構112)，且各層主體結構之間以接著層120黏合。為了自層狀結構100移除部份之第二主體結構112，保護塗層130形成於對應於欲移除之第二主體結構112部份的第一主體結構110上，以將該部分之第一主體結構110與接著層120隔離，而利於移除部份之第二主體結構112與接著層120(即離型結構140)。後續將保護塗層130移除，即可製成層狀結構100。

如第1圖所示，保護塗層130下之第一主體結構110可視使用者實際需求，為圖案化之主體結構。

以下列舉數個實施例以更詳盡闡述本發明之方法，然其僅為例示說明之用，並非用以限定本發明，本發 明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。

實施例1

本發明實施例1之製作方法為：

1.將30克的海藻膠加入1000克的水中，攪拌使固體充分溶解。

2.溶解後加入60克的二丙二醇單甲醚、5.0克的琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、3.0克的消泡劑、5.0克的石英粉以及3.0克的鈦菁藍顏料，以真空均質機充分混合，所得到的黏稠液體即為實施例1之保護塗料。

實施例1以海藻膠作為增稠劑；以二丙二醇單甲醚作為成膜助劑；以琥珀酸二異辛酯磺酸鈉作為濕潤劑；以石英粉作為填料；以及以鈦菁藍顏料作為顏料。

實施例2

本發明實施例2之製作方法大致與實施例1相同，惟改變保護塗料之部分成分使用的材料與比例，其製作方法為：

1.將20克的海藻膠與10克的烴丙基甲基纖維素加入1000克的水中，攪拌使固體充分溶解。

2.溶解後加入50克的丁二醇、5.0克的烷基酚聚氧乙烯醚(TX10)、3.0克的消泡劑、5.0克的矽藻土以及3.0克的鈦菁藍顏料，以真空均質機充分混合，所得到的黏稠液體即為實施例1之保護塗料。

實施例3

本發明實施例3之製作方法大致與實施例1相同，惟改變保護塗料之部分成分使用的材料，其製作方法為：

1.將瓜爾豆膠與10克的烴丙基甲基纖維素加入1000克的水中，攪拌使固體充分溶解。

2.溶解後加入30克的二丙二醇單甲醚、5.0克的烷基酚聚氧乙烯醚(TX10)、3.0克的消泡劑、5.0克的硫酸鋇以及3.0克的鈦菁藍顏料，以真空均質機充分混合，所得到的黏稠液體即為實施例1之保護塗料。

實施例4

本發明實施例4之製作方法大致與實施例1相同，惟改變保護塗料之部分成分使用的材料，其製作方法為：

1.將30克的聚乙二醇(PEG；分子量為10000)與10克的烴丙基甲基纖維素加入1000克的水中，攪拌使固體充分溶解。

2.溶解後加入30克的二丙二醇單甲醚、5.0克的琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、3.0克的消泡劑、5.0克的石英粉以及1.5克的鈦菁藍顏料，以真空均質機充分混合，所得到的黏稠液體即為實施例1之保護塗料。

以下以成分含有蠟的保護塗料作為比較例。

比較例1

比較例1之製作方法為：

1.將50克的丙烯酸增稠劑加入370克的水中，並在攪拌下加入5.5克的25%氨水溶液。

2.加入200克的聚乙烯蠟粉，並利用真空混合器使其分散於上述步驟1已製備的材料中，即為比較例1之保護塗料。

比較例2

比較例2之製作方法大致與比較例相同，惟改變保護塗料之部分成分使用的材料，其製作方法為：

1.將50克的丙烯酸增稠劑加入370克的水中，並在攪拌下加入2克的20%鹼液。

2.加入200克的聚乙烯蠟粉，並利用真空混合器使其分散於上述步驟1已製備的材料中，即為比較例2之保護塗料。

將實施例1~4與比較例1~2之保護塗料應用於製造層狀結構。為詳細說明，請同時參照第1圖。

將以上實施例1~4與比較例1~2之保護塗料以網印的方式，分別均勻地塗佈在對應於欲移除之離型結構140的第一主體結構110上，靜置1小時流平後，以120℃的溫度乾燥30分鐘，得到保護塗層130。第二主體結構112透過接著層120的層壓加工，形成於部分之第一主體結構110 與保護塗層130上。接著，以刀模或其他切割工具，於第二主體結構112及接著層120上劃出欲分離區域(即離型結構140)，並將離型結構140剝離保護塗層130。最後用機械或化學方法去除保護塗層130，達到移除離型結構140以製成層狀結構100的目的。

實施例1~4與比較例1~2之黏度、網印外觀、壓合後剝離(經接著層120層壓加工後，剝離離型結構140的難易度)以及去除方法(剝離離型結構140後，去除保護塗層130的方法)如下表一所示。

由表一的結果可知，本發明實施例1~4之保護塗料為12000~13000cps，以網印的方式可均勻塗佈於層狀結構上，而比較例1~2之保護塗料黏度較高，不易網印。另，由於實施例1~4之保護塗料為水溶性且不含有蠟的成分，於剝離離型結構後，以水洗的方式即可去除保護塗層。反觀比較例1~2之保護塗料，由於含有蠟的成分，於剝離離 型結構後，需使用高溫或有機溶劑方可去除保護塗層。

綜上所述，本發明之保護塗料使用水溶性及生物可分解成份，且乾燥後會固化形成保護塗層。應用於製造層狀結構，在接著層高溫層壓加工後，保護塗層可將層狀結構與液態接著層隔離，而可移除部份結構。本發明之保護塗料之原料成本低、對環境負擔小，且後續網印或噴塗定向容易。此外，由於本發明之保護塗料固化後形成之保護塗層為水溶性，故於移除部份結構與接著層後，只需水洗即可移除層狀結構上之保護塗層。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧層狀結構

110‧‧‧第一主體結構

112‧‧‧第二主體結構

120‧‧‧接著層

130‧‧‧保護塗層

140‧‧‧離型結構

Claims (8)

1. 一種保護塗料，其特徵在於，按總質量100%計，其配方包含：一增稠劑，佔1~10%，且所述增稠劑為一纖維素醚、海藻膠、豆膠、聚醋酸酯、聚丙烯酸或其組合；一溼潤劑，佔0.05~5%，且所述溼潤劑為醇類界面活性劑、烷基酚聚氧乙烯醚(TX10)、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉或其組合；一成膜助劑，佔5~15%，且所述成模助劑為乙二醇、丁二醇、二丙二醇單甲醚或其組合；一填料，佔0.1~10%，且所述填料為二氧化矽、石英粉、矽藻土、白土、硫酸鋇或其組合；以及水。
2. 如請求項1所述之保護塗料，其中所述纖維素醚為羧甲基纖維素、烴乙基纖維素、烴丙基甲基纖維素或其組合。
3. 如請求項1所述之保護塗料，更包含一消泡劑，佔所述保護塗料總質量之0.05~5%。
4. 如請求項3所述之保護塗料，其中所述消泡劑為有機矽或改質有機矽乳液。
5. 如請求項1所述之保護塗料，其中所述保護塗料之黏度為5000~30000cps。
6. 如請求項5所述之保護塗料，其中所述保護塗料之黏度為8000~20000cps。
7. 一種製造層狀結構的方法，包含：提供一第一主體結構；將請求項1~7任一項所述之保護塗料塗佈於部分之所述第一主體結構上以形成一保護塗層；形成一第二主體結構於所述第一主體結構與所述保護塗層上；將所述保護塗層上之第二主體結構移除；以及將所述保護塗層移除，以形成所述層狀結構。
8. 如請求項7所述之方法，其中所述層狀結構為印刷電路板(Printing Circuit Board,PCB)、凹陷式電路板(Cavity Board)、軟硬複合板(Rigid-Flex Board)、軟性印刷電路板(Flexible Print Circuit,FPC)或晶片信用卡。