專利名稱：一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種無溶劑感光熱固化型油墨，及該無溶劑感光熱固化型油墨的制造方法和使用方法，其應(yīng)用于印刷電路版制造過程中的鍍導(dǎo)通銅程序、塞孔及防焊等工序。
一般會以防焊油墨或是無溶劑或低溶劑含量的熱固化型塞孔油墨3來塞孔以達到保護鍍導(dǎo)通銅的目的。但是、無論是防焊油墨或是無溶劑或低溶劑含量的熱固化型塞孔油墨3于使用上皆有其缺點存在。以防焊油墨作為塞孔油墨3的缺點為不論是從理論或是實驗數(shù)據(jù)來看，要把防焊油墨內(nèi)所含的溶劑，完全以烘烤的方式從通孔2中排除是極為困難的。但是，若無法將溶劑完全排除，則于后烘烤或噴錫的加熱過程中，易因溶劑揮發(fā)而造成空泡或爆孔的現(xiàn)象。再者、另一重要的現(xiàn)象為防焊綠漆在整個塞孔的過程中體積收縮的問題。固然以延長制程時間的方式來克服空泡或爆孔的問題似乎可行，但由于在防焊綠漆中溶劑所占的體積比高達1/3，再加上防焊綠漆于感光及熱硬化的過程中會有體積收縮的現(xiàn)象產(chǎn)生，因此、防焊綠漆在整個制造過程中應(yīng)該要收縮40-50％。相對于如此高的體積收縮下，如圖2所示，防焊綠漆的孔柱若非嚴重凹陷31，則必為內(nèi)部空泡化。無論是何種情況下，都將會使得鍍導(dǎo)通銅的保護目的無法達成，故、以防焊綠漆作為塞孔的用途，事實上并無實質(zhì)效益。此外、印刷電路版制造業(yè)者亦會用無溶劑或低溶劑含量的熱固化型塞孔油墨作為塞孔用途。此法雖遠比用防焊綠漆作為塞孔用途有效，但其本身亦有缺點存在其一為這類油墨于室溫時的粘度極高，使其包覆于其液體內(nèi)的氣泡無法有效消除，這些氣泡于熱硬化初期又會遇熱膨脹，使得塞孔的完整性受到影響。再者、若為了解決消泡的問題而試圖降低該油墨的粘度，又會造成該油墨在熱硬化的初期粘度過低而流出塞孔外，形成更嚴重的問題。此外、以熱固化型塞孔油墨來塞孔后，還需要再以無紡布小心研磨，使之平坦，則相對增加制造過程的復(fù)雜性而使其制作成本增加。
另外，現(xiàn)有的商品化防焊油墨必須使用有機溶劑維持其于液體狀態(tài)，以便將其涂布于印刷電路版的表面，故必須經(jīng)由加熱預(yù)烘的工序?qū)⒂袡C溶劑揮發(fā)，方能進行后續(xù)的曝光及顯影工序。由此視之，避免使用有機溶劑，不但將制造過程簡化，亦可顧及操作環(huán)境的安全及造作人員的健康問題。
經(jīng)由上述，可知一種無溶劑感光熱固化型油墨其應(yīng)用的特性應(yīng)為無溶劑系統(tǒng)的存在及降低其粘度。換言之，由于是無溶劑系統(tǒng)，故于塞孔時不會有空泡及爆孔現(xiàn)象，亦不會有孔柱凹陷或是內(nèi)部空泡化的問題，則此時該塞孔油墨3于硬化后，其與鍍銅環(huán)21形成的圓柱體兩端的表面呈平坦狀41，如圖3所示。又、將其設(shè)計為具有感光性，則可以使其粘度大幅度降低以利于消泡及塞孔。因其具有的感光性可使在熱硬化步驟之前照射紫外線曝光使其硬化，就無須擔心油墨3會在熱硬化過程的初期因粘度降低而產(chǎn)生流出塞孔外的垂流現(xiàn)象51，如圖4所示。
緣此，本發(fā)明是于制造過程中以含不飽和鍵的感光單體來取代慣用的塞孔油墨的有機溶劑以作為稀釋劑，如此所制造的油墨即可以改善上述的一般塞孔油墨的缺點，其更理想的應(yīng)用方式是作為防焊綠漆來使用，如此則可將塞孔及防焊工序合二為一，經(jīng)由投影式紫外線曝光、水性堿液顯影步驟，則又可省略預(yù)烘工序，因此它對于制造過程的簡化及成品率的率提高幫助極大。
本發(fā)明的無溶劑感光熱固化型油墨，其成分包括一種或多種的水性堿液顯影型感光樹脂；一種或多種的不飽和酸；一種或多種的多元酸酐；一種或多種的含不飽和鍵的感光單體；一種或多種的環(huán)氧樹脂熱硬化劑；一種或多種的光引發(fā)劑；一種或多種的無機填充物、消泡劑、流變助劑及其他稀釋劑，其為可選擇性的加入；其制造方法包括下列步驟1.起始步驟將環(huán)氧樹脂為主體與不飽和酸進行開環(huán)縮合反應(yīng)，此時可適度地加入含不飽和鍵的感光單體作為稀釋之用，以調(diào)節(jié)其粘度，避免因粘度太高而膠化。其所需時間為24-96小時，反應(yīng)所需的溫度為80-110℃，當反應(yīng)混合物的酸值降至2mgKOH/g以下時，即進行下一步；2.中間步驟將經(jīng)上述步驟反應(yīng)的反應(yīng)混合物與多元酸酐及適當?shù)暮伙柡玩I的感光單體進行反應(yīng)，反應(yīng)時間為6-24小時，反應(yīng)溫度為80-110℃，最終感光樹脂的酸值以60-140mgKOH/g為佳；3.最終步驟在經(jīng)中間步驟反應(yīng)而得的感光樹脂中，再加入適量的光引發(fā)劑、硬化劑、無機填充物、色料、消泡劑及流變助劑后即完成；本發(fā)明的次要目的在于提供一種無溶劑感光熱固化型油墨，其更理想的應(yīng)用方式是作為防焊綠漆來使用，如此則可將塞孔及防焊工序合二為一，經(jīng)由投影式紫外線曝光、水性堿液顯影步驟，則又可省略預(yù)烘工序，因此它對于制造過程的簡化及成品率的提高幫助極大。


圖1所示為公知印刷電路版的鑿孔通孔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2所示為應(yīng)用公知塞孔油墨的凹陷圖。
圖3所示為應(yīng)用本發(fā)明的油墨于硬化后之圖。
圖4所示為應(yīng)用公知塞孔油墨所產(chǎn)生的垂流現(xiàn)象圖。
圖5所示為本發(fā)明的無溶劑感光熱固化型油墨的制造流程圖。
圖中1 基板31 凹陷2 通孔， 41 平坦3 油墨51 垂流現(xiàn)象21 鍍銅環(huán)一種或多種不飽和酸，其包含丙烯酸，甲基丙烯酸，丁烯酸及其他的雙鍵不飽和酸。
一種或多種多元酸酐，其包含四氫化鄰苯二甲酸酐，順丁烯二酸酐，丁二酸酐，鄰苯二甲酸酐及其它多元酸酐。
一種或多種含不飽和的感光單體，其包含聚乙二醇二丙烯酸脂，二丙烯酸脂，三甲醇丙烷三丙烯酸脂，三甘醇二丙烯酸脂，三丙二醇二丙烯酸脂及其他的不飽和感光單體。
一種或多種光引發(fā)劑，其包含2-甲基-1-([4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代普魯本辛)，2-異丙基噻噸酮及其他的光引發(fā)劑。
一種或多種無機填充物，是可視情況加入適當?shù)娜缍趸?、硫酸鋇、石英粉、云母粉等，以調(diào)節(jié)其電氣絕緣性、耐酸性、流變性等物理特性。
一種或多種有機物性輔助劑，是可選擇性地適度加入以達到塞孔油墨所需要的加工特性，可為消泡劑、流變助劑及其他稀釋劑等。本發(fā)明基于上述各成分的用量進行的合成及物料配方實例詳列如下
無溶劑感光熱固化型油墨材料的配方試樣5試樣6試樣7試樣8試樣9試樣101號粘結(jié)劑 182 182 182 0002號粘結(jié)劑 000125 003號粘結(jié)劑 0000167 04號粘結(jié)劑 00000125DowDER383 45 030 45 45 45LG N 830 045 0000TEPIC 0015 000三聚氰胺 555555Aerosil300 333333Irgacure90715 15 15 15 15 15ITX222222消泡劑 333333KS-66顯影性能1 通過 通過 通過 通過 通過 通過光敏性29910 786耐釬焊性3 通過 通過 通過 通過 通過 通過粘附作用4 通過 通過 通過 通過 通過 通過注1、用1％Na2CO3在300C，2Kg/cm2條件下顯影60秒。
2、斯韜費爾21段光導(dǎo)機在30mJ/cm2，7kW UV條件下曝光。
3、2500C的釬焊浴，處理15秒×3次。
4、100平方橫切試驗，每IPC TM-650 2.4.1.1B。
如實施例1.中的合成及配方實例是主要闡述本發(fā)明的無溶劑感光熱固化型油墨的應(yīng)用可行性。
因此，本發(fā)明的無溶劑感光熱固化型油墨，確能籍由所揭露的技藝，達到所預(yù)期的目的與功效。
以上所述僅用以解釋本發(fā)明的較佳實施例，并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何形式上的限制。因此，凡是在相同的發(fā)明宗旨下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修改或等同代換，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，包括下列步驟起始步驟將環(huán)氧樹脂為主體與不飽和酸進行開環(huán)縮合反應(yīng)，此時可適度地加入含不飽和鍵的感光單體作為稀釋之用；中間步驟將經(jīng)上述步驟反應(yīng)的反應(yīng)混合物與多元酸酐及適當?shù)暮伙柡玩I的感光單體進行反應(yīng)；最終步驟在經(jīng)中間步驟反應(yīng)而得的感光樹脂中，再加入適量的光引發(fā)劑、硬化劑、無機填充物、色料、消泡劑及流變助劑后即完成；其特征在于在制造過程中以含不飽和鍵的感光單體來取代以往慣用的有機溶劑，以達到稀釋作用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該含不飽和的感光單體至少包含聚乙二醇二丙烯酸脂，二丙烯酸脂，三甲醇丙烷三丙烯酸脂，三甘醇二丙烯酸脂，三丙二醇二丙烯酸脂及其他的不飽和感光單體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該環(huán)氧樹脂熱硬化劑至少包含雙酚-A環(huán)氧樹脂，雙酚-F環(huán)氧樹脂，苯酚線性酚醛環(huán)氧樹脂，甲酚線性酚醛環(huán)氧樹脂，或可使用不溶或是微溶性粉末狀環(huán)氧樹脂及其他雜環(huán)類環(huán)氧樹脂。若該環(huán)氧樹脂成分的用量可依實際需求而定，且可以100份為基準，用以計算其他成分的用量。
4.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該不飽和酸至少包含丙烯酸，甲基丙烯酸，丁烯酸及其他的雙鍵不飽和酸。
5.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該多元酸酐至少包含四氫化鄰苯二甲酸酐，順丁烯二酸酐，丁二酸酐，鄰苯二甲酸酐及其它多元酸酐。
6.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該光引發(fā)劑至少包含2-甲基-1-([4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代普魯本辛)，2-異丙基噻噸酮及其他的光引發(fā)劑。
7.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該無機填充物是可視情況加入適當?shù)娜缍趸?、硫酸鋇、石英粉、云母粉等，以調(diào)節(jié)其電氣絕緣性、耐酸性、流變性等物理特性。
8.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該有機物性輔助劑是可選擇性地適度加入以達到塞孔油墨所需要的加工特性，可為消泡劑、流變助劑及其他稀釋劑等。
9.如權(quán)利要求1所述的一種制造無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其中，該起始步驟所需時間為24-96小時，反應(yīng)所需的溫度為80-110℃；中間步驟所需的時間為6-24小時，反應(yīng)溫度為80-110℃。
10.一種使用無溶劑感光熱固化型油墨的方法，其特征在于其是將該油墨當作防焊綠漆及塞孔油墨來使用，如此則可將塞孔及防焊工序合而為一，經(jīng)由投影式紫外線曝光、水性堿液顯影步驟，則又可省略預(yù)烘制程，因此它對于制造過程的簡化及成品率率的提高幫助極大。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種無溶劑感光熱固化型油墨，其制造及使用方法；其中，該無溶劑感光熱固化型油墨的主要成分為水性堿液顯影型感光樹脂、含不飽和鍵的感光單體、環(huán)氧樹脂、及光引發(fā)劑經(jīng)由開環(huán)縮合反應(yīng)為起始步驟制造而成；其特征在于是以含不飽和鍵的感光單體來取代以往慣用的有機溶劑，以達到稀釋作用。
文檔編號C09D11/10GK1446864SQ02107989
公開日2003年10月8日 申請日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者葉嗣韜, 陳堯明 申請人:冠品化學(xué)股份有限公司