一种化学镀铜光固化活化油墨及其制备方法、加成线路板的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种化学镀铜光固化活化油墨及其制备方法、加成线路板的制备方法，其中，化学镀铜光固化活化油墨包括有机溶剂和溶解在所述有机溶剂中的碳载金属纳米复合材料、预聚物单体、活性稀释剂单体、光引发剂以及助剂，所述碳载金属纳米复合材料由炭黑和金属纳米粒子催化剂组成。本发明专利技术制备的化学镀铜光固化活化油墨为均一、稳定的浆料，在室温下，密封保存一个月仍保持原状；所述化学镀铜光固化活化油墨在紫外灯照条件下数秒内即可达到完全固化的效果，大大提高生产效率；所述化学镀铜光固化活化油墨还可直接在基材上选择性的图案化设计，赋予线路灵活性，满足印刷电路板行业向加成电路板领域的发展。向加成电路板领域的发展。向加成电路板领域的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种化学镀铜光固化活化油墨及其制备方法、加成线路板的制备方法


[0001]本专利技术涉及柔性电子电路器件制作
，尤其涉及一种化学镀铜光固化活化油墨及其制备方法、加成线路板的制备方法。
技术背景
[0002]目前主流的印制电路板(PCB)线路制作方法主要有三种：减成法、半加成法和全加成法。减成法即蚀刻法，是目前国内外最成熟、大规模应用的印制技术。具体是指在一块覆铜板基底上，通过光化学成像法、网印图形转移或电镀图形的方式在铜板上形成一层抗腐蚀层，然后用蚀刻液腐蚀掉非图形部分的铜箔以形成所需电路的生产工艺，作为传统的PCB生产工艺，其主要的缺点在于工艺繁琐，浪费大量的铜资源并且环境污染严重。
[0003]加成法是指在没有覆铜板的绝缘基材表面上，可选择性地沉积导电金属形成预设线路图形的方法，由于其线路是后面加到印制板上的，所以称为加成法。按其工艺可以分为半加成法、全加成法、LDS法和直接印制法(印刷油墨或浆料法)等几种。相比减成法，其主要的优势在于：(1)生产成本低。蚀刻法中常用蚀刻液腐蚀掉铜箔中大部分的非图形化铜面被浪费，导致高昂的成本，而加成法不需要蚀刻铜箔，因此节约了成本。(2)环境污染小。传统减成法中需要用大量的蚀刻液，会产生许多含重金属离子的副产物，蚀刻液的排放会严重污染环境，加成法中的电镀工艺同样也会污染环境，但其程度远低于减成法工艺。(3)生产工序简单。加成法减少了蚀刻工序，提高了生产效率。(4)高精密度。减成法由于受到蚀刻等因素的影响，难以制作线宽/线距小于50μm的精细线路。加成法中孔壁和导线同时化学镀铜，保证其铜层厚度均匀一致，满足高厚径比印制板。
[0004]直接印刷法是直接用功能化油墨或浆料在柔性绝缘基底上印制图案，得到需求的线路。其主要在制作RFID电子标签天线等特定领域有所应用。主要的优点是1)工艺简单、高效。可以通过微电子打印机等设备将所需的图形直接打印在基底上；2)成本低廉。直接印刷法中所需要的原材料成本较低且对原材料的浪费较少；3)绿色环保。直接印刷法采用的活化油墨可直接打印在基底上，不含有腐蚀性化学试剂，绿色环保。
[0005]然而，基于印刷油墨的稳定性及油墨的固化方式及时间的问题，大部分的油墨都是选用金属离子作为油墨中的催化剂，一方面无机金属离子在有机树脂中不易分散，另一方面，即使用金属离子水溶液预先将催化剂金属离子溶解后再加入到有机树脂中，也无法达到均匀混合的效果；通常制备的油墨都需要在高温下热固化，其固化温度高且时间长。另外单纯的用金属纳米颗粒作为活化剂，对于金属颗粒的用量较大，尤其是贵金属纳米颗粒，成本较高。
[0006]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0007]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种化学镀铜光固化活化油墨
及其制备方法、柔性线路板的制备方法，旨在解决现有印刷油墨的稳定性较差、固化温度高且时间较长的问题。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种化学镀铜光固化活化油墨，其中，包括有机溶剂和溶解在所述有机溶剂中的碳载金属纳米复合材料、预聚物单体、活性稀释剂单体、光引发剂以及助剂，所述碳载金属纳米复合材料由炭黑和金属纳米粒子催化剂组成。
[0010]所述的化学镀铜光固化活化油墨，其中，所述化学镀铜光固化活化油墨中，预聚物单体的质量百分比为32
‑
68％，活性稀释剂单体质量百分比为20
‑
40％，光引发剂质量百分比为4
‑
7％，助剂质量百分比为1
‑
2％，炭黑质量百分比为5
‑
15％，金属纳米粒子催化剂质量百分比为10
‑
30％。
[0011]所述的化学镀铜光固化活化油墨，其中，所述金属纳米粒子催化剂为纳米银和纳米铜中的一种或两种；和/或，所述预聚物单体为环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种。
[0012]所述的化学镀铜光固化活化油墨，其中，所述活性稀释剂单体为甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
[0013]所述的化学镀铜光固化活化油墨，其中，所述光引发剂为2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4
‑
(甲硫基)苯基]‑1‑
丙、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2
‑
异丙基硫杂蒽酮和对
‑
N,N
‑
二甲氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种。
[0014]所述的化学镀铜光固化活化油墨，其中，所述助剂包括偶联剂、消泡剂、分散剂和流平剂中的一种或多种。
[0015]一种化学镀铜光固化活化油墨的制备方法，其中，包括步骤：
[0016]将金属化合物溶液和炭黑混合后再加入还原剂，在水浴加热条件下将所述金属化合物还原成金属纳米颗粒并附载在所述炭黑上，制备出碳载金属纳米复合材料；
[0017]将所述碳载金属纳米复合材料与预聚物单体、活性稀释剂单体以及光引发剂混合后，配制成所述化学镀铜光固化活化油墨。
[0018]一种加成线路板的制备方法，其中，包括步骤：
[0019]化学镀铜光固化活化油墨装入打印机中，在绝缘基材上打印出预设线路图并进行光固化处理，得到图案化基底；
[0020]将所述图案化基底放入预先配制好的镀铜液中，进行化学沉铜，制得所述线路板。
[0021]所述加成线路板的制备方法，其中，所述镀铜液包括氢氧化钠、四水合酒石酸钾钠、五水合硫酸铜、二水合乙二胺四乙酸二钠、亚铁氰化钾和甲醛。
[0022]所述加成线路板的制备方法，其中，在柔性绝缘基材上打印出预设线路图并进行光固化处理之前还包括对柔性绝缘基材进行预处理的步骤，其包括：
[0023]对所述绝缘基材进行清洗处理，得到清洗后绝缘基材；
[0024]将所述清洗后绝缘基材放入到碱性除油液中，在50℃
‑
80℃的条件下进行除油处理，得到除油后绝缘基材，所述碱性除油液由氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠、碳酸钠和十二水合磷酸钠组成；
[0025]将所述除油后绝缘基材放入到加热至50℃的改性吸附液中进行改性处理，得到改
性后柔性绝缘基材，所述改性吸附液由3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷、甲醇、异丙醇、乙酰丙酮、去离子水和乙二醇甲醚组成。
[0026]有益效果：本专利技术提供了一种化学镀铜光固化活化油墨及其制备方法、加成线路板的制备方法，本专利技术采用低成本的碳载金属纳米复合材料代替贵金属钯作为催化剂，既降低了生产成本，又赋予了化学镀铜光固化活化油墨优良的稳定性和催化性能，所述化学镀铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学镀铜光固化活化油墨，其特征在于，包括有机溶剂和溶解在所述有机溶剂中的碳载金属纳米复合材料、预聚物单体、活性稀释剂单体、光引发剂以及助剂，所述碳载金属纳米复合材料由炭黑和金属纳米粒子催化剂组成。2.根据权利要求1所述的化学镀铜光固化活化油墨，其特征在于，所述化学镀铜光固化活化油墨中，预聚物单体的质量百分比为32
‑
68％，活性稀释剂单体质量百分比为20
‑
40％，光引发剂质量百分比为4
‑
7％，助剂质量百分比为1
‑
2％，炭黑质量百分比为5
‑
15％，金属纳米粒子催化剂质量百分比为10
‑
30％。3.根据权利要求1
‑
2任一所述的化学镀铜光固化活化油墨，其特征在于，所述金属纳米粒子催化剂为纳米银和纳米铜中的一种或两种；和/或，所述预聚物单体为环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1
‑
2任一所述的化学镀铜光固化活化油墨，其特征在于，所述活性稀释剂单体为甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯、1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1
‑
2任一所述的化学镀铜光固化活化油墨，其特征在于，所述光引发剂为2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4
‑
(甲硫基)苯基]
‑1‑
丙、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：符显珠，丁萍，林长霖，罗诗隆，史希言，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：