FR2968226A1 - Composition de fondant et procede de soudage - Google Patents

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Abstract

Une composition de fondant est fournie, comprenant, en tant que composant initial : un fondant représenté par la formule I : dans laquelle R , R , R et R sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle substitué en C à C , un groupe alkyle non substitué en C à C , un groupe arylalkyle substitué en C à C et un groupe arylalkyle non substitué en C à C ; et dans laquelle de zéro à trois des radicaux R , R , R et R représente(nt) un atome d'hydrogène. Est également fourni un procédé de soudage d'un contact électrique utilisant la composition de fondant.

Description

COMPOSITION DE FONDANT ET PRQÇEDE DE SOUDAGE La présente invention concerna une composition de fondant comprenant, en tant que composant initial un fondant papi, ru par la formule I dans laquelle R2, R et P sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogene, tale groupe alkyle substitue en C_ à C,, un groupe alkyle non substitué en CI à c,., un groupe arylalkyle substitué en C7 t et un groupe arylalkyle non substitue en C à C et dans laquelle zéro à trou clés radicaux P , R` et R`r r~présente(nt) un atome d'hydrogène. Le terme « composant initial e se réfère à la matière telle qu'elle est ajoutée pour préparer la composition. Un « composant initial » peut changer, réagir ou interagir lors de son ajout â d'autres composants dans la composition, et donc ne plus être présent dans le flux dans la forme qu'il avait avant son introduction dans la composition. La présente invention concerne en outre un procédé de soudage d'un contact électrique. Les procédés de soudage vont des procédés de soudage manuels aux procédés de soudage automatiques. L'utilisation de fondants dans les procédés de soudage, aussi bien manuels qu'automatiques, est également bien connue. En fait, l'utilisation d'une brasure seule ne produit generalement pas une interconnexion électrique acceptable. Les fendants remplissent plusieurs fonctions dans le procédé de soudage. Par exemple, )radants ont pour fonction d êiiminPr tous les oaydas qui pouvaient sur le Contact. MUtalll par _ iPpl r( gi ,n`_; hra`,lJre
rc3c ~'e s.;Ur conLai :ur ;1;liqu(''" I f 'niants sur la gant Ir. ra e ni pros ()LIS la25 forme d'un cible de forme annulaire incorporant un coeur de fondant. Au fur et a mesure que la brasure fond en chauffant, le fondant présent dans le coeur est activé, et vient couvrir les surfaces du,iant rare interconnectees par la brasure fondue. Des pâtres de soudage sont égaiement connues, dans lesquelles un fondant et une poudre de soudage sont amalgames pour former une suspension stable globalement homogéne de particules de brasure dans la pater Une application d'importance commerciale d'un procédé de sondage automatique est la fabrication de dispositifs semi-conducteurs. A savoir, les procédés de soudage par refusion sont habituellement utilisés dans la production automatique des dispositifs semi-conducteurs, où une puce â semi-conducteur est montée sur une carte de circuit imprimé {CCT}. Dans certains procédés de production automatique de ce type, une pâte de soudage est appliquée sur une carte de circuit imprimé en utilisant, par 15 exemple, une sérigraphie ou une impression au stencil. La puce â semi-conducteur est alors amenée en contact avec la CCT et la pâte de soudage est chauffée pour provoquer la refusion de la brasure dans la pâte, en formant des interconnexions électriques entre la puce â semi-conducteur et la CCT. Le chauffage peut être facilité, par exemple, par exposition de la 20 pâte de soudage à une lumière infrarouge ou par chauffage dans un four. Dans certaines applications, l'ensemble puce a semi-conducteur/CCI est de nouveau traité avec un matériau pour manque de matai qui remplit une grande partie de le zone interstitielle entre la puce a senti-conducteur rie 25 t=ant jC)rine !a d menci ' ;)I `'. , tlol"ï mas- sltifs or"]r: nt Uunt 1e`_ CI; C' 1 tS C'.é' c`..)Mp _ lrinutturlsatl ~ i.Jt''nlatiC l'_ t rLirldc_'s ~)loc a cui 0 conducteur en immergeant ia partie contact électrique de la puce a semi-conducteur dans un bain de fondant. Les contacts électriques revétus de fondant sur la puce a semi-conducteur peuvent alors étre amenés en contact avec une CO comprenant les contacts electr"Igues et les épies de soudure correspondants. Les billes de soudure peuvent alors être chauffées pour interconnecter par refusion la puce â semi-conducteur et la CHI. En variante, le procédé de préhension et d'Immersion peut étre employé avec, des composants de dispositif qui présentent des contacts électriques avec une brasure pré-appliquée. Dans ces procédés, la brasure 10 pré-appliquée est revêtue par immersion avec le fondant puis amenée en contact avec le(s) contact(s) électrique(s) correspondant(s) et chauffée pour provoquer la refusion, pour former les interconnexions électriques. De nombreux composants électroniques correspondent â cette dernière catégorie de procédé en ce qu'ils sont fabriqués avec une quantité 15 suffisante de brasure sur le composant pour faciliter l'interconnexion du composant avec un autre composant électrique (par exemple, une CCI). Dans la plupart des cas, l'utilisation des fondants disponibles dans le commerce laisse des résidus ioniques sur les régions â brasure, ce qui peut avoir l'inconvénient d'entrainer une corrosion de la circuiterie et la 20 formation de courts-circuits. Par conséquent, vies étapes de procédé supplémentaires sont nécessaires pour éliminer ces résidus après la formation dt s interconnexions soudées. Four les procédés Ce rabrication dispositifs semi-conducteur.;, legs conne ions a bre sure formées ente' la ni (rïrndctc_~.r t id C(1 ~rc.~nt n sri f, . ~ i ! _stil 25 nt' "e a p'! c sen -c nducteu" et 'a (el - Ît', ~ illiir dent '( s difficile d'ulir rin r ( ir, d `tte.e >iiu sur i2lasur" a r '_, le (_I environnementaux nécessitent l'élimination des déchets produits pendant. les opérations de nettoyage. Certains fondants sans n tto'jacte faible quantité de résidus et ayant une faible teneur en solides sont disponibles dans le commente, Une composition de fondant décrite comme minimisant sensiblement ou éliminant sensiblement les résidus de fondant lors du soudage des composants électroniques est décrite dans la demande de brevet U.S. Nt 20100175790 délivrée à Duchesne et al.. Duchesne et al. décrivent une composition de matière comprenant un fondant, dans laquelle ledit fondant est essentiellement constitué d'une combinaison : (a) d'un fondant ; et (b) d'un solvant dans laquelle ledit fendant : (1) comprend un acide-cétone ; ou (2) comprend un acide-ester ; ou () comprend un mélange dudit acide-cétone avec ledit acide-ester ; et dans laquelle ledit solvant comprend un mélange d'un solvant collant choisi parmi les alcools polyhydriques ou leurs mélanges, et d'un solvant non collant choisi parmi les alcools monohydriques ou leurs mélanges. Cependant, ïl reste â fabriquer des compositions de fondant qui soient non durcissables, qui facilitent la fabrication de connexions fiables par soudage et qui soient personnalisables pour faciliter la compatibilité avec les matériaux pour manque de métal â base d'époxy classiques. La présente invention décrit une composition de fondant comprenant, en tarit que composant initiai : un fendant represente par la formule 1 . dans laquelle R`, ï', F? et É? sont ïndependamn ent choisis parmi un atome d'hydrogéné, un groupe alkyle substitue en C a C un groupe alkyle non substitue en C_ d C un groupe arylalkyle substitue en C à Cet un groupe arylalkyle non substitué en C à C et dans laquelle de zéro à trois des radicaux P , et P repr est nte(nt) un atone d'hydrogene. La présente invention decnt un procédé d'application d'une brasure sur un contact électrique, comprenant' la fourniture d'un contact électrique ; la fourniture d'une composition de tondant de la présente invention; l'application de la composition de fondant sur le contact électrique ; [a fourniture d'une brasure ; la fusion de la brasure ; et la mobilisation de la composition de fondant appliquée sur le contact électrique avec la brasure fondue ; dans lequel la brasure fondue est en contact physique avec le contact électrique et se fixe au contact électrique.
DESCRIPTION DETAILLEE La composition de fondant de la présente invention est conçue pour faciliter la compatibilisation avec diverses compositions pour manque de métal, de manière â ce que les surfaces soudées ne nécessitent de préférence aucun nettoyage avant l'application d'une composition pour manque de métal pour former un joint electrique fini. Le terme <, composition de fondant sans nettoyage » tel qu'utilise ici et dans les revendications jointes désigne des compositions de Pendant gui prr`sentent une ache t ` d+. esidu c't fondant (sanie et] nulle f unclents dui 0,`> poids. a r resente invention comprend (,e t n que composant Initial n fondant inriDosit tonnent l IL r(,u1 u t.J 1.0 selon 'e norme IPC J-STD-Or_r,ii3 La composition cté fondant rtI Ment (..-jfY.13ttuéo [i-) fenctionnels réactifs par molécule capables de réagir dans les conditions de soudage pour former dcs liaisons co'ialentf s intermoléculaires et dans laquelle le fondant ne ContlOnt pas dr uY o_J piUSIdd groupes fonctionnels redouls par mo!ecule capables de reaglr dans les Conditions de soudage pour former des liaisons covalentes intermoléculaires). Le fondant utilisé dans la composition de fondant de fa présente invention répond la formule 1, dans laquelle R` R , R3 et P, sont IndependanmIent choisis parmi un atome cLhydrogene un groupe alkyle substitué en CI à Co. , un groupe alkyle non substitué en Cl à cm, un 10 gt"oupe arylalkyle substitué erg C, à Cbo et un groupe arylalkyle non substitué en C7 à Coo (de préférence dans laquelle R1, R2, R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle substitué en CI à Cep, un groupe alkyle non substitué en CI â C2o, un groupe arylalkyle substitué en C7 à C30 et un groupe arylalkyle non 15 substitué en C7 à Cap) r dans laquelle de zéro à trois des radicaux R1, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. De préférence, un à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. Plus préférablement, deux à trois des radicaux R1, R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. Encore plus préférablement, deux des radicaux RI, 20 R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. De manière préférée entre toutes, l'un des radicaux RI et R` représente un atome d'hydrogène et ï un des radicaux R et R : représente un atome d'hydrogène. Les U fondant répondant 3 la formule 1 sent de di«OUPO r 'Il 25 "il_JhcJ taIJI.S COr1l Dd ;iliSef" ,_?pll~ rJton SLJr ~f "lpa I~ll'ICr_'- ;Jnc:' ~3p ~ll.û'loll ilso d;_ s01~~,~ r(Up' »pt )nnelier n ''/l1<_ r pbonFlr'I e~llf~n poUr 0 applications classiques de remplissage du manque de méta( des puces retournées). De préférence, les groupes R , R. R' et R ` du fondant répondant à la formule 1 sont choisis de manière à compatibiliser le fondant avec une composition d'encapsulation donnée de manière à ce due la composition de fondant soit une composition de fondant sans nettoyage. De plus, les groupes R',, P3 et R du fondant répondant à la formule I sont de préférence choisis de manière à conférer au fondant une température de point d'ébullition, déterminée par analyse calorimétrique à compensation de puissance >_ 250 °C (plus préférablement 300 de manière préférée enta: toutes ? 325 °C) et une peste de poids en pourcentage <_ 10 % en poids après chauffage â 250 °C déterminée par analyse thermogravimètrique (ATG) en utilisant une rampe de température de 10 °C/min en commençant â 25 °C. Plus préférablement, le fondant utilisé dans la composition de fondant de la présente invention répond â la formule I ; dans laquelle RI, R2, R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle substitué en CI â Cep, un groupe alkyle non substitué en CI â C80, un groupe arylalkyle substitué en C7 â Ce) et un groupe arylalkyle non substitué en C7 â C80; dans laquelle les substitutions dans le groupe alkyle substitué en CI à C80 et le groupe arylalkyle substitué en C7 à c. sont choisies parai au moins l'un d'un groupe -OH, d'un groupe -OR3, d'un groupe -COR'-, d 'un groupe -COR', d'un groupe -C(0)R', d'un -CHO, d'un groupe -COOR`, d'un groupe -OC(0)ORd'un groupe Lino 2 -OC (O )NR` , d"un grge et d'un groupe -NO -OH, un goiupe -OR , un qretwe -CO O)f' -C H0, c. -(OP Ç-, O`(0)P un O~~))f? Si«»P Hi r.) roupc p!"E_'relenLe 3L: MUII's un C; O p-SPMI n qr Up'-' n c ro -COR r pe mire -O O)OP -N dans laquelle P est chois parmi un groupe At» en CI à un groupe etcloalkyle en C C un groupe aryle en C a C , un groupe arvlalkyle en C c et un groupe aftylari/le en dans laquelle R est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C, â C, un groupe cycloal vle en a C un groupe aryle en Co a un groupe alilalkyle en C a C et un groupe alkylaryle en C à C ; et dans laquelle zéro a trois des radicaux R', R.' et R represente(,nt) un atome d'hydrogène. Le gr 1pe alkyle substitue en CI à et le groupe arylalkyie substitué en C7 peuvent contenir des combinaisons de substitutions.
Par exemple, le grcerie alkyle substitué en CI à C80 et le groupe arylalkyle substitué en C7 à cm peuvent: contenir plus d'un du même type de substitution (par exemple, deux groupes -OH) ; contenir plus d'un type de substitution (par exemple, un groupe -OH et un groupe -COR5-) ; contenir plus d'un type de substitution avec plus d'un du même type de substitution (par exemple, deux groupes -OH et deux groupes -COR5-). De préférence, un à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. Plus préférablement, deux à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. Encore plus préférablement, deux des radicaux RI, R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. De manière préférée entre toutes, l'un des radicaux RI et R2 représente un atome d'hydrogène et l'un des radicaux R et R4 représente un atome hyc1mgene. Encore plus prkfera)lement, fendant utilisé dans la remposinon ! i 1 -1, Ri _.)nt nyd un groupe alkyle sunstne en C curie ai lalKy rie Ul) ryle yle n en C laie; eir sil ~l~k cculysititiatliens d'un groupe 2, d'un groupe -COR -, d un groupe -CORS, d'un groupe -C(0)RS, d'un groupe -C 0, d'un groupe -0OOR d'un groupe -OC(0)OP , d'un groupe -S«))(0)R d'un groupe -S(0)R ,d'un groupe -S(0)(0)NR 2, d'un groupe -OC(0)NPO d'un groupe -C(0)NPe die-1 groupe -CN, d'un groupe -N )- et d'un groupe -NO: (de préférence au moins un groupe parmi un groupe -QH, un groupe -OR., un groupe un groupe -COR un groupe -C(0)R un groupe -CHU, un groupe -COOR n un groupe -OC(0)OR , un groupe -S(0)(0)R', un ,pe -S(0)R', un groupe -S(U)(U)NR72, un groupe -OC (0)NR 2, un groupe -C(0)Nun 10 groupe -CN et un groupe dans laquelle R7 est choisi parmi un groupe alkyle en Cl â C19, un groupe cycloalkyle en C3 â C19, un groupe aryle en C6 â C15, un groupe arylalkyle en C7 â C19 et un groupe alkylaryle en C7 à C19 ; dans laquelle R8 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en Cl â C19, un groupe cycloalkyle en 1_.3 â C19, un groupe 15 aryle en C6 â C15r un groupe arylalkyle en C7 à C19 et un groupe alkylaryle en C7 â C19 ; et dans laquelle de zéro â trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. Le groupe alkyle substitué en Cl â C29 et le groupe arylalkyle substitué en C7 â C30 peuvent contenir des combinaisons de substitutions. Par exemple, le groupe alkyle substitué en 29 Cl â C2- et le groupe arylalkyle substitué en C7 â c.-H peuvent : contenir plus d'un du même type de substitution (par exemple, deux groupes -OH) ; contenir plus d'un type de substitution (par exen1ple, lin groupe -OH cet un groupe -COR7~) ; contenir plus d'un type de substitution arec trip oint cuir r-i c up<_ s -CO un ù troc (nt) u 1 ato'11F~ d"n Cri) Q~'"e, I'~us R D ut un Parmi r p~ ~r,"~ i ,ont dr_u:~ c~.~. R R F? R 'pr ,entE FR 11 61084 Avril 2012 l'un des radicaux RI et R2 représente un atome d'hydrogène et l'un des radicaux R3 et R4 représente un atome d'hydrogène.
De manière encore davantage préférée, le fondant utilisé dans la composition de fondant de la présente invention répond à la formule I ; dans laquelle RI, R2, R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe -CH2CH(OH)R9 et un groupe -CH2CH(OH)CH2-O-R9 ; dans laquelle R9 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en CI à C28, un groupe cycloalkyle en C3 à C28, un groupe aryle en C6 à C15, un groupe arylalkyle en C7 à C28 et un groupe alkylaryle en C7 à C28 (de préférence, dans laquelle R9 est choisi parmi un groupe alkyle en C5 à Clo, un groupe aryle en C6 à C15 et un groupe alkylaryle en C7 à Ci6; de manière préférée entre toutes dans laquelle R9 est choisi parmi un groupe alkyle en C8, un groupe alkylaryle en C, et un groupe naphtyle) ; et dans laquelle de zéro à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. De préférence, un à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène. Plus préférablement, deux à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. Encore plus préférablement, deux des radicaux RI, R2, R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène. De manière préférée entre toutes, l'un des radicaux RI et R2 représente un atome d'hydrogène et l'un des radicaux R3 et R4 représente un atome d'hydrogène.
De préférence, le fondant utilisé dans la composition de fondant de la présente invention répond à la formule I ; dans laquelle RI et R3 représentent un atome d'hydrogène ; dans laquelle R2 et R4 représentent un groupe -CH2CH(OH)CH2-0-R9 ; dans laquelle R9 est choisi parmi un groupe alkyle en C5 à Clo, un groupe alkylaryle en C7 à C16, un groupe naphtyle, un groupe biphényle et un groupe biphényle substitué en Ça à C15 (de manière préférée entre toutes, dans laquelle R9 est choisi parmi un groupe alkyle en C8, un groupe alkylaryle en C, et un groupe naphtyle). 10 10 De préférence, fia composition de fondant est une formulation de fondant sans nettoyage. Optionnellement, le fondant utilise dans ! c positionondant de ia présente invention est un dimère répondant à une formule choisie par les formules na, Ilb et ÏIe ; le dimère contenant un premier mère répondant à la formule I et un second mère répondant la formula: I ; formules dans lesquelles l'un des radicaux RI, R` R et R du premier mère et l'un des radicaux RI, R2, R et R` du second mère coïncident pour relier le premier mère et le second mère. (Ilb) ; et, R2 è i )r-fru (.I.fd .-2p'La ri- » n La composition de fondant de. la présente invention comprend en outre optionnellement un solvant. Le solvant est optionnellement inclus dans la composition de fondant de la présente invention pour faciliter l'application du fondant sur la surface, ou les surfaces, à souder. De préférence, la composition de fondant contient de 8 à 95 en poids de solvant utilise dans la composition de fondant dc.i l '/ant. Lea pre ente :Thur s (j rien' d'Jd fi i acier t''C "ocarhures t1? r nlpl r .:n ' t ,'l._ /I ,ne, t` n et1 i but) C l v: ri ', 1, les 'téton, s t;..~~', ''11r tn 'IIS-,'h~ t~' "; Jinh-=;~3n )nr 15 dir ,c~, ho éthan 2-bu oxyéthanol, méthanol éthanol, Isopropanofi a-terpïnéol, alcool ben ylique, 2-hexyldecanol) ; les esters (par cdemple, acétate d'éthyle, lactate rs éthyle, acétate de hutyle, adipate de diéthyle, phtalate de diéthyle, acétate de monobutyle de diéthylene glycol, acétate d'ether monométhylique de propylène glycol, lactate d'éthyle, 2- hydro yisobutyrate de méthyle, acétate d'éther monométhylque de propylène glycol) ; les amides (par exemple, N-méthylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide et N,N-diméthylacetande) , les dérivés du glycol (par exemple, éther monoéthylique d'éthylène glycol, éther monoéthylique d'éthylène glycol de butyle) ; les glycols (par exemple, éthylène glycol ; diethyléne glycol ; dipropyléne glycol ; triéthyléne glycol ; hexylène glycol ; 1,5-pentanediol) ; les éthers de glycol (par exemple, éther monométhylique de propylène glycol, méthylcarbitol, butylcarbitol) ; et les solvants pétroliers (par exemple, éther de pétrole, naphta). Plus préférablement, le solvant utilisé dans la composition de fondant de la présente invention est un solvant organique choisi parmi la méthyléthylcétone ; le 2-propanol ; l'éther monométhylique de propylène glycol ; l'acétate d'éther monométhylique de propylène glycol ; le lactate d'éthyle et le 2-hydroxy-isobutyrate de méthyle. De manière préférée entre tourtes, le solvant utilisé clans la composition de fondant dc' la présente invention est de l'éther monométhylique de propylène glycol. La composition de fondant de la présente invention comprend en Jute opnonnellement un épai ssi ssant. De pt ference, la composition d< (dui ~I.'r?t e O,(Il L `Jncidnr i ( C'nk If1. Onu I` dtt.rlr.d, a b~-~...' n d-1 del ,`_,an rn l_ `rti?s i.ar ri le ul, tels g i, :r c t: mp 3clu ' rl(,a, dL3r._I je,- La composition de fondant de Ça présente invention comprend en outre au moins un composé parmi = une charge inorganique ; un agent thixotropique ; et un antioxydant. La composition de fondant de id présente Inventi n comprend en outre optionnellement un agent thixotropique. De prêférence, la composition de fondant contient de 1 à 30 en poids d'agent thixotropique. L'agent thixotropique utilisé dans la composition de fondant de Ça présente invention peut être choisi parmi les amides d'acide gras (par exemple, stéaramide, bisamIde d'acide hydroxysteanque) ; les esters 1g d'acide gras (par exemple, cire de ricin, cire d'abeille, cire de carnauba) ; les agents thixotropiques organiques (par- exemple, polyéthylène glycol, oxyde de polyéthylène, méthyicellulose, éthylcellulose, hydroxyéthylcellulose, hydroxypropylcellulose, monoolëate de diglycérine, laurate de déglycérine, oléate de décaglycérine, monolaurate de 15 diglycérine, laurate de sorbitan) ; les agents thixotropiques inorganiques (par exemple, les poudres de silice, les poudres de kaolin). De préférence, l'agent thixotropique utilisé est choisi parmi un polyéthylène glycol et un amide d'acide gras. La composition de fondant de la présente invention comprend en 20 outre optionnellement une charge inorganique. Ces charges inorganiques peuvent être choisies parmi l'alumine, l'hydroxyde d'aluminium, un aiuminosilicate, ia cordiérite, un siiicate de lithium et ci aiurninium, un aluminate de magnésium, un hydroxyde de magnesium, une argile, du tiGa de ci ~.-t~l ni 25 _ illc('_ celloidcl ' `,' '.rrt' ,ie e, d [ (ll . (_' Sl i, l peucl't spart m1~rc`p!~;,r La ( Tes] .I l I I nf1~ =Ienl'ent ..'_~mpn U,i) La composition de fondant de la présente invention comprend en outre optionnellement un additif choisi parmi les agents de matité, les colorants, les agents antimousse, les stabilisants de dispersion, les agents r_hélatants, les particules thermoplastiques, les agents imperméables aux tJV s ignifugeants, les agents d'écoulement, les promoteurs d'adhérence; et les réducteurs. La composition de fondant de la présente invention comprend de préférence (est essentiellement constituée de), en tant que composant initial : de 3,99 à 100 % en poids d'un fondant représenté par la formule 10 L De préférence, la composition de. fondant de la présente invention comprend (est essentiellement constituée de), en tant que composants initiaux : de 3,99 à 100 % en poids d'un fondant représenté par la formule I, de 0 a 95 % en poids (plus préférablement de H à 95 °fo en poires) d'un solvant, de 0 à 30 % en poids (plus préférablement de 0,01 â 30 % en 15 poids) d'un épaississant, de 0 à 30 0l0 etl poids (plus préférablement de 1 à 30 % en poids) d'un agent thixotropique, et de 0 à 30 % en poids (plus préférablement de 0,01 à 30 ('/o en poids) d'un antioxydant. La composition de fondant de la présente invention peut âtre utilisée, par exemple, dans la production de composants électroniques, de 6 modules électroniques et de cartes de circuits imprimés. La composition de fondant peut âtre appliquée sur la (les) surface(s) à souder par n importe quelie technique classique comprenant, par exemple, les t. chniques de pulvérisation d'un liquide, les techniques de moussage d'un IgUICI p` = h' st d imlî;éa I~ tt ci in ici, 25 vague u toute autre technidue classique capab d distrib Jet- un liquide OU 'J _ _'nll olldt' `DU" Chié_' pl,J e OU Un c t ' t 'n `;IIICiLnJ. _a ccmp0 sit an dé' tondant r iDosdre rl~ Sn/2n,'B le Sn, Zn,! le Sn "Bi et le Sn,`1n (la poudra de soudage étant de préférence un alliage choisi parmi le Sn à 63 90 en poids/Ph à 3~ en poids ; le Sn à 96,5 en poids'Ac en poids, I Sn à poids; Ag à 3 5 en poids Cu à 0,5 % en poids; le Sn 96 4 en poids'Ag à 2 9 en poids/Cu à o,5 % en poids 1 le Sn à 96 5 `"o en poids Ag à 3 ' en poids Cu à 0,5 °lo en poids ; [e Sn à 4 00 en poids'BI à 58 % en poids , ie Sn a 99,3 't, en poids/Cu à 0,7 °/o erg poids ; le Sri 91 % en poids/Zn à 9 % en poids et le Sn à 89 `%f0 en poids/Zn à 8 % en poids/Bi à 3 % en poids).
La pâte de soudage comprend de préférence : de 1 à 50 % en poids (plus préférablement de 5 à 30 % en poids, de maniére préférée entre toutes de 5 à 15 % en poids) d'un fondant de la présente invention et de 50 à 99 % en poids d'une poudre de soudage. La pâte de soudage peut être amalgamée par les techniques classiques, par exemple, par malaxage et mélange de la poudre de soudage avec le fondant en utilisant un équipement classique pour ce type d'opérations. La pâte de soudage peut être utilisée, par exemple, dans la production de composants électroniques, de modules électroniques et de cartes de circuits imprimés. La pâte de soudage peut être appliquée sur la (les) surface(s) à souder par n'importe quelle technique classique comprenant, par exemple, l'impression de la pâte de soudage à travers une épargne de soudage classique en utilisant une imprimante à brasure OU sine machins=' à _, rigranhi r. dgnt p 'uT <_'tr _ OreOa e n utillSarlt hniqu'" classiques D1 :.'n c nnul_ s de I hGnlrg p or É'CI d application E I; [ I sur ' s ;! un contact s Ctrl »MprO '- ] 1O1. nftUl"~ ont;, t~ nt]ant ru)~sii~r;' de fourniture d'une brasure ; la fusion de l J brasure et ta mobilisation de ta composition de fondant eppilquf e sur le contact t=!ectrlaue arec la brasure fondue ; dans lequel la brasure fondue est en contact physique avec le contact électrique et se fixe au contact éli ctrique. Dans le procédé, la brasure fondue vient de façon souhaitable en contact intime avec le contact électrique pour faciliter la formation d'une liaison métallique entre le matériau de brasage et le contact électrique, pour offrir une bonne liaison mécanique et électrique entre la brasure et le contact électrique. M'importe quelle technique de soudage classique peut être utilisée dans le procédé de la présente invention. Par exemple, un fer à souder peut être utilisé pour chauffer le contact électrique et la brasure â une température supérieure â la température de point de fusion de la brasure. Un bain de soudure peut être utilisé, dans lequel la brasure â l'état liquide est transférée sur le contact électrique par immersion du contact électrique dans la brasure fondue. Les techniques de soudure â la vague classiques peuvent être mise en oeuvre. De plus, les techniques de soudage par refusion peuvent également être utilisées, dans lesquelles la soudure préalablement déposée sur un second contact électrique est amenée â proximité du premier contact électrique et chauffée à une température supérieure à la température de point de fusion de la brasure, la brasure fondant et étant remobilisée, en venant en contact avec à la fois le premier contact électrique et le second contact électrique, en formant un nta t électrique entre le premier contact. r'IeCtrlquh ça (_' et:end contact CA dr_ atl,;i dcJ ~i 66_jSUre r ~dCt el_C~rI:1U _ dl_' ,tionnellerlh~nt f irrle (l'Un Flr C ~~ed 5 r_'gUL 1, :nr pLJC" c~ `. '_ flll-ÇO'1dU ur l_ U t Drirl~;~', dans ,."~.i la pUCIL: a ml- hll~'iS ICIU(Lj la prtr=ntÉ. ln`.,"C tlOn peUt ! UdLige d' ri'r< tCLlfnc_ J lCnt(' contacts électriques. Dans ce /Pd rocede utilisant des puces retournées, la composition de fondant de la présente invention est appliquée soit sur un, soit sur deux, soit sur la pluralité des premiers contacts électriques et la pluralité des seconds contacts électriques pour faciliter la liaison par soudage de la pluralité des premiers contacts électriques à la pluralité des seconds contacts électriques pour former interconnexions électriques. De préférence, le procédé de soudage de puce retournée comprend en outre une étape de remplissage du manque de métal dans laquelle une résine thermodurcissable est prévue pour 10 encapsuler les interconnexions électriques. De maniére préférée entre toutes, la résine thermodurcissable est une résine époxy. Quelques modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail dans les Exemple suivants. Exemples 1 â 5 : Synthèse du fondant 15 Les fondants identifiés dans le TABLEAu 1 ont été préparés â partir des matériaux identifiés dans le TABLEAU 1 en utilisant la procédure suivante. Spécifiquement, dans un récipient à réaction équipé d'une barre d'agitation, de la diamine de menthane (0,1 mol) {disponible auprès de la société Dow Chemical sous le nom PrimeneTm MD} a été ajoutée. Le 20 récipient à réaction a alors été placé sur une plaque chauffante présentant une capacité d'agitation magnétique. Le récipient â réaction a alors été rendu inerte avec rire l'azote et le Réactif A Ü moi) identifié dans le TABLEAU 1 a alOrS t tE' ajoute 3U récipient a action -à temperature cahier Ï l) ti~, hauft:. 25 en nu du rec Mien lr?~. terni r 'turc r c de la t laque }0 "Ç_ et I' contenu dr r ~ C~J~?n c? 'Irl~,r ,1 Crr~ dl ceint l,t_J h sul"pIt r1~ 'nt: -rl r'" l~ glue alite ad âe 'te suri( cens le récipient a 30 mm Hg. Le contenu du récipient à réaction a continué à étre agité dans ces conditions pendant: deux (2) heures supplémentaires peur produire le fondant tel qu'identifié dans le TABLEAU 1. La température de point d'ébullition des fondants produits pour les Exemples 1 à 3 a alors été mesurée par analyse calorimétrique à compensation de puissance (ACCP) en utilisant une rampe de 10 °C/min de 25 °C à 500 °C. La température de point d'ébullition (TPE) mesurée pour le fondant du produit pour les Exemples 1 à 3 est indiquée dans le TABLEAU 1. De plus, la perte de poids en pourcentage du fondant du produit pour les Exemples 1 à 3 après chauffage à 250 °C a été mesurée par analyse thermogravimétrique (ATG) en utilisant une rampe de température de 10 4C/min en commençant à 25 °C. La perte de poids (PP) mesurée pour le fondant du produit pour les Exemples 1 à 3 est indiquée dans le TABLEAU L15 TABLEAU Ex. Réactif A Fondant NH y} F ,cher- ~ H'4^I}+Y+ / OH L ethylhexy(glycidylique TPE t \+' É I PP o oH par ACCP ? 325 °C par ATG = 9 % en poids ~à 250 °C) 2 éther crésylglycidylique I / oH (â 250 OH °C) TPE par ACCP >_ 325 °C PP par ATG = 8 % en poids 7 ether 1- HN NN-a 3 4 naphtyrglycidylique oH , r i OH ACCP 350 °C TPE r PP par ATG :- n pc~,d_~ ( ?50 ?h ~ ikyl <I;clCy HN OH 21 22 éther butylphény1gl viique OH HN Exemple 6 : Synthèse d'un fondant dimère Un fondant cirière a été préparé en utilisant la procédure suivante. Dans un récipient à réaction équipe d'une barre d'agitation, (34 g) de diamine de menthane (disponible auprès de la société Dow Chemical sous le nom PrimeneTm) et (37,4 g) d'un produit réactionnel liquide d'épichlorohydrine et de bisphénol A (disponible auprès de la société Dow Chemical sous le nom D.E.R." 331Tm) ont été ajoutés. Le récipient à réaction a alors été placé sur une plaque chauffante présentant une 10 capacité d'agitation magnétique. Le contenu du récipient à réaction a continué à être agité à température ambiante pendant une nuit, puis est devenu solide. Ensuite, (37,2 g) d'éther 2-éthylhexyiglycidylique (disponible auprès de Momentive Performance Materiais) ont eté chargés dans le récipient à réaction. Le récipient à réaction d alors été chauffé 15 jusqu'à 15U avec une ramp partir de ia température ambiante puis maintenu 150 pendant triols heurer: Le contenu du idu rinlhei E' hC ir produire un fendent Exemple 7 Synthèse d'un fondant dimère 20 itr fondant [-dei prer lis.] 1 pr ie PcinP i,l e. P Dari me, tua D) résiiii , produit réactionnel d'épichlorohydrine et de bisphénoi A (disponible auprès de la société Do~,v Chemical sous le nom D.E.R.' 331' ont été ajoutés. Le r"eclplcint a rciactlon a alors ete plac ' sur une plaqur' chauffant: présentant unc' t apaclte d aditatlon mdgneudue. Le contenu du -clplent a ré=action a continue a étre agite a température ambiante pendant une nuit, puis est devenu solide. Ensuite (40,0g) d'éther 1-naphtylglycidylique (disponible auprès de Momentive Performance Materials) ont été chargés dans le récipient à réaction. Le récipient a réaction a alors été chauffé jusqu'à 75 °C et maintenu a cette température pendant une heure. Le 10 récipient à réaction a ensuite été chauffé de nouveau jusqu'à 150 °C avec une rampe d'une heure à partir de 75 °C puis maintenu à 150 °C pendant trois heures. Le contenu du récipient à réaction a alors été laissé à refroidir jusqu'à la température ambiante pour produire un fondant dimère. 15 Exemples 8 à 14 : Préparation de la composition de fondant Le fondant préparé selon chacun des Exemples 1 â 7 a été combiné individuellement avec de l'acétate d'éther méthylique de propylène glycol (disponible auprès de la société Dow Chemieal sous le nom solvant de qualité électronique) dans un rapport pondéral 1/1 pour 20 former les compostons de fondant des Exemples 8 â 14, respectivement. Exemple 15 : Evaluation de la capacité de couverture du fondant La capacité de C:ou`,!,r"turc' du fondant dry chacune des compositions ~dant G ' é~ ir ~r ~ or s Exemples 8 à 14 r-' ..'ami, n ut~ll pr(cibu sud ante. Paf CllagUr. ~`.!~ UdfrCn, Un (oUp()n C1 C,UIVre 25 utile en tan que con iacun C;e ~o'upé un teut u Moro par rinçage avec de l'eau déminéralisée, (puis par Immersion dans une solution de benzotriazole 1. pendant 30 secondes et enfin (5) achaine avec de 1 azote. Apres le prétraitement des coupons de cuivre, une petite goutte de chacune des compositons de fondant a ' deposce Individuellement sur la surface à souder de chacun des coupons de cuivre. Quatre billes d'un diamètre de 0,381 mm d'une brasure sans plomb (Sn à 95 5 en poids/Ag à 4,0 % en poids/Cu à Q,5 i~ en poids) ont été placées dans la goutte de composition de fondant sur chacun des coupons de cuivre. L'intervalle de fusion de la brasure sans plomb utilisée est de 21.7 à 221 °C. Les coupons de cuivre ont alors été placés sur une plaque chauffante qui a été préchauffée â 145 °C et y ont été maintenus pendant deux (2) minutes. Les coupons de cuivre ont alors été placés sur une autre plaque chauffante préchauffée â 260 °C et y ont été maintenus jusqu'à ce que la brasure atteigne les conditions de refusion (de 45 s â 3 min en fonction de la composition de fondant présente). Les coupons de cuivre ont alors été retirés de la source de chaleur et évalués d'après (a) l'étendue de la fusion et de la coalescence des quatre billes de soudure placées â l'origine, (b) la taille de la brasure coalescée résultante afin d'évaluer l'écoulement et l'étalement et (c) la liaison de la brasure à la surface du coupon de cuivre. Une échelle de 0 à 4 a été utilisée décrire la capacité de couverture du fondant des compositions de fondant rit du matériau de référence d'acide nydro2ystéarique, comme suit ; d == aucune fusion entrf ir: prit, c. de brasure ni aucune liaison de r ou bain Il( a c';` rdetr Inr ;; Jtt_,'.s hure 1"~r nais ]C ,il Cl' Ica brd`;ure tui er) ; )111;1 'nf (rÀ tt,_ . CJ :ira",)L4i 1'1à 15 rra25 fusion co mplcte entre les gouttes d , brasure, bon étalement et ecoulement de la brasure sur la surface du coupon de cuivre et liaison de Id urasur"e au coupon de cuivre. résultat de Dévaluation de chacune des compositions de fondant est indiqué dans le TABLEAU 2.
TABLEAU 2 Composition de fondant Résultat de l'évaluation Exemple 8 4 Exemple 9 4 Exemple 1O 4 Exemple 11 4 Exemple 12 4 Exemple 13 4 Exemple 14 4 Matériau de référence 4 (acide hydroxystéarique)

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Composition de tondant compr' nt, en tant que REVENDICATIONS1. Composition de tondant compr' nt, en tant que composant initia un fondant representé par a formule dans laquelle RI, R2, R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle substitué en Cl à un groupe alkyle non substitué en CI à c8o, un groupe arylalkyle substitué en C7 à Cm IO et un groupe arylalkyle non substitué en C7 à C80 ; et dans laquelle de zéro à trois des radicaux RI, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène.
  2. 2. Composition de fondant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les substitutions dans le groupe alkyle substitué en ci à c. et le groupe aryialkyle substitué en C7 à c. sont choisies parmi 15 au moins l'un d'un groupe -OH, d'un groupe -OR5, d'un groupe -COR5-, d'un groupe -C«O)R5, d'un groupe -COR5, d'un groupe -CHO, 'un groupe - COOR , d'un groupe -OC(0)OR , d'un groupe -S«»(0)R d'un groupe - S(0)P. , d'un groupe -S(0)(0)ft,1P d'un groupé -OC«»NR d'un groupe - (HM' 1 un i d un ni up, 1') i Lip (1) un groupé un grdupe Luoupe dans lauuul :1(11 <3toll1d 1[1 id (- 25
  3. 3. Composition de fondant selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que R1, R2, R3 et R4 sont indépendamment choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe -CH2CH(OH)R9 et un groupe -CH2CH(OH)CH2-O-R9 ; formules dans lesquelles R9 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1 à C28, un groupe cycloalkyle en C3 à C28r un groupe aryle en C6 à C16, un groupe arylalkyle en C, à C28 et un groupe alkylaryle en C, à C28.
  4. 4. Composition de fondant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un à trois des radicaux R1, R2, R3 et R4 représente(nt) un atome d'hydrogène.
  5. 5. Composition de fondant selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un solvant, dans laquelle le solvant est un solvant organique choisi parmi les hydrocarbures, les hydrocarbures aromatiques, les cétones, les éthers, les alcools, les esters, les amides, les glycols, les éthers de glycol, les dérivés du glycol et les solvants pétroliers.
  6. 6. Composition de fondant selon la revendication 1, comprenant en outre au moins un composé parmi : une charge inorganique ; un agent thixotropique ; et un antioxydant.
  7. 7. Composition de fondant selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre : un additif choisi parmi les agents de matité, les colorants, les agents antimousse, les stabilisants de dispersion, les agents chélatants, les particules thermoplastiques, les agents imperméables aux UV, les ignifugeants, les agents d'écoulement, les promoteurs d'adhérence et les réducteurs.
  8. 8. Composition de fondant selon l'une des revendications 25 précédentes, comprenant en tant que composants initiaux : de 3,99 à 100 % en poids d'un fondant représenté par la formule I, de 8 à 95 % en poids d'un solvant, de 0,01 à 30 % en poids d'un épaississant,34 en poids d'un agent thc/otropique, `t de 0,01 d 30 / en poids d'un antio Rrr; dont.
  9. 9. Composition de fondant selon l'une revendications prece f ntes, comprenant en outre une [coudre c soudage.
  10. 10. Procédé d'application d'une brasure sur un contact électrique, comprenant : la fourniture d'un contact électrique ; la fourniture d'une composition de fondant selon l'une des revendications précédentes ; 1O l'application de la composition de fondant sur le contact électrique ; la fourniture d'une brasure ; la fusion de la brasure ; et, la mobilisation de la composition de fondant appliquée sur le contact électrique avec la brasure fondue ; 15 dans lequel la brasure fendue est en contact physique avec le contact électrique et se fixe au contact électrique.
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