[發明專利]多胺助焊劑組合物和焊接方法

有效

• 申請號: 201110463044.4
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102554513A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: D·D·弗萊明;M·K·賈倫杰;K·S·宏;劉向前;M·R·溫克勒
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明涉及一種多胺助焊劑組合物，包括，作為起始組分的：由式I代表的多胺助焊劑，其中R¹，R²，R³和R⁴獨立地選自氫、取代的C_1-80烷基、未取代的C_1-80烷基、取代的C_7-80芳基烷基和未取代的C_7-80芳基烷基；其中R⁷選自具有至少兩個叔碳原子的未取代的C_5-80烷基，具有至少兩個叔碳原子的取代的C_5-80烷基，具有至少兩個叔碳原子的未取代的C_12-80芳基烷基和具有至少兩個叔碳原子的取代的C_12-80芳基烷基；并且，其中式I中所示的兩個氮原子分別鍵合到R⁷的至少兩個叔碳之一上；前提條件是，當式I的多胺助焊劑由式Ia代表時，則R¹、R²、R³和R⁴中的0到3個是氫。本發明還涉及一種焊接電接觸點的方法。

背景技術

焊接工藝包括從人工、手動焊接方法到自動焊接方法。在人工和自動焊接方法中使用助焊材料是眾所周知的。事實上，焊劑的單獨使用通常不會導致可接受的電互聯。助焊材料在焊接過程中具有多種功能。例如，助焊材料起到在金屬接點(例如，焊接區域、接觸焊盤、觸針、鑲銅導通孔)表面除去可能形成的任何氧化物的作用；來增加金屬接點的焊劑濕度。

多種方法已經用于焊接過程中將助焊材料用于金屬接點的表面。在某些方法中，使用包括焊劑的助焊材料。例如，這種結合材料已經以包含助焊材料內核的環形電線的形式提供。隨著焊劑在加熱時熔化，內核的助焊材料被激活，通過軟焊料將準備連接表面熔化。焊錫膏通常是指助焊材料和焊劑粉混合形成焊劑顆粒，其在漿料中通常是均質穩定的懸浮物。

自動焊接方法在商業上的一個重要應用是制造半導體設備。即，回流焊接工藝通常用在半導體設備的自動化生產中，其中半導體芯片安裝在印刷電路板(PCB)上。在一些這樣的自動生產方法中，焊錫膏采用例如絲網印刷或模版印刷用于印刷電路板上。然后使半導體芯片與PCB接觸并且焊錫膏在漿料中被加熱到使焊劑回流，在半導體芯片和PCB之間形成電連接。加熱可以方便地通過例如使焊錫膏暴露在紅外光下或通過在烤箱中加熱進行。在某些應用中，半導體芯片/PCB組件進一步使用底部填充材料處理，其基本上填充半導體芯片和PCB之間的縫隙區域，包封接點。

考慮到需要大規模生產包括更加復雜和小型化的電路的電子設備，快速、自動化的焊接工藝已經出現，例如，那些整合的取浸工藝。在這些工藝中，助焊劑可以用于半導體芯片上的多個電接觸點，通過將半導體芯片上的電接觸點部分浸入到焊劑浴中來進行。半導體芯片上的焊劑涂布的電接觸點然后可以與包括相應的電接觸點和焊劑球的PCB接觸。該焊劑球然后可以加熱到回流來連接半導體芯片和PCB?？蛇x地，取浸工藝可以用于具有預涂焊劑的電接觸點的設備組件。在這些工藝中，預涂焊劑使用助焊材料浸涂然后倒入與相應的電接觸點接觸并加熱到回流，形成電連接。許多電子元件適合后一類方法，其中它們在電路板元件上使用足夠量的焊劑生產，來促進元件與其他電子元件的互聯(例如，PCB)。

在多數情況下，使用市售的助焊劑會在焊劑區域留下離子殘留物，其會不利地導致線路腐蝕和短路。因此，需要額外的工藝步驟在焊劑連接點形成之后去除這些殘留物。對于半導體設備的生產工藝來說，在半導體芯片和PCB之間形成的焊劑連接會在半導體芯片和PCB之間形成相關的小缺口(例如＜4密耳)。因此，很難在焊接工藝后去除(即，清潔)焊劑區域上的離子殘留物。甚至在焊接區域容易受影響的過程中(因此，便于清潔操作)，清潔操作產生環境問題，包括在清潔操作過程中產生的廢物的處理。

一些低殘留，含有少量固體的不需清潔的助焊劑是市售可得的。一種宣稱在焊接電子元件時基本上減少或基本上消除了助焊劑殘留的助焊劑組合物公開在Duchesne等美國專利申請公開No.20100175790中。Duchesne等公開了一種包括助焊劑的組合物材料，其中所述助焊劑基本上由(a)助熔劑；和(b)溶劑的組合構成；其中所述助熔劑：(1)包括酮酸；或(2)包括酯酸；或(3)包括所述酮酸和所述酯酸的混合物；其中所述的溶劑包括選自多羥基醇或其混合物的膠粘溶劑，和選自單羥基醇或其混合物的非膠粘溶劑的混合物。