Os circuitos de cobre na placa de circuito impresso são formados pela gravação da folha de cobre no laminado revestido de cobre com cloreto férrico ou cloreto de cobre. Portanto, as partes do circuito que não devem ser gravadas devem ser protegidas com uma resistência. Na serigrafia, é usada uma tinta de resistência, que é de secagem automática ou de cura por luz, dependendo do método de cura. A tinta de resistência é impressa por meio de uma tela com um padrão de resistência e curada no laminado revestido de cobre para formar uma película protetora de resistência. Depois que a placa revestida de cobre é gravada (e, às vezes, galvanizada) para formar circuitos de cobre, o filme é removido com uma solução alcalina diluída, e o filme de resistência não permanece na placa de circuito impresso, expondo os circuitos de cobre. Portanto, é necessário que a tinta de resistência tenha boa adesão à folha de cobre metálico, seja resistente à corrosão e à galvanoplastia e seja completamente removida por uma solução alcalina diluída.
As tintas resistentes a UV geralmente usam resinas acrílicas epóxi modificadas com anidrido, resinas acrílicas de poliéster de alta acidez ou resinas de anidrido maleico modificadas como resina principal, juntamente com monômeros funcionais de acrilato; os fotoiniciadores normalmente usados são 651 ou fotoiniciadores de sulfinona, como 2-etilsulfoquinona; os pigmentos são principalmente azul de ftalocianina. Para melhorar a tixotropia da tinta, é necessário adicionar uma certa quantidade de sílica pirogênica. Em particular, deve-se observar que a resina fotossensível solúvel em álcali contendo uma certa quantidade de grupos carboxila deve ser capaz de resistir à corrosão e à galvanoplastia após a cura e a formação de um filme por reticulação, e também deve ser solúvel em uma solução de hidróxido de sódio 3% para remoção.
As tintas curáveis por UV e os fotoiniciadores têm uma altamente dependente e sinérgico relação. Os fotoiniciadores são o componente principal das tintas curáveis por UV para cura rápida, e o desempenho da tinta (como velocidade de cura, adesão, resistência química etc.) é diretamente afetado pelo tipo, pela concentração e pela compatibilidade do fotoiniciador. A seguir, apresentamos uma ligação específica e um mecanismo de ação entre os dois:
1. Os fotoiniciadores são o "gatilho" para a cura da tinta UV
- Função principal:
- Depois de absorver a energia ultravioleta (UV), o fotoiniciador produz radicais livres ativos ou cátions, que desencadeiam a reação de polimerização da resina (por exemplo, acrilato, resina epóxi) e do monômero na tinta, fazendo com que a tinta líquida se ligue instantaneamente e cure em um filme sólido.
- Sem um fotoiniciadorA tinta UV não pode ser curada pela luz, e a função anticorrosiva não pode ser obtida.
- Papel fundamental:
- Absorção de energia luminosa: O iniciador precisa corresponder ao espectro de emissão da fonte de luz UV (por exemplo, lâmpada de mercúrio, LED) (por exemplo, um LED de 395 nm precisa corresponder a um iniciador com um comprimento de onda de absorção de 395-405 nm).
- Transferência de energia: A energia da luz absorvida é convertida em energia química para acionar a reticulação da resina.
- Superando a inibição por oxigênio: Alguns iniciadores (por exemplo, benzofenona + amina que elimina o hidrogênio) podem reduzir o efeito inibitório do oxigênio na reação de cura.
2. O tipo de fotoiniciador determina as características de cura da tinta
(1) Combinar o tipo de iniciador com a resina de tinta
- Iniciadores radicais (por exemplo, TPO, Irgacure 907):
- Adequado para resina de acrilato velocidade de cura rápida, mas pode ser inibida pelo oxigênio.
- Comumente usado em tintas de máscara de solda para PCB e cenários com altos requisitos de cura de superfície.
- Iniciadores catiônicos (por exemplo, sais de tiuram):
- são adequados para resina epóxi sistemas. A cura é menos afetada pelo oxigênio e é adequada para cura profunda.
- Eles são usados principalmente em tintas que exigem resistência a altas temperaturas ou melhor resistência química (como alguns materiais de embalagem).
(2) Os iniciadores afetam o desempenho das tintas
- Profundidade de cura: Os iniciadores de cura profunda, como o óxido de bis-acil fosfina (BAPO), podem garantir a cura interna completa de filmes espessos ou de tintas de alta refletância (como as brancas).
- Tendência ao amarelamento: Alguns iniciadores (como o ITX) podem se decompor após a exposição à luz para produzir cromóforos, fazendo com que a tinta mude de cor. Devem ser selecionados tipos de baixo amarelamento (como o Irgacure 819).
- Migração: As tintas para embalagens de alimentos ou para uso médico exigem o uso de iniciadores de baixa migração (como o TPO-L) para evitar que os iniciadores residuais sejam lixiviados e contaminados.
3. Otimização sinérgica no design da formulação
- Concentração de iniciadores:
- Se a concentração for muito baixa, a cura será incompleta e a resistência será ruim;
- Se a concentração for muito alta, haverá muito iniciador residual, o que pode reduzir a adesão ou causar problemas de migração.
- Método de otimização: A quantidade usual de adição é de 1-5% da massa total da tinta, e a proporção ideal precisa ser determinada por meio de experimentos.
- Estratégia de iniciadores mistos:
- Cura superficial + profunda: Por exemplo, nas tintas de máscara de solda para PCB, o TPO (cura rápida da superfície) e o Irgacure 819 (penetração profunda) são usados em combinação para garantir a cura geral.
- Resposta de amplo espectro: Combinação de iniciadores com diferentes comprimentos de onda de absorção (por exemplo, Irgacure 2959 + ITX) para se adaptar a fontes de luz com vários comprimentos de onda (por exemplo, lâmpadas de mercúrio).
- Sinergia de aditivos:
- Sinergistas de amina (por exemplo, EDAB): Melhoram a eficiência da cura de iniciadores de radicais livres no ar.
- Estabilizadores: Evite a decomposição prematura do iniciador durante o armazenamento da tinta.
4. Problemas típicos e relevância em aplicações práticas
| Fenômenos problemáticos | Relação com o fotoiniciador | Soluções |
| Cura incompleta | Incompatibilidade entre o espectro de absorção do iniciador e a fonte de luz ou concentração insuficiente | Substitua o iniciador por um de comprimento de onda correspondente ou aumente a concentração |
| Amarelamento da tinta | Cromóforos da fotólise do iniciador (por exemplo, ITX) | Mudar para um iniciador de baixo amarelamento (por exemplo, Irgacure 784) |
| Adesão ruim | Iniciador residual ou reticulação insuficiente da resina | Otimize a concentração do iniciador e adicione um agente de acoplamento de silano |
| Não curado em áreas sombreadas | Penetração insuficiente do fotoiniciador | Adicione um iniciador de cura profunda (por exemplo, BAPO) |
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