[发明专利]使用UV自由基可固化喷墨油墨制造印刷电路板

说明书

技术领域

本发明涉及使用UV可固化喷墨油墨制造印刷电路板(PCB)，特别是柔性印刷电路(Flex PCB)的方法。

背景技术

传统上，印刷电路板通过光刻法制造。后来，由于其使用的灵活性例如可变数据印刷的能力，和由于其允许加入生产线的可靠性提高，喷墨技术已应用于制造PCB。UV可固化喷墨油墨是特别优选的，这是因为高质量彩色图像可在非吸收性油墨接收体，例如塑料材料上被印刷。例如，WO 2013/113572 (AGFA)公开了用于在印刷电路板上制造导电铜图案的UV可固化抗蚀刻喷墨油墨。

Flex PCB是一种印刷电路和组件的图案化排列，其利用含或不含柔性保护性覆盖层的柔性基板。这些柔性电子配件可使用用于刚性印刷电路板的相同组件制造，但允许电路板在其应用期间适应所需的形状。其提供了刚性印刷电路板的相同优点：可重复性、可靠性和高电路密度，但另外还提供了柔韧性、重量减轻和高抗振性。作为缺点，Flex PCB较容易通过不适当的处理而破坏(易于弯曲和凹陷)，和对划伤较敏感。Flex PCB有利地用于应用例如移动电话、笔记本式计算机、LCD显示屏和用于航天、卫星、医学和汽车目的的装置。

已知UV可固化喷墨油墨中单官能单体的量增加导致柔韧性和附着力提高，然而同时抗划性降低。为了提高抗划性，需要增加多官能单体的量。附着力问题由(甲基)丙烯酸酯单体的收缩引起，所述单体是在UV可固化喷墨油墨中最常见使用的单体。

获得最佳柔韧性、附着力和抗划性的一种方法是使用阳离子UV可固化喷墨油墨，其利用不收缩的单体，因为反应性单体具有环氧丙烷和环氧基团，该环状结构在聚合时打开。例如，US 2006019077 (AVECIA)公开了制备具有焊接掩模和暴露金属电路的区域的印刷电路板的方法，其包括以下步骤：a) 施加基本上不含有机溶剂的非水性油墨至印刷电路板；b) 通过暴露于光化辐射来固化油墨；和c) 任选地加热油墨；由此油墨通过油墨喷射印刷机被施加至印刷电路板的选择区域，和其中所述油墨包含：i) 阳离子可固化化合物；和ii) 阳离子引发剂。其中，羟基硅烷和硅烷丙烯酸酯作为附着力促进剂被提及。然而，已发现在工业喷墨印刷系统中阳离子可固化喷墨油墨由于UV杂散光而引起喷射可靠性的问题。由于在喷嘴中固化油墨的阻塞，击中喷墨印刷头的喷嘴板的UV杂散光导致喷嘴失效。不像其中基团物类具有短得多的寿命的自由基油墨，在通过UV光在喷嘴中已产生酸性物类时，阳离子可固化油墨继续固化。

另一种方法是对于附着力和柔韧性，使用在油墨中达到40%的大量单官能(甲基)丙烯酸酯单体，和对于抗划性，使用第二可固化系统。例如，US 2015064417 (TAIYO)公开了光可固化和热可固化喷墨油墨，用于制造在固化后具有优秀的附着力、化学抗性、热抗性和绝缘性质的PCB。该喷墨油墨包括包含(甲基)丙烯酰基的单体、封端异氰酸酯和光引发剂，其中所述组合物可应用于喷墨印刷。公开了各种偶联剂作为添加剂，包括硅烷偶联剂、钛酸酯型偶联剂、锆酸酯型偶联剂和铝酸酯型偶联剂。然而喷墨印刷图像一直保持对划刮易受损，直到给予热处理以使封端异氰酸酯去封端和聚合。

第三种方法是平衡单官能和多官能单体的量，同时选择特定类型的单体。例如，US 2009056993 (CHISSO)和US 2008255297 (CHISSO)公开了使用高粘性己内酯改性的多官能单体，以形成具有耐燃性、附着力、化学抗性、热抗性和柔软性(=差的抗划性)的平衡的固化膜。这样的单体的使用产生高粘性UV可固化喷墨油墨，其必须以80 - 150℃的非常高的喷射温度印刷，或必须用大量的有机溶剂或单官能单体稀释。这两个措施导致在工业环境中不可靠的喷墨印刷的差的抗划性和/或不经济性。

因此，对于使用UV可固化喷墨油墨的改进的Flex PCB制造方法仍存在需要，对于良好的柔韧性，对于良好的化学和热抗性和对于良好的抗划性，所述UV可固化喷墨油墨可以约40-45℃的常规喷射温度喷射和不需要安全除去有机溶剂的任何前提条件，同时显示在各种基板(包括难处理的基板，例如聚酰亚胺)上良好的附着力。

发明简述

为了克服上述问题，本发明的优选实施方案提供了印刷电路板的制造方法，如权利要求1所述。