硅晶片应用的助焊和填缝材料,和用其制造的层状电子组件的制作方法

文档序号:6905370阅读:156来源:国知局
专利名称:硅晶片应用的助焊和填缝材料,和用其制造的层状电子组件的制作方法
技术领域
本发明的背景本发明的领域本发明涉及用于连接电路的组件。更具体地说,本发明涉及安装组件和在电子线路之间提供电连接的方法相关技术的简述近年来,许多小型电子器材,如照相机-集成的磁带录像机和携带式电话机,已经实现了所需要的大规模集成化的减缩尺寸。结果,芯片尺寸或芯片规格封装件用于减少封装件的尺寸到基本上与裸露芯片的尺寸相当。此类芯片规格封装件包括安装在载体基板上的半导体芯片,它改进了电子器件的特性而同时保持了操作特征当中的许多,因此可用于保护半导体裸露芯片并简化它的试验。倒置集成电路,通常称为“倒装芯片”,现在也获得了普及。倒装芯片是通过使用焊接剂隆起点技术来制造的,其中焊接剂隆起点沉积在模片或芯片上的焊接剂可润湿的金属引线上和在基板上的焊接剂可润湿的引线的匹配图案上。对于倒装芯片,该焊接剂隆起点被放置在集成电路末端上,而芯片呈现硅晶片形式,然后,在singulation之后,芯片翻转和校直排列到电路板基板上。施加助焊剂,焊接剂隆起点通过加热再流动而在芯片和基板之间形成粘结,同时利用熔化该焊接剂来连接接头。当所形成的电路板组件暴露于热循环时,在电路板和芯片之间的焊接的可靠性常常值得怀疑。通常,在芯片被安装在电路板上后,在芯片和该电路板之间的空间用密封树脂来填充(常常称为填缝密封),以便增强以抵抗由热循环所引起的应力。此类填缝封装在电子工业中获得了广泛的接受,其中环氧型树脂材料最通常用于这样的应用中。而且,填缝密封剂的膨胀系数例如通过低热膨胀系数填料如玻璃或陶瓷的添加来调节,因此降低了在基板和填缝密封剂之间产生的热应力的水平。该填缝密封剂因此提供了结构增强作用,它可以去除热膨胀应力,因此改进热冲击性质和增强结构的可靠性。同时,该填缝材料帮助将该芯片粘附于基板上。照这样,该填缝材料应该显示出高的对模片和电路板表面的内聚强度,并且在电子器件所遇到的环境中保持大的强度,例如在与电子的电源开关以及在温度和湿度上的气候变化有关的加热和冷却周期中。填缝密封剂的施加典型地包括,在倒装芯片组件被组装及焊接剂隆起点附着于基板上之后,将填缝材料分配到倒装芯片组件的一个或多个边缘上。毛细管作用驱使该填缝材料穿过在芯片和基板之间的缝隙。此类填缝技术是费时的,并且在芯片和基板之间填缝密封剂的完全填充难以实现,因此降低了通过填缝密封剂所获得的防护水平。在尝试克服这些问题和免去加工步骤时,已经有人建议填缝密封剂引入助焊剂中以便粘结焊接剂隆起点。例如,美国专利No5,985,043和5,985,486公开了可聚合的助焊剂,它用作粘结剂将芯片粘结到该基板上。此类可聚合的助焊剂是以具有烯键的多羧酸为基础的,它们的组合物在受热时可固化。这里考虑是,引入该可聚合的助焊剂的填缝密封剂能够在芯片制造的硅晶片阶段中施加于芯片上,常常称作硅晶片应用的助焊填缝剂,其中在一块中制造多个芯片,随后切成单个的芯片。通过在硅晶片上预涂助焊剂/填缝剂结合物,芯片只应当需要放置在基板上,其中焊接剂再流动和填缝剂固化来将芯片固定在上面。然而,在实践中,在单种组合物中包括助焊剂和填缝密封剂倾向于损害填缝密封剂的粘合性和机械强度。此外,在一些应用中,组分除去的需要是可能考虑的,例如,当芯片发生破坏时。为了避免了破坏或破损整个组件,已经建议在装配工艺中包括可再处理的粘合剂。此类可再处理的粘合剂可以用作该填缝密封剂粘合剂,因此提供可再处理性以便能够去掉和替换一个或多个有缺陷的模片(die)。此类可再处理的填缝材料典型地包括热可分裂的环氧型聚合物,它在暴露于足够高的温度时快速地分解。例如,美国专利No 5,948,922(Ober)和5,973,033(Ober),各自涉及某些类型的化合物和以此类化合物为基础的组合物,该化合物在固化时可得到能够再处理的可分解的组合物。美国专利No 5,512,613(Afzali-Ardakani),5,560,934(Afzali-ardakani)和5,932,682(Buchwalter),各自涉及以二环氧化物组分为基础的可再处理的热固性组合物,其中连接二环氧化物的两个环氧基的有机连接结构部分包括酸可分裂的无环的乙缩醛基。对于该酸可分裂的无环的乙缩醛基构成可再处理的组合物的基础部分,固化的热固性体仅仅需要引入到酸性环境中,以便实现软化和它的粘合性的较多损失。美国专利No.5,872,158(Kuczynski)涉及在暴露于光化辐射时能够固化的热固性组合物,它以乙缩醛二丙烯酸酯为基础,而且它的反应产物据报道可溶于稀酸。美国专利No.5,760,337(Iyer)涉及加热方式可再处理的交联的树脂,用于填充在半导体器件和基板(半导体器件附装在其上面)之间所产生的缝隙。这些树脂可通过亲二烯体(官能度大于1)与2,5-二烷基取代的含呋喃的聚合物反应来生产。国际专利出版物No.PCT/US98/00858涉及能够在包括被安装在载体基板上的半导体芯片的半导体器件与电路板(该半导体器件与它实现电连接)之间密封填缝的热固性树脂组合物。该组合物包括大约100重量份的环氧树脂,大约3-大约60重量份的固化剂,和大约1-大约90重量份的增塑剂。这里,在固化的热固性体周围的区域在大约190℃到大约260℃的温度下加热大约10秒到大约1分钟的一段时间,以便实现软化和它的粘合性的较大散失。然而,构造这一可再处理的聚合物以便提供在合适条件下可控地降解的能力的附加化学技术常常有损于就强度、粘合性和耐湿性而言的填缝密封剂的总体效力。美国专利No.6,121,689公开了半导体倒装芯片封装件,它包括可聚合的助焊剂。

图1和2这里描绘了如在‘689专利中所列的倒装芯片结构。可以清楚地看出,图1的倒装芯片结构包括芯片10,它具有用封铸剂22预先装配在芯片10上的与基板20的焊接垫片12实现电连接的焊接剂隆起点14。在另一个实施方案中,助焊粘合剂可用来将该芯片10粘附于该基板20上。而且,如图2中所示,该结构也可包括多层封铸剂材料36,其中包括粘附和应力分布层38和40,和热塑性可再处理性层42。这一热塑性可再处理性层通常是可熔的聚合物,如聚酰亚胺-硅氧烷共聚物。如图2中所示,助焊粘合剂34可以提供在芯片10和基板20之间以便将芯片10粘附于基板20。填缝密封剂的粘合性和机械强度将因为助焊剂和粘合剂在单种组合物中的引入而受损。同时,当集成电路片包括在其中引入了助焊粘合剂的封铸剂,该助焊粘合剂会不利地影响该封铸剂材料,因此降低了贮存稳定性或罐储寿命。同时,热塑性材料作为可再处理性层的使用提供了具有有限的再处理性能的组件。鉴于现有技术的水平,希望提供具有填缝密封材料的集成电路芯片,该材料具有优异的粘附性能和热冲击性能而同时基板可用它来容易地加工处理但不损害该材料或组件的物理性能。
本发明的概述本发明涉及颠倒的倒装芯片型集成电路芯片,它可与载体基板如电路板基板实现电连接。该集成电路芯片包括具有在加热时可流动的电接触点如焊接剂隆起点的芯模片(chip die),该电接触点是按预定图案排列并能够提供与载体基板的表面上的电子线路的电啮合和互联。助焊剂是在一定位置被设置在电接触点的表面上,该位置能够为芯模片与载体基板的电子线路的电接触点提供有效的助焊活性,当芯模片与载体基板配合时。同样,可固化热固性的填缝组合物以可流动的形式被分配在芯模片上在电接触点周围并与助焊剂界限分明。在芯模片与该载体基板配合形成配合的组件之后和在将配合的组件加热到足以使电接触点具备流动性的温度之后,该电接触点会流动而在芯模片和载体基板之间提供电的相互联接,并且热固性的填缝组合物将固化,因此将芯模片粘附于载体基板上。照这样,电路组件被提供了热固性的填缝组合物,当固化时在芯模片和该载体基板之间提供电介质层。令人想望地,该助焊剂基本上被设置在电接触点的整个表面上;其中电接触点的至少一部分接触到热固性的填缝组合物。该助焊剂理想地是有机酸,并且可以包括能够干燥在电接触点上形成助焊剂的膜的环氧化合物。该热固性的填缝组合物可以包括可固化组分,用于促进可固化组分的固化的固化剂,和任选的无机填料组分。令人想望地,该可固化组分是环氧树脂。在一个实施方案中,该热固性的填缝组合物,当固化时,能够可控地降解的,当处于适当的条件下时。例如,该热固性的填缝组合物可以包括具有至少一个热可分裂的连接基的可固化化合物。该芯模片可以作为芯片规格封装件或封装的集成电路来提供。照这样,该电接触点被排列在封装集成电路上以提供与载体基板的电子线路的电互联。本发明也涉及通过将该集成电路芯片与载体基板配合形成配合的组件,来组装集成电路组件的方法。该配合好的组件然后暴露于足以促进在集成电路芯片和载体基板之间的电互联和固化该热固性填缝组合物的温度条件,从而将该集成电路芯片粘附于载体基板上。照这样,本发明也提供集成电路芯片组件,它包括载体基板和通过使用焊接剂与载体基板实现电互联的芯模片,已在焊接剂的至少一部分上设置了助焊剂。该芯模片通过固化的热固性填缝化合物粘附于载体基板上,它基本上不含来自助焊剂的残留物,因为助焊剂已经与可固化热固性的填缝组合物(从它形成了固化的热固性填缝化合物)界限分明。在再另一个实施方案中,本发明涉及可与载体基板实现电互联的集成电路芯片,它包括具有按预定图案排列的并能够提供与载体基板的表面上的电子线路的电啮合和互联的在加热时可流动的电接触点的一种芯模片,和在一定位置上设置在电接触点的表面上的助焊剂,该位置能够为芯模片与载体基板的电子线路的电接触点提供有效助焊活性,当芯模片与载体基板配合时。该集成电路芯片进一步包括以可流动形式分配在芯模片上在电接触点周围的并与助焊剂界限分明的第一种可固化热固性的填缝组合物,和以可流动形式分配在第一种热固性填缝组合物上在电接触点周围的并与第一种热固性填缝组合物和助焊剂界限分明的第二种热固性填缝组合物。在芯模片与该载体基板配合形成配合的组件之后和在将配合的组件加热到足以使电接触点具备流动性的温度之后,该电接触点会流动而在芯模片和载体基板之间提供电的相互联接,并且第一种和第二种热固性的填缝组合物将固化,因此将芯模片粘附于载体基板上。照这样,集成电路芯片被提供了第一种热固性的填缝组合物,当固化时它提供与芯模片接触的第一种电介质层并具有与芯模片相适合的热膨胀系数,和第二种热固性的填缝组合物,当固化时它提供与第一电介质层和载体基板接触的第二电介质层并具有与载体基板和第一种电介质层相适合的热膨胀系数。第一种和第二种热固性组合物各自包括可固化组分如环氧树脂,用于促进可固化组分的固化的固化剂,和任选的无机填料组分。令人想望地,第一种或第二种热固性填缝组合物中的至少一种,当固化时,是可以在暴露于适当条件下时可控地可降解的,如包括至少一种热可分裂的连接基。通过将集成电路芯片与载体基板配合形成配合的组件,和将配合的组件暴露于足以促进在集成电路芯片和载体基板之间的电互联并固化第一种和第二种热固性填缝组合物两者的温度条件,从而将集成电路芯片粘附于载体基板上,来由本发明提供了组装该集成电路组件的方法。还提供了如此制备的集成电路组件,它包括载体基板和通过使用焊接剂(在焊接剂的至少一部分上设置了助焊剂)与载体基板实现电互联的芯模片,其中芯模片通过固化的热固性复合物而粘附于载体基板上,该复合物基本上不含来自助焊剂的残留物。该固化的热固性复合物包括具有与芯模片相适合的热膨胀系数的第一种电介质层,和具有与电路板基板相适合的热膨胀系数的第二种电介质层。在组装之前,该助焊剂直接被提供在焊接剂的表面上并与可固化的热固性组合物界限分明(从它形成电介质层)。本发明还涉及组装集成电路芯片的方法。该方法包括提供芯模片,它包括按预定图案排列在表面上的可流动的电接触点。助焊剂被施涂于电接触点的至少一部分上和理想地加以干燥。可固化热固性填缝组合物然后以可流动形式被分配芯模片上在电接触点周围,其中热固性填缝组合物与助焊剂界限分明。这一热固性填缝组合物的流动性之后会降低,如通过干燥。任选地,第二种热固性填缝组合物以可流动形式被分配在该热固性填缝组合物上在电接触点周围,其中第二种热固性填缝组合物与助焊剂和第一种热固性填缝组合物界限分明。类似地,第二种热固性填缝组合物的流动性之后会降低,就象第一种热固性填缝组合物一样。该助焊剂和第一种和第二种填缝组合物可以通过例如丝网印刷,模版印刷,喷印,凹版移印,或胶版印刷方法被施涂和分配。
附图的简述图1和2是美国专利No.6,121,689中所示的填缝倒装芯片结构的示意图;图3是显示了在组装之前的倒装芯片电路芯片和基板的根据本发明的电路组件的示意图;图4是在组装之后的图2的电路组件的示意图;图5是显示了在组装之前的倒装芯片电路芯片和基板的根据本发明的另一个实施方案的电路组件的示意图;图6是在组装之后的图5的电路组件的示意图;图7是在本发明的再一个实施方案中的电路组件的示意图;图8是在本发明的再一个实施方案中的电路组件的示意图;图9是在本发明的又一实施方案中的包括被组装到基板上的芯片规格封装件的一种电路组件的示意图;和图10是根据本发明的又一实施方案中的包括被组装到基板上的芯片规格封装件的一种电路组件的示意图。
本发明的详细说明参见附图,其中相同的参考字符是指在全部示图中的相同部分,电路组件50描绘在图3和4中,它包括以集成电路芯片60形式的倒置的倒装芯片型半导体芯片,和载体基板如电路板基板70。集成电路芯片60包括芯模片62。芯模片62可以通过现有技术中已知的任何材料来构造。例如,芯模片62可以从硅,锗等构造。芯模片62也可涂敷一种材料,它能够抑制环境腐蚀,如聚酰亚胺-,聚苯并环丁烷-,或硅酮氮化物型的材料。基板70也可以通过现有技术中已知的任何材料来构造。例如,基板70可以从包括Al2O3、氮化硅(SiN3)和多铝红柱石(Al2O3-SiO2)在内的陶瓷基片;耐热树脂如聚酰亚胺的基板或带;玻璃增强的环氧树脂的基板;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的基板;和酚醛树脂基板等来构造。芯模片62包括在它的芯片表面64上的电路;包括多个电接触点垫片,如按预定图案排列的金属化接触垫片(未示出),这是现有技术中已知的。这些电接触垫片经过排列来接受以焊接剂隆起点82形式的连接到芯模片62的接触垫上的多个相应电接触点。此外,基板70包括在它的基板表面74上的电子线路,包括多个电接触垫片,如焊接剂垫片88。焊接剂垫片88和焊接剂隆起点82中的每一个都镀覆金属从而变成可焊的和导电性的,因此在芯模片62上的电路和在基板70上的电路之间提供电互联,当集成电路芯片60安装在基板70上时,这将在本文中更详细地描述。尽管为了说明本发明,这些附图描绘了在芯模片62上的两个焊接剂隆起点82和在基板70上的两个相应焊接剂垫片88,但是,应该理解,焊接剂隆起点82和焊接剂垫片88的数量可以根据具体的所需应用和电路芯片的具体构型来改变,而且这里描绘的特定构型不应该被认为限制了本发明。焊接剂隆起点82可通过现有技术中已知的任何方式被施涂于芯模片62上。焊接剂隆起点82可以采用任何已知的软钎焊料合金(solder alloy),假如此类焊接剂在加热时是可流动的。为焊接剂隆起点82选择该软钎焊料合金将部分地取决于特殊的熔点和取决于该芯片和基板所用的材料。例如,具有高熔点的焊接剂,如高铅或无铅的焊接剂,对于氧化铝陶瓷基板是有用的。当使用聚合物电路板时,较低熔点的软钎料焊接合金,如易熔的锡/铅焊接剂或铅/铟焊接剂,是特别有用的,由于它们的低熔点。当然,用于焊接剂隆起点82的特定的焊接剂也取决于在本发明的填缝组分中使用的特定组成,这将在下面更详细地讨论。焊接剂隆起点82中的每一个包括作为在各焊接剂隆起点82的表面上延伸的层或膜来设置的助焊剂85。助焊剂85提供了用于焊接操作的助熔作用。特别可用于本发明中的助焊剂包括下式的羧酸类 其中R是氢,烷基,芳基,或聚合物,和n是1-50的整数。用于本发明中的助焊剂的非限制性例子包括从枞酸,己二酸,抗坏血酸,丙烯酸,柠檬酸,2-呋喃甲酸,苹果酸,水杨酸,戊二酸,庚二酸,聚丙烯酸,和其它酸官能化物,如苯酚和它的衍生物,以及磺酸,如甲苯磺酸中选择的物质。特别理想的一种是DIACID 1550,它是从妥尔油脂肪酸衍生的液体单环二十一碳二羧酸;具体地说,它是1-正庚基羧酸,2-羧酸,4-正己基-环己烯,可以从Westvaco Oleo Chemicals获得。用作助焊剂的其它有机酸是具有以下通式的那些 其中R是吸电子基团,如氟,氯,溴,碘,硫,腈,羟基,或苄基。在本发明中还可以考虑,助焊剂85可以是潜有机酸,如热可活化的封闭有机酸;当温度提高到会引起封闭该组合物的酸基的组分的释放的温度时它能够提供助焊活性。助焊剂85例如以液体组合物形式,它被涂敷到焊接剂隆起点82之上。此类液体组合物优选包括溶解或分散在合适的溶剂中的助焊剂。在助焊剂85施涂于焊接剂隆起点82上的过程中,从组合物中驱除溶剂,导致助焊剂85作为涂膜层存在。该涂膜层令人想望地具有大约0.25到大约2密耳,更令人想望地大约0.5到大约1密耳的膜厚度。助焊剂85可以进一步包括环氧化合物。该环氧化合物作为助焊剂的载体,这在于助焊剂能够设置在焊接剂隆起点82的表面上并加以干燥,而环氧化合物为助焊剂提供媒介物而作为膜保留在焊接剂隆起点82的表面上。而且,该环氧化合物能够与在电路组件50中提供的热固性填缝组合物反应。助焊剂85在一定位置上被设置在焊接剂隆起点82的表面上,该位置能够提供将焊接剂隆起点82与焊接剂垫片88焊接在一起的有效助焊活性,当芯模片62与基板70配合时。照这样,助焊剂85可以作为膜设置,覆盖焊接剂隆起点82的整个表面。另外地,助焊剂85可以仅仅设置在焊接剂隆起点82的小部分上,表示焊接剂隆起点82的该部分被配合并与焊接剂垫片88焊接在一起。助焊剂85可以按照能够在焊接剂隆起点82上提供基本上均匀一致的涂层的任何方式被涂敷在焊接剂隆起点82上,据此确保了在焊接过程中足够的助熔作用。例如,助焊剂85可以通过模板印刷或丝网印刷到焊接剂隆起点82之上。另外地,助焊剂85可以通过平凹版印刷方法,如凹版移印方法,被印刷到焊接剂隆起点82上。在该方法中,凹版或凸印版在需要印刷的区域中形成图案,该油墨通过使用硅垫片(pad)从凸印版上转移到需要印刷的部分上。挤出涂覆方法和喷印方法也可用于将助焊剂85涂敷到焊接剂隆起点82之上。在倒装芯片安装排列中,芯模片在基板表面上的安装典型地导致,在集成电路芯片60的芯片表面64与基板70的基板表面74之间的焊接剂隆起点82周围,在芯模片62和基板70之间形成了缝隙,如缝隙55。缝隙55用填缝组分90包封,在芯模片62和基板70之间提供填缝材料,和将集成电路芯片60粘附于基板70上。令人想望地,具有预先装配在其上的单独离散的焊接剂隆起点82的芯模片62可以在芯模片62与基板70的组装之前依次用助焊剂85在焊接剂隆起点82上和用填缝组分90进行预涂敷,以便减轻现有技术的处理过程中的填缝问题和克服已预涂了粘合剂材料、助焊剂和固化剂的均匀结合物的基板的诸多性能限制。因此,本发明在一个实施方案中提供集成电路芯片,它具有已在其上面预涂了助焊剂的电接触点并包括预涂的填缝组分。更具体地说,在倒装芯片安装排列的现有技术领域的方法中,如以上讨论的美国专利No.6,121,689,该芯模片通常包括涂敷在表面上用作填缝材料的助焊粘合剂,有很多的孔钻穿该助焊粘合剂并用导电性材料如焊接剂填充,以便提供与基板的电互联,当芯模片与基板配合和焊接剂再流动时。在该排列中,该助焊剂在整个粘合剂填缝材料上设置,使得在为了焊接剂再流动而加热组件的过程中进行助焊。然而,助焊剂传统上与尤其用作填缝材料的材料不相容,如环氧热固性树脂和/或对于该树脂所使用的固化剂。照这样,在填缝材料内包括助焊剂能够不利地影响粘合剂填缝材料的贮存稳定性或罐储寿命。而且,在为了助焊活性和焊接剂再流动而加热组件的过程中,来自助焊剂的残留物会遍布地分散在整个粘合剂填缝材料上,因为助焊剂是在粘合剂填缝材料内的组分。该残留物可能不利地影响粘合剂填缝材料的固化性能,会导致不够的固化,和在芯模片和基板之间的不合适的粘合性。在本发明中,该助焊剂85直接仅仅设置在焊接剂隆起点82的表面上,而且该填缝组分是与助焊剂界限分明的分开的和离散的组分。因此,该助焊剂不致于不利地影响填缝组分的贮存稳定性或罐储寿命,来自助焊剂的任何残留物不致于不利地影响填缝组分的固化。填缝组分90与芯片表面64上的芯模片62接触。填缝组分90可以,在作为集成装置被组装之后,为电路组件50提供高的粘结强度以便将芯模片62粘附于基板70上,和提供低的热膨胀系数以便提高电路组件50的可靠性。填缝组分90,当固化时,还提供在芯模片62和基板70之间提供电介质层。正如所指出的那样,本发明的填缝组分是可固化组合物,它提供高的粘合强度和低的热膨胀系数。热固性树脂组合物特别可用作该可固化填缝组分。此类热固性树脂组合物广泛地包括(a)可固化树脂组分;(b)任选的无机填料组分;和(c)固化剂组分,其中包括酸酐组分,含氮组分,如胺化合物、酰胺化合物和/或咪唑化合物,和/或它们的结合物。典型地,该组合物包括占总组合物重量的大约10-大约60wt%的可固化树脂组分;大约0-大约60wt%的该无机填料组分;和0.01-大约60wt%的该固化剂组分,它的大约0-大约60wt%是由酸酐化合物,它的0-大约5wt%是由酰胺化合物,如氰基官能化酰胺,像双氰胺组成,和它的0-大约2wt%是由咪唑化合物组成。当然,取决于为特定目的所指定的一种组合物的所需的该特殊组的性能,这些值多少会发生变化。这些变化通过由本领域中的那些熟练技术人员在无需过多实验的情况下就可实现,因此考虑在本发明的范围内。该可固化树脂组分可以选自任何已知的树脂。令人想望地,该可固化树脂组分可以是任何普通的环氧树脂,如多官能环氧树脂。实例包括下列多官能环氧树脂双酚-A型环氧树脂(如从Nippon Kayaku,Japan商购的RE-310-S,或从Shell Chemical Co.商购的EPON 1002f),双酚-F型环氧树脂(如从Nippon Kayaku,Japan商购的RE-404-S),苯酚酚醛清漆型环氧树脂,和甲酚酚醛清漆型环氧树脂(如从Ciba Specialty Chemicals,Hawthorne,NewYork商购的“ARALDITE”ECN 1871)。其它合适的环氧树脂包括以芳族胺类和表氯醇为基础的聚环氧化合物,如N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷;N-二缩水甘油基-4-氨基苯基缩水甘油醚;和双4-氨基苯甲酸N,N,N’,N’-四缩水甘油基-1,3-亚丙基酯,以及酚类化合物的聚缩水甘油基衍生物,如以商品名“EPON”商购的那些,如从ShellChemical Co.商购的“EPON”828,“EPON”1001,“EPON”1009,和“EPON”1031;从Dow Chemical Co.商购的“DER”331,“DER”332,“DER”334,和“DER”542;和从Nippon Kayaku商购的BREN-S。其它合适的环氧树脂包括从多元醇和类似物制备的聚环氧化合物以及苯酚-甲醛清漆树脂的聚缩水甘油基衍生物,后者能够以商品名“DEN”商购,如从Dow Chemical商购的“DEN”431、“DEN”438和“DEN”439。甲酚同系物也能够以商品名“ARALDITE”商购,如从Ciba Specialty Chemicals Corporation商购的“ARALDITE”ECN 1235,“ARALDITE”ECN 1273和“ARALDITE”ECN1299。SU-8是从Interez,Inc商购的双酚A-型环氧酚醛清漆树脂。胺类、氨基醇和多羧酸的聚缩水甘油基加合物也可用于本发明中,它们的商购树脂包括从F.I.C.Corporation获得的“GLYAMINE”135,“GLYAMINE”125,和“GLYAMINE”115;从Ciba SpecialtyChemicals获得的“ARALDITE”MY-720,“ARALDITE”0500和“ARALDITE”0510以及从Sherwin-Williams Co商购的PGA-X和PGA-C。当然,不同可固化树脂的结合物也可在这里使用。作为无机填料组分,许多原料是潜在性地有用的。例如,该无机填料组分可以常常包括增强硅石,如熔凝硅石,并且可以是未处理或经过处理的,以便改变它们的表面的化学性质。几乎任何增强熔凝硅石都可以使用。特别地令人想望的那些具有低的离子浓度和较小的粒度(例如,在大约2-10微米范围内,如大约2微米左右),如从Admatechs,Japan以商标名S0-E5商购的硅石。用作无机填料组分的其它所需的材料包括由氧化铝、氮化硅、氮化铝、硅石涂敷的氮化铝、氮化硼和它们的结合物组成的或含有它们的那些组分。该固化剂组分应该包括能够催化环氧树脂组分的聚合反应的物质。令人想望的固化剂包括酸酐组分,含氮组分,如胺化合物,酰胺化合物,和咪唑化合物,和它们的结合物。这里使用的合适的酸酐化合物包括单和多酸酐类,如六氢邻苯二甲酸酐(“HHPA”)和甲基六氢邻苯二甲酸酐(“MHHPA”)(可从Lindau Chemicals,Inc.,Columbia,South Carolina商购,单独或作为结合物使用,它们的结合物是以商品名“LINDRIDE”62C商购)和5-(2,5-二氧代tetrahydrol)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐(从ChrisKev Co.,Leewood,Kansas以商品名B-4400商购)。当然,这些酸酐化合物的结合物也可适宜地用于本发明的组合物中。胺化合物的例子包括脂族多胺,如该二-或三氮杂化合物 1,5-二氮杂双环[3.4.0]壬烯;
1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(“DBU”); 1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯;该双环单和二-氮杂化合物 奎宁环; 1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷;该烷基多胺二亚乙基三胺,三亚乙基三胺,二乙基氨基丙基胺,异佛尔酮二胺和薄荷烯二胺;和芳族多胺间-二甲苯二胺,二氨基二苯基胺,和喹喔啉。它们的盐的含氮化合物部分通常包括二-氮杂化合物或三氮杂化合物。当然,这些胺化合物的结合物也可适宜地用于本发明的组合物中。芳族多胺和脂环族多胺也适宜作为固化剂,特别地是4,4’-亚甲基二苯胺(“MDA”)和4,4’-亚甲基双(环己胺)(“MCA”)。当然,这些胺化合物的结合物也可适宜地用于本发明中。酰胺化合物的例子包括氰基-官能化酰胺,如双氰胺。该咪唑化合物可以选自咪唑,异咪唑,和取代咪唑--如烷基取代的咪唑(例如,2-甲基咪唑,2-乙基-4-甲基咪唑,2,4-二甲基咪唑,丁基咪唑,2-十七碳烯基-4-甲基咪唑,2-十一碳烯基咪唑,1-乙烯基-2-甲基咪唑,2-十一烷基咪唑,2-十七烷基咪唑,1-苄基-2-甲基咪唑,1-丙基-2-甲基咪唑,1-氰基乙基-2-甲基咪唑,1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑,1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑,1-氰基乙基-2-苯基咪唑,1-胍胺基乙基-2-甲基咪唑以及咪唑和偏苯三酸等的加成产物,通常各烷基取代基含有至多大约17个碳原子和理想地至多大约6个碳原子),和芳基取代的咪唑[例如,苯基咪唑,苄基咪唑,2-甲基-4,5-二苯基咪唑,2,3,5-三苯基咪唑,2-苯乙烯基咪唑,1-(十二烷基苄基)-2-甲基咪唑,,2-(2-羟基-4-叔丁基苯基)-4,5-二苯基咪唑,2-(2-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑,2-(3-羟苯基)-4,5-二苯基咪唑,2-(对-二甲氨基苯基)-4,5-二苯基咪唑,2-(2-羟苯基)-4,5-二苯基咪唑,二(4,5-二苯基-2-咪唑)-苯-1,4,2-萘基-4,5-二苯基咪唑,1-苄基-2-甲基咪唑,2-对-甲氧基苯乙烯基咪唑等,通常各芳基取代基含有至多大约10个碳原子和理想地至多大约8个碳原子]。商品咪唑化合物的例子可从Air Products,Allentown,Pennsylvania以商品名“CUREZOL”1B2MZ商购,和从Synthron,Inc.,Morganton,North Carolina以商品名“ACTIRON”NXJ-60商购;和从Borregaard Synthesis,Newburyport,Massachusetts以商品名“CURIMID CN”商购。当然,这些咪唑化合物的结合物也可适宜地用于本发明中。该固化剂组分是以环氧树脂的大约2%到大约40%的量使用。另外,该组合物也可包括流动性剂,如硅烷和/或钛酸酯。这里使用的合适的硅烷包括辛基三甲氧基硅烷(从OSISpecialties Co.,Danbury,Connecticut以商品名A-137商购),和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(从OSI以商品名A-174商购)。这里使用的合适钛酸酯包括钛IV四[2,2-双[(2-丙烯基氧基)甲基]-1-丁氧基-0][双(双十三烷基亚磷酸根-0),二氢]2(从Kenrich Petrochemical Inc.,Bayonne,New Jersey以商品名KR-55商购)。当使用时,该流动性剂是以相当于可固化树脂的0-大约2%的量使用。另外,粘合促进剂,如该硅烷,缩水甘油基三甲氧基硅烷(从OSI以商品名A-187商购)或γ-氨基丙基三乙氧基甲硅烷(从OSI以商品名A-1100商购),都可以使用。普通的添加剂也用于本发明的本体(bulk)填缝组分以获得该组合物、固化反应产物或两者的某些所需物理性能。例如,希望在某些这种情况下(特别当使用大体积的无机填料组分时)它包括环氧树脂组分的反应活性共聚单体组分,如活性稀释剂。这里使用的合适活性稀释剂可包括单官能的或某些多官能的环氧树脂。该活性稀释剂应该具有比环氧树脂组分的粘度更低的粘度。通常,该活性稀释剂应该具有低于大约250cps的粘度。对于该单官能的环氧树脂作为活性稀释剂包含在其中的情况,该树脂应该以基于环氧树脂组分的总量的至多约50份的量使用。该单官能的环氧树脂应该具有含有大约6到大约28个碳原子的烷基的环氧基,它的例子包括C6-28烷基缩水甘油醚,C6-28脂肪酸缩水甘油基酯类和C6-28烷基酚缩水甘油醚。市场上可买到的单官能的环氧树脂活性稀释剂包括从Pacific Epoxy Polymers,Richmond,Michigan以商品名PEP-6770商购的那些(新癸酸的缩水甘油基酯),PEP-6740(苯基缩水甘油醚)和PEP-6741(丁基缩水甘油醚)。市场上可买到的多官能环氧树脂活性稀释剂包括从Pacific Epoxy Polymers以商品名PEP-6752商购的那些(三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚)和PEP-6760(二缩水甘油基苯胺)。用于本发明中的热固性填缝组合物可以进一步含有其它添加剂,如消泡剂,流平剂,染料,和颜料。而且,光致聚合作用引发剂也可引入其中,假如此类引发剂没有不利地影响该组合物或从该组合物形成的反应产物的性能就行。该热固性填缝组分可以进一步包括一种化合物,它的反应产物在暴露于适当的条件时是可控地可降解的。例如,填缝组分90可以包括,至少部分地,可再处理的组合物,它是可控地可降解的,因此提供了由剥离点的集成电路芯片60/基板70界面,如果需要的话。照这样,电路组件50包括一种结构,使得集成电路芯片60能够从基板70上取下,例如,当芯片破坏时。因此,电路组件50被提供了剥离点,这使得可以进行修理,更换,回收和/或起作用的元件从变得至少部分地不起作用的组件中再循环利用。在该实施方案中,填缝元件90可以包括任何组合物,后者可以固化形成固化的组合物,因此提供了粘合剂将芯模片62粘附或固定到基板70上,它在合适的条件下是能够再处理的,如通过软化或降解,使得损失粘合性以便从基板70上松脱芯模片62。例如,填缝元件90令人想望地在其化学结构中包括具有可分裂的连接基(如热可分裂的连接基)的化合物。照这样,填缝元件90能够在暴露于高温条件下软化,如超过用于固化该组合物的温度的那些温度条件,和理想地超过用于使焊接剂再流动的那些。该温度暴露会触发这一热可分裂的连接基的热可分裂性,以便为填缝组分90提供可再处理的方面。在包括可再处理的组合物的此类实施方案中,该热固性填缝组分令人想望地包括可固化树脂组分,它的至少一部分包括至少一种热可分裂的连接基,促进可固化组分的固化的固化剂,和任选的无机填料组分。令人想望地,该可固化树脂组分包括环氧树脂或环硫化物树脂;照这样,该热固性填缝组分可以单独引入环氧树脂或环硫化物树脂,它们提供其固化反应产物的可再处理的方面,或它可以引入此类环氧树脂或环硫化物树脂,它们,与热固性环氧树脂组合物一起,构成了热固性填缝组分。令人想望地,在该实施方案中该热固性填缝组分包括可再处理的环氧树脂或环硫化物树脂,热固性环氧树脂组合物,和固化剂。例如,可再处理的环氧树脂或环硫化物树脂可以占热固性填缝组分的10%到100%,理想地占热固性填缝组分的40%到60%。热固性填缝组分的可再处理的组合物包括任何组合物,它能够热固化,提供粘合和密封性能,和能够在暴露于超过固化温度的那些温度时软化和降解,特别超过焊接剂再流动温度时。令人想望地,包含在热固性填缝组分中的可再处理的组合物包括具有至少一个热可分裂的连接基的化合物,选自包含无环乙缩醛基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包含仲(secondary)羧基或硫羧基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包含叔(tertiary)羧基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;在结构中包含芳族结构部分的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;具有从含有至少一个醚、硫醚或碳酸酯连接基的核结构上悬挂的至少两个含杂原子的碳环结构的那些化合物;以及它们的混合物和结合物。例如,用作可再处理的组合物的具有至少一个热可分裂的连接基的环氧化合物是选自在以下通式内的那些
其中各R1独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,C1-4烷氧基,卤素,氰基和硝基;各R4独立地选自氢,甲基,乙基,丙基和异丙基;R2和R3各自独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,苯基,甲苯基和苄基,前提条件是R2和R3不能是氢,X独立地选自O和S,和m是0或1。可再处理的组合物也可选自包含两个氧基羰基基团的环氧化合物,第一个和第二个氧基羰基基团被芳族结构部分分隔开。该化合物可以选自芳族酯连接基和脂族酯连接基,其中芳族结构部分存在于网络结构内。特别地令人想望的是引入了芳族结构部分的叔-酯连接基。具有被芳族结构部分分隔开的两个氧基羰基基团的令人想望的化合物包括具有以下结构的那些 其中R5是亚苯基;R6和R7各自独立地是选自亚甲基,亚乙基,亚丙基或亚苯基;R8和R9各自独立地选自氢,甲基,乙基,和丙基,前提条件是R8和R9不能是氢;R10和R11各自独立地选自氢,甲基,乙基,和丙基;和X独立地选自O和S。在特别地令人想望的化合物中,R5是邻位取代的苯基,间位取代的苯基,或对位取代的苯基。附加的令人想望的化合物包括具有下面通式的那些
其中R12是亚苯基,R13和R14独立地选自仲或叔脂肪族结构部分,和X独立地选自O和S。包括可分裂的化合物并在该化合物内包含部分或完全环硫化物的那些组合物也可用作本发明的可再处理的组合物。例如,可固化组合物可以是 其中各R15独立地选自C1-C10烷基,环烷基,芳基,芳烷基,和烷芳基;R16和R17各自独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,苯基,羟苯基,甲氧基苯基,甲苯基,和苄基;和X独立地选自O和S。例如,可固化化合物可以是 其中R16和R17各自独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,苯基,羟苯基,甲氧基苯基,甲苯基,和苄基;各R18独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,和异丙基;各R19独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,C1-C4烷氧基,卤素,氰基和硝基;和X独立地选自O和S。可固化化合物也可由以下通式表示
其中各R15独立地选自C1-C10烷基,环烷基,芳基,芳烷基,和烷芳基;R16和R17各自独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,苯基,羟苯基,甲氧基苯基,甲苯基,和苄基;m是0或1;n是0或1,和X独立地选自O和S。此类化合物的结合物也可能使用。其它有用的可再处理的组合物包括具有包含环氧基(或环氧乙烷)或环硫化物(或硫杂丙环)基团的环烃结构部分,以及也包含环氧乙烷或硫杂丙环基团的芳族醚结构部分的那些。该环烃结构部分和该芳族醚结构部分彼此通过含羧基的连接基或含硫代羧基的连接基的来结合。化合物的各结构部分独立地包括环氧基或环硫化物基团。例如,本发明的环烃结构部分令人想望地包括环氧乙烷基团,如环脂族环氧结构部分。另外地,环烃结构部分可以包括硫杂丙环基团,如环脂族环硫化物结构部分。同时,该芳族醚结构部分令人想望地包括环氧乙烷基团,如芳族缩水甘油醚结构部分。另外地,芳族醚结构部分可以包括硫杂丙环基团,如芳族硫代缩水甘油基醚结构部分。此类有用的化合物可以通过下面的通式来定义 其中R20是选自氢,甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,C1-4烷氧基,卤素,氰基,硝基和苯基;各R21独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,和异丙基;R22和R23独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,苯基,甲苯基,和苄基;R24独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,C1-4烷氧基,卤素,氰基,硝基和苯基;p是0-4的整数;以及X和Y独立地选自O和S。正如所指出的,Y能够是O或S,因此在环烃结构部分和芳族醚结构部分之间提供具有羧基或硫代羧基连接基的结构。令人想望地,Y是氧,在各结构部分之间产生羧基连接基。此外,R22和R23中至少一个不是氢,在环脂族结构部分和芳族醚结构部分之间产生仲连接基(secondary linkage)。更令人想望地,R22或R23都不是氢,在环脂族结构部分也不芳族醚结构部分之间产生叔连接基(tertiary linkage)。可再处理的组合物另外可以是可固化树脂组分,选自具有从核结构上悬挂的至少两个含杂原子碳环结构的那些,其中核结构含有选自醚、硫醚、碳酸酯和它们的结合物中的至少一种连接基,该连接基能够在合适条件下再处理以便损失它的粘合性。例如,该可固化树脂可以由下面结构表示 盒子表示包含芳族环或环体系的一个或多个结构连接基,被一个或多个杂原子所插入或没有插入或所取代或没有取代,它的例子在下面给出。X1,X2,Xa,和Xb可以是相同的或不同的并表示杂原子,氧和硫。字母标识,m和m’,表示在1到3范围内的整数,n和n’表示在0到8范围内的整数,和o和o’表示在1到3范围内的整数。在具有结构VIII的可固化树脂内芳族环的核结构的符号盒子可以是单个芳族环或具有多个芳族单元的芳族环体系,该单元结合于稠环体系中,结合于双芳基(如联苯)或双芳基(如双酚A或双酚F,或被杂原子连接的双酚化合物)体系中,结合于环脂族-芳族混合环体系中,或结合于低聚(如酚醛清漆-型)体系中,它的实例包括,尤其,萘,蒽,菲和芴。例如,该符号盒子可以表示以下结构连接基 其中Z可以或不可以存在,和当存在时它是碳,或杂原子,氧或硫。或该盒子可以表示亚苯基基团。这些表示中的任何一个可以在芳族环的一个或多个位置上被通常在芳族环上存在的官能团取代,如烷基,链烯基,卤素,硝基,羧基,氨基,羟基,硫基,等等。例如,在结构VIII内的特别令人想望的可固化树脂包括MPG,双[4-(2,3-环氧基-丙硫基)苯基]-硫化物(CAS Reg.No.84697-35-8),可从Sumitomo Seika Chemicals Co.,Ltd.,Osaka,Japan商购,和XBO,xylene bisoxetane(CAS Reg.No.142627-97-2),可从UBE Industries,Ltd.,Tokyo,Japan商购。可再处理的组合物可以另外是由下面结构表示的可固化树脂 其中X1和X2与以上相同;Xc和Xd可以是相同的或不同的,可以存在或不存在,并且当存在时表示烷基,链烯基,芳基和类似基团;和字母标识,m和m’与以上相同。从核结构上悬挂的含杂原子的碳环结构可以是三元-,四元-或五元-环,其中杂原子是氧和/或硫原子。这些环结构在合适条件下彼此交联而形成组合物的反应产物。该碳酸酯连接基在暴露于高温条件下,有或没有酸存在下是可降解的。这一连接基能够降解而释放出二氧化碳气。在本发明范围内用于实施组合物的降解的温度可以最高是比为了降解用于此目的的普通环氧型组合物所需要的温度低50℃,如基于双酚-A-型环氧树脂或双酚-F-型环氧树脂的那些组合物,这些降解温度通常是在大约300℃左右或300℃以上。而且,用于实施降解的温度应该高于焊接剂的再流动温度,从而在该降解过程中导致焊接剂的再流动。这一再流动温度通常是在大约200℃到230℃附近。在结构IX内的特别理想的可固化树脂包括CBO,carbonate bisoxetane(CAS Reg.No.60763-95-3),可以从UBEIndustries,Ltd.,Tokyo,Japan商购。该可固化树脂也可以是环氧树脂,其中该环氧树脂的至少一部分包括具有与至少一个末端环氧基相邻的至少一个烯化氧残基位置的环氧树脂。该环氧树脂可以是基于单-或多官能的脂肪族环氧树脂,具有环脂族环结构或体系的环氧树脂,或具有芳族环结构或体系的环氧树脂,以及它们的结合物。具有至少一个热可分裂的酸酐连接基的环氧化合物可以选自在以下通式中的那些 其中R25和R28各自独立地选自氢,甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,C1-4烷氧基,卤素,氰基和硝基,以及R26和R27可独立地存在或不存在,但是当存在时各自独立地选自亚甲基,亚乙基,亚丙基和亚丁基,和亚芳基,如亚苯基,b亚苄基,亚苯氧基,亚苄氧基和它们的衍生基,并且当R26和R27存在时,R25和R26连在一起形成环状或双环结构,如碳环(例如,环戊基,环己基,环庚基或降冰片基)或杂环结构,这些环结构可以是相同的或不同的并可以被具有1到大约6个碳原子的直链或支链烷基或链烯基所取代,它们本身可以被卤素,羟基,或烷氧基,如大约C1-4烷氧基所取代。可再处理的组合物也可包括(a)环氧树脂组分,它的至少一部分是具有选自环氧乙烷、硫杂丙环和它们的结合物的至少一个连接基,分别在环氧乙烷和/或硫杂丙环碳上的可取代位置当中的至少三个上被具有1-大约12个碳原子的烷基、链烯基或芳基取代基所取代,如果合适的话,被或不被一个或多个杂原子或卤素取代或插入,的一种化合物;和(b)选自酸酐化合物,胺化合物,酰胺化合物,咪唑化合物,和它们的结合物中的固化剂组分。有用化合物的具体例子能够见于国际专利申请No.PCT/US00/07452,2000年9月28日出版,标题“ReworkableThermosetting Resin Compositions”,国际专利申请No.PCT/US00/11878,标题“Reworkable Thermosetting ResinCompositions”,US临时申请No.60/222,392,2000年8月2日提出申请,标题“Reworkable Thermosetting ResinCompositions”,US临时申请No.60/232,813,2000年9月15日提出申请,标题“Reworkable Compositions IncorporatingEpisulfide Resins”,US临时申请No.60/230,098,2000年9月5日提出申请,标题“Reworkable Thermosetting Resin Compositionsand Compounds Useful Therein”,US临时申请No.60/198,747,2000年4月21日提出申请,标题“Reworkable Thermosetting ResinComposition”和US临时申请No.60/193,547,2000年3月31日提出,标题“Reworkable Thermosetting Resin Composition”,这些文献中的每一个的公开内容特意被引入这里作参考。特别地令人想望的是具有高于焊接剂再流动温度的再处理温度的那些组合物。正如所讨论的,图3描绘了电路组件50,其中集成电路芯片60经制备后粘附于基板70上以形成电路组件50。正如所指出的,本发明涉及集成电路芯片,它与载体基板实现电互联,如所示的集成电路芯片60。该集成电路芯片60包括有助焊剂85设置在其上的焊接剂隆起点82,并且进一步包括作为可固化热固性组合物的填缝组分90,能够在暴露于合适的条件下固化而形成固体形式的完全固化的热固性填缝材料。而且,本发明进一步提供了组装形式的电路组件50,如图4中所示,其中芯模片62已经与基板70配合并暴露于合适的条件下引起助焊剂85来助焊在焊接剂隆起点82和焊接剂垫片88之间的两邻接表面,引起焊接剂隆起点82流动以进行焊接,并引起填缝组分90固化成固体形式的热固性组合物。照这样,芯模片62通过使用焊接剂隆起点82与基板70实现电互联。同时,芯模片62通过填缝组分90附着或粘附于基板70上,该组分固化成固化的热固性填缝化合物,后者基本上不含来自助焊剂85的残留物,因为填缝组分90和助焊剂85是作为界限分明的组分被提供在集成电路芯片60的离散部分之上,与提供在均匀的助焊粘胶剂组合物之中相反。图5和6描绘了本发明的另一个实施方案,其中电路组件50a包括具有芯模片62的集成电路芯片60a,该芯模片62包括在其之上的焊接剂隆起点82,在该焊接剂隆起点82的表面上设置了助焊剂85,如在参考图3和4的以上所述实施方案中所显示的。然而,在图5和6的实施方案中,集成电路芯片62a包括作为第一种填缝组分的填缝组分90,和进一步包括第二种填缝组分100。照这样,在焊接剂隆起点82周围在芯模片62和基板70之间形成的缝隙55用两种单独的组合物包封,后者经过固化而在缝隙55内提供同时包括填缝组分90和第二种填缝组分100的填缝封铸剂。第二种填缝组分100是可固化组合物,它也可提供高的粘合强度和低的热膨胀系数。按照与填缝组分90类似的方式,热固性树脂组合物特别地可用作第二种填缝组分100。因此,第二种填缝组分100可以是这里对于填缝组分90所述的任何组合物。例如,第二种填缝组分100令人想望地包括,广泛地,(a)可固化树脂组分;(b)任选的无机填料组分;和(c)固化剂组分,后者包括酸酐组分,含氮组分,如胺化合物,酰胺化合物,和/或咪唑化合物,和/或它们的结合物,如以上对于填缝组分90所述。第二种填缝组分100可以具有与填缝组分90相同的组成并作为界限分明的层提供到电路组件50a中。另外地,第二种填缝组分100可以是与填缝组分90的组成不同的热固性树脂组合物。照这样,电路组件50a,包括填缝组分90和第二种填缝组分100,可以包括以上所列的热固性树脂组合物的任何结合物。填缝组分90和第二种填缝组分1 00理想地经过选择以包括与在电路组件50a中这些组分所粘附的表面对应的性能。例如,如图6中所示,填缝组分90粘附于芯模片62上。照这样,填缝组分90可以是热固性组合物,当固化时它具有与芯模片62相适合的热膨胀系数。按照类似的方式,第二种填缝组分100被粘附在填缝组分90和基板70之间。因此,第二种填缝组分100可以是热固性组合物,当固化时它具有与该基板70相适合的热膨胀系数。在所需的组件中,填缝组分90和第二种填缝组分100中的至少一种包括如上所述的可再处理的组合物。例如,填缝组分90可以作为填缝材料来提供,而第二种填缝组分100可以作为可再处理的组合物的单独和离散的组分来提供。对于填缝组分90和第二种填缝组分100两者都作为离散的和单独的组分存在的情况,强度和热膨胀性质几乎单独地由填缝组分90提供。照这样,第二种填缝组分100能够仅仅为了它的可再处理的性质而使用,因此作为整个填缝剂的仅仅一薄层或小部分而存在,无需附加的填充材料获得附加的强度和膨胀。因此,能够实现高度的可再处理性但不牺牲强度或其它物理性能,因为第二种填缝组分100的组成能够限于为了提供可再处理的方面所需要的组分。如图6中所示,组装形式的电路组件50a包括芯模片62,在后者已经与基板70配合并暴露于合适的条件之后会引起助焊剂85来助焊在焊接剂隆起点82和焊接剂垫片88之间的两邻接表面,引起焊接剂隆起点82流动以进行焊接,并引起填缝组分90和第二种填缝组分100固化成固体形式的热固性复合物。因此,芯模片62通过使用焊接剂隆起点82与基板70实现电互联,并且通过固化的热固性复合物来附着或粘附于基板70上,该复合物通过填缝组分90和第二种填缝组分100来提供,而且基本上不含来自助焊剂85的残留物。而且,填缝组分90可以代表第一种电介质层,它具有与芯模片62相适合的热膨胀系数,而第二种填缝组分100可以代表第二种电介质层,后者具有与基板70相适合的热膨胀系数。集成电路芯片60可以通过应用合适的各层以形成各个组分,因此形成了具有电接触点和预先装配在其上的一种或多种填缝组分的集成电路芯片而组装得到,它们能够有效地焊接和附着于电路板基板上。这一组装可通过为芯模片62提供包括可流动的焊接剂隆起点82的电接触点来完成。焊接剂隆起点82能够通过焊接剂隆起点施涂的任何已知方法来施涂。助焊剂85被施涂在焊接剂隆起点82的至少一部分上,实现与基板70的电互联,并可以施涂在焊接剂隆起点82的整个表面之上。此类施涂可以通过将助焊剂溶于合适溶剂体系中以便印刷在焊接剂隆起点82上来完成,例如通过以上所指出的丝网印刷,模版印刷,喷印,凹版移印,或胶版印刷方法。在助焊剂85的溶液的施涂之后,通过在烘箱中在大约40℃-150℃的温度下加热大约5-6小时的一段时间,理想地在大约80℃-100℃的温度下加热大约1-3小时的一段时间,该芯模片62进行b-阶段处理。该加热通过从施涂的助焊剂的溶液中驱除溶剂导致在焊接剂隆起点82上助焊剂85的干燥,以具有大约0.25-2.0密耳,更理想地大约0.5-大约1密耳的所需厚度的粘性膜形式留下助焊剂。代表填缝组分90的可固化热固性组合物然后以可流动的形式被分配在芯模片62上在焊接剂隆起点82周围。例如,如以上所述的可固化热固性组合物在与助焊剂85界限分明的预定区域中被印刷到芯模片62之上。对于助焊剂85印刷到焊接剂隆起点82之上,如可固化热固性组合物印刷到芯模片62之上,可以按任何已知的方式,例如通过模版印刷,喷印,凹版移印,或胶版印刷来进行。令人想望地,进行模版印刷过程,其中焊接剂隆起点82的区域从印刷中排除。照这样,代表填缝组分90的可固化热固性组合物被印刷在除焊接剂隆起点82之外的芯模片62的整个表面上。在分配该可固化热固性组合物之后,该芯模片62再次按照与助焊剂85的干燥时类似的方式和在类似条件下在干燥烘箱中进行b-阶段。例如,具有以可流动形式分配在其上的可固化热固性组合物的芯模片62理想地在大约60℃-100℃的温度下干燥大约1-3小时的一段时间。该加热通过驱除溶剂导致在芯模片62上的可固化热固性组合物的干燥,据此降低了组合物的流动性,在芯模片62上留下了作为粘性形式的可固化热固性固体残渣化合物的填缝组分90,厚度为大约1到大约10密耳,更令人想望地大约3到大约4密耳。集成电路芯片60因此被粘附于基板70。在包括第二种填缝组分100的实施方案中,第二种可固化热固性组合物在与助焊剂85界限分明的预定区域中以可流动形式分配在填缝组分90上,如通过按照与填缝组分90类似的方式印刷在填缝组分90上来实现。在分配第二种可固化热固性组合物之后,如此涂敷的芯模片62再次按照与如上所述的助焊剂85和填缝组分90的干燥时类似的方式和在类似条件下在烘箱中进行b-阶段。与填缝组分90一样,该加热通过驱除溶剂导致在本体(bulk)填缝组分90上的第二种可固化热固性组合物的干燥,据此降低了组合物的流动性,在填缝组分90上留下了作为粘性膜形式的第二种可固化热固性固体残渣化合物的第二种填缝组分100,具有大约0.5到大约5密耳,更令人想望地大约1到大约2密耳的厚度。如图3和5中所示,焊接剂隆起点82的一部分,包括在其上面涂敷的助焊剂85,是从填缝组分90,和当包括时,从第二种填缝组分100暴露。这优选通过在焊接剂隆起点82周围的预定区域中由填缝组分90和第二种填缝组分100的直接印刷来实现。照这样,焊接剂隆起点82伸出超越该填缝材料。在另一个实施方案中,焊接剂隆起点82可以在印刷过程中被填缝组分90和/或第二种填缝组分100覆盖,在此之后覆盖焊接剂隆起点82的填缝组分90和/或第二种填缝组分100的一部分被磨掉、融掉、削去或以其它方式除去,在粘附于基板上之前来暴露该焊接剂隆起点。在其中填缝组分90和/或第二种填缝组分100包括可再处理的组合物的程序中,填缝剂从焊接剂隆起点82上的任何熔化掉应该在包括可再处理的组合物的合适层的b-阶段干燥之前进行,而溶剂仍然存在于该可再处理的组合物中。为了组装电路组件50,该集成电路芯片60与基板70配合而形成配合的组件,在芯模片62被安置之后要求焊接剂隆起点82面对基板70并与基板70的焊接剂垫片88对齐排列,如在图2中所描述的。集成电路芯片60,包括具有焊接剂隆起点82的芯模片62与填缝组分90,被挪动与基板70紧密接触,使得表面上涂有助焊剂85的焊接剂隆起点82与焊接垫片88保持接触关系。该组件然后暴露于足以促进在集成电路芯片60和基板70之间的电互联的温度条件,例如通过使用任何已知的加热和再流动技术,加热至能够引起焊接剂的再流动的温度。这一加热引起助焊剂85被活化,减少了在焊接剂隆起点82和焊接垫片88上的氧化物,和允许焊接剂隆起点82熔合到焊接垫片88上形成合金。在再流动过程中加热期间,填缝组分90固化成固态。因此,焊接剂隆起点82的再流动和填缝组分90和可再处理的组分100的固化是在同一处理程序中进行。照这样,电路组件50是用被填缝组分90包封的电路形成的,如图4中所述,其中在组件的周边附近提供了连续密封以保护该表面免受环境污染。半导体器件因此被提供给各种电子应用。图6的电路组件50a是按照类似的方式组装的,其中集成电路芯片60a被提供来粘附于基板70。在该实施方案中,填缝组分90和第二种填缝组分100的固化是在同一处理程序中进行。该焊接剂再流动分布可以由几个区段组成,其中温度达到或保持一设定的时间,或温度提高在设定的时间中完成。例如,此类区段可以称为预热区,均热区和再流动区。在该预热区中,配合的组件逐渐地被加热到均热区温度。在预热区中的加热渐变可以在至多60秒的时间中贯穿30℃到130℃的温度范围。在该均热区,配合的组件进行热平衡,以使得各种组分的热膨胀得以发生和温度调节能够进行。在均热区中的初始加热过程中,该温度增高到某温度,在该温度下助焊剂活化以清洁金属表面,以使焊接剂最终确保电互联,当暴露于在再流动区中达到的升高温度时。在均热区中的加热渐变可以从一开始经过60-175秒的时间贯穿150℃到稍微地大于180℃,如183℃的温度范围。在该预热和均热区中,希望填缝组合物保持未胶凝。在再流动区中,该焊接剂熔化,因此会流动和形成了电连接。该填缝组合物应该在焊接剂流动之后凝胶化并形成该电连接;另外,所存在的组分能够迁移,因此引起电阻断。在再流动区中的加热渐变可以从一开始经过175到205-265秒的时间贯穿稍微地大于180℃,如大约183℃,到大约220℃±10℃的温度范围。希望在焊接剂流动形成电连接之后,该填缝组合物完全固化。填缝组合物的固化建立了电互联,同时包封该半导体器件到该基板之上。正如所指出的那样,在填缝组分90和/或第二种填缝组分100中包括可再处理的组合物的那些实施方案提供了具有可分裂的连接基的电路组件50,以使得可以进行修理、更换、回收和/或起作用的组分从已变得至少部分地不起作用的组件中的再循环利用。集成电路芯片60从基板70上的拆卸因此可通过加热包含可再处理的组合物的热固性填缝组分到高于其固化温度的温度,引起组合物热降解来完成。例如,需要除去的、在集成电路芯片6周围的区域被加热到高于树脂组合物的固化温度的一种温度保持足够的时间,以便使树脂组合物软化。虽然对于加热的方式没有特殊的限制,但是局部加热是特别令人想望的,如热空气通过空气加热枪施加于破坏位点。该加热导致焊接剂隆起点82的焊接剂的熔化,和由部分分解所引起的可再处理的组合物的树脂的软化,因此引起粘结强度的下降。该集成电路芯片60然后从基板70上取下,如用镊子或一双夹钳。在集成电路芯片60从基板70上取下之后,填缝组合物的固化反应产物的残留物和焊接剂的残留物保留在该电路板基板70上。填缝组合物的固化产物的残留物例如通过在将残留物加热到预定温度使残留物软化之后将残留物刮掉而被除去。焊接剂的残留物例如通过焊接剂吸收编织线来除去。新的集成电路芯片因此被安装到该电路板基板之上,按照以上所述的方式。通过提供助焊剂作为与粘合剂填缝材料保持独立和界限分明的组分,该助焊剂能够在高浓度下使用,如高浓度有机酸。因为它作为单独、离散的组分来提供,该助焊剂能够有效地为它的目的用作助焊剂以便为焊接操作提供助焊作用而且不会损害填缝材料的强度和粘合性质,而这损害作用对于在单种组合物中引入了助焊剂和填缝材料的均匀助焊填缝粘合剂的情况是常见的。而且,在其中填缝组合物中的一种包括可再处理的组合物作为离散的和分开的组分或层的实施方案中,高强度树脂可与低膨胀系数填料相结合使用以获得本体填缝组分。因此,该本体填缝层提供了具有低总体热膨胀系数的优异物理强度,而不会因为在其中引入可再处理的组合物而在助焊剂的助焊活性上有任何损害作用或在性能上有任何牺牲。同时,因为可再处理的组分仅仅包含于直接在电路芯片与基板的粘附表面上的薄层中,直接在粘结点获得了高度的可再处理性但不牺牲强度和助焊活性,而这这一牺牲可能在有可再处理的树脂组合物引入到本体粘合剂填缝剂中的组件中遇到。在图7中所示的其它实施方案中,集成电路芯片60b具有预先装配在其上的焊接剂隆起点82并在组装到基板70上之前预涂了多层结构。该多层结构包括单独的层,它们当中的每一种都发挥各不相同的作用。例如,芯模片62可以包括第一层,它是直接粘附于芯模片62的表面64上的应力吸收层110。填缝组分90是按照以上所述的方式和排列方式,作为单独的层提供在其上面。在该排列中,附加的应力吸收层110的使用可使电路组件50b具有改进强度。按照类似的方式,该应力吸收层110能够在同时包括填缝组分90和第二种填缝组分100的实施方案中提供,提供集成电路芯片60c,如图8中所示。在该实施方案中,填缝组分90和第二种填缝组分100是按照以上所述的方式和排列作为单独的层提供在应力吸收层110上,据此提供具有改进强度的电路组件50c。需要指出的是,这里所讨论的芯模片62可以作为单个的芯模片来提供,或作为芯片规格封装件来提供。因此,在图9中示出的另一个实施方案中,提供了电路组件150,它包括芯片规格封装件160。芯片规格封装件在现有技术领域中已知用于电路与电路板基板的电连接。在本实施方案中,电路组件150包括与在图4中描绘的实施方案中所示结构类似的一种结构,只是芯模片62用芯片规格封装件160替代。例如,电路组件150包括电路板基板70,后者包括在其上面的焊接垫片88。然而,基板70不直接粘附于集成电路芯片上,与图4中所描绘的实施方案中一样,但是粘附于芯片规格封装件160上,它可能包括,例如,粘附于单独的载体基板或插入层上的芯模片,这是现有技术领域中已知的。在该实施方案中,焊接剂隆起点82可以提供在这一单独的载体基板上或在插入层上,按照与对于前面叙述中的电路芯片60所给出的类似方式。而且,芯片规格封装件160按照与前面的叙述所给出的类似方式,通过被涂敷在焊接剂隆起点82之上的助焊剂85,和填缝组分90,被粘附于基板70上。该芯片规格封装件160也可以通过第一种填缝组分和第二种填缝组分被组装到基板70上,如在图10中的电路组件150a中所示。通过阅读下面的实施例,能够更容易地了解本发明。
实施例实施例I-助焊剂根据本发明制备助焊剂,它包括下列组分
表I
1作为DIACID 1550从Westvac Oleo Chemicals商购。
2作为DER 661从Dow Chemical Co商购。
3作为BEP从Eastman商购。所制备的包括上述组分的该助焊剂显示出优良的贮存稳定性,具有≥4月的储存期限。此外,通过进行b-阶段,该助焊剂干燥成粘性的固体材料。在焊接剂再流动技术中使用时,该助焊剂显示优良的助焊活性。
实施例II-本体填缝组合物制备根据本发明的本体填缝组合物,它包括在表II-A中列出的组分表II-A
1作为EPON 1001从Shell Chemical Co商购。
2作为XD-1000-2L从Nippon Kayaku商购。
3作为CG 1400从Air Products商购。
4作为ML-801从Tokuyama Corp商购。
5作为BYK-555从BYK-Chemie,Wallingford,CT商购。
6作为A-1100从Witco Corp商购。
7作为AEROSIL R812S从Degussa商购。
8作为EEP从Eastman商购。根据在表II-B中列出的下列组分来制备特定的配制料表II-B
1作为EPON 1001从Shell Chemical Co商购。
2作为XD-1000-2L从Nippon Kayaku商购。
3作为CG 1400从Air Products商购。
4作为ML-801从Tokuyama Corp商购。
5作为BYK-555从BYK-Chemie,Wallingford,CT商购。
6作为A-1100从Witco Corp商购。
7作为AEROSIL R812S从Degussa商购。
8作为EEP从Eastman商购。所制备的包括以上组分的本体填缝组合物显示出粘合特性,特别当与本发明的多层电子组件相结合使用时。在焊接剂再流动技术中,本体填缝组合物固化而提供优良的应力增强。
实施例III-可再处理的组合物如下制备六种环氧树脂组合物表III-A
1作为EPON 1001 F从Shell Chemical Co商购。
2作为XD-100-2L从Nippon Kayaku商购。
3以具有热可分裂的连接基的一种或多种环氧树脂为基础的可再处理的环氧树脂组合物。制备可再处理的组合物,它包括这些环氧树脂A-F中的每一种,具有下面的组分表III-B
1作为CG 1400从Air Products Corp商购。
2作为ML-801从Tokuyama商购。
3作为BYK-555从BYK Corp商购。
4作为A-1100从Witco Corp商购。
5作为AEROSIL R812S从Degussa商购。
6作为EEP从Eastman商购。从表III-A中所示的六种环氧树脂A-F制备六种特定的可再处理的组合物,从而制备了包括下列组分的组合物A-F表III-C
1作为CG 1400从Air Products Corp商购。
2作为ML-801从Tokuyama商购。
3作为BYK-555从BYK Corp商购。
4作为A-1100从Witco Corp商购。
5作为AEROSIL R812S从Degussa商购。
6作为EEP从Eastman商购。所制备的包括以上组分的本体填缝组合物显示出优良的性能,可与本发明的多层电子组件相结合使用。在焊接剂再流动技术中,本体填缝组合物固化而提供对基板表面的优良粘附性。在组合物加热到高于焊接剂再流动温度和高于固化温度的一种温度,如大约270℃之后,可再处理的组合物会软化和降解,因此提供了适合用于多层电子组件中的可再处理特性。
实施例IV来自实施例III中的组合物A-F中的每一种被评价在固化之后的粘合性能。尤其,利用少量的作为粘合剂的在组合物A-F中的每一种将六只单独的试验模片安装在玻璃纤维电路板基板上。各基板通过经历230℃的最高再流动温度来加热,导致在该加热过程中组合物A-F的固化。在该固化之后,这些组合物中的每一种的模片剪切强度是通过在Dage-4000剪切试验仪器上剪除(shearing off)试验模片来进行试验的。这一试验的结果示于表IV中表IV
*未试验。从表IV中所示的模片剪切强度清楚地看出,根据本发明作为可再处理的组分制备的组合物A-F中的每一种显示出了对于基板粘合性而言的可接受的强度,其中特定的配制料在固化之后获得了优异的模片剪切强度。
实施例V在实施例V中,组合物A-F中的每一种进行评价来测定可再处理的组合物的可清洁性。可再处理的组合物A-F中的每一种被模板印刷到玻璃纤维电路板基板上并进行b-阶段处理以便在70℃下经过2小时的时间实现干燥。在将组合物A-F中的每一种固化之后,各电路芯片接受270℃的再处理温度。在该温度下,组合物A-F中的每一种发生软化,使得可以从电路板基板上取下电路芯片。各基板进行表面的机械刷擦,以除去可再处理的组合物的残留物。表V说明了对于组合物A-F中每一种在温度暴露1和3分钟的时间之后的清洁时间
表V 从表V中示出的结果能够看出,组合物A-F中的每一种在组合物的再处理之后显示出优异的可清洁性。
实施例VI实施例VI显示了在多个高温再流动周期之后根据本发明的可再处理的组合物的粘合性。来自以上实施例III的组合物A被施涂于基板上并进行b-阶段处理来实施干燥。包括在自身上面的组合物A的该基板进行多个再流动周期,其中在每一个再流动周期中230℃的峰值再流动温度保持两分钟的时间。在一个再流动周期之后,组合物A显示出了对于基板的84.4%残留粘合性。在第二个再流动周期之后,组合物A显示出96.1%残留粘合性。在第三个再流动周期之后,组合物A显示出在92.9%残留粘合性水平下的稍微降低的粘合性。甚至在六个再流动周期之后,组合物A显示出了对于基板的88.6%残留粘合性。此类结果证明了由用于组装本发明的集成电路芯片的组合物和用该组合物组装的结构所显示出的优良的粘合性。
实施例VII根据实施例I的配制料制备的助焊剂利用模版印刷方法被施涂于在由硅构成的电路芯片上的焊接剂隆起点之上。
该助焊剂能够进行b-阶段处理以实现该助焊剂的干燥。根据实施例II的本体填缝组合物然后模版印刷到电路芯片上在包括已涂敷在其上面的助焊剂的焊接剂隆起点周围。该芯片按照与助焊剂类似的方式再次进行b-阶段处理以干燥该本体填缝组分。可再处理的组合物A-F中的每一种然后模版印刷到处于焊接剂隆起点周围的本体填缝组分之上的各个电路芯片上。再次,电路芯片中每一个的b-阶段干燥以干燥可再处理的组分的过程可以按照与助焊剂和本体填缝组分类似的方式来完成。在该施涂后,各芯片能够被粘附于基板上,和焊接剂在230℃的温度下再流动大约2分钟的一段时间,导致焊接剂的再流动和本体填缝组合物和可再处理的组合物的固化。以该方式生产的电路组件可以在芯片和电路板之间提供优异的电连接。另外,正如在前面的实施例中所观察到的,能够实现芯片与电路板的优良的粘合性。此外,芯片的可再处理性能够通过让组件经历大约270℃的再处理温度来完成。在该再处理之后,该芯片能够容易地取下,为了从电路板基板表面上除去残留物仅需要小的机械刷擦。本发明因此进行了描述,对于本技术领域中的那些技术人员而言显而易见的是能够以许多方式改变它。这些变化不被认为偏离了本发明的精神和范围,所有的这些修改应该包括在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.可与载体基板实现电互联的集成电路芯片,包括a)具有能够提供与载体基板表面上的电子线路实现电互联的、以预定图案排列的电接触点的芯模片,该电接触点在加热时是可流动的;b)在一定位置被设置在电接触点的表面上的助焊剂,该位置能够为芯模片与载体基板的电子线路的电接触点提供有效的助焊活性,当芯模片与载体基板配合时,和c)以可流动的形式被分配在芯模片上在电接触点周围并与助焊剂界限分明的一种可固化热固性填缝组合物,其中,在芯模片与该载体基板配合形成配合的组件之后和在将配合的组件加热到足以使电接触点具备流动性的温度之后,该电接触点会流动而在芯模片和载体基板之间提供电的相互联接,并且热固性的填缝组合物将固化,因此将芯模片粘附于载体基板上。
2.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该助焊剂基本上设置在该电接触点的整个表面上。
3.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该电接触点的至少一部分是从该热固性填缝组合物所暴露的。
4.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该热固性填缝组合物包括可固化组分,促进可固化组分的固化的固化剂,和任选,无机填料组分。
5.根据权利要求4的集成电路芯片,其中该可固化组分包括环氧树脂。
6.根据权利要求5的集成电路芯片,其中环氧树脂是选自双酚-A型环氧树脂;双酚-F型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂,酚醛清漆型环氧树脂;基于芳族胺类和表氯醇的聚环氧化合物;酚类化合物的聚缩水甘油基衍生物;苯酚-甲醛清漆型树脂的聚环氧衍生物;胺类,氨基醇和多羧酸的聚环氧加合物;和它们的结合物。
7.根据权利要求4的集成电路芯片,其中该固化剂是选自酸酐化合物,胺化合物,酰胺化合物,咪唑化合物,和它们的结合物。
8.权利要求4的集成电路芯片,其中该无机填料组分可以从由增强硅石、氧化铝、氮化硅、氮化铝、硅石涂敷的氮化铝、氮化硼及其结合物组成的或含有这些的材料中选择。
9.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该助焊剂包括有机酸。
10.权利要求1的集成电路芯片,其中助焊剂包括选自枞酸,己二酸,抗坏血酸,丙烯酸,柠檬酸,2-糠酸,苹果酸,聚丙烯酸,和它们的结合物中的材料。
11.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该助焊剂包括潜有机酸。
12.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该助焊剂包括热可活化的封闭的有机酸。
13.权利要求1的集成电路芯片,其中该助焊剂进一步包括环氧化合物,后者能够经过干燥在电接触点上形成助焊剂的膜和能够在热固性填缝组合物的固化时与热固性填缝组合物反应。
14.权利要求1的集成电路芯片,其中该芯模片是由选自硅和锗中的材料组成。
15.权利要求1的集成电路芯片,其中该芯模片被涂敷了选自聚酰亚胺型材料、聚苯并环丁烷型材料和氮化硅型材料中的材料。
16.权利要求1的集成电路芯片,其中该载体基板是由选自Al2O3,氮化硅,多铝红柱石,聚酰亚胺,玻璃增强环氧树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂,和酚醛树脂基板中的材料构成的。
17.根据权利要求1的集成电路芯片,其中该电接触点包括焊接剂隆起点。
18.权利要求1的集成电路芯片,其中热固性填缝组合物的反应产物是可控地可降解的,当暴露于适当的条件下时。
19.根据权利要求18的集成电路芯片,其中该热固性填缝组合物包括具有至少一个热可分裂的连接基的可固化化合物,促进可固化化合物的固化的固化剂,和任选,无机填料组分。
20.权利要求19的集成电路芯片,其中具有至少一个热可分裂的连接基的化合物是选自包括无环的乙缩醛基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包括仲羰基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包括叔羰基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;在结构内包括芳族结构部分的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;以及它们的结合物。
21.权利要求1的集成电路,其中该热固性填缝组合物当固化时可在芯模片和载体基板之间提供电介质层。
22.权利要求1的集成电路芯片,其中该芯模片包括封装集成电路,和该电接触点排列在封装集成电路上而提供了与该载体基板的电子线路之间的电互联。
23.包括权利要求1的组装产品的电路组件。
24.组装集成电路组件的方法,包括a)提供根据权利要求1的集成电路芯片;b)将该集成电路芯片与载体基板配合以形成配合的组件;和c)将该配合好的组件暴露于足以促进在集成电路芯片和载体基板之间的电互联和固化该热固性填缝组合物的温度条件,从而将该集成电路芯片粘附于载体基板上。
25.可与载体基板实现电互联的集成电路芯片,包括a)具有能够提供与载体基板表面上的电子线路实现电互联的、以预定图案排列的电接触点的芯模片,该电接触点在加热时是可流动的;b)在一定位置被设置在电接触点的表面上的助焊剂,该位置能够为芯模片与载体基板的电子线路的电接触点提供有效的助焊活性,当芯模片与载体基板配合时;c)以可流动的形式被分配在芯模片上在电接触点周围并与助焊剂界限分明的第一种热固性填缝组合物;和d)以可流动的形式被分配在第一种热固性填缝组合物上在电接触点周围并与第一种热固性填缝组合物和助焊剂界限分明的第二种热固性填缝组合物。其中,在芯模片与该载体基板配合形成配合的组件之后和在将配合的组件加热到足以使电接触点具备流动性的温度之后,该电接触点会流动而在芯模片和载体基板之间提供电的相互联接,并且第一种和第二种热固性的填缝组合物将固化,因此将芯模片粘附于载体基板上。
26.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该助焊剂基本上设置在该电接触点的整个表面上。
27.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该电接触点的至少一部分是从第一种和第二种热固性组合物所暴露的。
28.权利要求25的集成电路芯片,其中第一种和第二种热固性组合物包括可固化组分,促进可固化组分的固化的固化剂,和任选,无机填料组分。
29.根据权利要求28的集成电路芯片,其中该可固化组分包括环氧树脂。
30.根据权利要求29的集成电路芯片,其中环氧树脂是选自双酚-A型环氧树脂;双酚-F型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂,甲酚酚醛清漆型环氧树脂,基于芳族胺类和表氯醇的聚环氧化合物;酚类化合物的聚缩水甘油基衍生物;苯酚-甲醛清漆型树脂的聚环氧衍生物;胺类,氨基醇和多羧酸的聚环氧加合物;和它们的结合物。
31.根据权利要求28的集成电路芯片,其中该固化剂是选自酸酐化合物,胺化合物,酰胺化合物,咪唑化合物,和它们的结合物。
32.权利要求28的集成电路芯片,其中该无机填料组分可以从由增强硅石、氧化铝、氮化硅、氮化铝、硅石涂敷的氮化铝、氮化硼及其结合物组成的或含有这些的材料中选择。
33.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该助焊剂包括有机酸。
34.权利要求33的集成电路芯片,其中助焊剂包括选自枞酸,己二酸,抗坏血酸,丙烯酸,柠檬酸,2-糠酸,苹果酸和聚丙烯酸中的材料。
35.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该助焊剂包括潜有机酸。
36.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该助焊剂包括热可活化的封闭的有机酸。
37.权利要求25的集成电路芯片,其中该助焊剂进一步包括环氧化合物,后者能够经过干燥在电接触点上形成助焊剂的膜和能够在第一种和第二种热固性填缝组合物的固化时与第一种或第二种热固性填缝组合物中的至少一种反应。
38.权利要求25的集成电路芯片,其中该芯模片是由选自硅和锗中的材料组成。
39.权利要求25的集成电路芯片,其中该芯模片被涂敷了选自聚酰亚胺型材料、聚苯并环丁烷型材料和氮化硅型材料中的材料。
40.权利要求25的集成电路芯片,其中该载体基板是由选自Al2O3,氮化硅,多铝红柱石,聚酰亚胺,玻璃增强环氧树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂,和酚醛树脂基板中的材料构成的。
41.根据权利要求25的集成电路芯片,其中该电接触点包括焊接剂隆起点。
42.权利要求25的集成电路芯片,其中第一种和第二种热固性填缝组合物中至少一种的反应产物是可控地可降解的,当暴露于适当的条件下时。
43.根据权利要求42的集成电路芯片,其中第一种或第二种热固性填缝组合物中的至少一种包括具有至少一个热可分裂的连接基的可固化化合物,促进可固化化合物的固化的固化剂,和任选,无机填料组分。
44.权利要求43的集成电路芯片,其中具有至少一个热可分裂的连接基的化合物是选自包括无环的乙缩醛基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包括仲羰基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;包括叔羰基连接基的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;在结构内包括芳族结构部分的双环氧化合物和它的完全和部分环硫化物等同物;以及它们的结合物。
45.权利要求25的集成电路芯片,其中第一种热固性填缝组合物当固化时提供了与芯模片接触的并具有与该芯模片相适合的热膨胀系数的第一种电介质层,和第二种热固性填缝组合物当固化时提供了与第一种电介质层和载体基板接触的并具有与载体基板和第一种电介质层相适合的热膨胀系数的第二种电介质层。
46.权利要求25的集成电路芯片,其中芯模片包括封装集成电路,和电接触点排列在封装集成电路上以提供与载体基板的电子线路之间的电互联。
47.包括权利要求25的组装产品的电路组件。
48.组装集成电路组件的方法,包括a)提供根据权利要求25的集成电路芯片;b)将该集成电路芯片与载体基板配合以形成配合的组件;和c)将该配合好的组件暴露于足以促进在集成电路芯片和载体基板之间的电互联和固化该第一种和第二种热固性填缝组合物的温度条件,从而将该集成电路芯片粘附于载体基板上。
49.集成电路芯片组件,包括a)载体基板;和b)通过使用在焊接剂的至少一部分上设置了助焊剂的焊接剂而与载体基板实现电互联的芯模片,该芯模片通过基本上不含来自该助焊剂的残留物的固化热固性填缝化合物而粘附于载体基板上,该助焊剂与可固化热固性填缝组合物界限分明,其中可从后者形成固化热固性填缝化合物。
50.权利要求49的集成电路芯片组件,其中热固性填缝化合物是可控地可降解的,当暴露于适当的条件下时。
51.权利要求49的集成电路芯片组件,进一步包括与在芯模片和载体基板之间的热固性填缝化合物界限分明的第二种热固性填缝化合物。
52.权利要求51的集成电路芯片组件,其中第二种热固性填缝化合物是可控地可降解的,当暴露于适当的条件下时。
53.根据权利要求49的集成电路芯片组件,其中该芯模片包括封装集成电路。
54.组装集成电路芯片的方法,包括下列步骤a)提供以预定图案排列在自身上面的可流动性电接触点的芯模片;b)将助焊剂施涂于该电接触点的至少一部分上;和c)将可固化热固性填缝组合物以可流动形式分配芯模片上在电接触点周围,该热固性填缝组合物与助焊剂界限分明。
55.权利要求54的方法,进一步包括在该施涂步骤b之后干燥该助焊剂。
56.利要求55的方法,进一步包括在该分配步骤c)之后降低热固性填缝组合物的流动性。
57.权利要求55的方法,进一步包括步骤d)将第二种热固性填缝组合物以可流动形式分配在热固性填缝组合物之上在电接触点周围,该第二种热固性填缝组合物与助焊剂和第一种热固性填缝组合物界限分明。
58.利要求57的方法,进一步包括在该分配步骤d)之后降低热固性填缝组合物和第二种热固性组合物的流动性。
59.权利要求57的方法,其中该施涂和分配步骤b),c)和d)中的任何一个包括丝网印刷,模版印刷,喷印,凹版移印,或胶版印刷。
60.集成电路芯片组件,包括a)载体基板;和b)通过使用在自身的至少一部分上设置了助焊剂的焊接剂,而与载体基板实现电互联的芯模片,该芯模片通过基本上不含来自助焊剂的残留物的固化热固性复合物被粘附于载体基板上,该固化热固性复合物包括i)具有与芯模片相适合的热膨胀系数的第一种电介质层;和ii)具有与电路板基板相适合的热膨胀系数的第二种电介质层;其中该助焊剂直接被提供在焊接剂的表面上并与可形成电介质层的可固化热固性组合物界限分明。
61.权利要求60的电路组件,其中该芯模片包括封装集成电路。
全文摘要
提供了包括芯模片的倒装芯片型集成电路芯片,该芯模片具有以预定图案排列的并能够提供与载体基板之间的电互联的电接触点。该芯模片包括设置在电接触点的表面上的助焊剂,和与助焊剂界限分明的和以可流动形式设置在芯模片之上的可固化热固性填缝组合物。在芯模片与基板配合和加热时,电接触点发生流动和热固性填缝组合物发生固化,因此将芯模片粘附于该基板上,形成了电路组件。
文档编号H01L21/60GK1483220SQ01821308
公开日2004年3月17日 申请日期2001年10月31日 优先权日2000年11月14日
发明者L·N·克拉尼, L N 克拉尼, M·M·可纳斯克, 可纳斯克, E·K·亚戈尔, 亚戈尔, A·托勒斯-费尔赫, 账 费尔赫, J·P·克鲁戈, 克鲁戈, ┛烁, R·逖施克弗 申请人:亨克尔洛克泰特公司
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