用于印刷电子器件的应用的UV-LED电介质油墨制造技术

本发明专利技术提供了用于印刷电子器件的应用的可丝网印刷的UV‑LED可固化的电介质油墨组合物。

UV-LED dielectric ink for printing electronic devices

The invention provides a UV \u2011 led curable dielectric ink composition which can be screen printed for the application of printing electronic devices.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于印刷电子器件的应用的UV-LED电介质油墨本申请要求2017年1月18日提交的美国临时专利申请系列No.62/447,593的优先权，就所有目的而言，该申请的内容以引用方式全部并入本文。
本申请公开的专利技术涉及印刷电子部件领域，具体而言涉及电介质油墨和涂敷组合物，其可以通过例如丝网印刷而印刷至电子部件结构上，并通过暴露于由UV-LED源等其他可行的能量源发射的能量而被固化。
技术介绍
UV可固化的PTF电介质油墨用于保护并使印刷电子器件中的电介质部件绝缘，例如印刷电路板。这些油墨可以用于制备多层电路，其中导电油墨层被印刷在印刷电介质油墨层的下方、上方和/或下方和上方。按照这种方式排列，印刷电介质部件具有可靠的交叉电路。用于印刷电子器件应用的目前可用的PTF电介质是使用水银基UV灯固化的。这些灯主要用于该工业。但是，水银基UV灯具有明显的缺点。这些灯消耗大量的能量，因此不是能量高效的。此外，它们产生大量的热，这会防止使用热敏感的基材。此类等还呈现环境危害，因为它们产生臭氧并且可以导致水银污染。使用紫外发光二极管(UV-LED)光源进行固化形成多图案印刷油墨多图形印刷油墨扇区(multiplegraphicprintinginksector)。UV-LED固化技术具有一些优点，其中UV-LED等比水银基等消耗大约80-90％的更少的能量。UV-LED灯还可以在较低的温度下操作。UV可固化的油墨已经被印刷在其他的产品中和表面上，例如玻璃，并且已经用于防伪印刷等。例如CN103045007描述了LED-UV丝网印刷油墨组合物以及油墨组合物的制备方法。CN104497697描述了LED-UV光固化的丝网印刷无卤玻璃油墨。JP5564788B2描述了活化能带硬化模具丝网油墨和印刷品。CN104910679描述了使用LED作为光源的紫外固化的旋转丝网印刷油墨。JP2015010113A描述了光固化的防潮绝缘涂料。据信，目前的UV可固化PTF电介质不能使用LED灯固化。如果用于此类应用的油墨组合物以这种方式固化，则印刷电子制造商例如通过采用无臭氧和无水银工艺，而受益于在制造过程中消耗较少的能量，较低的操作温度，并且受益于不会严酷地冲击环境。UV-LED灯比水银灯具有更长的寿命。例如与水银灯的大约500-2000小时相比，UV-LED灯可以具有大约20,000或更长的使用寿命。此外，可以实施更少的维护，其进一步降低成本。具有用于印刷电路板(PCB)制造的市售可得的UV-LED可固化敷形涂料。这些敷形涂料可以施加到全集成的PCB上，从而保护电路板的电介质部件抵抗水份、化学品、灰尘和极端的温度。然而，UV-LED敷形涂料不应该被认为是与PTE电介质墨水和涂料是相同的或可交换的，例如本专利技术所述的那些。敷形涂料用于厚层中，例如厚度为40-250微米(但是40-80微米是更可行的)。敷形涂料是在电路板全集成后通过刷涂、旋涂、浸涂或选择涂敷工艺施加的。这种电路板可以具有极其复杂的部件，并且通常具有极密的3维组件。由于PCB组件的3D本性，目前的UV-LED敷形涂料需要二次固化步骤，例如通过湿固化或热固化。这种二次固化步骤是PCB的合适的功能和操作所必需的。敷形涂料在PCB制造中作为最后的步骤之一施加，从而为铜电路、焊连接、导电胶连接和组装部件提供保护。在其他的方面中，PTF电介质涂料在电子部件结构和制造中具有不同的作用。PTF电介质涂料通常通过丝网印刷至挠性基材上而施加。PTF电介质涂料可以施加在印刷导电油墨上、印刷导电油墨下以及印刷导电油墨之间，其中所述的油墨例如可以包含银或碳作为导电部件。在这种排布中，PTF电介质涂料起到交叉电介质(其能够形成多层电路)的作用，和/或在银导电轨道上作为保护性挠性PTF电介质涂料，然后电路进入部件组装工艺。PTF电介质涂料比敷形涂料具有更高的粘性，并且在比敷形涂料更厚的油墨膜(最通常为大约30微米)上印刷。在制造印刷电子器件应用中使用的电介质油墨和涂料(例如聚合物厚膜(PTF)油墨)通常是使用水银基UV灯固化的。如所理解的那样，市场上没有可利用的UV-LED可固化电介质油墨和涂料，并且未发现有出版物公开UV-LED组合物或使用UV-LED固化的组合物在制造印刷电子器件应用中形成电介质层。专利技术概述本专利技术公开涉及UV-LED可固化的电介质油墨和涂料，其可以用于制造印刷电子器件，例如薄膜触摸开关、电容式和电阻式触摸传感器、印刷天线和其他印刷电子部件。本专利技术描述了UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物，其包含一种或多种丙烯酸化的低聚物、一种或多种丙烯酸单体、以及一种或多种光引发剂，其中所述的油墨或涂料组合物在暴露于得自UV-LED能量源的能量时，是可固化的。尽管电介质油墨或涂料组合物可以通过不同的印刷技术(例如柔性印刷、凹版印刷和数字印刷)施加至基材上，但是所述的组合物特别适用于通过丝网印刷来施加，其中所述的丝网印刷是印刷电子部件领域中主要的施加方法。本专利技术进一步描述了形成电子部件的方法。该方法包括以下步骤：将可以使用UV-LED能量源固化的一层或多层电介质油墨或涂料组合物丝网印刷至基材上，其中所述的组合物包含一种或多种丙烯酸化的低聚物、一种或多种丙烯酸化的单体、以及一种或多种光引发剂；通过将所述的电介质油墨或涂料组合物层暴露于得自UV-LED能量源的能量而固化的。在所述的方法的另一个方面中，一层或多层导电油墨组合物可以在印刷并固化一层或多层UV-LED电介质油墨的至少一层之前或之后(即，在所述的层下方、上方和/或下方和上方)施加。本专利技术还进一步描述了印刷电子部件，其包含电子部件基材以及位于基材上的丝网印刷层，其中所述的基材包含UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物，该组合物包含一种或多种丙烯酸化的低聚物、一种或多种丙烯酸化的单体、以及一种或多种光引发剂，其中所述的丝网印刷的层是通过暴露于得自UV-LED能量源的能量而固化的。还在另一个方面中，本专利技术描述了多层导电电路，其包含基材，以及以任何排布施加至基材上的层：一层或多层导电油墨，UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物(由一种或多种丙烯酸化的低聚物、一种或多种丙烯酸化的单体、以及一种或多种光引发剂构成)的一层或多层丝网印刷层，其中所述的UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物的一层或多层丝网印刷层是通过暴露于得自UV-LED能量源的能量而固化的。在另一个方面中，多层导电电路用于印刷电子器件应用中。还在另一个方面中，本专利技术描述了导电电路，其包含基材，导电油墨的一层或多层印刷层(其中至少上层的导电油墨包含银)，以及UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物(其包含一种或多种丙烯酸化的低聚物、一种或多种丙烯酸化的单体、以及一种或多种光引发剂)的一层或多层丝网印刷层，其中所述的UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物得丝网印刷层是通过暴露于得自UV-LED能量源的能量而固化的。在另一个相关的方面中，导电电路作为薄膜触摸开关、电容式和电阻式触摸传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物，其包含一种或多种丙烯酸化的低聚物；一种或多种丙烯酸酯单体；以及一种或多种光引发剂；其中所述的油墨或涂料组合物在暴露于由UV-LED能量源得到的能量时会固化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170118 US 62/447,5931.一种UV-LED可固化的电介质油墨或涂料组合物，其包含一种或多种丙烯酸化的低聚物；一种或多种丙烯酸酯单体；以及一种或多种光引发剂；其中所述的油墨或涂料组合物在暴露于由UV-LED能量源得到的能量时会固化。


2.权利要求1所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种丙烯酸化的低聚物以占所述的组合物的总重量的大约10wt％至大约60wt％,优选为大约15wt％至大约55wt％,并且更优选为20wt％至大约50wt％的量存在于所述的组合物中。


3.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种丙烯酸化的单体以占所述的组合物的总重量的大约5wt％至大约50wt％,优选为大约10wt％至大约40wt％,并且更优选为15wt％至大约35wt％的量存在于所述的组合物中。


4.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种光引发剂以占所述的组合物的总重量的大约1wt％至大约15wt％,优选为大约1.5wt％至大约12wt％,并且更优选为3wt％至大约8wt％的量存在于所述的组合物中。


5.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种丙烯酸化的低聚物选自聚酯丙烯酸酯低聚物,聚氨酯丙烯酸酯低聚物,环氧丙烯酸酯低聚物,巯基改性的丙烯酸酯低聚物和它们的共混物。


6.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种丙烯酸酯单体选自一-、二-、三-官能丙烯酸酯单体，以及具有超过3个丙烯酸酯官能团的多官能丙烯酸酯单体，和它们的组合。


7.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的光引发剂选自酰基磷氧化物,二苯甲酮及衍生物,α-氨基酮,α-羟基酮,噻吨酮衍生物和它们的混合物。


8.任意上述权利要求所述的电介质油墨或涂料组合物，其进一步包含选自一种或多种惰性树脂、一种或多种填料、一种或多种添加剂、一种或多种着色剂和它们的组合的成分。


9.权利要求8所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种惰性树脂以占所述的组合物的总重量的大约0.5wt％至大约40wt％,优选为大约1wt％至大约30wt％,并且更优选为5wt％至大约15wt％的量存在。


10.权利要求8或9所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种填料以占所述的组合物的总重量的大约0.5wt％至大约40wt％,优选为大约1.0wt％至大约30wt％,并且更优选为5wt％至大约25wt％的量存在。


11.权利要求8-10的任意一项所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种填料选自滑石、粘土、二氧化硅、氮化硼、云母、碳酸钙和它们的混合物。


12.权利要求8-11的任意一项所述的电介质油墨或涂料组合物，其中所述的一种或多种添加剂以占所述的组合物的总重量的大约0.5wt％至大约20wt％,优选为大约1.0wt％至大约15wt％,并且更优选为1.5wt％至大约5wt％的量存在。


13.权利要求8-12的任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英，E·瑞博罗索瓦，N·梅农，
申请(专利权)人：太阳化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US