無滷無磷電阻油墨、製造方法及其應用的製作方法
2023-07-01 11:37:51
專利名稱：無滷無磷電阻油墨、製造方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無滷無磷電阻油墨、製造方法及其應用，尤其涉及一種應用於印刷電路板上的無滷無磷電阻油墨、製造方法及其應用。
背景技術：
現有技術的電阻油墨皆添加有滷素，以達到阻燃的功能。但含滷素環氧樹脂在燃燒時會產生有毒的二惡英(dioxin)和呋喃(furane)等有害致癌氣體。而近年來環保意識抬頭，除了對於防火安全有相當嚴格的要求外，環境的保護也受到相當的重視。因此，為了兼顧阻燃的安全性、環保材料的需求及商機策略等考慮前提下，各國無不積極地投入新一代環保無滷型印刷電路基板的開發。
然而，目前無滷型印刷電路板材料主要以磷系阻燃劑取代溴化環氧樹脂，以達到難燃功能，雖然磷系難燃技術可以有效取代傳統滷系阻燃劑，但因磷系阻燃劑會因水解導致河川或湖泊氧化，衍生另一種環境課題，同時磷系阻燃劑亦會因為其高吸水解離特性而導致電子產品長期可靠度下降或失效，在效果上亦非理想。世界各主要電子構裝材料業者無不極力開發無滷無磷系且具難燃特性的材料。
在業者努力研發之後，目前已有無滷無磷系的雛型產品，但一般的無滷無磷系材料雖然可達到阻燃的效果，但在製造成本上較高，且無法調整電阻油墨的電阻值，尚有待改進的空間。
有鑑於此，為了改善上述的缺點，使無滷無磷電阻油墨不僅能達到環保及阻燃的要求，且可依需要而調整印刷電路板的電阻值，發明人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本發明的產生。
發明內容
本發明的主要目的在提供一種無滷無磷電阻油墨及其製造方法，藉由阻燃劑、環氧樹脂與碳黑的反應物及填充劑的組合，能達到難燃及環保的要求。
本發明的次要目的在提供一種無滷無磷電阻油墨及其製造方法，藉由在組合過程上添加填充劑，能達到調整黏度及電阻值的效果。
本發明的又一目的在提供一種將無滷無磷電阻油墨應用於印刷電路板上的方法，藉由切割有阻值的印刷電路板，能對印刷電路板的阻值做微量修正。
為達上述發明的目的，本發明所提供的一種無滷無磷電阻油墨，包括環氧樹脂、碳黑、阻燃劑、填充劑、溶劑、硬化劑及催化劑等。
具體來說，該無滷無磷電阻油墨含有環氧樹脂與碳黑的反應物，佔組合物的30至35重量％，而該環氧樹脂具有雙官能基或多官能基。含有佔組合物的10至15重量％的阻燃劑與環氧樹脂及溶劑的混合物(該混合物中含有7至10重量％阻燃劑)，阻燃劑為具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基官能基結構的聚合物。填充劑佔組合物的50至60重量％，其為滑石粉(Talc)、碳黑(Carbon)、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物，供調整黏度及電阻值用。
一種無滷無磷電阻油墨的製造方法，包括下列步驟a.製備碳黑與環氧樹脂的反應物；b.製備含有環氧樹脂、含具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基的聚合物阻燃劑和溶劑的混合物；c.將上述碳黑與環氧樹脂的反應物與阻燃劑混合物再加以混合；以及d.添加填充劑，以調整黏度及電阻值。
所謂「碳黑與環氧樹脂的反應物」可現場製備，就是將環氧樹脂，碳黑，硬化劑，催化劑，聚乙烯醇縮丁醛，溶劑等在一定條件下反應所得的產物。所述「阻燃劑混合物」也是現場製備的，其中含有阻燃劑，環氧樹脂，溶劑等，這些後面都將詳述。
一種塗布無滷無磷電阻油墨以控制電阻值的印刷電路板的製造方法，包括a.取無滷無磷電阻油墨印於印刷電路板上；b.加熱烘烤，以形成有阻值的印刷電路板；以及c.切割印刷電路板，以修正印刷電路板的阻值。
為便於對本發明能有更深入的了解，茲詳述於後
圖1為本發明的無滷無磷電阻油墨的製造流程圖。
具體實施萬式本發明無滷無磷電阻油墨的組合物包括環氧樹脂與碳黑的反應物、阻燃劑混合物、填充劑、溶劑、硬化劑及催化劑。
該環氧樹脂與碳黑的反應物佔組合物的30至35重量％，該環氧樹脂具有雙官能基或多官能基；該阻燃劑混合物佔組合物的10至15重量％，所含阻燃劑為具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基官能基的聚合物，分子量介於500,000-1,000,000之間，例如CHEMICAL Co.市售的商品名為AI-32T，FU-PAO的產品。
該填充劑為滑石粉(Talc)、碳黑(Carbon)、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物，佔組合物的10至15重量％。可供調整黏度及電阻值。
請參閱圖1所示，其為本發明無滷無磷電阻油墨的製造流程圖。包括下列步驟a.製備碳黑與環氧樹脂的反應物。
b.製備含有環氧樹脂和含醯氨基、亞醯氨基及氫氧基的阻燃聚合物樹脂及溶劑的混合物。
c.再將上述兩步驟所得碳黑和環氧樹脂的反應物與阻燃劑混合物加以混合。以及d.添加填充劑，以調整黏度及電阻值。
在實際進行組合時，步驟a是使用500毫升的玻璃反應器，2片葉輪的攪拌葉，加入7至11重量％的環氧樹脂188EL、5至10重量％的樹脂NPCN-704(NAN YA PLASTICS CORP.)、5至10重量％的硬化劑4，4』-二氨基二苯基碸(4』4-DDS，即4，4』-Diamino Diphenyl Sulphone)、60至80重量％的二甲基甲醯胺溶劑(DMF，Dimethyl-formamide)及N-甲基咯烷硐(NMP，N-Methylpyrrolidone)，在攪拌均勻後至70～90℃溫度之間，加入0.03至0.1重量％的催化劑磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate)後降至室溫，再加入1至4重量％的碳黑(Carbon)XE2-B與3至7重量％的聚乙烯醇縮丁醛(PVB，Polyvinylbutyral)及溶劑DMF混合，於快速攪拌後形成碳黑與環氧樹脂的反應物。
該步驟b是使用500毫升的玻璃反應器，2片葉輪的攪拌葉，加入18至22重量％的環氧樹脂EP704、65至75重量％的溶劑DMF及NMP(N-甲基吡咯烷硐)，於70～90℃之間攪拌均勻後降溫，再加入7至10重量％前面定義的阻燃聚合物樹脂(例如AI-32T，FU-PAO CHEMICAL Co.)，於60～80℃溫度下均勻攪拌後，再降至室溫，得到阻燃劑混合物。在實際製備時，步驟b中可另行再添加碳黑，與阻燃劑混合。
該步驟c是將上述步驟a、b所生成的組合物攪拌均勻，以得到無滷無磷耐燃性電阻油墨的半成品。而於步驟d則將半成品再加入填充劑，以產生本發明的無滷無磷電阻油墨。所述的填充劑為滑石粉(Talc)、碳黑(Carbon)、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物，該滑石粉可調整混合的黏度，而碳黑、銀粉及氫氧化鋁則可調整電阻值，可以根據需要加入，一般是填充劑佔組合物的50至60重量％。
當上述無滷無磷電阻油墨應用於印刷電路板上時，可控制印刷電路板的電阻值。其製造方法包括下列步驟a.取無滷無磷電阻油墨印於印刷電路板上。
b.加熱烘烤，以形成有阻值的印刷電路板，加熱180～200℃。以及c.切割印刷電路板，以修正印刷電路板的阻值。
在進行步驟a之前，該無滷無磷電阻油墨先研磨成粒徑小於0.1微米的細粉，再利用印刷機將電阻油墨網印於印刷電路板上。經步驟b的加熱烘烤程序，以使電阻油墨硬化。最後經步驟c的雷射切割可得到具有精確電阻值的印刷電路板。
因此，本發明具有以下的優點1.本發明的無滷無磷電阻油墨不含磷系阻燃劑，不會因水解造成環保的問題，亦不具高吸水解離的特性，可提高電子產品的使用可靠度。
2.本發明可於組合過程上添加填充劑，以調整黏度及電阻值，在產品製造時相當具有彈性。
3.本發明的無滷無磷電阻油墨應用於印刷電路板上時，可藉由切割方式，以對印刷電路板的阻值進行微量修正，可有效提高產品質量。
綜上所述，依上文所揭示的內容，本發明確可達到發明的預期目的，提供一種不僅能達到環保及耐燃的要求，且可依需要而調整印刷電路板的電阻值的無滷無磷電阻油墨及其製造方法，極具產業上利用的價值。
權利要求
1.一種無滷無磷電阻油墨，其特徵在於，含有環氧樹脂與碳黑的反應物，佔該油墨組合物的30至35重量％，該環氧樹脂具有雙官能基或多官能基；阻燃劑與環氧樹脂及溶劑的混合物，其中含有7至10重量％具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基的聚合物阻燃劑，該阻燃劑混合物佔組合物的10至15重量％；以及含填充劑，供調整黏度及電阻值，佔組合物的50至60重量％。
2.如權利要求1所述的無滷無磷電阻油墨，其特徵在於，該填充劑為滑石粉、碳黑、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物。
3.如權利要求1所述的無滷無磷電阻油墨，其特徵在於，該阻燃劑的分子量介於500,000-1,000,000之間。
4.如權利要求1所述的無滷無磷電阻油墨，其特徵在於，所述環氧樹脂與碳黑的反應物中還包括溶劑、硬化劑及催化劑。
5.一種無滷無磷電阻油墨的製造方法，其特徵在於，包括a.製備碳黑與環氧樹脂的反應物；b.製備含有具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基的聚合物阻燃劑及環氧樹脂和溶劑的混合物；c.將上述碳黑與環氧樹脂的反應物與阻燃劑混合物加以混合；以及d.添加填充劑，以調整黏度及電阻值。
6.如權利要求5所述的無滷無磷電阻油墨的製造方法，其特徵在於，該步驟b還添加有碳黑。
7.如權利要求5所述的無滷無磷電阻油墨的製造方法，其特徵在於，該填充劑為滑石粉、碳黑、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物。
8.一種塗布無滷無磷電阻油墨以控制電阻值的印刷電路板的製造方法，其特徵在於，包括a.取無滷無磷電阻油墨印於印刷電路板上；b.加熱烘烤，以形成有阻值的印刷電路板；以及c.切割印刷電路板，以修正印刷電路板的阻值。
9.如權利要求8所述的塗布無滷無磷電阻油墨以控制電阻值的印刷電路板的製造方法，其特徵在於，該有阻值的印刷電路板是以雷射切割。
全文摘要
一種無滷無磷電阻油墨、製造方法及其應用，其中，該無滷無磷電阻油墨是將阻燃劑混合物、環氧樹脂與碳黑的反應物進行混合，以形成半成品後，再添加填充劑而成。該環氧樹脂具有雙官能基或多官能基，其與碳黑的反應物佔組合物的30至35重量％。該阻燃劑混合物含有具有醯氨基、亞醯氨基及氫氧基的聚合物阻燃劑，佔組合物的10至15重量％。而填充劑為滑石粉(Talc)、碳黑(Carbon)、銀粉、氫氧化鋁之一種或以上的任意混合物，佔組合物的50至60重量％。當該無滷無磷電阻油墨印於印刷電路板，加熱烘乾後，可形成有阻值的印刷電路板，而經由雷射切割，則可微量修正印刷電路板的電阻值。
文檔編號H05K3/00GK101033349SQ20061005681
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月7日 優先權日2006年3月7日
發明者曹芷瑜, 黃肇堂 申請人:合正科技股份有限公司