钻孔油墨及其应用

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种钻孔油墨及其应用。

背景技术

在印刷电路板(简称PCB)加工制造工序中，受材料、结构设计、线路设计、压制工艺与设备等诸多因素的影响，压制工序加工出来的PCB板会存在一定程度的变形，放置在平整的大理石平台上有着不同程度的翘曲形变。PCB板的翘曲形变对其钻孔加工有较大的影响，若PCB板较薄(3.0mm以下)，钻孔加工时则通过适当加大压力脚的压力，可以改变PCB板钻孔位置的翘曲形变，使得PCB板与垫板紧贴，钻孔不会产生过大的毛刺；若PCB板较厚(3.0mm以上)，压力脚的压力难以改变PCB板的翘曲形变，PCB板与垫板无法紧贴而存在间隙，钻孔易产生较大的毛刺及其它钻孔问题，且过大的毛刺会影响到后工序加工，严重的甚至会影响PCB板成品品质而报废。总之，PCB板的翘曲形变或表面的平整性不足，在压力脚的压力无法改变的情况，钻孔加工时易产生毛刺等钻孔问题。

目前钻孔工艺过程中通常用盖板放在待钻PCB板的上表面，然后放置于钻孔机台面上，四周用胶带贴附来保护PCB板面、改善钻孔加工性能和品质等作用。常用的盖板材料有铝片、覆膜铝片、冷冲板等。

然而，当采用铝片作为盖板对PCB板进行钻孔时，钻孔过程中经常会出现残丝导致钻孔断针，且铝片表面光滑，入钻定位效果较差；当采用冷冲板作为PCB钻孔用盖板时，其在厚板PCB方面适用性较差，对于增加PCB叠板层数也没有明显效果；当采用涂树脂铝片作为PCB钻孔用盖板时，虽然其功能性较强，但铝基材质会导致PCB钻孔时铝屑对钻针缠绕，且铝金属在PCB孔内残留会对后工序的进行带来不利影响。同时，此类盖板的应用成本高，大量使用成本达到15元/m

发明内容

本发明的目的是提供一种钻孔油墨及其应用，旨在解决传统印刷电路板钻孔过程中存在的容易产生毛刺或残留物、生产成本高等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种钻孔油墨，包括如下按照重量百分数计的组分：

作为本发明的一种优选技术方案，所述钻孔油墨的粘度为10000mPa.s-20000mPa.s。

作为本发明的一种优选技术方案，所述改性丙烯酸树脂选自两官能度环氧改性丙烯酸酯、三官能度环氧改性丙烯酸酯、两官能度聚酯改性丙烯酸酯、聚醚改性丙烯酸酯、四官能度芳香族聚氨酯改性丙烯酸酯、六官能度脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯、四官能度酚醛环氧改性丙烯酸酯、三官能度酚醛环氧改性丙烯酸酯中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述UV单体选自HEMA、IBOA、DMAA、DEAA、ACMO、β-CEA、PHEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、PETA、TMPTA、EO-TMPTA、PETEA、DPHA、磷酸酯单体中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光引发剂选自1173光引发剂、184光引发剂、TPO、819光引发剂、369光引发剂、907光引发剂、ITX、BP中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述色浆选自酞菁蓝色浆、酞菁绿色浆中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述填料选自轻质碳酸钙、滑石粉中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述助剂包括流平剂、消泡剂中的至少一种。

本发明另一方面提供了一种钻孔油墨的制备方法，包括如下步骤：

根据上述的钻孔油墨配方提供改性丙烯酸树脂、UV单体、光引发剂、色浆、填料、助剂；

将所述改性丙烯酸树脂、所述UV单体、所述光引发剂、所述色浆、所述填料、所述助剂混合，得到所述钻孔油墨。

本发明再一方面提供了上述钻孔油墨在印刷电路板的钻孔加工中的应用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钻孔油墨在印刷电路板的钻孔加工中的应用包括如下步骤：

提供待钻孔印刷电路板；

将所述钻孔油墨涂覆在所述待钻孔印刷电路板上，然后进行固化反应，得到覆有墨膜的待钻孔印刷电路板；

对所述覆有墨膜的待钻孔印刷电路板进行钻孔。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述涂覆是采用丝网印刷的方式进行涂覆。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述固化反应是光固化反应。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述墨膜的硬度≥6H。

作为本发明的更进一步优选技术方案，所述丝网印刷是用380-450目的丝网进行印刷。

作为本发明的更进一步优选技术方案，所述丝网印刷时的用墨量为30g/m

本发明通过将改性丙烯酸树脂、UV单体、光引发剂、色浆、填料和助剂作为原料，所得钻孔油墨具有适合的粘度，以便于将其涂覆于待钻孔印刷电路板上；其次，本发明所得钻孔油墨经固化后形成的墨膜具有较高的硬度，因此可替代传统的盖板用于印刷电路板的钻孔加工。

传统的印刷电路板钻孔是以铝基材料、冲击板等作为盖板覆盖在待钻孔印刷电路板上表面进行钻孔，具有容易产生毛刺、入钻定位效果差和残留等问题，并且盖板的使用还会增加生产成本及储存、运输成本。由于本发明钻孔油墨固化后所得墨膜具有较高的硬度，因此可将其作为盖板的替代物，覆盖于待钻孔印刷电路板表面用于钻孔，且钻孔完毕可通过激光等方法简单地将墨膜去除掉，不会存在毛刺和残留等问题，可显著提高钻孔效率和钻孔精度。并且，由于没有使用传统的铝片、冷冲板等作为盖板，不仅可以降低生产成本、储存成本和运输成本，还可避免碎屑缠刀等问题。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要理解的是，本发明实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明公开的范围之内。具体地址，本发明实施例中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

在本发明的描述中，除非上下文另外明确地使用，否则词的单数形式的表达应被理解为包该词的复数形式。术语“包括”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合的存在，但不用于排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合。

在本发明的描述中，当一个元件例如层、膜、区域或基板被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一件元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。

在本说明书中，“下”或“上”不是绝对的概念，而可以是能够根据观察者的视角通过分别替换“上”或“下”来解释的相对概念。

本发明实施例提供了一种钻孔油墨，包括如下按照重量百分数计的组分：

本发明通过将改性丙烯酸树脂、UV单体、光引发剂、色浆、填料和助剂作为原料，所得钻孔油墨具有适合的粘度，以便于将其涂覆于待钻孔印刷电路板上；其次，本发明所得钻孔油墨经固化后形成的墨膜具有较高的硬度，因此可替代传统的盖板用于印刷电路板的钻孔加工。

丙烯酸树脂在机械性能、硬度、耐腐蚀等方面表现不佳，难以达到所得钻孔油墨固化后的硬度要求。因此，本发明采用改性丙烯酸树脂，不仅具有更好的机械性能和热稳定性，而且其结构上具有多个活性基团，使所得钻孔油墨可以进行固化反应生成墨膜，有利于将其用于印刷电路板的钻孔加工中。在一些实施例中，改性丙烯酸树脂的含量为50％-80％。改性丙烯酸树脂的添加量过多，则所得钻孔油墨的粘度会过高，进而影响钻孔油墨在生产过程中的分散效果及实际应用中的印刷效果；改性丙烯酸树脂的添加量过少，则所得钻孔油墨的粘度过低，在实际应用中无法达到所需的印刷效果。具体地，改性丙烯酸树脂典型而非限制性的重量百分数含量为：50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％。

UV单体是含有可聚合官能团的小分子，具有参与成膜反应、调节钻孔油墨的粘度、固化速度和调整墨膜的理化性能等作用。在一些实施例中，UV单体选自HEMA、IBOA、DMAA、DEAA、ACMO、β-CEA、PHEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、PETA、TMPTA、EO-TMPTA、PETEA、DPHA、磷酸酯单体中的至少一种。在一些实施例中，本发明将UV单体在钻孔油墨中的重量百分数控制在15％-30％。具体地，UV单体典型而非限制性的重量百分数含量为：15％、20％、25％、30％。

光引发剂能在紫外光区或可见光区吸收能量产生自由基或阳离子，从而引发单体聚合交联固化反应。在一些实施例中，光引发剂选自1173光引发剂、184光引发剂、TPO、819光引发剂、369光引发剂、907光引发剂、ITX、BP中的至少一种。光引发剂的添加量过多，容易导致钻孔油墨产生储运不稳定和生产成本过高等问题；光引发剂的添加量过少，则可能使光固化反应不完全，从而影响所得墨膜的硬度等性能降低。因此，本发明将光引发剂在钻孔油墨中的重量百分数控制在3％-5％。具体地，光引发剂典型而非限制性的重量百分数含量为：3％、4％、5％。

色浆用于识别，在印刷时有助于确定是否将钻孔油墨涂覆均匀。在一些实施例中，选用酞菁蓝色浆和/或酞菁绿色浆进行调色。色浆的添加量过多则造成生产成本的增加；色浆的添加量过少又难以起到识别作用。因此，本发明将色浆在钻孔墨水中的重量百分数控制在0.2％-0.5％。具体地，色浆典型而非限制性的重量百分数含量为：0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。

优选地，酞菁蓝色浆、酞菁绿色浆的粒径＜10μm。

填料的成本较低，不仅可进一步提升钻孔油墨形成墨膜的耐热性、吸附力、硬度等性能，还可以降低生产成本。在一些实施例中，选择轻质碳酸钙和/或滑石粉作为填料。填料的添加量过多，相应地其它组分含量会变少，进而影响所得墨膜原本的性能；填料的添加量过少，则生产成本较高，不利于规模化生产。因此，本发明将填料在钻孔油墨中的重量百分数控制在8％-15％。具体地，填料典型而非限制性的重量百分数含量为：8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。

优选地，轻质碳酸钙和/或滑石粉的粒径为5000目以上。

助剂在本发明钻孔油墨中主要起流平剂和/或消泡剂的作用，以提升所得墨膜的平整度和光滑度。在一些实施例中，流平剂选自迪高公司的Glide 100、Glide 406、Glide410、Glide 450、Glide 455和比克公司的

辅助作用，可以是提高填料分散性的润湿分散剂，以及不影响重涂的流平剂和消泡剂中的至少一种。助剂的添加量过多，可能会发生滴流、涡眼等问题；助剂的添加量过少，所得墨膜的平整度、光滑度不够。因此，本发明将助剂在油墨中的重量百分数控制在0.8％-2％，以使所得钻孔油墨在固化后形成的墨膜具有合适的平整度和光滑度。具体地，助剂典型而非限制性的重量百分数含量为：0.8％、0.9％、1％、1.5％、2％。

优选地，以钻孔油墨为基准，助剂中的流平剂的重量百分数为0.3％-1％，助剂中的消泡剂的重量百分数为0.5％-1％。具体地，流平剂典型而非限制性的重量百分数含量为：0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％；消泡剂典型而非限制性的重量百分数含量为：0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。

本发明将钻孔油墨的粘度控制在10000mPa.s-20000mPa.s，这样有助于通过丝网印刷的方式将钻孔油墨涂覆于待钻孔印刷电路板的表面，以实现对用墨量的精确控制，节约生产成本。

本发明实施例提供了一种钻孔油墨的制备方法，包括如下步骤：

S1、根据上述的钻孔油墨配方提供改性丙烯酸树脂、UV单体、光引发剂、色浆、填料、助剂；

S2、将改性丙烯酸树脂、UV单体、光引发剂、色浆、填料、助剂混合，得到钻孔油墨。

优选地，本发明将S2中各组分按照以下顺序依次添加：光引发剂、UV单体、助剂、改性丙烯酸树脂、填料、色浆；上述组分中，每个组分添加前应确保前述组分充分分散均匀。该方式得到的钻孔油墨的分散性更佳，涂覆于待钻孔印刷电路板表面时更容易获得光滑、平整的墨膜。

本发明实施例提供了上述钻孔油墨在印刷电路板的钻孔加工中的应用。

具体地，可包括如下步骤：

S01、提供待钻孔印刷电路板；

S02、将钻孔油墨涂覆在待钻孔印刷电路板上，然后进行固化反应，得到覆有墨膜的待钻孔印刷电路板；

S03、对覆有墨膜的待钻孔印刷电路板进行钻孔。

由于本发明钻孔油墨涂覆在待钻孔印刷电路板上，经固化反应形成墨膜，该墨膜具有较高的硬度，因此可将其作为盖板的替代物，覆盖于待钻孔印刷电路板表面用于钻孔，且钻孔完毕可通过激光等方法简单地将墨膜去除掉，不会存在毛刺和残留等问题，可显著提高钻孔效率和钻孔精度。并且，由于没有使用传统的铝片、冷冲板等作为盖板，不仅可以降低生产成本、储存成本和运输成本，还可避免碎屑缠刀等问题。

S02的涂覆过程中，用墨量过高，则每平方米的墨膜成本会超过5元，不利于节约生产成本；用墨量过低，则会影响披锋控制和钻孔精度。因此，涂覆可以采用丝网印刷的方式进行，以精确地控制用墨量，在提升钻孔精度的同时降低生产成本。优选地，丝网的目数为380-450目；丝网印刷时的用墨量为30g/m

钻孔油墨涂覆在待钻孔印刷电路板上后应进行固化反应将其固化成膜。具体可以是光固化反应，如使用紫外灯在395nm波长下快速辐照不低于500mj/cm

传统的铝片、冷冲板等盖板的厚度均为毫米级，本发明将钻孔油墨经固化形成厚度为20μm-30μm的墨膜替代传统的盖板，因此，墨膜的硬度决定其是否可以替代盖板用于钻孔加工。在一些实施例中，固化后所得的墨膜硬度≥6H，其硬度完全足以替代盖板用于钻孔加工。

S03的钻孔采用本领域常用方法即可。其中，在钻孔之前，可以在待钻孔印刷电路板的底部加垫板后再进行后续操作；钻孔之后，可通过激光等简单的方式轻易地将墨膜去除掉。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例钻孔油墨及其应用的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

一种钻孔油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将光引发剂搅拌溶解在UV单体中，然后将助剂均匀分散到其中；

(2)将改性丙烯酸树脂均匀分散到步骤(1)所得体系中，再加入填料分散均匀；

(3)在步骤(2)所得体系中加入色浆分散均匀，得到钻孔油墨。

实施例1中各组分的具体选择和含量如表1所示。对所得钻孔油墨取样进行理化检测和固化钻孔应用性能测试，结果如表2所示。

表1实施例1各组分选择及含量

表2实施例1所得钻孔油墨的应用和性能测试结果

实施例2

一种钻孔油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将光引发剂搅拌溶解在UV单体中，然后将助剂均匀分散到其中；

(2)将改性丙烯酸树脂均匀分散到步骤(1)所得体系中，再加入填料分散均匀；

(3)在步骤(2)所得体系中加入色浆分散均匀，得到钻孔油墨。

实施例2中各组分的具体选择和含量如表3所示。对所得钻孔油墨取样进行理化检测和固化钻孔应用性能测试，结果如表4所示。

表3实施例2各组分选择及含量

表4实施例2所得钻孔油墨的应用和性能测试结果

实施例3

一种钻孔油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将光引发剂搅拌溶解在UV单体中，然后将助剂均匀分散到其中；

(2)将改性丙烯酸树脂均匀分散到步骤(1)所得体系中，再加入填料分散均匀；

(3)在步骤(2)所得体系中加入色浆分散均匀，得到钻孔油墨。

实施例3中各组分的具体选择和含量如表5所示。对所得钻孔油墨取样进行理化检测和固化钻孔应用性能测试，结果如表6所示。

表5实施例3各组分选择及含量

表6实施例3所得钻孔油墨的应用和性能测试结果

实施例4

一种钻孔油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将光引发剂搅拌溶解在UV单体中，然后将助剂均匀分散到其中；

(2)将改性丙烯酸树脂均匀分散到步骤(1)所得体系中，再加入填料分散均匀；

(3)在步骤(2)所得体系中加入色浆分散均匀，得到钻孔油墨。

实施例4中各组分的具体选择和含量如表7所示。对所得钻孔油墨取样进行理化检测和固化钻孔应用性能测试，结果如表8所示。

表7实施例4各组分选择及含量

表8实施例4所得钻孔油墨的应用和性能测试结果

通过上述性能测试结果可以看出，本发明钻孔油墨涂覆于印刷电路板上固化所得墨膜具有≥6H的硬度，可替代盖板用于钻孔加工；并且，通过钻孔CPK值可以看出，本发明利用墨膜替代盖板钻孔具有制程能力和披锋抑制能力强的优点，因此钻孔精度更高；钻孔后的墨膜可直接激光去除，使整个钻孔过程得到简化，操作也更加方便。此外，本发明将钻孔油墨的成本控制在每平米5元以内，有利于降低生产成本，具有较好的应用前景和市场价值。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。