DE2712167A1 - Beschichtungsmasse zum abdichten von anschlusstellen auf einem keramischen modul - Google Patents

Beschichtungsmasse zum abdichten von anschlusstellen auf einem keramischen modul

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DE2712167A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsmasse zum Abdichten von Anschlußstellen auf einem keramischen Modul während des Eintauchens in ein Lötbad, die nach der Behandlung in dem Lötbad wieder entfernt werden kann.
Bei der Herstellung von elektronischen Moduln mit Stiften, beispielsweise bei der Herstellung einer mehrschichtigen keramischen Hybrid-Anordnung, sind vergoldete Thermokompressions-Anschlußstellen vorhanden, die mit Leitern verbunden werden, um die Verbindung zwischen den Moduln und der externen Welt herzustellen. Bei der Herstellung der Moduln wird ein Eintauchen in ein Lötbad vorgenommen, um die Stifte mit dem Leiterzugmuster auf dem Modul zu verbinden. Bei einigen Substraten wird der Chip dann mittels eines Thermokompressionsverfahrens über die Drähte des Chips mit den vergoldeten Anschlußstellen auf dem Schaltkreismuster verbunden. Während des Eintauchens in ein Lötbad ist es wichtig, daß die vergoldeten Anschlußstellen auf dem Modul für das Thermokompressionsverfahren in der Weise geschützt werden, daß sie nach dem Eintauchen in das Lötbad gereinigt werden und zur Herstellung der oben genannten Verbindungen verwendet werden können. Bisher bekannte Abdicht-Resistmaterialien, wie positive und negative Photoresistmaterxalien, Natriumsilicat oder ein Produkt, das von der Dow Corning unter dem Handelsnamen Silastic RTV im Handel ist, wurden verwendet, um die Anschlußstellen zu maskieren. Mit diesen Materialien traten an den Anschlußstellen oft Probleme auf, entweder durch schlechten Schutz gegen das Lötmittel oder alternativ durch deren unvollständige Entfernbarkeit vor dem Verbinden der Anschlußstellen mit den Drähten, das anschließend erfolgt. Wenn ein schlechter Schutz gegen das Lötmittel vorhanden ist, gelangt etwas von dem Lötmittel zu den Anschlußstellen, wodurch die nachfolgende Verbindung des Drahtes mit der Anschlußstelle nachteilig beeinflußt wird. Wenn das Maskierungsmaterial vor der Verbindung mit den Drähten nicht vollständig entfernbar ist, weist die Drahtverbindung
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- 3 eine erniedrigte Bindungsfestigkeit auf.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Beschichtungsmasse zum Abdichten der vergoldeten Anschlußstellen auf den Moduln für das nachfolgende Thermokompressions-Verbindungsverfahren bereitzustellen, die einen vollständigen Schutz der Anschlußstellen während des Eintauchens in ein Lötbad gewährleistet und die danach von den Anschlußstellen wieder vollständig entfernbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Beschichtungsmasse der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an einem thermoplastischen und thermostabilen, abziehbaren Polysulfon-Grundmaterial, einem Lösungsmittel für dasselbe und einem Füllstoff.
Als Lösungsmittel für das Polysulfon-Grundmaterial sind o-Dichlorbenzol, Monochlorbenzol, Methylenchlorid und Trichloräthylen besonders geeignet. Füllstoffe wie Zinkoxid, Calciumcarbonat oder Siliciumdioxid-Teilchen halten das geschmolzene Polysulfon an den gewünschten Stellen während der Löttauchbehandlung. Das erfindungsgemäße Material wird im Siebdruckverfahren auf die keramischen Moduln an den gewünschten Stellen aufgetragen, anschließend wird der Modul eine bestimmte Zeitdauer bei erhöhten Temperatur gehärtet. Dann wird der Modul einer Löt-Tauchbehandlung unterworfen und das Maskierungsmaterial durch Eintauchen des Moduls in Methylenchlorid entfernt, und im Anschluß daran werden die Moduln in Trichloräthy*- len-Dampf entfettet.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden speziellen Beschreibung und der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Lötmaske gemäß der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen aus drei Grundmaterialien. Wichtigster Bestandteil ist das Polysulfonharz, welches ein thermoplastisches und
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thermostabiles, abziehbares Grundmaterial darstellt. Zweiter Bestandteil ist ein Lösungsmittel für das Polysulfonharz wie Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, Methylenchlorid oder Trichlorethylen. Chlorbenzol oder o-Dichlorbenzol sind wegen ihrer höheren Siedepunkte die bevorzugten Lösungsmittel. Als dritter Bestandteil in dem Maskierungs-Grundmaterial ist ein Füllstoff erforderlich, der das Polysulfonharz während der Lötoperation an den gewünschten Stellen hält. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß bei den erhöhten Temperaturen, die während des Lötens auftreten, das Polysulfonharz im geschmolzenen Zustand vorliegt. Typische, im Rahmen der Erfindung verwendbare Füllstoffe sind Zinkoxid, Calciumcarbonat oder fein verteiltes Siliciumdioxid.
Beispiel 1
Ein erstes Lötmaskenmaterial wird hergestellt durch Vermischen von 30 g Polysulfonharz mit 100 ml o-Dichlorbenzol. Nachdem das Polysulfon in o-Dichlorbenzol gelöst ist, werden ungefähr 8 g fein verteiltes Siliciumdioxid zugegeben und die Zusammensetzung so lange gemischt, bis sie homogen ist.
Dieses Material wird dann in geeigneter Weise auf die Anschlußstellen auf den Moduln aufgedruckt, und der Modul wird etwa 15 Minuten lang bei 175 0C gehärtet. Nach der Tauchbehandlung des Moduls zum Löten wird das Resistmaterial entfernt, indem der Modul zwei Minuten lang in Methylenchlorid eingetaucht und anschließend in Trichloräthylendampf entfettet wird.
Beispiel 2
Eine zweite Formulierung für eine abziehbare Lötmaske gemäß der Erfindung wird hergestellt durch Auflösen von 30 g Polysulfon in 100 ml Chlorbenzol. Nachdem das Polysulfonharz gelöst ist, werden 56 g Zinkoxid als Füllstoff. zugera±>en und die Zusammenset-
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zung so lange gemischt, bis sie homogen ist. Diese zweite Zusammensetzung wird, wie in Beispiel 1 angegeben, im Siebdruckverfahren aufgetragen und gehärtet.
Es wurde gefunden, daß bei Verwendung der Formulierungen für eine abziehbare Lötmaske gemäß der Erfindung die Maske in hohem Maße für das Lötmittel undurchlässig ist und sich außerdem extrem leicht abziehen läßt. Bei der nachfolgenden Verbindung mit den Verbindungsdrähten hat sich gezeigt, daß die vergoldeten Anschlußstellen einen mittleren Drahtzug von 2,8 g aufweisen, was einen ausgezeichneten Wert für Stift-Elektronik darstellt.
Es wurde gefunden, daß die Mengen der Materialien in bestimmten Bereichen variieren können. Insbesondere im Beispiel 1 können zwischen 20 und 40 g Polysulfonharz pro 1OO ml Lösungsmittel und zwischen 5 und 10 g fein verteiltes Siliciumdioxid oder kolloidales Siliciumdioxid eingesetzt werden. Im Beispiel 2 können zwischen 20 und 40 g Polysulfonharz pro 1OO ml Lösungsmittel und zwischen 50 und 100 g Zinkoxid eingesetzt werden. Die Lösungsmittel und/oder Füllstoffe der Beispiele 1 und 2 können untereinander ausgetauscht werden, und andere Füllstoffe, wie beispielsweise 50 bis 70 g Calciumcarbonat,können anstelle der zuvor beschriebenen Füllstoffe in den Beispielen 1 und 2 verwendet werden. Dem Fachmann sind darüberhinaus weitere Variationen möglich.
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Γ Böblingen, den 17. März 1977 kd-se-bue
Anmelderin:
International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen:
Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin:
EN 975 033
Vertreter:
Patentassessor
Fr. Dr. rer. nat. E. M. KREIDLER 7030 Böblingen
Bezeichnung:
Beschichtungsmasse zum Abdichten von Anschlußstellen auf einem keramischen Modul
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Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE
1. ι Beschlchtungsmasse zum Abdichten von Anschlußstellen
auf einem keramischen Modul während des Eintauchens in ein Lötbad, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem thermoplastischen und thermostabilen, abziehbaren Polysulfon-Grundmaterial, einem Lösungsmittel für dasselbe und einem Füllstoff.
2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel für Polysulfone gewählt ist aus der Gruppe von o-Dichlorbenzol, Monochlorbenzol, Methylenchlorid und Trichloräthylen.
3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff gewählt 1st aus der Gruppe von Zinkoxid, Calciumcarbonat und fein verteiltem Siliciumdioxid.
4. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 2O bis 40 g Polysulfonharz je 1OO ml Lösungsmittel.
5. Beschichtungsmasse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 30 g Polysulfonharz, gelöst in 1OO ml Monochlorbenzol und 56 g Zinkoxid enthält.
6. Beschichtungsmasse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3O g Polysulfonharz, gelöst in 1OO ml o-Dichlorbenzol und 8 g fein verteiltes Siliciumdioxid enthält.
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EN 975 Ο33 OR,GiNAL
DE19772712167 1976-03-29 1977-03-19 Beschichtungsmasse zum abdichten von anschlusstellen auf einem keramischen modul Withdrawn DE2712167A1 (de)

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