[发明专利]用于气溶胶喷射打印的焊接掩模组合物

说明书

本发明提供了一种用于气溶胶喷射打印的焊接掩模油墨，其包含金属氧化物和基于丙二醇的溶剂；所述焊接掩模油墨在25℃下于101/s的剪切速率下具有约50cps至约1,000cps的粘度，并且剪切稀化指数为约1.0至约2.0。

技术领域

本文公开的实施例涉及焊接掩模如印刷电路板的制造中所采用的那些。特别地，本文公开的实施例涉及对气溶胶喷射打印机应用具有合适粘度的焊接掩模油墨。

背景技术

印刷电路板(PCB)或印刷线路板(PWB)(后文统称PCB)是计算机、通讯装置、消费电子产品、自动化制造和检测设备中电子部件彼此及与其它元件连接和交互的平台。PCB可自向其上层合或镀薄的铜层的基础基材(通常为绝缘材料)产生。然后使用化学刻蚀来移除铜的区域以产生导电路径或径迹。所述径迹允许附接到PCB的部件的电互连。

然后向铜导电路径上方施加称为焊接掩模的绝缘材料。在仅留下需要接触熔融焊料的导电垫不被覆盖的同时，焊接掩模将保护PCB上的导电路径使之免于在焊接步骤过程中被涂覆以焊料。简单PCB上的焊接掩模层可使用丝网印刷或旋转流延技术产生。然而，更稠密的PCB通常采用光刻技术来在铜层上形成图案化的焊接掩模。

用来制备焊接掩模的光刻技术可能涉及材料和能源密集的多步骤序列。例如，所述工艺常常涉及膜涂覆、光刻、湿法刻蚀和固化，如图1的流程图中所示。在这样的工艺中，焊接掩模常为环氧基材料，其被旋涂或以类似方式施加，然后进行消减刻蚀。所述工艺往往使最终的固化的焊接掩模的耐化学和物理性变差。由于光刻的第一步是非选择性的，故PCB中的通孔常常被部分或完全地填充以焊接掩模。移除焊接掩模以得到高纵横比通孔是非常困难且有时不可能完成的任务。最终，此类方法可能昂贵且浪费。

虽然用于沉积焊接掩模的数码方法是可取的，但例如在喷墨打印上的尝试已因非常低的粘度要求(低于约20cps)而遭遇限制。相比之下，市售焊接掩模光刻胶通常具有非常高的粘度(高于约10,000cps)，因此，喷墨打印焊接掩模系统难以投入实践。

作为替代的方案，已发展丝网印刷来沉积焊接掩模光刻胶。虽然其可克服通孔堵塞问题，但丝网印刷常产生分辨率低且对准性差的焊接掩模。另外，丝网印刷需要平整的表面。表面上具有浮雕结构的PCB不适合于在其上丝网印刷焊接掩模。类似地，焊接掩模通常不能丝网印刷于弯曲表面上或3D电子部件上。

发明内容

在一些方面，本文的实施例提供了用于气溶胶喷射打印的焊接掩模油墨，其包含金属氧化物和基于丙二醇的溶剂，其中所述焊接掩模油墨在25℃下于10l/s的剪切速率下具有约50cps至约1,000cps的粘度，并且剪切稀化指数为约1.0至约2.0。

在一些方面，本文的实施例提供了焊接掩模油墨，其包含：i)树脂或UV可固化单体；ii)无机颜料；和iii)油墨的总重量的约20至约50％的基于丙二醇的醚或酯溶剂，其中所述焊接掩模油墨制剂在25℃下于10l/s的剪切速率下具有约50cps至约800cps的粘度，并且剪切稀化指数为约1.0至约1.5。

本文的实施例还提供了一种方法，其包括在基材上成图案地气溶胶喷射打印焊接掩模油墨和固化所喷射的焊料，其中所述焊接掩模油墨包含：i)树脂或UV可固化单体；ii)无机颜料；和iii)约20重量％至约50重量％的基于丙二醇的醚或酯溶剂，其中所述焊接掩模油墨在25℃下于10l/s的剪切速率下具有约50cps至约800cps的粘度，并且剪切稀化指数为约1至约1.5。

附图说明

下文将结合附图描述本发明的各种实施例，其中：

图1示出了常规的焊接掩模沉积工艺。

图2示出了根据本文的实施例的一种示例性焊接掩模的粘度(25℃下)和剪切稀化指数随溶剂添加变化的双重曲线。剪切稀化指数为在10l/s的低剪切下的粘度对在484l/s的高剪切下的粘度的比率。