包含己二酸、草酸和胺组分的焊膏制造技术

本发明专利技术涉及一种用于固定电子构件于基板上的焊膏以及用于制备所述焊膏的方法，所述焊膏包含草酸、己二酸、和胺组分的混合物。此外，本发明专利技术涉及通过使用本发明专利技术焊膏将电子构件固定于基板上的方法以及包含本发明专利技术焊膏的模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于固定电子构件于基板上的焊膏以及制备所述焊膏的方法，所述焊膏包含草酸、己二酸和胺组分的混合物。此外，本专利技术涉及通过使用本专利技术焊膏将电子构件固定于基板上的方法以及包含本专利技术焊膏的模块(Modul)。焊膏，特别是软焊膏主要应用于生产电子电路，并且它们主要用作构件和基板之间（例如在半导体芯片和印刷电路板(PCB)之间）的电和热连接。焊膏被施加至印刷电路板上。半导体芯片然后经由焊膏与印刷电路板接触。加热焊膏，以通过回流方法将膏中的焊料熔化，由此在半导体芯片和印刷电路板之间形成电和/或热接触。焊膏通常含有助焊剂，所述助焊剂尤其用于溶解焊粉、构件、和基板表面上的氧化层并且因此在釺焊过程期间提供改善的可湿性。因为焊膏在电子电路的自动化生产中主要借助于丝网印刷和模板印刷(Schablonendruck)加工，所述助焊剂通常额外包含改善助焊剂和因此焊膏的流变性质的物质，诸如表面活性剂和添加剂。DE102012019198A1描述一种包含羧酸和聚胺助焊剂的助焊剂组合物，其中所述聚胺包含具有至少两个叔碳原子的未取代C5-80烷基。EP0619162A2公开一种包含2-双噁唑啉化合物、二硫酚、有机羧酸、和活化剂的釺焊焊剂。此外，釺焊焊剂可具有有机溶剂、热塑性树脂和/或含有环氧基的化合物。DE4235575C2描述一种用于在保护气体下，特别地在具有低残留氧含量的氮气下釺焊电子构件和电路的软焊膏。在此，软焊膏由有机树脂、活化剂和溶剂组成。DE4119012C1涉及一种用于电子部件的焊膏，所述焊膏可以用水冲洗并且含有作为助焊剂混合物的脂肪胺与有机酸的水溶性盐。WO2010/000679A1涉及含有硬脂酸金属盐的釺焊材料。在此，焊粉的颗粒在表面上具有固体硬脂酸金属盐的微细层。US2009/0152331A1描述一种具有金属粉末、极性溶剂、羧酸、和叔胺的不含树脂的焊膏。所述膏特别适用于Unterfüllung（凸块下金属化(under-bumb-metalization)）以及用于固定表面安装构件（表面安装技术）。在生产电子电路中的一个特别挑战是在构件的底面上不仅具有电连接位置还具有热连接位置的构件的施加和固定，诸如例如与基板中的相应散热片接触的QFP。电连接位置（所谓的“脚(Beinchen)”）还用作构件和基板之间的间隔物，并且在回流-方法的过程中经由相应的焊料库(Lotdepots)接触。热连接位置还借助回流方法经焊料库与基板连接，其中用于热接触的焊膏可以与用于使构件与基板电接触的那些区别开。在此可发生，引入的热连接位置的焊料库在加热时流平(verl?uft)。在此，焊粉颗粒大多以所谓的焊球的形式沿电连接位置的方向被排出，并且可能在那里导致短路。为防止这样的情况，存在对焊膏的需要，其在加热时不流平，并且其中防止非期望的焊球在电连接位置处产生和因此防止短路，而同时在构件和基板之间建立稳定的机械、热和/或电子连接。此外，存在对焊膏的需要，其在熔化时形成明确的润湿边缘，和因此允许基板的精确印刷，和因此允许生产小的集成电路。因此本专利技术的目的是提供一种用于将构件，特别是具有电连接位置的构件固定于基板上的焊膏，所述焊膏在加热时在釺焊工艺期间形成明确的润湿边界并且保持形状不变。用这种方式，避免焊膏和电连接位置之间的接触从而阻止短路。此外，本专利技术的目的是提供一种焊膏，所述焊膏提供构件和基板之间的机械和热连接，而不发生在加热焊膏时所述焊膏的流出(Ausflie?en)和/或非期望的焊球的产生。此外，本专利技术的目的是提供具有在丝网印刷方法中的膏的良好可加工性且同时具有良好可湿性的焊膏。所述目的通过本专利技术的独立权利要求主题实现。意外发现添加己二酸和草酸，并且结合特别的胺导致焊膏在加热时不流出，以使得焊球和因此的短路的产生可以被阻止。同时地，意外发现可湿性和可加工性可显著地改善。在本专利技术的范围内，术语“流出”应该理解为在加热时，特别是在固定工艺期间的热条件下在构件的热连接位置处焊膏的流散(Zerflie?en)，由于其可导致焊球的产生并且由此导致在构件的电连接位置处的电短路。已经证实当助焊剂除了二羧酸外还具有胺组分时是特别有利的。因此，本专利技术涉及包含以下的焊膏：a)助焊剂，所述助焊剂包含i)己二酸；ii)草酸；和iii)选自胺组分A和胺组分B的胺，其中胺组分A是具有叔氨基的二胺，并且胺组分B是二胺或多胺，在其中氨基中的至少2个由至少3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子；和b)焊料。本专利技术焊膏的主要成分为助焊剂。a)助焊剂除了二羧酸己二酸和草酸外，助焊剂包含作为主要成分的选自胺组分A和胺组分B的胺。胺组分A胺组分A是具有至少一个叔氨基，优选地两个叔氨基的二胺。优选一个实施方案，在其中胺组分A选自1,2-四甲基乙二胺、1,2-四乙基乙二胺和1,2-四丙基乙二胺（例如1,2-四-正丙基乙二胺和1,2-四-异丙基乙二胺）。特别优选的是这种二胺，在其中各叔氨基具有两个相同的取代基。在本专利技术的意义上，叔胺为其氮原子具有三个含碳取代基的胺。胺组分B胺组分B是二胺或多胺，在其中氨基中的至少2个由至少3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子。胺组分B是二胺，在其中该两个氨基由至少3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子。或者，胺组分B是多胺，在其中氨基中的至少2个由至少3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子。通过使用用于将具有电和/或热连接位置的构件固定于基板（例如印刷电路板）上的本专利技术焊膏，避免在电连接位置处出现短路，因为在连接位置之间不发生非期望的接触。此外，意外地发现，如果胺组分B具有伯氨基时，有关流出的焊膏的性质可进一步改善。因此，在本专利技术的一个优选的实施方案中，胺组分B具有至少一个伯氨基。优选一个实施方案，在其中胺组分B选自N-椰油基-1,3-丙二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺和1,10-癸二胺。优选地，N-椰油基-1,3-丙二胺的来源于椰子油的残基具有8至20个碳原子的链长。来源于椰子油的烷基的碳链长的典型分布具有例如以下的组成：5摩尔%C8、6摩尔%C10、50摩尔%C12、19摩尔%C14、10摩尔%C16、和10摩尔%C18。在另一优选实施方案，待使用的胺（即胺组分A或胺组分B）不具有叔和/或季碳原子。此外优选一个实施方案，在其中胺具有至少6个碳原子。在此碳原子可以作为两个氨基之间的连接链存本文档来自技高网...

【技术保护点】
焊膏，所述焊膏包含a) 助焊剂，所述助焊剂包含i) 己二酸；ii) 草酸；和iii) 选自胺组分A和胺组分B的胺，其中胺组分A是具有叔氨基的二胺，并且胺组分B是二胺或多胺，在其中至少2个氨基由至少3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子；和b) 焊料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.17 EP 13197694.61.焊膏，所述焊膏包含
a)助焊剂，所述助焊剂包含
i)己二酸；
ii)草酸；和
iii)选自胺组分A和胺组分B的胺，其中
胺组分A是具有叔氨基的二胺，并且胺组分B是二胺或多胺，在其中至少2个氨基由至少
3个碳原子彼此分开并且其具有至少4个碳原子；和
b)焊料。
2.根据权利要求1所述的焊膏，
特征在于
胺组分B具有至少一个伯氨基。
3.根据权利要求1和2中任一项或两项所述的焊膏，
特征在于
胺组分A选自1,2-四甲基乙二胺、1,2-四乙基乙二胺、和1,2-四丙基乙二胺。
4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的焊膏，
特征在于
胺组分B选自N-椰油基-1,3-丙二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二
胺和1,10-癸二胺。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的焊膏，
特征在于
所述助焊剂以各基于所述助焊剂的总重量计具有量为0.1至2.0重量%，优选地0.4至
1.0重量%的胺组分A和/或胺组分B。
6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的焊膏，
特征在于
所述助焊剂以各基于所述助焊剂的总重量计具有量为7至13重量%，优选地8至12重量%
的己二酸。
7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的焊膏，
特征在于
所述助焊剂以各基于所述助焊剂的总重量计具有量为0.3至2.0重量%，优选地0.4至
1.5重量%，特别优选地0.45至1.0重量%的草酸。
8.根据权利要求1至7中任一项或多项所述的焊膏，
特征在于
所述助焊剂以各基于所述助焊剂的总重量计额外具有量为0至2重量%，优选地量为
0.01至1.0重量%的不同于草酸和己二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J纳赫赖纳，J维泽，S弗里切，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE