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 tienen un diámetro promedioentre 1 nm y 1 μm, que tienen una densidad de sitios de terminación activos de menos de 5 sitiospor nm2 y no sonreactivos con al anhídrido,

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

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.

El estado del arte relacionado incluye los siguientes documentos:

El documento de patente de los Estados Unidos No. 6.500.544 B1 divulga una composición de pintura curable de dos componentes que comprende un componente base que contiene al menos una resina curable, y un componente de endurecimiento que contiene una polianilina no conductora, y un agente de curado en fase líquida o en fase fundida capaz de curar dicha resina curable y capaz de disolver dicha polianilina no conductora.

El documento WO 91/06594 A divulga un método de producción de un material compuesto poroso que comprende las etapas de: darle forma a una masa conformada de un material en partículas cuyas superficies han sido previamente humectadas con un polímero líquido que no polimerizará fácilmente por la acción del aire o del vapor de agua; y el tratamiento de la mezcla de partículas / polímero con un medio de un agente de curado líquido para iniciar la polimerización del polímero líquido, ya sea inmediatamente antes o después de la formación de la masa.

El documento GB 2 221 684 A divulga productos de base polimérica para su uso en composiciones de recubrimiento que se obtienen por dispersión de un agente anticorrosivo no tóxico en un material polimérico en solución, convirtiendo la dispersión así formada en una emulsión acuosa y curar los glóbulos así formados de material polimérico.

El documento de patente de los Estados Unidos No. 4.692.272 A divulga adhesivos que comprenden: (a) una resina de poliimida soluble, (b) un disolvente para dicha resina de poliimida, (c) una resina epóxica, (d) un agente de entrecruzamiento reactivo con el disolvente de poliimida disolvente de (b) , y (e) un catalizador que acelera la reacción entre (b) y (d) .

El documento de patente de los Estados Unidos No. 4.496.687 A divulga una composición de una emulsión acuosa que contiene organopolisiloxano preparada mezclando (A) una emulsión acuosa de un organopolisiloxano que tiene grupos hidroxi enlazados a silicio, (B) un producto de reacción de un anhídrido de ácido carboxílico con un organosilano con una función amino y una sílice coloidal y (c) un catalizado de curado.

El documento EP 0 038 292 A divulga una mezcla a base de una sustancia líquida con un mineral de relleno finamente dividido suspendido, en donde la mezcla contiene además un silicato de calcio sintético cristalizado que puede estar en diversas fases de hidratación y tiene una elevada relación de longitud / ancho en el intervalo de 10:1 a 200:1 y una dimensión de ancho de menos de 1 µm.

El documento de patente de los Estados Unidos No. 4.042.550 A y el documento CA 1.094.706 A1 divulga composiciones de moldeo epóxicas útiles para el encapsulado de semiconductores, que comprende (a) un compuesto epóxido, (b) como endurecedor, un polianhídrido de un monómero maleico y al menos un monómero estireno de alquilo o prepolímeros del polianhídrido y dicho compuesto epóxido; (c) un catalizador, (d) un relleno de sílice; (e) un relleno adicional, (f) un agente de acoplamiento de silano; y (g) un lubricante.

El documento de patente de los Estados Unidos No. 3.956.214 A divulga un método para la preparación de gránulos curables de polietileno y copolímeros de los mismos por mezcla de gránulos de polietileno con un agente de curado líquido a una temperatura por debajo del punto de reblandecimiento del polietileno y copolímeros de los mismos.

El documento de patente de los Estados Unidos No. 3.666.695 A divulga un sistema de resina epóxica que comprende un componente epóxico y un componente de un agente de curado de amina líquida que es una mezcla de una amido - amina de ácido graso monomérico y una amido - amina de ácido graso polimérico.

El documento GB 1 104 870 A divulga una cápsula que contiene una resina curable líquida y un agente de curado que se mezclan cuando la cápsula es triturada para uso como un adhesivo o sellador. La resina líquida puede ser un polisulfuro, un poliepóxido o un material polimérico de poliisocianato. Los agentes de curado para polisulfuros pueden ser dióxidos de teluro, manganeso o plomo o trióxido de antimonio.

El documento de patente de los Estados Unidos No. 3.479.317 A divulga composiciones de resina líquidas curables que comprenden una resina líquida, un agente de curado y un relleno.

Breve descripción 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 no es reactivo con el agente de curado.

Una realización de la invención puede proporcionar 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 puede estar libre de grupos hidroxilo y el agente de curado puede no reaccionar con el sólido.

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

En una forma de realización, la invención puede proporcionar un sistema, que incluye medios para la 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... [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 tienen un diámetro promedio entre 1 nm y 1 µm, que tienen una densidad de sitios de terminación activos 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.

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, en donde el sólido refractario comprende 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 nitruro de As, Al, B, Ga, Ge, Si o Ti.

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

7. 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.

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

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

10. El método de cualquier reivindicación precedente, en donde

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

se remueve el disolvente 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 de entre 30 y 70 porciento en peso con base en el peso total de la dispersión líquida libre de disolvente.

11. El método de la reivindicación 10, que comprende además mezclar la dispersión con una resina curable para formar un sistema adhesivo.

12. El método de la reivindicación 11, que comprende además 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 chip al sustrato.

13. Un sistema adhesivo que comprende

(i) una resina curable, que comprende preferiblemente una o más fracciones epóxicas, y 5 (ii) un sistema de curado producido por un método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

14. El sistema de la reivindicación 13, en donde la resina curable constituye un medio para asegurar un chip a un sustrato; el anhídrido constituye un medio para 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.

15. Una capa de polímero curada que comprende el sistema adhesivo de la reivindicación 13.