專利名稱：用于微電子組裝體的聚合物組合物的制作方法
用于微電子組裝體的聚合物組合物
相關申請的交叉引用
本申請有資格獲得和要求于2010年11月23日提交的具有序列號61/416508且標題為"用于微電子組裝體的聚合物組合物"的美國臨時專利的優先權。此臨時專利全文引入本文作為參考。技術領域
根據本發明的實施方案總體上涉及可用于將微電子組件安裝到基材上的聚合物組合物，更特別涉及既提供保持微電子組件在基材上的所需位置，又提供此類組件與所述基材的焊料粘結(solder bonding)的助熔(fluxing)并保留在適當位置作為底部填料的聚合物組合物。
背景技術：
雖然組裝的電子電路在尺寸方面已經顯著地減小，但是使用焊接作為形成電子組件與基材的電連接和可固定連接的方法仍然十分普遍。然而，此種連接要求各種組件在完成上述焊料連接之前，且在底部填料電連接后保持在所需位置中。底部填料連接可以增加焊料球連接(a solder ball connection)的熱疲勞壽命、環境上保護所述連接、并為組裝的電子電路提供更大的機械沖擊和牢固性。
已經開發了臨時地保持組件在這些所需位置中的許多解決方案并得到一定成功地使用。例如，可以使用粘合劑(tack agent)將這些組件固定到基材上，同時經由施加熱形成焊料粘結或焊料球連接。在形成這些臨時連接后，粘合劑會作為污染物保留或對所述組件實施設計用來除去此種污染的額外加工步驟。對于上述解決方案中的一些，與所述粘合劑分開地提供助熔劑(a fluxing agent),例如通過在相異的施加步驟(與所述粘合劑的施加分開)中施加此類助熔劑。在其它解決方案中，與所述粘合劑組合地提供助熔劑，例如其中焊料糊劑用作粘合劑并將助熔劑添加到其中或使助熔劑與其預反應。
在還有的其它解決方案中(參見美國專利號5，177，134或美國公開申請號2009/0294515，分別是‘134專利和‘515申請)，將粘合劑和助熔劑摻混，其中在焊接時，所述粘合劑揮發或分解。然而，已經發現，當粘合劑在等于或大于焊料回流溫度的溫度下揮發或分解時，如上述文獻中每一篇教導那樣，限制任一焊料回流，來自粘合劑的顯著污染會殘留或要求特種的工藝設備。
因此，下述的新解決方案將是合乎需要的:所述解決方案能提供在完成焊料連接之前保持組件在所需 位置的單一材料(即，表現為粘合劑)，提供可能受期望的任何助熔(即，表現為助熔劑)以及提供電連接后底部填料(a post electrical connectionunderfill)。另外，如果所述解決方案將消除對上述特種設備的需要，并減少或消除達到合乎需要的焊料回流遇到的問題和/或與可能由其導致的任何污染相聯系的問題，將是有利的。發明內容
詳細描述
將參照下文中提供的實施例和權利要求描述根據本發明的示例性實施方案。本文描述的這些示例性實施方案的各種改進、改編或變型由于這些實施方案被公開的緣故而對本領域技術人員是顯而易見的。應當理解，依賴于本發明教導的、和這些教導經由它們已經推進現有技術的所有這些改進、改編或變型認為在本發明范圍和精神內。
本文所使用的冠詞〃 一個(a) 〃、〃 一種(an) 〃和〃該(所述)〃包括復數指示，除非另外特意且明確地限于一個指示。
本文所使用的術語“基團”當涉及化學化合物和/或代表性的化學結構/式使用時是指一個或多個原子的排列。
本文所使用的聚合物的分子量值，例如重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)是通過凝膠滲透色譜使用聚苯乙烯標準樣品測定的。
本文所使用的多分散指數(PDI)值表示聚合物的重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(即，Mw/Mn)。
當在本文使用時且除非另有說明，聚合物玻璃化轉變溫度(Tg)值是通過差示掃描量熱法根據美國試驗和材料協會(ASTM)方法號D3418測定的。
當在本文使用時且除非另有說明，聚合物分解溫度(Td)是通過熱重分析以10°C /分鐘的加熱速率測定的、其中特定重量百分率(wt% )的聚合物經測定已經分解的溫度。術語Td5、Td50和Td95指示5wt%、50wt5^P 95wt%已經分解時的溫度。
除非另有說明,本文公開的所有范圍或比例應理解為涵蓋其中包含的任何和所有子范圍或子比例。例如，所給的范圍或比例"1-10〃應該認為包括在最小值I和最大值10之間(且包括所列舉的端值)的任何和所有子范圍；即，從最小值I或更高值開始且結束于最大值10或更低值的所有子范圍或子比例，例如但不限于，1-6.1,3.5-7.8，和5.5_10。
在操作實施例中，且除非另有說明，說明書和權利要求中用于表示成分、反應條件等的量的所有數值應理解為在一切情況下由術語“大約”修飾以考慮與測定這些值相聯系的不確定性。
聚合物例如聚(碳酸亞丙酯)是眾所周知的，此前提及的‘134專利和‘515申請都教導了此類聚合物是有效的粘合劑。然而，此類聚(碳酸亞丙酯)也已知在200°C _280°C的溫度下經歷熱分解，并因此當需要能夠是粘合劑、助熔劑和提供底部填料的材料時可能是成問題的。當無鉛焊 料材料將用于制造焊料互連件時，情況尤其如此，因為此類無鉛焊料一般具有比常用的含鉛焊料高30-40°C的熔融范圍。例如，常用的Sn60Pb40焊料合金具有183-190°C的熔融范圍，而下文提供的實施例中使用的Sn99.3Cu0.7在227°C熔融。
根據本發明的一些聚合物實施方案涵蓋由立構有規降冰片烷二醇和/或二甲醇單體形成的聚合物，而其它聚合物實施方案涵蓋衍生自合適的碳酸亞烷基酯單體和上述降冰片烷二醇和/或二甲醇單體的聚合物。有利地，一些這樣的聚合物實施方案具有大于280°C的Td5tl，而其它這樣的聚合物實施方案具有大于310°C的Td5tl，還有的其它這樣的聚合物實施方案具有大于340°C的Td5(l。另外，一些這樣的含降冰片烷二醇和/或二甲醇的聚合物實施方案具有5，000-300，000的分子量(Mw)，其它這樣的實施方案具有25，000-200，000的Mw范圍，還有的其它這樣的實施方案具有40，000-185, 000的Mw范圍。
上述立構有規降冰片烷二醇和/或二甲醇單體中的一些由以下式A、B或C表示和選自以下式A、B或C:
權利要求
1.TFU聚合物組合物，包含: 包含具有5，000-300，000的分子量(Mw)的聚碳酸酯的聚合物； 載體溶劑；和 助熔劑。
2.權利要求1的聚合物組合物，其中所述助熔劑選自甲醛、甲酸、2-硝基苯甲酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸和琥珀酸。
3.權利要求2的聚合物組合物，其中所述助熔劑是甲酸。
4.權利要求1的聚合物組合物，其中所述聚碳酸酯選自聚(碳酸亞烷基酯)或由立構有規降冰片烷二醇和/或二甲醇單體形成的聚合物。
5.權利要求4的聚合物組合物，其中由立構有規降冰片烷二醇和/或二甲醇單體形成的聚合物是外型-外型_2，3-聚降冰片烷二甲基碳酸酯和內型-內型-2，3-聚降冰片烷二甲基碳酸酯聚合物、1，3-聚環己基碳酸酯和內型-外型-2，3-聚降冰片烷二甲基碳酸酯聚合物、聚(異山梨醇碳酸酯)(poly (isosorbyl carbonate))和反式_2，3_聚降冰片燒二甲基碳酸酯聚合物中之一。
6.權利要求1的聚合物組合物，其中所述聚合物包含衍生自降冰片烷二醇單體、降冰片烷二甲醇單體和由式1-XV表示的二醇單體的重復單元。
7.權利要求1的聚合物組合物,其中所述聚合物占所述聚合物組合物的15-80wt%。
8.權利要求7的聚合物組合物，其中甲酸占所述組合物的0.5-10.0wt%，基于所述聚合物的總重量。
9.權利要求1的聚合物 組合物，其中所述載體溶劑選自環己酮、環戊酮、二甘醇二甲醚、Y-丁內酉旨(GBL)、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、茴香醚、丙酮、3-甲氧基丙酸甲酯、四氫呋喃(THF)和它們的混合物。
10.權利要求9的聚合物組合物，其中所述載體溶劑是GBL。
11.微電子組件組裝體的形成方法，包括: 提供第一基材，其具有布置在第一表面上的第一接觸區； 提供第二基材，其具有布置在第二表面上的第二接觸區； 提供布置在所述第一接觸區中的一個或多個或所述第二接觸區中的一個或多個上的焊料預成型體； 形成位于所述焊料預成型體之上和包封所述焊料預成型體的TFU聚合物層； 使所述第一基材的所述第一表面與所述第二基材的所述第二表面接觸，其中將所述TFU聚合物層布置在它們之間，使所述第一接觸區與所述第二接觸區對齊和其中形成預組裝結構；和 將所述預組裝結構加熱到有效(I)使所述焊料預成型體將所述第一接觸區中的一個或多個與所述第二接觸區中的一個或多個物理和電連接和(2)形成與所述第一和第二基材物理連接的聚合物底部填料的溫度。
12.權利要求11的方法，其中形成位于所述焊料預成型體之上和包封所述焊料預成型體的TFU聚合物層包括形成位于微電子器件的有源表面(an active surface)之上的此種層，所述微電子器件具有布置在接觸墊上的焊料球。
全文摘要
根據本發明的實施方案涵蓋可用于將微電子組件的組裝體組裝到各種基材材料上的聚合物組合物。此類聚合物組合物既提供保持所述微電子組件在基材上的所需位置，提供此類組件與基材的焊料粘結的助熔又保留在適當位置作為此類組件的底部填料。
文檔編號C08L69/00GK103221482SQ201180056170
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月21日 優先權日2010年11月23日
發明者C·阿帕紐斯, A·貝爾, L·朗斯多夫, W·C·P·塔桑 申請人:普羅米魯斯有限責任公司