CN118852909A - 一种抗电镀可碱退的uv油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗电镀可碱退的UV油墨及其制备方法,属于感光材料技术领域,所述的抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:50~85份感光树脂、10~45份填料、1~8份光引发剂、1~5份第一活性稀释剂、1~5份助剂;本发明所述的UV油墨具有优异的抗电镀性和抗蚀刻性,同时能够碱退,所述的UV油墨无VOC挥发,经过印刷、UV固化即可成型,生产过程简单,节省成本,不需要高温烘烤,铜层不易氧化同时也节电。本发明通过设计主体树脂的结构,使油墨有良好的感度和抗电镀能力,同时还具有良好的退膜性能,是电镀领域非常重要的过程保护材料。
Description
技术领域
本发明涉及感光材料技术领域,具体涉及一种抗电镀可碱退的UV油墨及其制备方法。
背景技术
在电子、电路板制造等领域,抗电镀性能是材料的重要性能指标之一。抗电镀性能好的材料能够在电镀过程中保持稳定的结构和性能,防止电镀液对材料的侵蚀和破坏。尽管光敏树脂和碱溶性树脂在各自领域取得了显著进展,但将两者结合制备出既具有碱溶性又具有优异抗电镀性能的光敏树脂仍面临诸多挑战。
传统的抗电镀油墨,大多是溶剂型油墨,使用有很多局限性,一方面使用了挥发性溶剂,在干燥时,有大量VOC气体排放,污染环境;另一方面,溶剂干燥需要较高温度烘烤,高温条件下,电镀的种子层的铜容易发生氧化,严重影响电镀效果。
鉴于此,提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种本发明所述的UV油墨具有优异的抗电镀性和抗蚀刻性,同时能够碱退。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:50~85份感光树脂、10~45份填料、1~8份光引发剂、1~5份第一活性稀释剂、1~5份助剂;
所述感光树脂的结构式如式I所示:
式I中,R1为氢或甲基;R2为(CH2)nCH3或以下基团中的至少一种:
n为0~18的整数;a:(x+y):z=1:(1~3):(0.5~2)。
作为本发明的优选实施方案,所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、链转移剂、引发剂、分散剂在水中反应,得到前驱体;
(2)将前驱体加入到第二活性稀释剂中,加入催化剂、改性剂,反应,得到感光树脂;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸单体和丙烯酸酯类单体;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸单体和丙烯酸酯类单体的摩尔比为1:(1~3):(0.5~2);
所述改性剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯;
所述第二活性稀释剂包括甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、β-羧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
作为本发明的优选实施方案,所述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为氢或甲基;R2为(CH2)nCH3,n为0~18的整数。
作为本发明的优选实施方案,所述式Ⅱ中的R2为以下基团中的一种:
作为本发明的优选实施方案,所述聚合单体、链转移剂、引发剂、分散剂、水的质量比为(23~48):(0.05~0.3):(0.5~3):(0.5~1.5):(50~75);
所述前驱体、第二活性稀释剂、改性剂、催化剂的质量比为(40~65):(30~55):(5~15):(0.3~1.5)。
作为本发明的优选实施方案,所述链转移剂包括3-巯基丙酸异辛酯、叔十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、仲十二烷基硫醇、巯基乙醇中的至少一种;
所述引发剂包括偶氮二异丁睛、过氧化二苯甲酞、二叔戊基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的至少一种;
所述分散剂包括聚丙烯醇、聚丙烯酸盐类、甲基纤维素、羟丙基纤维素、明胶、海藻酸钠中的至少一种;
所述催化剂包括乙酰丙酮铝、三苯基膦、十六烷基三甲基溴化铵、4,2-甲氨基吡啶、三乙胺、N、N-二甲基苯胺中的至少一种。
作为本发明的优选实施方案,所述填料包括硫酸钡、钛白粉、二氧化硅中的至少一种。
作为本发明的优选实施方案,所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环已基苯基酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮中的至少一种;
所述助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂中的至少一种;
所述第一活性稀释剂包括甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、β-羧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
本发明还提供了一种抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在55~75℃下反应2~5h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
本发明的有益效果在于:本发明所述的UV油墨具有优异的抗电镀性和抗蚀刻性,同时能够碱退,所述的UV油墨无VOC挥发,经过印刷、UV固化即可成型,生产过程简单,节省成本,不需要高温烘烤,铜层不易氧化同时也节电。本发明通过设计主体树脂的结构,使油墨有良好的感度和抗电镀能力,同时还具有良好的退膜性能,是电镀领域非常重要的过程保护材料。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
在本申请中,具体的分散、搅拌处理方式没有特别限制。
本发明各实施例及对比例所用组分原料或仪器除非特别说明,否则均为市售原料或仪器,且各平行实验中所使用的组分原料均为同种。
提供了以下实施例以促进对本发明的理解。提供这些实施例不是为了限制权利要求的范围。
实施例1
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:64份感光树脂、25份硫酸钡、5份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、4份基丙烯酸-β-羟乙酯、1份TEGO-270流平剂、1份HypermerKD-1分散剂。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:2:1;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
所述抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在65℃下反应4h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
实施例2
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:64份感光树脂、25份硫酸钡、5份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、4份基丙烯酸-β-羟乙酯、1份TEGO-270流平剂、1份HypermerKD-1分散剂。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:3:0.5;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
所述抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在65℃下反应4h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
实施例3
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:64份感光树脂、25份硫酸钡、5份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、4份基丙烯酸-β-羟乙酯、1份TEGO-270流平剂、1份HypermerKD-1分散剂。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:1:2;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
所述抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在65℃下反应4h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
实施例4
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:77份感光树脂、15份硫酸钡、2份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2份基丙烯酸-β-羟乙酯、2份TEGO-270流平剂、2份HypermerKD-1分散剂。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:2:1;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
所述抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在65℃下反应4h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
实施例5
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:50份感光树脂、34份硫酸钡、6份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、5份基丙烯酸-β-羟乙酯、3份TEGO-270流平剂、2份HypermerKD-1分散剂。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:2:1;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
所述抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在65℃下反应4h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于,对比例1的感光树脂未经过甲基丙烯酸缩水甘油醚进行改性,其他都相同。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到感光树脂;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:2:1;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于,对比例2采用等量的甲基丙烯酸替换丙烯酰吗啉,其他都相同。
所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素在水中,在75℃反应4h,得到前驱体;
所述聚合单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸酯类单体和丙烯酸;所述甲基丙烯酸、丙烯酸酯类单体、丙烯酸的摩尔比为1:2:1;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为甲基;
R2为
所述聚合单体、3-巯基丙酸异辛酯、偶氮二异丁睛、羟丙基纤维素、水的质量比为36:0.2:1:1:60;
(2)将前驱体加入到甲基丙烯酸-β-羟乙酯中,加入乙酰丙酮铝、甲基丙烯酸缩水甘油酯,在75℃反应4h,得到感光树脂;所述前驱体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙酰丙酮铝的质量比为50:40:10:1。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于,各原料的用量不同,其他都相同。
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:90份感光树脂、5份硫酸钡、1份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1份基丙烯酸-β-羟乙酯、2份TEGO-270流平剂、1份HypermerKD-1分散剂。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于,各原料的用量不同,其他都相同。
一种抗电镀可碱退的UV油墨,包括以下重量份的制备原料:40份感光树脂、50份硫酸钡、0.5份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、6份基丙烯酸-β-羟乙酯、2.5份TEGO-270流平剂、1份HypermerKD-1分散剂。
测试例
1.按照GB/T 29846-2013测试(A.3.2,涂布方法为旋涂,成膜厚度为20μm,曝光能量为200mJ/cm2,显影剂为1wt%碳酸钠溶液,显影温度为30℃)抗蚀刻性和抗电镀性。
2.按照GB/T 29846-2013的标准成像(A.3.2,涂布方法为旋涂,成膜厚度为20μm,曝光能量为200mJ/cm2,显影剂为1wt%碳酸钠溶液,显影温度为30℃)在45℃下,将光刻胶膜在5%氢氧化钠溶液下退膜,退膜时间在40~80s以内即为合格。
表1
由此可见,本发明所述的UV油墨具有优异的抗电镀性和抗蚀刻性,同时能够碱退。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,包括以下重量份的制备原料:50~85份感光树脂、10~45份填料、1~8份光引发剂、1~5份第一活性稀释剂、1~5份助剂;
所述感光树脂的结构式如式I所示:
式I中,R1为氢或甲基;R2为(CH2)nCH3或以下基团中的至少一种:
n为0~18的整数;a:(x+y):z=1:(1~3):(0.5~2)。
2.根据权利要求1所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述感光树脂的制备方法为:
(1)将聚合单体、链转移剂、引发剂、分散剂在水中反应,得到前驱体;
(2)将前驱体加入到第二活性稀释剂中,加入催化剂、改性剂,反应,得到感光树脂;
所述聚合单体包括丙烯酰吗啉、丙烯酸单体和丙烯酸酯类单体;所述丙烯酰吗啉、丙烯酸单体和丙烯酸酯类单体的摩尔比为1:(1~3):(0.5~2);
所述改性剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯;
所述第二活性稀释剂包括甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、β-羧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种;
所述丙烯酸酯类单体的结构式如式Ⅱ所示:
式Ⅱ中,R1为氢或甲基;R2为(CH2)nCH3,n为0~18的整数。
4.根据权利要求3所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述式Ⅱ中的R2为以下基团中的一种:
5.根据权利要求2所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述聚合单体、链转移剂、引发剂、分散剂、水的质量比为(23~48):(0.05~0.3):(0.5~3):(0.5~1.5):(50~75)。
6.根据权利要求2所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述前驱体、第二活性稀释剂、改性剂、催化剂的质量比为(40~65):(30~55):(5~15):(0.3~1.5)。
7.根据权利要求2所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述链转移剂包括3-巯基丙酸异辛酯、叔十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、仲十二烷基硫醇、巯基乙醇中的至少一种;
所述引发剂包括偶氮二异丁睛、过氧化二苯甲酞、二叔戊基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基中的至少一种;
所述分散剂包括聚丙烯醇、聚丙烯酸盐类、甲基纤维素、羟丙基纤维素、明胶、海藻酸钠中的至少一种;
所述催化剂包括乙酰丙酮铝、三苯基膦、十六烷基三甲基溴化铵、4,2-甲氨基吡啶、三乙胺、N、N-二甲基苯胺中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述填料包括硫酸钡、钛白粉、二氧化硅中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的抗电镀可碱退的UV油墨,其特征在于,所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环已基苯基酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮中的至少一种;
所述助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂中的至少一种;
所述第一活性稀释剂包括甲基丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯、β-羧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。
10.权利要求1~9任一所述的抗电镀可碱退的UV油墨的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将感光树脂、填料、第一活性稀释剂、光引发剂、助剂混合均匀,在55~75℃下反应2~5h,研磨,得到抗电镀可碱退的UV油墨。
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