[发明专利]热固性树脂组合物、其制备方法及电路板

说明书

技术领域

本发明涉及热固性树脂组合物，所述组合物可用作元件装配用的 导电膏，特别是作为热固性低温焊膏；涉及所述组合物的制备方法； 还涉及使用所述热固性树脂组合物在其上装配元件的电路板。

背景技术

通称为“膏状焊料”的材料目前主要用于电子组装应用(例如，参 见专利文献1)。膏状焊料是含有焊料颗粒、助熔组分和溶剂的组合物。 当膏状焊料在回流烘箱(reflow oven)中加热时，焊料颗粒在熔点或熔 点之上熔融。在升高的温度下，助熔组分将焊料颗粒表面的氧化物膜 (氧化物层)除去，使焊料颗粒聚结，从而完成元件装配操作。其结果 是获得能同时连接许多元件的高生产效率过程。加入的助熔组分的例 子包括松香成分如松香酸，各种胺及它们的盐，以及高熔点有机酸如 癸二酸和己二酸。

铅共晶焊料是一种典型的传统焊料，其熔点为183℃。但是，为 了与淘汰铅的当前趋势保持一致，开始使用典型的无铅焊料 ——Sn-Ag-Cu焊料，该焊料的熔点高出铅共晶焊料约30℃。因此， 在现有技术的焊料回流工艺中，电子组装是在高达215～260℃的高 温下进行的。

专利文献1：日本专利申请公开：No.2004-185884

当对含有无法经受215～260℃高温的元件的电子电路进行组装 时，有必要进行单独的步骤，在该步骤中，只有这些元件通过点焊或 使用银膏等进行装配。遗憾的是，这极大地降低了生产率。

使用合金Sn42/Bi58(熔点139℃)作为熔点低于215℃的焊料颗粒 的导电膏是已知的。但是，使用这种低熔点焊料会带来如下问题。

(1)由于与铅共晶焊料和Sn-Ag-Cu焊料相比，上述低熔点焊料相 对较脆，因此在强度和韧性方面需要进行改进。当一个元件仅通过焊 料连接而贴附时，该元件有脱落的趋势，并且由于温度循环和冲击， 还有在焊料连接中产生裂纹的趋势。

(2)传统的助熔组分在高温下分离，并且对金属氧化物表现出强 的化学活性。但是，在诸如上述的低温回流条件下，不会产生有效的 助熔作用，从而使焊料颗粒即使在熔融状态下也难以聚结。

特别地，解决上述问题(1)的一个可能的方法是使用热固性树脂作 为粘结剂，将低熔点焊料颗粒分散在该粘结剂中并进行焊接，这样使 得元件不仅通过焊料连接而且还通过固化的树脂贴附。尽管可以预料 这能使强度和韧性大大提高，但是能在这种工艺过程中共存且有效的 助熔组分还是未知的。

发明内容

在上文的启示下构思出本发明。本发明的一个目的是提供一种热 固性树脂组合物，在组装含有不能经受高温的元件的电子电路中，所 述组合物利用低熔点焊料颗粒使得能在低温下间歇回流(batch reflow)，并且能够使电子组装具有优异的强度和韧性。

根据本发明的权利要求1所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 含有金属填料组分、助熔组分和热固性树脂粘结剂，其中使用包括铋 (Bi)和铟(In)中的至少一种的所述金属填料组分，并且使用为下述结 构式(1)化合物和下述结构式(2)化合物中的至少一种的所述助熔组 分。

在上述式中，R₁～R₆各自为氢或烷基，X为具有孤电子对或双键 π电子并能与金属配位的有机基团。

根据本发明的权利要求2所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 在权利要求1所述的组合物中，具有10～70重量％的Bi含量，基于 金属填料组分的总重量。

根据本发明的权利要求3所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 在权利要求1所述的组合物中，具有10～90重量％的In含量，基于 金属填料组分的总重量。

根据本发明的权利要求4所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 在权利要求1所述的组合物中，具有10～70重量％的Bi含量和10～ 90重量％的In含量，基于金属填料组分的总重量。

根据本发明的权利要求5所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 在权利要求1～4中任一项所述的组合物中，金属填料组分包括至少 一种选自铜(Cu)、银(Ag)和镍(Ni)的金属。

根据本发明的权利要求6所述的热固性树脂组合物，其特征在于： 在权利要求1～5中任一项所述的组合物中，结构式(1)或(2)中的X是 具有下述结构式(3)～(8)中至少任意一种的有机基团。