Formulación de resina ignifugante y su uso.

Formulación de resina ignifugante que contiene en cada caso al menos un componente ignifugante,

un componente soluble en álcalis, un monómero polimerizable, un fotoiniciador y un componente epoxi, caracterizada porque en calidad de componente ignifugante contiene una sal de ácido fosfínico de la fórmula (I)

en donde

R1, R2 son iguales o diferentes y significan, independientemente uno de otro, alquilo C1-C6, lineal o ramificado, y/o arilo;

M significa Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K y/o una base nitrogenada protonizada, y m significa 1 a 4.

Formulación de resina ignifugante y su uso.

La invención se refiere a una nueva formulación de resina ignifugante y a su uso.

En la fabricación de circuitos impresos, las pistas conductoras son provistas de una capa de aislamiento y protectora delgada, para su protección frente a influencias externas. Durante el posterior proceso de soldadura, estas capas sirven como máscaras de soldadura, dado que impiden el contacto indeseado con el material de soldadura.

Las máscaras de soldadura se pueden dividir, por lo general, en dos grupos que se pueden caracterizar por el proceso de aplicación. La aplicación tiene lugar habitualmente por serigrafía o mediante procesos fototécnicos. En el caso de lacas para serigrafía convencionales, el esquema eléctrico es creado por la presión con una plantilla de serigrafía. Por el contrario, en el caso de máscaras de soldadura fotoestructurables, la placa conductora es revestida en su superficie primeramente, p. ej. en un proceso de colada en cortina u otros procedimientos de pulverización habituales. El esquema eléctrico es creado posteriormente en un proceso de iluminación y revelado.

Además, las máscaras de soldadura se diferencian también en su composición y en el sistema de resina utilizado. A los distintos tipos de máscaras de soldadura pertenecen, entre otros:

- máscara de soldadura que endurece por UV

- máscara de soldadura que endurece térmicamente

- máscara de soldadura fotoestructurable

- máscara de soldadura para circuitos flexibles

Las máscaras de soldadura son expuestas a condiciones extremas y, por lo tanto, deben presentar el siguiente cuadro de propiedades:

- buena estabilidad frente al baño de soldadura

- muy buena adherencia

- muy buena estabilidad frente a disolventes/agentes de limpieza

- estabilidad a la humedad y elevada resistencia al aislamiento

- no inflamabilidad

Métodos convencionales para dotar de carácter ignífugo a una máscara de soldadura es el uso de agentes ignifugantes halogenados. A ellos pertenecen, p. ej., resinas epoxídicas bromadas. Un agente ignifugante habitual utilizado para la dotación de un carácter ignifugo a resinas epoxídicas es el tetrabromobisfenol A. Este puede ser incorporado directamente en la resina epoxídica. En calidad de coadyuvante ignifugante adicional se utiliza, además, trióxido de antimonio.

Para máscaras de soldadura fotosensibles pueden emplearse en calidad de agente ignifugante, p. ej., metacrilatos con contenido en bromo tales como, p. ej., metacrilato de 2, 4, 6-tribromofenol, monometacrilato de tetrabromobisfenol A y dimetacrilato de tetrabromobisfenol A.

No obstante, los agentes ignifugantes bromados tienen el inconveniente de que perjudican a la flexibilidad. Además, algunos compuestos se encuentran bajo sospecha de formar durante la combustión dioxinas cancerígenas.

El trióxido de antimonio cataliza incluso la formación de dioxinas. Polvos de trióxido de antimonio pueden ser inhalados además, a través de las vías respiratorias. Ensayos con animales han demostrado inequívocamente que estos polvos son cancerígenos. Además, tanto la producción como también la eliminación están ligadas a riesgos de salud para los operarios. En la combustión de basura pueden acceder al medio ambiente a través de la chimenea polvos de trióxido de antimonio.

De manera correspondiente al requisito generalmente creciente de materiales no contaminantes y de fácil eliminación se buscan, por lo tanto, alternativas, ante todo a los agentes ignifugantes bromados. Estos deben estar exentos de bromo o bien exentos de halógeno con el fin de satisfacer este tipo de requisitos.

Como alternativa se examinaron también ésteres del ácido fosfórico. El efecto ignifugante es, sin embargo, muy escaso y, por lo tanto, se requieren cantidades relativamente grandes de éster de ácido fosfórico con el fin de alcanzar un efecto ignifugante. La elevada dosificación de ésteres del ácido fosfórico conduce de manera desventajosa a eflorescencias en la superficie de la película endurecida.

Otras alternativas mostraron malas solubilidades en los disolventes orgánicos habitualmente empleados o no eran estables en el ensayo de la olla a presión (PCT - siglas en inglés) (documento WO 2006/106892) . Por lo tanto, existía la necesidad de mejorar las máscaras de soldadura ignifugadas, hasta ahora conocidas, en relación con sus propiedades.

Por lo tanto, misión de la presente invención es proporcionar una máscara de soldadura que, junto a una muy buena capacidad ignífuga y flexibilidad, presente también una elevada estabilidad frente al baño de soldadura y a la humedad, así como una estabilidad frente a la temperatura.

Por lo tanto, objeto de la presente invención es una formulación de resina ignifugante que contiene en cada caso al menos un componente ignifugante, un componente soluble en álcalis, un monómero polimerizable, un fotoiniciador y un componente epoxi, caracterizada porque en calidad de componente ignifugante contiene una sal de ácido fosfínico de la fórmula (I)

en donde R1, R2 son iguales o diferentes y significan, independientemente uno de otro, alquilo C1-C6, lineal o ramificado, y/o arilo; M significa Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K y/o una base nitrogenada protonizada, y m significa 1 a 4.

Preferiblemente, R1, R2 son iguales o diferentes y significan, en cada caso independientemente uno de otro, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, terc-butilo, n-pentilo y/o fenilo.

Preferiblemente en el caso de la sal de ácido fosfínico de la fórmula (I) se trata de la sal de aluminio del ácido dietilfosfínico.

Preferiblemente, la sal de aluminio del ácido dietilfosfínico presenta un tamaño medio de partículas (d50) de 0, 1 a 100 !m, preferiblemente de 1 a 20 !m.

Preferiblemente, en el caso del componente soluble en álcalis se trata de un acrilato epoxi modificado.

Preferiblemente, en el caso de los monómeros polimerizables se trata de acrilatos polivalentes de alcoholes polivalentes.

Preferiblemente, en el caso de los alcoholes polivalentes se trata de pentaeritrita y/o dipentaeritrita.

Preferiblemente, en el caso del fotoiniciador se trata de alfa-aminoacetofenona.

Preferiblemente, en este caso se trata de (4-metiltiobenzoil) -1-metil-1-morfolinoetano.

Preferiblemente, en el caso del compuesto epoxi se trata de una novolaca epoxidada.

Preferiblemente, la formulación de resina ignifugante contiene al menos 0, 1 a 50% en peso de componente ignifugante, 0, 1 a 65% en peso de componente soluble en álcalis, 0, 1 a 65% en peso de monómero polimerizable, 0, 1 a 15% en peso de fotoiniciador y 0, 1 a 25% en peso de componente epoxi.

De manera particularmente preferida, la formulación de resina ignifugante contiene al menos a 20% en peso de componente ignifugante, a 40% en peso de componente soluble en álcalis, a 10% en peso de monómero polimerizable, 4 a 5% en peso de fotoiniciador y a 10% en peso de componente epoxi. Preferiblemente, la formulación de resina ignifugante contiene, además, 0, 1 a 30% en peso, de manera particularmente preferida 1 a 20% en peso de al menos un componente ignifugante sinérgico, el cual se trata de melamina, derivados de melamina del ácido cianúrico, derivados de melamina del ácido isocianúrico, sales de melamina tales como fosfato de melamina, polifosfato de melamina o difosfato de melamina, diciandiamida o un compuesto de guanidina tal como carbonato de guanidina, fosfato de guanidina, sulfato de guanidina y/o de productos de condensación de etilen-urea y formaldehído o polifosfato de amonio; de compuestos oxigenados del silicio, tratándose en este caso del ácido ortosilícico y de sus productos de condensación, de silicatos, zeolitas y ácidos silícicos; o de hidróxido de aluminio.

La invención se refiere también al uso de la formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14 en o para la producción de revestimientos para la electrónica y electrotécnica.

La invención se refiere, en particular, también al uso de la formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14 en calidad de máscara de soldadura.

La invención se refiere, asimismo, a un procedimiento para la producción de máscaras de soldadura ignifugadas,... [Seguir leyendo]

1. Formulación de resina ignifugante que contiene en cada caso al menos un componente ignifugante, un componente soluble en álcalis, un monómero polimerizable, un fotoiniciador y un componente epoxi, caracterizada porque en calidad de componente ignifugante contiene una sal de ácido fosfínico de la fórmula (I)

en donde R1, R2 son iguales o diferentes y significan, independientemente uno de otro, alquilo C1-C6, lineal o ramificado, y/o arilo; M significa Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K y/o una base nitrogenada protonizada, y m significa 1 a 4.

2. Formulación de resina ignifugante según la reivindicación 1, caracterizada porque R1, R2 son iguales o diferentes15 y significan metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, terc-butilo, n-pentilo y/o fenilo.

3. Formulación de resina ignifugante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en el caso de la sal de ácido fosfínico de la fórmula (I) se trata de la sal de aluminio del ácido dietilfosfínico.

4. Formulación de resina ignifugante para una máscara de soldadura según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la sal de aluminio del ácido dietilfosfínico presenta un tamaño medio de partículas (d50) de 0, 1 a 100 !m, preferiblemente de 1 a 20 !m.

5. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en el 25 caso del componente soluble en álcalis se trata de un acrilato epoxi modificado.

6. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en el caso de los monómeros polimerizables se trata de acrilatos polivalentes de alcoholes polivalentes.

7. Formulación de resina ignifugante según la reivindicación 6, caracterizada porque en el caso de los alcoholes polivalentes se trata de pentaeritrita y/o dipentaeritrita.

8. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque en el caso del fotoiniciador se trata de alfa-aminoacetofenona.

9. Formulación de resina ignifugante según la reivindicación 8, caracterizada porque en este caso se trata de (4metiltiobenzoil) -1-metil-1-morfolinoetano.

10. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque en el 40 caso del compuesto epoxi se trata de una novolaca epoxidada.

11. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la formulación de resina ignifugante contiene al menos 0, 1 - 50% en peso de componente ignifugante, 45 0, 1 - 65% en peso de componente soluble en álcalis, 0, 1 -65% en peso de monómero polimerizable, 0, 1 - 15% en peso de fotoiniciador y 0, 1 - 25% en peso de componente epoxi.

12. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la formulación de resina ignifugante contiene al menos - 20% en peso de componente ignifugante, - 40% en peso de componente soluble en álcalis, - 10% en peso de monómero polimerizable, 4 - 5% en peso de fotoiniciador y - 10% en peso de componente epoxi.

13. Formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la formulación de resina ignifugante contiene, además, 0, 1 a 30% en peso, preferiblemente 1 a 20% en peso de al menos un componente ignifugante sinérgico, el cual se trata de melamina, derivados de melamina del ácido cianúrico, derivados de melamina del ácido isocianúrico, sales de melamina tales como fosfato de melamina, polifosfato de melamina o difosfato de melamina, diciandiamida o un compuesto de guanidina tal como carbonato de guanidina, fosfato de guanidina, sulfato de guanidina y/o de productos de condensación de etilen-urea y formaldehído o polifosfato de amonio; de compuestos oxigenados del silicio, tratándose en este caso del ácido ortosilícico y de sus productos de condensación, de silicatos, zeolitas y ácidos silícicos; o de hidróxido de aluminio.

14. Uso de la formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13 en o para la producción de revestimientos para la electrónica y electrotécnica.

15. Uso de la formulación de resina ignifugante según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14 en calidad de máscara de soldadura.

16. Procedimiento para la producción de máscaras de soldadura ignifugadas según la reivindicación 15, caracterizado porque sobre un sustrato se aplica una fina capa de la máscara de soldadura mediante centrifugación, inmersión, revestimiento con rasqueta, proceso de colada en cortina, aplicación con pincel, pulverización o revestimiento con rodillo inverso, después se seca, se ilumina, se revela con una disolución alcalina y, seguidamente, se continúa endureciendo térmicamente.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque en el caso del sustrato se trata de una placa conductora rígida o flexible.

18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque en el caso de las placas conductoras flexibles se trata de láminas de material sintético no forradas o forradas con cobre a base de poliéster, poliimida, resina epoxídica reforzada con fibras de aramida o polímero de cristal líquido (LCP) .

19. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el espesor de capa de la máscara de soldadura asciende a 0, 1 - 50 !m.