[发明专利]可固化胺、羧酸助焊剂组合物和焊接方法

说明书

技术领域

本发明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，R²，R³和R⁴独立地选自氢、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和R⁸是独立地选自C_1-20烷基、取代的C_1-20烷基、C_6-20芳基和取代的C_6-20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C_1-6烷基取代的C_3-20环烷基环；其中R¹⁰和R¹¹独立地选自C_1-20烷基、取代的C_1-20烷基、C_6-20芳基和取代的C_6-20芳基，或者其中R¹⁰和R¹¹与它们连接的碳原子一起形成任选被C_1-6烷基取代的C_3-20环烷基环；并且，其中R⁹选自氢、C_1-30烷基、取代的C_1-30烷基、C_6-30芳基和取代的C_6-30芳基；以及，任选地，固化剂。本发明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。

背景技术

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)。