可固化胺、羧酸助焊剂组合物和焊接方法技术

可固化胺、羧酸助焊剂组合物和焊接方法。提供了一种可固化助焊剂组合物，其包括，作为起始组分的：一种每分子具有至少两个环氧乙烷基团的树脂组分；羧酸；和式I所示的胺类助焊剂：以及，任选地，固化剂。还提供了一种利用可固化助焊剂组合物焊接电接触点的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可固化助焊剂组合物，包括，作为起始成分的:一种每分子具有至少两个环氧乙烷基团的树脂组分；羧酸；和式I所示的胺类助焊剂，其中R1，! 2，! 3和R4独立地选自氢、取代的C1,烷基、未取代的C1,烷基、取代的C7,芳烷基和未取代的C7,芳烷基；其中R7和R8是独立地选自CV2tl烷基、取代的C1J烷基、C6_20芳基和取代的C6_2(l芳基，或者其中R7和R8与它们连接的碳原子一起形成任选被CV6烷基取代的C3_2(l环烷基环；其中Rw和R11独立地选自C1,烷基、取代的Cu烷基、C6_2(l芳基和取代的C6_2(l芳基，或者其中Riq和Rn与它们连接的碳原子一起形成任选被Cm烷基取代的C3_2(l环烷基环；并且，其中R9选自氢、C1,烷基、取代的C1,烷基、C6,芳基和取代的C6,芳基；以及，任选地，固化剂。本专利技术还涉及一种使用可固化的助焊剂组合物焊接电接触点的方法。
技术介绍
助焊剂是用于制造电气装置的重要工具，包括装配电子元件(例如半导体芯片)到基材上(例如印制电路板、印刷电路卡、有机基材、硅转接板、其它半导体芯片)。倒装芯片法是一种用于装配电子元件到基材上的日益重要的方法。在用于将半导体芯片装配到基材上的倒装芯片法的一个实例中，在位于该半导体芯片上的接触点(例如触板、触针)上提供焊料(例如作为焊球)。换言之，在位于基材上相应的接触点(例如触板、镀铜通孔)上提供焊料。将助焊剂用于焊料，以清除可能存在于焊料表面上、或者存在于半导体芯片或基材的触点表面上的氧化物层。在回流期间，助焊剂也起到通过焊料提供增加的触点润湿性(wetting)的作用。随后，使半导体芯片上的焊料或触点与基材上相应的触点或焊料物理接触。随后将半导体芯片和/或基材上的焊料加热至回流。冷却时，在半导体芯片与基材之间形成互连。典型地，随后将这些互连包封(例如用环氧树脂)以提高半导体芯片/基材组件的可靠性。即，封装树脂有助于减小可能由半导体芯片和基材的热膨胀系数不同而产生的应变(strain)。对用于上述工艺的助焊剂的实际选择非常重要。很多常规的助焊剂的使用，导致形成了不希望的离子残渣，其可能降低设备产品的可靠性。因此，该不希望的离子残渣必须从设备清除。然而，在形成焊接互连后半导体芯片和基材(例如印制电路板)之间的距离非常小的事实妨碍了对该设备的清洁。这使得清除在焊接过程中形成的任何不希望的离子残渣的工艺相当复杂。通常，采用可固化有机材料(典型地含有有机或者无机填料)来填充半导体芯片与基材之间的缝隙，并用来加强半导体芯片和基材之间电互连的焊接接头。这些底部填充(underfill)材料依赖于毛细作用填充该缝隙。半导体芯片和基材之间的缝隙必须完全填充，以给电器元件产品提供最大的可靠性。然而，当将可固化的有机材料应用于半导体芯片与基材间的缝隙周围时，可能会在缝隙中心区留下空隙。随着电器元件的尺寸缩小(即，缝隙的高度变小)，毛细管作用的限制作用导致非填充中心区扩大。为处理这个问题，一些人在基材中对应于接近缝隙区域中心的位置设置孔。随后通过该孔将底部填充材料供应到缝隙及周围。然而，这种方法要求设计设备来提供一个无电路区域，以便于定位中心孔。关于底部填充问题的另一方法已经开始被称为“无流动(no flow)”工艺，其中在焊接之前，将底部填充材料预先施加到半导体芯片和/或基材上。随后，这种材料在焊接时占据半导体芯片和基材之间的缝隙，以形成互连的组件并固化(典型地通过加热)。在该无流动工艺中，已知使用一种能提供助焊和包封功能的底部填充材料。该材料减少将半导体芯片封装到基材上所需要步骤的数量。即，这些材料将助焊和底部填充步骤合二为一，并且不需要清洁步骤。Pennlsl等在美国专利N0.5，128, 746中公开了一种该无流动底部填充材料。Pennlsl等公开了一种含有用于回流焊接电器元件和基材的助焊剂的热可固化粘合剂，包括当加热到焊接温度时从电器元件或者基材清除氧化物层并且至少部分固化的粘合剂，所述粘合剂基本上由热固性树脂，含量足以从所述元件或所述基材上清除所述氧化物层的助焊剂，以及当热可固化粘合剂受热时与热固性树脂反应并使之固化的固化剂组成。Chen等在美国专利N0.7，303, 944中公开了另一种无流动底部填充方法。Chen等公开的方法包括:在基材表面上的触板上施加含有松香化合物的酸酐加成物作为助焊剂的底部填充材料；放置具有活性表面的微电子器件，并在活性表面的多个触板上设置有多个焊料块(solder bump)，相对与基材；该多个焊料块设置在无流动底部填充材料中；用助焊剂从焊料块除去金属氧化物；通过加热到高于焊料熔点的温度来回流焊料；并固化底部填充材料。很多常规的无流动底部填充材料(像那些著名的)都建立在环氧化学上，并依赖于羧酸或者酸酐提供助焊作用。同时，周期性地采用有机醇类作为加速剂，只要它们与酸酐起反应形成羧酸助焊试剂。然而，在焊接和封装过程中羧酸有挥发倾向。这是不希望的，因为它能在半导体芯片和基材之间的缝隙中产生孔隙，降低产品设备的可靠性。因此，仍然需要有利于在电器元件内制造可靠焊接和包封互连(即，半导体芯片和印制电路板之间的互连)的可固化助焊剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种可固化助焊剂组合物，包括，作为起始成分的:一种每分子具有至少两个环氧乙烷基团的树脂组分；羧酸；和式I所示的胺类助焊剂:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化助焊剂组合物，所述组合物包括作为起始成分的：每分子具有至少两个环氧乙烷基团的树脂组分；羧酸；和，式I所示的胺类助焊剂：其中R1，R2，R3和R4独立地选自氢、取代的C1?80烷基、未取代的C1?80烷基、取代的C7?80芳烷基和未取代的C7?80芳烷基；其中R7和R8是独立地选自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与它们连接的碳原子一起形成任选被C1?6烷基取代的C3?20环烷基环；其中R10和R11独立地选自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与连接它们的碳原子一起形成任选被C1?6烷基取代的C3?20环烷基环；并且，其中R9选自氢、C1?30烷基、取代的C1?30烷基、C6?30芳基和取代的C6?30芳基；以及任选地，固化剂。FSA00000828942000011.tif

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/250,1251.一种可固化助焊剂组合物，所述组合物包括作为起始成分的: 每分子具有至少两个环氧乙烷基团的树脂组分； 羧酸；和， 式I所示的胺类助焊剂:2.权利要求1的可固化助焊剂组合物，其中羧酸选自C8_20脂肪族单羧酸；C2_20脂肪族二羧酸；C6_20芳族羧酸；和它们的混合物。3.权利要求2的可固化助焊剂组合物,其中羧酸选自辛酸；壬(nonanioc)酸；^烷酸；十二烷酸；十三烷酸；肉豆蘧酸；十五烷酸；十六烷酸；十七烷酸；硬脂酸；羟基硬脂酸；油酸；亚油酸；α -亚麻酸；二十烷酸；草酸；丙二酸；琥珀酸；苹果酸；戊二酸；己二酸；庚二酸；辛二酸；苯甲酸；邻苯二甲酸；间苯二甲酸；对苯二甲酸；连苯三酸；偏苯三酸；均苯三酸；苯偏四甲酸；连苯四酸；均苯四酸；苯六甲酸；甲基苯甲酸；二甲苯甲酸(xylicacid) ;二甲基苯甲酸；均三甲苯酸；连苯四酸；肉桂酸；水杨酸；苯甲酸；萘酸；酹酞啉；双酚酸和它们的混合物。4.权利要求1的可固化助焊剂组合物，其中可固化助焊剂组合物显示出助焊剂胺氮相对于羧酸酸含量(-C00H)的当量比为1:1到20: 1。5.权利要求1的可固化助焊剂组合物，其中R1W和R4所选自的取代的C1,烷基和取代的 C7_8Q 芳烷基中的取代基选自-OH、-OR5、-COR5-、-COR5、-C (O) R5、-CHO、-COOR5^-OC (0)OR5、-S (0) (0) R5、-S (0) R5、-S (0) (0) NR52' -OC (0) NR62' -C (0) NR62' _CN、-N (R6)-、以及-NO2 中的至少一种；其中R5选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·V·多博，M·R·温克尔，M·K·贾伦杰，K·S·侯，刘向前，A·A·皮尔拉，G·N·鲁滨逊，I·汤姆林森，D·D·弗莱明，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，安格斯化学公司，陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：