一种PCB专用高感光阻焊油墨及其制备方法与流程

一种pcb专用高感光阻焊油墨及其制备方法
技术领域
1.本发明属于电子行业及电子材料技术领域，具体涉及一种pcb专用高感光阻焊油墨及其制备方法。


背景技术：

2.随着科技进步，电子产品朝着智能化、轻型化、小型化发展，特别是高集成，高密度芯片大量应用，对电子原材料要求越来越高，pcb油墨在电路板企业应用越来越广泛。目前pcb企业对pcb油墨的要求越来越高，使得pcb油墨生产企业也在不断追求新技术和工艺，如缩短曝光时间等来提高竞争性；同时随着新技术的应用，产品质量也不断提高。
3.而目前所有pcb油墨企业基本都是采用有机溶剂作为稀释剂及调粘剂使用，造成了voc排放量较大，污染严重，加重环境问题产生，因此开发一款性能好且环保的pcb油墨是企业需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种pcb专用高感光阻焊油墨及其制备方法，提供了新的工艺及配方，本发明pcb专用高感光阻焊油墨，采用了无污染、低挥发的酯类溶剂、高感光树脂、光引发剂、高感光单体等为基础材料，通过优化配比，合理组合，采用环保溶剂代替普通溶剂，将感光油墨由普通型改性为高感光型，可降低能耗、减少污染、提高效率，制备得到的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、硬度、耐热性和流动性能。
5.本发明提供一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂、感光树脂、环氧树脂、高感光单体、uv高感光光引发剂、颜料份、填充料、环保溶剂、平坦剂、分散剂和阻聚剂。
6.进一步地，所述pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括高感光树脂150
‑
400份、感光树脂20
‑
100份、环氧树脂20
‑
50份、高感光单体20
‑
30份、uv高感光光引发剂1.5
‑
4.3份、颜料1.3
‑
1.5份、填充料20
‑
35份、环保溶剂3
‑
18份、平坦剂0.5
‑
1.6份、分散剂0.5
‑
1.2份、阻聚剂0.1
‑
0.3份。
7.进一步地，上述技术方案中所述pcb专用高感光阻焊油墨还包括消泡剂，具体地，以重量份计，所述各组分为：高感光树脂150
‑
400份、感光树脂150
‑
200份、环氧树脂60
‑
70份、高感光单体15
‑
25份、uv高感光光引发剂3.5
‑
6.8份、颜料1.5
‑
3.0份、填充料45
‑
50份、环保溶剂30份、平坦剂0.5
‑
2.0份、分散剂0.5
‑
2.3份、阻聚剂0.05
‑
0.15份、消泡剂5
‑
6份。
8.进一步地，上述技术方案中所述pcb专用高感光阻焊油墨还包括消泡剂、防垂流剂和交联剂，具体地，以重量份计，所述各组分为：高感光树脂300份、感光树脂150
‑
200份、环氧树脂50
‑
80份、高感光单体100份、uv高感光光引发剂10
‑
20份、颜料1.2
‑
1.5份、填充料20
‑
25份、环保溶剂30
‑
50份、平坦剂0.7
‑
2.3份、分散剂0.9
‑
2.3份、阻聚剂0.1
‑
0.15份、消泡剂1.3
‑
2.0份、防垂流剂0.34
‑
0.85份、交联剂0.3
‑
0.5份。
9.进一步地，上述技术方案中所述高感光树脂的酸值在60
‑
70之间，分子量在3000
‑
3500之间，玻璃转化点大于60℃；优选地，所述高感光树脂是以苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂为原料树脂，并通过改性获得。
10.进一步的，上述技术方案中所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、苯酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、对叔丁基苯酚甲醛树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油脂、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、异氰尿酸三缩水甘油酯、二环戊二烯环氧化物中的一种或几种。
11.进一步地，上述技术方案中所述感光树脂为邻甲酚醛树脂、双酚a型环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、苯乙烯级环氧树脂中的一种或多种的混合物。
12.进一步地，上述技术方案中高感光单体为甲基丙烯酸酯单体系列。具体地，所述甲基丙烯酸酯单体系列为甲基丙烯酸
‑
1,6
‑
丁二醇酯、新戊二醇已二酸甲基丙烯酸酯、磷酸二甲基丙烯酸酯、乙氧基化羟甲基三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸、六甲基丙烯酸二季戊四醇酯、3
‑
丙氧化丙三醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的一种或多种。
13.进一步地，上述技术方案中所述uv高感光光引发剂为2,4,6
‑
(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4(甲硫苯)苯基)]
‑1‑
丙酮、2
‑
羟基
‑4’‑
(2
‑
羟乙氧苯)
‑
2甲基苯丙酮、2
‑
异丙基硫杂蒽酮(2,4异构体)、2
‑
羟基
‑4‑
(乙羟基
‑
2甲基
‑1‑
苯基丙酮、2.4.6
‑
三甲基苯甲酚甲酰基、1
‑
羟基环已基苯甲酰基、1
‑
羟基环已基苯甲酮中一种或几种。
[0014]
进一步地，所述环保溶剂可以为乙二醇单丁醚、二价酸酯、二乙二醇单丁醚、乙二醇醋酸酯、丙二醇甲醚中的一种或几选，也可与二元酸酯混合物(dbe)、乙二醇丁醚(bcs)、乙二醇乙醚乙酸酯(cac)搭配使用。
[0015]
作为优选，所述填充料可以为滑石粉、硫酸钡、气相型二氧化硅、云母、碳酸钙中的一种或多种。
[0016]
作为优选，所述颜料可以为钛白粉、碳黑、钛菁蓝、钛菁绿中的一种或多种。
[0017]
作为优选，所述消泡剂可以为有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂、硅物油类消泡剂中的一种或多种，具体地，可以是毕克公司消泡剂bykg800、byk024、byk033、byk015等类型消泡剂。
[0018]
作为优选，所述阻聚剂可以为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6,4对叔丁基苯二酚、对苯酚单甲醚、叔丁苯二酚中的一种或多种。
[0019]
作为优选，所述平坦剂可以为烷基聚醚改性有基硅氧烷、芳茎长链烷基聚醚共改进型、聚硅氧烷中的一种或多种。具体地，可以是byk
‑
354、byk
‑
322、byk
‑
325等。
[0020]
分散剂俗称界面活性剂，主要用于分散功能。作为优选，所述分散剂可以为高分子超级分散剂、双性型湿润分散剂、阳离子分散剂中的一种。具体地，可以是byk公司分散剂byk
‑
204、byk
‑
405。上述材料可做分散剂用，也可做垂流剂使用。
[0021]
本发明还提供一种上pcb专用高感光阻焊油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0022]
s1.原料准备：按重量配比分别称量高感光树脂、感光树脂，感光性单体、uv高感光光引发剂、环氧树脂、填充料、颜料、环保溶剂、有机硅消泡剂、阻聚剂、分散剂等备用；
[0023]
s2.混合分散：在分散设置中先加入高感光树脂和一半的环保溶剂，分散10分钟，待环保溶剂完全溶入到树脂中后，加入感光性树脂和高感光单体，再分散60分钟，然后，加入uv高感光光引发剂、环氧树脂，搅拌20分钟后，再加入填充料、剩余的环保溶剂、颜料分散
20分钟，最后，加入消泡剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂等搅拌40分钟，搅拌速度800
‑
1000转/分钟，使所述物料全部溶于油墨体系中，得油墨粗液；
[0024]
s3.将s2中油墨粗液放入三辊研磨机，研磨至所述油墨粗液粒径为3
‑
5nm时，停止研磨，得pcb高感光阻焊油墨。
[0025]
s4.对s3中pcb高感光油墨进行检验，合格后，包装。
[0026]
相对于现有技术的有益效果：
[0027]
1.本发明采用了无污染、低挥发的酯类溶剂、高感光树脂、光引发剂、高感光单体等为基础材料，通过优化配比，合理组合，采用环保溶剂代替普通溶剂，将感光油墨由普通型改性为高感光型，不仅可以提高效率，减轻污染，节约资源，而且大大降低生产成本，总体实现节能减排环保的效果；
[0028]
2.本发明不使用有机溶剂作为稀释剂和调粘剂，使用新的材料和新的配方，所制备的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、显影性、硬度、耐热性能和流动性，优势明显，如大批量使用，对提高民族工业竟争力，带动社会经济发展具有重大的现实意义。
具体实施方式
[0029]
下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得。
[0030]
本发明的上述各项技术特征和在下文(如实施案例)中具体描述的各项技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。
[0031]
为使本发明，技术方案各和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，仅仅是本发明的技术方案作进一步清楚、完整的描素，需要说明的是，所描素的事实是本发明中的实施方案，并不代表所有方案，声明：基于本发时实施方案，都属于本发明保护范围。
[0032]
本发明所用原材料包括：
[0033]
感光树脂：ccr
‑
4959，邻甲酚醛树脂(日本化药)；cyclomer
‑
p(aca)
‑
i250，丙烯酸环氧树脂(日本昭合)；
[0034]
高感光单体：sr
‑
454ns，乙氧基化羟甲基丙烯三丙烯酸酯(美国沙多玛)；sr
‑
9020ns，3
‑
丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(美国沙多玛)；sr
‑
399ns，二季戊四醇五丙烯酸酯(美国沙多玛)；
[0035]
uv高感光光引发剂：907，2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4
‑
(甲硫基)苯基]
‑1‑
丙酮；itx，2
‑
异丙基硫杂蒽酮(2,4异构体)；tpo，2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦；
[0036]
环氧树脂：tgic，异氰尿酸三缩水甘油酯；ep
‑
32，二环戊二烯环氧化物；
[0037]
填充料：硫酸钡；
[0038]
颜料：钛菁绿；
[0039]
环保溶剂：dbe，二价酸酯；
[0040]
消泡剂：byk015(德国毕克)；
[0041]
平坦剂：byk354(德国毕克)；
[0042]
分散剂：byk
‑
204(德国毕克)；
[0043]
防垂流剂：byk
‑
405(德国毕克)；
[0044]
阻聚剂：对苯二酚。
[0045]
实施例1
[0046]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂150份、感光树脂100份、环氧树脂50份、高感光单体20份、uv高感光光引发剂1.5份、颜料1.5份、填充料20份、环保溶剂3份、平坦剂0.5份、分散剂1.2份、阻聚剂0.1份。
[0047]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，并通过改性获得；感光树脂为ccr
‑
4959；环氧树脂为tgic；高感光单体为sr
‑
454ns；uv高感光光引发剂为907；其它见原料。
[0048]
其制备方法包括以下步骤：
[0049]
s1.原料准备：按重量配比分别称量高感光树脂、感光树脂，高感光单体、uv高感光光引发剂、环氧树脂、填充料、颜料、环保溶剂、有机硅消泡剂、阻聚剂、分散剂等备用；
[0050]
s2.混合分散：在分散设置中先加入高感光树脂和一半的环保溶剂，分散10分钟，待环保溶剂完全溶入到树脂中后，加入感光性树脂和高感光单体，再分散60分钟，然后，加入uv高感光光引发剂、环氧树脂，搅拌20分钟后，再加入填充料、剩余的环保溶剂、颜料分散20分钟，最后，加入消泡剂、平坦剂、分散剂、阻聚剂等搅拌40分钟，搅拌速度1000转/分钟，使所述物料全部溶于油墨体系中，得油墨粗液；
[0051]
s3.将s2中油墨粗液放入三辊研磨机，研磨至所述油墨粗液粒径为3
‑
5nm时，停止研磨，得pcb高感光阻焊油墨。
[0052]
s4.对s3中pcb高感光阻焊油墨进行检验，合格后，包装。
[0053]
实施例2
[0054]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂400份、高感光树脂20份、环氧树脂20份、高感光单体30份、uv高感光光引发剂4.3份、颜料1.3份、填充料35份、环保溶剂18份、平坦剂1.6份、分散剂0.5份、阻聚剂0.3份。
[0055]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，并通过改性获得；感光树脂为ccr
‑
4959；环氧树脂为tgic；高感光单体为sr
‑
454ns；uv高感光光引发剂为907；其它见原料。
[0056]
其制备方法参照实施例1。
[0057]
实施例3
[0058]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂200份、感光树脂150份、环氧树脂60份、高感光单体25份、uv高感光光引发剂6.8份、颜料1.5份、填充料50份、环保溶剂30份、平坦剂0.5份、分散剂2.3份、阻聚剂0.15份、消泡剂5份。
[0059]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，并通过改性获得；感光树脂为ccr
‑
4959；环氧树脂为tgic；高感光单体为sr
‑
9020ns；uv高感光光引发剂为itx；其它见原料。
[0060]
其制备方法参照实施例1。
[0061]
实施例4
[0062]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂400份、感光树脂200份、环氧树脂70份、高感光单体15份、uv高感光光引发剂6.8份、颜料3.0份、填充料45份、环保溶剂30份、平坦剂2.0份、分散剂0.5份、阻聚剂0.05份、消泡剂6份。
[0063]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，
并通过改性获得；感光树脂为ccr
‑
4959；环氧树脂为tgic；高感光单体为sr
‑
9020ns；uv高感光光引发剂为itx；其它见原料。
[0064]
其制备方法参照实施例1。
[0065]
实施例5
[0066]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂300份、感光树脂150份、环氧树脂80份、高感光单体100份、uv高感光光引发剂20份、颜料1.2份、填充料25份、环保溶剂50份、平坦剂0.7份、分散剂2.3份、阻聚剂0.1份、消泡剂2.0份、防垂流剂0.85份、交联剂0.3份。
[0067]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，并通过改性获得；感光树脂为cyclomer
‑
p(aca)
‑
i250；环氧树脂为ep
‑
32；高感光单体为sr
‑
399ns；uv高感光光引发剂为tpo；其它见原料。
[0068]
其制备方法参照实施例1。
[0069]
实施例6
[0070]
一种pcb专用高感光阻焊油墨，以重量份计，包括以下组分：高感光树脂300份、感光树脂200份、环氧树脂50份、高感光单体100份、uv高感光光引发剂10份、颜料1.5份、填充料20份、环保溶剂30份、平坦剂2.3份、分散剂0.9份、阻聚剂0.15份、消泡剂1.30份、防垂流剂0.34份、交联剂0.5份。
[0071]
其中，高感光树脂为苯乙烯、马来酸酐树脂、亚克力树脂质量比例为1:1:1的原料，并通过改性获得；感光树脂为cyclomer
‑
p(aca)
‑
i250；环氧树脂为ep
‑
32；高感光单体为sr
‑
399ns；uv高感光光引发剂为tpo；其它见原料。
[0072]
其制备方法参照实施例1。
[0073]
试验例1
[0074]
将实施例1
‑
6所制备得到的油墨，利用丝网印刷和滚轮涂布得到20
‑
25um厚度的干膜后进行曝光300
‑
500mj/cm2(能阶为21阶)，用1％
‑
1.2％氢氧化钾的显影液，温度28
‑
32℃，显影时间60秒后能获得影像，在150℃烘箱内热固化烤板60分钟后，得到固化涂膜。对涂膜性能进行测试，结果见表1。
[0075]
表1涂膜性能
[0076][0077]
从表1的结果可以看出，本发明制备得到的油墨固化涂膜后，感光性、硬度、热冲击以及沉金等方面均具有良好的效果。
[0078]
试验例2
[0079]
对实施例1
‑
6所制备得到的油墨的流动性进行检测，结果如表2。
[0080]
表2粘度(其中，硬化剂粘度为100
‑
120pa
·
s)
[0081]
项目粘度pa
·
s与硬化剂混合后的粘度pa
·
s实施例1298176实施例2300180实施例3289171实施例4293173实施例5283156实施例6285161
[0082]
从表2的结果可以看出，本发明制备得到的油墨与硬化剂混合后具有良好的流动性。
[0083]
综上所述，本发明所制备的高感光阻焊油墨具有优良的感光性、硬度、耐热性能和流动性，优势明显，如大批量使用，对提高民族工业竟争力，带动社会经济发展具有重大的现实意义。
[0084]
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。