CN1198493C - 用于半导体组合件的底层填料 - Google Patents

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Abstract

用于将半导体元件固定到载体基材上并装到电路板上的半导体组合件的底层填料，它含有单包装型的热固性聚氨酯组合物，该组合物优选含有异氰酸酯基团封端的聚氨酯预聚物，由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成，还含有细粉涂覆的固化剂，该细粉涂覆的固化剂含有室温为固态，而且其表面活性部位被细粉覆盖的固化剂。该组合物能够同时具有低温固化性能和储存稳定性。

Description

用于半导体组合件的底层填料
发明的领域
本发明涉及半导体组合件的底层填料。本发明具体涉及这样的底层填料，它在将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件安装到电路板上时使用，本发明还涉及由这样的安装方式制成的安装板，和该安装板的修复方法。
现有技术
上述类型安装板用于要求高可靠性的用途，例如汽车设备、电脑等，也用于迅速扩张的大规模生产的移动电话。总的来说，这样的安装板这样制成，通过将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件安装到电路板上，即，用焊料球使半导体组合件结合到电路板上。
对于移动电话，由于下落震动、揿按钮时产生外压等会引起基材变形，可能发生焊料球粘合断裂。因此，要采用一种加强方法，用底层填料填充用焊料粘合的零件周围的空间，并固化它，以进行密封。作为用于通过加强的方式提高连接的可靠性的底层填料，广泛地和主要使用的是单包装型或双包装型含环氧树脂、固化剂和增塑剂的环氧基热固性材料(参考JP-A-10-204259)。
但是，环氧基材料应当在80℃固化30分钟或150℃固化10分钟。当低温固化性能通过调节组分而提高时，环氧基材料应当在约5℃或以下的低温储存。另外，当环氧基材料用作底层填料，并发现连接断裂时，要从电路板上拆下半导体组合件后，在修复车间中用通过热熔化和/或溶剂将它们溶胀，将被粘合到电路板上的固化制品一个个地除去。因此，常规环氧基材料不具有所要求的即地修复性能。
发明的概述
本发明的一个目的是提供用于半导体组合件的底层填料，它能够同时具有低温固化性能和储存稳定性，而且解决了所述修复中的问题，即提供一种底层填料，它能够在至少60℃的温度固化，例如在70℃固化20分钟，或在80℃固化10分钟，而且能够在室温储存。
本发明的另一个目的是提供一种新型的安装板，它包含将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件，该组合件安装在电路板上。
本发明的又一个目的是提供一种容易修复安装板的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种安装板，它包含电路板和将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件，其中所述的半导体组合件用焊料球连接到所述电路板上，焊料连接的部件之间的间隙用底层填料填充，该材料基本由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成。
根据本发明的第二方面，提供一种制造本发明安装板的方法，它包括如下步骤：
用所述焊料球将所述半导体板连接到所述电路板上；
接着用所述底层填料填充焊料连接的部件之间的间隙；和
固化所述底层填料，以密封所述安装板。
根据本发明的第三方面，提供一种制造本发明安装板的方法，它包括如下步骤：
将所述底层填料施加到所述电路板的表面上；
用所述焊料球将所述半导体板连接到所述电路板上；
固化所述底层填料，以密封所述安装板。
根据本发明的第四方面，提供一种用于将半导体元件固定到载体基材上的，并被安装在电路板上的半导体组合件的底层填料，它基本由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成。
根据本发明的第五方面，提供一种修复权利要求1所述的安装板的方法，它包括如下步骤：
部分加热至少所述半导体组合件和所述电路板中的一个至180-350℃的温度；
熔化所述固化的底层填料和任选的所述焊料；
从所述电路板上取下所述半导体组合件；和
将所述半导体组合件或新半导体组合件安装到所述电路板上。
附图的简要说明
图1是本发明安装板的剖面示意图；
图2是修复过程中从电路板上取下半导体组合件后，图1所示的安装板的剖面示意图。
发明的详细说明
根据本发明使用的单包装型可热固化的聚氨酯组合物的一个一般例子是这样的聚氨酯组合物，它含有聚氨酯预聚物和细粉涂覆固化剂，所述预聚物有异氰酸酯封端基团，优选由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成(下面称为“含NCO的预聚物”)，所述细粉涂覆固化剂含有室温为固态的固化剂，而且该固化剂的表面活性部位被细粉覆盖。
所述聚氨酯组合物可以含有任何常规添加剂，例如增塑剂(例如基于邻苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、富马酸、偏苯三酸、苯均四酸、磷酸、磺酸等的酯类增塑剂)，粘合促进剂例如硅烷偶联剂(例如巯基硅烷、环氧基硅烷、乙烯基硅烷等)、钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、环氧树脂、苯酚树脂等，稳定剂(例如受阻苯酚类型、单苯酚类型、二-三多酚类型、硫代二苯酚类型稳定剂等)，脱水剂(例如氧化钙、沸石、二氧化硅凝胶等)，染料和颜料等。
通常将这样的可热固化的聚氨酯组合物的粘度调节为500-50000mPa·s，优选1000-20000mPa·s。
含NCO的预聚物可以通过多元醇与过量多异氰酸酯反应制成。通常NCO与OH的当量比为1.5∶1-2.5∶1，优选1.9∶1-2.2∶1。含NCO的预聚物的分子量为800-50000，优选1000-10000。
上述多元醇的例子包括：聚醚多元醇(例如聚氧化烯多元醇(PPG)，改性的聚醚多元醇、聚四乙烯醚二醇等)，聚酯多元醇(例如缩合的聚酯多元醇、内酯基聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等)，含有C-C键主链的多元醇(例如丙烯酰基多元醇、聚丁二烯多元醇、聚烯烃多元醇、蓖麻油(caster oil)等)等。
上述多异氰酸酯的例子包括甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、细胞溶素二异氰酸酯、异亚丙基二(4-环己基异氰酸酯)、氢化的亚二甲苯基二异氰酸酯等。
使用聚醚多元醇作为多元醇(PPG类型预聚物)或具体地说，用烃多元醇作为多元醇(PH类型预聚物)制成的含NCO的预聚物是有利的，因为它能够使材料具有电绝缘性，但是它也可以增大材料的粘度。因此，HC或PB类型预聚物优选与包含PPG(PPG类型预聚物)的含NCO的预聚物组合使用。在该情形下，HC或PB类型预聚物与PPG类型预聚物的重量比通常为9∶1-2∶8，优选为9∶1-5∶5。此外，也可以使用使特定比例的PB类型多元醇和PPG的混合物与过量聚异氰酸酯反应制成的含NCO的预聚物。
细粉涂覆的固化剂可以这样制成，用剪切摩擦混合系统，将室温为固态的固化剂研磨成粒径中值20微米或以下，同时加入细粉，固化剂与细粉的重量比为1∶0.001-1∶0.7，优选1∶0.01-1∶0.5，并混合和研磨，使细粉的粒径中值变成2微米或以下，由此细粉就附着于固态固化剂粒子的表面上。
或者，细粉覆盖的固化剂也可以这样制成，用高速碰撞类型混合机(例如喷射磨)或压缩剪切类型混合机，将预先细磨过的固态固化剂与细粉混合。优选使用高速碰撞类型混合机。
室温为固态的固化剂的例子包括咪唑化合物(例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、2-苯基-咪唑、2-十二烷基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、它们与羧酸的盐，所述羧酸例如乙酸、乳酸、水杨酸(slicylic acid)、苯甲酸、己二酸、邻苯二甲酸、柠檬酸、酒石酸、马来酸、偏苯三酸等)，咪唑啉化合物(例如2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2-十一烷基咪唑啉、2-十七烷基咪唑啉、1-(2-羟基-3-苯氧丙基)-2-苯基咪唑啉、1-(2-羟基-3-丁氧丙基)-2-甲基咪唑啉等)，芳香胺化合物(例如4，4’-、2，4’-、3，3’-或3，4’-二氨基二苯基甲烷、2，2’-、2，4’-或3，3’-二氨基联苯、2，4-或2，5-二氨基苯酚、邻-或间-亚苯基二胺、2，3-、2，4-、2，5-、2，6-或3，4-甲苯二胺)，脂肪胺化合物(例如1，8-辛二胺、1，10-癸二胺、1，12-十二烷基二胺、1，14-十四烷基二胺、1，16-十六烷基二胺等)，胍化合物(例如二蓝菌素等)，酸酐(例如邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、甲基化的六氢邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等)，二元羧酸二酰肼(例如己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等)，胍胺(例如苯代三聚氰胺等)，蜜胺，胺加合物(例如2-乙基-4-甲基咪唑和双酚A环氧树脂的加合物等)等。
细粉的例子包括无机粉(例如氧化钛、碳酸钙、粘土、二氧化硅、氧化锆、碳、氧化铝、滑石等)，和有机粉(例如聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯、聚乙烯等)等。
当固态固化剂与细粉混合并研磨时，会产生静电，由此细粉会附着于固态固化剂粒子表面，或固态固化剂粒子会由于与混合机摩擦、碰撞或挤压剪切产生热而部分熔融，由此细粉会附着于固态固化剂粒子表面，或细粉会物理吸附在固态固化剂粒子表面上，或固态固化剂粒子表面会化学活化，由此细粉会附着于固态固化剂粒子表面。因此，固态固化剂粒子表面上的活性基团例如-NH2或-NH基就能够被细粉涂覆。
细粉涂覆的固化剂能够在等于或高于固态固化剂熔点的温度下加热而被激活，因此，被热重新激活的活性基团有助于与含NCO的预聚物的NCO基团的固化反应。
可以选择细粉覆盖的固化剂的量，使固化剂的含量基本上与含NCO的预聚物等当量。
单包装型的可热固化的聚氨酯组合物的另一个例子包括多异氰酸酯，其NCO基团用封端剂(例如苯酚类型、肟类型或内酰胺类型封端剂)灭活，或在室温为固态的灭活多异氰酸酯与固化剂(例如多元醇、多胺等)的组合物。所述多异氰酸酯可以是上述用于制备含NCO的预聚物的聚异氰酸酯。
此外，还有聚异氰酸酯与灭活的多胺固化剂的组合物。
本发明单包装型热固化聚氨酯组合物还可以优选含有环氧树脂、有机聚硅氧烷和/或脱水剂。
环氧树脂可提高本发明聚氨酯组合物的固化产物的物理性能。
环氧树脂的含量可以为5-30％(重量)，优选7-20％(重量)，以聚氨酯组合物的重量为基准。
当环氧树脂的含量小于5％(重量)时，本发明聚氨酯组合物的物理性能就不会提高。当环氧树脂含量超过30％(重量)时，本发明聚氨酯组合物的粘度就会增大，使可加工性和可渗透性下降。
环氧树脂可以是任何常规使用的环氧树脂。环氧树脂的具体例子包括下述各种：
(1)缩水甘油基胺环氧树脂
有至少一个N，N-二缩水甘油基氨基的环氧树脂，例如N，N，N’，N’-四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、N，N-二缩水甘油基-间-或对-氨基苯酚缩水甘油醚及其缩合物。它们可以以ARALDITEMY720买到(从Ciba-Geigy买到)，和EPOTOTE434和YH120(两者都购自TOTO KASEI KABUSHIKIKAISHA)。
(2)酚醛树脂清漆环氧树脂
酚醛树脂清漆环氧树脂例如EPIKOTE152和152(两者都购自ShellChemical)、DOW EPOXY RESIN DEN431、438、439和485(都购自Dow Cheimcal)、RE-3055(购自NIPPON KAYAKU)等。甲酚酚醛树脂清漆环氧树脂例如ECN1235、1273、1280和1299(都购自Ciba-Geigy)、EOCN100、102、103和104，和EOCN-1020、1025、1027、3300和4400(都购自NIPPON KAYAKU)、QUATREX 3310、3410和3710(都购自Dow Chemical)等。
(3)双酚A环氧树脂
双酚A环氧树脂例如EPIKOTE828、834、827、1001、1002、1004、1007和1009(都购自YUKA SHELL)，DOW EPOXY DER331、332、662、663U和662U(都购自Dow Chemical)，ARALDITE6071、7071和7072(都购自Ciba-Geigy)，EPICRONE840、850、855、860、1050、3050、4050和7050(都购自DAINIPPON INKAND CHEMICALS)，RE-310S和RE-410S(两者都购自NIPPON KAYAKU)等。聚氨酯改性的双酚A环氧树脂，例如ADEKA RESIN EPV-6、EPV-9和EPV-15(都购自ASAHI DENKA KOGYO)等。溴化的双酚A环氧树脂例如ARALDITE8011(购自Ciba-Geigy)、DOW EPOXY RESIN DER511(购自Dow Chemical)等。
(4)脂环环氧树脂
ARALDITECY-179、CY-178、CY-182、CY-183(都购自Ciba-Geigy)。
(5)其他环氧树脂
双酚F环氧树脂例如EPIKOTE807(购自YUKA SHELL)、RE-304S、RE-403S和RE-404S(都购自NIPPON KAYAKU)、S-129和830S(两者都购自DAINIPON INKAND CHEMICALS)。间苯二酚环氧树脂、四羟基苯基乙烷环氧树脂、多元醇环氧树脂、聚二醇环氧树脂、甘油三醚环氧树脂、聚烯烃环氧树脂、环氧化大豆油、酯环氧树脂、酚醛环氧树脂、萘环氧树脂、阻燃环氧树脂等。
在上述环氧树脂中，可以使用室温为液态的环氧树脂，室温为固态的环氧树脂可以加热至其熔点熔融，或用一同使用的液态环氧树脂溶解。
有机聚硅氧烷化合物能够提高粘合性和可湿润性。有机聚硅氧烷化合物可以是至少一种选自硅烷偶联剂、硅醇基团封端的有机聚硅氧烷、聚醚改性的聚硅氧烷和改性的有机聚硅氧烷。
有机聚硅氧烷化合物的用量通常为0.01-5.0％(重量)，优选0.05-5.0％(重量)，以聚氨酯组合物的重量为基准。
当有机聚硅氧烷化合物的用量小于0.01％(重量)时，就不会提高本发明聚氨酯组合物的粘合性和可渗透性。当有机聚硅氧烷化合物的用量超过5％(重量)时，本发明聚氨酯组合物的储存稳定性就会下降。
硅烷偶联剂的例子包括氨基硅烷化合物(例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、β-氨基乙基-三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基二乙氧基硅烷、γ-烯丙基氨基丙基三甲氧基硅烷、β-(β-氨基乙基硫代乙基)-二乙氧基甲基硅烷、β-(β-氨基乙基硫代乙基)-三乙氧基硅烷、β-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-环己基氨基丙基-三甲氧基硅烷、γ-苄基氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(乙烯基苄基氨基丙基)三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-氨基乙基氨基甲基甲氧基硅烷、γ-〔β-(β-氨基乙基氨基乙基氨基)丙基〕三乙氧基硅烷、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)尿素等)，巯基硅烷化合物(例如3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等)，环氧硅烷化合物(例如β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、〔2-(3，4-环氧-4-甲基环己基)丙基〕甲基二乙氧基硅烷)、(3-环氧丙氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基-三甲氧基硅烷等)，异氰酸酯硅烷化合物(例如γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基-三甲氧基硅烷等)等。
有硅醇末端基团的硅醇有机聚硅氧烷的例子包括下式的聚硅氧烷：
其中R1是甲基或苯基，R2是苯基，Ph是对亚苯基，r是9-500的数，s是0或r的6％或更小。它们可以单独使用或两种或多种组合使用。
可买到的有硅醇末端基团的有机聚硅氧烷的特定例子是有硅醇末端基团的聚二甲基硅氧烷，有硅醇末端基团的二苯基硅氧烷，有硅醇末端基团的聚二甲基二苯基硅氧烷，聚四甲基-对-甲硅烷基亚苯基硅氧烷等。
聚醚-改性的聚硅氧烷的一个例子是下式的化合物：
Figure C0080998300122
其中X1是-OH、-NH2或-NHR，其中R是1-8个碳原子的直链或支链烷基或苯基，R10和R11可相同或不同，各自为氢原子、甲基或苯基，R12是氢原子或甲基，m是3-300的数，n是1-100的数，n’是1-100的数。
改性有机聚硅氧烷的一个例子是这样制成的有机聚硅氧烷：使(a)两端有活性氢原子的聚硅氧烷化合物，(b)多羟基活性氢化合物，(c)二异氰酸酯化合物和(d)两端有活性氢原子的扩链剂，根据下述方法中的一种反应：
(i)第一方法
首先，使两端有活性氢原子的聚硅氧烷化合物(a)与二异氰酸酯化合物(c)在20-120℃温度反应10分钟至120小时，任选有溶剂存在，形成单加合物。
溶剂的例子包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃等。
另外，多羟基活性氢化合物(b)和二异氰酸酯化合物(c)在上述反应所述同样的条件下反应，形成另一种单加合物。
接着，这两种单加合物在两端有活性氢原子的扩链剂(d)存在下在20-120℃温度进行嵌段加成反应1-120小时，得到聚氨酯改性的聚硅氧烷树脂。
(ii)第二方法
上述四种组分(a)-(d)在一次性系统中任选在上述溶剂存在下进行嵌段加成反应，获得聚氨酯改性的聚硅氧烷树脂。
两端有活性氢的聚硅氧烷化合物(a)的一个例子是下式的化合物：
Figure C0080998300131
其中X2是-OH、-NH2或-NHR，其中R的定义如上所述，R13和R14可相同或不同，各自为氢原子、甲基或苯基，R15是1-12个碳原子的亚烷基或亚烷基醚，p是3-300的数。
聚硅氧烷化合物(V)的分子量是900-20000，优选1800-10000。
这样的聚硅氧烷化合物可以以商品名KF6001、KF6002和KF6003(购自Shin-Etsu Silicone)，FM3311、FM3321和FM4421(购自CHISSO)等买到。
多羟基活性氢化合物(b)的例子包括
其中X3是-OH、-NH2或-NHR，其中R的定义如上所述，R16是氢原子或甲基，R17是1-12个碳原子的亚烷基，或下式的基团：
其中R18和R19相同或不同，各自为氢原子或甲基，Ph’是邻-、间-或对-亚苯基(可以是氢化的)，q是1-100的数，q’是1-100的数，(例如聚丙二醇、聚乙二醇、聚亚丙基乙二醇、双酚A的丙烯和/或乙烯加合物)；
或含有下式重复单元的两端为羟基的聚酯多元醇：
            -R20-CO-O-R21-
其中R20是脂肪或芳香二羧酸的残基，R21是脂肪或芳香二元醇的残基，条件是R20和/或R21可以在所有重复单元中都相同，或在重复单元之间是不同的，以形成共聚物。
多羟基活性氢化合物(b)的分子量可以是500-10000，优选1000-3000。
二异氰酸酯化合物(c)的例子包括芳香二异氰酸酯(例如2，4-或2，6-甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯等)，和脂肪二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯、细胞溶素二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化的MDI、氢化的TDI等)。
两端有活性氢原子的扩链剂(d)的例子包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、二羟甲基环己烷、甲基亚氨基二乙醇、二羟甲基丙酸、乙二胺、六亚甲基二胺等。
当下式的两端有活性氢原子的聚硅氧烷化合物用作组分(a)：
Figure C0080998300141
上式中R13、R14、R15和p的定义如上所述，下式的双酚A-环氧丙烷加合物用作组分(b)：
Figure C0080998300142
上式中q和q’的定义如上所述，Ph是对-亚苯基基团，TDI用作组分(c)，丁二醇用作组分(d)时，改性有机聚硅氧烷的化学结构如下式所示：
其中R13、R14、R15、p、q、q’和Ph的定义如上所述，x是1-10的数，y是1-20的数。
脱水剂能够提高本发明聚氨酯组合物的储存稳定性。脱水剂的用量是1-10％(重量)，优选2-5％(重量)，以聚氨酯组合物的重量为基准。
脱水剂的例子包括氧化钙、沸石、硅胶、硅酸乙酯、正磷酸乙酯、甲酸乙酯、原乙酸甲酯等。
如果需要，本发明的单包装型的可热固化的聚氨酯组合物可以含有任何常规添加剂。添加剂的例子包括膨胀剂、增强剂、填料(例如煤焦油、玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、纤维素、聚乙烯粉、聚丙烯粉、石英粉、硅酸盐矿石、云母、板岩粉、高岭土、氧化铝三水合物、氢氧化铝、白垩粉、生石膏、碳酸钙、三氧化锑、膨润土、二氧化硅、氧相二氧化硅、立德粉、重晶石、二氧化钛、碳黑、石墨、氧化铁、金粉、铝粉、铁粉等)、颜料、有机溶剂(例如甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)，反应性稀释剂(例如丁基缩水甘油基醚、N，N’-二缩水甘油基-邻-甲苯胺、苯基缩水甘油基醚、氧化苯乙烯、乙二醇二缩水甘油基醚、丙二醇二缩水甘油基醚、1，6-己二醇二缩水甘油基醚等)，非反应性稀释剂(例如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、石油溶剂等)，改性的环氧树脂(例如聚氨酯改性的环氧树脂、醇酸改性的环氧树脂等)等。
本发明的安装板可以用任何制造常规安装板的常规方法制成，除了将本发明的单包装型热固性聚氨酯组合物用作半导体组合件的底层填料。
下面参照图1说明本发明安装板的制造方法的一个优选实施方案。
如图1所示，安装板1这样制成：用各自直径为300-800微米的焊料球4，以100-500微米的球距，将半导体组合件2连接到电路板3上，使用精确计量/排放液体的装置，用底层填料5即本发明的单包装型热固性聚氨酯组合物填充焊料球4的间隙；然后在80-100℃温度加热安装板5-10分钟，固化聚氨酯组合物，并密封间隙。
电路板可以用玻璃增强的环氧树脂、ABS树脂、苯酚树脂之类的树脂制成。
半导体组合件可以将半导体元件(例如LSI等)固定到载体基材上制成，即由高熔焊料、各向异性导电粘合剂或电线连接半导体元件和载体基材，并用合适的树脂密封，以提高连接的可靠性和耐久性。载体基材可以是陶瓷例如Al2O3、SiN3、Al2O3/SiO2，或耐热性树脂例如聚酰亚胺树脂，或用来制备上述电路板的树脂制成的基材或带。
半导体组合件的例子是芯片尺寸的组合件(CSP)、球状手柄阵列(BGA)等。
如果发现安装板内的连接不良，那么能够用下述步骤修复：
(i)首先，如图1所示，用热空气A将半导体组合件2上表面的一部分加热至180-300℃温度，使焊接区内焊料球4熔化，取下半导体组合件2(见图2)。
(ii)接着，用钳子或任何其他工具(未示出)捏残留的底层填料5’和残留的焊料球4’的复合物6的一端，所述复合物6可容易地从电路板3上剥离，同时用热空气吹电路板3的下表面，将它加热至180-350℃温度，优选200-300℃。
清洁电路板3的表面后，再次采用上述步骤安装半导体组合件。
实施例
下面用实施例详细说明本发明。
实施例1-4
(1)合成含NCO的预聚物
使聚丁二烯基的多元醇和TDI进行反应，NCO/OH比例为2.0，得到含NCO的预聚物，分子量为1500(PH基的预聚物)。
(2)细粉涂覆的固化剂
将1，10-癸二胺(熔点60℃)和粒径中值为0.27微米的氧化钛以1∶0.3的重量比混合，并用喷射磨研磨，获得粒径中值为10微米的细粉涂覆的固化剂。
(3)制备单包装型的热固性聚氨酯组合物
(i)首先，将由PPG和TDI(SUNPRENE SEL No.3，购自SANYO KASEI，NCO含量3.6％，分子量7000)(下面称为“PPG基的预聚物”)制成的含NCO的预聚物，和在上述(1)中制成的含NCO的预聚物(PH基的预聚物)以表1所示的重量比混合，并80℃固化10分钟。接着，测量固化产物的物理性能(采用JIS №3哑铃形状样品)和电性能。结果如表1所示。
                                                表1
    编号     1     2     3     4     5     6       7
PPG基的预聚物与PH基的预聚物的重量比   100/0   90/10   70/30   50/50   30/70   10/90     0/100
物理性能：50％模量(kg/cm2)断裂强度(％)最大伸长率(％) 16.538.7400 20.040.3350 19.343.9200 25.553.4200 48.790.9200 59.578.5125 52.957.5100
电性能：介电常数(ε)介电损耗因子(tanδ)体积电阻(Ω·cm) --1.0×108＞ --1.0×108＞ 4.970.05752.70×1010 4.610.04288.70×1010 4.230.041.29×1012 3.70.01882.95×1013 30.0156.61×1016
(ii)然后，将上述步骤(i)中制成的混合预聚物№7(PPG基预聚物与PH基预聚物的重量比＝30/70)、在(2)中制成的细粉涂覆的固化剂、增塑剂、双酚A环氧树脂、硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷、稳定剂和脱水剂以表2所示的用量(重量份)均匀混合，获得单包装型热固性聚氨酯组合物，其粘度如表2所示(23℃)。
(4)性能测试
将制成的组合物进行下述测试：
(a)低温固化性能
将该组合物在钢板上施涂成2mm厚的涂层时，测试固化所需的加热条件。钢板在烘箱中用热空气进行加热。
(b)粘合强度
根据JIS K 6850，用玻璃增强的环氧树脂作为测试片测试拉伸剪切粘合强度。
(c)渗透性
测试聚氨酯组合物在40℃温度在毛细作用下在一对玻璃板的500微米间隙内前行10mm距离的时间。
(d)体积电阻(Ω·cm)
根据JIS K 6911，聚氨酯组合物在23℃保持1分钟后，施加100V电压，测试其体积电阻。
(e)修复性能
将聚氨酯组合物施加到玻璃增强环氧树脂板上，涂成500微米厚度，并在80℃固化20分钟。接着，将施涂过的板放到热板上，在热板表面温度为210℃、220℃和230℃时，剥下聚氨酯组合物涂层。用聚氨酯组合物涂层的剥离条件评价修复性能，并根据下述标准分级：
A：全部以剥离方式取下；
B：几乎取下全部的固化聚氨酯组合物；
C：有裂开的残留在电路板上；
D：不能修复。
(f)储存稳定性
将聚氨酯组合物40℃储存2个月，测试组合物的粘度。接着，与储存前的粘度对比，计算粘度的增高(％)。
在对比例1中，聚氨酯组合物仅储存1天，接着，测试其粘度。
结果如表2所示。
对比例1
使用单包装型的热固性环氧材料(PENGUIN CEMENT 1090，购自SUNSTARGIKEN)，并进行如实施例1-4所述相同的性能测试。
结果如表2所示。
                                           表2
  实施例1   实施例2   实施例3  实施例4   对比例1
混合的预聚物     50     50     40     40
固化剂     13.5     13.5     15     15
增塑剂1)     30     30     25     25
环氧树脂2)     20     20
硅烷偶联剂3)     2.5
聚二甲基硅氧烷4)     2.5     2.5     2.5
稳定剂5)     0.1     0.1     0.1     0.1
脱水剂     3
粘度(mPa·s)     8000     6600     5200     4900     5600
低温固化性能     80℃×10min     80℃×10min     80℃×10min     80℃×10min     130℃×10min
粘合强度(N/mm2)     5.0     6.0     8.5     8.5     15.2
渗透性能(sec)     50     45     40     40     40
体积电阻(Ω·cm)     1.5×1012     4.5×1013     5.0×1013     5.5×1013     1.0×1016
修复性能-180℃-220℃-230℃ CBA CBA CBA CBA DDD
储存稳定性(粘度增高％)     49     45     测不出     25     50
注释：
1)三(2-乙基己基)苯三酸酯+二(2-乙基己基)己二酸酯，重量比为2∶1；
2)双酚A环氧树脂(EPIKOE828，购自YUKA SHELL)；
3)3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM-351A(商品名)，购自Shin-EtsuChemical)。
4)聚醚改性的聚硅氧烷(KF-351A(商品名)，购自Shin-Etsu Chemical)。
5)四〔亚甲基-3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基-苯基)丙酸酯〕甲烷(ADEKASTUB AO-60，购自ASAHI DENKA KOGYO)。
从表2所示的结果能够看出，本发明的聚氨酯组合物与常规聚氨酯组合物相比，低温固化性能和储存稳定性更好。

Claims (12)

1.一种可修复的安装板，它包含电路板和将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件，其中所述的半导体组合件用焊料球连接到所述电路板上，连接部件的焊料之间的间隙用底层填料填充，该材料基本由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成；
其中所述的单包装型的热固性聚氨酯组合物含有：
聚氨酯预聚物，该预聚物有异氰酸酯封端基团，由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成，所述聚氨酯预聚物是含有烃多元醇作为多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物，与含有聚氧化烯多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物的混合物，它们的重量比为9∶1-2∶8；
细粉涂覆的固化剂，该细粉涂覆的固化剂含有室温为固态的固化剂，而且该固化剂的表面活性部位被细粉覆盖。
2.如权利要求1所述的安装板，其中所述的室温为固态的固化剂是至少一种选自咪唑化合物、咪唑啉化合物、胺化合物、胍化合物、酸酐、二元羧酸二酰肼、胍胺、蜜胺和胺加合物的固化剂。
3.如权利要求1所述的安装板，其中所述的细粉是一种选自二氧化钛、碳酸钙、粘土、二氧化硅、氧化锆、碳、氧化铝、滑石、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯和聚乙烯的材料。
4.如权利要求1所述的安装板，其中所述的单包装型的热固性聚氨酯组合物还含有至少一种选自环氧树脂、有机聚硅氧烷化合物和脱水剂的添加剂。
5.如权利要求1所述的安装板，其中所述的热固性聚氨酯组合物的固化材料固化后的体积电阻的范围是自1×1010至1×1016Ω·cm以下。
6.一种制造可修复安装板的方法，所述安装板含有电路板和将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件，其中所述的半导体组合件用焊料球连接到所述电路板上，连接部件的焊料之间的间隙用底层填料填充，该材料基本上由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成；
所述单包装型的热固性聚氨酯组合物含有：
聚氨酯预聚物，该预聚物有异氰酸酯封端基团，由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成，所述聚氨酯预聚物是含有烃多元醇作为多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物，与含有聚氧化烯多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物的混合物，它们的重量比为9∶1-2∶8；
细粉涂覆的固化剂，该细粉涂覆的固化剂含有室温为固态的固化剂，而且该固化剂的表面活性部位被细粉覆盖；
该方法包括如下步骤：
用所述焊料球将所述半导体板连接到所述电路板上；
接着用所述底层填料填充连接部件的焊料之间的间隙；和
固化所述底层填料，以密封所述安装板。
7.一种制造可修复安装板的方法，所述安装板含有电路板和将半导体元件固定到载体基材上的半导体组合件，其中所述的半导体组合件用焊料球连接到所述电路板上，连接部件的焊料之间的间隙用底层填料填充，该填料基本上由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成；
所述单包装型的热固性聚氨酯组合物含有：
聚氨酯预聚物，该预聚物有异氰酸酯封端基团，由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成，所述聚氨酯预聚物是含有烃多元醇作为多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物，与含有聚氧化烯多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物的混合物，它们的重量比为9∶1-2∶8；
细粉涂覆的固化剂，该细粉涂覆的固化剂含有室温为固态的固化剂，而且该固化剂的表面活性部位被细粉覆盖；
该方法包括如下步骤：
将所述底层填料施加到所述电路板表面上；
用所述焊料球将所述半导体板连接到所述电路板上；
固化所述底层填料，以密封所述安装板。
8.一种用于安装到可修复电路板上的半导体组合件的底层填料，所述半导体组合件是将半导体元件固定到载体基材上的，所述底层填料基本上由单包装型的热固性聚氨酯组合物组成；
所述单包装型的热固性聚氨酯组合物含有：
聚氨酯预聚物，该预聚物有异氰酸酯封端基团，由多元醇与过量多异氰酸酯反应形成，所述聚氨酯预聚物是含有烃多元醇作为多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物，与含有聚氧化烯多元醇并有异氰酸酯末端基团的聚氨酯预聚物的混合物，它们的重量比为9∶1-2∶8；
细粉涂覆的固化剂，该细粉涂覆的固化剂含有室温为固态的固化剂，而且该固化剂的表面活性部位被细粉覆盖。
9.如权利要求8所述的底层填料，其中所述的室温为固态的固化剂是至少一种选自咪唑化合物、咪唑啉化合物、胺化合物、胍化合物、酸酐、二元羧酸二酰肼、胍胺、蜜胺和胺加合物的固化剂。
10.如权利要求8所述的底层填料，其中所述的细粉是一种选自二氧化钛、碳酸钙、粘土、二氧化硅、氧化锆、碳、氧化铝、滑石、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯和聚乙烯的材料。
11.如权利要求8所述的底层填料，其中所述的单包装型的热固性聚氨酯组合物还含有至少一种选自环氧树脂、有机聚硅氧烷化合物和脱水剂的添加剂。
12.一种修复如权利要求1-5中任一项所述的可修复安装板的方法，它包括如下步骤：
部分加热至少所述半导体组合件和所述电路板中的一个至180-350℃的温度；
熔化所述固化的底层填料和任选的所述焊料；
从所述电路板上取下所述半导体组合件；和
将所述半导体组合件或新的半导体组合件安装到所述电路板上。
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