制造夹层布置的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造由具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件和位于所述接触表面A和D之间的焊料组成的夹层布置的方法，其中如下制成所述焊料：将布置在这两个组件之间并在接触表面A或D处连接到组件之一上的焊料沉积物熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度，其中预先如下制成所述焊料沉积物：将借助由固定剂组合物施加的固定剂固定到相关接触表面上的预成型焊料熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度，和其中所述焊料沉积物以其自由接触表面面向尚未连接的组件的相应接触表面D或A布置，其中所述固定剂组合物由下列组分组：0至97重量％的至少一种溶剂，其选自水和沸点≤285℃的有机溶剂，3至100重量％的至少一种M1材料，其选自(i)在30至180℃之间可熔的热塑性有机聚合物和(ii)在30至180℃之间可熔的无酸性基团的非聚合有机化合物，0至20重量％的至少一种M2材料，其选自(iii)在30至180℃之间不可熔的有机聚合物和(iv)在30至180℃之间不可熔并且没有沸点或具有高于285℃的沸点的无酸性基团的非聚合有机化合物，和0至30重量％的一种或多种无机固体填料。在安置预成型焊料后一起形成公共重叠面积的接触表面A和B或C和D的带有固定剂的表面区域的总和，在所述至少一种M1材料中存在一种或多种组分(i)的情况下为1500μm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造夹层布置的方法本专利技术涉及由借助焊料连接到第二组件上的第一组件组成的夹层布置的制造方法。焊接作为在连接组件时的一种物质对物质结合(substance-to-substancebonding)法是本领域技术人员已知的。特别地，其是经由给定的接触表面以机械传导方式以及导热和导电方式将电子学中所用的组件互相连接的方法。可能的焊料包括布置在待连接的组件之间的焊膏或置于它们之间的预成型焊料，其在炉内熔融以形成熔融焊料，从而在离开炉、接着冷却和固化后实现组件的所需连接。或者，施加的焊膏或安置在组件上的预成型焊料可首先转化成连接到该组件的接触表面上的焊料沉积物。连接到该组件的接触表面上的焊料沉积物具有自由的朝外接触表面并可由此充当焊料以促进与另一组件的焊料连接的形成。为此，其可在炉内熔融以获得熔融焊料，从而在离开炉、冷却和固化后形成组件的所需连接。但是成问题的是，在移动由所述一个或多个组件和预成型焊料组成的布置时，例如在将其运送到炉中时，可相对于预成型焊料和待连接的组件发生不想要的位置变化；类似地，当移动或运送由带有焊料沉积物的组件和要连接于其上的另一组件组成的布置时，这也成问题。在最不利的情形中，组件不仅可能相对于预成型焊料和待连接的组件或相对于焊料沉积物移位，或倾斜，还可能脱离并掉落。成因可以是例如在运送过程中的振动或加速和/或减速过程。US5,255,839公开了在将要焊接到基板上的组件置于其上之前在基板的焊料沉积物上施加具有粘结作用的助焊剂。提前借助施加在覆盖基板的接触表面的助焊剂上的回流焊接焊料球生成焊料沉积物。US5,177,134公开了在焊接电子组件时使用适于暂时连接电子组件的具有助焊性质的胶粘剂。2,2-二取代的琥珀酸是胶粘剂的基本组分。本专利技术的目的是开发一种制造由两个组件和布置在它们之间的焊料组成的夹层布置的方法，中间使用固定剂以致允许放弃使用助焊剂，并在两个组件之间产生令人满意的焊料连接。在本公开中，“令人满意的焊料连接”是指无空隙或考虑到它们的数量和尺寸，仅在组件与焊料之间的边界处具有极小空隙的焊接接头。这种类型的空隙可危害机械传导、导电和/或导热连接。如果可能，该固定剂以较小的量使用。发现下文公开的根据本专利技术的方法可实现所述目的。实现该目的的一个关键是使用可由固定剂组合物施加的固定剂–其不应与助焊剂混淆，即其不是助焊剂，因为其没有助焊剂的作用(即其缺乏在焊接之前和/或焊接过程中分别对焊料金属氧化物或焊料金属氧化层的溶解和清除作用)–以在将预成型焊料转化成连接到组件上的焊料沉积物的已知工艺中，特别在相关运送步骤的过程中将预成型焊料固定到组件上。显然，固定剂能在暂时提供预成型焊料与要带有焊料沉积物的组件的足够附着力的意义上实现固定作用并在实践中转化为与无固定剂的操作相比明显降低的生产废品率。此外，还显而易见，借助固定剂，有可能放弃使用复杂的机械固定手段。还发现，与根据本专利技术的方法对应的固定剂的使用对组件与施加到其上的焊料沉积物或由其制成的组件的成品焊接夹层布置的机械、热和/或电连接和性能产生轻微至可容许的影响。下文公开的根据本专利技术的方法可不使用任何助焊剂实施。根据本专利技术的方法是一种制造由具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件和布置在接触表面A和D之间的焊料组成的夹层布置的方法，其中如下制成所述焊料：将布置在这两个组件之间并在接触表面A或D处连接到组件之一上的焊料沉积物熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，其中预先如下制成所述焊料沉积物：将借助由固定剂组合物施加的固定剂固定到相关接触表面A或D上的预成型焊料熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，和其中所述焊料沉积物以其自由接触表面面向尚未连接的组件的相应接触表面D或A布置，其中所述固定剂组合物由下列组分组成0至97wt.％(重量％)的至少一种溶剂，其选自水和沸点≤285℃的有机溶剂，3至100重量％的至少一种M1材料，其选自(i)在30至180℃之间可熔的热塑性有机聚合物和(ii)在30至180℃之间可熔的无酸性基团的非聚合有机化合物，0至20重量％的至少一种M2材料，其选自(iii)在30至180℃之间不可熔的有机聚合物和(iv)在30至180℃之间不可熔并且没有沸点或具有高于285℃的沸点的无酸性基团的非聚合有机化合物，和0至30重量％的一种或多种无机固体填料，和其中在安置预成型焊料后一起形成公共重叠面积的接触表面A和B或C和D的带有固定剂的表面区域的总和，在所述至少一种M1材料中存在一种或多种组分(i)的情况下为1500μm2至公共重叠面积的50面积％，而在所述至少一种M1材料中仅存在一种或多种组分(ii)时，所述总和为1500μm2至公共重叠面积的100面积％。本文所用的术语“有机化合物”和“有机聚合物”也可包含含有有机和无机组分的材料；这些术语不包含纯无机材料。本文所用的术语“聚合物”也包含低聚物；两种都不应与非聚合化合物混淆。低聚物和聚合物之间的界限在本文中由平均分子量界定，其可通过GPC(凝胶渗透色谱法，聚苯乙烯标样，聚苯乙烯凝胶作为固定相，四氢呋喃作为移动相)测定。聚合物具有超过1000，例如1000至300,000的平均分子量Mw，低聚物具有<1000，例如500至<1000的重均分子量Mw。不同于聚合物和低聚物，非聚合化合物是具有指定分子式和结构式的低分子化合物。本文所用的短语“无酸性基团”是指没有充当可在水中形成H3O+离子的质子给体的官能团，如羧基、磺酸基团、酚式OH基团等。本文中关于(iv)类型的化合物使用的短语“没有沸点”是指具有分解点或分解范围代替沸点的其代表。因此，根据本专利技术的方法提出通过将所述固定剂施加到组件的接触表面A或D上而固定预成型焊料、然后将其熔融并将由此形成的熔融焊料冷却到其固化温度以下。结果获得在其接触表面A或D上带有焊料沉积物的组件。所述组件以其焊料沉积物的自由接触表面面向待连接的组件的接触表面D或A布置，其中可将固定剂布置在待连接的接触表面之间。接着，将焊料沉积物熔融，并将由此获得的熔融焊料冷却到其固化温度以下，从而形成成品焊接夹层布置。在本专利技术中，优选地，术语“组件”包含单个部件。优选地，所述单个部件无法进一步拆解。这些组件特别是电子学中所用的组件或部件。这些组件具有接触表面，特别是金属接触表面。区分具有接触表面A的组件和具有接触表面D的组件，所述后一组件不同于前一组件，或可与其区分。为避免误解，具有接触表面的组件只有在它们-被视为自由组件-相同时或在它们相对于彼此以对称布置存在时才无法互相区分。如果它们没有相对于彼此以对称布置存在，甚至相同组件也可互相区分。具有接触表面A的组件和具有接触表面D的组件可为相同类型；即在这两种情况下，它们都可以是例如基板，或它们各自是有源或无源组件，或它们是有源和无源组件。但是，也可能的是，具有接触表面A的组件是基板且具有接触表面D的组件是有源或无源组件，或反之亦然。基板、有源和无源组件特别是电子学中所用的部件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件和位于接触表面A和D之间的焊料制造夹层布置的方法，/n其中如下制成所述焊料：将布置在这两个组件之间并在接触表面A或D处连接到组件之一上的焊料沉积物熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，/n其中预先如下制成所述焊料沉积物：将借助由固定剂组合物施加的固定剂固定到相关接触表面A或D上的预成型焊料熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，和/n其中所述焊料沉积物以其自由接触表面面向尚未连接的组件的相应接触表面D或A布置，/n其中所述固定剂组合物由下列组分组成/n0至97wt.％(重量％)的至少一种溶剂，其选自水和沸点≤285℃的有机溶剂，/n3至100重量％的至少一种M1材料，其选自(i)在30至180℃之间可熔的热塑性有机聚合物和(ii)在30至180℃之间可熔的无酸性基团的非聚合有机化合物，/n0至20重量％的至少一种M2材料，其选自(iii)在30至180℃之间不可熔的有机聚合物和(iv)在30至180℃之间不可熔并且没有沸点或具有高于285℃的沸点的无酸性基团的非聚合有机化合物，和/n0至30重量％的一种或多种无机固体填料，和/n其中在安置预成型焊料后一起形成公共重叠面积的接触表面A和B或C和D的带有固定剂的表面区域的总和，在所述至少一种M1材料中存在一种或多种组分(i)的情况下为1500μm...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件和位于接触表面A和D之间的焊料制造夹层布置的方法，
其中如下制成所述焊料：将布置在这两个组件之间并在接触表面A或D处连接到组件之一上的焊料沉积物熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，
其中预先如下制成所述焊料沉积物：将借助由固定剂组合物施加的固定剂固定到相关接触表面A或D上的预成型焊料熔融，接着将熔融焊料冷却到其固化温度以下，和
其中所述焊料沉积物以其自由接触表面面向尚未连接的组件的相应接触表面D或A布置，
其中所述固定剂组合物由下列组分组成
0至97wt.％(重量％)的至少一种溶剂，其选自水和沸点≤285℃的有机溶剂，
3至100重量％的至少一种M1材料，其选自(i)在30至180℃之间可熔的热塑性有机聚合物和(ii)在30至180℃之间可熔的无酸性基团的非聚合有机化合物，
0至20重量％的至少一种M2材料，其选自(iii)在30至180℃之间不可熔的有机聚合物和(iv)在30至180℃之间不可熔并且没有沸点或具有高于285℃的沸点的无酸性基团的非聚合有机化合物，和
0至30重量％的一种或多种无机固体填料，和
其中在安置预成型焊料后一起形成公共重叠面积的接触表面A和B或C和D的带有固定剂的表面区域的总和，在所述至少一种M1材料中存在一种或多种组分(i)的情况下为1500μm2至公共重叠面积的50面积％，而在所述至少一种M1材料中仅存在一种或多种组分(ii)时，所述总和为1500μm2至公共重叠面积的100面积％。


2.根据权利要求1的方法，其包含以下相继步骤：
(1)提供具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件、固定剂组合物、以及具有不带有固定剂的分立接触表面B和C的预成型焊料，
(2)由固定剂组合物将固定剂施加到接触表面A和/或B，
(3)将预成型焊料经其接触表面B放置到接触表面A上以使固定剂位于接触表面A和B之间，
(4)将固定的预成型焊料熔融，从而形成熔融焊料，
(5)将熔融焊料冷却到其固化温度以下，从而形成具有自由接触表面X的焊料沉积物，
(6)任选由固定剂组合物将固定剂施加到接触表面D和/或X，
(7)通过面对面地安置接触表面X和D以任选使固定剂位于它们之间，由这两个组件和位于它们之间的焊料沉积物制造夹层布置，
(8)将焊料沉积物熔融，从而形成熔融焊料，和
(9)将熔融焊料冷却到其固化温度以下，从而由经由它们的接触表面A和D和位于它们之间的固化焊料连接的两个组件形成夹层布置。


3.根据权利要求1的方法，其包含以下相继步骤：
(1)提供具有接触表面A的第一组件、具有接触表面D的第二组件、固定剂组合物、以及具有不带有固定剂的分立接触表面B和C的预成型焊料，
(2)由固定剂组合物将固定剂施加到接触表面C和/或D，
(3)将预成型焊料经其接触表面C放置到接触表面D上以使固定剂位于接触表面C和D之间，
(4)将固定的预成型焊料熔融，从而形成熔融焊料，
(5)将熔融焊料冷却到其固化温度以下，从而形成具有自由接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沙弗尔，N·佩肖，Y·罗维尔，AZ·米里奇，
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