在多組分表面上的表面預處理和液滴鋪展控制的制作方法
【專利說明】在多組分表面上的表面預處理和液滴鋪展控制
[0001]背景
1.
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及數(shù)字印刷的領域，并且更特別地涉及改進數(shù)字印刷的表面處理。
[0003]2.相關技術(shù)的討論
[0004]液體在不吸收的表面上的鋪展由多種參數(shù)決定，例如表面自由能(即其的潤濕性質(zhì))、表面形態(tài)(即平滑的或多孔的)和油墨表面張力。例如，圖1A圖示了具有相對于被施用的液體的低的表面能的表面70，導致液體被表面排斥，如在呈現(xiàn)出接觸角Θ ?90°的液滴85A的形成中所圖示。在液體是水的情況下，表面被認為是疏水性的。在這種情況下，產(chǎn)生液體與表面的穩(wěn)定的連接是困難的。在另一個實例中，圖1B圖示了具有相對于被施用的液體的高的表面能的表面70，導致表面被液體潤濕，如在呈現(xiàn)出接觸角Θ〈〈90°的液體層85B在表面70上的形成中所圖示。在液體是水的情況下，表面被認為是親水性的。在這種情況下，控制液滴并且防止其鋪展是高度地有問題的。
[0005]當用相同的印刷液體在包括親水性的多孔表面(例如被蝕刻的銅)和疏水性的平滑的表面(例如聚酰胺或玻璃環(huán)氧樹脂)二者的多組分的表面上印刷時，在兩個表面上的液滴鋪展不能被控制。如在圖2A中所圖示，液滴85A在疏水性表面上形成，而不可控制的液體膜85B在親水性表面上形成。在疏水性表面的潤濕通過把油墨的表面張力減少至低于表面能而被改進的情況下，親水性表面的過度潤濕被惡化并且導致不可接受地涂抹的和低覆蓋的圖像(涂抹和低的覆蓋由親水性表面的高的表面能和孔隙率引起)。親水性表面在圖2A中作為從表面70的突出部71被示出以增強橫向潤濕和以下事實，即金屬圖像的邊緣作為色譜表面起作用并且因此毛細力把液體向上拖曳。
[0006]特定地與在印刷電路板(PCB)上的數(shù)字印刷相關，現(xiàn)有的技術(shù)通過以下施用焊接掩模層:把粘性的光刻膠制劑在PCB上鋪展，部分地干燥該制劑，把該層經(jīng)過掩膜暴露于輻射以及蝕刻掉被暴露的區(qū)域以獲得所需要的焊接掩模圖案。此過程允許使用寬范圍的制劑并且特別地使用具有高的粘度的制劑。然而這樣的制劑當致力于PCB的數(shù)字印刷時是有問題的。
[0007]簡要概述
[0008]本發(fā)明的一個方面提供一種方法以及相應的生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)生的產(chǎn)品，所述方法包括標準化包含一種或更多種材料的基板的表面能以及數(shù)字地印刷適應于已標準化的表面能的制劑。
[0009]本發(fā)明的這些、另外的和/或其他的方面和/或優(yōu)點在隨后的詳細描述中陳述；可能地從詳細描述中是可推論的；和/或通過本發(fā)明的實踐是可學會的。
[0010]附圖簡述
[0011]為了更好地理解本發(fā)明的實施方案以及為了示出本發(fā)明的實施方案可以被如何付諸實踐，現(xiàn)在將僅僅通過實施例的方式參照附圖，在附圖中相似的數(shù)字在全文中指代相應的元件或部分。
[0012]在附圖中:
[0013]圖2B示意性地圖示在根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的差異性的疏水化預處理之后的基板上的油墨行為。
[0014]圖2C示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的預處理分子。
[0015]圖3A不意性地圖不關于現(xiàn)有技術(shù)中的PCB的表面能的差異。
[0016]圖3B示意性地圖示在根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的差異性的疏水化之后的PCB。
[0017]圖3C示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的SAM分子。
[0018]圖3D是根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的與SAM結(jié)合的支撐體的高水平示意圖。
[0019]圖4是根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的方法的高水平示意性流程圖。
[0020]詳細描述
[0021]在陳述詳細描述之前，陳述在下文中將使用的某些術(shù)語的定義可以是有幫助的。
[0022]如在本申請中使用的術(shù)語“基板”指的是由可以呈現(xiàn)單一的、多種的或一定范圍的表面能的一種或更多種材料制造的任何件。例如，術(shù)語“基板”可以指的是印刷電路板(PCB)、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、晶圓和晶圓件(wafer piece)、高密度插入器、集成電路、先進的基板(advances substrate)和包括導電區(qū)域(例如，金屬)和絕緣區(qū)域(例如，氧化物、聚合物)的基板。
[0023]如在本申請中使用的術(shù)語“自組裝的單層(SAM) ”指的是被連接于表面并且被定向為大致平行于彼此并且大致垂直于該表面的分子的層(術(shù)語平行和垂直在此處以定性的方式被理解并且不應被嚴格地解釋)。層可以被大致地組織，這取決于多種應用參數(shù)。普遍地，SAM分子包含在一個端部處的結(jié)合于表面的α基團和在其另一個端部處的官能性的ω基團。制劑中的SAM分子可以屬于一種或更多種化學物種，可以但不一定是脂肪族的并且SAM層可以在某些情況下包含與該層一起的另外的化學物種。
[0024]如在本申請中使用的術(shù)語“制劑”、“油墨”、“膠”、“支撐體材料”或“液體”指的是可以在印刷過程中使用的任何液體。例如，術(shù)語“油墨”可以指的是基于水的和/或基于溶劑的組合物以及指的是基于有機的(例如聚合物的)或無機的溶劑的組合物。術(shù)語“膠”可以指的是可用作粘合劑或在固化之后可用作支撐體或覆蓋物的任何制劑。
[0025]如在本申請中使用的術(shù)語“標準化”指的是以使得將給定的油墨印刷在其上成為可能的方式改變包含一種或更多種材料的基板的表面能的分布。在包含單一的材料的基板的情況下，術(shù)語“標準化”指的是表面能的均勻的改變，而在包含若干種材料的基板的情況下，術(shù)語“標準化”指的是把材料的表面能的差異窄化至使得將單一的油墨印刷在其上成為可能的水平。
[0026]如在本申請中使用的術(shù)語“焊接掩?！敝傅氖潜皇┯糜赑CB的表面的絕緣層。特別地，焊接掩模普遍地被施用以絕緣PCB表面上的銅跡線以避免非意圖的電連接并且以保護銅不受氧化。
[0027]現(xiàn)在具體地詳細地參照附圖，強調(diào)的是，示出的細節(jié)是通過實施例的方式并且僅用于本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案的例證性討論的目的，并且被提出用于提供被認為是本發(fā)明的原理和概念方面的最有用的并且容易地理解的描述的內(nèi)容。在這點上，與為了本發(fā)明的基本的理解所必需的相比，沒有嘗試更詳細地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細節(jié)，隨著附圖進行的描述使得可以如何在實踐中體現(xiàn)本發(fā)明的若干形式對本領域的技術(shù)人員是明顯的。
[0028]在詳細地解釋本發(fā)明的至少一個實施方案之前，應理解，本發(fā)明在其應用上不限于在以下的描述中陳述或在附圖中圖示的構(gòu)造的細節(jié)和部件的布置。本發(fā)明適用于其他的實施方案或適用于以多種方式實踐或?qū)嵤?。此外，應理解，本文采用的措辭和術(shù)語是為了描述的目的并且不應當被認為是限制性的。
[0029]不被理論束縛，本發(fā)明的某些實施方案提出用于在包含多種材料的基板上印刷的方法。此方法涉及基板的表面特性、特別地表面能的標準化以將印刷液體預設置成具有較均勻的表面，所述較均勻的表面呈現(xiàn)使得通過液體較均勻地潤濕成為可能的表面能的較窄的鋪展。例如，圖2B圖示已