TWI541297B - 感光油墨及應用其的電磁遮罩結構、電路板、電子裝置 - Google Patents

Description

感光油墨及應用其的電磁遮罩結構、電路板、電子裝置

本發明涉及一種感光油墨及應用該感光油墨的電磁遮罩結構、電路板、電子裝置，尤其涉及一種可以導電的感光油墨及應用該感光油墨的電磁遮罩結構、電路板、電子裝置。

近年來，小型且多功能的電子產品廣泛受到青睞，這就需要電子產品應用的柔性電路軟板上的線路和電子元件高密度整合，因此，對柔性電路板的電磁遮罩性能的要求越來越高。

目前常用的避免電磁干擾的方法有兩種。一種方法是使用導電布製作電磁遮罩結構，該電磁遮罩結構包括依次結合於電路板的異方性導電膠層、金屬遮罩層及保護層，主要藉由金屬遮罩層抗電磁干擾，然，異方性導電膠層的導電效果差，且所使用的導電布的價格昂貴，且該方法在異方性導電膠層、金屬遮罩層及保護層結合於電路板後，導電布的轉寫膜即被丟棄，這樣會造成資源浪費。另一種為藉由印刷方式在導電覆蓋層表面印刷形成一層導電油墨（如銀漿油墨）層，並使該導電油墨層填充覆蓋層中的開口，從而電連接於導電圖形的接地線。這種方法雖然避免了導電布的使用，然而其用到的銀比較昂貴，且該方法常用的導電油墨的固化時間較長。

有鑑於此，有必要提供一種價格便宜且固化時間較短的感光油墨。

一種感光油墨，該感光油墨含有感光低聚物、感光單體、光引發劑及溶劑，該感光油墨還含有觸媒試劑，該感光低聚物選自芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂、環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯和脂肪族六官能度聚氨酯丙烯酸酯中的一種或幾種，該感光單體選自鏈烷系、酯系、芳香環結構、脂肪族結構和醚結構的化合物中的一種或幾種，該觸媒試劑選自醋酸鈀和氧化鈀中的一種或兩種。

一種應用上述感光油墨的電磁遮罩結構，該電磁遮罩結構包括連接層、結合於該連接層表面的電磁遮罩層、及結合於該電磁遮罩層表面的阻焊層，該電磁遮罩層包括結合於連接層表面的化學鍍層及結合於該化學鍍層表面的電鍍層，所述連接層應用所述感光油墨藉由光固化製得，該連接層內形成有觸媒金屬單質。

一種應用上述電磁遮罩結構的電路板，該電路板還包括一電路基板，該電磁遮罩結構設置於電路基板的表面，電路基板內設置有接地線路和信號線路，所述連接層藉由其內部的觸媒金屬單質與接地線路電性相接。

一種應用上述電路板的電子裝置。

所述感光油墨由感光低聚物、感光單體、光引發劑、觸媒試劑、溶劑及添加劑配製而成。該感光油墨在受到紫外光照射時即可發生光固化，固化過程簡單，固化時間較短。且該感光油墨中含有的金屬鈀離子在感光反應中轉化為鈀金屬單質分散在固化後的油墨層中，鈀金屬單質的存在使該感光油墨層即可以導電，又可以在化學鍍的時候起到催化作用。另，該感光油墨避免了金、銀等金屬粒子的添加，有效降低了成本。

圖1是本發明一較佳實施例的電路板的剖視圖。

圖2是本發明實施例1的感光油墨經光照射後形成的高分子的結構。

本發明較佳實施方式提供一種感光油墨，其主要用於圖1所示的電磁遮罩結構20的製作。該感光油墨含有感光低聚物、感光單體、光引發劑、觸媒試劑及溶劑。其中感光低聚物的質量分數為20%~55%，感光單體的質量分數為15%~50%，光引發劑的質量分數為2%~4%，觸媒試劑的質量分數為0.1%~2%，溶劑的質量分數為20%~40%。

所述感光低聚物選自芳香族胺基甲酸丙烯酯 (PU-Acrylate)樹脂(雙官能基) 、環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯和脂肪族六官能度聚氨酯丙烯酸酯中的一種或幾種。該感光低聚物是感光油墨成膜的主要成分，該感光低聚物的性質決定了塗膜軟硬性及韌性、耐熱性、耐水性、耐化性、耐衝擊性、電氣性及光學性等特性。

所述感光單體選自鏈烷系、酯系、芳香環結構、脂肪族結構和醚結構的化合物中的一種或幾種。其中，鏈烷系的化合物選自丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧化甘油三丙烯酸酯中的一種或兩種；酯系的化合物選自聚酯丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）中的一種或幾種；所述芳香環結構的化合物為芳香族聚氨酯二丙烯酸酯；所述脂肪族結構的化合物選自脂肪族環氧樹脂和六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一種或兩種；所述醚結構的化合物選自胺改性聚醚丙烯酸酯、三丙二醇甲基醚單丙烯酸酯和新戊二醇丙氧基(2)甲氧基醚單丙烯酸酯中的一種或幾種。該感光單體可降低感光油墨的黏度，以避免製得的感光油墨的黏度過高。

所述光引發劑選自陽離子引發劑和自由基引發劑中的一種或兩種。其中，所述陽離子引發劑選自二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和硫雜蒽酮類鹽中的一種或幾種；所述自由基引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮、雙甲基氨對氧氮環丁酮和異丙基硫朵恩酮中的一種或幾種。該光引發劑主要為紫外光引發劑，在受到紫外光照射時可引發感光低聚物和感光單體的反應。

所述觸媒試劑選自醋酸鈀和氧化鈀中的一種或兩種。

所述溶劑選自異佛爾酮和環己烷中的一種或兩種。

所述感光油墨還可以選擇性添加添加劑，該添加劑在所述感光油墨中的質量分數為1%~3%。該添加劑可以為常規的應用於油墨的顏料、染料、表面活性劑、流平劑等中的一種或幾種。其中，該流平劑選自丙烯酸羥乙酯（2-Hydroxyethyl acrylate）和聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane）中的一種或兩種。

在製備該感光油墨時需要在黃光室中進行，以避免感光低聚物、感光單體及觸媒試劑受到其它光照射後發生感光反應。所述感光油墨的製備過程包括以下步驟：

將感光低聚物加入溶劑中，並混合攪拌均勻；

接著，加入感光單體，並攪拌均勻；

接著，加入觸媒試劑，並攪拌均勻：

接著，加入光引發劑，並攪拌均勻，即製得感光油墨。

上述各物質按如下質量配比（相對於感光油墨）添加：感光低聚物的質量分數為20%~55%，感光單體的質量分數為15%~50%，光引發劑的質量分數為2%~4%，觸媒試劑的質量分數為0.1%~2%，溶劑的質量分數為20%~40%。

可以理解的，所述感光低聚物、感光單體和觸媒試劑的加入順序可以隨意調整，只需要保證光引發劑在最後加入即可，以避免其它感光反應的發生。

下面藉由實施例來對本發明進行具體說明。

實施例1

本實施例中，感光油墨由芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、1-羥基環己基苯基甲酮、醋酸鈀、異佛爾酮和丙烯酸羥乙酯組成。其中芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂的質量分數為45%，二縮三丙二醇二丙烯酸酯的質量分數為20%，1-羥基環己基苯基甲酮的質量分數為2%，醋酸鈀的質量分數為1%，異佛爾酮的質量分數為30%，丙烯酸羥乙酯的質量分數為2%。

所述芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂的結構通式為

其中，R₁為碳碳雙鍵（C=C），R₂選自以下結構式中的一種： -（CH₂-CH₂-O）、 、 、 、 、 ，R₃為H或者CH₃。

所述二縮三丙二醇二丙烯酸酯的結構式為

。

所述1-羥基環己基苯基甲酮的結構式為

。

所述醋酸鈀的結構式為

。

所述異佛爾酮的結構式為

。

在本實施例的感光油墨受到紫外光照射的時候，光引發劑1-羥基環己基苯基甲酮產生起始反應自由基 ，反應機理如下：

。

接著起始反應自由基攻擊感光單體二縮三丙二醇二丙烯酸酯的雙鍵，從而形成反應單元，該反應單元再攻擊感光低聚物芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂的碳碳雙鍵，從而發生鏈延展反應，形成交鏈反應的高分子。在感光單體與感光低聚物發生反應生成高分子的同時，觸媒金屬離子Pd²⁺因紫外光照射發生還原反應生成觸媒金屬單質211，本實施例中該觸媒金屬單質為Pd，該觸媒金屬單質211形成在高分子結構內（參圖2）。可以理解的，本實施例中所形成的高分子的結構式不限於圖2中所示的結構式。

實施例2

本實施例中，感光油墨由聚氨酯丙烯酸酯、六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、雙甲基氨對氧氮環丁酮、醋酸鈀、異佛爾酮和聚二甲基硅氧烷組成。其中聚氨酯丙烯酸酯的質量分數為55%，六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的質量分數為15%，雙甲基氨對氧氮環丁酮的質量分數為2%，醋酸鈀的質量分數為1%，異佛爾酮的質量分數為25%，聚二甲基硅氧烷的質量分數為2%。

實施例3

本實施例中，感光油墨由聚醚丙烯酸酯、三丙二醇甲基醚單丙烯酸酯、1-羥基環己基苯基甲酮、氯化鈀、環己烷和聚二甲基硅氧烷組成。其中，聚醚丙烯酸酯的質量分數為20%，三丙二醇甲基醚單丙烯酸酯的質量分數為50%，1-羥基環己基苯基甲酮的質量分數為4%，氯化鈀的質量分數為2%，環己烷的質量分數為21%，聚二甲基硅氧烷的質量分數為3%。

在使用該感光油墨的時候，首先將該感光油墨塗覆在基材（圖未示）的表面，然後用紫外光照射。在紫外光的照射下，光引發劑產生起始反應自由基，該起始反應自由基攻擊感光單體形成反應單元，該反應單元再攻擊感光低聚物的雙鍵，從而形成交鏈高分子並固化。與此同時，觸媒試劑中的金屬離子因紫外光照射還原為觸媒金屬單質分散在高分子結構中。在該固化後的感光油墨層的表面化學鍍金屬的時候，該觸媒金屬單質可起到催化金屬離子還原成單質的作用。這樣固化得到的感光油墨層既具有導電性，又具有催化性。所述化學鍍的金屬可以為銀、鎳、銅、鈷等。

請參閱圖1，一種應用上述感光油墨的電路板100，其可用於手機、智慧手錶、平板電腦等電子裝置。該電路板100包括電路基板10和結合於該電路基板10表面的電磁遮罩結構20。該電磁遮罩結構20用於遮罩該電路基板10工作時產生的電磁輻射。

該電磁遮罩結構20包括結合於電路基板10表面的連接層21、結合於該連接層21表面的電磁遮罩層22、及結合於該電磁遮罩層22表面的阻焊層23。

該連接層21藉由在電路基板10表面塗布上述感光油墨，再經紫外光照射後固化形成。該電磁遮罩層22包括結合於連接層21表面的化學鍍層221和結合於該化學鍍層221表面的電鍍層222，該化學鍍層221藉由在連接層21表面化學鍍形成，該電鍍層222藉由在該化學鍍層221表面電鍍形成。該化學鍍層221和電鍍層222的材質均為金屬，該金屬可以為銀、鎳、銅、鈷等，該金屬優選為銅。所述連接層21的主要成分為感光樹脂，該感光樹脂由感光油墨中的感光低聚物和感光單體經紫外光照射後聚合形成，其與電路基板10的接著性好，且可撓性較好。另，由於該連接層21在感光固化的過程中形成有分散於連接層21內的觸媒金屬單質211，該觸媒金屬單質211由感光油墨中觸媒試劑中的金屬離子還原形成，該觸媒金屬單質211既可以使該連接層21具有導電性，又在化學鍍所述化學鍍層221的時候起到催化化學鍍液中的金屬離子還原的作用。

所述電路基板10內設置有接地線路11和信號線路12。所述電路基板10於接地線路11處開設有至少一開口13，所述連接層21的部分填充該開口13從而與接地線路11相連接，且該連接層21藉由其內部的觸媒金屬單質211與接地線路11電性相接，從而使電磁遮罩層22與接地線路11電性連接，從而可以起到對信號線路12電磁遮罩的作用。

所述阻焊層23藉由在電磁遮罩層22的表面印刷防焊油墨的方式形成。該阻焊層23用於避免在後續的組裝過程中不需要焊錫的部分被沾上錫，使電路板100整潔美觀並避免焊錫黏連形成短路。

所述感光油墨由感光低聚物、感光單體、光引發劑、觸媒試劑、溶劑及添加劑配製而成。該感光油墨在受到紫外光照射時即可發生光固化，固化過程簡單，固化時間較短。且該感光油墨中含有的金屬鈀離子在感光反應中轉化為鈀金屬單質分散在固化後的油墨層中，鈀金屬單質的存在使該感光油墨層即可以導電，又可以在化學鍍的時候起到催化作用。另，該感光油墨避免了金、銀等金屬粒子的添加，有效降低了成本。

100‧‧‧電路板

10‧‧‧電路基板

11‧‧‧接地線路

12‧‧‧信號線路

13‧‧‧開口

20‧‧‧電磁遮罩結構

21‧‧‧連接層

211‧‧‧觸媒金屬單質

22‧‧‧電磁遮罩層

221‧‧‧化學鍍層

222‧‧‧電鍍層

23‧‧‧阻焊層

無

100‧‧‧電路板

10‧‧‧電路基板

11‧‧‧接地線路

12‧‧‧信號線路

13‧‧‧開口

20‧‧‧電磁遮罩結構

21‧‧‧連接層

211‧‧‧觸媒金屬單質

22‧‧‧電磁遮罩層

221‧‧‧化學鍍層

222‧‧‧電鍍層

23‧‧‧阻焊層

Claims (10)

1. 一種感光油墨，該感光油墨含有感光低聚物、感光單體、光引發劑及溶劑，其改良在於，該感光油墨還含有觸媒試劑，該感光低聚物選自芳香族胺基甲酸丙烯酯樹脂、環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯和脂肪族六官能度聚氨酯丙烯酸酯中的一種或幾種，該感光單體選自鏈烷系、酯系、芳香環結構、脂肪族結構和醚結構的化合物中的一種或幾種，該觸媒試劑選自醋酸鈀和氧化鈀中的一種或兩種。
2. 如申請專利範圍第1項所述的感光油墨，其中，所述光引發劑選自陽離子引發劑和自由基引發劑中的一種或兩種，所述溶劑選自異佛爾酮和環己烷中的一種或兩種。
3. 如申請專利範圍第2項所述的感光油墨，其中，所述感光油墨中，所述感光低聚物的質量分數為20%~55%，感光單體的質量分數為15%~50%，光引發劑的質量分數為2%~4%，觸媒試劑的質量分數為0.1%~2%，該溶劑的質量分數為20%~40%。
4. 如申請專利範圍第1項所述的感光油墨，其中，所述鏈烷系的化合物選自丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧化甘油三丙烯酸酯中的一種或兩種；酯系的化合物選自聚酯丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯中的一種或幾種；所述芳香環結構的化合物為芳香族聚氨酯二丙烯酸酯；所述脂肪族結構的化合物選自脂肪族環氧樹脂和六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一種或兩種；所述醚結構的化合物選自胺改性聚醚丙烯酸酯、三丙二醇甲基醚單丙烯酸酯和新戊二醇丙氧基(2)甲氧基醚單丙烯酸酯中的一種或幾種。
5. 如申請專利範圍第2項所述的感光油墨，其中，所述陽離子引發劑選自二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和硫雜蒽酮類鹽中的一種或幾種；所述自由基引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮、雙甲基氨對氧氮環丁酮和異丙基硫朵恩酮中的一種或幾種。
6. 如申請專利範圍第1項所述的感光油墨，其中，所述感光油墨還含有添加劑，該添加劑在所述感光油墨中的質量分數為1%~3%，該添加劑選自顏料、染料、表面活性劑、流平劑中的一種或幾種，其中該流平劑選自丙烯酸羥乙酯和聚二甲基矽氧烷中的一種或兩種。
7. 一種應用申請專利範圍第1~6項任意一項所述的感光油墨的電磁遮罩結構，該電磁遮罩結構包括連接層、結合於該連接層表面的電磁遮罩層、及結合於該電磁遮罩層表面的阻焊層，該電磁遮罩層包括結合於連接層表面的化學鍍層及結合於該化學鍍層表面的電鍍層，所述連接層應用申請專利範圍第1~6項任意一項所述的感光油墨藉由光固化製得，該連接層內形成有觸媒金屬單質。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電磁遮罩結構，其中，所述化學鍍層和電鍍層的材質均為金屬，該金屬為銀、鎳、銅或鈷。
9. 一種應用申請專利範圍第7項所述的電磁遮罩結構的電路板，該電路板還包括一電路基板，該電磁遮罩結構設置於電路基板的表面，電路基板內設置有接地線路和信號線路，所述連接層藉由其內部的觸媒金屬單質與接地線路電性相接。
10. 一種應用申請專利範圍第9項所述的電路板的電子裝置。