用于制造导电图案的抗蚀刻喷墨油墨制造技术

一种包含可聚合组合物的UV可固化喷墨油墨，其中所述可聚合组合物的至少80wt%由以下组成：a)15.0至70.0wt%的丙烯酰胺；b)20.0至75.0wt%的多官能丙烯酸酯；和c)1.0至15.0wt%的含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的单官能(甲基)丙烯酸酯；所有重量百分比(wt%)基于可聚合组合物的总重量。

Anti etching ink jet ink for making conductive patterns

Containing a polymerizable composition of UV curable inkjet ink, wherein at least 80wt% the polymerizable composition consisting of the following: a) acrylamide 15 to 70.0wt%; b) a polyfunctional acrylate 20 to 75.0wt%; and C) 1 to 15.0wt% containing carboxylic acid group, phosphate group or phosphonic acid groups of Dan Guanneng (methyl) acrylate; all the weight percentage (wt%) based on the total weight of the polymerizable composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造导电图案的抗蚀刻喷墨油墨
本专利技术涉及抗蚀刻喷墨油墨和制造导电图案的方法。
技术介绍
印刷电路板通常通过在连接到不导电基材的铜片上涂覆光致抗蚀剂层、施加具有期望的导电图案的阴图的临时UV掩模、UV暴露光致抗蚀剂层、用显影剂去除未暴露的光致抗蚀剂层、通过蚀刻去除不需要的铜、通过碱性剥离浴去除暴露的光致抗蚀剂层、从而仅留下存在于不导电基材上的期望的导电铜图案来制得。蚀刻是使用化学品(通常是强酸或金属腐蚀剂)来切入金属表面的未保护部分的工艺。使用显影剂来去除光致抗蚀剂层(通常50μm厚或更厚)导致额外的成本和化学废物。因此，已经研究了是否可以通过在铜板上UV可固化喷墨印刷抗蚀刻喷墨油墨层来消除显影步骤，在蚀刻之后该抗蚀刻喷墨油墨层通过碱性剥离浴以薄片形式去除以暴露导电铜图案。US5270368(VIDEOJET)公开了用于喷墨印刷电路板的UV可固化抗蚀刻油墨，其包含具有至少两种丙烯酸酯组分、光引发剂和有机载体的树脂制剂，其中一种丙烯酸酯组分是具有侧羧基的芳族丙烯酸酯且其中一种丙烯酸酯组分是丙烯酸酯化的环氧单体或二聚体。优选的有机载体甲醇和甲基乙基酮以油墨组合物重量的40wt%至90wt%的范围使用。这些挥发性有机溶剂导致喷墨印刷头的潜在问题，使得在工业环境过程中可靠的喷墨印刷成为问题。减少有机溶剂的量导致太高的油墨粘度，因为传统上用于制备光致抗蚀剂涂层的一些芳族丙烯酸酯化合物具有非常高的粘度。例如，在US5270368(VIDEOJET)的所有实施例中使用的双酚A乙氧基化二丙烯酸酯(PhotomerTM4028)在25℃下的粘度为800至1200mPa.s。这些芳族丙烯酸酯化合物对于在附着方面具有良好平衡是必要的，使得印刷的油墨层抗蚀刻，但在蚀刻后易于除去，尤其是因为在工业中使用许多不同的蚀刻条件和蚀刻剂。WO2004/106437A(AVECIA)公开了一种用于蚀刻金属或合金表面的方法，其包括通过喷墨印刷将抗蚀刻油墨施用于金属或合金的选定区域、将抗蚀刻油墨暴露于光化辐射和/或粒子束辐射以实现聚合、任选地热处理抗蚀刻油墨且随后通过化学蚀刻工艺去除暴露的金属或合金，其中抗蚀刻油墨基本上不含溶剂。另一个问题是碱性剥离浴中的薄片形成。剥离溶液通常是碱金属氢氧化物(例如氢氧化钠或氢氧化钾)或基于胺(例如单或三乙醇胺和四甲基氢氧化铵)。剥离溶液在三维结构的交联点处使聚合物链断裂，该三维结构在抗蚀剂的聚合期间且在抗蚀剂与铜表面之间的键断裂之前形成。为了延长剥离溶液的使用寿命，需要过滤溶液以除去剥离的抗蚀剂薄片。如果薄片尺寸太大，它倾向于粘附到剥离设备上，从而干扰制造过程的平稳运行。如果薄片太小，它们通过过滤器并返回剥离浴中。一段时间后，这些小薄片积聚并且还开始干扰制造过程的平稳运行。这些非常小的薄片倾向于阻塞剥离生产线的喷射喷嘴。剥离的薄片尺寸取决于剥离溶液的类型、剥离溶液的浓度、剥离溶液的温度和剥离设备的设计等。该众多的影响因素使得很难将薄片尺寸控制到所需尺寸。因此，仍然需要改进的低粘度辐射可固化喷墨油墨，其适用于在可适用于宽范围的蚀刻剂和蚀刻条件的工业蚀刻工艺中的可靠喷墨印刷，并且不表现出与剥离和薄片形成相关的问题。专利技术概述为了克服上述问题，本专利技术的优选的实施方案提供了如权利要求1所要求保护的UV可固化喷墨油墨。发现UV可固化喷墨油墨的非常特定的组合物能够组合固化速度、抗蚀刻性、可剥离性和薄片形成的所有要求。本专利技术的其它目的将从下面的描述中变得显而易见。实施方案的描述定义术语“单官能”是指单体或低聚物包含一个可自由基聚合基团。术语“多官能”是指单体或低聚物包含两个或更多个可自由基聚合基团。例如，多官能丙烯酸酯包含两个、三个或更多个丙烯酸酯基团作为可自由基聚合基团。术语“烷基”意指对于烷基中每种碳原子数所有可能的变体，即，甲基；乙基；对于3个碳原子：正丙基和异丙基；对于4个碳原子：正丁基、异丁基和叔丁基；对于5个碳原子：正戊基、1,1-二甲基-丙基、2,2-二甲基丙基和2-甲基-丁基等。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烷基优选为C1-C6-烷基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烯基优选为C1-C6-烯基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的炔基优选为C1-C6-炔基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的芳烷基优选为包含一个、两个、三个或更多个C1-C6-烷基的苯基或萘基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烷芳基优选为包括苯基或萘基的C7-C20-烷基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的芳基优选为苯基或萘基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的杂芳基优选为被一个、两个或三个氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或其组合替代的5或6元环。在例如被取代的烷基中的术语“被取代的”意指烷基可被除在这一基团中通常存在的原子(即，碳和氢)外的其他原子取代。例如，被取代的烷基可包含卤素原子或硫醇基。未被取代的烷基仅含有碳和氢原子。除非另作说明，否则被取代的烷基、被取代的烯基、被取代的炔基、被取代的芳烷基、被取代的烷芳基、被取代的芳基和被取代的杂芳基优选被一种或多种选自以下的成分取代：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基、酯、酰胺、醚、硫醚、酮、醛、亚砜、砜、磺酸酯、磺酰胺、-Cl、-Br、-I、-OH、-SH、-CN和-NO2。UV可固化喷墨油墨根据本专利技术的一个优选的实施方案的UV可固化喷墨油墨包含可聚合组合物，其中可聚合组合物的至少80wt%、优选至少90wt%、最优选100wt%由以下组成：a)15.0至70.0wt%的丙烯酰胺；b)20.0至75.0wt%的多官能丙烯酸酯；和c)1.0至15.0wt%的含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的单官能(甲基)丙烯酸酯；所有重量百分比(wt%)基于可聚合组合物的总重量。所述UV可固化喷墨油墨也可以是阳离子可固化的，但优选是自由基UV可固化喷墨油墨。所述UV可固化喷墨油墨可以通过电子束固化，但优选通过UV光固化。所述UV可固化油墨可以是无色喷墨油墨，但优选其包含至少一种着色剂。优点是印刷的油墨图案是清晰可见的，这允许在处理期间定向金属表面并且肉眼视觉检查PCB制造过程的质量。着色剂可以是染料或颜料。如果着色剂是颜料，则优选存在分散剂，更优选聚合物分散剂。加有颜料的可固化油墨可以包含分散协同剂以改善油墨的分散质量和稳定性。然而，最优选地，着色剂是在喷墨印刷工艺中经受得住UV固化步骤的染料。不同于颜料和分散剂，染料在蚀刻和剥离溶液中通常没有淤浆。为了可靠的工业喷墨印刷，所述UV可固化喷墨油墨的粘度优选在45℃下不大于20mPa.s、更优选在45℃下为1至18mPa.s、最优选在45℃下为4至14mPa.s。为了良好的图像质量和附着，所述UV可固化喷墨油墨的表面张力优选在25℃下在18mN/m至70mN/m的范围内、更优选在25℃下在约20mN/m至约40mN/m的范围内。喷墨印刷和制造导电图案的方法根据本专利技术的一个优选的实施方案的喷墨印刷方法包括以下步骤：a)通过在金属表面上印刷和固化UV可固化喷墨油墨在金属表面上形成受保护区域；b)通过蚀刻从金属表面的未保护区域去除金属；和c)从金属表面的受保护区域至少部分地除去所述固化的UV可固化喷墨油墨；其中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含可聚合组合物的UV可固化喷墨油墨，其中所述可聚合组合物的至少80wt%由以下组成：a) 15.0至70.0wt%的丙烯酰胺；b) 20.0至75.0wt%的多官能丙烯酸酯；和c) 1.0至15.0wt%的含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的单官能(甲基)丙烯酸酯；所有重量百分比(wt%)基于可聚合组合物的总重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 EP 14186726.71.一种包含可聚合组合物的UV可固化喷墨油墨，其中所述可聚合组合物的至少80wt%由以下组成：a)15.0至70.0wt%的丙烯酰胺；b)20.0至75.0wt%的多官能丙烯酸酯；和c)1.0至15.0wt%的含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的单官能(甲基)丙烯酸酯；所有重量百分比(wt%)基于可聚合组合物的总重量。2.根据权利要求1的UV可固化喷墨油墨，其中所述丙烯酰胺是环状丙烯酰胺。3.根据权利要求2的UV可固化喷墨油墨，其中所述环状丙烯酰胺为丙烯酰基吗啉。4.根据权利要求1至3中任一项的UV可固化喷墨油墨，其中在所述可聚合组合物中存在至少1.5wt%的含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的(甲基)丙烯酸酯。5.根据权利要求1至4中任一项的UV可固化喷墨油墨，其中所述含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的(甲基)丙烯酸酯选自丙烯酸2-羧乙酯、琥珀酸2-丙烯酰乙酯(2-acryloylethylsuccinate)和甲基丙烯酸2-羟乙酯磷酸酯(2-hydroxyethylmethacrylatephosphate)。6.根据权利要求1至5中任一项的UV可固化喷墨油墨，其中所述多官能丙烯酸酯选自：二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇(2x丙氧基化)二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化TMPTA、三丙二醇二丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯。7.根据权利要求1至6中任一项的UV可固化喷墨油墨，所述可聚合组合物由一种或多种丙烯酰胺；一种或多种多官能丙烯酸酯；和一种或多种含有羧酸基团、磷酸基团或膦酸基团的(甲基)丙烯酸酯组成。8.根据权利要求1至7...

【专利技术属性】
技术研发人员：R托夫斯，J洛库菲尔，
申请(专利权)人：爱克发格法特公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE