專利名稱：可固化的胺類助焊劑組合物和焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可固化的胺類助焊劑組合物，包括，作為起始成分的一種每分子具有至少兩個環(huán)氧基團的樹脂組分；一種式I代表的胺類助焊劑，其中R1，R2，R3和R4獨立地選自氫、取代的C1,烷基、未取代的C1,烷基、取代的C7,芳基烷基和未取代的C7,芳基烷基；其中R7和R8是獨立地選自CV2tl烷基、取代的C1,烷基、C6_2(1芳基和取代的C6_2(1芳基，或者其中R7和R8與它們所連接的碳原子一起形成可選擇地被CV6烷基取代的C3_2(l環(huán)烷基環(huán)；其中Rki和R11獨立地選自C1J烷基、取代的C1J烷基、C6_2(l芳基和取代的C6_2(l芳基， 或者其中Rw和R11與它們所連接的碳原子一起形成可選擇地被Cp6烷基取代的C3_2(l環(huán)烷基環(huán)；并且，其中R9選自氫、C1,烷基、取代的C1,烷基、C6,芳基和取代的C6,芳基；以及， 可選擇地，一種固化劑。本發(fā)明還涉及一種使用可固化的胺類助焊劑組合物焊接電接觸點的方法。
背景技術(shù)：
助焊劑是用于制造電氣裝置的一種重要的工具，包括裝配電子元件(例如半導(dǎo)體芯片)到基材(例如印刷電路板、印刷電路卡、有機基材、硅轉(zhuǎn)接板、其它半導(dǎo)體芯片)上。這種倒裝芯片法是用于裝配電子元件到基材上的一種越來越重要的方法。在用于裝配半導(dǎo)體芯片到基材上的倒裝芯片法的一個例子中，在位于該半導(dǎo)體芯片(例如觸板、 觸針)上的接觸點上提供焊料(例如作為焊球)?；蛘?，在位于基材(例如觸板、鑲銅導(dǎo)通孔)上的相應(yīng)接觸點上提供焊料。將助焊劑施加于焊料以清除可能存在于焊料的表面上或者存在于半導(dǎo)體芯片或基材的觸點表面上的氧化層。在回流期間助焊劑也起到通過焊料提供增加的觸點濕潤的作用。然后使焊料或者半導(dǎo)體芯片上的觸點與相應(yīng)的觸點或者基材上的焊料物理接觸。然后將半導(dǎo)體芯片和/或基材上的焊料加熱至回流。冷卻后，在半導(dǎo)體芯片和基材之間形成連接。通常，這些連接隨后被包封(例如用環(huán)氧樹脂)以提高半導(dǎo)體芯片/基材組件的可靠性。即，包封用樹脂有助于減小可能由半導(dǎo)體芯片和基材的熱膨脹系數(shù)不同額外產(chǎn)生的應(yīng)力。實際選擇用于上述方法的助焊劑非常重要。使用很多常規(guī)的助焊劑，導(dǎo)致形成不希望的離子殘渣，其可能降低產(chǎn)品設(shè)備的可靠性。因此，這種不希望的離子殘渣必須從設(shè)備清除。然而，半導(dǎo)體芯片和基材(例如印刷電路板)之間在形成焊接連接后的距離非常小的事實妨礙了這種設(shè)備的清潔。這使得清除在焊接過程中形成的任何不希望的離子殘渣的方法相當(dāng)復(fù)雜。通常，可固化的有機材料(通常包含有機或者無機填料)用來填充半導(dǎo)體芯片和基材之間的縫隙，并用來加強半導(dǎo)體芯片和基材之間釬焊接頭的電連接。這些底部填料物質(zhì)依賴于毛細(xì)管作用填充該縫隙。半導(dǎo)體芯片和基材之間的縫隙必須完全填充，以給產(chǎn)品電器元件提供最大的可靠性。但是，當(dāng)可固化的有機材料施加于半導(dǎo)體芯片和基材之間的縫隙周圍時，在縫隙中心區(qū)的空隙能保留。隨著電器元件的尺寸縮小(即，縫隙的高度變小)，毛細(xì)管作用的限制作用引起非填充中心區(qū)擴大。為了解決這個問題，一些人在基材中相應(yīng)地接近縫隙區(qū)域的中心提供一個孔。底部填充材料然后通過該孔供應(yīng)給縫隙和周圍。然而，這種方法要求設(shè)備設(shè)計成提供一個無電路區(qū)域，以便于定位中心孔。底部填料關(guān)注的另一方法已經(jīng)開始被稱為“不流動”方法，其中在焊接之前，底部填充材料預(yù)先施加到半導(dǎo)體芯片和/或基材上。這種材料隨后充滿焊接后半導(dǎo)體芯片和基材之間的縫隙，以形成一個連接的組件并固化(通常通過施加熱)。在這種不流動方法中，已知使用底部填充材料提供助熔和封閉功能。這種材料減少半導(dǎo)體芯片裝配到基材上所需要的步驟的數(shù)量。即，這些材料將助熔和底部填充步驟合二為一，并且不需要清潔步驟。一種這樣的不流動底部填充材料由Permisi等公開在美國專利No. 5，128，746中。 Permisi等公開了一種具有用于回流焊接電器元件和基材的助焊劑的可熱固化的粘合劑， 包括當(dāng)加熱到焊接溫度時從電器元件或者基材清除氧化物涂層并且至少部分固化的一種粘合劑，所述粘合劑基本上由熱固性樹脂，足以從所述元件或所述基材上清除所述氧化物涂層的量的助焊劑，以及當(dāng)可熱固化的粘合劑受熱時與熱固性樹脂反應(yīng)并使之固化的固化劑構(gòu)成。另一種不流動底部填充方法由Chen等公開在美國專利No. 7，303，944中。Chen等公開的方法包括在基材表面上的觸板上方施加一種包括松香化合物的酸酐加成物作為助焊劑的底部填充材料；放置一個具有活性表面的微電子器件，以及設(shè)置在多個觸板的活性表面上的多個焊料塊，該多個焊料塊相對于基材設(shè)置在不流動底部填充材料內(nèi)；用助焊劑從焊料塊除去金屬氧化物；通過加熱到高于焊料熔點的溫度回流焊料；以及固化底部填充材料。如著名的很多常規(guī)的不流動底部填充材料，建立在環(huán)氧化學(xué)上并且依賴于羧酸或者酐以提供助熔作用。有機醇類也周期性地用作加速劑，假定他們與酐起反應(yīng)以形成羧酸助焊劑。然而，在焊接和封閉過程中羧酸傾向于揮發(fā)。這是不需要的，因為它能在半導(dǎo)體芯片和基材之間的縫隙中產(chǎn)生空隙，降低產(chǎn)品設(shè)備的可靠性。因此，仍然需要有利于在電器元件內(nèi)制造可靠的焊接和封閉的連結(jié)的可固化的助焊劑材料(即，半導(dǎo)體芯片和印刷電路板之間的連結(jié))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可固化的胺類助焊劑組合物，包括，作為起始成分的一種每分子具有至少兩個環(huán)氧乙烷基團的樹脂組分；一種式I代表的胺類助焊劑
權(quán)利要求
1. 一種可固化的胺類助焊劑組合物，包括，作為起始成分的 每分子具有至少兩個環(huán)氧乙烷基團的樹脂組分； 式I代表的胺類助焊劑
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，其中，R1，R2，R3和R4中的取代的C1,烷基和取代的C7_8Q芳基烷基的取代基選自-OH、-OR5、-COR5-、-COR5、-C(O) R5、-CHO, -COOR5, -OC(O)OR5、-S(O) (0)R5、-S(0)R5、-S(O) (0)NR52, -OC(0)NR62, _CN、-C(O) NRV-N (R6)-和-NO2中的至少一種；其中，R5選自CV28烷基、C3_28環(huán)烷基、C6_15芳基、C7_28芳基烷基和C7_28烷基芳基；其中，R6選自氫、 。1-28 C3-28 5^^ ^ C6-15 C7_28 ^* ^ 禾口 C7—28焼基方基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，其中，R1，R2，R3和R4中的1到 3個是氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，其中，R1，R2，R3和R4獨立地選自氫、-CH2CH(OH) R18 和-CH2CH(OH) CH2-O-R18 基團；其中，Rw 選自氫、C^28 烷基、C3_28 環(huán)烷烴基、C6_28芳基、C7_28芳基烷基和C7_28烷基芳基；其中，R7和R8都是甲基；其中，Rw和R11都是甲基；并且，R9選自甲基和苯基；R1, R2，R3和R4中的0到3個是氫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可固化的胺類助焊劑組合物，其中，R1和R2之一是氫；并且 R3和R4之一是氫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，它進(jìn)一步包括一種溶劑；該溶劑是選自烴、芳香烴、酮、醚、醇、酯、酰胺、二醇、二醇醚、二醇衍生物和石油溶劑的有機溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，它進(jìn)一步包括以下物質(zhì)中的至少一種增稠劑、觸變劑、無機填充物、抗氧化劑、活性稀釋劑、脫氣劑、消泡劑、粘合促進(jìn)劑和阻燃劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，它進(jìn)一步包括選自消光劑、著色劑、分散穩(wěn)定劑、螯合劑、熱塑性顆粒、紫外線阻擋劑、均化劑和還原劑的添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物，它進(jìn)一步包括焊粉。
10.一種形成封閉的冶金接頭的方法，它包括 提供權(quán)利要求1所述的可固化的胺類助焊劑組合物； 提供多個第一電接觸點；提供多個相應(yīng)的第二電接觸點； 提供焊料；將所述可固化的胺類助焊劑組合物施加于所述多個第一電接觸點和所述多個相應(yīng)的第二電接觸點中的至少一個；將所述多個第一電接觸點置于靠近所述多個相應(yīng)的第二電接觸點處； 將所述焊料加熱至高于其回流溫度的溫度以形成軟焊料，并將軟焊料暴露于所述多個第一電接觸點和多個相應(yīng)的第二電接觸點；將得自所述多個第一電接觸點和多個相應(yīng)的第二電接觸點的可固化的胺類助焊劑組合物置于與軟焊料接觸，并在所述多個第一電接觸點和多個相應(yīng)的第二電接觸點之間形成多個電連接；以及，固化樹脂組分，封閉所述多個電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及可固化的胺類助焊劑組合物和焊接方法，提供了一種可固化的胺類助焊劑組合物，包括，作為起始成分的每分子具有至少兩個環(huán)氧乙烷基團的樹脂組分；式I代表的胺類助焊劑其中，R1，R2，R3和R4獨立地選自氫、取代的C1-80烷基、未取代的C1-80烷基、取代的C7-80芳基烷基和未取代的C7-80芳基烷基；其中，R7和R8獨立地選自C1-20烷基、取代的C1-20烷基、C6-20芳基和取代的C6-20芳基，或者其中R7和R8與它們所連接的碳原子一起形成可選擇地被C1-6烷基取代的C3-20環(huán)烷基環(huán)；其中R10和R11獨立地選自C1-20烷基、取代的C1-20烷基、C6-20芳基和取代的C6-20芳基，或者其中R10和R11與它們所連接的碳原子一起形成可選擇地被C1-6烷基取代的C3-20環(huán)烷基環(huán)；并且，其中R9選自氫、C1-30烷基、取代的C1-30烷基、C6-30芳基和取代的C6-30芳基；以及，可選擇地，一種固化劑。本發(fā)明也提供了一種使用可固化的胺類助焊劑組合物焊接電接觸點的方法。
文檔編號C07C213/04GK102554517SQ20111046304
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者A·A·皮爾拉, D·D·弗萊明, G·魯濱遜, I·湯姆林森, K·S·宏, M·K·賈倫杰, M·R·溫克勒, 劉向前 申請人:安格斯化學(xué)公司, 羅門哈斯電子材料有限公司, 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司