CN103289476A - 一种浸涂油墨及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浸涂油墨及其制备方法与应用。其中，本发明的浸涂油墨包括30~80质量份含羧基含氮高聚物、20~60质量份酮类溶剂或甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2质量份润湿剂，组成材料简单易得、成本低；本发明的浸涂油墨的制备方法简单，适于大规模产品化生产；此外，本发明的浸涂油墨应用在线路板外层线路制造上，通过将浸涂油墨在覆铜板表面（包括导电孔孔壁）均匀涂上后，起到原工艺中压感光干膜同样的保护作用，再经过激光雕刻技术处理后，能达到原工艺中感光干膜相同的效果，并且，本发明的浸涂油墨用量更少，没有废水产生，利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及到油墨材料领域，特别涉及一种浸涂油墨及其制备方法与应用。
背景技术
目前，在电路板外层线路制作过程中，通常需要在已有导电孔的覆铜板上覆压感光干膜，经曝光、显影之后，在感光干膜上形成所需要的线路图形，然后将显影处理后的覆铜板浸泡入蚀刻液，通过蚀刻液将覆铜板上没有感光干膜保护的铜面蚀刻掉，进而在覆铜板上形成需要的线路图形。由于感光干膜在经过曝光、显影之后，会产生大量显影液废水，显影液废水的会造成严重的环境污染；并且感光干膜的价格非常高，无疑会增加电路板制作的生产成本。
因此，一种能替代感光干膜并且环保、低价的产品亟待开发。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种浸涂油墨，旨在替代感光干膜以使电路板外层线路制备过程更加环保、低价。
本发明的另一目的在于提供上述浸涂油墨的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述浸涂油墨在线路板外层线路制造上的应用。
本发明提出了一种浸涂油墨，包括以下质量份的各组份：
含羧基含氮高聚物30~80份；
酮类溶剂或甲酰胺类溶剂20~60份；
润湿剂0.01~0.2份；
所述含羧基含氮高聚物的分子结构式如下式（Ⅰ）或式（Ⅱ）所示：
式（Ⅰ），
式（Ⅱ），
其中，所述式（Ⅰ）或式（Ⅱ）中：
R1为
；
R2为
或；
R3为碳链长度为8~30个碳原子；
n为1~20的整数。
优选地，所述浸涂油墨还包括0.01~0.2质量份的染料。
优选地，所述浸涂油墨包括以下质量份的各组份：
含羧基含氮高聚物60~80份；
酮类溶剂或甲酰胺类溶剂20~40份；
润湿剂0.01~0.2份；
染料0.01~0.2份。
优选地，所述酮类溶剂为丙酮或丁酮中的至少一种；所述甲酰胺类溶剂为二甲基甲酰胺。
优选地，所述润湿剂为硅酮类聚合物。
优选地，所述染料为醇溶性碱性艳蓝。
本发明进一步提供了上述浸涂油墨的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将3~30质量份的二羟甲基丙酸、6~60质量份的甲苯二异氰酸酯以及10~50质量份的端羟基低聚物在0~100℃条件下反应1~20h，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将30~80质量份步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶剂或甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2质量份的润湿剂混合，并搅拌、研磨后，制得混合物；
（3）将所述步骤（2）制得的混合物过滤，制得浸涂油墨。
优选地，所述步骤（1）中，所述端羟基低聚物为聚乙二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中的至少一种；
所述步骤（2）更具体为：将30~80质量份的含羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶剂或甲酰胺类溶剂、0.01~0.2质量份的润湿剂以及0.01~0.2质量份的染料混合，并搅拌、研磨后，制得混合物。
优选地，步骤（2）中，所述搅拌为在100~1500转/分钟速度下搅拌10~20min；
步骤（3）中，所述混合物经1 ~5微米孔径筛网过滤。
本发明进一步的提供了上述的浸渍油墨在线路板外层线路制造的应用。
本发明提供了一种浸涂油墨及其制备方法与应用。本发明的浸涂油墨包括30~80质量份含羧基含氮高聚物、20~60质量份酮类溶剂及甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2 质量份润湿剂，组成材料简单易得、成本低；本发明的浸涂油墨的制备方法简单，适于大规模产品化生产。本发明的浸涂油墨应用在线路板外层线路制造上，通过将浸涂油墨均匀涂覆在铜板表面（包括导电孔孔壁）上，起到原工艺中感光干膜同样的保护作用，对涂覆有浸涂油墨的铜板经过激光雕刻技术处理后，能达到原工艺中感光干膜所能达到的效果，并且，本发明的浸涂油墨用量更少，没有废水产生，利于环境保护。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种浸涂油墨，包括以下质量份的各组份：30~80份含羧基含氮高聚物、20~60份酮类溶剂或甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2份润湿剂，其中，含羧基含氮高聚物的分子结构式如下式（Ⅰ）或式（Ⅱ）所示：
式（Ⅰ），
式（Ⅱ），
其中，所述式（Ⅰ）或式（Ⅱ）中：
R1为
；
R2为
或；
R3为碳链长度为8~30个碳原子；
n为1~20的整数。
在实际应用过程中，本发明的含羧基含氮高聚物分子量介于1000~10000之间，并且，该含羧基含氮高聚物的羧基含量占总分子量的1~10%，其中，含羧基含氮高聚物中的羧基含量对于浸涂油墨的性能有重要的作用，如羧基含量低则油墨很难碱液剥离，如羧基含量太高则油墨很难抵御蚀刻液的攻击，不利于油墨对铜面的保护。
此外，本发明的浸涂油墨更优选包括了60~80质量份含羧基含氮高聚物、20~40质量份酮类溶剂或甲酰胺类溶剂、0.01~0.2质量份润湿剂以及0.01~0.2质量份染料，其中，当浸涂油墨中的固含量（即羧基含氮高聚物的含量）高于60%时，油墨粘度在25.C条件下能低至300厘泊，该浸涂油墨能在直径0.05~6mm、长度介于0.01~2mm的镀铜导电孔孔壁形成厚度5~15um的干燥油墨厚度。
本发明进一步的提供了上述浸涂油墨的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将3~30质量份的二羟甲基丙酸、6~60质量份的甲苯二异氰酸酯以及10~50质量份的端羟基低聚物在0~100℃条件下反应1至20小时，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将30~80质量份步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶剂或甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2质量份的润湿剂混合，并搅拌、研磨后，制得混合物；
（3）将所述步骤（2）制得的混合物过滤，制得浸涂油墨。
本发明的浸涂油墨的制备过程中，首先通过制备出一种在0~100℃下将必要组分混合制得含羧基含氮高聚物，然后将该含羧基含氮高聚物配合其他各组分简单的混合搅拌研磨以及过滤后得到，制备方法简单，原材料常用易得，适于大规模商品化生产。
此外，本发明的浸涂油墨可以根据实际需要，例如调节浸涂油墨的颜色，可以在步骤（2）中将30~80质量份的羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶液以及0.01~0.2质量份的润湿剂中再添加0.01~0.2质量份的染料实现。
本发明更进一步提供了上述浸渍油墨在线路板外层线路制造的应用，通过将浸涂油墨在覆铜板表面（包括导电孔孔壁）均匀涂上后，起到原工艺中感光干膜同样的保护作用，再经过激光雕刻技术处理后，能达到原工艺中感光干膜所能达到的效果，并且，本发明的浸涂油墨用量更少，没有废水产生，利于环境保护。
本发明根据上述技术方案内容进一步通过以下实施例描述。
实施例1
（1）将3g的二羟甲基丙酸、6g的甲苯二异氰酸酯以及50g的端羟基低聚物（聚乙二醇1000，市售）在100℃条件下反应反应1小时，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将80g步骤（1）中制得的含羧基含氮高聚物、20g的丙酮、0.2g的硅酮类聚合物（BYK-378，德国毕克）混合，并在1500转/分钟下搅拌10min，研磨，制得混合物；
（3）将步骤（2）制得的混合物用5微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨1，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度为1000厘泊。
实施例2
（1）将30g的二羟甲基丙酸、60g的甲苯二异氰酸酯以及10g的端羟基低聚物（由3g聚乙二醇、3g聚丁二醇以及4g聚四氢呋喃混合组成）；在0℃条件下反应20小时，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将30g步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、60g的丙酮以及0.01g的硅酮聚合物（BYK-378，德国毕克）混合，并在100转/分钟下搅拌20min，研磨，制得混合物；
（3）将步骤（2）制得的混合物用15微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨2，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度为150厘泊。
实施例3
（1）将15g的二羟甲基丙酸、30g的甲苯二异氰酸酯以及20g的端羟基低聚物（由3g聚乙二醇、3g聚丁二醇以及4g聚四氢呋喃混合组成）在25℃条件下反应4h，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将60g步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、40g的丙酮以及0.1g的硅酮聚合物（BYK-378，德国毕克）混合，并在1000转/分钟下搅拌15min，研磨，制得混合物；
（3）将步骤（2）制得的混合物用3微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨3，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度为300厘泊。
实施例4
（1）将5g的二羟甲基丙酸、45克的甲苯二异氰酸酯以及25g的端羟基低聚物（由3g聚乙二醇、3g聚丁二醇以及4g聚四氢呋喃混合组成）在40℃条件下反应3h，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将30g的步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、60g的二甲基甲酰胺、0.01g的硅酮聚合物（BYK-378，德国毕克）以及0.01g的醇溶性碱性艳蓝混合，并在1000转/分钟下搅拌15min，研磨，制得混合物；
（3）将步骤（2）制得的混合物用4微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨4，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度为150厘泊。
实施例5
（1）将20g的二羟甲基丙酸、32g的甲苯二异氰酸酯以及35g的端羟基低聚物（由3g聚乙二醇、3g聚丁二醇以及4g聚四氢呋喃混合组成）在60℃条件下反应2小时，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将80g的含羧基含氮高聚物、20g的丁酮、0.2g的硅酮聚合物（BYK-378，德国毕克）以及0.2g的醇溶性碱性艳蓝混合，并在1300转/分钟下搅拌15min，研磨，制得混合物；
（3）将步骤（2）制得的混合物用4微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨5，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度为1000厘泊。
对比实施例
（1）将80g端羧基聚酯（市售，牌号P-1000）、20g丙酮以及0.2g碱性艳蓝混合，1300转/分钟下搅拌15min，研磨，制得混合物；
（2）将步骤（1）制得的混合物经4微米孔径筛网过滤，制得浸涂油墨6，旋转粘度计VT-04测试该浸涂油墨的粘度超过10000厘泊。
效果实施例
选取上述实施例以及对比实施例中所制得的浸涂油墨2、3、5、6做实验，具体实验方法包括以下步骤：
（1）选取导电孔直径0.05mm~6mm、孔长度介于0.01m~2mm之间的覆铜板，将覆铜板浸入油墨中，10秒后慢慢拉起，把涂上油墨的覆铜板放入烤箱80~100℃烘烤5~10分钟，令覆铜板上的油墨干燥；
（2）把覆铜板放入激光雕刻机中，按设定后的图形雕刻；
（3）将浸涂油墨2、3、5、6分别获得的相应产品在百倍显微机下测定图形的线宽线距。
显微镜观察后发现，通过浸涂油墨2、3、5制备的产品的线宽误差低于5%，符合生产要求，但是通过浸涂油墨6制备产品的线宽误差大于5%，不符合生产要求，数据列表一如下：
表一
| 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例5 | 实例6 |
| 线宽3μm | 线宽3.05μm | 线宽3.04μm | 线宽3.04μm | 线宽3.31μm |
| 线距3μm | 线距2.95μm | 线距2.96μm | 线距2.96μm | 线距2.69μm |
浸涂油墨2、3、5比对比实施例的浸涂油墨6性能优越的原因主要在于，首先，相比普通的含羧基含氮高聚物（如端羧基聚酯）在相同固含量情况下，本发明合成的含羧基含氮高聚物的羧基含量占总分子量的1~10%，通过该含羧基含氮高聚物制造的油墨能达到很低的粘底，在浸涂施工时，能在覆铜板面及导电孔内壁铜面形成均匀的油墨膜；而普通含羧基含氮高聚物制成的油墨由于粘度太高，不能在铜面及孔壁形成均均匀的油墨膜，而如果单纯添加大量溶剂达到降低粘底的目的，则固含量相应降低，同样不能在铜面及孔壁形成均匀厚度（5~15微米）的油墨面。
此外，本发明所合成的含羧基含氮高聚物中含适量氮，这使得该高聚物与酮类溶剂及甲酰胺类溶剂有高相溶性。
最后，与感光干膜相比，本发明的浸涂油墨2、3、5在线路板外层线路制造的应用过程中没有废水生产。
相比现有技术的缺点和不足，本发明具有以下优点：
（1）本发明的浸涂油墨所用的组成材料简单易得、成本低。
（2）本发明的浸涂油墨的制备方法简单，适于大规模产品化生产。
（3）本发明的浸涂油墨应用在线路板外层线路制造上，能起到原工艺中感光干膜相同的效果，此外，本发明的浸涂油墨还具有用量更少、无废水产生，利于环境保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种浸涂油墨，其特征在于，包括以下质量份的各组份：
含羧基含氮高聚物30~80份；
酮类溶剂或甲酰胺类溶剂20~60份；
润湿剂0.01~0.2份；
所述含羧基含氮高聚物的分子结构式如下式（Ⅰ）或式（Ⅱ）所示：
式（Ⅰ），
式（Ⅱ），
其中，所述式（Ⅰ）或式（Ⅱ）中：
R1为；
R2为或
；
R3为碳链长度为8~30个碳原子；
n为1~20的整数。
2.如权利要求1所述的浸涂油墨，其特征在于，还包括0.01~0.2质量份的染料。
3.如权利要求2所述的浸涂油墨，其特征在于，包括以下质量份的各组份：
4.如权利要求1至3任一项所述的浸涂油墨，其特征在于，所述酮类溶剂为丙酮或丁酮中的至少一种；所述甲酰胺类溶剂为二甲基甲酰胺。
5.如权利要求1至3任一项所述的浸涂油墨，其特征在于，所述润湿剂为硅酮类聚合物。
6.如权利要求3所述的浸涂油墨，其特征在于，所述染料为醇溶性碱性艳蓝。
7.如权利要求1~6任一项所述的浸涂油墨的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将3~30质量份的二羟甲基丙酸、6~60质量份的甲苯二异氰酸酯以及10~50质量份的端羟基低聚物在0~100℃条件下反应1~20h，制得含羧基含氮高聚物；
（2）将30~80质量份步骤（1）制得的含羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶剂或甲酰胺类溶剂以及0.01~0.2质量份的润湿剂混合，并搅拌、研磨后，制得混合物；
（3）将所述步骤（2）制得的混合物过滤，制得浸涂油墨。
8.如权利要求7所述的浸涂油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述端羟基低聚物为聚乙二醇、聚丁二醇或聚四氢呋喃中的至少一种；
所述步骤（2）更具体为：将30~80质量份的含羧基含氮高聚物、20~60质量份的酮类溶剂或甲酰胺类溶剂、0.01~0.2质量份的润湿剂以及0.01~0.2质量份的染料混合，并搅拌、研磨后，制得混合物。
9.如权利要求8所述的浸涂油墨的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述搅拌为在100~1500转/分钟速度下搅拌10~20min；
步骤（3）中，所述混合物经1 ~5微米孔径筛网过滤。
10.如权利要求1~6任一项所述的浸渍油墨在线路板外层线路制造的应用。
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|---|
| 梁飞等: "油墨用水性聚氨酯乳液的制备及性能研究", 《中国胶粘剂》, vol. 18, no. 12, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 33 - 36 * |
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