CN114316673A - 一种用于网印型选择性化金油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供本发明提供一种用于网印型选择性化金油墨，按重量份计，包括丙烯酸酯化树脂15‑25份、无机填料10‑70份、色粉1‑5份、助剂2‑10份、高沸点溶剂15‑50份和稀释单体1‑5份，所述丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和‑COOH侧链，所述丙烯酸酯化树脂的重均分子量为20000‑50000。本发明提供的用于网印型选择性化金油墨及其制备方法能够提升PCB制备的制成品良率。

Description

一种用于网印型选择性化金油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于PCB油墨技术领域，具体涉及一种用于网印型选择性化金油墨及其制备方法。

背景技术

PCB(print circuit board)印制电路板沉金，就是在PCB板制作过程中，完成阻焊油墨的曝光，显影，后烤后，需要对其中的一些部分拍位进行沉金，而其余的拍位需要进行OSP(Organic solderability preservations有机可焊性保护膜)。

现有的PCB(print circuit board)印制电路板沉金，一般都是将制作PCB线路的干膜(Dry film)，因为阻焊油墨不能够快速退膜，因此，现有技术中一般不适用阻焊油墨作为化金油墨使用。按照制作PCB线路的制作流程，通过干膜贴膜机，重新将干膜贴附在每一块PCB的表面(双面都贴)，再经过对菲林，曝光，显影等工序，将部分需要沉金的拍位显影出来；而对于不需要沉金，只过 OSP的拍位，用干膜遮盖住。然后，将上述制作好的PCB板，放置于85℃的镍缸中沉镍20-25分钟，完成沉镍工艺后，上述制作好的PCB板，再放置于85 ℃的金缸中沉金2-5分钟。沉金制作工艺完成后，通过退膜线，将覆盖再PCB 板表面的干膜退掉。经品检测试后，再过OSP线，使得PCB板面的其他拍位表面包覆一层OSP。

虽然上述用干膜作为PCB板选择性沉金的工艺，具有一定的效果，但仍存在着如下缺陷：

(1)干膜要覆盖整个PCB板的正反两面，增加选择性沉金的制作成本。

(2)由于PCB板面有凹凸不平的线路，因而在贴膜过程中会出现空泡和贴膜不够严密；同时，如果加大贴膜压力，又会导致损伤PCB板表面等情况。

(3)制成时间长，从贴膜开始，需要经过曝光，显影，高温蓬松，高浓度氢氧化钠碱洗等过程。长时间的制成工艺会增加板面的擦花，导致不良率上升。

(4)制作过程中会产生过多的需要处理的产物，比如曝光过程中产生的臭氧，用于显影的显影液和退干膜的氢氧化钠溶液，以及需要专业处理的蓬松液等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供能够提升PCB制备的制成品良率的用于网印型选择性化金油墨。

本发明提供一种用于网印型选择性化金油墨，按重量份计，包括丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10份、高沸点溶剂 15-50份和稀释单体1-5份，所述丙烯酸酯化树脂的结构式为：

所述R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，所述丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，所述丙烯酸酯化树脂的重均分子量为20000-50000。

优选地，所述重均分子量为20000-30000。

优选地，所述无机填料包括滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、膨润土和高岭土中的一种或多种。

优选地，所述色粉选自炭黑或酞青蓝；所述助剂包括消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种。

优选地，所述高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150#溶剂油、180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。

优选地，所述稀释单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。

本发明还提供一种用于网印型选择性化金油墨，按重量份计，由如下成分组成：丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10 份、高沸点溶剂15-50份和稀释单体1-5份，所述丙烯酸酯化树脂的结构式为：

所述R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，所述丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，所述丙烯酸酯化树脂的重均分子量为20000-50000。

优选地，所述填料选自滑石粉、硫酸钡、气相二氧化硅、石英粉、活化膨润土和白炭黑中的一种或几种；所述色粉选自炭黑和/或酞青蓝；所述助剂选自消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种；所述高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150# 溶剂油、180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种；所述稀释单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。

本发明还提供一种用于网印型选择性化金油墨的使用方法，包括如下步骤：

(1)将需要进行沉金PCB板使用网印型选择性化金油墨进行双面丝印，将油墨烘烤成膜；

(2)进行沉金处理，沉金后进行脱膜处理；

(3)脱膜处理后进行水洗，然后过OSP有机可焊性保护膜。

本发明还提供一种用于网印型选择性化金油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将丙烯酸酯化树脂和高沸点溶剂，按比例混合搅拌；

(2)加入无机填料、色粉、助剂和机稀释单体，用高速搅拌机搅拌30-60 分钟；

(3)用三辊机研磨3-5次，至油墨细度为20微米以下；

(4)加入稀释单体将粘度调制150-250dPa.s。

本发明提供的用于网印型选择性化金油墨及其制备方法能够提升PCB制备的制成品良率。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的PCB沉金前表面外观照片；

图2为本发明实施例提供的PCB沉金后，退膜，过O.S.P后的外观照片；

图3为本发明实施例提供的丙烯酸酯化树脂的FTIR图；

图4为本发明实施例提供的丙烯酸酯化树脂的G.P.C图谱。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1-4，本发明实施例提供一种用于网印型选择性化金油墨，按重量份计，包括丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10 份、高沸点溶剂15-50份和稀释单体1-5份，丙烯酸酯化树脂的结构式为：

R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，丙烯酸酯化树脂的重均分子量为 20000-50000。本实施例中的重均分子量(Mw)是指用凝胶渗透色谱法，经聚苯乙烯换算而测定的值。本实施例提供的丙烯酸酯化树脂具有C-C骨架，C＝C双烯侧链，-COOH侧链，因为C-C骨架可以保证大分子量，C＝C双烯侧链可以增加一定的交联密度，保证沉金时不会掉油。而-COOH侧链保证油墨在退膜液(氢氧化钠5％)完整，快速退膜。

本实施例提供的丙烯酸酯化树脂具有较好的耐化学沉金药水攻击性能，配制成一种丝网印刷的油墨，通过丝网印刷工艺的图形转移，选择性的覆盖需要 OSP工艺的拍位，同时将需要沉金的拍位进行裸露，然后进行沉金，经退膜，水洗后，过OSP即可。

本实施例提供的用于网印型选择性化金油墨可缩短操作流程，降低使用物料的成本，减少制作过程中需要环保处理的物料。干膜的制成包括双面贴膜――切膜――曝光――显影――煎膜――沉金――澎松――退膜――过滤膜渣――环保处理。而丝印的工艺为双面丝印－烘烤－沉金－退膜－环保处理。本申请提供的用于网印型选择性化金油墨可缩短操作流程，减少制备工序。

本实施例提供的用于网印型选择性化金油墨采用丝印的工艺只需要对OSP 的拍位进行覆盖，相比于干膜需要全板面覆盖的制程，成本更低。

本实施例提供的用于网印型选择性化金油墨，丝印制成工艺中只产生烘烤产生的废气，退膜产生的低浓度氢氧化钠，更加环保。干膜制程中所需要处理的三废包括曝光产生的臭氧，煎膜产生的废气，显影产生的显影液，彭松液，高浓度氢氧化钠等。

实施例提供的用于网印型选择性化金油墨，制成品良率高，相对于贴干膜而言，避免贴膜过程中的空泡，避免制成过程中的多次转移容易产生擦花，制成品良率更高。

在优选实施例中，重均分子量为20000-30000。

在优选实施例中，无机填料包括滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、膨润土和高岭土中的一种或多种。

在优选实施例中，色粉选自炭黑或酞青蓝。

在优选实施例中，助剂包括消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种。

在优选实施例中，高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150#溶剂油、180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。

在优选实施例中，稀释单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。

本发明实施例还提供一种用于网印型选择性化金油墨，按重量份计，由如下成分组成：丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10份、高沸点溶剂15-50份和稀释单体1-5份，丙烯酸酯化树脂的结构式为：

R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，丙烯酸酯化树脂的重均分子量为 20000-50000。

在优选实施例中，填料选自滑石粉、硫酸钡、气相二氧化硅、石英粉、活化膨润土和白炭黑中的一种或几种；色粉选自炭黑和/或酞青蓝；助剂选自消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种；高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150#溶剂油、 180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种；稀释单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种，

本发明实施例还提供一种用于网印型选择性化金油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将丙烯酸酯化树脂和高沸点溶剂，按比例混合搅拌；

(2)加入无机填料、色粉、助剂和机稀释单体，用高速搅拌机搅拌30-60 分钟；

(3)用三辊机研磨3-5次，至油墨细度为20微米以下；

(4)加入稀释单体将粘度调制150-250dPa.s。

本发明实施例还提供一种用于网印型选择性化金油墨的使用方法，包括如下步骤：

(1)将需要进行沉金PCB板使用网印型选择性化金油墨进行双面丝印，将油墨烘烤成膜；

(2)进行沉金处理，沉金后进行脱膜处理；

(3)脱膜处理后进行水洗，然后过OSP有机可焊性保护膜。

实施例1-3

本发明实施1-3的具体配方如表1所示。

表1

其中，Byk-354、Byk-605和Byk-110为流平剂或分散剂的一种，Ks-66 为日本信越Ks-66有机硅消泡剂，TMPTA为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

丙烯酸酯化树脂的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按质量份计，将30-40份溶剂投入反应釜中，再将8-10份丙烯酸 /甲基丙烯，30-40份甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸叔丁酯，丙烯酸叔丁酯，苯乙烯，a-甲基苯乙烯，丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯等类单体混合均匀滴入反应釜中，温度控制在70-80℃内，分2-3小时滴完，同时加入1-4份起始剂，于2-3小时内分批次加入搅拌反应；滴加完毕后温度控制70-80℃，保持2-3小时，从而得到丙烯酸/甲基丙烯酸共聚体；

步骤二：将10-20份含双键烯丙基缩水甘油醚加入反应釜中，于105度保持4-6小时，测定酸值为50-56即可。本发明实施例制备得到的丙烯酸酯化树脂的FTIR图如图3所示。

图中1636.73为CH2＝CH-的伸缩特征峰。

图中1388.47为-c-c-的伸缩振动峰。

图中947.83为-COOH中O-H的面变形震动峰。

本发明实施例制备得到的丙烯酸酯化树脂的G.P.C图谱如图4所示：对所有峰值的面积进行积分即为该树脂的分子量。可以看出，制备得到的丙烯酸酯化树脂具有C-C骨架，C＝C双烯侧链，-COOH侧链，重均分子量(Mw)为 20000-30000。

本发明实施1-3的制备方法包括如下步骤：

1.将丙烯酸酯化的树脂和各类高沸点溶剂，按比例混合，并进行高速搅拌。

2.将无机填料，色粉，助剂，机稀释单体按比例也加入到配料桶，用高速搅拌机搅拌30-60分钟

3.用三辊机研磨3-5次，至油墨细度为20微米以下

4.加入稀释剂将粘度调制150-250dPa.s

5.用250目的过滤袋，在过滤机上进行过滤。

将实施例1-3制备得到的用于网印型选择性化金油墨用于PCB(print circuitboard)印制电路板沉金，采用丝印的工艺进行双面丝印-烘烤－沉金－退膜－环保处理。并进行附着力、TI值、表面平整性、丝印性能、耐化学性能、退膜时间和良率的测试。

1.附着力：依据IPC-TM-650 2.4.28.1标准进行测试。

2、TI值：TI值简称触变系数或摇变系数(THIXOTROPIC INDEX),其测试方法为：用broockfeild粘度计，在常温条件下，将转速为6r/min测定粘度与转速为60r/min测定粘度的比值。

3、表面平整性：依据IPC-SM-840E 3.3.1标准进行测试。

4、丝印性能：印刷性能的测定标准为：将选化油墨的粘度调至200dp.s, 丝印拍位间距为200um的PCB板，目视无渗油即可。

5、耐化学性能：使用市售的化学镀镍与化学镀金浴，以0.5um镍和0.03um 金的条件，进行镀镍与镀金。观察退膜后的金面及铜面是否渗镀或击穿。

6、退膜时间：退膜时间是指：已经沉金完毕的PCB板，经过澎松液(一种有机溶剂)后，再经过45-55℃，3-5％氢氧化钠水溶液和水洗的条件下，目测，板面丝印了选化油墨的铜面，是否退洗干净。同时记录退洗干净所需要的时间即为退膜时间。

7、良率：良率是指：经过双面丝印－烘烤－沉金－退膜工序后，所有符合出货标准的PCB板与总的投入到此工序的PCB板的比值。

得到的具体测试结果如表2所示。

表2

由表2的数据可以看出，本发明提供的用于网印型选择性化金油墨具有较短的退膜时间，减少PCB的制备时间，其丝印能力较好，制备得到的成品良率高达99％。由附图2可以看出，发明提供的用于网印型选择性化金油墨沉金后，退膜具有较好的外观。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，按重量份计，包括丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10份、高沸点溶剂15-50份和稀释单体1-5份，所述丙烯酸酯化树脂的结构式为：

所述R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，所述丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，所述丙烯酸酯化树脂的重均分子量为20000-50000。

2.如权利要求1所述的用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述重均分子量为20000-30000。

3.如权利要求1所述的用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述无机填料包括滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、膨润土和高岭土中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述色粉选自炭黑或酞青蓝；所述助剂包括消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150#溶剂油、180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述稀释单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。

7.一种用于网印型选择性化金油墨，其特征在于，按重量份计，由如下成分组成：丙烯酸酯化树脂15-25份、无机填料10-70份、色粉1-5份、助剂2-10份、高沸点溶剂15-50份和稀释单体1-5份，所述丙烯酸酯化树脂的结构式为：

所述R1、R2、R3、R4或R5为烷基、乙烯基、氢或芳香基中的一种，所述丙烯酸酯化树脂包括C＝C双烯侧链和-COOH侧链，所述丙烯酸酯化树脂的重均分子量为20000-50000。

8.如权利要求7所述的网印型选择性化金油墨，其特征在于，所述填料选自滑石粉、硫酸钡、气相二氧化硅、石英粉、活化膨润土和白炭黑中的一种或几种；所述色粉选自炭黑和/或酞青蓝；所述助剂选自消泡剂、流平剂、防垂流剂和分散剂中的一种或多种；所述高沸点溶剂选自二丙二醇***醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、150#溶剂油、180#溶剂油、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种；所述稀释单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。

9.如权利要求7-8任一项所述的用于网印型选择性化金油墨的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将需要进行沉金PCB板使用网印型选择性化金油墨进行双面丝印，将油墨烘烤成膜；

(2)进行沉金处理，沉金后进行脱膜处理；

(3)脱膜处理后进行水洗，然后过OSP有机可焊性保护膜。

10.如权利要求7-8任一项所述的用于网印型选择性化金油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将丙烯酸酯化树脂和高沸点溶剂，按比例混合搅拌；

(2)加入无机填料、色粉、助剂和机稀释单体，用高速搅拌机搅拌30-60分钟；

(3)用三辊机研磨3-5次，至油墨细度为20微米以下；

(4)加入稀释单体将粘度调制150-250dPa.s。

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