1.本发明属于喷墨打印制作印刷电路领域，涉及一种喷墨打印工艺使用的抗蚀刻墨水。


背景技术：

2.电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。电路板是当代各类的电子设备中不可缺少的配件之一，但凡是电子设备，无论是大型机械或是个人电脑、通信基站或手机、家用电器或电子玩具均会用到印制电路板。
3.印制电路板在电子工业中的制造至关重要，传统的pcb目前使用干膜或湿膜抗蚀剂来涂布制作抗蚀刻涂层，涂布后通过曝光、显影工艺形成所需要的图案，然后对裸露的铜面进行化学蚀刻，再通过去膜工艺去除抗蚀刻涂层，最终形成做需要的电路图案。这种工艺，周期长，能耗高，人力成本高。随着喷墨打印技术的成熟，使用喷墨打印的形式直接形成所需图案的抗蚀刻涂层在行业里被更多的讨论。
4.蚀刻的质量要求是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净。严格来说，蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。侧蚀问题是蚀刻中常被提出来讨论的。侧蚀宽度与蚀刻深度之比，称为蚀刻因子；在印刷电路工业中，小的侧蚀度或低的蚀刻因子是最令人满意的。蚀刻设备的结构及不同成分的蚀刻液都会对蚀刻因子或侧蚀度产生影响。抗蚀刻墨水是作为腐蚀电路时的阻挡层，在蚀刻电路时起保护作用。随着技术的不断进步，出现了可喷墨打印的抗蚀刻墨水，但是目前市面上使用的抗蚀刻墨水产品存在耐蚀刻性能不足、蚀刻质量差、蚀刻深度不足等问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中使用的抗蚀刻墨水产品存在的问题，本发明通过创新性的配方技术，解决了使用目前的抗蚀刻墨水喷墨打印工艺制作的pcb抗蚀刻涂层存在的耐蚀刻性能不足、蚀刻质量差、蚀刻深度不足等问题。
6.本发明是这样实现的：一种喷墨打印抗蚀刻墨水，所述的墨水由以下组分制得：感光功能材料：50-70质量份；温敏单体：5-15质量份；光固化树脂：1-10质量份；光聚合引发剂：1-5质量份；超细合成硫酸钡：0.1-1质量份；有机染料：0.1-0.5质量份；所述的感光功能材料、温敏单体、光固化树脂、光聚合引发剂、超细合成硫酸钡、有机染料组成的抗蚀刻墨水的实际溶解温度为35℃以上。所述的抗蚀刻墨水适用于温度在35
℃以上的酸性蚀刻液。
7.所述的抗蚀刻墨水25℃时的动力粘度在50cps以下。
8.所述的感光功能材料为n,n-二乙基乙酰乙酰胺deaa、n,n-二乙基乙酰乙酰胺(deaa)聚合物和邻硝基苄基丙烯酸酯(nbae)中的一种或者几种组合。
9.所述温敏单体为n-异丙基丙烯酰胺(nipam)、甲基丙烯酸二甲氨乙酯 (dmaema)、寡聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(oegma)、n-乙烯基己内酰胺(vcl)、甲基四氢呋喃甲基丙烯烯酰胺(thfma)和甲基四氢呋喃丙烯酰胺(thfaa)中的一种或者几种组合。
10.本发明通过使用由感光功能材料和温敏单体作为墨水的主要成分，两者反应将墨水的实际溶解温度提高到35℃以上，制备的墨水在35℃以上会发生相分离，不溶于温度35℃以上的酸性蚀刻液或水，但是可溶于温度小于35℃的酸性蚀刻液或水。酸性蚀刻液的主要溶剂为水。由于实际蚀刻工艺中蚀刻液的温度高于35℃，因此本发明的技术方案开拓性的解决了抗蚀刻涂层耐酸蚀刻性能差等问题，使喷墨打印工艺制作pcb抗蚀刻涂层成为可能。通过调节墨水组分的不同配比使墨水的实际溶解温度达到最优。
11.所述的光固化树脂为分子中含有丙烯酰基、羧基或环氧基的光固化树脂。
12.进一步，所述的光固化树脂为分子中含有丙烯酰基的光固化树脂2-丙烯酰基-甲基丙磺酸环氧树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、甲基丙烯酸酯和特种丙烯酸酯齐聚物中的一种或者几种组合；所述的分子中含有羧基的光固化树脂为马来酸酐共聚物树脂；所述的分子中含有环氧基的光固化树脂为双酚a环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂和双酚f型环氧树脂中的一种或者几种组合。
13.本发明中的光固化树脂是用于提高光固化效率和调节粘度。
14.所述的光聚合引发剂选自硫杂蒽酮及其衍生物、羟基酮衍生物、胺基酮衍生物、酰基磷氧化物、阳离子引发剂和钛茂中的一种或几种。
15.其中硫杂蒽酮及其衍生物类光聚合引发剂，市售产品主要有2,4-二乙基硫杂蒽酮detx、异丙基硫杂蒽酮itx等；羟基酮衍生物类光聚合引发剂，市售产品主要有：2-羟基-2甲基-1-苯基丙酮(1173)，1-羟基环己基苯甲酮(184)，2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)等；胺基酮衍生物类光聚合引发剂，市售产品主要有：2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)，2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(369),2-二甲氨基-2-(4-甲基)苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(379)等；酰基磷氧化物类光聚合引发剂，市售产品主要有：2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(tpo-l),2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo),苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)等；阳离子引发剂，市售产品主要有：芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐等；钛茂类光聚合引发剂，市售产品主要是双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(784)等，可选择其中一种或几种组合使用。
[0016]
所述的超细合成硫酸钡为选用d50粒径≦100nm的硫酸钡。本发明中的超细合成硫酸钡主要是作为填充物使用，以降低光固化树脂收缩应力，提高涂层附着力。硫酸钡的含量不易超过1质量份，其密度较高容易沉降堵塞喷头。
[0017]
所述的有机染料为油溶绿、油溶蓝和油溶黄染料中的一种。作为本发明中的有机染料，主要是为涂层提供颜色，有机染料含量在0.1-0.5质量份之间为佳，本发明的抗蚀刻墨水颜色可随意改变。
[0018]
本发明的的喷墨打印抗蚀刻墨水，通过喷墨打印的形式在基板表面制作电路图
形。基板优选覆铜箔或不锈钢。
[0019]
本发明与现有技术相比的有益效果在于：通过对使用喷墨打印工艺制作pcb抗蚀刻涂层的长期研究，本发明通过使用由感光功能材料和温敏单体作为主要成分的墨水，使墨水的实际溶解温度为35℃以上，本发明的技术方案开拓性的解决了抗蚀刻墨水涂层打印后存在的耐酸蚀刻性能不足、蚀刻质量差、蚀刻深度不足等问题，扩展了喷墨打印抗蚀刻墨水的应用范围。
具体实施方式
[0020]
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]
以下，针对以实施例所示本发明的喷墨打印抗蚀刻墨水进行说明，但本发明并不被这些实施例限制。
[0022]
实施例1一种喷墨打印抗蚀刻墨水，所述的墨水由以下组分制得：感光功能材料：n,n-二乙基乙酰乙酰胺（deaa）70质量份；温敏单体：n-异丙基丙烯酰胺(nipam)15质量份；光固化树脂：特种丙烯酸酯齐聚物1质量份；光聚合引发剂：2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)5质量份；d50粒径≦100nm的超细合成硫酸钡：0.1质量份；有机染料：油溶蓝0.2质量份；所述的感光功能材料、温敏单体、光固化树脂、光聚合引发剂、超细合成硫酸钡、有机染料组成的抗蚀刻墨水的实际溶解温度为35℃以上，25℃时的动力粘度为7cp。将以上组分按比例混合，用高速球磨机球磨后，以1um过滤器过滤，获得喷墨打印抗蚀刻墨水。
[0023]
通过使用由感光功能材料和温敏单体作为主要成分的墨水，调节不同配比使墨水的实际溶解温度为35℃以上，制备的墨水在35℃以上发生相分离。
[0024]
制备的抗蚀刻墨水通过喷墨打印的形式在覆铜箔表面制作电路图形。在覆铜箔表面上通过喷墨打印机进行打印，然后uv固化。喷墨打印条件:膜厚：0.8um；装置：使用压电方式的喷墨打印机，打印头温度25℃；光固化条件：紫外光曝光能量：600mj/cm2。
[0025]
将电路图形浸泡于35℃的蚀刻液中蚀刻，蚀刻完成后浸泡到20℃的水中将抗蚀刻墨水涂层剥离，得到铜电路。得到的抗蚀刻墨水涂层可在35℃的酸性蚀刻液中浸泡60min不脱落。
[0026]
实施例2一种喷墨打印抗蚀刻墨水，所述的墨水由以下组分制得：感光功能材料：n,n-二乙基乙酰乙酰胺deaa 60质量份、n,n-二乙基乙酰乙酰胺(deaa)聚合物5质量份；温敏单体：甲基丙烯酸二甲氨乙酯 (dmaema)3质量份、甲基四氢呋喃甲基丙烯烯酰胺(thfma)2质量份；光固化树脂：马来酸酐共聚物树脂3质量份；光聚合引发剂：苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)5质量份；
d50粒径≦100nm的超细合成硫酸钡：0.5质量份；有机染料：油溶蓝和油溶黄各0.25质量份；所述的感光功能材料、温敏单体、光固化树脂、光聚合引发剂、超细合成硫酸钡、有机染料组成的抗蚀刻墨水的实际溶解温度为35℃以上，25℃时的动力粘度为15cp。将以上组分按比例混合，用高速球磨机球磨后，以1um过滤器过滤，获得喷墨打印抗蚀刻墨水。
[0027]
通过使用由感光功能材料和温敏单体作为主要成分的墨水，使墨水的实际溶解温度为35℃以上，制备的墨水在35℃以上发生相分离。
[0028]
制备的抗蚀刻墨水通过喷墨打印的形式在覆铜箔表面制作电路图形。在覆铜箔表面上通过喷墨打印机进行打印，然后uv固化。喷墨打印条件:膜厚：1um；装置：使用压电方式的喷墨打印机，打印头温度30℃；光固化条件：紫外光曝光能量：500mj/cm2。
[0029]
将电路图形浸泡于45℃的蚀刻液中蚀刻，蚀刻完成后浸泡到10℃的水中将抗蚀刻墨水涂层剥离，得到铜电路。得到的抗蚀刻墨水涂层可在35℃的酸性蚀刻液中浸泡80min不脱落。
[0030]
实施例3一种喷墨打印抗蚀刻墨水，所述的墨水由以下组分制得：感光功能材料：n,n-二乙基乙酰乙酰胺deaa 50质量份、邻硝基苄基丙烯酸酯(nbae)10质量份；温敏单体：n-乙烯基己内酰胺(vcl)5质量份、甲基四氢呋喃丙烯酰胺(thfaa)2质量份；光固化树脂：邻甲酚醛环氧树脂 8质量份；光聚合引发剂：2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)3质量份、1-羟基环己基苯甲酮(184) 2质量份；d50粒径≦100nm的超细合成硫酸钡：0.6质量份；有机染料油溶蓝：0.3质量份；所述的感光功能材料、温敏单体、光固化树脂、光聚合引发剂、超细合成硫酸钡、有机染料组成的抗蚀刻墨水的实际溶解温度为35℃以上，25℃时的动力粘度为35cp。将以上组分按比例混合，用高速球磨机球磨后，以1um过滤器过滤，获得喷墨打印抗蚀刻墨水。
[0031]
通过使用由感光功能材料和温敏单体作为主要成分的墨水，使墨水的实际溶解温度为35℃以上，制备的墨水在35℃以上发生相分离。
[0032]
制备的抗蚀刻墨水通过喷墨打印的形式在不锈钢表面制作电路图形。在不锈钢表面上通过喷墨打印机进行打印，然后uv固化。喷墨打印条件:膜厚：1.2um；装置：使用压电方式的喷墨打印机，打印头温度45℃；光固化条件：紫外光曝光能量：700mj/cm2。
[0033]
将电路图形浸泡于50℃的蚀刻液中蚀刻，蚀刻完成后浸泡到5℃的水中将抗蚀刻墨水涂层剥离，得到不锈钢电路。得到的抗蚀刻墨水涂层可在35℃的酸性蚀刻液中浸泡70min不脱落。
[0034]
比较例1将实施例1中的技术方案改为：去掉温敏单体n-异丙基丙烯酰胺(nipam)，得到的抗蚀刻墨水在35℃的酸性蚀刻液中浸泡3min后脱落。由于n,n-二乙基乙酰乙酰胺deaa无法与温敏单体n-异丙基丙烯酰胺(nipam)聚合，不能使墨水的实际溶解温度提高到35℃以上。
[0035]
比较例2将实施例1中的n,n-二乙基乙酰乙酰胺deaa替换为n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)，得到的抗蚀刻墨水在35℃的酸性蚀刻液中浸泡3min后脱落。由于n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)无法与温敏单体n-异丙基丙烯酰胺(nipam)聚合，不能使墨水的实际溶解温度提高到35℃以上。
[0036]
通过上表的结果可以得出：本发明通过创新性的配方技术，解决了目前抗蚀刻墨水产品存在的耐蚀刻性能不足、蚀刻质量差、蚀刻深度不足等问题，扩展了喷墨打印抗蚀刻墨水的应用范围。
[0037]
以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。