[发明专利]工程聚合物类电子材料

说明书

一种用于电子组装方法的组合物，该组合物包含分散在有机介质中的填料，其中：该有机介质包含聚合物；该填料包含石墨烯、官能化石墨烯、氧化石墨烯、多面体低聚倍半硅氧烷、石墨、二维材料、氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、银、纳米纤维、碳纤维、金刚石、碳纳米管、二氧化硅和金属涂布的颗粒中的一种或多种，并且，基于组合物的总重量，该组合物包含0.001～40重量％的填料。

技术领域

本发明涉及一种用于制造电子元件和器件以及电子组装和封装的聚合物组合物。

背景技术

表面贴装技术(SMT)是一种用于生产电子电路的方法，其中元件被直接贴装或放置在印刷电路板(PCB)的表面上。如此制造的电子器件被称为表面贴装器件(SMD)。在电子工业中，SMT已经在很大程度上取代了将导线插入电路板孔中来安装元件的通孔技术施工方法。两种技术都可以在同一块板上用于不适合表面贴装的元件，如大型变压器和散热功率半导体。SMT元件通常小于其通孔对应物，因为它具有较小的引线或根本没有引线。它可以具有各种类型的短销或引线、平面触点、焊球(BGA)矩阵或元件主体上的端子。

在要放置元件的地方，印刷电路板通常具有平坦的、通常镀有锡铅、银或金的铜焊盘，没有孔，称为焊盘。首先通过丝网印刷工艺将焊膏——一种助焊剂和微小焊料颗粒的粘性混合物——用不锈钢或镍模板施加到所有焊盘上。它也可以通过类似于喷墨打印机的喷墨打印机制来施加。在上膏之后，板随后进入拾取放置机，在该处它们被放置在传送带上。待放置在板上的元件通常以缠绕在卷轴或塑料管上的纸/塑料带形式递送到生产线。一些大型集成电路被递送到无静电托盘中。数控拾取放置机从带、管或托盘中取出零件，并将其放在PCB上。然后将板输送到回流焊炉中。它们首先进入预热区域，其中板和所有元件的温度逐渐均匀地升高。然后，板进入到温度高到足以熔化焊膏中的焊料颗粒的区域，将元件引线接合到电路板上的焊盘。熔融焊料的表面张力有助于将元件保持在适当位置，并且如果正确设计焊盘几何形状，表面张力将自动对准其焊盘上的元件。有一些回流焊料的技术。一种是使用红外灯；这被称为红外回流。另一种是使用热气对流。另一种正在变得流行的技术是具有高沸点的特殊碳氟化合物液体，其使用称为气相回流的方法。

电子器件中的焊料接头易受热机械疲劳的影响。这是因为通过焊料接头连接的工件通常具有不同的热膨胀系数(CTE)。此外，期望电子器件中的焊料接头表现出高的机械强度和高的抗掉落冲击能力。因此，这种接头通常被称为“底部填充物(underfills)”的材料封装。底部填充物通常是有机聚合物和无机填料(例如二氧化硅)的复合材料。这种底部填充物的预固化和后固化性能在材料光谱的最末端。预固化的底部填充物预期在最小间隙(通常小于25微米)下像水一样自由流动。固化的底部填充物预计将呈现岩石般坚硬的无机样性质，同时牢固地粘合到无机硅和有机基底上。增加填料的量可以改善底部填充物的机械性能。然而，这也会增加组合物的粘度。因此，需要在未固化状态下显示出较低粘度以及在固化状态下显示出改进的机械性能的底部填充材料(或底部填充材料的替代物)。此外，常规的底部填充材料不能使用标准的SMT回流工艺和谱线(profiles)来固化。因此，当使用底部填充物时，需要单独不同的处理步骤，从而增加了工艺的复杂性。

在LED芯片结构中，倒装芯片是增长最快的芯片结构，从横向结构和垂直结构LED都获得市场份额。倒装芯片的LED市场渗透率预计将从2014年的5％增长到2020年的20％。此外，倒装芯片CSP(即2级)组装也有显著增长，其中CSP封装具有与倒装芯片LED晶粒(die)基本相同的表面区域(footprint)，从而降低了封装成本和表面区域，以实现相同或增强的功率和流明输出。

对于封装中的倒装芯片LED组件，有着使用基于SAC的焊膏来形成倒装芯片LED晶粒与封装衬底之间的倒装芯片互连的增加趋势。银环氧树脂或烧结金属材料也可用于在倒装芯片LED晶粒与封装衬底之间产生倒装芯片互连。