[发明专利]采用不含树脂助熔剂的焊膏

说明书

技术领域

本发明涉及一种由羧酸、胺类和溶剂的混合物构成一种新的凝胶体，特别是软焊膏，其金属成分作为粉末分散在凝胶体中，软焊膏被施加在UBMs(Under-Bump-Metallization＝凸起部范围内喷镀金属)上，这种软焊膏应用于电源模块、用于芯片粘接、用于将芯片装上电路板、用于系统封装(SiP)、用于晶圆凸块技术或SMT技术(表面安装技术)，特别是用于涂漆电路。 

背景技术

德国专利DE 841 097揭露了一种焊剂，其中胺与羧酸凝结成酰脲。根据DE 841 097，在混合物中容忍羧酸和胺类的存在。但两者适合于相互化合，例如构成酰脲。 

德国专利DE 41 19 012描述了一种可用水冲洗掉的软焊膏，它由一种软焊粉、一种脂肪胺与羧酸的水溶性盐粘合剂助熔剂混合物和溶剂构成。 

发明内容

本发明的任务是，把焊接部位上生成的残留物减少至到最少。 

另外，根据“晶片凹凸：生产上准备好了吗？”(Greg Reed，Reed Media Services，Gurnee，III.-10/1/2004-Semiconductor International)，空隙一般不仅不受欢迎，而且人们还希望所有焊接部位上最大的空隙形成保持很小。为此，本发明的任务是把最大的空隙形成减小到占体积的20％以下，特别是减小到占体积的15％以下。另外人们还希望确保尽可能共平面的凸起，因此这也是本发明的任务之一。 

根据本发明，羧酸和胺类用一种极性溶剂明胶化，其中，盐的 生成或羧酸与胺的化学反应受到抑制。 

根据本发明的溶剂在独立的权利要求中说明。用较佳的实施例说明从属的权利要求。 

根据本发明，不含树脂的焊膏由一种金属粉末，特别是软焊料和一种凝胶体制成，其中，根据本发明的凝胶体在重熔金属粉末的过程中不在金属表面上留下残留物。根据本发明的凝胶体基于一种耐贮的由羧酸、胺类和溶剂构成的混合物。主要用途是将软焊膏施加于电源模块、模片固定、芯片装上底板、SiP(系统部件装入外壳)，在有晶片凹凸现象时，特别是施加于UBMs(凸起部范围内的喷镀金属)和SMT(表面安装技术)，尤其是涂漆电路。根据本发明，在使用不含树脂软焊膏的情况下，在焊接之后和进行涂漆保护之前已经没有必要对电接头进行清洁工作，而且施加到UBMs上的焊接凸起部中的空隙也可以减小到占体积的20％以下。 

在根据本发明的凝胶体中，羧酸和胺被溶解。因此，主要配料是由一种由胺类、羧酸和溶剂构成的明胶化的溶液。羧酸配料由至少一种羧酸构成，特别是，它是不同羧酸的一种混合物。胺配料由至少一种胺类构成，特别是，它是多种胺的一种混合物。溶剂配料由至少一种溶剂构成，特别是由一种有机溶剂混合物构成。 

为了避免羧酸与胺发生反应，以较低的温度为佳，例如室温，而且各种成分要尽可能快地相互混合。因此，凝胶化主要基于副原子价，特别是氢原子桥键。可能还有其他材料，例如凝结剂分散在溶液或凝胶体中。 

因此，根据本发明可以避免在软焊膏焊接之后留下助熔剂残留物。这主要是在应用焊膏时，由于无须在焊接部位上清除残留物，因此可以极大地简化处理过程。迄今，清除残留物的费用可能绝对超过焊膏的成本。特别是简化了紧接在焊接工序之后的其他工序。例如，事后的压焊或者事后用探针测试器进行电气检测就变得更可靠和更简单了。对于涂漆电路来说，则省却了迄今必不可少的油漆与助熔剂残留物的相容性。 

根据本发明，在电源模块、模片固定、晶片凹凸、系统部件装 入外壳、DRAM(Dynamic Random Access Memory＝动态随机存取存储器)、汽车等方面工艺过程得到简化，而且质量上也有所改进。与此同时随之而来的是收支平衡也得到改善，原因是废品减少，节省了大量的清洁费用或清洁器材的消耗。 

在本发明的范围内清楚地看到，树脂基，特别是松脂基的焊膏，特别是在用一种橡皮刮板涂敷到UBMs(凸起部范围内的喷镀金属)上时，它的涉及到金属含量的成分转变为助熔剂，发明人从中至少看到关于空隙形成方面高标准偏差的一个原因，并猜测占体积30％及以上的最大空隙与非均质的成分之间的关系。此外，不含铅软焊膏的固体材料含量被限制到占重量的90％以下。 

在确立晶片凸起的情况下，溶液附加物适合于让焊粉分散在凝胶体中。由分散在凝胶体中的软焊粉构成的焊膏，软焊粉超过重量的90％，特别是超过重量的91％。软焊粉和焊膏的体积百分率超过体积的55％，特别超过体积的60％。