CN110673442B - 一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用 - Google Patents

一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用，所述的感光树脂包含下述重量份的原料：双酚A型环氧丙烯酸树脂200～300份，二乙二醇***醋酸酯180～190份，丙烯酸45～90份，N、N‑二甲基苄氨2～8份，对苯二酚2～8份，四氢邻苯二甲酸酐45～90份；本发明中采用上述感光树脂的合成作为主体树脂相比现有技术中的主体树脂具有更好的韧性，更优异的亲水性和生产过程中更优异的脱水性能；将上述感光树脂添加到液态感光阻焊油墨的配方中大大降低油墨的有机挥发物(VOCs)排放量。

Description

一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用
技术领域
本发明属于电子材料技术领域和高分子材料化工技术领域，尤其涉及一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用。
背景技术
随着电子产品的小型化、超薄化、轻量化的发展，现在电路板(PCB)电路向高集中度发展，电路板(PCB)生产需要采用新技术、新工艺来适应这些更高密度的精细间距和更小几何尺寸的要求，其中的一个关键材料就是基材上涂布的一层高分子有机膜用来保护电路板的阻焊油墨，它本身在过焊锡高温时不会开裂，焊锡不会渗入，无电解镀金时不会起泡掉油。
目前PCB生产所使用的油墨均是有机溶剂型，而溶剂型感光阻焊油墨是其中用量较大的一种，造成有机挥发物(VOCs)排放量较大，污染严重，并且增加了PCB生产的生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为现有感光型阻焊油墨为溶剂型，有机挥发物(VOCs)排放量大，油墨的环保和气味问题对于一线使用者不利，制成的有机涂层韧性不足，做高精度PCB产品困难；针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种感光树脂及其在制备液态感光阻焊油墨中的应用，所述的感光树脂包含下述重量份的原料：双酚A型环氧丙烯酸树脂200～300份，二乙二醇***醋酸酯150～200份，丙烯酸45～90份，N、N-二甲基苄氨2～8份，对苯二酚2～8份，四氢邻苯二甲酸酐45～90份；本发明中采用上述感光树脂的合成作为主体树脂相比现有技术中的主体树脂具有更好的韧性，更优异的亲水性和生产过程中更优异的脱水性能；将上述感光树脂添加到液态感光阻焊油墨的配方中大大降低油墨的有机挥发物(VOCs)排放量。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种感光树脂，所述树脂包含下述重量份的原料：双酚A型环氧丙烯酸树脂200～300份，二乙二醇***醋酸酯180～190份，丙烯酸45～90份，N、N-二甲基苄氨2～8份，对苯二酚2～8份，四氢邻苯二甲酸酐45～90份；
优选，所述双酚A型环氧丙烯酸树脂为一种经过特种环氧树脂改性后的双酚A型环氧丙烯酸树脂；
优选，所述树脂包含下述重量份的原料：双酚A型环氧丙烯酸树脂235份，二乙二醇***醋酸酯185份，丙烯酸72份，N、N-二甲基苄氨4份，对苯二酚4份，四氢邻苯二甲酸酐65份。
一种感光树脂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：在三口烧瓶中加入特种环氧树脂改性的双酚A型环氧丙烯酸树脂235克、二乙二醇***醋酸酯185克，等溶解完毕加入丙烯酸72克，N、N-二甲基苄氨4克，对苯二酚4克，加热至100℃反应10小时后加入四氢邻苯二甲酸酐65克加热至110℃反应5小时，得到酸值为59mgKOH/g，固含量为68％的感光树脂。
一种液态感光阻焊油墨，所述油墨包含下述重量份的原料：特种环氧改性感光树脂20-24份，普通感光树脂5-8份，丙烯酸单体5-8份，UV引发剂0.5-4份，环氧树脂4-8份，填料15-30份，颜料0.5-1份，流平剂0.5-1份，消泡剂0.5-1份，稳定剂0.01-0.03份，去离子水20-30份。
优选，所述填料为硫酸钡；所述颜料为酞青绿；所述UV引发剂选自α-羟基酮、α-氨基酮、双酰基氧化膦、α-羟基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、异丙基硫杂蒽酮、1-羟基环已基苯基甲酮，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐中的至少一种；所述流平剂选自氟碳改性聚丙烯酰胺、氟改性丙烯酸酯、氟-聚醚改性聚硅氧烷中的一种；所述消泡剂为无有机硅的聚合物型消泡剂，型号为BYK-052。
优选，所述油墨包含下述重量份的原料：特种环氧改性感光树脂23.6份，普通感光树脂6份，丙烯酸单体6份，UV引发剂2份，环氧树脂5份，填料20份，颜料0.7份，流平剂0.6份，消泡剂0.6份，稳定剂0.01份，去离子水25份；
优选，所述液态感光阻焊油墨利用丝网印刷或滚轮涂布后经过75-95℃预烘烤，得到20-25um厚度的干膜后进行曝光，UV曝光能量200-400mj/cm2，曝光格数9-12格，其中，曝光采用的曝光尺为21格曝光尺，1％Na2CO3显影液显影60秒，能获得清晰显影，在150摄氏度热固化60分钟后得到阻焊层；涂层表面硬度6H，288℃浸锡10秒三次不开裂、不脱离，电镀金、化金工艺后不会掉油起泡。
本发明中采用上述感光树脂的合成作为主体树脂相比现有技术中的主体树脂具有更好的韧性，更优异的亲水性和生产过程中更优异的脱水性能；将上述感光树脂添加到液态感光阻焊油墨的配方中大大降低油墨的有机挥发物(VOCs)排放量；使用离子水作为主要的液体载体，低气味、低有机挥发物(VOCs),并且可降低生产成本，提高效益；新型特种环氧改性感光树脂具有更优异的理化性能，更能符合客户端需求。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下，所述实施例可以对本发明作进一步的补充和说明，但本发明并不限于这些实施例。
首先用实例具体说明本发明自制的感光树脂的制备：
实施例1
本实施例描述的感光树脂，其制备方法是：在三口烧瓶中加入特种环氧树脂改性的双酚A型环氧丙烯酸树脂235克、二乙二醇***醋酸酯180克，等溶解完毕加入丙烯酸72克，N、N-二甲基苄氨4克，对苯二酚4克，加热至100℃反应10小时后加入四氢邻苯二甲酸酐90克加热至110℃反应5小时，得到酸值为63.5mgKOH/g，固含量为68％的感光树脂。
实施例2
本实施例描述的感光树脂，其制备方法是：在三口烧瓶中加入特种环氧树脂改性的双酚A型环氧丙烯酸树脂235克、二乙二醇***醋酸酯185克，等溶解完毕加入丙烯酸72克，N、N-二甲基苄氨4克，对苯二酚4克，加热至100℃反应10小时后加入四氢邻苯二甲酸酐65克加热至110℃反应5小时，得到酸值为59mgKOH/g，固含量为68％的感光树脂。
实施例3
本实施例描述的感光树脂，其制备方法是：在三口烧瓶中加入特种环氧树脂改性的双酚A型环氧丙烯酸树脂235克、二乙二醇***醋酸酯190克，等溶解完毕加入丙烯酸72克，N、N-二甲基苄氨4克，对苯二酚4克，加热至100℃反应10小时后加入四氢邻苯二甲酸酐45克加热至110℃反应5小时，得到酸值为56.4mgKOH/g，固含量为68％的感光树脂。
比较示例
本比较例描述的感光树脂，其制备方法是：在三口烧瓶中加入有机硅改性酚醛环氧树脂220g和二乙二醇单***醋酸酯231.5g加热到70℃溶解，待溶解完毕加入甲基丙烯酸88g，N，N-二甲基苄氨1.5g，甲苯100g，浓硫酸1g加热到90～110℃反应10小时左右，回流脱水，再蒸馏去除甲苯后加入四氢邻苯二甲酸酐102g加热到100～120℃，得到酸值为60mgKOH/g，固含量为64％的感光树脂。
按照表1配合各成分并搅拌，用三辊机进行分散而制得的组合物，表中的数值表示质量份。
实例1 实例2 实例3 比较示例
树脂 50 50 50 50
聚合单体(DPHA) 12 12 12 12
引发剂ITX 5 5 5 5
引发剂907 3 3 3 3
胺增效剂EDB 1 1 1 1
硫酸钡 8 8 8 8
苯酚酚醛环氧树脂 18 18 18 18
三聚氰胺 0.8 0.8 0.8 0.8
KS-66 1.1 1.1 1.1 1.1
BKY-354 0.7 0.7 0.7 0.7
将此组合物用网版印刷法涂布至印刷基材上，使干膜的厚度为15-25um，并用75℃的热风干燥机干燥30分钟。接着，使用紫外线曝光装置(株式会社ORC制作所、HMW-680GW型)透过绘出电路图的菲林照射紫外线。然后，用1％的碳酸钠水溶液进行喷雾显影，除去紫外线未照射部分树脂，水洗干燥后，用150℃的热风干燥机将印刷基板加热60分钟。对得到的固化物，进行显影性、分辨率、绕行，粘着性、耐溶剂性、耐酸性、耐热性耐镀金性、耐PCT性、耐热冲击性的试验。结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002267237930000041
Figure BDA0002267237930000051
测试方法：
(1)附着力—GB/T1720–79(89)。
○——未脱落；×——有脱落
(2)耐焊锡性—在漆膜表面涂布松香型助焊剂，使其浸没到288℃的铅锡炉中30s；用乙二醇丁醚擦洗表面，3M胶带(型号610#)撕拉三次。
○——未脱落；×——有脱落。
(3)粘性：用脱脂棉在基板上涂布的干燥后膜上用力擦拭来评价。
○——不粘附；×——粘附
(4)绕性：将薄膜上的固化膜弯曲180度进行观察。用下述基准进行评价。
○——未观察到膜面破裂；×——膜面破裂
(5)耐化金：使用化金药水进行化金，化完金后使用3M胶带(型号610#)撕拉三次用下述基准进行评价。
○——未掉落；×——有掉落；
实施例4：
本实施例描述的液态感光阻焊油墨，取下述组份按重量份配比，取实施例1方法自制的感光树脂20份，普通感光树脂7份，丙烯酸单体8份，UV引发剂2份，环氧树脂8份，填料20份，颜料0.8份，流平剂0.6份，消泡剂0.8份，稳定剂0.01份，去离子水30份；将所述液态感光阻焊油墨利用丝网印刷或滚轮涂布后经过预烘烤，得到20-25um厚度的干膜后进行曝光；
性能测试结果如下：
预烘(85℃)：45分钟
曝光量：380mj/cm2
曝光等级：11级
显影：1％Na2CO3水溶液显影，60s
后固化(150℃)：60分钟
附着力：一级
硬度：5H
阻焊性能：288℃、10s、四次；
实施例5：
本实施例描述的液态感光阻焊油墨，取下述组份按重量份配比，取实施例2方法自制的感光树脂23.6份，普通感光树脂6份，丙烯酸单体6份，UV引发剂2份，环氧树脂5份，填料20份，颜料0.7份，流平剂0.6份，消泡剂0.6份，稳定剂0.01份，去离子水25份；将所述液态感光阻焊油墨利用丝网印刷或滚轮涂布后经过预烘烤，得到20-25um厚度的干膜后进行曝光；
性能测试结果如下：
预烘(85℃)：45分钟
曝光量：380mj/cm2
曝光等级：10级
显影：1％Na2CO3水溶液显影，60s
后固化(150℃)：60分钟
附着力：一级
硬度：6H
阻焊性能：288℃、10s、四次；
实施例6：
本实施例描述的液态感光阻焊油墨，取下述组份按重量份配比，取实施例2方法自制的感光树脂24份，普通感光树脂5份，丙烯酸单体5份，UV引发剂3份，环氧树脂4份，填料15份，颜料0.5份，流平剂0.5份，消泡剂0.5份，稳定剂0.01份，去离子水20份；将所述液态感光阻焊油墨利用丝网印刷或滚轮涂布后经过预烘烤，得到20-25um厚度的干膜后进行曝光；
性能测试结果如下：
预烘(85℃)：45分钟
曝光量：380mj/cm2
曝光等级：10级
显影：1％Na2CO3水溶液显影，60s
后固化(150℃)：60分钟
附着力：一级
硬度：5H
阻焊性能：288℃、10s、四次；
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种感光树脂，其特征在于：所述树脂包含下述重量份的原料：经过特种环氧树脂改性后的双酚A型环氧丙烯酸树脂200～300份，二乙二醇***醋酸酯180～190份，丙烯酸45～90份，N、N-二甲基苄氨2～8份，对苯二酚2～8份，四氢邻苯二甲酸酐45～90份。
2.根据权利要求1中所述的一种感光树脂，其特征在于：所述树脂包含下述重量份的原料：经过特种环氧树脂改性后的双酚A型环氧丙烯酸树脂235份，二乙二醇***醋酸酯185份，丙烯酸72份，N、N-二甲基苄氨4份，对苯二酚4份，四氢邻苯二甲酸酐65份。
3.一种根据权利要求2中所述感光树脂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：在三口烧瓶中加入特种环氧树脂改性的双酚A型环氧丙烯酸树脂235克、二乙二醇***醋酸酯185克，等溶解完毕加入丙烯酸72克，N、N-二甲基苄氨4克，对苯二酚4克，加热至100℃反应10小时后加入四氢邻苯二甲酸酐65克加热至110℃反应5小时，得到酸值为59mgKOH/g，固含量为68％的感光树脂。
4.一种液态感光阻焊油墨，其特征在于：所述油墨包含下述重量份的原料：权利要求2中所述的感光树脂20-24份，普通感光树脂5-8份，丙烯酸单体5-8份，UV引发剂0.5-4份，环氧树脂4-8份，填料15-30份，颜料0.5-1份，流平剂0.5-1份，消泡剂0.5-1份，稳定剂0.01-0.03份，去离子水20-30份。
5.根据权利要求4中所述的一种液态感光阻焊油墨，其特征在于：
所述填料为硫酸钡；
所述颜料为酞青绿；
所述UV引发剂选自α-羟基酮、α-氨基酮、双酰基氧化膦、α-羟基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯、异丙基硫杂蒽酮、1-羟基环已基苯基甲酮，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐中的至少一种；
所述流平剂选自氟碳改性聚丙烯酰胺、氟改性丙烯酸酯、氟-聚醚改性聚硅氧烷中的一种。
6.根据权利要求5中所述的一种液态感光阻焊油墨，其特征在于：所述油墨包含下述重量份的原料：特种环氧改性感光树脂23.6份，普通感光树脂6份，丙烯酸单体6份，UV引发剂2份，环氧树脂5份，填料20份，颜料0.7份，流平剂0.6份，消泡剂0.6份，稳定剂0.01份，去离子水25份。
7.根据权利要求6中所述的一种液态感光阻焊油墨，其特征在于：所述液态感光阻焊油墨利用丝网印刷或滚轮涂布后经过75-95℃预烘烤，得到20-25um厚度的干膜后进行曝光，UV曝光能量200-400mj/cm2，曝光格数9-12格，其中，曝光采用的曝光尺为21格曝光尺，1％Na2CO3显影液显影60秒，能获得清晰显影，在150摄氏度热固化60分钟后得到阻焊层；涂层表面硬度6H，288℃浸锡10秒三次不开裂、不脱离，电镀金、化金工艺后不会掉油起泡。
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