专利名称：使用紫外光促进图表油墨的化学粘合的方法
技术领域：
本发明是关于并公开一种改善图表油墨与印刷电路板之间粘合作用的方法。详言之，本发明是关于一种利用紫外光(UV)来促进图表油墨对印刷电路板的化学粘合的方法。本发明的背景目前世界上所制造的印刷电路板有两种类型双镀式(双面镀铜)及单面式(单面镀铜)。一般而言，单面式叠层体会在未镀的一面上印有图案网板。这种图案是在后来如电路板有问题而需要更换时，用作指示之用。
单面式印刷电路板在制造时通常是以未镀的一面贴在光面的不锈钢盘上，并在该盘上涂有解脱性涂层或是在树脂与钢盘之间使用解脱性薄板。这样可以确保经压制的叠层体会与不锈钢盘分开。由这两种叠层体解脱的方法，通常会产生两种表面类型，其中一种表面具有低光滑、粗糙的表面，另一种则会有磨光钢盘所造成的光滑表面。具有粗糙外形的面板对UV可固化油墨的粘合会有优良的机械粘合力。相反，具有光滑表面的面板则只有极少的机械粘合位置。这种情况抑制了UV可固化油墨的适当粘合。
大多数的单面式材料叠层体会使用解脱性薄板并避免印刷性的问题(产品成本极高)，或是以旋转刷和常用的研磨砂浆液机械地刷擦未镀面。如此可确保有良好的机械粘合位置以供图表油墨附着于其上。通常刷擦处理因使用浮石、刷子、水、蒸气、电力以及该浮石用后的处理等而非常昂贵。其他的成本因素还包括因该刷擦处理本身所造成的生产速度减缓。就品质而言，未镀面的刷擦处理会使玻璃纤维编织板的玻璃束曝露出来，这样会使湿气更容易进入叠层体中，而且会使焊剂粘着在未镀面上，而这是用户所不希望的。
印刷电路通常是通过将形成电连接图案的导电轨迹附着在适当基板上而制成的。常用的基板材料包括环氧树脂-玻璃叠层体，纸-酚醛树脂叠层体，聚酰胺-玻璃叠层体，挠性聚酰胺薄膜，以及注模成形塑料诸如液晶聚合物。铜箔已非常成功地在这些基板上用于形成导电轨迹，特别是因为其高导电性以及将铜箔叠层到基板上时所形成的强粘合作用。
在将未固化的组合物以所要求的印刷电路图案印在基板上后，使用加热而固化该组合物。加热可使用固定烘箱，但优选是具有多重加热阶段的烘箱。烘箱的加热方法可以是红外线灯，板式加热器，对流作用，加压热空气，感应加热，微波加热，或其他熟知的加热方法。这类烘箱对本领域技术人士是熟知的。多重的加热阶段可用于控制方式加热，干燥，固化以及冷却组合物，而使除气作用所引起的针孔极小化，去除因剧烈温度变化所产生的损害，而达到完全的固化。在由此所得的印刷电路板上，可以以钻孔或穿孔的方式打孔，就如在常用电路板上一样。可利用焊波，焊铁，热空气枪，或焊剂逆流等在现有技术中所熟知的通用技术将组件焊接到该印刷电路板上。或者，可用组合物本身将组件粘结在该印刷电路板上。这可通过，例如，在固化前将组件置于组合物中而完成。这样具有完全省除焊接的操作以及随后的焊剂清除操作的优点。另外一种粘合组件的方法，是先将该印刷电路板固化，然后再施加另外量的未固化的组合物作为导电性粘合剂以粘合组件。
多层印刷电路板的制造可由上述所制造的电路板开始。在焊接电路组件前，以网板或模板印刷的方式，将一薄层的非导电性绝缘热固性树脂施加在已固化的组合物之上。所施加的该薄层须经图案化，以便留下未经绝缘材料覆盖的穿孔或通道。将该薄层固化后，可将具有所要求的印刷电路图案的第二层导电性组合物印刷在该绝缘层上。所留下的穿孔或通道则可用于上下层之间的电连接。以这种方式便可制得双层印刷电路板。然后可将这种方法重复多次而制得包含多层的印刷电路板。接着，可通过上述方式以及利用酚醛树脂与酸酐固化树脂系统，将电子组件粘合于其上。然而，这类系统用于与叠层体表面结合时，通常具有较差的化学粘合力。此外，铜脱皮强度及油墨的粘合也通常比DiCy固化系统低。
再者，将电子组件焊接到印刷电路板上是一项多步骤且费时的工作。确切地说，在可以将电子组件焊接到印刷电路板上之前，通常需要进行下列步骤。首先以诸如环氧树脂玻璃纤维板的绝缘板开始，它可以是镀铜或不镀铜的。然后在连结孔(land holes)的预定位置上将该板钻孔。接着，将板去除毛口并进行清洁，而且若是已镀铜的，则在过硫酸铵溶液中清洗，随后再于水(5-10％H2SO4溶液)中或其他溶剂中清洗，以除去过量的过硫酸铵。然后施加催化剂，以便进行以无电沉积将铜包覆在钻孔内部以及整个板上。在无电沉积铜后，可藉电镀将另外的铜镀在板上及孔中。然后将光阻剂覆盖在该板上，并通过印刷电路透光性以图像方式将其曝露于UV光，因而固化(硬化)光阻剂的曝露部分。洗去光阻剂未曝露的部分，而露出其下面的铜，也就是在“电镀”板的情况中所形成的连结处(lands)、配线导体及连接垫。在这个阶段，如有需要，也可使用正型光阻剂。或是，可透过网板印刷技术使用网板处理的光阻剂以图像方式涂覆该板，而通过加热(用于“常用”光阻剂)或UV照射(用于光致聚合物光阻剂)来固化光阻剂。
然后将因此曝露的铜电路置于锡-铅电镀浴中进行电镀，从而将焊剂涂覆在板上曝露的铜之上以及孔中。接着，在溶剂中和/或通过机械方式脱去固化的光阻剂，并在常用的铜蚀刻浴中腐蚀除去该固化光阻剂之下的铜。
或是，可以其他金属的组合物(包括镍、金、铑、等等)来电镀该板。
除了用于电镀板之外，这种电路板的“印刷与蚀刻”方法也常用于娱乐电路图。这些电路图板是以相同的方式利用光阻剂在其上形成图像，但是以“电镀”板相反的负片图像。其曝露出的铜代表连接区(land areas)、配线导体及连接垫之外过剩的铜，因而可予腐蚀去除。然后移除光阻剂。
还有一种制造多层印刷电路板的方法，是由具有钻出或冲穿而成的穿孔或通道的许多薄基板开始。然后将导电性组合物以所要求的印刷电路图案利用网板或模板印刷的方式，印在这些基板上，每一层通常都不相同。接着，将这些薄基板排列对齐并加压叠层在一起的同时，组合物可进行固化，或只进行干燥而未固化。层合压力可迫使导电层透过薄基板的穿孔及通道而互相连接，只要在穿孔或通道之下直接有导电组合物存在，就可进行互相的连接。组合物的固化可在此层压程序之前、其间或之后进行。结果便可制得多层印刷电路板。
印刷电路板也可通过一种包含下列步骤的方法而制得将铜镀施加于镀有铜箔的叠层板上，将感光薄膜层合于其上，透过照相负片将该感光薄膜曝光，并除去未曝光的部分，然后将不在电路图案下的任何不需要的铜箔部分腐蚀除去，接着移除感光薄膜，而形成在绝缘叠层板上的印刷电路。在该方法中所用的感光薄膜会由于该薄膜太厚(通常在50微米左右)而难以均匀地将该感光薄膜层合在铜箔表面上，而使通过曝光及显像所形成的电路图案不清晰而产生问题。虽然其非常昂贵，但大部分的感光薄膜都没有被利用就被去除。
所有上述这些方法均制成可用于进行焊接掩蔽及图表油墨标记处理的印刷配线板。这时，取决于对这些印刷配线板所进行的特定制造操作方式的特定程序，可先施加焊接掩蔽再施加图表油墨，或相反，或只施加图表油墨。
将图表或标记油墨施加在电路板上，是用以标明用焊接或其他方式固定在其上的组件的正确位置。现有技术的图表油墨包括溶剂型，其中只有部分的油墨确实固化在电路板上而溶剂则被去除，以及其中100％的材料都固化在电路板上的图表油墨。这两种类型的油墨均有重大的缺点。例如，在溶剂型图表油墨的情况下，其材料在被印刷到电路板上时，易于在网板上干涸(因为溶剂蒸发掉)，因此在随后的使用时造成网板的堵塞，而产生不均匀的分布。此外，溶剂的蒸发亦产生污染问题。溶剂蒸发所造成的另一个问题是粘度的改变而使油墨变稠，这样也导致不均匀性。显然，由于溶剂蒸发还会有一个缺点，也就是印刷时的稠度并非所得到的稠度。溶剂型图表油墨也是通过加热而固化。这通常需要将电路板由操作线上移开，进行装架并通过烘箱，使它们在烘箱中放置几小时而固化。因此，这样不仅需要消耗较多能量，而且因为需要装架和长时间的烘箱固化处理而减低了操作线的速度。
再者，目前以手工的方式将各种资料诸如制造日期、产品批号、组号、序号及类似资料置于个别的电路板上，这都使用图表油墨。
可使油墨由喷墨式印表机喷出的喷墨式印刷技术以及油墨组合物，提供了一种用于制造密度增加的电路板以及将各种资料印刷在电路板上的方法。喷墨式印刷是将油墨微滴投射在基质上的一种非撞击式印刷技术。喷墨式印刷主要分为两种“按需滴落(Drop-On-Demand)”的喷墨以及“连续式(Continuous)”的喷墨。在按需滴落的喷墨技术中，油墨通常是贮存在储槽中并输送至印表机喷墨头的喷嘴。当需要时，会有一种装置迫使一滴油墨自喷嘴喷出而在印刷媒体(例如，纸)上印出一点。在连续式喷墨的技术中，则是将导电性油墨在加压下供给至油墨喷嘴，并透过小孔(通常直径为35至80微米)使其喷出。在经喷嘴喷出之前，加压的油墨流先通过一个被施予电流的陶瓷晶体。该电流会引起与交流电频率相当的压电性震动。这种震动使未分散的油墨流产生油墨微滴。油墨流因而以分散为连续的等间隔且等大小的连续的油墨滴。在喷嘴周围上，在油墨滴由电荷电极中的油墨流中分开的地方，施加电压于电荷电极与油墨滴流之间。当油墨滴从油墨流中分散出来时，每一油墨滴带有与其分散时的瞬间施加的电压成正比的电荷。以与产生油墨滴相同的速率改变电荷电极的电压，可使每一油墨滴充电至预定的程度。油墨滴流继续飞驰并通过保持在固定电位(通常为+/-2.5kV)的两个偏转板之间。在该电场存在下，使油墨滴偏转朝向其中一个偏转板，其偏转量正比于其所带的电荷。未带电荷的油墨滴不会偏转而因此收集于一槽中，并再循环到油墨喷嘴。那些带有电荷的油墨滴则被偏转，撞击在与其偏转方向成直角的高速运行中的基质上。通过改变每一个别油墨滴上所带的电荷，便可印出所要求的图案。
喷墨式印刷技术可由计算机控制而用于连续变化数据的高速印刷。喷墨式印刷的方法可分为三大类高压，低压以及抽真空技术。所有这些方法已描述并使用在通用的喷墨式印刷中，当然也可用于本发明中。
各类常用的喷墨式印刷技术的综述可见于下列公开文献Kuhn等人的Scientific American,April,1979,162-178以及keeling,Phys.Technol.,12(5),196-303(1982)。各种喷墨式装置则描述于美国专利U.S.Pat.3,060,429、3,298,030、3,373,437、3,416,153以及3,673,601。本发明的概要本发明是关于一种将图表油墨固定在诸如用于印刷电路板制造的叠层体上的改良方法(以及由该方法所得的物品)。
目前是以研磨性砂浆液机械式地刷擦叠层体，以提供图表油墨粘合位置所需的粗糙表面。现在已发现经粗糙处理的表面并非可实现油墨与叠层体之间有良好化学和机械粘合的唯一方法。令人惊异的是，将印刷电路板的未镀表面短暂地曝露于强UV光源(亦即100-400瓦/英寸(watt/in))，可使通常不会粘合到叠层体表面的图表油墨在该UV处理后能以优异的强度粘合。
附表详示代表性样品的试验结果。优选体系的详细说明参照下文说明可更为了解本发明。
进行初始试验，以评估在图表印刷之前将叠层体的未镀面曝露在UV光下的效果。附表中，“等级”一栏表示未曝露在UV下的粘合等级，而“有UV”一栏表示曝光后的粘合等级。这种评定等级的系统是由胶带的粘合试验(ASTM D 3359)而进行的，其中等级划分为0至5。等级5表示没有油墨脱落在胶带上，等级0则表示超过65％的油墨被转移到胶带上。
“等级”栏中表示某种程度的油墨脱落，这是无法被接受的，除非在印刷前对该材料施以擦刷处理。UV栏(即，叠层体曝露于UV下，约300mJ/cm2)则没有油墨脱落，这表示因曝露于UV光下，而已产生某些表面的化学改变。
对叠层体进行高UV(频率近于可见光)以及红外光的试验。两种试验都表示这两种光都没有达到所要求的印刷等级。进行了一项时间研究，以检测其表面变化在时间上是永久性的或是暂时性的。而80天后的叠层体试验表示仍可印刷而没有油墨脱落。
因此，使用UV光来代替机械式地擦刷叠层体的未镀面已表明是可行的且为极经济有效的方法。这种系统的独特化学性使得在压制操作破坏时具有良好的解脱性质，而且使其本身仅通过极少的UV曝光照射而产生官能基团(有利于图表的粘合)。
在单面式叠层体的照射期间所发生的光化学的化学机理，据信是一种o-光-弗利斯(o-photo-Fries)机构。这种机构是由BRA-表氯醇光致降解作用的模型研究而得。曝露于UV光下时的解聚作用会形成甲酸酯类(醛类)以及二元羧酸基团。然后这些官能基团会起着用于UV可固化环氧基油墨粘合的位置的作用。
通过改变UV烘箱上的输送带速度可使叠层体曝露于不同程度的UV。然后使用FTIR分析(G.E.EMD)及X-射线光电子光谱XPS(G.E.CRD)对样品进行表面试验。利用配备有使用锗ATR晶体的Inspect IR的Nicolet Magna500扫描表面。扫描结果显示在1740cm-1上逐渐增加的峰值高度，而对照板则几乎没有任何峰值。这个区域通常与酯基团(C=O)(也称为羰基团)有关。
接着，以利用XPS的G.E.CRD分析三个未镀的叠层体。其中两个叠层体曝露在UV(9英尺/分和24英尺/分)，另一个为对照用(没有UV曝光)。它们的基本表面组成及相应的结合能量总述于附表中。
其他扫描结果显示，随着UV量的增加，C-O基团增加而C-C基团减少。表面上的含氧物种量则由9.6％(对照组)增加到经曝露于9英尺/分UV的叠层体上的19.0％。
UV可固化的抗蚀刻性油墨组合物是含两种或多种树脂成份的树脂配和物所构成。第一种树脂成份为丙烯酸化环氧基单体或二聚物。第二种树脂成份为具有羧基侧基的丙烯酸酯。除了树脂之外，该油墨组合物也含有光致引发剂以及有机载体。
丙烯酸化环氧基单体或二聚物是用作薄膜形成物，并且对金属基质提供良好的粘着作用。若没有该成份，则油墨组合物在蚀刻期间会有明显的较差的化学抗性。
这些丙烯酸化单体及二聚物在油墨组合物中的存在量，基于油墨组合物的总重量，约为5％至约20％，优选为约10％至约15％。
优选的是来自低分子量环氧树脂的低粘度、非挥发性、二官能的酯，如Henkel公司生产的商标名为Photomer 305的双酚A环氧二丙烯酸酯。
具有羧基侧基的丙烯酸酯可对固化油墨提供在蚀刻程序完成后由印刷电路板上剥落的能力。若没有该树脂，则经蚀刻的信息不能轻易地通过使用碱性溶液而由基质上剥落。具有羧基侧基的丙烯酸酯在油墨中的存在量，基于油墨组合物的总重，约为8％至约43％，优选为约14％至约20％。
可用于本发明组合物中的优选丙烯酸酯，包括芳族二官能丙烯酸酯，诸如Henkel的Photomer 6158以及Henkel的Photomer 6173。
树脂配合物可含有另外的树脂成份。它可含有一种或多种树脂成份以促进粘合，尤其是对金属基质的粘合。这类粘合促进剂的用量，基于油墨组合物的总重量，可为约3％至约10％，优选为约3％至约5％。优选的这类树脂为Henkel公司生产的，商标名为Photomer 4003的壬基酚乙氧基化单丙烯酸酯以及Henkel公司生产的商标名为Photomer 4028的双酚A乙氧基化二丙烯酸酯。
树脂配合物也可包含有助于改善化学抗性的树脂成份。在本发明组合物中的这类树脂的用量，基于油墨组合物的总重量，为约2％至约10％，优选为约4％至约6％。优选的这类树脂为Henkel公司生产的商标名为Photomer 4028的双酚A乙氧基化二丙烯酸酯以及Henkel公司生产的商标名为Photomer 4072的三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯。
其他可使用的树脂包括那些会降低本发明组合物的粘度的。这类树脂包括1,6-己二醇二丙烯酸酯(Radcure公司生产)。
用于降低粘度的优选树脂包括Henkel公司生产的商标名为Photomer4160的乙氧基化新戊基乙二醇二丙烯酸酯以及Radcure公司生产的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
这些降低粘度用的树脂当其在油墨组合物中的总量，基于油墨组合物总重量，为约10％至约25％，优选为约11％至约15％时即可发挥功效。
该树脂配合物也可含有具有快速固化性质的树脂，以提供本发明的油墨组合物的较快的固化速度。优选的这类树脂包括Henkel公司生产的商标名为Photomer 4160的乙氧基化新戊基乙二醇二丙烯酸酯以及Henkel公司生产的商标名为Photomer 4028的双酚A乙氧基化二丙烯酸酯。
这些树脂的有效用量，基于油墨组合物的总重量，为约5％至约15％，优选为约1％至约10％。
其他可用于该树脂配合物中的树脂是可提供增强的交联的。这类树脂包括1,4-丁二醇二丙烯酸酯，1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯，1,6-己二醇二丙烯酸酯，1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯，新戊基乙二醇二丙烯酸酯，新戊基乙二醇二甲基丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，季戊四醇三甲基丙烯酸酯，季戊四醇四丙烯酸酯，季戊四醇四甲基丙烯酸酯，二季戊四醇六丙烯酸酯，二季戊四醇六甲基丙烯酸酯，三乙二醇三丙烯酸酯，三乙二醇三甲基丙烯酸酯，氨基甲酸乙酯丙烯酸酯，氨基甲酸乙酯甲基丙烯酸酯。
可提供增强的交联的优选的树脂为Radcure生产的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，Henkel公司生产的商标名为Photomer 4160的乙氧基化新戊基乙二醇二丙烯酸酯以及Henkel公司生产的商标名为Photomer 4072的三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯。
这些交联增强性树脂的有效用量，基于油墨组合物的总重量，为约10％至约20％，优选为约12％至约16％。
Henkel公司生产的商标名为Photomer 4072的三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯是在改善抗磨蚀性方面较为理想的树脂。
可提供耐磨性的树脂在本发明组合物中的存在量为约1％至约5％，较佳为约1％至约2％。
本发明组合物也可含有光致引发剂。许多这类材料在先有技术中是熟知的。光致引发剂可以是在曝露于诸如紫外光或可见光时会产生自由基并因此启动聚合反应的任何化合物。某些适用的光致引发剂的实例包括蒽醌及取代的蒽醌类，诸如烷基取代的或卤素取代的蒽醌类包括2-叔丁基蒽醌、1-氯-蒽醌、对-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌及2-戊基蒽醌；其他取代的或未取代的多环苯醌类包括1,4-萘醌、9,10-菲醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二氯萘醌、1,4-二甲基蒽醌、2,3二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、惹烯醌、7,8,9,10-四氢并四苯醌、1,2,3,4-四氢苯并蒽-7,2-二酮；乙酰苯类(acetophone)诸如乙酰苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、2,2-二乙氧基-2-苯基乙酰苯、1,1-二氯乙酰苯、1-羟基环己基苯基酮、及2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉-丙烷-1-酮；噻吨酮类诸如2-甲基噻吨酮、2-癸基噻吨酮、2-十二碳烷基噻吨酮(DTX)、2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、及2,4-二异丙基噻吨酮；以及缩酮类诸如乙酰苯二甲基缩酮及苯偶酰基二甲基缩酮；苯偶姻类及苯偶姻烷基醚类诸如苯偶姻、苯甲基，苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丙基醚、及苯偶姻异丁基醚(亦称为vicure 10)；偶氮化合物类诸如偶氮双异戊腈；以及苯酮类诸如二苯酮、甲基苯酮、4,4＇-二氯苯酮、4,4′-双二乙氨基苯酮、米蚩酮(Michler′s ketone)及呫吨酮类。若有必要也可使用光致引发剂的混合物。优选的光致引发剂为Ciba-Geigy公司生产的商标名为Irgacure 369的产品，其化学名称为2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮。
光致引发剂在该油墨组合物中的存在量为约2％至约10％，优选为约2％至约3％。
本发明的组合物也使用一种或多种有机载体。其中一种典型载体为低级醇与低级酮(优选的为各具有不超过十个的碳原子)所组成的混合物。通常使用的醇类为甲醇及乙醇。可用于本发明中的酮类包括具有不超过十个碳原子的直链或支链的脂族酮类，诸如丙酮，甲基乙基酮，甲基异丁基酮，或脂环族酮类诸如环戊酮，环己酮，或其他具有最高达十个碳原子的脂族环状酮类。优选的有机载体为甲醇与甲基乙基酮所组成的混合物。
载体的通常使用量为油墨组合物重量的约40％至约90％，优选为约30％至约60％。
本发明组合物中也可含有导电性试剂。若有使用，则其用量为约0.2％至约2.0％。适用的导电性试剂的实例包括二甲基胺盐酸盐，二乙基胺盐酸盐，硝酸锂，及羟基胺盐酸盐。优选的导电性试剂为硝酸锂。
本发明的油墨组合物中也可使用表面活性剂，以改良组合物的表面张力。若有使用，则其在油墨组合物中的存在量为约0.01％至约0.2％。优选的表面活性剂为非离子性表面活性剂诸如氟化烷基酯类，如3M公司生产的表面活性剂，FC-430。
本发明组合物也可含有光敏剂。光敏剂通过吸收其反应最佳的波长光而增加敏感度。许多这类物质在先有技术中都熟知的。若使用，其存在量为约0.25％至约5％。
某些适用光敏剂的实例包括所有上述的光致引发剂；卤素型光敏剂诸如四氯化碳、溴仿及三溴化碳；苯甲酸酯类诸如乙基-4-二甲氨基苯甲酸酯及2-(二甲氨基)乙基苯甲酸酯；叔胺类诸如三乙胺及三乙醇胺；苯并三唑，苯偶姻，氯醌，苯偶酰，丁二酮，5-硝基水杨醛，2,4-二硝基甲苯。优选的光敏剂为Biddle Sawyer公司销售的商标名为Quantacure ITX的2-异丙基噻吨酮。
本发明组合物中也可使用光稳定剂，以防止组合物在曝露于自然光下时产生聚合作用。它在油墨组合物中的存在量为约0.01％至约0.1％。优选的光稳定剂为对甲氧基苯酚。
本发明油墨组合物可含有足量的腐蚀抑制剂，以抑制与油墨接触的金属的腐蚀，而不会对油墨印刷特性有负面影响。
适用的腐蚀抑制剂包括0.5％至5％的基本上为碱性、热稳定的金属有机磺酸盐化合物。该磺酰盐化合物可选自二壬基萘磺酸铵，碱性二壬基萘磺酸钡，中性二壬基萘磺酸钡，二壬基萘磺酸乙二胺，碱性萘磺酸钡(bariurmsulphonate naphthalene sulphonate)，过碱性烷基酚酸硫化钙，碱性磺酸钙，过碱性磺酸钙以及高过碱性磺酸钙。此外，适用的腐蚀抑制剂可以是0.1％至5％的烷基胺。烷基胺类的典型实例为二丙基胺，二乙基胺以及二丁基胺。
可用于本发明中的油墨也可包含其他添加剂，它可以是能在下列方面增强油墨的任何物质(ⅰ)改善其他成份的可溶性，(ⅱ)改善印刷品质，(ⅲ)改善油墨对介质的粘合性，以及(ⅳ)控制润湿特性，这些方面是与诸如表面张力及粘度等性质有关。
此外，其他选用性的添加剂诸如分散剂也可使用。若有使用，则其在油墨中的存在量为约0.01至约20重量百分比。再者，诸如下列的增塑剂也可存在于其中；四苯甲酸季戊四醇酯(市售名为Benzoflex S552，由Chicago,I11.的Velsicol Chemical Corporation所生产)，柠檬酸三甲酯(市售名为Citroflex 1,由Greensboro,N.C.的Monflex Chemical Company所生产)，N,N-二甲基油酰胺(市售名为Halcomid M-18-OL，由Chicago,I11.的C.P.HallCompany所生产)，以及类似的。
本发明中所用的油墨可以不加着色剂而以澄清油墨形式使用。若要求油墨是可见的(例如，用以确定油墨在固化及蚀刻操作后已完全剥除)，则可加入着色剂。通常，若油墨中存在着色剂，则其用量为约0.5％至4％，优选为约1％至约3％。可用于本发明中的着色剂包括Morfast black A,Morfastblack 101,Morfast red 102，及Morfast yellow 102。上述染料可由MortonIntemational公司购得。此外，也可使用Hektoblack X-2(BASF公司生产)。Milliken Chemicals公司也提供Milliken blue A45-1,Milliken red A45-2，及Milliken yellow A45-3等产品。用于本发明中优选的着色剂为Millikenred A45-2。
虽非本发明实际中所必须的，但本发明的油墨组合物也可经配制成包括蒸发阻滞剂(也称为湿润剂)的。这些化合物会防止油墨喷孔干燥或结硬皮。典型的湿润剂包括乙二醇醚类及乙二醇酯类或它们的组合物。特定实例为诸如乙二醇和丙二醇甲基醚的化合物。
本发明配制的喷墨式油墨具有下列特征(1)25℃下约1至约10厘泊(cps)的粘度，(2)约50至约2,000ohms-cm-1的电阻率，(3)约1,200至约1,700m/sec.的声速，以及(4)低于28dynes/cm的表面张力。可加入电解质以调整油墨的电阻率。适用的电解质包括二甲胺盐酸盐及羟基胺盐酸盐。如上述所公开的，修正油墨组合物的主要成份，以达到这些所要求的操作特征，是完全包括在熟知该技术所知的范围内。
该喷墨式油墨组合物的粘度通常为约1至约10厘泊，优选为约2至约5厘泊。如要调整任何特定油墨配合物的粘度，除了加入能降低粘度的任何丙烯酸酯树脂之外，可加入各种已知的粘度改性剂。此外，该喷墨式油墨组合物应能使所印出的图像具有足够的柔韧性，以防止裂化或起皱。
熟知该领域的技术人员应了解，本发明所公开的方法具有非常广泛的应用，而非仅用于将图表油墨固定在印刷电路板上。因此，可以理解的是，本发明的UV预处理方法将可用于其他的热塑性塑料及其他的油墨或涂料上。例如，本发明方法可用于在施加环氧树脂涂料之前制备经模制的环氧树脂零件。许多其他应用对熟知该领域的技术人员将立即明白。附表
权利要求
1．一种用于将图表油墨固定在叠层体上的改良方法，该方法包含下列步骤(a)以紫外光处理该叠层体的未镀面；和(b)然后将图表油墨印刷在该所述处理的叠层体上。
2．按权利要求1的方法，其中所述紫外光是约100至400瓦/英寸(watts/in)的宽谱高强度紫外光。
3．按权利要求1的方法，其中所述叠层体处理步骤是在高于约10mJ/cm2的紫外光下曝光。
4．按权利要求1的方法，其中所述叠层体处理步骤是在约300mJ/cm2的紫外线下曝光。
5．一种用于将图表油墨固定在印刷电路板上的改良方法，该方法包含下列步骤(a)将该电路板的未镀面曝露在约100至约400瓦/英寸(watts/in)的宽谱高强度紫外光下，以达约100至约150mJ/cm2的曝光程度；及(b)然后将图表油墨印刷在所述曝光的电路板上。
6．按权利要求5的方法，其中曝光程度为约300mJ/cm2。
7．一种改良的印刷电路板，其改良在于通过用紫外光预处理所述电路板，而使所述电路板对图标油墨的粘合具有增强的能力。
8．按权利要求7的印刷电路板，其中所述紫外光为约100至约400瓦/英寸的宽谱高强度紫外光。
9．按权利要求7印刷电路板，其中所述预处理步骤是在高于约10mJ/cm2的紫外光下曝光。
10．按权利要求7的印刷电路板，其中所述预处理步骤是在至高达约300mJ/cm2的紫外光下曝光。
11．一种用于印刷电路板的改良叠层体，其改良在于，通过用紫外光预处理所述叠层体，而使该叠层体与图表油墨的粘合具有增强能力。
12．按权利要求11的叠层体，其中，所述紫外光为约100至约400瓦/英寸的宽谱高强度紫外光。
13．按权利要求11的叠层体，其中，所述预处理步骤是在高于约10mJ/cm2的紫外光下曝光。
14．按权利要求11的叠层体，其中，所述处理步骤是在至高达约300mJ/cm2的紫外光下曝光。
15．一种用于将油墨固定在热塑性零件上的改良方法，该方法包含下列步骤(a)用紫外光处理该零件；及(b)然后将油墨印刷在所述处理的零件上。
16．按权利要求15的方法，其中，该紫外光是约100至400watts/in的宽谱高强度紫外光。
17．按权利要求15的方法，其中，所述处理步骤是在高于约10mJ/cm2的紫外光下曝光。
18．按权利要求15的方法，其中，所述处理步骤是在至高达约300mJ/cm2的紫外光下曝光。
全文摘要
本发明是关于一种将油墨固定在诸如印刷电路板用的叠层体的热塑性塑料上的改良方法,其中该叠层体是短暂地曝露于强紫外光(UV)源下。一般图表油墨在未经UV预处理是不能粘合在这类叠层体表面上的,在经受这种UV处理后,具有优良的粘合力。
文档编号H05K3/00GK1224989SQ9812397
公开日1999年8月4日 申请日期1998年11月9日 优先权日1998年11月9日
发明者蒂莫西·A·霍尔德 申请人:通用电气公司