TW200805609A - Solder flux composition - Google Patents

Description

200805609 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 大致上本發明之實施例係有關積體電路封裝領域，特 5別係有關關聯焊劑及/或使用焊劑之方法、裝置及系統。 L先前技術;j 發明背景 於積體電路(1C)技術領域巾，IC元件諸如微處理器典型 必須組裝成為封裝體，封裝體以物理及化學方式耦接至基 10板，諸如印刷電路板(PCB)。封裝體本身通常包含一個或多 個1C兀件及一個或多個基材。此等元件各自典型包含多個 電接點或導電襯墊用來與其它元件耦接。舉例言之，電子 封裝體通常有多個接點或導電襯墊用來與PCB基板耦接。 為了將此等電子封裝體耦接至PCB基板，電子封裝體 15的接點襯墊可耦接至導電連接器，諸如焊料凸塊、接腳等， 該等導電連接器進一步電耦接至PCB基板。至於焊接，可 使用焊劑來改良表面（例如接點襯墊）與焊接材料間的電氣 連接。 【發明内容3 依據本發明之一實施例，係特地提出一種焊劑組成 物’包含：少於約20重量％叛酸；及少於約10重量％界面活 性劑。 依據本發明之一實施例，係特地提出一種方法，包含： 提供一基材；施用一焊劑組成物至基材表面至欲由基材去 5 200805609 除氧化物之至少一部分，該焊劑組成物包括少於約2〇重量 %羧酸及少於約10重量％界面活性劑；將一或多顆焊球置於 基材之無氧化物表面上；以及加熱該焊球來造成焊球再流 且連結至該基材之無氧化物表面上。 5 依據本發明之一實施例，係特地提出一種系統，包含： 一積體電路，包括··一基材；以及耦接至基材表面上之一 個或多個焊料凸塊，該基材表面已經使用包含少於約2〇重 量％羧酸及少於約10重量％界面活性劑之焊劑組成物去除 實質上全部氧化物；以及耦接至該積體電路之一個或多個 10 大量儲存裝置。 圖式簡單說明 經由後文詳細說明結合附圖容易了解本發明之實施 例。本發明之實施例係以附圖之各圖舉例說明而非限制性。 第1圖顯示根據多個實施例，結合本發明之教示之焊接 15方法；以及 第2圖顯示根據多個實施例，結合本發明之教示之焊接 系統。 C實施方式】 較佳實施例之詳細說明 20 於後文詳細說明中，參考附圖，附圖構成本發明之一 部分，附圖顯示可實施本發明之具體實施例。須了解可未 悖離本發明之範園，可利用其它實施例’可做出結構變化 或邏輯變化。因此，後文洋細說明絕非視為限制性，根據 本發明之實施例之範圍係由隨附之申請專利範圍及其相當 6 200805609 範圍界定。 多項操作可描述為多個分開操作，有助於了解本發明 之實施例；但說明之順序絕非視為暗示此等操作係為順序 相依性。 說明中可使用基於透視之描述，諸如上/下、後/前、及 頂/底。此等描職供輔助討論之用，_意顧制本發明 之實施例之應用。

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況明可使用於-實施例」或「於實施例等術語」， 自係指-個或多個相同或相異之實施例。此外，「包含」、「 括」、「具有」等則於本發明之實施例中表示同義詞。 「趟」-詞表示ΓΑ」或「b」。「a及/或b」一詞表 「(A)、⑻或(A與叫」。、、臟中之至少一者」表示「仏 (B)、（C)' (A與B)、（續〇、_〇或(A、B與〇」。「⑽ 一詞表示「(B)或(AB)」，換言之A為可視需要而存在者。 根據本發明之多個實_，提供包括界面活性劑及, 性添加劑之-種新穎焊劑組成物，使料劑組成物之 法’以及包含使用焊劑組成物所製備之組成元件之系统 於各實施例中，新穎焊劑組成物或組合組成物可用作 為焊接程序之-部分用來形成多種積體電路。於實施例 20中，焊劑組成物可由進行焊接之表面去除氧化物，藉此來 提高焊料黏著於基材表面之能力。於若干實施例中，焊劑 組成物可防止於欲焊接之表面上之氧化物的成長，以及減 少於基材表面之空氣及/或污染物。 對右干實麵，焊劑組成物包含(相對於焊劑組成物) 7 200805609 具有低重量百分比之酸添加劑；於若干此等實施例中，低 重里百刀比可減少於熱處理過程（例如再流）中，焊劑的除 氣、起泡、及/或硬化數量。 於各實施例中，低重量百分比酸特別有利於常用於無 5鉛焊接處理程序之高溫再流處理。於本焊劑調配物中，可 能因酸百分比高造成嚴重問題。例如可能導致除氣、起泡、 及/或焊劑硬化。除氣及/或起泡由於可能導致晶粒的未校 準，故為非期望者。此外，硬化可能為高重量百分比酸之 問題’酸可能與焊劑之其它成分交互作用，交聯，及/或形 10成酯類，可能造成難以藉水去除的焊劑殘餘物。如此，於 各實施例中，低重量百分比酸可減少晶粒的未校準及/或改 良焊料殘餘物的清潔能力。 根據多個實施例，酸添加劑可為一種或多種緩酸。例 如，於若干此等實施例中，酸添加劑可為二羧酸。於此等 15實施例中之各個實施例，二羧酸可為丙二酸、丁二酸、戊 酉久、己一酸、庚二酸及/或酒石酸中之一者或多者。於多 個其它實施例中，酸添加劑可能為其它羧酸中之任一者或 任何多者，例如包括乙醇酸。 如鈾文說明，根據各實施例之酸添加劑可具有低重量 〇百分比。於若干實施例中，焊劑組成物可包含低於約20 wt% 鲮酸。於各實施例中，可使用於再流溫度時具有少於30 wt〇/() 才貝吾之酸添加劑之重量百分比。例如於若干實施例中，經 由使用包含約1 wt%至7 wt%羧酸之焊劑組成物，可達成最 佳結果。於此等實施例中之各個實施例，包含約6.3 wt%鲮 8 200805609 酸之烊劑組成物可於再流程序中提供最少焊劑的除氣。 如前文說明，於各實施例中，焊劑組成物包含界面活 添加劑。於此等實施例之各實施例中，界面活性劑添 加劑可降低於焊劑殘餘物（亦即再流處理程序後剩餘之殘 5餘物)與水之界面之表祕力，藉此讓水可由基材表面有效 去除烊劑殘餘物。根據多個實施例，界面活性劑添加劑可 為種或多種市售界面活性劑。例如於若干實施例中，空 氣產口口及化學品公司（Air Products and Chemicals，Inc.)出售 之印維洛健(Envirogem) ADO 1界面活性劑可用作為界面活 1〇性劑添加劑。根據多個實施例也可採用其它界面活性劑。 於各實施例中，焊劑組成物可包含低於約1〇 wt%界面 活性劑添加劑。於多個此等實施例中，經由使用包含約2 wt°/〇界面活性劑添加劑之焊劑組成物，可達成最佳結果。 根據多個實施例，焊劑組成物可包含胺添加劑。於若 15干此等實施例中，胺添加劑例如可包含經烷基取代之胺、 乙醇胺、乙氧化胺及/或丙氧化胺之一者或多者。於各實施 例中，焊劑組成物包含少於約40 wt%胺；於多個此等實施 例中，使用約20 wt〇/〇胺可達成最佳結果。 根據各實施例之焊劑組成物可包含其它添加劑，例如 20 包括樹脂、溶劑等。於各實施例中，焊劑組成物可包含少 於約40 wt%樹脂；於各個此等實施例中，使用約30 wt%樹 脂可達成最佳結果。於若干實施例中，焊劑組成物可包含 溶劑添加劑，溶劑添加劑例如包括二醇、醚及/或謎乙酸酯 中之一者或多者。 9 200805609 現在參考第1圖，顯示根據多個實施例之方法，於各實 施例中，且如實施例1之10所示，方法100包含提供一基材。 &20所示’垾劑組成物可視需要施用至基材表面；於若干 實施例中’可施用焊劑組成物來從發生焊接之基材表面上 5 去除氧化物。例如，於若干實施例中，焊劑組成物可施用 至基材上之分開位置，或可施用至一基材之全體表面上。 於若干其它實施例中，除了直接施用焊劑組成物至基材表 面外’另外或此外，焊劑組成物可含括於焊接材料中（例如 與所使用之焊接材料混合來形成焊球）。 10 於各實施例中，焊劑組成物可包括任何數目之添加 ^ ’例如包括酸、界面活性劑等。根據各實施例之酸添加 劑可為一種或多種羧酸，例如包括丙二酸、丁二酸、戊二 酸、己二酸、庚二酸、酒石酸及/或乙醇酸。於各實施例中， 太干劑組成物包含少於約2〇 wt%羧酸及少於約10 wt%界面活 丨生七彳。於若干此等實施例中，使用約1 wt%至7 wt%叛酸及/ 或約2 wt%界面活性劑，可達成最佳結果。 於各實施例中且如第丨圖於30所示，藉施用焊劑組成 物，而由基材表面去除氧化物後，一個或多個焊球可置於 基材表面上。於各實施例中，焊球可包含無鉛焊球或實質 2〇上無鉛焊球。如前文說明，於各實施例中，焊劑組成物可 混入焊料用來形成焊球。此外，於各實施例中，焊劑組成 物可直接施用至焊球表面。進一步於各實施例中，焊劑組 成物可直接施用至基材表面。 於各實施例中且如第1圖之4〇所示，隨後焊球經加熱， 10 200805609 來造成焊球再流，且連結至基材之不含氧化物之表面。例 如於各個此等實施例中，焊球可使用傳導、紅外光、雷射、 氣相及/或其它再流處理技術而進行再流。 於各實施例中，於再流處理之後，基材可被除焊劑來 5去除任何殘留於基材上的殘餘物（圖中未顯示）。於各實施例 中，除焊劑包含以水清洗基材。於若干此等實施例中，可 使用熱水。於其它實施例中，基材無需除焊劑，或可使用 其它已知之清洗液來除焊劑。 轉向苓考第2圖，顯示根據本發明之各實施例之系統 10 200。於多個實施例中且如圖所*，系统测包含積體電路 50及輕接至積體電路5〇之—個或多個大量儲存元件8〇。於 各此等實施例中，積體電路5〇可為各種組態。例如，積體 電路5〇可包含一基材6〇，及耦接至基材60表面之一個或多 個焊料凸塊70;於各此等實施例中，基材表面可具有實質 王。P氧化物皆使用本發明之各實施例之焊劑組成物去 除。 、g至於焊料凸塊7G，於若干實_中，可以各種方式形 ' 鬼了以各種方式搞接至基材60。例如於若干實 β例中*干料凸塊可藉無鉛焊球或實質上無鉛焊球再流而 形成進一步，於各實施例中，焊料凸塊可耦接至基材6〇 ^面’该基材6G表面具有實f上全部氧化物皆係使用焊劑 、且成物去除’该焊劑組成物包含低於約20 wt%羧酸及低於 ⑽Wt%界面雜劑。此外，於各實施例中，焊劑組成物 可此入用來形成焊球之焊接材料中，直接施用至焊球表面 11 200805609 及/或直接施用至基材60表面。 於各實施例中，除了本發明之實施例之教示外，大量 儲存元件難频魏5〇表顿藝界已知之寬廣範圍之元 包括無線配接器、無線電話、機上盒、個人數位助理器、 平板電腦裝置、桌上型電職置、及/或娛樂控制單元。此 件。例如，大量儲存元件80可為光學儲存裝置，或磁性儲 5存裝置’諸如磁碟機。此外，系統2〇〇可以用於-般應用或 特殊應用之寬廣範圍之形式因素具體實施，該等應用例如

外，系統200可附有多種操作系統及/或應用來解決各項運 鼻問題。 雄然於此處已經舉例說明若干實施例用於描述較佳實 施例，但熟諳技藝人士須了解寬廣多種其它實施例及/或相 當實施例或實作經計算可達成相同目的者可取代本文所示 及所述之實施例而未悖離本發明之範圍。熟諳技藝人士了 15解根據本發明之實施例可以寬廣多種方式施做。本應用意 圖涵盍此處討論之實施例之各項調整或變化。因此，根據 本發明之實施例僅受隨附之申請專利範圍及其相當範圍所 限0 【圖式簡單說明】 第1圖顯示根據多個實施例，結合本發明之教示之焊接 方法；以及 第2圖顯示根據多個實施例，結合本發明之教示之焊接 系統。 12 200805609 【主要元件符號說明】 10-40...動作方塊 50…積體電路 60.. .基材 70…烊料凸塊 80.. .大量儲存元件 100...方法 200…系統

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Claims (1)

1. 200805609 十、申請專利範圍： 1. 一種焊劑組成物，包含： 少於約20重量％羧酸；及 少於約10重量％界面活性劑。 2. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，包含約2重量％界 面活性劑。 3. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，包含約1重量％至 7重量％羧酸。 4. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，其中該羧酸包含 二羧酸。 5. 如申請專利範圍第4項之焊劑組成物，其中該二羧酸包 含選自於丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸或 酒石酸中之一者。 6. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，其中該羧酸包含 乙醇酸。 7. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，進一步包含胺。 8. 如申請專利範圍第7項之焊劑組成物，其中該胺包含選 自於經烷基取代之胺、乙醇胺、乙氧化胺、或丙氧化胺 中之一者。 9. 如申請專利範圍第7項之焊劑組成物，包含少於約40重 量％胺。 胤如申請專利範圍第9項之焊劑組成物，包含約20重量％ 胺。 11.如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，進一步包含樹脂。 14 200805609 12. 如申請專利範圍第11項之焊劑組成物，包含少於約40重 量％樹脂。 13. 如申請專利範圍第12項之焊劑組成物，包含約30重量％ 樹脂。 14. 如申請專利範圍第1項之焊劑組成物，進一步包含溶劑。 15. 如申請專利範圍第14項之焊劑組成物，其中該溶劑包含 選自於二醇、醚、或醚乙酸酯中之一者。 16. —種方法，包含： 提供一基材； 施用一焊劑組成物至基材表面至欲由基材去除氧 化物之至少一部分，該焊劑組成物包括少於約20重量％ 羧酸及少於約10重量％界面活性劑； 將一或多顆焊球置於基材之無氧化物表面上；以及 加熱該焊球來造成焊球再流且連結至該基材之無 氧化物表面上。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，進一步包含以水清洗去 除任何於焊球加熱後殘留於基材上之殘餘物。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中安置一顆或多顆焊 球於基材之無氧化物表面上，包含安置一顆或多顆實質 上無錯焊球於該基材之無氧化物表面上。 19. 一種系統，包含： 一積體電路，包括： 一基材；以及 耦接至基材表面上之一個或多個焊料凸塊，該基材 15 200805609 表面已經使用包含少於約20重量％羧酸及少於約10重 量％界面活性劑之焊劑組成物去除實質上全部氧化 物；以及 耦接至該積體電路之一個或多個大量儲存裝置。 20.如申請專利範圍第19項之系統，其中該等焊料凸塊中之 一者或多者包含實質上無鉛焊料凸塊。

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