专利名称：沉积方法
技术领域：
本发明涉及制备印刷电路板的沉积方法，所述方法包括使用喷墨印刷机在任选层压了导电金属的介电底材上涂覆阻沉积的丙烯酸酯油墨，通过暴露于光化辐射或微粒束辐射将油墨聚合，增加导电的沉积金属表面，并用化学方法除去聚合的油墨。在涂覆阻沉积的丙烯酸酯油墨之前，在介电底材包含层压的导电金属的区域，不被沉积金属保护的这种金属被化学蚀刻除去。
通常印刷电路板通过复杂的工艺制造，例如包括六个或更多慎密步骤的干膜负片图像光致抗蚀工艺。首先，在介电底材上层压或涂覆铜，随后在铜的表面覆盖光致抗蚀剂层。制备照相底版，该照相底版为印刷电路的所需导电电路的负片图像，并且通常为银照相乳剂板。将该照相底版置于光致抗蚀剂层的正上方，并暴露于紫外光中。这使得暴露于紫外光的那些区域中的光致抗蚀剂层聚合并硬化，从而在光致抗蚀剂层中得到所需导电电路的隐藏的负片图像。随后用化学方法处理光致抗蚀层以除去未暴露区域的光致抗蚀剂。这种化学处理通常为温和的碱性，其中光致抗蚀剂层包含游离的羧酸基团。
然后采用电解沉积或无电沉积工艺将导电金属沉积在暴露的铜表面。为了增加最终铜电路的厚度，这种其他金属可为任选的铜本身和/或可为最上层的阻蚀刻导电金属层。然后用化学方法除去聚合的光致抗蚀剂层，例如在光致抗蚀剂层包含游离羧酸基团的情况下，使用强碱。最后，通过化学蚀刻将直接层压在介电底材上的并且不被阻蚀刻金属保护的铜除去。
虽然该方法广泛用于制造印刷电路板(下文称作PCB)，但是该方法冗长、昂贵并且浪费材料，因为需要单独制备光致抗蚀层，并且涂覆于铜/介电底材层压材料的整个区域。此外，包含所需导电电路的负片图像的照相底版通常距离光致抗蚀层有一定距离，因此产生紫外光照射的衍射，导致不在照相底版的紫外光透明区域的正下方的光致抗蚀剂区域被显影和聚合，并降低导电电路的密度和清晰度。此外，需要非常仔细控制光致抗蚀剂的化学结构，因为在暴露于紫外光之前和之后其的去除都依靠碱处理。如果未暴露的光致抗蚀剂没有被完全除去或者如果某些暴露和聚合的光致抗蚀剂在化学蚀刻铜之前被除去，则严重危害想要得到的导电电路的密度和完整性。
因此，使用喷墨印刷技术在任选层压了导电金属的介电底材的特定区域上涂覆光致抗蚀剂，因为无需使用照相底版，所以具有非常大的吸引力。计算机直接数字化地生成图像或负片图像，明显减少了工艺步骤，无需使用不同浓度的碱性水溶液有差别地剥离光致抗蚀剂层，并且因为不存在距离光致抗蚀层有一定距离的照相底版，可提高电路的清晰度和密度。由于光致抗蚀剂仅涂覆于那些需要保护以免被化学沉积的区域，因此节省了光致抗蚀剂材料并节省了成本。
因此本发明提供了一种制备电子装置的方法，所述方法包括以下步骤通过喷墨印刷在任选层压了一种或多种导电金属的介电底材的选定区域涂覆非水的阻沉积油墨，将所述阻沉积油墨暴露在光化辐射和/或微粒束辐射中以完成聚合，通过电解沉积或无电沉积增加一层或多层金属层，其中最上层的金属层为一种或多种阻蚀刻金属，用碱除去聚合的阻沉积油墨，最后通过化学蚀刻将任选直接层压在所述介电底材上并且不被一种或多种阻蚀刻金属最上层保护的导电金属除去，其中所述阻沉积油墨基本不含溶剂，并且包含以下组分A)30-90份不含酸基团的丙烯酸酯功能性单体，所述单体包括单官能或多官能单体，其中5-95％重量为一种或多种单官能单体；B)1-30份包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体；C)0-20份聚合物或预聚物；
D)0-20份自由基引发剂；E)0-5份着色剂；和F)0-5份表面活性剂；其中所述油墨在40℃下的粘度不高于30cPs(mPa.s)，并且所有的份数以重量计。
如上所述，所述阻沉积油墨基本不含有机溶剂。这是指无需额外的溶剂，并且在用来制备该油墨的各种组分的制造中仅存在痕量的作为杂质或副产物的溶剂。优选所述油墨包含不高于2份，更优选不高于1份，特别是不高于0.5份有机溶剂，基于所述油墨的总量计算。最优选所述阻沉积油墨不含有机溶剂。
所述阻沉积油墨所需的粘度很大程度上取决于具体使用的印刷头，特别是印刷头的工作温度。目前最适合的商品印刷头在25-65℃下工作。因此，优选所述阻沉积油墨在40℃下的粘度不高于30cPs(mPa.s)。可使用任何适合的装置测定粘度，但优选使用带有转子(例如18号转子)的布鲁克菲尔德粘度计。优选在40℃下的粘度不高于20，特别是不高于15cPs(mPa.s)。还优选在40℃下的粘度不低于5，特别是不低于8cPs(mPa.s)。优选在40℃下的粘度为8-15cPs(mPa.s)。优选印刷头的操作温度为30-60℃，特别是35-45℃。
优选使用按需喷墨(DOD)压电喷墨印刷机进行喷墨印刷。
在一个实施方案中，各组分的份数A)+B)+C)+D)+E)+F)＝100。
上文中使用的术语“功能性丙烯酸酯”是指包含反应性乙烯基的残基(例如CH2＝C(R)CO-，其中R为氢、烷基或氰基)的任何单体。当R为烷基时，优选R为C1-6-烷基。特别优选由甲基丙烯酰基或者特别是丙烯酰基提供丙烯酸酯官能团。所述单体可具有较低的分子量或者就性质上来说，所述单体可为低聚物或聚合物，并且分子量可高至30,000。它们与作为所述油墨组合物的组分C的聚合物或预聚物的区别在于它们不是通过丙烯酸酯功能性单体的聚合反应得到的聚合物或预聚物。但是，它们可为大分子，并且可包含通过一个或多个杂原子相连的烃基，例如聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚酯和脲。对于所述丙烯酸酯功能性单体的类型和分子量大小的唯一的限制是它们必须彼此相容，在成品阻沉积油墨中不应形成分离相，所述阻蚀刻油墨必须具有上述的粘度，并且聚合后的最终油墨必须用碱处理除去。通常，所述丙烯酸酯功能性单体的分子量(Mw)小于30,000，更优选不大于10,000，再更优选不大于5,000，特别是不大于2,000，因为这使得所述阻沉积油墨的粘度在上述的范围内。不含酸基团的丙烯酸酯功能性单体的具体实例为以商标SartomerTM、ActilaneTM和PhotomerTM购得的那些，例如SartomerTM506(丙烯酸异冰片酯)、SartomerTM306(二缩三丙二醇二丙烯酸酯)、ActilaneTM430(乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、ActilaneTM251(一种三官能丙烯酸酯低聚物)、ActilaneTM411(一种CTF丙烯酸酯)、PhotomerTM4072(丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、PhotomerTM5429(聚酯四丙烯酸酯)和PhotomerTM4039(乙氧基化单丙烯酸苯酚酯)。SartomeTM、ActilaneTM和PhotomerTM分别为Cray Valley公司、Akros BV和Cognis公司的商标。丙烯酸酯功能性单体的其他实例有丙烯酸月桂酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-降冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯氧基乙酯和丙烯酸四氢糠酯。在实际中这些不含酸基团的丙烯酸功能性单体的商品样品可包含痕量的酸性杂质，在这种情况下，不含酸基团的丙烯酸酯功能性单体的份数是指不含酸基团的样品的份数，也就是说，除去具有酸基团的份数。优选单官能丙烯酸酯单体的量为组分A的总重量的15-95％，更优选不小于40-95％，特别是60-95％，更特别是不小于70-95％。包含一个或多个酸基团的丙烯酸功能性单体(组分B)的酸基团优选为硫酸、磷酸或特别是羧酸基团。特别优选包含一个或多个酸基团的丙烯酸功能性单体仅包含一个酸基团。在碱性条件下，该酸基团使阻沉积印刷油墨能够从电子装置的介电底材或者导电金属或合金(例如铜)上除去。该酸基团还提高与导电金属(例如铜)的附着力，因此不必在油墨制剂中存在其他特定的金属增粘剂。优选该酸基团存在于单官能丙烯酸酯单体中。具有一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体的实例有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羧乙酯、2-乙酰氨基丙烯酸、丁二酸单[2-(丙烯酰氧基)乙酯]、2，2-二(丙烯酰氨基)乙酸、磷酸二[2-(甲基丙烯酰)乙酯]、衣康酸二(3-磺基丙酯)、甲基丙烯酸乙二醇酯、衣康酸、磷酸单[2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯]、丁二酸单[2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯]、甲基丙烯酸[2-(磺基氧基)乙酯]、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸、3-磺丙基丙烯酸、邻苯二甲酸单[2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯]、3-磺丙基甲基丙烯酸、马来酸、富马酸以及邻苯二甲酸单[2-(丙烯酰氧基)乙酯]。更优选包含酸基团的丙烯酸酯功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸2-羧乙酯，例如(甲基)丙烯酸。
优选包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体(组分B)的量不高于20重量份，更优选不高于15重量份，特别是不高于10重量份。优选包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体(组分B)的量不低于3重量份，特别是不低于5重量份。其中包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体的量为5-15重量份可达到有用效果。
虽然不知道许多含羧酸单体的确切化学结构，但是从这些产品的描述中认为它们的确包含一个或多个羧酸部分。许多得自与(甲基)丙烯酸反应酯化的二醇和多元醇，或者蓄意包含游离的(甲基)丙烯酸。这些游离的(甲基)丙烯酸可为含有羧酸部分的市售的丙烯酸酯功能性单体的唯一组分。在本发明中，这类含有游离(甲基)丙烯酸的市售的混合物，特别是就其酸值而言，仍然被认为是单一的化合物。
优选包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体(组分B)的酸值不低于10mgKOH/g，更优选不低于20mgKOH/g，还更优选不低于100mgKOH/g，特别是不低于200mgKOH/g。
如上所述，化学蚀刻金属后，阻沉积油墨必须在碱性条件下易于除去。因此，优选全部阻蚀刻油墨的酸值高于30mgKOH/g，更优选高于40mgKOH/g，特别是高于50mgKOH/g。虽然也可使用酸值高于150mgKOH/g的油墨，但是通常在这种程度下没有益处。
可在碱性条件下除去阻沉积油墨，该碱性条件可以水或溶剂为介质。溶剂基介质通常包含有机胺，特别是链烷醇胺(例如乙醇胺)。优选有机溶剂为极性溶剂，因为这有助于在随后的水清洗中除去。但是，更优选使用碱性水介质，特别是碱金属氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐。
所述聚合物或预聚物(组分C)可为与丙烯酸功能性单体(组分A和B)相容的任何聚合物材料。其与丙烯酸酯功能性单体(组分A和B)的区别在于不含丙烯酸酯官能团和/或衍生自一种或多种丙烯酸酯功能性单体的聚合反应。通常所述聚合物或预聚物的数均分子量为500-大约100,000。优选分子量不高于30,000，特别是不高于10,000。还优选分子量不低于700，特别是不低于1,000。所述聚合物材料可属于任何类型的树脂，例如聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、环氧树脂、含聚硅氧烷的树脂或氟化树脂材料及其混合物。所述预聚物或聚合物可与一种或多种丙烯酸酯功能性单体(组分A和B)反应，或者可与丙烯酸酯单体(组分A和B)聚合生成的丙烯酸酯聚合物螯合。虽然所述聚合物或预聚物(组分C)表现出碱性水溶液的溶解性不是必要条件，但是更优选具有这种溶解性，因为这有助于在制备了导电电路后除去最后的阻蚀刻油墨。在所述聚合物或预聚物与由丙烯酸酯功能性单体(组分A和B)形成的聚合物反应或者强烈螯合的情况下，聚合物或预聚物(组分C)的碱性水溶液的溶解性不是必要的。
优选组分C(如果存在的话)在所述阻沉积油墨中的量不高于10份，更优选不高于5份，特别是不高于3份。特别优选所述油墨不含组分C。
所述自由基引发剂(组分D)可为包含任选的增效剂的在本领域中常用于引发丙烯酸酯功能性单体的聚合反应的任何引发剂。所述引发剂和增效剂(如果存在增效剂的话)可被光化辐射(例如UV辐射)或加速颗粒(例如电子束辐射)活化。适合的光化辐射源包括水银灯、氙灯、碳弧灯、钨丝灯、激光、电子束以及日光。特别优选由中压水银灯发出的紫外光(UV)辐射。因此所述自由基引发剂为任选的被UV光活化的光引发剂。
适合的引发剂和增效剂的实例有蒽醌；取代的蒽醌(例如烷基和卤素取代的蒽醌，如2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、对氯蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌以及2-戊基蒽醌)；任选被取代的多环醌(例如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、惹醌、7，8，9，10-四氢并四苯醌(tetrahydronapthaacenequinone)、1，2，3，4-四氢苯并蒽-7，2-二酮)；苯乙酮(例如苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1，1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮和2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉代-1-丙酮)；噻吨酮(例如2-甲基噻吨酮、2-癸基噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮和2，4-二异丙基噻吨酮)；缩酮(例如苯乙酮缩二甲醇和苯乙酮缩二苄醇)；苯偶姻和苯偶姻烷基醚(例如苯偶姻、苄基苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚以及苯偶姻异丁醚)；偶氮化合物(例如偶氮二异戊腈)；二苯甲酮(例如二苯甲酮、甲基二苯甲酮、4，4’-二氯二苯甲酮、4，4’-双二乙基氨基二苯甲酮)；米蚩酮和呫吨酮及其混合物。重要的商品引发剂和增效剂为SpeedcureTMITX、EHA和3040，IrgacureTM184、369、907和1850以及DaracureTM1173。SpeedcureTM、IrgacureTM和DaracureTM分别为Lambson Plc和Ciba GmbH公司的注册商标。
优选自由基引发剂和增效剂在所述阻沉积油墨中的量不高于20份，更优选不高于15份，特别是不高于10份。还优选自由基引发剂的量不低于0.1份。
为了提高储存稳定性，优选可将该油墨制成双包装的组合物。在一个优选的双包装组合物中，将自由基引发剂(组分D)与含羧基的丙烯酸酯(组分B)分开。在一个特别优选的双包装组合物中，可将引发剂与部分或所有的组成组分A的丙烯酸功能性单体、特别是单功能性丙烯酸酯单体配制成一种制剂。
优选阻沉积喷墨油墨组合物的着色剂(组分E)为颜料，并且可为包括那些经过表面改性以便于在油墨中分散的无机或有机颜料。这些颜料可选自例如在“颜料索引(Color Index)”(第3版，1971)以及其修订和增补中章节标题“颜料”下描述的任何已知类型的颜料。无机颜料的实例有二氧化钛、普鲁士蓝、硫化镉、铁的氧化物、硫化汞、群青以及铬颜料(包括铬酸盐，钼酸盐以及铅、锌、钡、钙的混合的铬酸盐和硫酸盐以及它们的混合物及其改性物，这些铬颜料为以商品名铬樱红、柠檬铬黄、中铬黄、铬橙、铬猩红和铬红得到的绿黄色至红色颜料)。有机颜料的实例有单偶氮化合物、双偶氮化合物、缩合偶氮化合物、硫靛、阴丹酮、异阴丹酮、二苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯并二噁嗪(triphendioxazine)、喹吖啶酮和酞菁系列，特别是铜酞菁及其核卤化衍生物以及酸性、碱性和中性染料的色淀。虽然炭黑为严格的无机颜料，但是在分散性上更类似有机颜料。优选的有机颜料为酞菁(特别是铜酞菁)、单偶氮化合物、双偶氮化合物、阴丹酮、三苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮、喹吖啶酮和炭黑。
如上指出，所述阻沉积喷墨油墨组合物用于生产包含介电底材和导电层涂层的电子装置(例如PCB)。在这类工业中，优选的颜色为绿色或蓝色，因此优选蓝色颜料为酞菁系列中的一种。蓝色颜料的实例有C.I.颜料蓝1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、24和60。绿色颜料通常为蓝色和黄色或橙色颜料的混合物，或者本身为绿色的颜料(例如卤化的酞菁，如溴化酞菁铜或溴化酞菁镍)。
通常在分散剂的存在下，通过与一种或多种丙烯酸酯功能性单体一起研磨，将所述颜料掺入阻沉积喷墨油墨组合物中。优选分散剂为聚酯/多元胺，例如US 6,197,877中公开的分散剂。这类分散剂可以商标SolspersTM分散剂(Avecia公司)得到。所述分散剂还可包含增效剂(例如部分磺化的铜酞菁颜料的季铵盐)。这类增效剂的实例公开于GB-A-1508576、GB-A-2108143和WO 01/14479中，并可以商标SolsperseTM得到。
通常分散剂与增效剂的重量比为1∶1-10∶1，优选大约5∶1。分散剂与增效剂的总量和颜料的比率可在较大范围内变动，通常为着色剂重量的50％-150％。优选阻沉积油墨中着色剂的量不高于5重量份，更优选不高于3重量份，特别是不高于2重量份。
如果阻沉积油墨组合物中存在表面活性剂(组分F)，则该表面活性剂可为有助于油墨组合物均匀并且为所得油墨提供所需的表面张力和润湿性能的任何表面活性剂。还可选择表面活性剂以将油墨组合物的粘度调节在所需的范围内。优选所述表面活性剂为阴离子或特别是非离子表面活性剂，并且就性质上说，还优选所述表面活性剂为任选包含硅原子和/或氟原子的脂族表面活性剂。
优选所述表面活性剂与所述丙烯酸酯单体(组分A)反应，并且特别优选其包含一个或多个如上定义的(甲基)丙烯酸酯官能团。有机硅丙烯酸酯表面活性剂的实例为包含式-Si(R1，R1)-O-重复单元(其中R1为一价烃基，可为烷基或芳基)和至少一个式-Si(X，R1)-O-的基团(其中X为(甲基)丙烯酸酯部分)的聚硅氧烷。具体的实例有Tego Chemie的TegoradTM2200N和2100。
优选所述阻沉积油墨的表面张力为20-40，特别是25-35mN/m。因此，所述表面活性剂的量通常为0.1-0.6重量份。
所述阻沉积油墨还可包含常规用于光化辐射或微粒束固化组合物中的其他助剂。这些助剂包括滑移改性剂、触变剂、发泡剂、消泡剂、蜡、油、增塑剂、粘结剂、抗氧化剂、光引发剂稳定剂、抛光剂、防霉剂、杀菌剂、有机和/或无机填料颗粒、流平剂、遮光剂、抗静电剂以及金属增粘剂。
可在阻沉积油墨从印刷头的喷墨印刷喷嘴中压出之后的任何适当的时候，包括正在喷墨(in-flight)和喷墨后(post-flight)，将阻沉积油墨暴露于光化辐射和/或微粒束辐射中。
电子装置的金属电路可为常规用于这类装置的任何金属或合金，包括金、镍/金、镍、锡、锡/铅、铝、银、钯、锡/铝，特别是铜。
电子装置的介电底材可为任何不导电的材料，但是通常为纸/树脂复合材料或者树脂/玻璃纤维复合材料、陶瓷、聚酯或聚酰亚胺(例如DuPont公司的Kapton)。
如上所述，所述阻沉积油墨可通过喷墨印刷涂覆于任选层压了一种或多种导电金属的介电底材上。该金属可为连续的箔片形式或者为预先存在的电路形式。优选导电金属为连续的箔片形式，并且优选为铜。
当所述介电底材没有层压导电金属时，只能使用无电工艺沉积金属沉积层。通常通过用在含水酸介质中的钯、钯/锡或镍或者钯的硫化物胶体处理进行无电沉积工艺。这种预处理使沉积金属的粘结力更好。
无电沉积通常通过在醛(例如甲醛)存在下，将介电底材浸入或者喷上所需金属的碱性水溶液来实施。在使用铜的情况下，通常含水液体包含3克/升的硫酸铜、6-9克/升的甲醛和6-9克/升的氢氧化钠。通常温度为20-60℃，虽然在25℃下进行30分钟就足够了，但是最高可达60分钟。
无电工艺易沉积粒状形态的金属沉积层，因此更优选通过电解方法增加金属层。但是，这种方法仅适用于介电底材已包含导电金属的表面层的情况，并且该表面层在电解工艺中形成阴极。电解沉积通常在20-60℃下由包含待沉积金属的含水酸浴来实现。电解沉积浴的实例有含有200克/升硫酸的75克/升硫酸铜；300克/升硫酸镍、60克/升金属镍、40克/升氯化镍和40克/升硼酸；pH为3.5-5.0的1金衡制盎司/加仑氰化金钾。
沉积的金属层的厚度优选不大于80微米，更优选不大于50微米，特别是不大于20微米。
优选沉积的金属为铜、锡、锡/铅、银、钯、镍和金。当沉积的金属为铜时，可用这种方法来增加介电底材中已经存在的铜层或者铜电路的厚度。当沉积的金属为锡、锡/铅、银、钯、镍或金时，通常用来覆盖铜电路，以保护铜免受环境的损伤和/或改进电接触。镍层通常用于铜与金之间以防止金迁移到铜层。
最后可用阻焊油墨处理含有导电金属电路的介电底材。
可采用光化辐射或微粒束固化组合物领域已知的任何方法制备所述阻沉积油墨。通常，在20-60℃、优选减少光照的条件下，通过快速搅拌将组分A和B混合在一起，直到得到均匀的溶液。随后加入组分D，并继续在20-60℃、减少光照的条件下搅拌。最后加入任选的组分C、E和F。
如上指出，优选组分E为颜料，特别是蓝色或绿色颜料，并且优选在少量组分A和/或组分B的存在下，采用任何适合的磨碎工艺(例如研磨、卵石球磨或珠磨)将颜料与分散剂一起研磨制备。当组分E为颜料时，将其加入到预分散形式的所述油墨的其他组分中。
优选随后在20-25℃下过滤，以除去任何颗粒状的物质。可采用被称作“阶式过滤”的方法，将油墨组合物按顺序通过更细小的过滤介质(例如10、6、4.5、2.5和1.2微米的过滤器)。
可用任何适用于有关金属或合金的方法进行化学蚀刻。当导电金属为铜时，优选蚀刻使用含水酸氯化亚铜(II)、含水铜(II)氨络合物以及含水氯化铁，任选包含氯化氢。
通常在20-100℃下进行蚀刻，虽然优选在25-60℃下进行，并且包括喷雾或浸渍，这样层压材料可在水平位置或者垂直位置与化学蚀刻剂接触。
优选喷雾，特别是当层压材料垂直放置时，因为这可以快速去除含有被除去金属和/或合金的化学蚀刻剂。通过搅拌化学蚀刻剂(例如使用超声搅拌)可加快蚀刻速度。
使用本发明的阻沉积油墨制备的包含介电底材和导电电路的层压材料可单独或者结合用于电子装置制造中的印刷电路板(PCB)中。
以下非限制性的实施例进一步说明了本发明，除非特别说明，否则所有的份数都以重量计。
实施例1在25℃下将SartomerTM506(57.04份)、SartomerTM306(12.92份)、ActilaneTM430(5.60份)、ActilaneTM251(5.60份)和丙烯酸(5.0份)一起搅拌1小时，得到均匀的溶液。随后在减小光照的条件下，加入光引发剂SpeedcureTMEHA(4.0份)、SpeedcureTMITX(2.0份)和IrgacureTM369(4.0份)，并将该油墨组合物在60℃下搅拌以溶解光引发剂。
加入预先研磨的在少量上述单体中的IrgaliteTMBlue GLVO(2.0份)的SolsperseTM32000/5000(1.44份)分散液。为了除去任何颗粒状物质，使用孔径为10、6、4.5、2.5和1.2μ的一系列微孔过滤器以阶式工艺过滤得到阻沉积油墨。
在40℃、转速为100rpm下，使用装有18号转子的布鲁克菲尔德粘度计测得该阻沉积油墨的粘度为9.5cP(mPa.s)。在20℃下使用Nouy环测得表面张力为28.0mN/m。使用Xaar XJ500/360印刷头评估基本的喷墨启动和喷射情况为良好。
在层压了30μm铜箔的玻璃纤维/树脂绝缘板(FR4)上涂覆厚度为25μm的阻沉积油墨层，以及喷墨印刷厚度为30μm的油墨线条。然后通过“Fusion D灯泡”提供的300-900mJ/cm(2.8-3.6W/cm2，传输速度为10-35米/分钟)的紫外光辐射下使该油墨聚合。
固化后，使用IPC-TM-650的试验方法TM 2.4.27.2测得铅笔硬度为2H。
当在30℃下用75克/升硫酸铜和200克/升硫酸沉积时，耐铜沉积性能良好。
当首先在50℃下用300克/升硫酸镍、60克/升金属镍、40克/升氯化镍和40克/升硼酸的水溶液沉积镍，随后在50℃，pH为3.5-5下用1英衡盎司/加仑氰化金钾沉积金时，耐镍/金沉积性能中等。
使用ASTM试验方法D 3359-87测定附着力好。
在50℃下、超声波浴中，使用2.5-5％的氢氧化钠水溶液，碱剥离效果良好。
权利要求
1.一种制备电子装置的方法，所述方法包括以下步骤通过喷墨印刷在任选层压了一种或多种导电金属的介电底材的选定区域涂覆非水的阻沉积油墨，将所述阻沉积油墨暴露在光化辐射和/或微粒束辐射中以完成聚合，通过电解沉积或无电沉积增加一层或多层金属层，其中最上层的金属层为一种或多种阻蚀刻金属，用碱除去聚合的阻沉积油墨，最后通过化学蚀刻将任选直接层压在所述介电底材上并且不被一种或多种阻蚀刻金属最上层保护的导电金属除去，其中所述阻沉积油墨基本不含溶剂，并且包含以下组分A)30-90份不含酸基团的丙烯酸酯功能性单体，所述单体包括单官能或多官能单体，其中5-95％重量为单官能单体；B)1-30份包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体；C)0-20份聚合物或预聚物；D)0-20份自由基引发剂；E)0-5份着色剂；和F)0-5份表面活性剂；其中所述油墨的粘度在40℃下不高于30cPs(mPa.s)，并且所有的份数以重量计。
2.权利要求1的方法，其中所述单官能丙烯酸酯单体的量不小于组分A)的重量的70％。
3.权利要求1或权利要求2的方法，其中组分B)的量为1-10重量份。
4.权利要求1-2中任一项的方法，其中组分B)的量不小于3重量份。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中组分B)为丙烯酸或邻苯二甲酸单[2-(甲基丙烯酰基)乙酯]。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述自由基引发剂为紫外光活化的光引发剂。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述油墨的表面张力为20-40mN/m。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述油墨的粘度在40℃下为8-20cPs(mPa.s)。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中组分B)的酸值不低于100mgKOH/g。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述全部阻蚀刻油墨的酸值高于30mgKOH/g。
11.权利要求1-10中任一项的方法，其中组分C)的量为0。
12.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述自由基引发剂的量不小于0.1份。
13.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述介电底材层压了导电金属。
14.权利要求13的方法，其中所述导电金属为铜。
15.权利要求13或权利要求14的方法，其中所述一个或多个金属层通过电解沉积进行沉积。
16.权利要求15的方法，其中所述一个或多个金属层为铜、镍、锡/铅、银、钯或金。
17.上述权利要求中任一项的方法，其中所述各组分的份数A)+B)+C)+D)+E)+F)＝100。
18.一种电子装置，所述电子装置包含用上述权利要求中任一项的方法制备的导电电路。
19.权利要求18的电子装置，所述电子装置为印刷电路板。
全文摘要
一种制备电子装置的方法，所述方法包括以下步骤通过喷墨印刷在任选层压了一种或多种导电金属的介电底材的选定区域涂覆非水的阻沉积油墨，将所述阻沉积油墨暴露在光化辐射和/或微粒束辐射中以完成聚合，通过电解沉积或无电沉积增加一层或多层金属层，其中最上层的金属层为一种或多种阻蚀刻金属，用碱除去聚合的阻沉积油墨，最后通过化学蚀刻将任选直接层压在所述介电底材上并且不被一种或多种阻蚀刻金属的上层保护的导电金属除去，其中所述阻沉积油墨基本不含溶剂，并且包含以下组分A)30－90份不含酸基团的丙烯酸酯功能性单体，所述单体包括单官能或多官能单体，其中5－95％重量为单官能单体；B)1－30份包含一个或多个酸基团的丙烯酸酯功能性单体；C)0－20份聚合物或预聚物；D)0－20份自由基引发剂；E)0－5份着色剂；和F)0－5份表面活性剂；其中所述油墨的粘度在40℃下不高于30cPs(mPa.s)，并且所有的份数以重量计。
文档编号C09D11/00GK1695406SQ03825203
公开日2005年11月9日 申请日期2003年8月22日 优先权日2002年9月20日
发明者A·J·霍珀, M·R·詹姆斯 申请人:艾夫西亚有限公司