[發(fā)明專利]多胺、羧酸助焊劑組合物和焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210517250.3
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103028868A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·R·溫克爾;A·V·多博;K·S·侯;M·K·賈倫杰;劉向前;D·D·弗萊明
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363;B23K1/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種助焊劑組合物，包括，作為起始成分的：羧酸；和式I所示的多胺類助焊劑，其中R¹，R²，R³和R⁴獨(dú)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芳烷基和未取代的C_7-80芳烷基；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(dāng)式I的多胺類助焊劑由式Ia代表時，則R¹、R²、R³和R⁴中的0到3個是氫。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種焊接電接觸點(diǎn)(electrical?contact)的方法。

背景技術(shù)

焊接工藝包括從手動的手工焊接方法到自動焊接方法。在手動和自動焊接工藝中，使用助焊劑材料是眾所周知的。事實(shí)上，單獨(dú)使用焊料(solder)通常不會產(chǎn)生滿意的電互連(interconnection)。助焊劑材料在焊接工藝中起到多種作用。例如，助焊劑材料可促進(jìn)移除在金屬觸點(diǎn)上可能已經(jīng)形成的任何氧化物(例如，焊接區(qū)、觸板，觸針，銅鍍通孔)；并增強(qiáng)焊料對金屬觸點(diǎn)的潤濕。

在焊接過程中，已經(jīng)采用多種方法來將助焊劑施加到金屬觸點(diǎn)的表面。在一些方法中，使用含有焊料的助焊劑材料。例如，該組合材料以環(huán)繞助焊劑材料核的形式提供。當(dāng)焊料加熱融化時，核中的助焊劑材料被活化，將熔融的焊料互連的表面焊接。焊錫膏也是已知的，其中助焊劑材料和焊料粉末混合，以在膏中形成基本均勻的穩(wěn)定的焊料顆粒懸浮液。

自動焊接方法的一種重要的商業(yè)應(yīng)用是制備半導(dǎo)體器件。換言之，在半導(dǎo)體器件自動化生產(chǎn)中通常采用回流(reflow)焊接工藝，其中半導(dǎo)體芯片被裝配到印刷電路板(PCB)上。在一些該自動生產(chǎn)方法中，采用例如絲網(wǎng)印刷或模版印刷將焊錫膏施加到印刷電路板上。然后，將半導(dǎo)體芯片與PCB接觸，加熱焊錫膏(solder?paste)以將膏中的焊料回流，在半導(dǎo)體芯片和PCB之間形成電互聯(lián)。加熱可以通過例如將焊錫膏暴露在紅外光中或通過在烘箱中加熱來進(jìn)行。在一些應(yīng)用中，半導(dǎo)體芯片/PCB組件進(jìn)一步采用底部填充材料(under?fillmaterial)處理，充分填充半導(dǎo)體芯片與PCB間的空隙區(qū)，將互連點(diǎn)包封。

考慮到需要大規(guī)模生產(chǎn)含有更加復(fù)雜性和微型化電路的電子器件，快速自動焊接工藝已經(jīng)出現(xiàn)，例如取浸工藝(pick?and?dip?process)配合的那些。在該工藝中，通過將半導(dǎo)體芯片的電觸點(diǎn)部分浸入助焊劑浴中，將助焊劑應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片的多個電觸點(diǎn)上。然后，將半導(dǎo)體芯片上助焊劑涂覆的電觸點(diǎn)與包括相應(yīng)電觸點(diǎn)和焊球的PCB接觸。隨后可以加熱焊球來將半導(dǎo)體芯片與PCB回流互連。換言之，取浸工藝可以與具有電觸點(diǎn)的裝置元件與預(yù)配焊料一起使用。在這些工藝中，采用助焊劑材料浸漬涂覆預(yù)配焊料，隨后與相應(yīng)的電觸點(diǎn)接觸并加熱回流，形成電互聯(lián)。很多電子元件適合該最近的工藝類型，在元件板上制造大量焊點(diǎn)以促進(jìn)該元件與其他電子元件(例如PCB)的互連。

大多數(shù)情況下，使用可商購的助焊劑會在焊接區(qū)域留下離子殘留，其將不期望地導(dǎo)致電路的腐蝕和短路。因此，在形成焊接互連之后，需要額外的工藝步驟來除去該殘留。對于半導(dǎo)體裝置制造工藝，在半導(dǎo)體芯片與PCB之間形成的焊接導(dǎo)致在半導(dǎo)體芯片與PCB間相對小的間隙(例如＜4mils)。因此，很難除去(即：清除)焊接工藝后在焊接區(qū)域留下的離子殘留。即使在焊接區(qū)域容易接近(因此，有利于清除操作)的工藝中，清除操作也會產(chǎn)生環(huán)境問題，包括處理在清除操作中產(chǎn)生的廢棄物。