TWI591441B - 於具有水性鹼性可溶ｕｖ阻擋組成物及水性可溶ｕｖ透明膜之基板上之成像 - Google Patents

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Description

於具有水性鹼性可溶UV阻擋組成物及水性可溶UV透明膜之基板上之成像
本發明係針對以水性鹼性可溶UV阻擋組成物及水性可溶UV透明膜在基板上選擇性成像。更具體地，本發明係針對以水性鹼性可溶UV阻擋組成物及水性可溶UV透明膜在基板上選擇性成像，以提供用於生產電子物件(諸如印刷電路板)之更有效率及更環保的方法。
電子工業中之問題之一係在如印刷電路板之生產中之適當排列(alignment)或定位(registration)。定位係一種或多種印刷電路圖案或其部分，針對於該板之另一側上之具其他圖案之印刷電路板上之所欲位置之相對位置。
生產多層印刷電路板之最後步驟之一，係對外層施用焊料遮罩。焊料遮罩係接著被黏乾以移除任何溶劑，並使用光工具選擇性地曝光，以致特定區域自該板顯影除去。此等光工具，典型地由重氮化合物、鹵化銀、 石英或鉻所組成，係基於電路線佈置之“理想化的”維度而製備。然而，由於該板生產時所從採用之精準加工製程，實際板維度或電路線與“理想化的”維度不同係常見的。 使用“理想化的”光工具與動態變化板之組合，通常導致多層層壓板之板間之定位問題。由於焊料遮罩步驟係多層印刷電路板生產之最後步驟之一，錯誤定位造成的廢棄板導致費用及無效率生產製程。錯誤定位創造出通孔與線連接之失敗，及通孔與分離導體間之短路。又，習知實作工人通常製備多數個固定之光工具，並嘗試手動找尋光工具與板間之最適適配，以避免錯誤定位。此等製程係不準確且耗時，而造成多層印刷電路板生產之更無效率。
為試圖解決定位問題，已開發出混成噴墨 焊料遮罩之成像方法。於此方法中，焊料遮罩係以傳統方式施用：預清潔印刷電路板，並接著塗覆焊料遮罩及預乾燥。視覺系統接著捕捉該板上之基準，並以通常較使用傳統手段可達成者較準確之方式對準該板及印刷影像。噴墨印刷機接著於該板上印刷UV阻擋材料，藉此定義焊料遮罩所需之圖案。該板係曝光至UV輻射，而使噴墨層變成犧牲遮罩。該板係接著顯影而產生具有墊或開口(諸如通孔及盲孔)之完成板。
然而，上述製程具有其限制。當焊料遮罩 的選擇部分須自該板顯影除去時，焊料遮罩係施用至包含凸起之通孔、盲孔及金屬軌跡之面積之重度刻紋之表面。 由於印刷電路板中許多通孔及盲孔具有大的表面面積，覆 蓋通孔及盲孔之焊料遮罩並非總是將其填充並平坦化其表面。將UV阻擋墨噴墨印刷至通孔及盲孔中，會浪費大量的墨並使製程困難且耗時。此外，一旦通孔及盲孔係填有UV阻擋墨，則非常難自通孔及盲孔內移除墨。此導致通孔及盲孔連續性之喪失，因而產生廢棄板。據此，對於於基板(諸如，印刷電路板)上成像之改良方法仍存在需求。
方法，其包含：提供包括一種或多種孔徑 之基板；鄰接於包含一種或多種孔徑之該基板表面施用水性鹼性可溶UV光敏材料；鄰接於該水性鹼性可溶UV光敏材料施用水性可溶UV透明膜；鄰接於該水性可溶UV透明膜選擇性地施用水性鹼性可溶UV阻擋組成物；將該水性鹼性可溶UV光敏材料曝光於UV輻射，除了覆蓋有該水性鹼性可溶UV阻擋組成物之區域；及以水性鹼性溶液同時移除該水性鹼性可溶UV阻擋組成物、該水性可溶UV透明膜、及該水性鹼性可溶UV光敏材料之選擇性部分。
該方法係快速且經濟。UV阻擋組成物、UV 透明膜及UV光敏材料可全部同時自該基板移除。自該基板移除各材料不需要分開之步驟。該方法亦係環保的，由於UV阻擋組成物、UV透明膜及UV光敏材料可以水性鹼性溶液自該基板移除。避免許多用於成像製程之傳統顯影劑中之具有毒性及不環保之有機溶劑。
於許多傳統成像製程中，UV阻擋組成物變 成留在孔徑中，使得移除非常困難且耗時。實質上完全移 除UV阻擋組成物係所欲的。該水性可溶UV透明膜避免孔徑以及該基板之其他不欲存在UV阻擋組成物之區中有不欲的UV阻擋組成物沉積。該方法可使用於電子物件之生產，諸如印刷電路板。
如本說明書通篇使用者，除文中另外指 出，下述簡稱具有下述意義：℃=攝氏度；g=公克；L=公升；mL=毫公升；cm=公分；μ=μm=微米；cPs=厘泊；W=瓦特=安培x伏特；mJ=微焦耳；cPs=1Pas(1微帕-秒)；DI=去離子；A=安培；dm=分米；wt%=重量百分比；UV=紫外線；SEM=掃描式電子顯微鏡；及PCB=印刷電路板或印刷線路板。
「孔徑」係指開口或洞。「鄰接於」係指聯 接或接觸；「特徵」係指基板上或基板中之孔徑、組分及電路；「平坦化」係指修平表面之輪廓之製程；「水性鹼性」係指pH大於7；「水性可溶」係指材料係可溶於水系溶液，該溶液可具有酸性、中性或鹼性pH；「基準點」係指放置於成像系統之視域，該系統係顯現於所產生之影像中以用作測量或指示。「折射」係指彎曲(光)；術語「一(a)」及「一(an)」亦指單數及複數二者。除非另外註明，否則所有百分比係指重量百分比。所有數值範圍包含邊值，且可以任何序順組合使用，但此等數值範圍顯然受到總和至 多100%之限制。
當所述之方法係實質上針對生產基板(諸如 印刷電路板)，當迅速及有效率成像係所欲者時，其係預想該方法以及該水性鹼性可溶UV阻擋組成物、水性可溶UV透明膜及水性鹼性UV光敏材料，可使用於各種基板之生產，實質上移除全部不欲之殘留物及其包含其表面上之各種特徵，以致表面之平坦化可具有挑戰性。
印刷電路板包含基板，諸如織造之/層壓之 纖維玻璃材料。此等基板之實例係FR4/玻璃-環氧化物層壓板。該基板係剛性，且可被鑽孔或被切削。此等印刷電路板包含各種特徵之圖案化網絡，諸如導電性電子互連，舉例而言，可從線路凸起或與其齊平。此等線路係典型施用至該基板表面之經光微影圖案化之銅。此等方法係發明所屬技術領域中周知者。除了金屬線路，該基板包含複數個孔徑，諸如通孔及盲孔，而允許層壓板間電子電路之互連(如同在多層印刷電路板)。此等孔徑可從基板表面凸起或與其齊平。此等特徵提供基板刻紋表面。典型地，該基板係經清潔。可使用傳統清潔配方。當該基板係印刷電路板時，清潔溶液可為稀釋之水性酸性溶液，諸如10%硫酸。 視需要地，該基板係以流動的自來水潤洗。
水性鹼性可溶UV光敏材料，諸如焊料遮 罩，係鄰接於基板表面而塗覆。該水性鹼性可溶UV光敏材料可藉由簾塗或其他傳統製程，而施用至該基板。較佳地，UV光敏材料係液體焊料遮罩，且係可溶於具有pH 大於7，較佳地pH為7.5至12之水系鹼性顯影劑。可商購之水系鹼性可溶UV光敏材料係PSR-4000-BN綠色(Taiyo生產)。其他液體水性鹼性可溶UV光敏材料之實施係如美國專利第5,952,154號、美國專利第5,939,238號、美國專利第5,939,239號、及美國專利第6,329,123號中所述，其所揭露者係據此以參考方式全部併入本文中。UV光敏材料覆蓋整個基板之表面，及至少部分填充該基板表面上之通孔及盲孔。通孔及盲孔之尺寸及表面面積可不同。孔徑，諸如彼等具有相對較大表面面積者，係非典型地以UV光敏材料完全填充。經部分填充之孔徑及突起之線路提供未平坦化或刻紋化之表面。UV光敏材料係被黏固化或乾燥以除去溶劑，及部分固化UV光敏材料。黏固化典型地包含於傳統烘箱中乾燥UV光敏材料。該水性鹼性可溶UV光敏材料可為負作用或正作用。當UV光敏材料係負作用，於最終固化過程中曝光於UV輻射之UV光敏材料之部分，於水性鹼性溶液之施用後維持於基板上。 當UV光敏材料係正作用時，曝光於UV輻射之部分係以水性鹼性溶液移除。典型地，光敏材料係負作用。
水性可溶UV透明膜係接著鄰接於該水性 鹼性可溶UV光敏材料而層壓，以覆蓋通孔、盲孔及其他表面特徵，以平坦化表面。膜厚度可係5μm及更厚。較佳地，膜具有5μm至80μm之厚度範圍。厚度超過80μm之膜典型地折射光及導致光底切(undercut)。若UV透明膜過厚，其可折射或散射UV光，以致覆蓋有該水性鹼性可 溶UV阻擋組成物之UV光敏材料之區段可不欲地曝光於經折射或散射之光。此等水性可溶UV透明膜包含，但不限於：水性可溶聚合物材料，諸如聚乙烯醇類(PVA)、水可溶纖維素醚類、水可溶羧基烷基纖維素醚類、水可溶羧基烷基纖維素之鹽類、羧基烷基澱粉之水可溶鹽類、聚乙烯基吡咯啶酮類、各種聚丙醯胺類、水可溶聚醯胺類、聚丙烯酸之水可溶鹽類、明膠及環氧乙烷聚合物。較佳地，該水性可溶UV透明膜係聚乙烯醇類。膜具有可撓性(flexibility)且附著於黏乾之水性鹼性可溶UV光敏材料。 可商購之水性可溶UV透明膜之實施例係可取自Dow Electronics Materials(Marlborough，MA)之LITHOBASETM水可溶UV透明聚乙烯醇類膜。
較佳地，視覺系統係用於捕捉該基板表面 上之基準點及標度數位UV光敏材料數據。此等視覺系統係發明所屬技術領域中所習知者。視覺系統之實例係LPKF Laser &Electronics之LPKF ProtoMatTM H100基準點辨識照相機。
水性鹼性可溶UV阻擋組成物係選擇性地 施用至UV透明膜，以形成所欲的負型或正型圖案。典型地，UV阻擋組成物形成所欲的負型圖案。
該水性鹼性可溶UV阻擋組成物係實質之 熱融墨，且係不含有機溶劑以及水。此係指，於生產用於製造該組成物之各種組分時，無另外之溶劑或水包含於組成物中，且只有微量之溶劑或水可作為雜質或副產物而存 在。較佳地，組成物係100wt%固體。其係低流動性，因此其形成之印刷點具有高寬比(高度比寬度)係0.05至0.25之範圍，或諸如0.08至0.18。其亦形成具有良好影像定義之影像。
該水性鹼性可溶UV阻擋組成物包含一種 或多種松香樹脂，其於室溫時係固體。松香樹脂包含完全氫化或部分氫化之松香酸或其鹽類，其係衍生自松脂型及海松脂型之松香酸，且具有通式C19H29COOH及菲核。異構物包含，但不限於：左旋海松脂酸、新松脂酸、長葉松酸、去氫松脂酸、二氫松脂酸(3種可能)及四氫松脂酸。重量平均分子量之範圍係300至308，或諸如302至306。酸值至少為150，或諸如155至190，或諸如160至180mg KOH/g。松香係衍生自松樹(主要為長葉松(Pinus palustris)及濕地松(Pinus elliotii))。松香膠係來自活體樹滴出之油性樹脂之松木油蒸餾後獲得之殘餘物。木松香係藉由下述獲得：以石腦油萃取松樹枝(pine stump)，並將揮發性成分蒸餾掉。妥爾油(Tall oil)為妥爾油分液之共產物。氫化松香樹脂可由商業上購得或萃取自其天然來源，並依據文獻中揭示之方法精煉。商業上可購得之部分氫化松香樹脂之實例為STAYBELITE®氫化松香，得自Pinova Incorporated。 其他商業上可購得之部分氫化松香樹脂為STAYBELITE® Resin-E，得自Eastman Chemical Company。商業上可購得之完全氫化松香為FORALTM AX-E，得自Eastman Chemical Company。松香樹脂可被包含於該水性鹼性可溶UV阻擋組 成物中之量為15wt%至50wt%，較佳地20wt%至30wt%。
該水性鹼性可溶UV阻擋組成物亦包含一 種或多種具有式R-COO-M之脂肪酸或其鹽類，其中R係具有7至48個碳原子且較佳為12至24個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或烯基，及M係氫或相對離子，諸如銨化鈉、銨化鉀、銨化鈣或NHy(CH2CH2OH)z，其中y及z係0至4之整數，且其總合總為4。此等脂肪酸包含，但不限於：辛酸、癸酸、十二酸、亞麻油酸、肉豆蔻酸、油酸、軟脂酸及硬脂酸或其鹽類。較佳地，脂肪酸係選自十二酸、亞麻油酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸及其鹽類。更佳地，脂肪酸係選自肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸及其鹽類。此等脂肪酸及其鹽類具有酸值為190及更大，典型地，195至250mg KOH/g。許多脂肪酸或其鹽類可衍生自天然油類，諸如海產類、油菜籽、牛油、妥爾油、大豆、棉花籽和椰子。此等脂肪酸、其鹽類與混合物為商業上可購得或可由發明所屬技術領域中習知技術製備。脂肪酸可包含之量為40wt%至80wt%，較佳地55wt%至65wt%。
該水性鹼性可溶UV阻擋組成物可具有淨 酸值為160KOH/g及更大。較佳地，UV阻擋組成物具有淨酸值為200KOH/g至220KOH/g。
一種或多種UV阻擋劑係包含於UV阻擋組 成物中。其係以足夠之量包含於UV阻擋組成物中，以阻擋UV光接觸底層膜及UV光敏材料。較佳UV阻擋劑包含於UV阻擋組成物中之量係0.05wt%至10wt%，更佳地1wt% 至5wt%。此等UV阻擋劑包含，但不限於：二苯甲酮及二苯甲酮衍生物。此等二苯甲酮衍生物包含，但不限於：4-(二甲基胺)二苯甲酮；4,4’-雙(二甲基胺)二苯甲酮；4,4’-雙(二乙基胺)二苯甲酮；4,4’-(甲基-乙基胺)二苯甲酮；2,2’-(二羥基-4-甲氧基)二苯甲酮及4,4’-雙(二苯氧基)二苯甲酮。三類(諸如s-三類)、苯甲酸酯類(諸如辛基-對二甲基胺苯甲酸酯)、桂皮酸酯類(諸如辛基甲氧桂皮酸酯)、柳酸酯類(諸如辛基柳酸酯)、克里綸聚丙烯腈系纖維類(crylene)(諸如八克里綸聚丙烯腈系纖維(octocrylene))、氰基丙烯酸酯類(諸如2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯)、丙二酸酯類、草醯二苯胺類、2-氰基丙烯酸酯類、及甲脒類。
另外的UV阻擋劑包含，但不限於：蒽醌 類、經取代之蒽醌類(諸如經烷基及鹵素取代之蒽醌類，諸如2-第三丁基蒽醌、1-氯蒽醌、對氯蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌及2-戊基蒽醌)、視需要經取代之多核醌類(諸如1,4-萘醌、9,10-菲醌、1,2-苯并醌、2,3-苯并醌、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二氯萘醌、1,4-二甲基蒽醌類、2,3-二甲基蒽醌類、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌類、3-氯-2-甲基蒽醌類、惹烯醌、7,8,9,10-四氫萘蒽醌、1,2,3,4-四氫苯并蒽-7,2-二酮)、苯乙酮類(諸如苯乙酮、2,2-二甲氧-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮及2-甲基-1-(4-甲基硫基)苯基-2-嗎啉-丙-1-酮)；噻噸酮類(thioxanthones)，諸如2-甲基噻噸 酮、2-癸基噻噸酮、2-十二基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮及2,4-二異丙基噻噸酮；縮酮類，諸如苯乙酮二甲基縮酮及二苄基縮酮；安息香類及安息香烷基醚類，諸如安息香、苄基安息香甲基醚、安息香異丙基醚及安息香異丁基醚；偶氮化合物類，諸如偶氮雙異戊腈；米希勒酮(Michler’s Ketone)、乙基希勒酮及黄嘌呤酮，及其混合物。
有機顏料可用作UV阻擋劑。此等有機顏料 包含，但不限於：碳黑、靛(indigo)、酞青素、巴拉紅(para red)、類黃酮類(flavonoids)諸如紅色、黃色、藍色、橙色及象牙色可用作UV阻擋劑。顏料之實施例係具有下列色指數(C.I.)編號，包含：C.I.顏料黃色12、C.I.顏料黃色13、C.I.顏料黃色14、C.I.顏料黃色17、C.I.顏料黃色20、C.I.顏料黃色24、C.I.顏料黃色31、C.I.顏料黃色55、C.I.顏料黃色83、C.I.顏料黃色93、C.I.顏料黃色109、C.I.顏料黃色110、C.I.顏料黃色139、C.I.顏料黃色153、C.I.顏料黃色154、C.I.顏料黃色166、C.I.顏料黃色168、C.I.顏料橙色36、C.I.顏料橙色43、C.I.顏料橙色51、C.I.顏料紅色9、C.I.顏料紅色97、C.I.顏料紅色122、C.I.顏料紅色123、C.I.顏料紅色149、C.I.顏料紅色176、C.I.顏料紅色177、C.I.顏料紅色180、C.I.顏料紅色215、C.I.顏料紫色19、C.I.顏料紫色23、C.I.顏料紫色29、C.I.顏料藍色15、C.I.顏料藍色15：3、C.I.顏料藍色15：6、C.I.顏料綠色7、C.I.顏料綠色36、C.I.顏料棕色23、C.I.顏料棕色25、C.I. 顏料黑色1及C.I.顏料黑色7。其他合適的顏料包含，但不限於：二氧化鈦、普魯士藍、硫化鎘、氧化鐵、鉛丹、群青及鉻顏料(包含鉻酸鹽類、鉬酸鹽類及混合之鉻酸鹽類)及硫酸鉛類、硫酸鋅類、硫酸鋇類、硫酸鈣類及其混合物及其修飾物，其可商購自以櫻草、檸檬、中橙、猩紅及鉻紅為名之黃綠色至紅色顏料。
有機染料亦可使用於UV阻擋組成物中以 作為UV阻擋劑。此等染料包含，但不限於：偶氮染料、蒽醌類、苯并二呋喃酮、靛類(indigold)、聚甲炔(polymethine)及相關染料、苯乙烯基、二-及三芳基碳鎓染料及相關染料、喹喏酞酮類、硫系染料、硝基和亞硝基染料、二苯乙烯類、甲類(formazans)、二類、苝類、喹吖酮類、吡咯基-吡咯類、異吲哚啉類及異吲哚啉酮類。其他合適的染料包含，但不限於：偶氮染料、金屬錯合物染料、萘酚染料、靛染料、碳鎓染料、醌亞胺(quinoneimine)染料、黃嘌吟染料、花青染料、喹啉染料、硝基染料、亞硝基染料、苯并醌染料、萘醌染料、匹莫林(penoline)染料、酞菁(pthalicyanine)染料、隱色(leuco)染料及螢光染料。螢光染料之實例係黃嘌吟類(諸如玫瑰紅及螢光素)、雙環氮雜環類(bimanes)、香豆素類(諸如繖形酮)、芳香族胺類(諸如丹磺醯(dansyl))、方酸酯(squarate)染料、苯并呋喃類、花青類、部花青素類、稀土螯合物類及咔唑類。
可商購之UV阻擋劑包含，但不限於：可取 自Spectrum laboratories Inc.之CYASORBTM UV 24； SpeedcureTM ITX、EHA及3040；IrgacureTM 184、369、907及1850；DaracureTM 1173。SpeedcureTM、IrgacureTM及DaracureTM分別係Lambson Plc及Ciba GmbH之註冊商標，及Sensient D&C Green 6可取自Sensient Cosmetic Technologies。
另外視需要的添加劑包含，但不限於：界 面活性劑(諸如非離子型、陽離子型、陰離子型及兩性型)、滑動修飾劑、觸變劑、抗發泡劑、增塑劑、增稠劑、抗氧化劑、殺黴劑、殺菌劑及抗靜電劑。此等視需要的添加劑可係包含於發明所屬技術領域中所習知者及文獻中所述者之傳統量。
UV阻擋組成物可藉由發明所屬技術領域 中已知的任何合適的方法製備。松香樹脂及脂肪酸於室溫時係典型地為固體或半固體。其可以任何順序組合在一起。其可被加熱至軟化或液化，以致可易於與任何另外之組分混合在一起。組分可於傳統混合或均勻設備中以任何順序組合在一起。典型地從事混合組分之溫度為室溫至150ºC。組分均勻地混合後，混合物可冷卻至室溫或更低，以形成固體熱融組成物。
典型地，UV阻擋組成物從40℃至150℃之 之黏度範圍係4cPs至80cPs。較佳地，從85℃至95℃之黏度範圍係8cPs至12cPs。黏度可以傳統方法測量，但典型係使用具有旋轉軸(舉例而言，第18號軸或CP-42軸)之Brookfield黏度計測量。
水性鹼性UV阻擋組成物係選擇性地施用 至UV透明膜，以於膜上形成圖案。除了平坦化表面外，該膜還避免UV阻擋組成物進入任何基板上之孔徑，該孔徑並非完全填充有UV光敏材料。雖然預想水性鹼性UV阻擋組成物可藉由發明所屬技術領域中已知的各種方法選擇性地施用時，諸如，但不限於：網印法及噴墨，較佳為噴墨係用於選擇性施用UV阻擋組成物至UV透明膜。
噴墨設備可數位地將資訊儲存於其記憶體 中，以使選擇性UV阻擋圖案施用至基板。合適電腦程式之實例係用於產生加工數據之標準CAD(電腦輔助設計)程式。工作者可藉由改變該以數位化方式儲存於該噴墨設備內之程式而輕易地更改該組成物之選擇性沉積。此外，定位問題亦可輕易解決。該噴墨設備可經程式化，以察覺諸如於生產多層PCB時基板間之潛在錯誤排列。當設備感應到板間之錯誤定位時，程式會修改UV阻擋組成物圖案之噴墨施用，以避免或校正鄰接板間之錯誤定位。一板至另一板之圖案的再設計能力係降低板間錯誤定位之可能性，並排除製備多個固定光工具的高成本和低效率作業。
噴墨印刷有兩種主要類型：“可控式 (drop-on-demand)”噴墨及“連續式”噴墨。使用可控式噴墨技術時，該水性鹼性可溶UV阻擋組成物係儲存於墨盒中，並輸送至該印刷機之印刷頭內的噴嘴。存在一種用以將單滴之組成物自該噴嘴擠出而落於基板上之工具。此典型為位於腔室內之隔膜的壓電致動，其將該液滴自該噴嘴 “泵”出，或者局部加熱該液體以增加該腔室內之壓力，因而迫使液滴噴出。
在“連續”噴墨印刷中，水性鹼性可溶UV阻擋組成物係輸送至印表機之印刷頭中之噴嘴。在穿過噴嘴之前，加壓之組成物流行進穿過電流通過的陶瓷晶體。此電流造成與AC(交流電)電流之頻率相等之壓電振動。接著，此震動從未斷開之流產生組成物之液滴。組成物分解成一連續系列之等間距和具有等尺寸之滴。環繞在噴嘴的滴從充電電極中之液體流分離之點，在該充電電極與滴流之間施加電壓。當該等液滴自該流斷開時，各液滴於斷開的剎那即載有與所施用之電壓成正比之電荷。藉由以與產生液滴之速率相同的速率來改變該電荷電極電壓，各液滴可加荷電至預定程度。該液滴流持續飛行並通過兩個偏轉板之間，該偏轉板係維持於恆定電位如+/-0.1kV至+/-5KV，或如+/-1kV至+/-3kV。於此電場之存在下，液滴被以與其所載之電荷成正比的量朝該板之一者偏轉。未加荷電之液滴並不偏轉且會被收集至溝槽(gutter)內，以循環至該墨水噴嘴。液滴帶電，並因此被偏轉之液滴會撞擊在與液滴偏轉方向呈直角運行之輻射能敏感材料上。藉由改變個別液滴上之電荷，即可施加所欲之圖案。液滴尺寸之直徑範圍可為30μm至100μm，或如40μm至80μm，或如50μm至70μm。
該噴墨製程係適應於高速應用連續變異之數據的電腦控制。噴墨印刷方法可分成三種一般性類型： 高壓(10psi及更高者)、低壓(低於10psi)及真空技術。所有方法皆為發明所屬技術領域中已知者或已於文獻中揭示，且可用於將該水性鹼性可溶UV阻擋組成物施用至水性鹼性可溶UV透明膜。
於完成選擇性施用水性鹼性可溶UV阻擋 組成物至水性可溶UV透明膜之後，UV輻射係施用至包含基板、部分固化之水性鹼性可溶UV光敏材料、水性可溶UV透明膜及該水性鹼性可溶UV阻擋組成物之物件。部分固化之UV光敏材料之未以UV阻擋組成物覆蓋之部分，係曝光於UV輻射及實質完成固化。可使用傳統之UV輻射源，諸如以120W/cm運作之Fusion D燈，UV輻射可於100至1000mJ/cm2之範圍中改變。
該基板係接著浸潤於水性鹼性溶液或以水 性鹼性溶液噴灑，以同時移除水性鹼性可溶UV阻擋組成物、UV透明膜及UV光敏材料之未固化部分。可於室溫至60℃完成移除或顯影步驟。顯影步驟實質上移除全部水性鹼性可溶材料以及水性可溶膜。特徵及孔徑係不含任何來自該部分固化之UV光敏材料之殘留物。經圖案化之固化遮罩(諸如焊料遮罩)係維持於基板上。
用以自該基板移除水性鹼性可溶材料及水 性可溶膜之水性鹼性溶液係具有大於7之pH。較佳地，pH範圍係7.5至12。此等水性鹼性溶液可包含鹼金屬氫氧化物(諸如氫氧化鉀、氫氧化鈉及其混合物)、或鹼碳酸鹽類、重碳酸鹽類及其混合物。此等水性鹼性溶液典型地包含 1wt%至5wt%之鹼性化合物。
下述實施例係意於進一步解釋本發明，但非意於限制本發明之範疇。
實施例
將一種包銅FR4/玻璃環氧化物面板(46cm x 61cm x 0.25cm)通過酸性銅預清潔線2分鐘。該面板包含複數個通孔及盲孔。該清潔溶液係10%硫酸水溶液。於40至50℃之溫度完成清潔。面板接著以流動之自來水潤洗60秒，並接著使用傳統鍍覆槽中之COPPER GLEAMTM HS-200 Electrolytic Copper bath(可取自Dow Electronics Materials，Marlborough，MA)及使用不溶性之陽極，鍍覆0.002cm厚之銅層。電鍍係於電流密度0.5A/dm2及30°至35℃下完成。面板係接著於40°至50℃通過平行之酸性清潔器2分鐘。該酸性清潔器係10%硫酸水溶液。面板係以流動自來水潤洗60秒並風乾。
PSR-4000-BN綠色液體可光影像化之焊料遮罩(由Taiyo生產)之溢塗施用至面板之兩側，其係使用DP-1500施用機塗覆面板及至少部分填充通孔及盲孔。液體焊料遮罩係於傳統對流烘箱中黏乾於面板上。
面板係切成兩半以容納30.5cm寬之LITHOBASETM層壓製程。LITHOBASETM水可溶性UV透明聚乙烯醇類膜係接著於室溫層壓於黏乾之焊料遮罩上，覆蓋通孔及盲孔以及面板上之任何其他特徵。面板係剪成8個15cm x 23cm測試件。輕壓並塗刷各試件上之膜，以移 除任何膜下之空氣。各試件係接著檢查UV透明聚乙烯醇膜中任何皺紋或折痕，並視需要再次塗刷。
各試件係接著選擇性地以來自壓電可控式 印刷頭(SpectraTM SE-128)如下表所示之UV阻擋熱融墨，噴墨至UV透明聚乙烯醇類膜上。噴墨溫度係90°至95℃。
1經由催化製程部分氫化之松香膠：CAS No.65997-06-0，可取自PINOVA®。典型組成物：松脂酸<3wt%、去氫松脂酸6至10wt%、二氫松脂酸60至80wt%、四氫松脂酸5至15wt%、其他樹脂酸類及中性者10至15wt%。
2脂肪酸：CAS No.57-11-4。
31-羥基環己基苯基酮：CAS No.947-19-3。
4二氧基苯：CAS No.131-53-3。
54,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮：CAS No.90-93-7。
6不飽和酸性羧酸酯之烷醇銨鹽溶液-抗靜電劑，可取自BYK Addictives & Instruments。
7蒽醌類染料：CAS No.128-80-3。
熱融墨係乾燥於UV透明聚乙烯醇膜之表 面上，並試件係接著使用運作於120W/cm之Fusion D燈而通過240至250mJ/cm2之UV輻射下。UV輻射係固化黏乾燥未經UV阻擋熱融墨覆蓋區域中之焊料遮罩。各試件係接著於50℃之溫度，浸潤於具有pH大於7之1wt%碳酸鈉之水性顯影劑溶液中1分鐘。試件係自顯影劑溶液中移除，並以DI水潤洗1分鐘並允許風乾。各試件係接著使用傳統SEM檢驗任何熱融墨、聚乙烯醇膜及未固化焊料遮罩之殘留物。全部的未固化焊料遮罩以及熱融墨及聚乙烯醇膜係顯現實質上自各試件移除。包含通孔及盲孔之全部特徵係顯現實質上不含任何未固化之焊料遮罩、熱融墨及聚乙烯醇類膜。

Claims (9)

  1. 一種選擇性成像的方法，包括：a.提供包括一種或多種孔徑之基板；b.鄰接於包括該一種或多種孔徑之該基板之表面施用水性鹼性可溶UV光敏材料；c.鄰接於該水性鹼性可溶UV光敏材料施用水性可溶UV透明膜；d.鄰接於該水性可溶UV透明膜選擇性地施用水性鹼性可溶UV阻擋組成物，其中該水性鹼性可溶Uv阻擋組成物包括一種或多種松香樹脂、一種或多種脂肪酸及一種或多種UV阻擋劑；e.除了覆蓋有該水性鹼性可溶UV阻擋組成物之區域外，將該水性鹼性可溶UV光敏材料曝光於UV輻射；及f.以水性鹼性溶液同時移除該水性鹼性可溶UV阻擋組成物、該水性可溶UV透明膜、及該水性鹼性可溶UV光敏材料之選擇性部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，復包括提供視覺系統以捕捉該基板之表面上之基準點及標度數位水性鹼性可溶UV光敏材料數據。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該一種或多種UV阻擋劑包括二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、三類、桂皮酸酯類、柳酸酯類、克里綸聚丙烯腈系纖維類(crylene)、氰基丙烯酸酯類、丙二酸酯類、草醯二苯 胺類、甲醯胺類、蒽醌類、經取代之蒽醌類、有機染料及有機顏料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該一種或多種松香樹脂包括完全氫化及部分氫化之松香樹脂。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該一種或多種脂肪酸包括辛酸、癸酸、十二酸、亞麻油酸、肉豆蔻酸、油酸、軟脂酸及硬脂酸及其鹽類。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該一種或多種松香樹脂於該水性鹼性UV阻擋組成物中之量係15%至50%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該水性鹼性可溶UV阻擋組成物復包括一種或多種著色劑。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該水性鹼性可溶UV透明膜包括聚乙烯醇類、水可溶之纖維素醚類、水可溶之羧基烷基纖維素醚類、羧基烷基纖維素之水可溶鹽類、羧基烷基澱粉之水可溶鹽類、聚乙烯吡咯啶酮類、聚丙醯胺類、水可溶之聚醯胺類、聚丙烯酸之水可溶鹽類、明膠及環氧乙烷聚合物。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該基板係印刷電路板。
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