光固化和热固化树脂组合物和干膜型阻焊剂的制作方法_4

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0重量%、约1至10重量%、或约1至5重量%, 基于树脂组合物的总重量计。如果光引发剂的含量太低,则可能不会适当地进行光固化,如 果含量太高,则树脂组合物的分辨率可被降低,或DFSR的可靠性可能不足。
[0156] 热固化粘合剂
[0157] 示例性实施方案的树脂组合物还可包括具有选自热固化官能团的一种或更多种 的热固化粘合剂,所述热固化官能团为例如环氧基团、氧杂环丁烷基团、环醚基团和环硫醚 基团。此热固化粘合剂可与酸改性低聚物等通过热固化形成交联,从而确保DFSR的耐热性 或机械特性。
[0158] 此热固化粘合剂可具有约70°C至100°C的软化点,并因此可在层压时降低不均匀 度。如果软化点太低,则DFSR的粘性可增加,且如果软化点太高,则DFSR的流动性可能劣 化。
[0159] 作为热固化粘合剂,可使用具有两个或更多个环醚基团和/或环硫醚基团(在下 文中称为环(硫)醚基团)的树脂以及二官能环氧树脂。也可使用其他二异氰酸酯或二官 能的嵌段异氰酸酯。
[0160] 分子中具有两个或更多个环(硫)醚基团的热固化粘合剂可为分子中具有两个或 更多个选自3、4或5元环醚基团和环硫醚基团的一种或两种的化合物。此外,所述可热固化 的粘合剂可为分子中具有至少两个环氧基团的多官能环氧化合物、分子中具有至少两个氧 杂环丁基的多官能氧杂环丁烷化合物、分子中具有两个或更多个硫醚基团的环硫树脂等。
[0161] 作为多官能环氧化合物的具体实例,例如,可提及双酚A型环氧树脂、氢化双酚 A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛型环 氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、N-缩水甘油基型环氧树脂、双酚A 的酚醛型环氧树脂、双二甲酚型环氧树脂、双酚型环氧树脂、鳌合型环氧树脂、乙二醛型环 氧树脂、含氨基的环氧树脂、橡胶改性的环氧树脂、双环戊二烯酚型环氧树脂、邻苯二甲 酸二环氧丙酯树脂、杂环环氧树脂、四缩水甘油基二甲苯酚基乙烷树脂(tetraglycidyl xylenoylethane resin)、娃酮改性的环氧树脂、ε-己内酯改性的环氧树脂等。此外,为了 提供阻燃性,可将原子如磷引入至结构中。这些环氧树脂可通过热固化而具有改善的性能, 如与固化涂层的粘结性、焊接耐热性或抗非电镀性。
[0162] 作为多官能的氧杂环丁烷化合物,除了多官能氧杂环丁烷如双[(3-甲基-3-氧杂 环丁基甲氧基)甲基]醚、双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]醚、1,4-双[(3-甲 基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基] 苯、丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁基)甲酯、丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲酯、甲基 丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁基)甲酯、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲酯或其 低聚物或共聚物之外,还可提及氧杂环丁烷醇与含羟基的树脂的醚化产物,所述含羟基的 树脂如酸醛树脂、聚(对羟基苯乙稀)、轴(cardo)型双酸、杯芳经、间苯二酸杯芳经(calix resorcinarene)、倍半硅氧烷(silsesquioxane)等。此外,可包括具有氧杂环丁烧环的不 饱和单体、(甲基)丙烯酸烷基酯等的共聚物。
[0163] 作为在分子中具有两个或更多个环硫醚基团的化合物,可提及例如购自Japan Epoxy Resin Co.,Ltd的双酸A型环硫树脂YL7000等。此外,也可使用用硫原子替代酸醛 型环氧树脂中环氧基团的氧原子而得到的环硫树脂。
[0164] 此外,购自Kukdo Chemical Co.,LtcL的YCDN-500-80P等可作为市售可得产品而 使用。
[0165] 相对于1当量的酸改性的低聚物的羧基计,可包括的热固化粘合剂的含量相应为 约0. 8至2. 0当量。如果热固化粘合剂的含量太低,则在固化后羧基可残留在DFSR中,从 而降低耐热性、耐碱性、电绝缘性等。相反,如果该含量太高,则具有低分子量的环(硫)醚 基团可残留在干燥的涂层上,从而使涂层的强度等降低,这是不期望的。
[0166] 除上述的各组分之外,示例性实施方案的树脂组合物还可包括溶剂;以及选自下 述的热固化粘合剂催化剂、填料、颜料和添加剂的一种或更多种。
[0167] 热固化粘合剂催化剂
[0168] 热固化粘合剂催化剂有助于促进热固化粘合剂的热固化。
[0169] 作为热固化粘合剂催化剂,可提及例如咪唑;咪唑衍生物,如2-甲基咪唑、2-乙 基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑以及 1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑;胺化合物,如双氰胺、苄基二甲胺、4-(二甲基氨 基)-N,N-二甲基苄胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄胺和4-甲基-N,N-二甲基苄胺;肼化 合物,如己二酸二酰肼和癸二酸二酰肼;和磷化合物,如三苯基膦等。此外,作为市售可 得的产品,可提及例如购自 Shikoku Chemicals Corporation 的 2MZ-A、2MZ-0K、2PHZ、 2P4BHZ和2P4MHZ(全部为咪唑系化合物的产品名);购自San-Apro Ltd.的U-CAT3503N 和UCAT3502T(全部为二甲胺的嵌段异氰酸酯化合物的产品名);DBU、DBN、U-CATS A102和 U-CAT5002(全部为双环脒化合物及其盐)等。具体而言,尽管不限于此,还可提及环氧树 脂或氧杂环丁烷化合物的热固化催化剂或加速环氧基团和/或氧杂环丁基和羧基的反应 的催化剂,且它们可单独使用或两种或更多种结合使用。此外,可使用S-三嗪衍生物,如胍 胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、三聚氰胺、2, 4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-S-三嗪、2-乙烯 基-4, 6-二氨基-S-三嗪、2-乙烯基-4, 6-二氨基-S-三嗪-异氰脲酸加成物、2, 4-二氨 基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-S-三嗪-异氰脲酸加成物等,且优选可将还充当粘结赋予剂 (adhesion imparting agent)的化合物与热固化粘合剂催化剂结合使用。
[0170] 考虑到合适的热固化,热固化粘合剂催化剂的含量可为约0. 3至15重量%,基于 树脂组合物的总重量计。
[0171]
[0172] 除了上述功能性填料之外,光固化和热固化树脂组合物还可包括其他填料。如此 添加的填料有助于改善耐热稳定性、对热的尺寸稳定性和树脂粘结强度。此外,填料还通过 增强颜色而充当体质颜料(extender pigment)。
[0173] 作为填料,可使用无机填料或有机填料,如硫酸钡、钛酸钡、无定形二氧化硅、晶体 二氧化硅、熔融二氧化硅、球形二氧化硅、滑石、粘土、碳酸镁、碳酸钙、氧化铝(矾土)、氢氧 化铝、云母等。
[0174]
[0175] 颜料有助于展示可见度和遮蔽力,从而隐藏缺陷如电路线的划痕。
[0176] 作为颜料,可使用红色、蓝色、绿色、黄色和黑色颜料。作为蓝色颜料,可使用酞菁 蓝、颜料蓝15:1、颜料蓝15:2、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料蓝60等。作为 绿色颜料,可使用颜料绿7、颜料绿36、溶剂绿3、溶剂绿5、溶剂绿20、溶剂绿28等。作为 黄色颜料,可使用蒽醌系、异吲哚啉酮系、缩合偶氮系和苯并咪唑酮系颜料等,例如颜料黄 108、颜料黄147、颜料黄151、颜料黄166、颜料黄181、颜料黄193等。
[0177] 颜料的含量优选为约0. 5至3重量%,基于树脂组合物的总重量计。如果该含量 小于0. 5重量%,则可见度和遮蔽力可能劣化,而如果该含量大于3重量%,则耐热性可被 降低。
[0178] 添加剂
[0179] 可加入添加剂以在涂膜时除去树脂组合物的气泡或除去表面的凸起或凹陷,提供 阻燃性、控制粘度或用作催化剂等。
[0180] 具体而言,可将已知且普遍使用的添加剂结合起来,所述添加剂为例如:已知且广 泛使用的增稠剂,如粉状二氧化硅、有机膨润土、蒙脱石等;消泡剂和/或流平剂,如硅系、 氟系和聚合物系添加剂等;硅烷偶联剂,如咪唑系、噻唑系和三唑系添加剂等;以及阻燃 剂,如磷系和锑系阻燃剂等。
[0181] 其中,流平剂在涂膜时用于除去表面的凸起或凹陷,例如,可使用购自BYK-Chemie GmbH 的 BYK-380N、BYK-307、BYK-378 和 BYK-350 等。
[0182] 优选添加剂的含量为约0. 01至10重量%,基于树脂组合物的总重量计。
[0183]
[0184] 可将一种或更多种溶剂结合使用以溶解树脂组合物或给予合适的粘度。
[0185] 作为溶剂,可提及:酮,如甲基乙基酮或环己酮;芳族烃,如甲苯、二甲苯或四甲基 苯;乙二醇醚(溶纤剂),如乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、 二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇二乙醚或三乙 二醇单甲醚;乙酸酯,如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、 二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或二丙二醇单甲醚 乙酸酯;醇,如乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇或卡必醇(carbitol);脂族烃,如辛烷或癸烷;石 油系溶剂,如石油醚、石脑油、氢化石脑油或溶剂石脑油;以及酰胺,如二甲基乙酰胺或二甲 基甲酰胺(DMF)。这些溶剂可单独使用或以两种或更多种结合使用。
[0186] 溶剂的含量为约5至50重量%,基于树脂组合物的总重量计。如果该含量小于5 重量%,则溶剂具有高粘度,从而使涂布性能劣化,而如果该含量大于50重量%,则溶剂不 能很好地干燥,从而使粘性增加。
[0187] 同时,根据本发明的另一个示例性实施方案,提供了一种干膜型阻焊剂,其包括以 下物质的固化产物:酸改性低聚物,其包括含有羧基和光固化不饱和官能团的亚氨基碳酸 酯系化合物;可光聚合的单体,其具有两个或更多个光固化不饱和官能团;和热固化粘合 剂,其具有热固化官能团;以及功能性填料,其分散在固化产物中并含有选自具有陶瓷化合 物结合在其表面的碳同素异形体颗粒和热辐射陶瓷颗粒的一种或更多种。
[0188] 使用示例性实施方案的光固化和热固化树脂组合物制备干膜型阻焊剂(DFSR)的 方法将在下文中概述。
[0189] 首先,用逗点涂布机(comma coater)、刮刀涂布机(blade coater)、唇缘涂布 机(lip coater)、棒式涂布机(rod coater)、挤压式涂布机(squeeze coater)、反向涂布 机(reverse coater)、转印辑式涂布机(transfer roll coater)、凹版涂布机(gravure coater)、喷雾涂布机(spray coater)等将示例性实施方案的树脂组合物涂布在载体膜 上作为光敏涂料,然后使其通过50°C至130 °C的烘箱干燥1至30分钟,然后将离型膜 (release film)叠加在其上,从而可制备从下到上包括载体膜、光敏膜和离型膜的干膜。
[0190] 光敏膜的厚度可为约5至100 μ m。
[0191] 在本文中,作为载体膜,可使用塑料膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯膜、聚 酰亚胺膜、聚酰胺酰亚胺膜、聚丙烯膜和聚苯乙烯膜,以及作为离型膜,可使用聚乙烯(PE)、 聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜、表面处理的纸等。当离型膜被剥离时,优选光敏膜和离型膜之间 的粘结强度低于光敏膜和载体膜之间的粘结强度。
[0192] 接着,在剥离了离型膜之后,将光敏膜层使用真空层压机(vacuum laminator)、热 车昆层压机(hot roll laminator)、真空压制机等粘附于基板上。
[0193] 然后,将所述基板暴露于具有恒定波长范围(UV等)的光下。曝光使用光掩膜选 择性地进行,或使用激光直接曝光器件直接进行,从而形成图案。载体膜在曝光之后剥离。 然而,曝光量随着涂层的厚度而变化,优选为0至1000mJ/cm 2。随着曝光的进行,例如,光固 化可在曝光区域发生以在包含于酸改性低聚物(例如,上述亚氨基碳酸酯系化合物)、可光 聚合的单体等中的不饱和官能团之间形成交联,因此,曝光区域不会通过随后的显影而除 去。相比之下,在未曝光区域,未形成交联键和由其形成的交联结构,且保留了羧基,因此未 曝光区域可处于碱性显影状态。
[0194] 然后,使用碱性溶液等进行显影。作为碱性溶液,可使用碱性水溶液,如氢氧化钾、 氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、硅酸钠、氨和胺。通过此显影,仅保留了曝光区域的膜。
[0195] 最后,通过热固化(后固化),完成了包含由光敏膜形成的阻焊剂的印刷电路板。 热固化温度为约l〇〇°C以上。
[0196] 通过上述方法等,可提供DFSR和包括该DFSR的印刷电路板。由于DFSR经受光固 化和热固化,因此其可包括以下物质的固化产物:酸改性低聚物,其包含含有羧基和光固化 不饱和官能团的亚
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