放射线固化型喷墨用油墨组合物、记录物及喷墨记录方法_3

文档序号:9592135阅读:来源:国知局
,(:.1.酸性蓝9、45、249,(:.1.酸 性黑 1、2、24、94,(:.1.食品级黑&〇〇(11313。1〇1、2,(:.1.直接黄1、12、24、33、50、55、58、86、 132、142、144、173,C.I.直接红 1、4、9、80、81、225、227,C.I.直接蓝 1、2、15、71、86、87、98、 165、199、202,C.I.直接黑 19、38、51、71、154、168、171、195,C.I.活性红 14、32、55、79、249, C.I.活性黑 3、4、35。
[0104] 上述染料可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
[0105] 由于可以得到优异的隐蔽性和颜色再现性,因此,相对于油墨组合物的总质量 (100质量% ),色料的含量优选为1~20质量%。
[0106] 〔分散剂〕
[0107] 本实施方式的油墨组合物含有颜料时,为了使颜料分散性更良好,可以进一步含 有分散剂。作为分散剂,没有特别的限定,但可以举出例如尚分子分散剂等制备颜料分散液 时惯用的分散剂。作为其具体例,可以举出将聚氧化烯聚亚烷基多胺、乙烯系聚合物和共 聚物、丙烯酸系聚合物和共聚物、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、氨基系聚合物、含硅聚合 物、含硫聚合物、含氟聚合物和环氧树脂中的一种以上作为主成分的分散剂。作为高分子分 散剂的市售品,可以举出AjinomotoFine-Techno公司制的AJISUPER系列、可由Avecia公 司购入的Solsperse系列(Solsperse36000等)、BYK公司制的DISPERBYK系列、楠本化成 公司制的DISPARL0N系列。
[0108] 〔增滑剂〕
[0109] 为了得到优异的耐擦性,本实施方式的油墨组合物可以进一步含有增滑剂(表面 活性剂)。作为增滑剂,没有特别的限制,例如,作为有机硅系表面活性剂,可以使用聚酯改 性有机硅、聚醚改性有机硅,特别优选使用聚醚改性聚二甲基硅氧烷或聚酯改性聚二甲基 硅氧烷。作为具体例,可以举出BYK-347、BYK-348、BYK-UV3500、3510、3530、3570(以上BYK 公司制)。
[0110] 〔其它添加剂〕
[0111] 本实施方式的油墨组合物还可以含有上述举出的添加剂以外的添加剂(成分)。 作为这样的成分,没有特别的限制,但可以有例如以往公知的聚合促进剂、渗透促进剂和润 湿剂(保湿剂)、以及其它添加剂。作为上述其它添加剂,可以举出例如以往公知的定影剂、 防霉剂、防腐剂、抗氧化剂、放射线吸收剂、螯合剂、pH调节剂和增稠剂。
[0112] [被记录介质]
[0113] 本实施方式的放射线固化型喷墨用油墨组合物通过利用后述的喷墨记录方法被 喷出到被记录介质上等,从而得到记录物。作为该被记录介质,优选使用封装基材或半导体 基材。因为,在封装基材等上进行标记时使用的油墨应当具有优异的密合性、耐擦性和耐醇 性。
[0114] 应予说明,如上述定义,封装基材意味着封入半导体芯片等的保护基材,半导体基 材意味着半导体芯片等,也包括直接构成基材的晶片。并且,封入上述半导体芯片等而制造 的制品为电子部件(1C封装)。集成一个以上该电子部件而构成的制品为电子设备。
[0115] 作为封装基材的规格,可以举出例如PGA(PinGridArray)、DIP(DualInline Package)、SIP(SingleInlinePackage)、ZIP(ZigzagInlinePackage)、DO(Diode Outline)封装和T0(TransistorOutline)封装等插装型封装、以及P-BGA(PlasticBall gridarray)、T-BGA(TapeBallgridarray)、F-BGA(FinePitchBallgridarray)、 SOJ(SmallOutlineJ_leaded)、TSOP(ThinSmallOutlinePackage)、S0N(SmallOutline Non-lead)、QFP(QuadFlatPackage)、CFP(CeramicFlatPackage)、SOT(SmallOutline Transistor)、PLCC(Plasticleadedchipcarrier)、LGA(Landgridarray)、LLCC(Lead lesschipcarrier)、TCP(Tapecarrierpackage)、LLP(LeadlessLeadframePackage) 和DFN(DualFlatpackNon-lead)等表面贴装型封装。
[0116] 作为封装基材的市售品,可以举出例如ToshibaSemi-ConductorCo.,Ltd.制的 通用逻辑IC封装(S0P14-P-300-1.27A)、RenesasElectronicsCorporation制的表面贴 装型封装(UPA2350B1G)、SharpCorporation制的面装型封装(P-LFBGA048-0606)、以及 ROHMCo.,Ltd.制的SerialEEPR0M(BR24L01A)。
[0117] 作为封装基材的材质,为了防止油墨向电子部件主体渗透,可以举出非吸收性材 质。作为该非吸收性材质的具体例,不限定于以下材质,但可以举出金、银、铜、铝、铁-镍系 合金、不锈钢和黄铜等金属,和半导体(例如硅)、碳化物、氮化物(例如氮化硅)和硼化物 等无机物质,以及有机硅、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等有 机物质。
[0118] 其中,为了使与油墨的密合性优异,作为封装基材,更优选有机硅或环氧树脂。像 这样,将由有机硅或环氧树脂构成的封装基材等作为电子部件的密封材料使用,可以在封 装基材的外面适当地记录(标记)上述实施方式的油墨组合物。
[0119] 另一方面,作为半导体基材(晶片)的市售品,可以举出例如信越化学工业公 司(Shin-EtsuChemicalCo.,Ltd.)制的300mm娃晶片、SUMC0公司制的S0I晶片、以及 CovalentMaterialsCorporation制的抛光晶片。
[0120] 作为半导体基材的材质,可以举出例如硅、锗和硒。其中,由于与油墨的密合性优 异、且作为半导体材料极其稳定,因此优选硅。
[0121] 应予说明,作为上述电子设备,可以举出例如USB存储器、存储卡、SD存储卡、记忆 棒、智能媒体、xD图像卡和CompactFlash(注册商标)等闪存卡。
[0122] 在此,说明对封装基材等的标记方法。
[0123] 首先,作为半导体基材,在晶片上进行标记时,可以在切割(dicing)前的晶片上 进行标记,或者也可以在晶片上形成电路后,在切割成芯片状的半导体芯片上进行标记。后 者的情况下,对形成有1C(集成电路)的硅晶片而言,一般是在电路形成工序中在晶片表面 形成氧化硅膜。作为形成氧化硅膜的方法,可以举出例如作为厚度控制优异的方法之一的 高频溅射法。利用该方法,可以将作为靶材的二氧化硅溅射于硅晶片上。
[0124] 接着,对封装基材进行标记时,可以在封入半导体芯片后的封装基材上进行标记, 也可以在封入半导体芯片前的封装基材上进行标记。
[0125] 电子部件是通过将半导体芯片的衬垫和引线框进行焊接,将芯片整体与密封剂一 起封入封装基材来制造。作为该密封剂,不限定于以下物质,但可以举出例如环氧树脂、酚 醛树脂和有机硅树脂。可以在这样制造的电子部件上(外面)进行标记。
[0126] 应予说明,将该油墨组合物适用于非吸收性的被记录介质时,需要在照射紫外线 并固化后设置干燥工序等。
[0127] 像这样,根据本实施方式,可以提供密合性、耐擦性和耐醇性优异的放射线固化型 喷墨用油墨组合物。进一步来说,根据本实施方式,可以提供与实施了预处理的封装基材 等的密合性优异的、且耐擦性和焊剂清洗(IPA)能力优异的放射线固化型喷墨用油墨组合 物。
[0128] [记录物]
[0129] 本发明的一个实施方式涉及记录物。该记录物是上述实施方式的油墨组合物记录 于作为被记录介质的封装基材等而得的记录物,具备封装基材等和记录于该封装基材等的 上述油墨组合物的固化物。上述记录物具有以下特征,即,封装基材等与在其上附着并固化 的油墨组合物(固化物)的密合性优异,该固化的油墨组合物的耐擦性和耐醇性优异。
[0130] [喷墨记录方法]
[0131] 本发明的一个实施方式涉及喷墨记录方法。该喷墨记录方法包括:将上述实施方 式的油墨组合物喷出到封装基材等(被记录介质)上的喷出工序,和对通过上述喷出工序 而喷出的油墨组合物照射在规定范围具有发光峰值波长的活性放射线来固化该油墨组合 物的固化工序。这样,由在封装基材等上固化的油墨组合物形成固化膜(涂膜)。以下,详 细说明上述各工序。
[0132] 〔喷出工序〕
[0133] 在上述喷出工序中,可以使用以往公知的喷墨记录装置。油墨组合物喷出时,优选 使油墨组合物的粘度为30mPa·s以下,更优选为5~20mPa·s。只要油墨组合物的粘度 在油墨组合物的温度为室温、或者不加热油墨组合物的状态下为上述范围,就能够使油墨 组合物的温度为室温、或者不加热油墨组合物地喷出油墨组合物。另一方面,也可以通过将 油墨组合物加热至规定温度,使粘度为优选的粘度而喷出。这样,可以实现良好的喷出稳定 性。
[0134] 〔固化工序〕
[0135] 接着,在上述固化工序中,喷出到封装基材等上的油墨组合物通过放射线(光)的 照射而固化。
[0136] 具体而言,利用放射线的照射,开始聚合性化合物的聚合反应。另外,油墨组合物 中含有的光聚合引发剂通过放射线的照射而分解,产生自由基、酸和碱等引发种,聚合性化 合物的聚合反应通过该引发种的作用而被促进。此时,如果在油墨组合物中敏化色素与光 聚合引发剂同时存在,则体系中的敏化色素吸收活性放射线而变成激发状态,通过与光聚 合引发剂接触来促进光聚合引发剂的分解,从而能够完成更高灵敏度的固化反应。
[0137] 作为放射线源,主要利用汞灯、气体?固体激光等,作为用于放射线固化型喷墨用 油墨组合物的固化的光源,众所周知的是汞灯、金属卤化物灯。另一方面,现在从环境保护 的观点考虑,强烈希望无汞化,向GaN系半导体紫外发光设备的转换在产业上、环境上也非 常有用。进而,紫外线发光二极管(UV-LED)和紫外线激光二极管(UV-LD)小型、高寿命、高 效率、低成本,作为放射线固化型喷墨用光源而受到期待。在这些放射线源中,优选UV-LED。
[0138] 在此,使用能够通过照射下述放射线而固化的油墨组合物,所述放射线的发光峰 值波长优选为350~400nm的范围,更优选为365~395nm的范围。另外,照射能量优选为 800mJ/cm2以下,更优选为 200 ~700mJ/cm2。
[0139] 上述情况下,由于上述实施方式的油墨组合物的组成,能够进行低能量且高速的 固化。照射能量通过照射强度乘以照射时间而算出。通过上述实施方式的油墨组合物的组 成可以缩短照射时间,此时,印刷速度增大。另一方面,利用上述实施方式的油墨组合物的 组成,还可以减少照射强度,此时,可以实现装置的小型化、成本的降低。此时的放射线照射 中优选使用UV-LED。这样的油墨组合物可以通过含有利用上述波长范围的放射线照射而分 解的光聚合引发剂、以及利用上述波长范围的放射线照射而引发聚合的聚合性化合物而得 至IJ。应予说明,发光峰值波长在上述波长范围内可以有1个,也可以有多个。即使是有多个 的情况下,也将具有上述发光峰值波长的放射线的整体的照射能量作为上述的照射能量。
[0140] 像这样,根据本实施方式,可以提供使用了耐擦性、密合性和耐醇性优异的放射线 固化型喷墨用油墨组合物的记录物以及喷墨记录方法。
[0141] 进而,以下,对用于实施本发明的第2方式进行详细说明。应予说明,本发明不限 于以下的实施方式,可以在其主旨范围内实施各种变形。
[0142] 在本说明书中,"封装基材"意味着封入半导体芯片等的保护基材。"半导体基材" 意味着半导体芯片等,也包括直接构成基材的晶片。以下,将封装基材或半导体基材也称为 "封装基材等"。另外,"记录物"是指在封装基材或半导体基材上记录油墨而形成固化物的 制品。此外,本说明书中的固化物意味着包括固化膜和涂膜的固化物质。
[0143] 在本说明书中,"固化性"是指感应到光而固化的性质。"耐擦性"是指刮擦固化物 时,固化物难以从封装基材等剥落的性质。"视觉辨认度"是指用人眼能够识别任意的图像 (包括文字)的性质。"保存稳定性"是指保存前后的粘度难以变化的性质。
[0144] 在本说明书中,"(甲基)丙烯酸酯"意味着丙烯酸酯以及与其对应的甲基丙烯酸 酯中的至少任一种,"(甲基)丙烯酰基"意味着丙烯酰基以及与其对应的甲基丙烯酰基中 的至少任一种。
[0145] [紫外线固化型喷墨用油墨组合物]
[0146] 本发明的一个实施方式涉及紫外线固化型喷墨用油墨组合物。该油墨组合物含有 聚合性化合物、光聚合引发剂和氧化钛。另外,由动态光散射法测定的上述氧化钛的中值粒 径为260nm以下,并且,相对于该油墨组合物的总质量含有12~18质量%上述氧化钛。进 而,上述油墨组合物具有适合记录于作为被记录介质的封装基材或半导体基材的用途的特 征。
[0147] 以下,说明本实施方式的油墨组合物中含有或可以含有的添加剂(成分)。
[0148] 〔聚合性化合物〕
[0149] 本实施方式的油墨组合物含有聚合性化合物。该聚合性化合物通过后述的光聚合 引发剂的作用在光照射时进行聚合,从而可以使印刷的油墨固化。
[0150] (N-乙烯基己内酰胺)
[0151] 本实施方式的聚合性化合物优选含有N-乙烯基己内酰胺。油墨组合物含有N-乙 烯基己内酰胺作为聚合性化合物,由此可以使油墨的固化性、固化的油墨的耐擦性、以及记 录的图像的视觉辨认度变得良好。
[0152] 相对于油墨组合物的总质量(100质量% ),N_乙烯基己内酰胺的含量优选为5~ 25质量%,更优选为8~20质量%。N-乙烯基己内酰胺的含量在上述范围内时,不仅可以 使油墨的固化性、固化的油墨的耐擦性、以及记录的图像的视觉辨认度变得优异,而且可以 使油墨的保存稳定性也变得优异。
[0153] (分子中同时具有乙烯基和(甲基)丙烯酰基的化合物)
[0154] 本实施方式的油墨组合物也可以含有下述通式⑴表示的化合物(以下,称为"单 体A")。
[0155] CH2=CR^COOR^O-CH=CH-R3 ......(I)
[0156] (式中,R1是氢原子或甲基,R2是碳原子数2~20的二价有机残基,R3是氢原子或 碳原子数1~11的一价有机残基。)
[0157] 上述单体A是在分子中同时具有乙烯基和(甲基)丙烯酰基的化合物,可以换言 之为含有乙烯基醚基的(甲基)丙烯酸酯类。
[0158] 油墨组合物通过含有单体A,可以使油墨的固化性等变得良好。
[0159] 在上述通式(I)中,作为R2表示的二价有机残基,优选碳原子数2~20的直链状、 支链状或环状的亚烷基,结构中具有醚键和酯键中的至少一方的氧原子的碳原子数2~20 的亚烷基,碳原子数6~11的可以被取代的二价芳香族基团。在这些基团中,优选使用亚 乙基、亚正丙基、亚异丙基和亚丁基等碳原子数2~6的亚烷基,氧亚乙基、氧亚正丙基、氧 亚异丙基和氧亚丁基等结构中具有醚键的氧原子的碳原子数2~9的亚烷基。
[0160] 上述通式(I)中,作为R3表示的碳原子数1~11的一价有机残基,优选碳原子数 1~10的直链状、支链状或环状的烷基,碳原子数6~11的可以被取代的芳香族基团。在 这些基团中,优选使用甲基或乙基之类的碳原子数1~2的烷基、苯基和苄基等碳原子数 6~8的芳香族基团。
[0161] 上述有机残基是可以被取代的基团时,该取代基分为含有碳原子的基团和不含有 碳原子的基团。首先,上述取代基是含有碳原子的基团时,该碳原子被计入有机残基的碳原 子数中。作为含有碳原子的基团,不限定于以下基团,但可以举出例如羧基、烷氧基。接着, 作为不含有碳原子的基团,不限定于以下基团,但可以举出例如羟基、卤素基团。
[0162] 作为上述通式(I)表示的单体A的具体例,不限定于以下单体,但可以举出(甲 基)丙烯酸2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1-甲 基-2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基丁酯、 (甲基)丙烯酸1-甲基-3
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