一种UV光固化油墨及其使用方法与流程

本技术涉及印刷电路板制造，具体涉及一种uv光固化油墨及其使用方法。

背景技术：

1、柔性印刷电路板(flexible printed circuit board，简称fpc)，是一种使用柔性绝缘材料(如聚酰亚胺或聚酯薄膜)作为基材的电路板，通过特殊工艺将铜箔线路印制或蚀刻在基材上，形成具有高度可弯曲性和优良电气性能的电路。与传统的刚性电路板相比，可以自由弯曲、折叠，甚至卷曲，这使得它们非常适合在空间有限或需要动态运动的电子设备中使用。

2、阻焊油墨，是一种在电路板制造过程中用于保护电路免受环境影响和短路的材料，它涂覆在电路板上除需要焊接的部分(如焊盘)以外的所有区域，以防止焊锡在非预期位置扩散并确保电气隔离。在现有技术中已有相应的研究，最新发展的uv光固化油墨能够在紫外线照射下发生化学反应，仅在需要保留的区域固化，其余部分则可以通过显影液去除，实现精确的图形转移。这一技术极大提高了阻焊层的定位精度和生产效率，适合大规模生产和高密度电路板的制造。

3、由于uv光的穿透力有限，对于较厚的涂层，uv光无法充分固化内部油墨，导致固化不完全，影响阻焊效果和电路可靠性。因此，常见的涂层控制在20μm以下。然而，柔性板在某些特定场合可能需要较厚的油墨涂层，如在需要承受频繁弯折、扭曲或有较高机械应力的应用中，较厚的油墨层可以提供更好的保护，防止导线和焊盘因机械应力而损坏。例如，在可穿戴设备、折叠屏手机或动态弯曲的传感器应用中，厚油墨层能增强柔性电路的耐用性。此外，在需要电磁干扰(emi)或射频干扰(rfi)防护的场合，较厚的导电油墨层可以作为屏蔽层，减少电磁辐射的泄露和外部干扰的侵入。

4、在现有技术中，对于需要较厚涂层的场合，解决方案是采取分层涂布、分布固化的方法。然而，分层涂布、分布固化会增加生产周期，降低生成效率，并且多次涂布和固化可能在层间形成微小的气泡或界面不平整，影响阻焊层的整体质量和外观，甚至可能成为故障点，降低电路板的可靠性。因此，解决较厚涂层的固化问题，是一个值得研究的课题。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种uv光固化油墨及其在制作柔性印刷电路板中的使用方法。本发明尤其适用于需要涂层较厚的场合。

2、技术方案：本发明提供了一种uv光固化油墨的使用方法，具体包括如下步骤：将油墨主剂和油墨辅剂按照10-12:3的比例混合，搅拌均匀，随后静置15-20分钟，确保其粘度为150～300dpa·s，并在恒温环境下预热至25±2℃，得到备用的油墨混合物；

3、将洁净的柔性印刷电路板置于涂布机的承载平台上，用上述油墨混合物对其进行涂布，控制涂布的速度为20-30米/分钟，涂布后的柔性印刷电路板依次进行干燥、预烘、曝光、显影处理；

4、将处理后的柔性印刷电路板放入uv固化箱中，先采用365nm光源进行初步预固化，时间设定为30-40s；随后转换至395nm光源进行固化40-60s，再使用可见光照射40-60s，紫外光与可见光交替进行，总时间控制在不超过10分钟。

5、具体的，所述的油墨主剂，其组成和配比为：光敏树脂：丙烯酸酯光敏预聚物30-40份；挠性单体：二缩三乙二醇双丙烯酸酯10-15份；光引发剂：2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮1-5份；填料：纳米级二氧化硅2-8份。

6、具体的，所述的油墨辅剂，其组成和配比为：癸二酸酯1-3份；流平剂byk-33 1-2份；颜料1-5份。所述的颜料根据所需颜色选择，不影响油墨挠性的颜料即可，例如酞菁绿g、酞菁蓝bgs等以及氧化铁系颜料。

7、当应用场合需要油墨厚度较厚时(例如超过30μm，甚至超过50μm)，所述的油墨辅剂的组成和配比为：癸二酸酯1-3份；流平剂byk-33 1-2份；偶氮苯(或其衍生物)，1-2份；颜料1-5份。对于本发明来说，偶氮苯(或其衍生物)的加入及固化时的光照操作较为重要。在预固化阶段，此波段的紫外线能够有效激发偶氮苯分子，促使它们从顺式构型向更稳定的反式构型转变。这个过程迅速发生，有助于快速固定油墨层的基本形态，防止流动或塌陷。随后切换至395nm的uv光源继续固化1分钟，这个波长的选择是为了促进剩余未完全固化的油墨成分进一步交联，同时维持偶氮苯在反式构型，确保涂层的完全固化和硬度提升。之后，利用可见光照射1分钟。这一阶段的作用是促使处于反式构型的偶氮苯分子在可见光的作用下重新转变为顺式构型(如图1所示)，虽然顺式偶氮苯不如反式稳定，但在本工艺流程中，这种转换有助于释放固化过程中积累的内应力，减少涂层开裂或剥落的风险，同时可能促进某些油墨成分的进一步反应，增强固化效果。本发明通过紫外光与可见光的交替照射，可以在保证固化效率的同时，优化涂层的物理性能，如提高表面硬度、附着力和抗应力裂纹能力。

8、具体的，在静置后，使用粘度计检查混合后的油墨粘度，确保其粘度为180±20dpa·s，如若不在范围内，进行调整并重新测试。

9、具体的，所述的涂布，通过调节滚轮压力至适中水平以保证均匀涂抹，同时利用激光测距传感器监控，实时调整涂布厚度，确保均匀性误差在±2μm内。涂布的厚度会直接影响后续的固化效果和耐用性。

10、具体的，所述的干燥，将柔性印刷电路板送入预设的干燥室，温度控制在40℃并稳定维持，干燥时间为5分钟，避免急剧升温导致板面变形。。

11、具体的，所述的预烘，预烘温度为70±5℃之间，时间为5-15分钟。通过预烘让油墨中的溶剂挥发，使得涂膜在曝光时不会粘连底片。预烘结束后，让柔性印刷电路板自然冷却至室温或采用风冷方式加速降温，避免因温差大导致的应力问题。

12、具体的，所述的曝光，将冷却后的柔性印刷电路板精确对位至曝光机平台上，覆盖并固定预先准备的精密掩膜，确保图案与板面完全对齐；启动曝光程序，确保图案转移精度达到±5μm。更具体的，曝光参数设定为：波长405nm的紫外线光源，光强控制在600mw/cm2，曝光时间精确到80-100秒，以实现高质量的图案转移。

13、具体的，所述的显影：将曝光后的柔性印刷电路板立即转移到显影槽，显影液温度保持在35±1℃，循环流动，显影时间设定为2-3分钟，期间监控显影液ph值和浓度，确保显影效果。显影完毕后，使用去离子水冲洗，随后干燥。显影步骤使用显像液将未曝光部分的涂膜溶解去除，而保留曝光部分。显像不足会导致残留未清除的油墨，而过度的显像则可能导致涂膜剥离。

14、有益效果：与现有技术相比，本发明结合不同波长的光照射策略，既加速了固化反应，又通过偶氮苯的特殊性质优化了固化产物的微观结构，从而在保证生产效率的同时，提升了柔性印刷电路板涂层的综合性能。

15、偶氮苯的顺反异构化不仅是一个能量转换过程，也是调节固化速率和材料性能的有效手段。通过光诱导的结构变化，可以控制油墨中反应的速率和程度，使得厚涂层也能均匀固化，避免了因厚度导致的内部固化不完全问题。

16、偶氮苯的可逆异构化还有助于在固化过程中及固化后释放内部应力，这对于厚涂层尤其重要，可以减少因固化收缩引起的裂纹和变形，提高成品的质量和可靠性。