專利名稱：導(dǎo)電焊膏制造中低溫、高導(dǎo)電性、粉末材料的電解沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在導(dǎo)電部件之間形成導(dǎo)電連接的創(chuàng)新的互連材料，及生產(chǎn)此導(dǎo)電連接的方法。此外，本發(fā)明致力環(huán)境安全材料和工藝過(guò)程，它可替代含鉛焊接技術(shù)。
用于電子設(shè)備的大多數(shù)電導(dǎo)體由金屬制成，如銅、鋁、金、銀、鉛/錫(焊料)、鉬或其他金屬。使用鉛/錫合金的焊接技術(shù)，如倒裝片連接(或C4)、球柵陣列(BGA)中的焊球連接、IC封裝組件連接到印刷電路板(PCB)等，在各種電子封裝中起著關(guān)鍵作用。電子封裝中產(chǎn)生的焊接點(diǎn)在電氣互連及機(jī)械/物理連接中具有重要作用。當(dāng)任一功能失效，則認(rèn)為焊接點(diǎn)出現(xiàn)故障，它經(jīng)常威協(xié)到整個(gè)電子系統(tǒng)停機(jī)。
當(dāng)微電子封裝被組裝于印刷電路板時(shí)，最廣泛使用的是鉛/錫合金中具有最低熔點(diǎn)(183℃)的鉛/錫易熔焊料，63％Sn-37％Pb。在這些應(yīng)用中，批量生產(chǎn)中采用兩種焊接技術(shù)金屬化孔(PTH)和表面安裝技術(shù)(SMT)焊接。兩種技術(shù)之間的基本區(qū)別在于在PCB設(shè)計(jì)和其互連機(jī)制上的不同。
在SMT焊接中，微電子封裝直接附于PCB的表面。SMT的主要優(yōu)點(diǎn)為高封裝密度，它通過(guò)消除PCB中的大多數(shù)PTH，及利用PCB的兩面安裝元件而實(shí)現(xiàn)。此外，SMT封裝比傳統(tǒng)的PTH封裝具有更細(xì)的引線行距和更小封裝尺寸。因而，SMT在減小電子封裝的尺寸而由此減小整個(gè)系統(tǒng)的積體中起了很大作用。
在SMT焊接中，焊膏通過(guò)絲網(wǎng)印刷而涂于PCB上。焊膏包括細(xì)焊料粉、焊劑，和有機(jī)溶劑。在回流過(guò)程中，焊料粒子被熔化，焊劑被活化，溶料材料被蒸發(fā)，而同時(shí)熔化的焊料凝結(jié)而最后固化。相反，在波動(dòng)焊接過(guò)程中，PCB首先涂覆焊劑且元件被安裝在上面。然后被移至熔化的焊料波中。
焊接過(guò)程通常通過(guò)使焊接點(diǎn)經(jīng)過(guò)清洗步驟以去除殘留焊劑而完成。出于環(huán)境考慮，消除了氯氟烴(CFC)和其他有害清洗劑，而代之以水溶或免清洗焊劑。
徽電子設(shè)備中的新發(fā)展要求電子封裝和印刷電路板之間很小行距的連接(在幾百徽米行距的數(shù)量級(jí))。目前用于SMT的焊膏由于如焊橋或焊球的焊接缺陷，而無(wú)法處理此非常精細(xì)行距的互連。使用Pb-Sn易熔焊料的另一技術(shù)局限為其大約為215℃的高回流溫度。此溫度已經(jīng)高于在大多數(shù)聚合印刷電路板材料中使用的環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在此回流溫度下的熱操作在焊接后于印刷電路板中產(chǎn)生顯著的熱應(yīng)變，特別是在垂直于PCB表面的方向，在這個(gè)方向沒(méi)有進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。因而，在組裝PCB中的殘余熱應(yīng)變將降低電子系統(tǒng)的可靠性。
關(guān)于使用含鉛焊料的一個(gè)更嚴(yán)重的問(wèn)題為環(huán)境問(wèn)題，在其他工業(yè)中通過(guò)從汽油和涂料中清除鉛，我們已經(jīng)經(jīng)歷了這種趨勢(shì)和影響。
在電子工業(yè)中，關(guān)于替代含鉛焊料的可能性，目前人們研究?jī)山M不同的材料無(wú)鉛焊料合金和導(dǎo)電焊膏(ECP)。本發(fā)明討論導(dǎo)電焊膏的發(fā)展及應(yīng)用。導(dǎo)電焊膏(或粘結(jié)劑)由加載于聚合材料基體中的金屬填料粒子制成。填充銀粒子的環(huán)氧樹(shù)脂為概要顯示于

圖1的導(dǎo)電焊膏6的最常見(jiàn)的實(shí)例。通常為片狀的銀粒子2由滲透機(jī)制提供電傳導(dǎo)，而環(huán)氧樹(shù)脂基體4提供元件8和基片10之間的粘接膠合。很久以來(lái)，此種填充銀的環(huán)氧樹(shù)脂材料已用于電子應(yīng)用場(chǎng)合、作為芯片焊接材料，這里更多地利用了其導(dǎo)熱而非導(dǎo)電特性。然而，這種材料尚未被要求高導(dǎo)電及細(xì)小行距連接的應(yīng)用所接受；填充銀的環(huán)氧樹(shù)脂材料有幾個(gè)限制，如低導(dǎo)電率，熱暴露時(shí)接觸電阻增大，低焊點(diǎn)強(qiáng)度，銀遷移，難于重新加工等等。由于這種填充銀的環(huán)氧樹(shù)脂材料在所有方向均導(dǎo)電，在導(dǎo)電性上它被歸為“各向同性”。有另一類電導(dǎo)粘結(jié)劑(或膜)，它僅在一個(gè)方向提供導(dǎo)電性。此類材料即為所謂的“各向異性”導(dǎo)電粘結(jié)劑12或膜，如圖2中概要顯示的。各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑12或膜僅在它被壓于兩導(dǎo)電襯墊22和24之間時(shí)導(dǎo)電。此過(guò)程要求常溫和常壓。各向異性導(dǎo)電膜的主要應(yīng)用為液晶顯示面板與其電子印刷電路板的連接。導(dǎo)電粒子14通常是可變形的，如焊球，或鍍鎳或金的塑料球。粘結(jié)材料16大多為熱固樹(shù)脂。
在我們最近的發(fā)明(YO893-0292)中，公開(kāi)了一種導(dǎo)電焊膏(ECP)材料，它包括鍍有一薄層低熔點(diǎn)的、諸如Sn、In、Bi、Sb和其合金的非鉛金屬的銅粉，混合以對(duì)環(huán)境安全的焊劑，并分散于熱塑或熱固聚合物基體。含有鍍Sn 64的Cu粉62的ECP微觀結(jié)構(gòu)以其剖視圖形式示于圖3中。
由鍍Sn的Cu粉和聚酰亞胺-硅氧烷樹(shù)脂制成的ECP對(duì)于諸如C4和與陶瓷基片的焊球連接(SBC)的高溫焊點(diǎn)是很好的選擇。然而，對(duì)聚合印刷電路板應(yīng)用場(chǎng)合，此ECP就不夠了，因?yàn)橹T如250℃的回流溫度比例如FR-4的聚合樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高得多。對(duì)此目的的一個(gè)選擇為與聚酰亞胺-硅氧烷組成的鍍銦Cu粉。鍍銦Cu焊膏的回流溫度預(yù)計(jì)在180℃左右，它甚至低于Pb/Sn的215℃的回流溫度。
在我們最近的發(fā)明(YO994-280，YO994-281)中，公開(kāi)了用于高導(dǎo)電焊膏應(yīng)用場(chǎng)合的枝狀晶體粉末材料的結(jié)構(gòu)和制造方法，如圖4所示。銅枝狀晶體結(jié)構(gòu)44淀積于空基片40上，隨后是在銅枝狀晶體結(jié)構(gòu)頂部電解沉積另一種低熔點(diǎn)金屬42(In、Sn、Zn、Bi和Sb及其合金)。然后從基片上收集枝狀晶體粉末，并與熱塑或熱固聚合樹(shù)脂混合形成導(dǎo)電焊膏。
在現(xiàn)有技術(shù)中，于美國(guó)專利No.5,062,896(Huang et.al.)中公開(kāi)了一種焊料/聚合物復(fù)合焊膏材料，包括如Bi-Sn、Pb-Sn、Bi-Sn-Pb合金的可熔焊料粉狀填充料的主要成份，一小部分如聚酰亞胺-硅氧烷的熱塑聚合物，和一小部分焊劑。獲得了無(wú)氧、部分聚合(coalesced)焊料合金連接，它是用聚合物加強(qiáng)的并可在低回流溫度下重新加工，或在有聚合物溶劑的情況下更是如此。
在類似的先有技術(shù)美國(guó)專利No.5,286,417(Mahmoud et.al.)中，公開(kāi)了一種可熔導(dǎo)電粘結(jié)劑，它包括如Sn-Au和Bi-Au的金屬合金填充料，及具有超過(guò)金屬填充料合金的熔化溫度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的熱塑聚合物。聚合物中導(dǎo)電材料的加載按重量計(jì)在15％至20％的范圍內(nèi)。
另一現(xiàn)有技術(shù)、美國(guó)專利No.5,136,365(Pennisi et.al.)中，公開(kāi)了一粘結(jié)劑材料，它在環(huán)氧樹(shù)脂基體中含有焊劑和如Sn、Pb、In、Bi、Sb、Ag和其他材料的用于回流焊接的金屬粒子。在回流焊接時(shí)，所述粘結(jié)劑在電子元件和基片之間形成各向異性的導(dǎo)電。
另一現(xiàn)有技術(shù)、美國(guó)專利No.5,213,715(Pennisi et.al.)中，公開(kāi)了一種方向性導(dǎo)電聚合物，它包含有Ni或Cu粉的金屬填充料。金屬粉由不同于用作基體樹(shù)脂的聚合物處理。加壓時(shí)，涂覆的聚合物被位移，在填充料粒子之間形成電傳導(dǎo)。
本發(fā)明的目的在于提供對(duì)環(huán)境安全且低成本的導(dǎo)電焊膏材料。
本發(fā)明的目的在于提供產(chǎn)生比傳統(tǒng)的填充銀的環(huán)氧樹(shù)脂具有更高導(dǎo)電性的導(dǎo)電焊膏材料。
本發(fā)明的目的在于提供可在比Pb-Sn易熔焊膏的回流溫度更低的溫度下處理的導(dǎo)電焊膏材料。
本發(fā)明的目的在于提供比傳統(tǒng)的填充銀的環(huán)氧樹(shù)脂焊膏更抗腐蝕的導(dǎo)電焊膏材料。
在一個(gè)特別的實(shí)施例中，我們公開(kāi)了一種包括Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Sn(阻擋層)/In(外涂層)的電解沉積的粉末結(jié)構(gòu)。此粉末結(jié)構(gòu)順序地電解沉積于諸如鈦或不銹鋼的空基片上，電解沉積材料可很容易地從其上分離。內(nèi)涂層Sn層對(duì)Cu表面提供抗氧化或抗腐蝕的保護(hù)，并在它們相接觸時(shí)控制所述上涂層的成分、以便在粉末粒子間形成金相粘合。Sn阻擋層減緩快速的Cu-In化合物形成，它可防止粒子與粒子間的粘合。In外涂層與Sn內(nèi)涂層及阻檔層一起使得能夠在150℃的低溫下發(fā)生粒子與粒子間的粘合。內(nèi)涂層、阻擋層和外涂層的厚度約在1微米或更小的范圍。Cu枝狀晶體的大小在1至50微米長(zhǎng)的范圍。
在一個(gè)特別的實(shí)施例中，我們公開(kāi)了一種包括Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Bi-Sn(外涂層)的電解沉積粉末結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)中Cu和Bi-Sn金屬之間不需要有阻擋層。Bi-Sn外涂層是利用商品電鍍液以近易熔混合物的形式電解沉積而形成的。收集的電解沉積粉粒的粒徑有很大差異。為了獲得一致的粒徑，要求與微篩分(micro-sieve screening)工藝的同時(shí)進(jìn)行噴射研磨工藝或超聲波粒徑縮減。最佳粒徑分布為5至10微米。
然后，具有一致且最佳粒徑的電解沉積粉末與熱塑或熱固樹(shù)脂混合形成前述本發(fā)明的(YO994-280，YO994-281)的導(dǎo)電焊膏。
圖1為對(duì)包括作為環(huán)氧樹(shù)脂基體中填充料的銀片粒子的導(dǎo)電焊膏的簡(jiǎn)要說(shuō)明。此導(dǎo)電焊膏在導(dǎo)電性上為各向同性。(現(xiàn)有技術(shù))圖2為對(duì)當(dāng)粘結(jié)劑膜被壓于兩接觸或粘合焊盤(pán)之間時(shí)，僅在一個(gè)方向?qū)щ姷膶?dǎo)電粘結(jié)劑的簡(jiǎn)要說(shuō)明。此導(dǎo)電粘結(jié)劑(或膜)被歸類為各向異性的。(現(xiàn)有技術(shù))圖3為對(duì)一種導(dǎo)電粘結(jié)劑材料的簡(jiǎn)要說(shuō)明，它包括填充于熱塑聚合樹(shù)脂中的球形銅粉。銅粒子鍍有諸如錫、銦、鉍及其他材料的低熔點(diǎn)無(wú)毒金屬。
圖4為對(duì)淀積于空基片的枝狀晶體銅粉、隨后在枝狀晶體粉末上電解沉積一薄層銦金屬的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
圖5為對(duì)淀積于空基片的新電解沉積粉末結(jié)構(gòu)Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Sn(阻擋層)/In(外涂層)的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
圖6為對(duì)淀積于空基片的新電解沉積粉末結(jié)構(gòu)Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Bi-Sn(外涂層)的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
在上述發(fā)明YO994-280和YO994-281中，我們公開(kāi)了淀積于空基片的枝狀晶體銅粉，隨后在銅枝狀晶體結(jié)構(gòu)頂部電解沉積薄的銦金屬。鍍銦的銅枝狀晶體粉末可很容易地通過(guò)刮空基片而收集。所公開(kāi)的關(guān)于銅枝狀晶體電解沉積的詳細(xì)條件為三個(gè)階段的電鍍機(jī)制(i)高密度銅的初始電鍍，(ii)枝狀晶體核形成階段，和(iii)枝狀晶體生長(zhǎng)階段。
還公開(kāi)了銦電鍍條件和鍍液。
圖5為對(duì)淀積于空基片50的新電解沉積粉末結(jié)構(gòu)Sn(內(nèi)涂層)52/Cu(枝狀晶體)54/Sn(阻擋層)56/In(外涂層)58的簡(jiǎn)要說(shuō)明。內(nèi)涂層Sn52和阻擋層Sn層56利用LeaRonal，Inc公司的Solderon TinConcentrate溶液電解沉積。Sn阻擋層可由諸如Ni、Co、Cr、Fe、Pd及其合金的其他金屬和合金替代。
圖6為對(duì)淀積于空基片60的新電解沉積粉末結(jié)構(gòu)Sn(內(nèi)涂層)62/Cu(枝狀晶體)64/Bi-Sn(外涂層)66的簡(jiǎn)要說(shuō)明。以Bi-Sn合金的形式淀積外涂層Bi-Sn層66，其成分為近易熔物，按重量計(jì)60％Bi-40％Sn。Bi-Sn合金層是利用來(lái)自LeaRonal，Inc公司的包括SolderonTin Concentrate、Solderon Bi Concentrate、Solderon Acid、SolderonBi Primary和Solderon Bi Secondary的鍍液淀積的。Sn/Cu/Bi-Sn粉末材料的典型電解沉積條件如下(i)Sn(內(nèi)涂層)對(duì)100平方英寸面積為2A、0.5V、3分鐘，(ii)Cu(枝狀晶體)對(duì)100平方英寸面積為20A、2.5V、3分鐘，(iii)Bi-Sn(外涂層)對(duì)100平方英寸面積為14A、2.0V、2分鐘。
Cu電鍍的陽(yáng)極材料為無(wú)氧銅金屬，而Sn和Bi-Sn電鍍的陽(yáng)極材料為純錫金屬。
收集的電解沉積粉粒的粒徑有很大差異。為了獲得一致的粒徑，要求與微篩分(micro-sieve screening)工藝過(guò)程的同時(shí)進(jìn)行噴射研磨工藝過(guò)程或超聲波粒徑縮減。最佳粒徑分布為5至10微米。
具有一致且最佳粒徑的電解沉積粉末儲(chǔ)存于“免清洗”焊劑Qualitek#305中，直至用于焊膏制造。如上所述，通過(guò)將具有一致且所需粒徑的所述填充料彌散在熱塑或熱固樹(shù)脂基體中來(lái)制造上述發(fā)明(YO994-280，YO994-281)的導(dǎo)電焊膏。
為了說(shuō)明電氣和機(jī)械性能，通過(guò)兩個(gè)L形銅試樣。利用所述低溫、無(wú)鉛導(dǎo)電焊膏制作了接點(diǎn)樣品。接連操作在180℃、15分鐘、25磅/平方英寸(psi)的條件下進(jìn)行。由Sn/Cu/Bi-Sn和聚酰亞胺-硅氧烷樹(shù)脂制成的樣品接點(diǎn)與焊點(diǎn)相比顯示出良好的電氣和機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)包括許多材料枝狀晶體；所述枝狀晶體具有中心部分和從所述中心部分向外伸出的分枝狀細(xì)絲；以及所述枝狀晶體具有在所述枝狀晶體的第一部分的第一鍍層和在所述枝狀晶體的第二部分的第二鍍層。
2.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多枝狀晶體為粉末。
3.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述材料是從包括Cu、Pd、Pt、Ni、Ag和Au的一組材料中選擇的。
4.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一鍍層為從包括In、Sn、Zn、Pb、Bi和Sb的一組材料中所選的材料，而第二鍍層為從包括Sn、Zn、Pb、Bi和Sb的一組材料中所選的材料。
5.權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述枝狀晶體中至少一些枝狀晶體通過(guò)導(dǎo)電涂層與所述枝狀晶體中其他枝狀晶體相融合。
6.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述許多枝狀晶體嵌入聚合物材料。
7.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)為電互連裝置。
8.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電涂層具有比所述枝狀晶體低的熔化溫度。
9.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括第一和第二表面，所述結(jié)構(gòu)設(shè)置在這兩者之間以便提供所述第一和第二表面間的互連。
10.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合物材料經(jīng)過(guò)凝固或焙烘。
11.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合材料是從包括聚酰亞胺、硅氧烷、聚酰亞胺-硅氧烷、環(huán)氧樹(shù)脂、以及由木質(zhì)素、纖維素、桐油和作物油制成的生物基聚合樹(shù)脂的一組材料中選擇的。
12.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合物材料為含溶劑的熱塑粘結(jié)劑。
13.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合物材料為不含溶劑的熱塑粘結(jié)劑。
14.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多多枝狀晶體嵌入形成所述第一和所述第二表面膠粘接合的聚合物材料中。
15.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一表面為第一電子裝置接觸位置，而所述第二表面為第二電子裝置接觸位置。
16.權(quán)利要求15的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一電子裝置為半導(dǎo)體芯片而所述第二電子裝置為封裝基片。
17.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一表面和所述第二表面之一為焊料表面。
18.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)為電子裝置。
19.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)為計(jì)算裝置。
20.一種結(jié)構(gòu)包括其間具有空間的互連枝狀晶體的網(wǎng)絡(luò)；所述枝狀晶體中的每個(gè)在所述枝狀晶體的第二部分上具有可溶材料的第一和第二鍍層；在所述各網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)所述可熔材料粘合在一起的相鄰的枝狀晶體。
21.權(quán)利要求20的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述空間包含聚合物材料。
22.權(quán)利要求20的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述枝狀晶體有中心部分和從所述中心部分向外伸出的分枝狀細(xì)絲。
23.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述枝狀晶體具有長(zhǎng)度和寬度以及所述長(zhǎng)度與所述寬度之比的縱橫比。
24.權(quán)利要求23的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述縱橫比在大約1至大約10之間。
25.權(quán)利要求23的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述縱橫比在大約1至大約5之間。
26.權(quán)利要求20的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述材料是導(dǎo)電的。
27.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述枝狀晶體按重量計(jì)占所述結(jié)構(gòu)的大約10％至大約90％。
28.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述材料從包括聚酰亞胺、硅氧烷、聚酰亞胺-硅氧烷、環(huán)氧樹(shù)脂和生物基聚合樹(shù)脂的一組材料中選擇。
29.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鍍層形成對(duì)所述第一和所述第二表面的金相粘合。
30.權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一和所述第二表面是導(dǎo)電的。
31.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鍍層是導(dǎo)電的。
32.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于它還包括溶液、丁酸和乙二醇。
33.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于它還包括溶液及包含低殘?jiān)?、無(wú)鹵素催化劑的“免清洗”焊劑。
34.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合材料為無(wú)溶劑熱固化粘結(jié)劑。
35.權(quán)利要求6的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述聚合材料為可溶性環(huán)氧樹(shù)脂。
36.權(quán)利要求35的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述可溶性環(huán)氧樹(shù)脂從包括酮縮醇和乙縮醛雙環(huán)氧化合物的一組材料中選擇。
37.一種結(jié)構(gòu)包括許多銅枝狀晶體；所述枝狀晶體具有銅的中心部分和從所述中心部分向外伸出的分枝的細(xì)絲；以及所述枝狀晶體有在所述枝狀晶體第一部分上的第一鍍層和在所述枝狀晶體第二部分上的第二鍍層，所述第一鍍層為Sn，而所述第二鍍層有在所述銅枝狀晶體上的第一層錫及在所述Sn層上的頂層In。
38.一種方法包括以下步驟設(shè)置與第一鍍液相接觸的可鍍表面；從所述鍍液中在所述表面上生長(zhǎng)枝狀晶體；以及在所述枝狀晶體的第一部分上形成第一涂層并在所述枝狀晶體的第二部分上形成第二涂層以形成涂覆的枝狀晶體。
39.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述第一鍍液為電鍍液。
40.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述第二鍍液從包括化學(xué)鍍液、浸鍍(immersion plating)鍍液和電鍍液的一組鍍液中選擇。
41.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述可鍍表面是導(dǎo)電的。
42.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于它還包括從所述表面去除所述枝狀晶體及其上的所述導(dǎo)電涂層。
43.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述枝狀晶體有中心部分和從中心部分向外伸出的分枝狀細(xì)絲。
44.按照權(quán)利要求42的方法，其特征在于所述去除步驟包括從所述表面刮去所述枝狀晶體。
45.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述枝狀晶體由導(dǎo)電材料形成。
46.按照權(quán)利要求45的方法，其特征在于所述導(dǎo)電材料從包括Cu、Pd、Pt、Ni、Ag和Au的一組材料中選擇。
47.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述涂層是導(dǎo)電的并且是通過(guò)將所述枝狀晶體浸入第二鍍液而形成的。
48.按照權(quán)利要求47的方法，其特征在于所述第二鍍液為電鍍液。
49.按照權(quán)利要求47的方法，其特征在于所述第二鍍液從包括化學(xué)鍍液和浸鍍鍍液的一組鍍液中選擇。
50.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于當(dāng)所述表面暴露于所述第一鍍液時(shí)，把第一電壓加于所述表面對(duì)所述表面上的枝狀晶體電鍍；而當(dāng)所述枝狀晶體暴露于所述第二鍍液時(shí)，把第二電壓加于所述枝狀晶體對(duì)所述枝狀晶體上的涂覆層電鍍。
51.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述第一涂層從包括Sn、Zn、In、Bi、Pb、Au和Sb的一組材料中選擇，而所述第二涂層為從包括Sn、Zn、In、Bi、Pb、Au和Sb的一組材料中選擇的不同材料。
52.按照權(quán)利要求42的方法，其特征在于由所述涂覆的枝狀晶體制成一種粉末。
53.按照權(quán)利要求52的方法，其特征在于還包括將所述涂覆的枝狀晶體加入聚合材料中制成焊膏。
54.按照權(quán)利要求53的方法，其特征在于還包含溶劑、丁酸、乙二醇和“免清洗”焊劑以制成焊膏。
55.按照權(quán)利要求53的方法，其特征在于所述聚合材料從包括聚酰亞胺、硅氧烷、聚酰亞胺-硅氧烷、環(huán)氧樹(shù)脂、由木質(zhì)素、纖維素、桐油和作物油制成的生物基樹(shù)脂的一組材料中選擇。
56.按照權(quán)利要求53的方法，其特征在于把所述焊膏置于第一和第二導(dǎo)電表面之間。
57.按照權(quán)利要求53的方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電表面為芯片接觸部位，而所述第二導(dǎo)電表面為基片接觸部位。
58.按照權(quán)利要求56的方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電表面為液晶顯示屏接觸部位，而所述第二導(dǎo)電表面為芯片承載帶引線部位。
59.按照權(quán)利要求56的方法，其特征在于所述焊膏被加熱至第一溫度以熔化相鄰枝狀晶體上的涂層。
60.按照權(quán)利要求56的方法，其特征在于所述焊膏被加熱至足以使所述聚合物凝固的第二溫度。
61.一種方法包括以下步驟在表面上生長(zhǎng)枝狀晶體；在所述枝狀晶體的第一部分上以第一涂層涂覆所述枝狀晶體，并在所述第枝狀晶體的第二部分上以第二涂覆層涂覆所述枝狀晶體，以形成涂覆的枝狀晶體；以及從所述表面去除所述涂覆的枝狀晶體。
62.按照權(quán)利要求61的方法，其特征在于所述第一涂覆層和所述第二涂覆層是導(dǎo)電的。
63.按照權(quán)利要求53的方法，其特征在于所述聚合材料為可溶性環(huán)氧樹(shù)脂。
64.按照權(quán)利要求63的方法，其特征在于所述可溶性環(huán)氧樹(shù)脂從包括酮縮醇和乙縮醛雙環(huán)氧化合物的一組材料中選擇。
65.按照權(quán)利要求64的方法，其特征在于把所述涂覆的枝狀晶體分散于第一和第二導(dǎo)電表面之間。
66.按照權(quán)利要求38的方法，其特征在于所述第一涂層和所述第二涂層是導(dǎo)電的。
67.按照權(quán)利要求61的方法，其特征在于還包含溶劑、丁酸和乙二醇。
68.按照權(quán)利要求61的方法，其特征在于還包含溶劑和含有低殘?jiān)?、無(wú)鹵素催化劑的“免清洗”焊劑。
69.按照權(quán)利要求61的方法，其特征在于還包括聚合材料為無(wú)溶液熱固化粘結(jié)劑。
70.按照權(quán)利要求69的方法，其特征在于所述聚合材料為可溶性環(huán)氧樹(shù)脂。
71.按照權(quán)利要求70的方法，其特征在于所述可溶性環(huán)氧樹(shù)脂從包括酮縮醇和乙縮醛雙環(huán)氧化合物的一組材料中選擇。
72.一種方法包括以下步驟設(shè)置與第一鍍液相接觸的可鍍表面；所述表面為基片上的Sn；從所述鍍液在所述可鍍表面上生長(zhǎng)Cu枝狀晶體；和在所述枝狀晶體上形成涂層以形成涂覆的枝狀晶體；在所述Cu枝狀晶體的暴露表面上形成Sn層，并在Sn層上形成In層；從形成具有涂覆Sn的第一部分和Sn上涂覆In層的第二部分的枝狀晶體Cu粒子的所述基片去除所述枝狀晶體。
73.一種方法包括以下步驟設(shè)置與第一鍍液相接觸的可鍍表面；所述表面為基片上的Sn；從所述鍍液在所述可鍍表面上生長(zhǎng)Cu枝狀晶體；在所述枝狀晶體上形成涂層以形成涂覆的枝狀晶體；在所述Cu枝狀晶體的暴露表面上形成Sn-Bi合金層；以及從形成具有涂覆Sn的第一部分和涂覆Sn-Bi合金層的第二部分的枝狀晶體Cu粒子的所述基片去除所述枝狀晶體。
全文摘要
一種用于導(dǎo)電焊膏制造的新電解沉積粉末材料,其幾種結(jié)構(gòu)形式如下:包括Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Sn(阻擋層)/In(外涂層)的電解沉積粉末;包括Sn(內(nèi)涂層)/Cu(枝狀晶體)/Bi－Sn(外涂層)的電解沉積粉末。把這種電解沉積粉末材料用于制造聚合物焊膏。這有助于減少處理過(guò)程步驟及化學(xué)材料,并減小成本及印刷電路板帶來(lái)的對(duì)環(huán)境的影響。這種焊膏可用于將諸如芯片和芯片承載帶的電子元件安裝在例如顯示玻璃屏和印刷線路板的芯片底座的基片上。
文檔編號(hào)B23K1/20GK1202405SQ9810809
公開(kāi)日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1998年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月4日
發(fā)明者S·K·康, S·普魯索塔曼, R·S·萊 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司