[发明专利]一种3D喷墨打印电路板用绝缘结构墨水及其应用

说明书

本发明涉及一种3D喷墨打印电路板用绝缘结构墨水及应用。所述绝缘结构墨水包括：韧性材料、高玻璃化转变温度材料、交联材料、光诱导剂、助剂。所述韧性材料选自单官芳香族丙烯酸酯中的至少一种；所述高玻璃化转变温度材料选自玻璃化转变温度在100‑260℃之间的丙烯酸酯衍生物、丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸环己酯中的至少一种；所述交联材料为酯基的末端带有羟基的丙烯酸酯和含有异氰酸酯基团的单体。本发明提供的绝缘结构墨水可采用喷墨打印方式层层叠加得到电路板基板，作为支撑结构；还可以与导电墨水配合使用，绝缘结构墨水作为层间的阻隔，两者协同打印，得到3D打印电路板，实现电路板的全加法、个性化制作，特别适合复杂结构的器件加工及多元化应用。

技术领域

本发明涉及印刷电路板的应用技术领域，特别是涉及一种3D喷墨打印电路板用绝缘结构墨水及其应用。

背景技术

印制电路板（PCB线路板）是当代各类的电子设备中不可缺少的配件之一，但凡是电子设备，无论是大型机械或是个人电脑、通信基站或手机、家用电器或电子玩具均会用到印制电路板。

印制电路板的主要构成部分分为两类，一种是绝缘的材料作为基材，另一种则是导体导电的材料，这两种材料在电子设备中起到支撑我们的元器件以及元器件之间的连接作用。

印制电路板在电子工业中的制造至关重要，在传统的印制电路板工业中，采用光刻技术和丝网印刷相结合的方式制造，然而这一方法涉及蚀刻、电镀等，存在耗时、昂贵、污染环境、可选基材有限等问题。最近几年，新兴的印制电子作为一种灵活多样、快速便捷、环保节能的制造技术，已引起欧盟、美国、日本等发达国家的极大关注，成为当今材料界、电子界、制造界共同关注的技术热点，将会对PCB制造业产生了重大影响。

喷印是一种无接触、无压力和无印版的印刷复制技术，它具有无版数码印刷的特征，简化了制造过程。喷印在材料的使用上也可避免像光刻技术浪费95%以上材料的问题，而采用印刷方式印制上去的面积则等同于使用的面积，以长期发展角度来看，印刷方式会比传统光刻技术的成本低很多。从总的发展方向来看，数字喷墨打印技术将会成为PCB工业生产新的生力军，对于PCB生产技术的革新产生重要的影响。3D喷墨打印电路板可实现复杂三维微结构的快速设计与加工，并可通过基于软件打印控制系统进行图形的快速更改。

需要强调的是，喷墨打印所要用的墨水跟传统的印刷不一样，需要特别研制。目前为止，还没有用于3D喷墨打印电路板的绝缘结构墨水。印刷电路板的绝缘材料需要具有非常优异的性能，包括较高的强度和耐撕裂强度、耐高温、优异的柔韧性、合适的硬度，并且能够快速固化成型。因此，急需开发一种用于3D喷墨打印的绝缘结构墨水，以满足喷墨打印、复杂结构的器件加工及多元化应用的需求。

发明内容

本发明提供一种3D喷墨打印电路板的绝缘结构墨水及其制备方法和应用，所述绝缘结构墨水可采用喷墨打印方式层层叠加得到电路板基板，作为支撑结构；还可以与导电墨水配合使用，绝缘结构墨水作为层间的阻隔，两者协同打印，得到3D打印电路板，实现电路板的全加法、个性化制作，特别适合复杂结构的器件加工及多元化应用。

3D喷墨打印电路板用绝缘结构墨水不仅需要在短时间之内完后从流体到固体的转变，而且这种转变必须能够以不太高的成本、在温和的条件下来实现，而且绝缘结构墨水固化成型后需要具备耐高温、硬度较高、柔韧性好、可挠曲性好，同时耐撕裂强度好等特点。

本发明提供一种3D喷墨打印电路板用绝缘结构墨水，包括：韧性材料、高玻璃化转变温度材料、交联材料、光诱导剂、助剂。

所述韧性材料选自单官芳香族丙烯酸酯中的至少一种；所述高玻璃化转变温度材料选自玻璃化转变温度在100-260℃之间的丙烯酸酯衍生物、丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸环己酯中的至少一种；所述交联材料为酯基的末端带有羟基的丙烯酸酯和含有异氰酸酯基团的单体。