技术领域
[0001] 本
发明属于精密
电路板技术领域,涉及一种用于印制
电路板(Printed Circuit Board,PCB)的白色塞孔油墨,具体涉及一种塞孔不开裂、感光阻焊的高柔韧性的白色塞孔油墨及其制备方法。
背景技术
[0002] 印制线路板(PCB)在生产过程中,为了提高
焊接效率、避免不需要焊接的部位受到破坏,需要采用阻焊油墨对这些部位加以保护,阻焊油墨经过丝网印刷、凹版印刷、喷墨打印的方法涂布在PCB表面,经过
固化处理即可形成阻焊膜。用于印制印制电路板的油墨即称为PCB油墨,PCB
电子油墨作为电路板的附着涂层,其行业的产生和发展与电路板行业密不可分,两者相互影响、相互促进。PCB电子油墨行业涉及化学、物理学、材料科学、电气工程等多个学科,横跨精细化工和电子信息两大领域,同时又处于电子信息产业链前端,以功能性材料的形式在电子信息产品的生产加工过程中发挥着重要的作用。PCB电子油墨的工艺
水平和产品
质量状况,尤其是油墨的粘性、
触变性和精细度等,直接影响到印刷线路板使用效果,最终影响电子产品的性能。因此印刷线路板生产企业通常对PCB电子油墨质量要求极为严格,部分PCB电子油墨产品需要定向开发,具有较强的专用性和定制性。
[0003] 电路板不同层中导电图形之间的
铜箔线路需要用导通孔(VIA)来导通或连接,但却不能插装组件引腿或者其他
增强材料的
镀铜孔。印制电路板(PCB)是由许多的铜箔层堆叠累积形成的。铜箔层彼此之间不能互通是因为每层铜箔之间都铺上了一层绝缘层,所以他们之间要靠导通孔(VIA)来进行讯号链接。导通孔起线路互相连结导通的作用,随着电子行业的迅速发展,也对印制电路板(PCB)的制作工艺和表面贴装技术提出了更高的要求。导通孔的塞孔工艺就应运而生了,也就对用于塞孔的油墨提出了更高要求,塞孔主要起如下五个作用:(1)防止PCB过
波峰焊时
锡从导通孔贯穿元件面造成
短路;(2)避免
助焊剂残留在导通孔内;(3)电子厂表面贴装以及元件装配完成后PCB在测试机上要吸
真空形成
负压才完成;(4)防止表面锡膏流入孔内造成虚焊,影响贴装;(5)防止过波峰焊时锡珠弹出,造成短路。采用非塞孔专用油墨或PCB油墨质量不佳时无法很好地发挥以上作用,并且会引起比诸如塞孔凹陷、塞孔开裂等问题的发生。
发明内容
[0004] 针对现有用于塞孔的油墨存在的问题,本发明的目的是提供一种高柔韧性的白色塞孔油墨及其制备方法。
[0005] 基于上述发明目的,本发明采用的技术方案是:
[0006] 一种高柔韧性的白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按5-6:1的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0007]
[0008] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0009]
[0010] 优选地,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0011]
[0012] 优选地,所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0013]
[0014]
现有技术PCB油墨配方解决的是印刷表面油墨提高厚度(10-30μm)存在的开裂问题,但对于塞孔(厚度800-1600μm)的油墨开裂、凹陷等问题仍无法很好的改善。本发明通过引入高柔韧性的2官UV聚
氨酯
树脂改善主剂结构,该树脂拉神率可达400%,抗撕裂能
力强。第二方面是考虑到塞孔高厚度的情况,
申请人发现光固化的穿透效果不佳,光固化
单体用量增加不仅不符合经济效益,还会存在后固化反应,经过配比,适当调整光固化单体的用量以减少收缩,使得利用本发明油墨塞孔后不发生开裂现象。
[0015] 优选地,所述特种
丙烯酸树脂为丙烯酸封端改性纯丙烯酸树脂;其酸值为50-60mg KOH/g。具体地,所述特种丙烯酸树脂优选武汉斯宁卡公司生产的SNK-3000-A2B6液态感光白色油墨树脂。
[0016] 优选地,所述2官UV聚氨酯丙烯酸树脂为2官能基脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和/或2官能基芳香族聚氨酯丙烯酸酯。
[0017] 目前用于印刷
覆盖电路板表面的膜材料,其主体树脂组成是改性环
氧树脂体系,
环氧树脂存在两个主要
缺陷,(1)环氧树脂是工业上应用最为广泛的低聚物原材料,通过加入光引发剂后发生光聚合反应,光聚合后体积会严重的收缩,材料固化后较脆,可挠性较差,高温固化易脆裂;(2)材料在过
回流焊220-260℃/3-5min时,由于树脂耐高温性能不够,导致高温下材料发生黄变。本发明采用高柔韧性2官UV聚氨酯丙烯酸树脂(PUA),其分子中含有丙烯酸官能团和氨基
甲酸酯键,固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高
耐磨性、粘附力、柔韧性、高
剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性,是一种综合性能优良的
辐射固化材料。具体地,所述2官UV聚氨酯丙烯酸树脂优选东莞市叁漆化工原料有限公司的L-6290高柔韧性2官UV聚氨脂树脂。
[0018] 优选的,所述光引发剂为2-异丙基噻吨
酮、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮和对二甲氨基
苯甲酸乙酯中的一种或几种。
[0019] 优选的,所述分散剂为聚羟基
羧酸酰胺溶液、聚醚改性二甲基
硅氧烷、多羟基羧酸酰胺溶液和丙烯酸共聚物中的一种或几种。具体地,所述分散剂优选德国毕克(BYK)公司生产的BYK-405、BYK-333、BYK-110或BYK-605。
[0020] 优选地,所述丙二醇甲醚酸酯为丙二醇甲醚
醋酸酯(PMA)和/或丙二醇甲醚丙酸酯。PMA是性能优良的低毒高级工业
溶剂,对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力,适用于高档涂料、油墨各种
聚合物的溶剂,包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、
纤维素醋酸酯、
醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化
纤维素等。丙二醇甲醚丙酸酯是涂料、油墨中优良的溶剂,适用于不饱和聚酯、聚氨酯类树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂等。
[0021] 优选地,所述消泡剂为有机硅油。
[0022] 优选地,所述热固化环氧树脂为酚
醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚S环氧树脂、
苯酚甲醛环氧树脂和三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。具体地,所述双酚A环氧树脂优选南亚电子材料(昆山)有限公司生产的128环氧树脂。
[0023] 异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)是一种杂环多环氧化合物,具有优良的耐热性、耐候性、耐光性、耐
腐蚀性、耐化学药品性和机械性能。
[0024] 优选地,所述光固化单体为二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和聚二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
[0025] 优选地,可根据实际电路
板面所需光泽度添加消光粉。具体地,所述消光粉优选赢创德固赛公司生产的OK500。
[0026] 本发明还提供了上述高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法。
[0027] 一种高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法,包括以下步骤:
[0028] 将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相
二氧化硅、
钛白粉、消泡剂、
硫酸钡和三聚氰胺混合,搅拌,
研磨,过滤,调节
粘度,得到主剂;
[0029] 将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇混合,搅拌,研磨,过滤,调节粘度,得到固化剂;
[0030] 将所得主剂与所得固化剂混合,搅拌,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0031] 优选地,将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺混合,在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min;研磨至细度小于15μm,过滤;调节粘度为20-40Pa·s,得到主剂。
[0032] 更优选地,将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,过滤,调节粘度为20-40Pa·s,得到主剂。
[0033] 优选地,将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇混合,在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min;研磨至细度小于15μm,过滤;调节粘度为15-30Pa·s,得到固化剂。
[0034] 更优选地,将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,过滤,调节粘度为15-30Pa·s,得到固化剂。
[0035] 优选地,将所得主剂与所得固化剂混合,在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0036] 更优选地,将所得主剂与所得固化剂按质量比为5-6:1混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0037] 优选地,利用丙二醇甲醚酸酯调节粘度。通常地,先添加一定量的丙二醇甲醚酸酯与主剂或固化剂其他组分混合,搅拌,研磨,过滤后,再添加剩余的丙二醇甲醚酸酯来调节粘度。
[0038] 具体地,一种高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法,包括以下步骤:
[0039] 将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,过滤,调节粘度为20-40Pa·s,得到主剂;
[0040] 将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,过滤,调节粘度为15-30Pa·s,得到固化剂;
[0041] 将所得主剂与所得固化剂混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0042] 更具体地,一种高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法,包括以下步骤:
[0043] (1)主剂的制备:将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺按质量比混合,用高速分散机在搅拌速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后将粘度调至28Pa·s,得到主剂;
[0044] (2)固化剂的制备:将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇按质量比混合,用高速分散机在速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后将粘度调至18Pa·s,得到固化剂;
[0045] (3)将步骤(1)制备得到的主剂与步骤(2)制备得到的固化剂按质量比为5-6:1混合,用高速分散机在搅拌速度300-800rpm下搅拌20-60min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0046] 本发明的有益技术效果是:
[0047] 本发明针对改善由于塞孔的高厚度(800-1600μm),使用现有技术油墨塞孔后容易发生开裂、凹陷的缺陷,采用特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯树脂、丙二醇甲醚酸酯、热固化环氧树脂和异氰尿酸三缩水甘油酯等组分,经过精心配比适当调整光引发剂、分散剂和光固化单体等组分的用量以减少油墨收缩,从而使本发明白色塞孔油墨具有增加柔韧性、防开裂、防凹陷的特性。
附图说明
[0048] 以下结合附图对本发明作进一步说明
[0049] 图1为
实施例1所得高柔韧性的白色塞孔油墨的照片。
[0050] 图2为对比例1所得白色塞孔油墨的照片。
[0051] 图3为对比例3所得白色塞孔油墨的照片。
具体实施方式
[0052] 现结合具体实施例对本发明进行详细说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0053] 实施例1
[0054] 一种高柔韧性的白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按85:15的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0055]
[0056] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0057]
[0058]
[0059] 所述特种丙烯酸树脂为武汉斯宁卡公司的SNK-3000-A2B6液态感光白色油墨树脂;所述2官UV聚氨酯丙烯酸树脂为东莞市叁漆化工原料有限公司的L-6290高柔韧性2官UV聚氨脂树脂;所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮(ITX);所述分散剂为德国毕克(BYK)公司的BYK-110;所述丙二醇甲醚酸酯为丙二醇甲醚醋酸酯(PMA);所述消泡剂为有机硅油;所述热固化环氧树脂为南亚电子材料(昆山)有限公司的128环氧树脂;所述光固化单体为季戊四醇四丙烯酸酯。
[0060] 一种高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法,包括以下步骤:
[0061] (1)主剂的制备:将特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺按质量比混合,用高速分散机在搅拌速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后粘度调至28Pa·s,得到主剂;
[0062] (2)固化剂的制备:将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇按质量比混合,用高速分散机在速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后将粘度调至18Pa·s,得到固化剂;
[0063] (3)将步骤(1)制备得到的主剂与步骤(2)制备得到的固化剂按质量比为85:15混合,用高速分散机在搅拌速度500rpm下搅拌40min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0064] 实施例2
[0065] 一种高柔韧性的白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按85:15的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0066]
[0067]
[0068] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0069]
[0070] 所述特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、消泡剂、热固化环氧树脂和光固化单体同实施例1。
[0071] 实施例2高柔韧性的白色塞孔油墨的制备方法同实施例1。
[0072] 对比例1
[0073] 本对比例主剂的组分中没有添加2官UV聚氨酯丙烯酸树脂。
[0074] 一种白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按85:15的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0075]
[0076] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0077]
[0078]
[0079] 所述特种丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、消泡剂、热固化环氧树脂和光固化单体同实施例1。
[0080] 一种白色塞孔油墨的制备方法,包括以下步骤:
[0081] (1)主剂的制备:将特种丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、气相二氧化硅、钛白粉、消泡剂、硫酸钡和三聚氰胺按质量比混合,用高速分散机在搅拌速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后粘度调至28Pa·s,得到主剂;
[0082] (2)固化剂的制备:将热固化环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、光固化单体、丙二醇甲醚酸酯和硫醇按质量比混合,用高速分散机在速度为500rpm下搅拌40min,然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm,再过滤除去机械杂质,最后将粘度调至18Pa·s,得到固化剂;
[0083] (3)将步骤(1)制备得到的主剂与步骤(2)制备得到的固化剂按质量比为85:15混合,用高速分散机在搅拌速度500rpm下搅拌40min,得到高柔韧性的白色塞孔油墨。
[0084] 对比例1白色塞孔油墨的制备方法类同实施例1。
[0085] 对比例2
[0086] 本对比例主剂的组分中没有添加2官UV聚氨酯丙烯酸树脂。
[0087] 一种白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按85:15的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0088]
[0089] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0090]
[0091]
[0092] 所述特种丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、消泡剂、热固化环氧树脂和光固化单体同实施例1。
[0093] 对比例2白色塞孔油墨的制备方法类同对比例1。
[0094] 对比例3
[0095] 本对比例固化剂的组分中光固化单体重量份数相对较多。
[0096] 一种白色塞孔油墨,所述白色塞孔油墨由主剂和固化剂按85:15的质量比配制而成,所述主剂,按重量份数,包括以下组分:
[0097]
[0098] 所述固化剂,按重量份数,包括以下组分:
[0099]
[0100] 所述特种丙烯酸树脂、2官UV聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、丙二醇甲醚酸酯、消泡剂、热固化环氧树脂和光固化单体同实施例1。
[0101] 对比例3白色塞孔油墨的制备方法同实施例1。
[0102] 用于制备实施例1-2的高柔韧性的白色塞孔油墨以及用于制备对比例1-3的白色塞孔油墨的各组份及其重量份数如表1所示。
[0103] 表1白色塞孔油墨的组份及其重量份数
[0104]
[0105] 将实施例1-2所得高柔韧性的白色塞孔油墨以及对比例1-3所得白色塞孔油墨通过丝网印刷分别印刷于具有厚度为800-1600μm导通孔的电路板,待油墨干燥后观察塞孔油墨是否存在开裂或凹陷的现象,其中对比例1、2主剂组分中没有添加2官UV聚氨酯丙烯酸树脂,对比例3固化剂的组分中光固化单体重量份数相对较多。参见图1为实施例1所得高柔韧性的白色塞孔油墨,由图可以看出采用本发明组分和配比的塞孔油墨在干燥后并没有发生开裂情况,而图2为对比例1所得白色塞孔油墨,由图可以看到塞孔油墨发生了严重的开裂。参见图3为利用对比例3所得白色塞孔油墨塞孔干燥后的照片,可以看出塞孔油墨发生了明显的凹陷和轻微开裂,也由此可以证明光固化单体用量过度增加不仅不符合经济效益,还会导致塞孔油墨收缩导致凹陷和开裂。
[0106] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。