Método para la producción de un sistema de curado, un sistema adhesivo, y un dispositivo electrónico.

Un método para la producción de un sistema de curado, que comprende:

(i) un anhídrido de ácido carboxílico con un punto de fusión por debajo de 100º C, y

(ii) una pluralidad de partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas que comprenden Al, Sb, As, Be, B, C, Cr, Cu, Ga, Au, Ge, In, Fe, Hf, Mg, Mn, Mo, P, Si, Ag, Ti, W, Zr, una aleación de dos o más de los mismos, o un óxido o nitruro de As, Al, B, Ga, Ge, Si o Ti que tiene un diámetro promedio entre 1 nm y 1 μm,

en donde el óxido del sólido refractario tiene sitios de terminación activos de la superficie que comprende un silanol o un grupo hidroxilo y en donde el nitruro del sólido refractario tiene sitios de terminación activos que incluyen una amida o una imida,

en donde una primera porción de los sitios de terminación activos reaccionan con un alcoxisilano que tiene una fracción orgánica de uno o más entre acrilato, alquilo, fenilo, ciclohexilo, o glicidilo con el propósito de producir una partícula sólida refractaria compatibilizada, y en donde una segunda porción del resto de los sitios de terminación activa reaccionan con un silazano, o un agente de protección seleccionado de entre el grupo que consiste de N-(trimetilsilil)dietil amina, 1-(trimetilsilil)imidazol, trimetilclorosilano, pentametilcloro disiloxano y pentametil disiloxano para producir las partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas,

en donde las partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas tienen una densidad de sitios de terminación activa de menos de 5 sitios por nm2 y no son reactivos con al anhídrido,

en donde el sólido refractario está presente en una cantidad entre 30 y 70 porciento en peso con base en el peso total de la composición,

en donde el sólido refractario compatibilizado y pasivado se dispersa en una mezcla o solución del anhídrido y un disolvente de bajo punto de ebullición, en donde el disolvente está libre de grupos hidroxilo; y

el disolvente se remueve de la mezcla o disolución para formar una dispersión líquida libre de disolvente del anhídrido y el sólido refractario, de tal manera que el sólido refractario está presente en una cantidad entre 30 y 70 porciento en peso con base en el peso total de la dispersión líquida libre de disolvente,

en donde el método comprende además la mezcla de la dispersión con una resina curable para formar un sistema adhesivo y aplicar una porción del sistema adhesivo a un sustrato y poner en contacto la porción con un componente electrónico, y curar el sistema adhesivo para asegurar el componente electrónico al sustrato.

Método para la producción de un sistema de curado, un sistema adhesivo, y un dispositivo electrónico Antecedentes La invención incluye realizaciones que se refieren a un método para producir un sistema de curado y para un sistema adhesivo. La invención incluye realizaciones que se refieren a un método para producir un dispositivo electrónico.

Los chips semiconductores se pueden montar a un sustrato en un dispositivo electrónico. El montaje puede no ser perfecto y pueden presentarse huecos llenos de aire entre una superficie del chip y una superficie del sustrato de montaje. Debido a que los huecos de aire pueden ser indeseables, se puede utilizar una resina de subrelleno para rellenar los huecos. Se puede utilizar material de subrelleno para mejorar la confiabilidad del dispositivo. Además, el uso de un material de subrelleno puede mejorar la resistencia a la fatiga de las protuberancias de soldadura en un montaje.

Para hacer frente a las deficiencias asociadas con resinas tradicionales de subrelleno capilar, se desarrolló un material de subrelleno que no fluye (NFU) . Un material de subrelleno que no fluye puede incluir una resina curable, tal como una resina epóxica, y puede estar subrellenada, o llenada con relleno de tamaño nanométrico. El relleno de resina puede ser sílice coloidal con grupos funcionales modificados. Cuanto más alto sea el contenido de relleno en la resina, más cercana puede ser la coincidencia del coeficiente de expansión térmica (CTE) de la resina curada en relación con un chip semiconductor. Desafortunadamente, por razones de capacidad de procesamiento y similares, cargas de relleno de más de aproximadamente 50 por ciento en peso en la resina sin curar pueden ser problemáticas. Para agravar la situación, después de la adición de un agente de curado, la carga final de relleno puede estar por debajo del 30 por ciento en peso de la composición total. Un CTE típico de una resina epóxica curada subrellenada que no fluye con una carga de relleno por debajo del 30 por ciento en peso puede estar por encima de 50 ppm / º C.

Puede ser deseable tener un material de subrelleno que tenga uno o más entre un coeficiente de dilatación térmica de menos de 50 ppm /º C, una carga de relleno de más del 30 por ciento en peso, un nivel aceptable de capacidad de procesamiento, transparencia, o una temperatura de transición vítrea (Tg) deseablemente alta. Puede ser deseable tener un proceso para elaborar y/o usar un sistema de material de subrelleno que tiene propiedades mejoradas o diferentes que están actualmente disponibles. Puede ser deseable tener un aparato o artículo que emplea un sistema de material de subrelleno que no fluye que tiene propiedades mejoradas o diferentes que están actualmente disponibles.

Breve descripción La invención se refiere a un método de acuerdo con la reivindicación 1.

La invención proporciona un método para producir un sistema de curado. El método incluye mezclar un agente de curado que es un líquido a baja temperatura y un sólido refractario finamente dividido. El sólido refractario puede ser no reactivo con el agente de curado.

La invención proporciona un método, que incluye la dispersión de un sólido refractario compatibilizado y pasivado en una mezcla o solución de un agente de curado líquido a baja temperatura y un disolvente de bajo punto de ebullición, y remover el disolvente de la mezcla o solución para formar una dispersión líquida libre de disolvente del agente de curado y el sólido refractario. El disolvente está libre de grupos hidroxilo y el agente de curado puede no reaccionar con el sólido.

El método incluye además mezclar la dispersión con una resina curable para formar un sistema adhesivo. El método incluye además la aplicación de una porción del sistema de adhesivo a un sustrato y poner en contacto la porción con un componente electrónico. El sistema de adhesivo puede ser curado para asegurar el componente electrónico al sustrato.

En una forma de realización, la invención puede proporcionar un sistema, que incluye medios para fijación de un chip a un sustrato, medios para el curado de los medios de aseguramiento; y medios para adaptar el coeficiente de expansión térmica de los medios de fijación a uno o ambos entre el chip o el sustrato. Los medios de adaptación se pueden dispersar en el medio de curado.

Descripción detallada La invención contempla un método para producir un sistema de curado que comprende un sólido refractario compatibilizado y pasivado y un endurecedor o un agente de curado (colectivamente "agente de curado") . El agente de curado puede ser líquido o fluido a una temperatura baja. La invención incluye realizaciones que se refieren a métodos para elaborar y / o utilizar el sistema de curado. En una forma de realización, un sistema adhesivo incluye el sistema de curado en combinación con una resina curable.

Tal como se usa en este documento, curado se refiere a una composición curable que tiene grupos reactivos en los que más de la mitad de los grupos reactivos han reaccionado o se han entrecruzado; agente de curado se refiere a un material que puede interactuar con una resina curable para entrecruzar monómeros en un sistema de resina, tal como una resina epóxica. Se puede utilizar una expresión aproximada, tal como se utiliza en este documento a través de toda la memoria descriptiva y las reivindicaciones, para modificar cualquier representación cuantitativa que pudiera variar permisiblemente sin resultar en un cambio en la función básica con la cual está relacionada. En consecuencia, un valor modificado por un término o términos, tales como "aproximadamente", puede que no se limite al valor preciso especificado. En al menos algunos casos, la expresión aproximada puede corresponder a la precisión de un instrumento para la medición del valor.

Expresiones tales como libre de hidroxilo, libre de grupos hidroxilo, libre de disolventes, que no fluye, y similares incluyen la ausencia total del material indicado o propiedad, e incluyen además, una ausencia sustancial del material indicado. Es decir, los modificadores "sin" y "libre de", y similares, no se utilizan en un sentido estricto o absoluto y puede contener cantidades insignificantes, trazas, residuales o mínimas del material indicado o propiedad a menos que el contexto o expresión indiquen otra cosa. Los derivados pueden incluir ácidos o sales conjugados. Estabilidad, tal como se utiliza aquí en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, se refiere a la falta de reacción, o la carencia de la misma, de sitios activos de terminación sobre la superficie del sólido refractario y el agente de curado durante un período de tiempo, por ejemplo, una semana, dos semanas, y similares. El término "modificación de grupos funcionales" puede referirse a un material en el que los grupos funcionales han sido manipulados o afectados de alguna manera, tal como la reacción con un material compatibilización o un material de pasivación.

El sistema de curado líquido a temperatura ambiente puede incluir un sólido refractario compatibilizado y pasivado y un agente de curado líquido. El sistema de curado se combina con una resina curable para iniciar el curado de la resina, es decir, para entrecruzar los monómeros reactivos contenidos en la resina. Particularmente, el sólido refractario compatibilizado y pasivado puede ser homogéneamente dispersado en un agente de curado líquido a baja temperatura como material de relleno para formar el sistema de curado. El sistema de curado se combina con una resina curable para formar un sistema adhesivo. El sistema adhesivo puede curarse rápidamente después de la combinación, puede tener una vida útil que se extiende por horas o días, o puede tener una vida útil indefinida o una vida útil deseable hasta que se produzca un evento de activación adicional, tal como la aplicación de energía al sistema adhesivo. Tal energía puede incluir energía térmica, energía de un haz de electrones, luz ultravioleta, y similares.

Un sólido refractario compatibilizado y pasivado adecuado puede incluir una pluralidad de partículas de uno o más materiales metálicos, metaloides, cerámicos orgánicos. Un material refractario puede incluir materiales con una alta temperatura de fusión, tales como temperaturas de fusión en un intervalo de más de aproximadamente 1000 grados Celsius. El sólido incluye aluminio, antimonio, arsénico, berilio, boro, carbono, cromo, cobre, galio, oro, germanio, indio, hierro, hafnio, magnesio, manganeso, molibdeno, fósforo, silicio, plata, titanio, tungsteno, o circonio, o similares, o una aleación de dos o más de los mismos. El sólido incluye uno o más entre arsénico, aluminio, boro, galio, germanio, silicio, titanio,... [Seguir leyendo]

1. Un método para la producción de un sistema de curado, que comprende:

(i) un anhídrido de ácido carboxílico con un punto de fusión por debajo de 100º C, y

(ii) una pluralidad de partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas que comprenden Al, Sb, As, Be, B, C, Cr, Cu, Ga, Au, Ge, In, Fe, Hf, Mg, Mn, Mo, P, Si, Ag, Ti, W, Zr, una aleación de dos o más de los mismos, o un óxido o nitruro de As, Al, B, Ga, Ge, Si o Ti que tiene un diámetro promedio entre 1 nm y 1 µm,

en donde el óxido del sólido refractario tiene sitios de terminación activos de la superficie que comprende un silanol

o un grupo hidroxilo y en donde el nitruro del sólido refractario tiene sitios de terminación activos que incluyen una amida o una imida,

en donde una primera porción de los sitios de terminación activos reaccionan con un alcoxisilano que tiene una fracción orgánica de uno o más entre acrilato, alquilo, fenilo, ciclohexilo, o glicidilo con el propósito de producir una partícula sólida refractaria compatibilizada, y en donde una segunda porción del resto de los sitios de terminación activa reaccionan con un silazano, o un agente de protección seleccionado de entre el grupo que consiste de N (trimetilsilil) dietil amina, 1- (trimetilsilil) imidazol, trimetilclorosilano, pentametilcloro disiloxano y pentametil disiloxano para producir las partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas,

en donde las partículas sólidas refractarias compatibilizadas y pasivadas tienen una densidad de sitios de terminación activa de menos de 5 sitios por nm2 y no son reactivos con al anhídrido,

en donde el sólido refractario está presente en una cantidad entre 30 y 70 porciento en peso con base en el peso total de la composición,

en donde el sólido refractario compatibilizado y pasivado se dispersa en una mezcla o solución del anhídrido y un disolvente de bajo punto de ebullición, en donde el disolvente está libre de grupos hidroxilo; y

el disolvente se remueve de la mezcla o disolución para formar una dispersión líquida libre de disolvente del anhídrido y el sólido refractario, de tal manera que el sólido refractario está presente en una cantidad entre 30 y 70 porciento en peso con base en el peso total de la dispersión líquida libre de disolvente,

en donde el método comprende además la mezcla de la dispersión con una resina curable para formar un sistema adhesivo y aplicar una porción del sistema adhesivo a un sustrato y poner en contacto la porción con un componente electrónico, y curar el sistema adhesivo para asegurar el componente electrónico al sustrato.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el anhídrido de ácido carboxílico se selecciona de entre el grupo que consiste de anhídrido de ácido carboxílico aromático, anhídrido de ácido carboxílico alifático, anhídrido de ácido carboxílico cicloalifático, y mezclas de los mismos, y se selecciona preferiblemente de entre el grupo que consiste de

anhídrido benzoico, anhídrido ftálico, anhídrido hexahidro ftálico, anhídrido metil-hexahidro ftálico (MHHPA) , anhídrido 4-nitroftálico; dianhídrido de ácido naftaleno tetracarboxílico, anhídrido naftálico, anhídrido tetrahidro ftálico, anhídrido ciclohexano dicarboxílico, anhídrido butanoico, anhídrido dodecenilsuccínico, anhídrido 2, 2-dimetil glutárico, anhídrido etanóico, anhídrido glutárico, anhídrido de ácido hexafluoro glutárico, anhídrido itacónico, anhídrido tetrapropenilsuccínico, anhídrido maleico, anhídrido 2-metil-glutárico, anhídrido 2-metil-propiónico, anhídrido 1, 2-ciclohexano dicarboxílico, anhídrido octadecil succínico, anhídrido 2-octenil succínico, anhídrido noctenil succínico, anhídrido 2-fenilglutárico, anhídrido de ácido propiónico, anhídrido 3, 3-tetrametilen glutárico, derivados de los mismos, y mezclas de los mismos.

3. El método de cualquiera reivindicación precedente, en donde el anhídrido es un líquido a una temperatura por debajo de 50º C, y preferiblemente entre 25º C y 35º C.

4. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el sólido refractario comprende partículas de sílice, que tienen preferiblemente un tamaño promedio de partícula de menos de 100 nm.

5. El método de cualquier reivindicación precedente, que comprende además mezclar un catalizador o un acelerador en la mezcla de anhídrido y de sólido refractario.

6. El método de cualquier reivindicación precedente, que comprende además mezclar una o más entre un pigmento, un diluyente reactivo, un agente de suspensión, un agente antiespumante, un modificador de flujo, un flexibilizador, o un retardante de la llama en la mezcla de anhídrido y de sólido refractario.

7. El método de cualquier reivindicación precedente, que comprende además mezclar un promotor de adhesión en la mezcla de anhídrido y de sólido refractario.

8. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde el sólido refractario comprende uno o ambos entre alúmina o nitruro de boro.

9. Un sistema adhesivo que comprende

(i) una resina curable, que comprende preferiblemente una o más fracciones epóxicas, y

(ii) un sistema de curado producido por un método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. El sistema de la reivindicación 9, en donde la resina curable constituye un medio para asegurar un chipa un sustrato; el anhídrido constituye un medio para 10 curar la resina curable;

el sólido refractario finamente dividido constituye un medio para hacer coincidir el coeficiente de expansión térmica de la resina curable con uno o ambos entre el chip o el sustrato, y se dispersa el sólido refractario en la resina curable.

11. Una capa de polímero curada que comprende el sistema adhesivo de la reivindicación 9.