本發明屬于印刷線路板領域,涉及一種樹脂組合物及用途。
背景技術:
印刷線路板是一種帶有印制電路的絕緣板,按照硬度劃分有剛性、柔性及剛柔結合三種。其中,高密度柔性線路板近年來發展迅速,線路密度不斷增加和層間結構的多樣化、多層化,使得傳統的線路制作工藝面對更多挑戰。貼膜是柔性線路板制作中的一道關鍵工序,貼膜工藝的好壞,直接對后續工序(曝光、顯影、蝕刻、退膜等)產生很大的影響。傳統的干法貼膜工藝操作簡單,但是在貼膜時不能有效地去除銅箔表面因凹凸不平、針孔、凹陷及劃傷等缺陷所滯留的空氣,使得干膜與銅箔的吻合性不佳,不良率高。
為了解決這一問題,另一種貼膜工藝,濕法貼膜工藝應運而生[專利wo2015035754和cn200510101656.3]。濕法貼膜工藝即是利用專用貼膜機,在貼膜前于銅箔表面形成一層水膜。利用水膜和水溶性干膜抗蝕劑結合形成的流動性,在擠壓下除去銅箔凹陷部位的空氣,從而增強干膜與銅面的結合力,使得干膜和銅箔之間的貼合穩定、完整,進而提高柔性線路板的產品合格率。
但是,當柔性線路板上分布0.1-1.0mm小孔,加上柔性線路板厚度薄,使用濕法工藝會導致小孔處上下層干膜粘結牢固,曝光、顯影、蝕刻后,退膜過程中退膜時間長,并且小孔處容易塞孔,降低生產效率和產品良率。
技術實現要素:
本發明的目的在于針對現有技術的不足,提供一種樹脂組合物及用途。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種樹脂組合物,所述樹脂組合物包括:50-70重量份的粘合劑聚合物、10-50重量份的光聚合單體、0.5-5.0重量份光引發劑、0.1-5.0重量份添加劑;其中,所述光聚合單體含有下述通式(1)所示的化合物0.1-20重量份、通式(2)所示的化合物0.1-20重量份、通式(3)所示的化合物0.1-20重量份:
式(1)中,m1和n1各自獨立地為0或正整數,且2≤m1+n1≤40;
式(2)中,m2和n2各自獨立地為0或正整數,且2≤m2+n2≤40;
r1和r2各自獨立地為h或ch3;
式(3)中,m3和n3各自獨立地為0或正整數,且2≤m3+n3≤40;
r3為h或ch3;
且(m1+m2+m3):(n1+n2+n3)=1:1-6:1。
進一步地,所述粘合劑聚合物由不飽和羧酸和乙烯基化合物共聚得到,聚合物酸值在100-300mgkoh/g樹脂,重均分子量在30000-150000。所述不飽和羧酸選自(甲基)丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、巴豆酸。所述乙烯基化合物選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸芐酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、羥基苯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、n-羥甲基-丙烯酰胺、n-丁氧基甲基-丙烯酰胺、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(烷氧基化)壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、n,n-二甲基(甲基)丙烯酸乙酯、n,n-二乙基(甲基)丙烯酸乙酯、n,n-二甲基(甲基)丙烯酸丙酯、n,n-二乙基(甲基)丙烯酸丙酯。
進一步地,所述光引發劑重量份優選為1.0-3.0。所述光引發劑選自噻噸酮、苯偶姻苯基醚、二苯甲酮、苯偶姻甲基醚、n,n'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮、n,n'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮、2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2,3-二甲基蒽醌、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯基醚、苯偶酰二甲基縮酮等苯偶酰衍生物、9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9'-吖啶)庚烷等吖啶衍生物、n-苯基甘氨酸、香豆素系化合物、惡唑系化合物、2,4,5-三芳基咪唑二聚體及其衍生物。所述2,4,5-三芳基咪唑二聚體及其衍生物選自2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(對甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等。
進一步地,所述添加劑重量份優選為0.5-2.0。所述添加劑由染料、光成色劑、成色熱穩定劑、增塑劑、顏料、填料、消泡劑、阻燃劑、穩定劑、流平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、成像劑、熱交聯劑中的一種或多種組成。
進一步地,該用途具體為:所述樹脂組合物可用濕法工藝進行貼膜,貼膜溫度80-110℃,壓力4.0-6.0kg/cm2,速度1.0-3.0m/min。所述樹脂組合物在柔性覆銅板上濕法貼膜、曝光、顯影、蝕刻后,退膜時不塞孔,孔徑大小0.1-1.0mm。
本發明的有益效果主要體現在:本發明通過調控光聚合單體中親水基團環氧乙烷(eo)與疏水基團環氧丙烷(po)摩爾比,制得的樹脂組合物用作干膜抗蝕劑時,具有退膜不塞孔、退膜速度快等特性,同時線路分辨率、附著力和柔韌性優異,因而能夠在使用濕法貼膜工藝的柔性印刷電路板制造時,提高產品生產效率和良率。
具體實施方式
本發明提供一種用于干膜抗蝕劑的樹脂組合物,所述該樹脂組合物包括:50-70重量份的粘合劑聚合物、10-50重量份的光聚合單體、0.5-5.0重量份光引發劑、0.1-5.0重量份添加劑。
作為本發明的粘合劑聚合物,優選含羧基的乙烯基類樹脂,由不飽和羧酸和乙烯基化合物共聚得到。所述不飽和羧酸可以列舉出(甲基)丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、巴豆酸等。所述乙烯基化合物可以列舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸芐酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、羥基苯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、n-羥甲基-丙烯酰胺、n-丁氧基甲基-丙烯酰胺、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(烷氧基化)壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、n,n-二甲基(甲基)丙烯酸乙酯、n,n-二乙基(甲基)丙烯酸乙酯、n,n-二甲基(甲基)丙烯酸丙酯、n,n-二乙基(甲基)丙烯酸丙酯等。含羧基的乙烯基類樹脂可以由上述一種或多種不飽和羧酸,和一種或多種乙烯基化合物共聚而得。其制備方法可用公知的方法,如溶液聚合、懸浮聚合等。
作為本發明的光聚合單體,含有通式(1)、(2)、(3)所述的單體,也可以加入其它乙烯基的單體。
式(1)中,m1和n1各自獨立地為0或者正整數,且2≤m1+n1≤40。
式(2)中,m2和n2各自獨立地為0或者正整數,且2≤m2+n2≤40。
r1和r2各自獨立地為h或者ch3。
式(3)中,m3和n3各自獨立地為0或者正整數,且2≤m3+n3≤40。
r3為h或者ch3。
(m1+m2+m3):(n1+n2+n3)=1:1-6:1。
光聚合單體所含有親水基團環氧乙烷(eo)與疏水基團環氧丙烷(po)摩爾比范圍為1:1-6:1,從干膜抗蝕劑綜合性能來看,優選為2:1-5:1。
所述其它乙烯基的單體,可以列舉出(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、雙酚a二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)雙酚a二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。
在本發明中,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,乙氧化(丙氧化)丙烯酸酯表示乙氧化丙烯酸酯、丙氧化丙烯酸酯及乙氧化丙氧化雜化的丙烯酸酯。
作為本發明的光引發劑,可以用噻噸酮、苯偶姻苯基醚、二苯甲酮、苯偶姻甲基醚、n,n'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮、n,n'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮、2-乙基蒽醌、菲醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2,3-二甲基蒽醌、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯基醚、苯偶酰二甲基縮酮等苯偶酰衍生物、9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9'-吖啶)庚烷等吖啶衍生物、n-苯基甘氨酸、香豆素系化合物、惡唑系化合物。此外,可以用2,4,5-三芳基咪唑二聚體及其衍生物,可以舉例出2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(對甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等。
作為本發明的添加劑,可以根據需要,添加含有孔雀石綠之類的染料、無色結晶紫等光成色劑、成色熱穩定劑、增塑劑、顏料、填料、消泡劑、阻燃劑、穩定劑、流平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、成像劑、熱交聯劑等。這些組分可單獨使用或組合使用。
本發明的樹脂組合物,可以根據需要,溶解于甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯等溶劑或者這些溶劑的混合溶劑中。
下面結合實施例對本發明作進一步描述,但本發明的保護范圍不僅局限于實施例。
實施例1-5,比較例1-2
按照下述表1的配方將各組分按比例混合,加入60重量份的丙酮,然后充分攪拌至完全溶解,配成固含量為40%的樹脂組合物溶液。利用涂布機將其均勻涂布在作為支撐膜的pet膜(厚度15um)表面,放在85℃烘箱中烘10min,形成厚度為20um的干膜抗蝕劑層,在黃光燈下呈現綠色。接著,在其表面貼合作為保護層的聚乙烯薄膜,厚度為20um,這樣就得到了3層結構的感光干膜。
需要說明的是表1中粘合劑聚合物a為自己制備,利用溶液聚合方法,主要成分為甲基丙烯酸/丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸正丁酯/丙烯酸月桂酯/苯乙烯=18/5/45/15/9/8(mw=71,000)。
表1
注:表1中光聚合單體:
b-1:(8)乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯,分子量626(沙多瑪)
b-2:(2)丙氧化壬基苯酚丙烯酸酯,分子量390(沙多瑪)
b-3:(9)乙氧化二甲基丙烯酸酯,分子量598(美源)
b-4:(3)乙氧化(17)丙氧化二甲基丙烯酸酯,分子量1330(美源)
b-5:(6)乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯,分子量560(沙多瑪)
b-6:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯,分子量338(沙多瑪)
光引發劑:
c-1:2,2’,4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基-1,1’-二咪唑(常州強力電子新材料)
c-2:n-苯基甘氨酸(西亞化學)
添加劑:
d-1:燦爛綠顏料(上海百靈威化學技術有限公司)
d-2:隱色結晶紫(上海百靈威化學技術有限公司)
d-3:三溴甲基苯基砜(上海梯希愛化工)
d-4:n,n-二乙基羥胺(上海百靈威化學技術有限公司)
以下,說明實施例和比較例的樣品制作方法(包括貼膜、曝光、顯影、酸性蝕刻、退膜)、樣品評價方法以及評價結果。
【濕法貼膜】
a.將雙面柔性覆銅板(fccl)裁成25*20cm的長方形,利用激光鉆孔機在柔性基板上鉆0.2-0.5mm不同孔徑的小孔,接著表面粗化處理、水洗、烘干。
b.將去離子水或者蒸餾水加入海綿輥輪,接著將柔性基板經過海綿輥輪,在銅面上均勻涂上一層水膜。
c.貼膜機的貼膜溫度100℃,壓力5.5kg/cm2,速度1.2m/min。
【曝光】
貼膜后樣品靜置15min以上,使用志圣科技m-552型平行光曝光機進行曝光,使用stouffer41階曝光尺測定曝光格數,曝光格數控制在16-22格,曝光能量為25-60mj/cm2。
【顯影】
曝光后樣品靜置15min以上,顯影溫度30℃,壓力1.2kg/cm2,顯影液為1%wt的碳酸鈉水溶液,顯影時間為最小顯影時間的1.5-2.0倍,顯影后水洗、烘干。
【酸性蝕刻】
酸性蝕刻,蝕刻液為氯化銅(cucl2)/鹽酸(hcl)體系,蝕刻溫度50℃,壓力1.2kg/cm2,蝕刻液比重1.20-1.30g/ml,鹽酸濃度1.5mol/l,銅離子濃度120-160g/l。
【退膜】
堿性退膜,退膜液為naoh,退膜溫度50℃,壓力1.2kg/cm2,退膜液濃度3-5wt%,退膜時間為最小退膜時間的1.5-2.0倍,退膜后水洗、烘干。
【最小退膜時間評價】
從退膜液噴淋到柔性基板上開始計時,到干膜剛好完全退盡終止,這段時間記為最小退膜時間。
【退膜塞孔評價】
退膜后觀察柔性基板上小孔處是否有干膜殘留,統計存在干膜殘留小孔數量,用數字表示結果,數值越小說明干膜越不塞孔。
0.2-0.5mm不同孔徑的小孔共計100個:
1:存在干膜殘留小孔數量0-3個;
2:存在干膜殘留小孔數量3-10個;
3:存在干膜殘留小孔數量>10個;
【分辨率的評價】
利用line/space=10/10-100/100μm的等線距、等線寬布線圖案的光掩模進行曝光顯影,水洗烘干后,利用放大鏡進行觀察。
【附著力的評價】
利用line/space=n/400μm(n范圍從15到51,每次遞增3)的等線距、不同線寬布線圖案的光掩模進行曝光顯影,水洗烘干后,利用放大鏡進行觀察。
【柔韌性的評價】
貼膜、曝光、顯影后,將柔性基材從不同角度對折20次,觀察干膜是否開裂,統計開裂次數,用數字表示結果,數值越小說明干膜柔韌性越好。
1:對折后干膜開裂0次;
2:對折后干膜開裂1-5次;
3:對折后干膜開裂5次以上;
評價結果見表2
通過實施例1-5與比較例1-2的比較可以發現,實施例1-5光聚合單體eo/po摩爾比在1:1-6:1的區間,最小退膜時間在20秒之內、退膜不塞孔,并且分辨率、附著力和柔韌性的性能優異;比較例1中光聚合單體eo/po摩爾比為0.7:1,最小退膜時間在20秒之內、退膜不塞孔,但是分辨率和附著力明顯下降,說明當eo/po摩爾比小于1:1的時候,干膜親水性下降,分辨率、附著力變差;比較例2中光聚合單體eo/po摩爾比為7.1:1,最小退膜時間明顯延長達到25秒、并且退膜塞孔,說明當eo/po摩爾比大于6:1的時候,干膜退膜困難并且退膜塞孔。
通過調控光聚合單體中親水基團環氧乙烷(eo)與疏水基團環氧丙烷(po)摩爾比,本發明所制得的樹脂組合物用作干膜抗蝕劑時,具有退膜不塞孔、退膜速度快等特性,同時線路分辨率、附著力和柔韌性優異,因而能夠在使用濕法貼膜工藝的柔性印刷電路板制造時,提高產品生產效率和良率。