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:9762274阅读:来源:国知局
可以将2种以上并用。
[0103] 由于能够得到优异的隐蔽性和颜色再现性,因此,相对于油墨的总质量(100质 量% ),色料的含量优选为1~25质量%,更优选为1~20质量%。
[0104] 〔分散剂〕
[0105] 本实施方式的油墨含有颜料时,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,但可以举出例如高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聚胺、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Ajinomoto Fine-Techno公司制的AJISUPER系列、可由Avecia公司 (Avecia Co ·)购入的Solsperse系列(Solsperse 36000等)、BYK公司制的DISPERBYK系列、 楠本化成公司制的DISPARL0N系列。
[0106] 〔增滑剂〕
[0107] 为了得到优异的耐擦性,本实施方式的油墨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(WlBYK&3 制)。
[0108] 〔其它添加剂〕
[0109] 本实施方式的油墨还可以含有上述列举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。
[0110][被记录介质]
[0111] 本实施方式的放射线固化型喷墨用油墨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,使用封装基材或半导体基材。这是 在封装基材等上进行标记时使用的油墨需要优异的密合性、耐擦性和耐醇性的原因。
[0112] 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,也包括作为直接基材的晶片。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。
[0113] 作为封装基材的规格,可以举出例如PGA(Pin Grid Array)、DIP(Dual Inline Package)、SIP(Single Inline Package)、ZIP(Zigzag Inline Package)、D0(Diode Outline)封装和T0(Transistor Outline)封装等插入式封装、以及P_BGA(Plastic Ball grid array)、T_BGA(Tape Ball grid array)、F_BGA(Fine Pitch Ball grid array)、SOJ (Small Outline J_leaded)、TS0P(Thin Small Outline Package)、S0N(Small Outline Non-lead)、QFP(Quad Flat Package)、CFP(Ceramic Flat Package)、S0T(Small Outline Transistor)、PLCC(Plastic leaded chip carrier)、LGA(Land grid array)、LLCC(Lead less chip carrier)、TCP(Tape carrier package)、LLP(Leadless Leadframe Package) 和DFN(Dual Flatpack Non-lead)等表面贴装型封装。
[0114] 作为封装基材的市售品,可以举出例如东芝半导体公司(Toshiba Semi-Conductor Co ·,Ltd.)制的通用逻辑1C封装(S0P14-P-300-1 · 27A)、瑞萨电子公司(Renesas Electronics Corporation)制的表面贴装型封装(UPA2 35 OB 1G)、夏普公司(Sharp Corporation)制的面装型封装(P-LFBGA048-0606)、以及罗姆公司(ROHM Co.,Ltd.)制的 Serial EEPR0M(BR24L01A)。
[0115] 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。
[0116] 其中,为了使固化物对基材的密合性更为优异,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用作电子部件的密封材料,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。
[0117]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-Etsu Chemical Co ·,Ltd ·)制的300mm娃晶片、SUMC0公司制的SOI 晶片、以及 Covalent Materials Corporation制的抛光晶片。
[0118] 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。
[0119] 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Compact Flash(注册商标)等闪存卡。
[0120] 在此,说明对封装基材等的标记方法。
[0121 ]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,能够将作为靶材的二氧化硅溅射于硅晶片上。
[0122] 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。
[0123] 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。
[0124] 应予说明,将该油墨应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。
[0125] 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。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(利用例如异丙醇(IPA))对焊剂清洗的耐受性优异的放射线固化型 喷墨用油墨。
[0126] 应予说明,结合在固化后以规定的温度条件实施加热处理,本实施方式的油墨就 可发挥如上所述的优异效果。在后述的喷墨记录方法项中详细说明该加热处理。
[0127] [记录物]
[0128] 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放射线固化型喷 墨用油墨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(固化物)的密合性优异,该固化的油墨的耐擦性和耐醇性优异。
[0129] 像这样,根据本实施方式,可以提供使用了密合性、耐擦性和耐醇性优异的放射线 固化型喷墨用油墨的记录物。
[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 式的放射线固化型喷墨用油墨喷出并使其附着到封装基材等(被记录介质)上的喷出工序, 和向通过上述喷出工序而喷出的油墨照射活性放射线来固化该油墨的固化工序,以及将固 化所得的固化物在规定条件进行加热的加热工序。这样,由在封装基材等上实施了放射线 照射和加热处理的油墨来形成固化物。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。油墨喷出时,优选使油墨 的粘度为30mPa · s以下,更优选为5~20mPa · s。只要油墨的粘度在油墨的温度为室温、或 者不加热油墨的状态下为上述范围,就能够使油墨的温度为室温、或者不加热油墨地喷出 油墨。另一方面,也可以通过将油墨加热至规定温度,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,利用放射线的照射来引发聚合性化合物的聚合反应。另外,油墨所含有 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,如果在油墨中敏化染料与光聚合引发剂同 时存在,则体系中的敏化染料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)是小型、高寿命、高效率、低 成本的,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] 由于在本工序中照射的放射线使油墨充分地固化,并且通过进行接下来的加热工 序来发挥所期望效果,因此优选满足以下的条件。首先,放射线的发光峰值波长优选为350 ~405nm的范围,更优选为365~395nm的范围。另外,累积照射量(照射能量)优选为100mJ/ cm2以上,优选为600mJ/cm2以下,更优选为200~500mJ/cm2。
[0139] 此外,放射线的照射强度优选为500mW/cm2以下,更优选为200~400mW/cm 2。
[0140] 上述情况下,由于上述实施方式的油墨的组成,能够进行低能量且高速的固化。累 积照射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的组成可以缩短照 射时间,印刷速度增大。另一方面,利用上述实施方式的油墨的组成,还可以减少照射强度, 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到。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累积照射量。
[0141] 〔加热工序〕
[0142] 接着,在加热工序中,对经过上述固化工序而使油墨固化所得的固化物实施加热 处理。通过该加热处理推测至少能够引起以下的任一项:固化的油墨中未聚合或者聚合不 充分的聚合性化合物残留时,该聚合性化合物聚合而使聚合度进一步增大;和固化的油墨 中的高分子通过加热形成网状结构而变硬。其结果是固化物的耐擦性和耐醇性、以及固化 物对上述基材的密合性均变得优异。但是,主要原因不限定于上述内容。
[0143] 上述加热处理中的加热温度为150~200°C,优选为160~190°C。如果加热温度为 上述范围,则可以使耐擦性、密合性、和耐醇性均优异。除此之外,上述加热处理中的加热时 间优选为5~75分钟,更优选为10~75分钟,进一步优选为20~70分钟。如果加热时间为上 述范围,则除了能取得与上述同样的特性以外,还能够将热对封装基材等的影响抑制到最 小限度。
[0144] 像这样,根据本实施方式,可以提供使用了耐擦性、密合性和耐醇性均优异的放射 线固化型喷墨用油墨的喷墨记录方法。
[0145] 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施加各种变形并实施。
[0146] 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,也包括作为直接基材的晶片。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油墨的固化膜和涂膜的固化物质。
[0147] 在本说明书中,"固化"是指当向含有聚合性化合物的油墨照射放射线时,聚合性 化合物聚合而油墨固化的现象。"固化性"是指感应到光而固化的性质。"密合性"是指涂膜 难以从基底剥离的性质,特别是在实施例中是指直角的格子图案被插入到固化物中,贯通 到封装基材等的基底时的有关性质。"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。"耐醇性"是指在异丙醇溶液中浸渍记录物后,刮擦固化物时,固化物难以从 封装基材等剥落的性质。"喷出稳定性"是指喷嘴不堵塞而始终从喷嘴喷出稳定的油墨滴的 性质。
[0148] 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。
[0149] [放射线固化型喷墨用油墨]
[0150] 本发明的一个实施方式所涉及的放射线固化型喷墨用油墨相对于该油墨的总质 量(1〇〇质量% ),含有5~20质量%的^乙烯基己内酰胺和5~20质量%的多官能(甲基)丙 稀ffe醋。
[0151] 以下,说明本实施方式的放射线固化型喷墨用油墨含有或根据期望可以含有的添 加剂(成分)。
[0152] 〔聚合性化合物〕
[0153] 本实施方式的放射线固化型喷墨用油墨所含有的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。
[0154] (N-乙烯基己内酰胺)
[0155] 本实施方式中的聚合性化合物含有N-乙烯基己内酰胺。油墨含有N-乙烯基己内酰 胺作为聚合性化合物,由此可以使固化性、密合性、耐擦性、以及耐醇性变得良好。
[0156] 相对于油墨的总质量(100质量% ),N_乙烯基己内酰胺的含量为5~20质量%,更 优选为9~15质量%。N-乙烯基己内酰胺的含量在上述范围内时,可以使密合性、耐擦性、以 及耐醇性变得优异。
[0157] (多官能(甲基)丙烯酸酯)
[0158] 本实施方式中的聚合性化合物含有多官能(甲基)丙烯酸酯。特别是本实施方式的 油墨作为聚合性化合物除了上述规定量的N-乙烯基己内酰胺以外,还含有多官能(甲基)丙 烯酸酯,因此,本实施方式的油墨的密合性、耐擦性、以及耐醇性能够变得更加良好。
[0159] 在多官能(甲基)丙烯酸酯中,优选具有季戊四醇骨架的多官能(甲基)丙烯酸酯。 例如可以举出季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、和季戊四醇乙氧 基四(甲基)丙烯酸酯等。优选季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯中 的至少任一种,进一步优选季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少任一种。 上述情况下,除了密合性、耐擦性、以及耐醇性更加优异以外,油墨的粘度降低,且油墨中的 交联密度增大。
[0160] 相对于油墨的总质量(100质量% ),具有季戊四醇骨架的多官能(甲基)丙烯酸酯 的含量为5~20质量%,更优选为8~15质量%。多官能(甲基)丙烯酸酯的含量在上述范围 内时,可以使密合性、耐擦性、以及耐醇性变得优异。
[0161] 另外,也可以含有季戊四醇骨架以外的多官能(甲基)丙烯酸酯。
[0162] 作为季戊四醇骨架以外的多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可以含有三乙二醇二(甲 基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲 基)丙烯酸酯、聚丙
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