[发明专利]用于印刷电子器件的应用的UV-LED电介质油墨

说明书

本发明提供了用于印刷电子器件的应用的可丝网印刷的UV‑LED可固化的电介质油墨组合物。

本申请要求2017年1月18日提交的美国临时专利申请系列No.62/447,593的优先权，就所有目的而言，该申请的内容以引用方式全部并入本文。

技术领域

本申请公开的发明涉及印刷电子部件领域，具体而言涉及电介质油墨和涂敷组合物，其可以通过例如丝网印刷而印刷至电子部件结构上，并通过暴露于由UV-LED源等其他可行的能量源发射的能量而被固化。

背景技术

UV可固化的PTF电介质油墨用于保护并使印刷电子器件中的电介质部件绝缘，例如印刷电路板。这些油墨可以用于制备多层电路，其中导电油墨层被印刷在印刷电介质油墨层的下方、上方和/或下方和上方。按照这种方式排列，印刷电介质部件具有可靠的交叉电路。

用于印刷电子器件应用的目前可用的PTF电介质是使用水银基UV灯固化的。这些灯主要用于该工业。但是，水银基UV灯具有明显的缺点。这些灯消耗大量的能量，因此不是能量高效的。此外，它们产生大量的热，这会防止使用热敏感的基材。此类等还呈现环境危害，因为它们产生臭氧并且可以导致水银污染。

使用紫外发光二极管(UV-LED)光源进行固化形成多图案印刷油墨多图形印刷油墨扇区(multiple graphic printing ink sector)。UV-LED固化技术具有一些优点，其中UV-LED等比水银基等消耗大约80-90％的更少的能量。UV-LED灯还可以在较低的温度下操作。

UV可固化的油墨已经被印刷在其他的产品中和表面上，例如玻璃，并且已经用于防伪印刷等。例如CN103045007描述了LED-UV丝网印刷油墨组合物以及油墨组合物的制备方法。CN104497697描述了LED-UV光固化的丝网印刷无卤玻璃油墨。JP5564788B2描述了活化能带硬化模具丝网油墨和印刷品。CN104910679描述了使用LED作为光源的紫外固化的旋转丝网印刷油墨。JP2015010113A描述了光固化的防潮绝缘涂料。

据信，目前的UV可固化PTF电介质不能使用LED灯固化。如果用于此类应用的油墨组合物以这种方式固化，则印刷电子制造商例如通过采用无臭氧和无水银工艺，而受益于在制造过程中消耗较少的能量，较低的操作温度，并且受益于不会严酷地冲击环境。UV-LED灯比水银灯具有更长的寿命。例如与水银灯的大约500-2000小时相比，UV-LED灯可以具有大约20,000或更长的使用寿命。此外，可以实施更少的维护，其进一步降低成本。

具有用于印刷电路板(PCB)制造的市售可得的UV-LED可固化敷形涂料。这些敷形涂料可以施加到全集成的PCB上，从而保护电路板的电介质部件抵抗水份、化学品、灰尘和极端的温度。然而，UV-LED敷形涂料不应该被认为是与PTE电介质墨水和涂料是相同的或可交换的，例如本发明所述的那些。敷形涂料用于厚层中，例如厚度为40-250微米(但是40-80微米是更可行的)。敷形涂料是在电路板全集成后通过刷涂、旋涂、浸涂或选择涂敷工艺施加的。这种电路板可以具有极其复杂的部件，并且通常具有极密的3维组件。由于PCB组件的3D本性，目前的UV-LED敷形涂料需要二次固化步骤，例如通过湿固化或热固化。这种二次固化步骤是PCB的合适的功能和操作所必需的。敷形涂料在PCB制造中作为最后的步骤之一施加，从而为铜电路、焊连接、导电胶连接和组装部件提供保护。

在其他的方面中，PTF电介质涂料在电子部件结构和制造中具有不同的作用。PTF电介质涂料通常通过丝网印刷至挠性基材上而施加。PTF电介质涂料可以施加在印刷导电油墨上、印刷导电油墨下以及印刷导电油墨之间，其中所述的油墨例如可以包含银或碳作为导电部件。在这种排布中，PTF电介质涂料起到交叉电介质(其能够形成多层电路)的作用，和/或在银导电轨道上作为保护性挠性PTF电介质涂料，然后电路进入部件组装工艺。PTF电介质涂料比敷形涂料具有更高的粘性，并且在比敷形涂料更厚的油墨膜(最通常为大约30微米)上印刷。