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KR20170136561A - 가공된 중합체-기반 전자 재료 - Google Patents

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KR20170136561A
KR20170136561A KR1020177031816A KR20177031816A KR20170136561A KR 20170136561 A KR20170136561 A KR 20170136561A KR 1020177031816 A KR1020177031816 A KR 1020177031816A KR 20177031816 A KR20177031816 A KR 20177031816A KR 20170136561 A KR20170136561 A KR 20170136561A
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KR
South Korea
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composition
graphene
filler
solder
functionalized
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KR1020177031816A
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English (en)
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KR102050252B1 (ko
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라마크리시나 호수르 벤카타기리야파
아빌라 리바스 모르가나 데
바런 다스
하리시 한치나 시다파
수타파 무케르지
시울리 사르카르
바와 싱
라훌 라우트
란지트 판데르
Original Assignee
알파 어셈블리 솔루션스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29439—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29444—Gold [Au] as principal constituent
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Abstract

전자 어셈블리 공정에서 사용하기 위한 조성물로서, 상기 조성물은 유기 매질에 분산된 충전재를 포함하며, 여기서, 상기 유기 매질은 중합체를 포함하고; 상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함하는, 조성물.

Description

가공된 중합체-기반 전자 재료
본 발명은, 전자 부품 및 디바이스의 제조에 사용하기 위한 그리고 전자 어셈블리 및 패키징에 사용하기 위한 중합체 조성물에 관한 것이다.
표면 실장 기술(SMT)은, 인쇄 회로 기판(PCB)의 표면에 전자 부품이 직접적으로 실장되거나 배치되는 전자 회로의 제조방법이다. 이러한 방법으로 제조된 전자 디바이스는 표면 실장 디바이스(SMD)로 불린다. 전자 산업에서 SMT는, 회로 기판의 구멍 내로 와이어 리드(wire lead)를 사용하여 부품을 고정시키는 스루홀(through-hole) 기술 제작 방법을 크게 대체해왔다. 두 기술 모두는, 표면 실장에 적합하지 않은 부품, 예를 들어 대형 변압기 및 히트-싱크되는(heat-sinked) 전력 반도체를 위한 동일한 기판(board)에 사용될 수 있다. SMT 부품은 일반적으로 이에 대응되는 스루홀 부품보다 작은데, 이는 이것이 더 작은 리드를 갖거나 리드를 전혀 포함하지 않기 때문이다. SMT 부품은 다양한 유형의 짧은 핀 또는 리드, 플랫 콘택트(flat contact), 솔더 볼(solder ball)의 매트릭스(BGA), 또는 상기 부품 본체상의 터미네이션(termination)을 가질 수 있다.
부품들이 배치되는 경우, 인쇄 회로 기판은 일반적으로, 홀이 없고, 평평하고, 통상적으로 틴-리드, 은, 또는 금 도금된 구리 패드, 일명 솔더 패드를 갖는다. 융제와 아주 작은 솔더 입자들의 점착성 혼합물인 솔더 페이스트를 먼저, 스크린 인쇄 공정을 사용하여 스테인리스 스틸 또는 니켈 스텐실에 의해 솔더 패드 전체에 도포한다. 이러한 도포는, 잉크젯 프린터와 유사한 제트-인쇄 메카니즘으로 도포할 수도 있다. 페이스팅 후, 기판들을 픽-앤-플레이스 기기로 보내고, 여기서, 기판들이 컨베이어 벨트 상에 배치된다. 기판들에 배치될 부품들은 일반적으로 릴 또는 플라스틱 튜브에 감긴 종이/플라스틱 테이프로 생산 라인에 전송된다. 몇몇 대형 집적 회로는 정전기 방지형 트레이로 전송된다. 수치 제어 픽-앤-플레이스 기기는 상기 테이프, 튜브 또는 트레이로부터 부품들(part)을 제거하여 이들을 상기 PCB상에 배치한다. 이후 기판들을 재유동 솔더링(reflow soldering) 오븐으로 이송시킨다. 상기 기판들을 우선, 예열 구역에 진입시키며, 여기서 상기 기판 및 모든 부품의 온도가 서서히 균일하게 상승된다. 이후에, 상기 기판들을, 솔더 페이스트 중의 솔더 입자들을 용융시켜 상기 회로판 상의 패드에 부품을 접합시키기에 충분한 온도를 갖는 구역(zone)에 진입시킨다. 상기 용융된 솔더의 표면 장력은 부품들이 제자리에 유지되는 것을 도우며, 솔더 패드의 기하학적 구조가 정확하게 설계된 경우, 표면 장력은 부품들의 패드들 상의 부품들을 자동적으로 정렬시킨다. 솔더를 재유동시키기 위한 다수의 기술이 존재한다. 한가지 기술은 적외선 램프를 사용하는 것이고, 이것은 적외선 재유동이라 칭한다. 다른 기술은 고온 기체 대류를 사용하는 것이다. 다시 대중적으로 되고 있는 또 다른 기술은, 일명 증기상(vapour phase) 재유동이라는 방법을 사용하는 높은 비점을 갖는 특별한 불화탄소 액체이다.
전자 디바이스의 솔더 조인트는 열기계적 피로에 민감하다. 이는 솔더 조인트(solder joint)로 조인트되는 워크 피스(work piece)들은 일반적으로 상이한 열팽창 계수(CTE)들을 갖기 때문이다. 또한, 전자 디바이스의 솔더 조인트는 높은 기계적 강도 및 낙하 충격에 대한 높은 내성을 나타낸다. 따라서, 이러한 조인트는 일반적으로 "언더필(underfill)"로 알려진 재료로 캡슐화된다. 언더필은 일반적으로 유기 중합체와 무기 충전재(예를 들어 실리카)의 복합재이다. 이러한 언더필의 예비-경화 성질 및 경화후 성질은 재료 스펙트럼의 최극단들에 존재한다. 예비-경화된 언더필은 최소의 갭(일반적으로 25micron 미만)하에서 물과 같이 자유롭게 유동할 것으로 예상된다. 경화된 언더필은, 무기 실리콘 및 유기 기재에 강력하게 접합하는 동시에, 바위처럼 단단한(rock-hard), 무기-유사 성질을 나타낼 것으로 예상된다. 충전재 양의 증가는 언더필의 기계적 성질을 개선할 수 있다. 하지만, 이는 조성물의 점도도 증가시킬 수 있다. 따라서, 비경화된 상태에서 감소된 점도를 나타내고, 경화된 상태에서 개선된 기계적 성질을 나타내는 언더필 재료(또는 언더필 재료의 대체물)에 대한 요구가 존재한다. 게다가, 통상적인 언더필 재료는 표준 SMT 재유동 공정 및 프로필을 사용하여 경화될 수 없다. 따라서, 언더필이 사용되는 경우, 개별적인 그리고 명확하게 구별되는 공정 단계들이 요구되며, 이에 의해 공정의 복잡성이 증가된다.
LED 칩 구조들 중에서, 플립 칩은 가장 빠르게 성장하는 칩 구조이며, 측면 구조 LED 및 수직 구조 LED 둘 다에서 시장 점유율을 얻어가는 중이다. 플립 칩 LED 침투는 2014년의 <5%로부터 2020년에는 >20%로 성장할 것으로 예상된다. 또한, 플립 칩 CSP, 즉, (레벨 2) 어셈블리의 상당한 성장도 존재하며, 여기서, 상기 CSP 패키지는 플립 칩 LED 다이(die)와 본질적으로 동일한 풋프린트를 가지며, 따라서 동일하거나 증가된 전력 및 루멘 출력에 대한 패키지 비용 및 풋프린트가 감소된다.
패키지에서의 플립 칩 LED 어셈블리에 대해, SAC 기반 솔더 페이스트를 사용하여 플립 칩 LED 다이와 패키지 기재와의 사이에 플립 칩 상호 접속부를 생성하는 추세가 증가중이다. 은 에폭시 또는 소결된 금속 재료 또한 사용되어 플립 칩 LED 다이와 패키지 기재와의 사이에 플립 칩 상호 접속부를 생성할 수 있다.
패키지 기재상의 플립 칩 LED의 어셈블러(레벨 1 부착) 및 CSP LED의 어셈블러(레벨 2)에 직면한 중대한 사안이 존재한다. 재유동 후 비세척(no-clean) 솔더 페이스트가 사용되는 경우, 융제 잔류물은 일반적으로 애노드 솔더 패드와 캐소드 솔더 패드 주변 및 이들 사이의 기재상에 남아있게 된다. 재유동이 바람직하게 완료되지 않는 경우, 특히 수분의 존재하에 작업 시 상기 잔류물은 애노드 솔더 상호 접속부와 캐소드 솔더 상호 접속부 사이에서 잠재적인 단락을 야기할 수 있으며, 이는 상기 상호 접속부들을 통과하는 높은 전류 및 상기 애노드와 개소드 사이에 적용되는 전압 바이어스에 기인한다. 은 에폭시 또는 소결된 금속 재료가 사용되어 플립 칩 LED 다이와 패키지 기재와의 사이에, 또는 CSP LED 패키지와 기판과의 사이에 플립 칩 상호 접속부를 생성하는 경우, 이러한 동일한 사안이 발생할 수 있다. LED 패키저(packager) 및 어셈블러는 일반적으로 사용 가능한 언더필 재료를 고려하며, 개별 경화 단계는 낮은 처리량 및 증가된 비용을 야기하는 (솔더 재유동 단계와는 별도의) 언더필의 경화가 요구된다. 또한, 솔더 페이스트를 포함하는 플립 칩 LED 또는 CSP LED 어셈블리는 다이 또는 패키지 플로트(float) 및 틸트(tilt)를 야기할 수 있다.
본 발명은, 선행 기술과 관련된 문제들의 적어도 일부를 해결하거나, 적어도 이에 관한 상업적으로 수용 가능한 대안적 해결책을 제공하고자 한다.
본 발명은, 전자 어셈블리 공정에서 사용하기 위한 조성물로서, 상기 조성물은 유기 매질에 분산된 충전재를 포함하며, 여기서,
상기 유기 매질은 중합체를 포함하고;
상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함하는 조성물을 제공한다.
본원에 정의된 바와 같은 각각의 측면 또는 양태는 반대로 명확하게 나타내지 않는 한, 임의의 다른 측면(들) 또는 양태(들)과 조합될 수 있다. 특히, 바람직한 것 또는 유리한 것으로 나타낸 모든 특징은 바람직한 것 또는 유리한 것으로 나타낸 임의의 다른 특징과 조합될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "그래핀"은 (단일층 그래핀으로 나타내는) 그래파이트의 단일 원자 평면, 또는 수 층의 그래핀, 또는 다층의 그래핀 또는 그래핀 소판(platelet)을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "2D 재료"는 3차원보다 비례적으로 더 큰 2개의 차원을 갖는 재료를 포함한다. 이러한 재료의 예는, 질화붕소, 이황화몰리브덴, 이셀렌화텅스텐, 전이 금속 이칼코겐화물, 니켈 HITP(2,3,6,7,10,11-헥사이미노트리페닐렌), 게르마네인, 그래핀, 포스포린, 스태닌, 실리신, 보로펜, 그래파인, 불소화된 그래핀, 및 2D 합성된 금속, 예를 들어 팔라듐 및 로듐이다.
본원에서 사용된 용어 "그래핀 옥사이드"는, 그래파이트 옥사이드가 염기성 매질에 분산될 때 얻어지는 분자 시트를 포함한다. 그래핀 옥사이드는 표면에 산소-함유 관능성 그룹을 포함하는 그래핀 시트를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "관능화된 그래핀"은 표면에 하나 이상의 관능성 그룹을 갖는 그래핀을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "다면체 올리고머성 실세스퀴옥산(POSS)"는 실험식 RSiO1.5를 갖는 나노구조를 포함하며, 상기 실험식에서 R은 수소 원자 또는 유기 관능성 그룹, 예를 들어 알킬, 알킬렌, 아크릴레이트, 하이드록실 또는 에폭사이드일 수 있다. POSS는 실리카 케이지 코어, 및 상기 케이지의 코너에 부착된 다른 유기 관능성 그룹으로 구성되는 실리카 나노입자로 나타낼 수 있다. POSS는 무기 실리콘과 산소의 내부 코어, 및 극성 또는 비극성일 수 있는 유기 구성물의 외부층을 가져 유기물 및 무기물 둘 다로 구성될 수 있다. 실세스퀴옥산 구조는 랜덤 구조, 사다리 구조, 케이지 또는 부분 케이지 구조일 수 있다. POSS 나노구조는 1 내지 3nm 범위의 직경을 가지며, 이런 이유로 존재하는 가장 작은 실리카 입자로 간주될 수 있다. 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산의 분자 구조는 다음과 같다.
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본원에서 사용된 용어 "표면 실장 기술(SMT)"은, 부품이 인쇄 회로 기판(PCB)의 표면에 직접적으로 실장되거나 배치된 전자 회로의 제조방법을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "표면 실장 공정"은 SMT를 사용하는 공정을 나타낸다.
본원에서 사용된 용어 "경화성(curable)"은, 예를 들어 전자 빔, 레이저, UV, 열, 또는 화학적 첨가제에 의해 유도된 중합체 쇄의 가교결합을 겪을 수 있는 화학종(즉, 조성물 또는 중합체)을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "전자 어셈블리 공정"은, 일반적으로 SMT로 나타내는 공정도 포함하는, 전자 디바이스 또는 부품을 제조하기 위한 공정을 나타낸다.
본원에서 사용된 용어 "중합체"는 일반적으로 열가소성 또는 열경화성 중합체를 나타낸다.
본 발명자들은 본 발명의 조성물이 충전재를 포함하지 않는 조성물에 비해 개선된 기계적 강도 및/또는 열 피로 내성 및/또는 배리어 특성을 나타내는 것을 q발견했다. 특히, 상기 조성물은 개선된 기계적 성질 및 열적 성질, 예를 들어 낙하 충격 내성, 굴곡 굽힘 내성(flexural bend resistance), 열 충격 내성, CTE, 항복 강도, 파괴 인성, 탄성 계수, 열 사이클링 내성 등을 나타낼 수 있다.
이러한 특성들은, 조성물이 전자 디바이스 제조방법에 사용되는 경우 특히 유리한데, 이는 이러한 특성들이 상기 디바이스로 전달될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 상기 조성물은 통상적인 언더필 재료 대신 사용되어, 플립 칩과 유기 인쇄 회로 기판의 상이한 열 팽창의 결과로 열기계적 변형을 겪을 수 있는, 플립 칩과 유기 회로 기판과의 사이에 형성되는 솔더 조인트를 (캡슐화를 통해) 강화시킬 수 있다.
상기 조성물은 솔더 페이스트에서 솔더 융제로 사용될 수 있다. 2개의 워크 피스들 사이의 솔더 페이스트의 가열시, 솔더 조인트가 형성될 수 있고 상기 조성물은 경화될 수 있으며 상기 솔더 조인트를 캡슐화할 수 있으며, 이에 의해 상기 솔더 조인트가 강화된다. 다르게는, 상기 조성물은, 예를 들어 전도성 접착제에 사용될 수 있으며, 여기서, 최종 접착제 접합이 높은 기계적 강도 및/또는 열 피로 내성을 나타내는 것이 바람직하다.
유리한 기계 및/또는 열 피로 성질들은, 100% 칼라(collar) 또는 필렛(fillet) 높이에서 또는 100% 미만의 칼라 또는 필렛 높이에서 상기 조성물에 의해 나타낼 수 있다.
중합체의 유동 역학 및/또는 경화 동력학은, 유리하게는 비-재유동된 솔더 페이스트의 제거 또는 가능한 이송을 방지할 수 있으며, 유리하게는 보다 높은 Tg 및 유리한 열기계적 성질들을 달성할 수 있다.
중합체는 경화성 중합체일 수 있다. 조성물은 표준 SMT 라인을 사용하여 가공될 수 있으며, 표준 SMT 재유동 공정 및 프로필을 사용하여 경화(cured) 또는 고정(set)될 수 있다. 이는 통상적인 언더필 재료와는 달리, 전자 어셈블리 공정 동안 개별적인 그리고 명확하게 구별되는 단계들을 필요로 하지 않기 때문에 특히 유리하다. 따라서, 본 발명의 조성물을 사용하는 전자 어셈블리 공정은, 통상적인 언더필 재료를 사용하는 전자 어셈블리 공정에 비해 단순화된다. 상기 조성물은, 예를 들어 열, 레이저, 또는 UV에 의해 경화될 수 있다. 상기 조성물은 일반적으로, 예를 들어 솔더 페이스트와 함께 재유동 오븐에서 열에 의해 경화된다. 사용되는 온도는 일반적으로 200 내지 300℃, 예를 들어 피크 온도로 약 245℃이다.
상기 조성물은 실온에서 안정하며, 쉽게 가공가능하며, 솔더 페이스트 잔류물과 상용성이다. 상기 조성물은 일반적으로 페이스트형(paste-like) 또는 겔형(gel-like) 조도(consistency)를 나타낸다.
상기 조성물은 저압 및 고압 성형, 과성형(over-molding), 포팅(potting), 및 캡슐화 모두에 대해 사용될 수 있다. 상기 조성물은 인쇄되고/인쇄되거나 침착된 솔더 페이스트와 협력하여 사용할 수 있다.
상기 조성물은, 예를 들어 제조 시스템용 표준 전자 어셈블리, 예를 들어 전화기, 컴퓨터, 카메라, 태블릿 및 디스플레이; 반도체 패키징; 및 유사한 시스템들의 어셈블리, 예를 들어 PV 모듈 및 배터리와 같은 적용을 갖는다.
전자 어셈블리 공정은, 예를 들어 다이 부착, 플립 칩, 기판상 패키지, 볼 그리드 어레이(BGA: ball grid array), 표면 실장 기술(SMT) 및 LED 제조 공정을 포함한다. 전자 어셈블리 공정은 바람직하게는 표면 실장 기술(SMT) 공정이다.
충전재는 유기 매질에 분산된다. 즉, 유기 매질은 연속상(continuous phase)을 형성하며, 충전재는 불연속상(discontinuous phase)을 포함한다.
충전재는, 예를 들어 구, 막대, 소판, 및/또는 플레이크(flake) 형태일 수 있다. 충전재는, (예를 들어 SEM으로 측정하여) 1nm 내지 25㎛, 예를 들어 1 내지 100nm, 또는 1 내지 10nm, 또는 0.1 내지 25㎛, 또는 1 내지 5㎛의 최대 치수(또는 충전재가 구 형태인 경우, 최대 직경)를 가질 수 있다.
상기 조성물은 필름, 예를 들어 B-스테이지 필름(즉, 조성물이 부분적으로 경화된 필름) 형태일 수 있다. 필름은 워크 피스에 사전 도포될 수 있으며, 스탬핑, 예를 들어 핫 스탬핑(hot stamping)을 사용하여 워크 피스 둘레에 형성될 수 있다.
상기 조성물은, 플립 칩 LED 부착법 또는 플립 칩 CSP(칩-스케일 패키지) LED 부착법에 사용되는 경우 특히 유익하다.
플립 칩 어셈블리 동안 기재상에 도포되는 경우(레벨 1), 상기 조성물은 다이 부착 상호 접속부(솔더, 소결된 금속 또는 심지어 AuSn)을 강화할 수 있으며, 이에 의해 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이러한 강화는 어셈블리 후 기록된 다이 전단값의 향상을 야기한다. 상기 조성물은 기판상의 플립 칩 또는 CSP 패키지 어셈블리 동안(레벨 2) 도포될 수도 있다. 상기 조성물은 기판 솔더 상호 접속부상의 패키지를 강화하며, 이는 부품 전단값의 증가를 야기한다.
통상적인 플립 칩 부착법에서, 언더필 재료가 사용되어 응력에 대한 플립 칩 어셈블리를 강화하며, 이러한 응력은 기재와 다이 사이의 열 팽창 계수(CTE) 불일치에 기인한다. 하지만, 이러한 접근은 다수의 단점들을 갖는다. 우선, 어셈블리가 냉각된 직후 생성된 (다이와 기재 사이의 CTE 불일치로부터의) 솔더 조인트의 응력은 솔더 조인트 재유동이다. 재유동 후 언더필 재료의 적용은, 신뢰성 시험 및 수명 동안의 온도 편위 동안 어셈블리가 접할 수 있는 재유동 응력 및 추가적인 응력들로부터의 파손(failure)에 대한 조인트만을 강화시킨다. 이러한 접근은 재유동 단계 동안의 CTE 불일치 응력의 발생을 방지하지 못한다. 두번째로, 언더필은 다이 부착(또는 패키지 부착) 후에 도포된다. 이는 일반적으로 다이-기재 어셈블리의 가장자리 둘레에만 분산된다. 이후, 언더필은 모세관력에 의해 솔더 조인트 둘레로 이동하여, 다이(또는 패키지)와 기재 사이의 공간을 충전한다. 불행하게도, 스탠드-오프(stand-off) 높이(상기 다이와 상기 기재 사이의 높이)가 약 50micron 이하인 경우, 모세관 작용으로부터의 추진력은 다이와 기재 사이의 갭을 충전하기에는 충분하지 않다. 마지막으로, 언더필이 충전되면, 어셈블리는 오븐에 넣어져 상기 언더필을 경화시켜, 솔더 조인트를 강화하기 위한 원하는 성질들을 달성한다. 이러한 별도의 언더필 경화 단계는 추가로 1 내지 2시간이 소요될 수 있다.
본 발명의 조성물의 사용은 통상적인 언더필 공정의 단점들을 극복할 수 있다. 상기 조성물은 일반적으로 솔더 상호 접속부가 이루어지기 전에 도포되기 때문에, 다이(또는 패키지)와 기재 사이에 스탠드-오프 높이에 대한 제한이 없다. 25micron(이하)의 스탠드-오프 높이를 갖는 어셈블리는 쉽게 강화될 수 있다. 둘째로, 상기 조성물은 (일반적으로 재유동 오븐에서의) 솔더 재유동 단계 동안 경화되기 때문에, 별도의 경화 단계를 필요로 하지 않는다. 이는 어세블리 처리량을 증가시키고, 공정의 비용을 감소시킨다. 마지막으로, 상기 조성물은, 재유동 후 어셈블리가 냉각되기 전, 범프들 사이 또는 둘레의 어셈블리 내에서 이미 경화되어 갇혔기(locked) 때문에, 제1 장소에서의 솔더 조인트 둘레의 CTE 불일치 응력의 생성을 저지한다.
솔더 조인트의 형성 후, 본 발명의 조성물은 솔더 조인트의 사이 또는 둘레에서 저응력 열경화성으로 경화될 수 있다. 이로 인해, 후속적인 재유동 동안, 다이가 눌려져서 솔더가 형태를 갖도록 효율적으로 갇힌다. 이것은, 솔더 조인트를 포함하는 어셈블리가 접합-라인 두께의 변화 또는 패키지 틸트(tilt) 또는 플로트(float) 없이 여러 차례의 재유동을 견딜 수 있게 한다. 상기 조성물은, 솔더 조인트 재용융과 관련된 수율 손실 없이 여러 차례의 재유동을 필요로 하는 적용에서, 통상적인 다이 부착용 SAC계 합금을 사용할 수 있다.
플립 칩 및 CSP LED가 작아질수록, P/N 패드 사이의 갭은 70 내지 100micron으로 작아진다. 통상적인 공정에서, 재유동 후 솔더 페이스트 잔류물이 적절하게 세정되지 않는 경우, 높은 온도, 습도 및 역 바이어스에서의 신뢰성 시험 동안의 전류 누설을 야기한다. 종종 50micron 미만의 스탠드-오프 높이를 갖는 세정이 실질적이지 않다. 재유동 전 솔더 패드들 사이에서의 본 발명의 조성물의 적용은, 역 바이어스 시험 동안의 전류 누설을 없앨 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물은 어떠한 추가적인 세정 단계 없이 LED 제조 업체에 상당한 신뢰성 향상을 가져올 수 있다.
플립 칩 및 CSP LED가 작아질수록, 통상의 솔더 페이스트에 의한 이들의 어셈블리는 재유동 동안의 다이(또는 패키지) 틸트, 플로트 및 회전으로 인해 점점 어려워지고 있다. 재유동 동안 솔더가 용융됨에 따라, 이의 표면 장력은 다이(또는 패키지)를 들어 올리며(그리고 이동시키며), 이러한 부품의 적은 중량은 다이를 제자리에 유지하기에 불충분하다. 재유동 전에 솔더 패드에 도포될 때, 본 발명의 조성물은, 용융된 솔더로부터의 측면 표면 장력을 저지(counteract)하는 두께를 제공할 수 있다. 상기 조성물은, 다이를 습윤시키고 조인트를 이루는 능력을 손상하지 않고, 기판에 대한 부품의 고정(anchoring)을 보장하는데에 이러한 저지력이 알맞은 것을 보장할 수 있다.
상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.001 내지 40wt%의 충전재를 포함한다. 바람직하게는, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 10wt%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 5wt%, 보다 바람직하게는 0.03 내지 4wt%, 보다 바람직하게는 0.04 내지 1wt%, 보다 바람직하게는 0.04 내지 0.8wt%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.4wt%의 충전재를 포함한다. 다른 바람직한 양태에서, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 30 내지 40wt%, 바람직하게는 33 내지 37wt%의 충전재를 포함한다. 이러한 조성물은 특히 유리한 유동학적 성질을 나타낸다. 또 다른 바람직한 양태에서, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 4wt%의 충전재를 포함한다. 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01wt% 이상, 바람직하게는 0.02wt% 이상, 보다 바람직하게는 0.03wt% 이상, 보다 바람직하게는 0.04wt% 이상, 보다 바람직하게는 0.05wt% 이상의 충전재를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 20wt% 이하, 바람직하게는 10wt% 이하, 보다 바람직하게는 5wt% 이하, 보다 바람직하게는 4wt% 이하, 보다 바람직하게는 1wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.8wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.4wt% 이하의 충전재를 포함할 수 있다. 충전재의 존재는 개선된 기계 및/또는 열 피로 내성을 제공한다. 보다 높은 수준의 충전재는 예비-경화된 조성물의 점도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 저점도를 갖는 조성물은 소형화된 특징을 갖는 전자 디바이스 및 부품에 보다 쉽게 도포될 수 있다. 이는 표면 실장 기술 제조방법에 있어서 특히 중요하다. 고점도를 갖는 조성물은, 인쇄, 핀 전사, 및 전자 어셈블리 적용을 위한 비유동 접착 조성물과 같은 적용에 있어서 보다 유리할 수 있다.
경화 전의 상기 조성물의 일반적인 점도는 실온에서 12 내지 20Pa.s, 보다 일반적으로는 약 16Pa.s이다. 상기 점도는 평행 판 구조를 사용하여 10/초의 일정한 전단 속도하에서 유량계로 측정된다. 비경화된 조성물의 점도는 상기 조성물이 분사되게 또는 제트되게 또는 분산되게 하기에 충분히 낮다. 이는 상기 조성물이 컨포말 코팅(conformal coating) 및 전체 기판 또는 어셈블리의 강화에 사용될 수 있게 할 수 있다.
상기 조성물은 바람직하게는 경화성 조성물이고/경화성 조성물이거나 중합체는 바람직하게는 경화성 중합체이다.
충전재는 바람직하게는 다음 중 하나를 포함한다: 그래핀, 그래핀 옥사이드, 관능화된 그래핀, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 및 2D 재료. 중합체 조성물이 경화되면, 이러한 화학종들은 특히 향상된 기계 및/또는 열 피로 내성 성질을 갖는 조성물을 제공할 수 있다. 특히, 이러한 화학종은, 충전재를 포함하지 않거나 통상적인 충전재를 포함하는 조성물에 비해 향상된 낙하 충격 내성 및 충격 굽힘 강도를 갖는 경화된 조성물을 제공할 수 있다. 이러한 화학종을 포함하는 조성물은, CTE 불일치를 갖는 워크 피스를 접합시키기 위한 낮은 열팽창 계수(CTE) 접착제로서 유용할 수 있다. 경화된 조성물은 긁힘 방지 적용을 위한 높은 경도를 나타낼 수도 있다.
이러한 성질들을 제공하기 위해, 극히 낮은 수준의 충전재, 예를 들어 그래핀 및 관능화된 그래핀만을 필요로 한다. 따라서, 이러한 화학종을 낮은 수준으로 포함하는 조성물은 유리한 기계 및/또는 열 피로 성질 둘 다를 나타낼 수 있는 반면, 비경화된 조성물은 특히 낮은 점도를 나타낼 수 있다. 그래핀 및/또는 관능화된 그래핀과 같은 충전재의 사용은 생성된 조성물의 열 안정성을 개선할 수 있으며, 상기 조성물의 유리 전이 온도(Tg)도 증가시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 조성물의 작업 한계를 증가시킬 수 있다.
그래핀 옥사이드의 사용은, 조성물에 침투할 수 있는 수분의 양을 감소시켜, 이로 인해, 씰링된 패키지/어셈블리의 은폐성을 향상시킬 수 있다. 그래핀 및/또는 관능화된 그래핀의 사용은 조성물 중의 자유 이온을 제거/결박(tie up)시키는 역할을 하여, 최종 생성물의 전기적 성질을 향상시킬 수 있다.
그래핀은 단층, 수 층, 또는 다층 그래핀(MLG)일 수 있다. 이러한 그래핀의 사용은 조성물의 전기 전도도 및/또는 열 전도도를 향상시킬 수 있다.
다면체 올리고머성 실세스퀴옥산(POSS)은, POSS 매크로머(macromer)의 독특한 구조로 인해 빌딩 블록으로 작용하며, 상기 구조는 8개의 유기 코너 그룹으로 둘러싸인 무기 실리카-유사 코어를 포함하는 잘 한정된 클러스터이다. 이는 산화 후 실리카를 형성하는 최소 실리케이트 전구체로 간주된다. 본 발명에서, POSS는 유리하게는 상기 조성물에 포함되어, 재료 중에 분자 단위로 분산될 수 없는 통상적인 조성물의 단점을 극복한다. 충전재가 POSS를 포함하는 경우, 경화된 조성물은 증가된 낙하 충격 내성 및 충격 접힘 강도를 나타낸다. POSS의 사용은 재료의 열 전도도를 향상시킬 수 있다.
충전재는 바람직하게는 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산; 및 그래핀 및 관능화된 그래핀(예를 들어, 그래핀 옥사이드) 중 하나 이상을 포함한다. 이는 특히 낮은 점도를 갖는 조성물, 및 특히 유리한 기계적 성질들을 갖는 조성물을 제공할 수 있다. 동등한 양의 POSS만을 또는 동등한 양의 그래핀/관능화된 그래핀만을 사용한 조성물에 비해, 상기 조성물의 점도는 일반적으로 보다 낮으며, 기계적 성질들은 일반적으로 보다 유리하다. 즉, POSS와 그래핀 및/또는 관능화된 그래핀(예를 들어, 그래핀 옥사이드)의 조합은 놀랍게도 상승 효과를 제공한다. POSS의 사용은 원하는 성질을 달성하기 위해 필요로 하는 그래핀/관능화된 그래핀의 양을 감소시킬 수 있다.
그래핀의 관능화는, 연장된 시간 동안 고체 및 용액 상태 둘 다에서, 그래핀의 표면 성질들의 제어 및 박리된 그래핀 층들의 안정화를 도울 수 있다. 통상적인 그래핀에 비해 관능화된 그래핀을 사용하는 것의 장점은, 예를 들어 중합체 매트릭스와의 개선된 혼합 및 분산 및 상호 작용, 상기 중합체 매트릭스 내의 그래핀 층들의 재적층의 방지, 및 개선된 수분 및 기체 불투과성을 포함한다.
충전재는 바람직하게는 관능화된 그래핀을 포함하며, 여기서, 상기 관능화된 그래핀은 그래핀 옥사이드를 포함한다. 그래핀 옥사이드의 사용은 특히 유리한 기계적 성질들을 갖는 조성물을 제공할 수 있다.
충전재가 관능화된 그래핀을 포함하는 경우, 상기 관능화된 그래핀은 유기 및/또는 무기 그룹으로, 바람직하게는 아민 그룹, 실란 및/또는 티타네이트 그룹, 에폭시 그룹, 에스테르 그룹, 및 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산 중 하나 이상으로 관능화될 수 있다. 이러한 관능화된 그래핀의 사용은 특히 유리한 기계적 성질들을 갖는 조성물을 제공할 수 있다. 관능화된 그래핀은 유리하게는 고무 분자 및/또는 융제 관능화 그룹으로 관능화될 수 있다. 관능화된 그래핀은 금속 나노입자(즉, 1 내지 500nm의 최장 치수를 갖는 입자), 예를 들어, 은, 구리, 금 중 하나 이상을 포함하는 나노입자, 및 합금, 예를 들어, AgCu 또는 AgAu로 관능화될 수 있다. 이러한 금속 나노입자의 사용은 조성물의 전기 전도도 및/또는 열 전도도를 향상시킬 수 있다. 관능화된 그래핀은 금속 산화물 또는 반금속 산화물의 나노입자로 관능화될 수 있다. 금속 산화물은, 예를 들어 알칼리 토금속, 전이 금속, 또는 후전이(post transition) 금속의 산화물일 수 있다. 이러한 산화물의 사용은 조성물의 수분 및 기체 불투과성을 향상시키고/향상시키거나 조성물의 열 전도도를 향상시킬 수 있다.
그래핀은 유리하게는 불소로 관능화될 수 있다, 예를 들어 불소화된 그래핀, 불소화된 그래핀 옥사이드, 또는 기저 sp2 평면에 부착된 불소화된 유기 분자를 포함하는 그래핀 옥사이드일 수 있다. 이러한 충전재는 조성물을 수분 및 기체 둘 다에 실질적으로 불투과성으로 만들 수 있다.
충전재는 바람직하게는 관능화된 그래핀, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산으로 관능화된 그래핀(및/또는 또는 그래핀 옥사이드)을 포함하는 관능화된 그래핀을 포함한다. 이러한 충전재의 사용은 특히 낮은 점도를 갖는 조성물, 및 특히 유리한 기계적 성질들을 갖는 경화된 조성물을 제공할 수 있다.
충전재는 질화붕소를 포함할 수 있다. 그래핀 및 다른 그래파이트성 재료와는 달리, 질화붕소의 사용은 조성물의 색상을 변화시키지 않는다.
조성물은 바람직하게는 에폭시 수지를, 보다 바람직하게는 일반적으로 고분자량을 갖는 상이한 관능성 에폭시 수지 및/또는 고형 2관능성(예를 들어, 3관능성 또는 4관능성) 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지를 포함한다. 이러한 수지들은 고수준의 가교결합을 나타내어, 이에 의해 특히 양호한 기계적 성질들을 나타내는 경화된 조성물을 야기할 수 있다. 고형 에폭시 수지의 사용은 조성물의 고형 함량을 증가시킨다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 중합체는, 예를 들어 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르, 파라 아미노 페놀의 트리글리시딜 에테르, 디아미노 디페닐 설폰의 테트라글리시딜 에테르, 디아미노 디페닐 메탄의 테트라 글리시딜 에테르, 디아미노 디페닐 에테르의 테트라 글리시딜 에테르, 및 트리스(2,3-에폭시 프로필) 이소시아누레이트를 포함한다. 중합체는 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리올레핀 열가소성 수지 또는 아크릴계 열가소성 수지일 수 있다. 열가소성 중합체의 사용은, 상기 조성물이 필름 형태인 경우 유리할 수 있다.
바람직한 양태에서,
상기 충전재는 그래핀 옥사이드를 포함하고,
상기 조성물은 상기 그래핀 옥사이드를 0.1 내지 4wt% 포함한다.
이러한 조성물은 특히 유리한 기계적 성질들을 갖는 조성물을 제공할 수 있다.
이러한 바람직한 양태에서, 유기 매질은 바람직하게는 다음을 포함한다:
30 내지 40wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매;
5 내지 10wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들;
15 내지 30wt%의, 바람직하게는 고분자량을 갖는, 고형 2관능성 에폭시 수지;
3 내지 10wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제(actovator);
2 내지 8wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매;
1 내지 5wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매;
1 내지 5wt%의 액상 무수물형 경화제(hardener);
0.1 내지 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및
0.1 내지 3wt%의 접착 촉진제.
바람직하게는, 유기 매질은 바람직하게는 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매를 추가로 포함한다. 이러한 용매의 사용은, 조성물의 낮은 점도를 유지하는 것을 도울 수 있고, 최종 생성물에 안정성을 제공하는 것을 도울 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매는, 예를 들어 부틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노 헥실 에테르, 및 클리콜 에테르를 포함한다.
바람직하게는, 유기 매질은 활성제를, 보다 바람직하게는 디카복실산을 포함하는 활성제를 추가로 포함한다. 상기 활성제는 조성물이 도포되는 표면(즉, 전기 회로 기판 패드)상의 모든 산화된 층을 제거할 수 있으며, 상기 조성물을 포함하는 솔더 페이스트의 습윤 성능을 승가시킬 수 있다.
바람직하게는, 유기 매질은 촉매를 추가로 포함한다. 촉매의 사용은 경화성 조성물이 가교결합하는 것을 도울 수 있다. 촉매는 바람직하게는 치환된 방향족 아민 및/또는 포스펜계 염을 포함할 수 있다. 이러한 촉매는 낮은 반응성을 나타낸다. 따라서, 이들은 일반적으로 승온에서만 가교결합하기 때문에, 이들은 조성물의 실온 안정성을 증가시키는 것을 도울 수 있다.
바람직하게는, 유기 매질은 경화제를 추가로 포함하며, 여기서, 보다 바람직하게는 상기 경화제는 액상 무수물형 경화제를 포함한다. 이러한 경화제의 존재는, 승온에서만의 에폭시 수지와의 가교결합 반응에 의한 조성물의 실온 안정성을 증가시키는 것을 도울 수 있다.
바람직하게는, 유기 매질은 응력 개질제, 바람직하게는 액체형 응력 개질제를 추가로 포함한다. 응력 개질제의 사용은 에폭시 수지의 취성(brittleness)을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
유기 매질은 바람직하게는 접착 촉진제를 추가로 포함한다. 이는 조성물과 솔더 조인트 사이의 접합을 증가시키는 역할을 할 수 있다.
바람직한 양태에서, 유기 매질은 다음을 포함한다:
30 내지 40wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매;
5 내지 10wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들; 및/또는
15 내지 30wt%의, 바람직하게는 고분자량을 갖는, 고형 2관능성 에폭시 수지; 및/또는
3 내지 10wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제; 및/또는
2 내지 8wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매; 및/또는
1 내지 5wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매; 및/또는
1 내지 5wt%의 액상 무수물형 경화제; 및/또는
0.1 내지 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및/또는
0.1 내지 3wt%의 접착 촉진제.
특히 바람직한 양태에서, 유기 매질은 다음을 포함한다:
약 39wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매;
약 8wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들;
약 29wt%의, 바람직하게는 고분자량을 갖는, 고형 2관능성 에폭시 수지;
약 9wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제;
약 3wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매;
약 4wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매;
약 2wt%의 액상 무수물형 경화제;
약 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및
약 2wt%의 접착 촉진제.
상기 조성물은 다음중 하나 이상을 사용하는 디바이스에 도포될 수 있다: 필름 전사, 핀 전사, 부품 침지, 분배, 제팅(jetting), 인쇄(printing), 분사(spraying), 캐스팅, 및 닥터 블레이딩(doctor-blading). 침지 높이 및 침지 시간은 최대 100% 상이한 칼라 높이를 얻기 위해 다양해질 수 있다.
상기 조성물은 고온(예를 들어, 170 내지 280℃)에서 모세관 첨가제를 사용하여 유동가능할 수 있다.
상기 조성물의 칼라 높이는, 침지 높이 및/또는 침지 시간을 다양하게 함으로써 최대 100%로 다양해질 수 있다. 예를 들어, 칼라 높이는 약 30%부터 최대 100%까지 다양해질 수 있다. 다양한 칼라 높이를 달성하기 위해 사용된 적합한 침지 높이 및 침지 시간의 예는 하기 표 1에 설명된다.
Figure pct00002
바람직한 양태에서, 충전재는 그래핀, 그래핀 옥사이드, 그래파이트 플레이크, 그래핀 소판, 환원된 그래핀 옥사이드, 2D 재료, 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함한다. 이는 조성물에 높은 기계적 강도 및/또는 열 피로에 대한 높은 내성을 제공할 수 있다.
상기 조성물은 유색 안료를 포함할 수 있다. 이는 경화된 조성물에 원하는 색상을 부여할 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 바와 같은 경화성 조성물을 포함하는 언더필을 제공한다.
상기 언더필은, 예를 들어 에지필, 코너필, 또는 에지 접합일 수 있다. 바람직한 측면에서, 상기 언더필은 하나 이상의 단계에서 도포될 수 있으며, 바람직하게는, 여기서, 상기 하나 이상의 단계는 침지 및/또는 분배를 포함한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 조성물을 포함하는 솔더 융제를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 경화성 조성물을 포함하는 편면 또는 양면 강화(DSR) 재료를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 조성물을 포함하는 캡슐화제(encapsulant)를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 조성물을 포함하는 배리어 재료를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 전자 재료를 제공한다:
솔더 합금; 및
본원에 개시된 조성물.
솔더 합금은, 예를 들어 솔더 볼, 분말, 막대 또는 와이어 형태로 제공될 수 있다. 경화성 조성물은 상기 솔더 볼, 상기 막대, 상기 와이어, 또는 상기 분말의 입자들을 적어도 부분적으로 코팅할 수 있다. 상기 합금은, 예를 들어 납 불포함 합금, 예를 들어 SAC 합금일 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 전도성 접착제를 제공한다:
전도성 입자; 및
본원에 개시된 조성물.
전도성 입자는 일반적으로 금속(예를 들어, 은, 금, 및 구리 중 하나 이상), 합금(예를 들어, 납 불포함 합금, 예를 들어 SAC 합금), 및/또는 금속 및/또는 합금으로 코팅된 입자를 포함한다. 전도성 입자는 플레이트, 막대, 및/또는 구 형태일 수 있다. 전도성 입자는 일반적으로 1nm 내지 40㎛, 예를 들어 1 내지 500nm 정도의 최장 치수(구의 경우 직경)을 갖는다. 전도성 입자는 중합체 조성물에 분산된다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 비전도성 접착제를 제공한다:
비전도성 입자; 및
본원에 개시된 조성물.
비전도성 입자는 일반적으로 금속 또는 반금속 산화물, 탄화물, 질화물(예를 들어, 산화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 질화알루미늄)을 포함한다. 상기 금속은 예를 들어 알칼리 토금속, 전이 금속, 또는 후전이 금속일 수 있다.
비전도성 입자는 플레이트, 막대 및/또는 구 형태일 수 있다. 비전도성 입자는 일반적으로 1nm 내지 40㎛, 예를 들어 1 내지 500nm 정도의 최장 치수(구의 경우 직경)을 갖는다. 비전도성 입자는 중합체 조성물에 분산된다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 솔더 페이스트를 제공한다:
솔더 입자; 및
본원에 개시된 조성물.
솔더 입자는 일반적으로 금속(예를 들어, 은, 금, 및 구리 중 하나 이상), 합금(예를 들어, 납 불포함 합금, 예를 들어 SAC 합금), 및/또는 금속 및/또는 합금으로 코팅된 입자를 포함한다. 솔더 입자는 플레이트, 막대, 및/또는 구 형태일 수 있다. 솔더 입자는 일반적으로 1nm 내지 40㎛, 예를 들어 1 내지 500nm 정도의 최장 치수(구의 경우 직경)을 갖는다. 솔더 입자는 중합체 조성물에 분산된다.
본 발명의 조성물, 솔더 융제, 전자 재료, 전도성 접착제, 솔더 페이스트, 언더필, 강화(DRS) 재료, 캡슐화제 및/또는 배리어 재료는 리드 불포함, 제로-할로겐 비세척 솔더 페이스트, 예를 들어 LUMET™ P39(ALPHA®)을 포함할 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 조성물로 적어도 부분적으로 캡슐화된 솔더 조인트를 제공하며, 상기 조성물은 본원에 개시된 경화성 중합체 조성물이다. 솔더 조인트는 일반적으로 경화된 중합체 조성물로 필수적으로 캡슐화되며, 보다 일반적으로는 경화된 중합체 조성물로 완전히 캡슐화된다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 솔더 조인트의 형성 방법을 제공한다:
본원에 개시된 솔더 페이스트를 둘 이상의 워크 피스들 사이에 제공하여 조인트되게 하는 단계; 및
상기 솔더 페이스트를 가열하여 솔더 조인트를 형성하는 단계.
솔더 페이스트는 일반적으로 170 내지 280℃의 온도로 가열된다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음을 포함하는, 본원에 개시된 조성물의 제조방법을 제공한다:
중합체를 포함하는 유기 매질을 제공하는 단계; 및
상기 유기 매질에 충전재를 분산시키는 단계를 포함하며,
여기서, 상기 충전재는 그래핀, 2D 재료, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함한다.
충전재의 분산에 앞서, 유기 매질의 성분들은 최대 150℃, 보다 일반적으로는 50 내지 120℃, 보다 일반적으로는 약 90℃의 온도에서 혼합되어, 균질한 혼합물을 형성한다. 이후, 유기 매질은, 예를 들어 3개 롤 밀을 사용하여 일반적으로 밀링된다. FOG < 10micron의 확인 후, 밀링 공정은 일반적으로 정지된다. 유기 매질 중으로의 충전재의 분산은 기계적 블렌딩을 포함할 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 다음으로부터 선택되는 방법에서의 본원에 개시된 조성물의 용도를 제공한다: 전자 어셈블리법, 표면 실장 기술(SMT)법, 다이 부착법, 재유동 솔더링법, 회로 기판 제조법, 및 태양 전지 제조법.
추가적인 측면에서, 본 발명은, 전자 패키징, 플립 칩, LED 어셈블리, 및 기밀 씰링(hermetic sealing)에서의 본원에 개시된 조성물의 용도를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은, 조성물의 유동능(flow-ability)을 증가시키기 위한 그래핀 및/또는 관능화된 그래핀의 용도를 제공한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은, 유기 매질에 분산된 충전재를 포함하는 조성물을 제공하며, 상기 유기 매질은 경화성 조성물을 포함하고, 여기서,
상기 충전재는 그래핀, 2D 재료, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함한다.
상기 조성물은, 예를 들어 솔더 융제로 사용하기 위한 것, 또는 전도성 접착제에서 사용하기 위한 것, 또는 언더필 재료로 사용하기 위한 것, 또는 전자 디바이스의 제조에서 사용하기 위한 것, 또는 솔더 조인트의 강화에 사용하기 위한 것, 단면 또는 양면 강화 재료(DSR)로 사용하기 위한 것, 또는 캡슐화제로 사용하기 위한 것, 또는 접착제로 사용하기 위한 것, 또는 배리어 재료(예를 들어, 솔더 조인트 내로 진입하는 것을 방지하는 재료)로 사용하기 위한 것일 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 표면 실장 공정에서 사용하기 위한 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 유기 매질에 분산된 충전재를 포함하고, 여기서,
상기 유기 매질을 중합체를 포함하고;
상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
상기 조성물은 상기 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은, 12 내지 20Pa.s의 점도, 및 개선된 기계적 강도, 개선된 열 피로 내성, 및 개선된 배리어 특성중 하나 이상을 갖는 조성물을 제공하기 위한 충전재의 용도를 제공하며, 상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은, 전자 어셈블리 적용, 예를 들어 인쇄, 핀 전사, 및 비유동 접착제 조성물에서의 본원에 개시된 조성물의 용도를 제공하며, 상기 조성물은 20Pa.s를 초과하는 점도를 갖는다. 상기 개시된 바와 같이, 이러한 적용들은 더 높은 점도로부터의 이익을 얻는다. 더 높은 점도는 예를 들어 충전재 수준의 증가로 제공될 수 있다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 조성물의 열 팽창 계수(CTE)를 제어하기 위한 충전재의 용도를 제공하며, 상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자 중 하나 이상을 포함한다. 상기 CTE의 제어는 상기 조성물의 열 피로 수명을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 지금부터 하기 비제한적인 도면들을 참조로 하여 설명될 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 다수의 조성물에 대한 충격 굽힘 시험의 결과를 도시하는 플롯(plot)이다.
도 2는, 본 발명에 따른 다수의 조성물에 대한 낙하 충격 내성 시험의 결과를 도시하는 플롯이다.
본 발명은 지금부터 하기의 비제한적인 실시예와 관련하여 설명될 것이다.
실시예 1
개질된 Hummers 방법을 사용하여 천연 플레이크 그래파이트로부터 그래핀 옥사이드를 제조했다. 상업적으로 입수 가능한 그래파이트 분말 및 10g의 질산나트륨을 500nL의 농축(98%) 황산에 교반하면서 첨가했고, 이후 빙욕(ice-bath)에 보관했다. 15분 후, 10g의 그래파이트 파우더(300메쉬)를 천천히 첨가한 후, 10분간 교반하여 균질한 혼합물을 얻었다. 67g의 과망간산칼륨을 매우 천천히 조심스럽게 첨가하는 동시에, 빙욕의 전체 반응 혼합물을 교반했다. ~30분 후, 상기 전체 반응 혼합물을 ~40℃로 유지되도록 설정된 핫 플레이트로 옮겼다. 이후, 상기 반응 혼합물의 색상이 적색을 띨때까지 ~2.5시간 동안 교반했다. 이후, 상기 혼합물을 ~30분 동안 실온에서 냉각되게 했다. 이후, 500mL 탈이온수를 교반하면서 매우 천천히 첨가했다. 10 내지 15분의 교반 후, 1L의 따뜻한 탈이온수에 이어 100mL 30용적% 과산화수소를 상기 반응 혼합물에 첨가하고 ~5분간 교반했다. 최종 생성물을 4000rpm에서 8분간 실시된 원심 분리를 통해 단리한 후, 동일한 원심 분리 조건에서 탈이온수를 사용하여 완전히 그리고 엄격하게 세척했다. 비반응된 화학 물질, 부산물 모두를 폐기하기 위해, 그리고 pH를 ~7에 근접하게 만들기 위해, 이러한 단계를 거의 ~20회 반복했다. 이후, 아세톤을 사용하여 3 내지 4회 세척하고, 완전히 건조시키기 위해 65℃로 설정된 오븐에 넣었다. 이후, 그래핀 옥사이드 분말을 고형으로 얻고, 추가적으로 사용할 준비가 완료됐다.
이후, 다음을 포함하여 유기 매질이 제조됐다:
a) 높은 비점을 갖는 유기 용매 39wt%
b) 상이한 관능성 에폭시 수지 8wt%
c) 고분자량 및 2관능성을 갖는 고형 에폭시 수지 29wt%
d) 개시제로서의 디카복실산 9wt%
e) 촉매로서의 치환된 방향족 아민 3wt%
f) 촉매로서의 포스펜계 염 4wt%
g) 액체 무수물형 경화제/촉매 2wt%
h) 액체형 응력 개질제 4wt%
i) 접착 촉진제 2wt%
상기 화학종 a) 내지 i) 모두는 원하는 비율로 혼합되고, 균질한 혼합물이 얻어질 때까지 90℃로 가열된다. 이후, 상기 혼합물을 3개 롤 밀링 처리한다. FOG < 10micron을 확인한 후, 밀링 공정을 정지했다. 이후, 기계적 블렌딩을 사용하여 그래파이트 옥사이드 분말을 유기 매질에 분산시켜, 0.1 내지 4wt%의 그래핀 옥사이드를 포함하는 경화성 조성물을 제공했다.
열 사이클링 시험:
상기 조성물을 솔더 입자와 혼합하여 솔더 페이스트를 형성했다. 상기 조성물을 사용하지만 충전재가 존재하지 않는 솔더 페이스트(비교 실시예)도 제조했다. 솔더 페이스트를 사용하여, SMT법을 사용하는 인쇄 회로 기판상의 솔더 조인트를 형성했다.
열 사이클링 시험은 하기 절차를 사용하여 실시됐다:
장비:
·Espec 열 사이클링 챔버(공기-공기) TSA-101S.
·Agilent 34980A 데이터로거.
시험 조건:
·IPC 9701-A 표준에 따른 시험.
·1000사이클에 대해 -40℃(10분)에서 +125℃(10분).
불합격 정의:
·IPC 9701-A에 따라: (최대 5회 연속 읽기 스캔 이내) 공칭 저항(nominal resistance)의 20% 증가.
불합격 분석:
·240, 500, 750, 및 1000사이클 후 단면도, 및 현미경 분석.
결과들은 하기 표 2에 설명된다.
Figure pct00003
본 발명의 조성물은, 충전재를 포함하지 않는 조성물에 비해 개선된 열 사이클링 내성 특성을 나타내는 것이 확인할 수 있다.
충격 굽힘 시험:
충격 굽힘 시험은 하기 절차를 사용하여 실시됐다:
시험 조건:
·데이터로거에 대한 연결 시험 비히클.
·1.2mm로 고정된 기판 편향 사용.
·첫번째 불합격이 나올 때까지 시험.
·부품에 대한 충격 타격 지점: 부품의 코너.
·충격 타격 핀 형상: 원형(10mmΦ).
시험 비히클:
·표면 마감: EniG.
·50x50mm, 0.8mm 두께.
·부품: BGA84.
불합격 정의:
·전기 저항의 200W의 증가
결과가 도 1에 도시된다. 실시예 1의 조성물(오른쪽)은 비교 실시예(왼쪽 및 중간)에 비해 보다 큰 충격 굽힘 내성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 상기 비교 실시예 조성물은 어떠한 충전재도 포함하고 있지 않다.
낙하 충격 내성 시험:
낙하 충격 내성 시험이 하기 절차를 사용하여 실시됐다:
장비
·Lansmont HC18 충격 시험기.
·Lansmont TP4.
·AnaTech 이벤트 탐지기.
시험 조건
·JEDEC 표준 JESD22-B111 "휴대용 전자 제품용 부품의 기판 수준 낙하 시험 방법"를 따름.
·서비스 조건 B(1500Gs, 0.5밀리초 펄스, 반-사인 커브)를 사용.
실시예 1의 낙하 충격 내성은, 충전재를 포함하지 않거나 통상적인 충전재를 포함하는 비교 실시예보다 더 큰 것을 확인했다. 낙하 충격 내성 시험의 겨로가는 도 2에 도시된다(다이아몬드: 본 발명, 사각형/원: 참조 실시예).
상기 상세한 설명은 설명 및 예시의 방식으로 제공되며, 이는 청구된 청구범위를 제한하고자 의도하지 아니한다. 본원에 예시된 현재의 바람직한 양태들의 다수의 변형은 당해 기술 분야의 숙련가에게 자명할 것이며, 청구된 청구범위 내에 그리고 이의 동등물로 유지될 것이다.

Claims (45)

  1. 전자 어셈블리 공정에서 사용하기 위한 조성물로서,
    상기 조성물은 유기 매질에 분산된 충전재를 포함하며, 여기서,
    상기 유기 매질은 중합체를 포함하고;
    상기 충전재는 그래핀, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
    상기 조성물은, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함하는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 10wt%, 바람직하게는 0.02 내지 5wt%, 보다 바람직하게는 0.03 내지 4wt%, 보다 더 바람직하게는 0.04 내지 1wt%, 훨씬 더 바람직하게는 0.04 내지 0.8wt%의 충전재를 포함하는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.05 내지 0.4wt%의 충전재를 포함하는, 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 경화성 조성물이고/경화성 조성물이거나 상기 중합체가 경화성 중합체인, 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가 그래핀, 그래핀 옥사이드, 관능화된 그래핀, 및 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산 중 하나 이상을 포함하는, 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가
    다면체 올리고머성 실세스퀴옥산; 및
    그래핀, 및 관능화된 그래핀 중 하나 이상을 포함하는, 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가 관능화된 그래핀을 포함하고, 상기 관능화된 그래핀이 그래핀 옥사이드를 포함하는, 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가 관능화된 그래핀을 포함하며, 상기 관능화된 그래핀은 유기 및/또는 무기 그룹으로, 바람직하게는 아민 그룹, 실란 및/또는 티타네이트 그룹, 에폭시 그룹, 에스테르 그룹 및 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산 중 하나 이상으로 관능화된 것인, 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가 관능화된 그래핀을 포함하며, 상기 관능화된 그래핀은 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산으로 관능화된 그래핀을 포함하는, 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 에폭시 수지를 포함하며, 바람직하게는, 여기서, 상기 에폭시 수지는 상이한 관능성 에폭시 수지들 및/또는 고분자량을 갖는 고형 2관능성 에폭시 수지들을 포함하는, 조성물.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전재는 그래핀 옥사이드를 포함하고,
    상기 조성물은 상기 그래핀 옥사이드를 0.1 내지 4wt% 포함하는, 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 유기 매질이,
    30 내지 40wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매;
    5 내지 10wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들;
    15 내지 30wt%의, 바람직하게는 고분자량을 갖는, 고형 2관능성 에폭시 수지;
    3 내지 10wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제(activator);
    2 내지 8wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매;
    1 내지 5wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매;
    1 내지 5wt%의 액상 무수물형 경화제(hardener);
    0.1 내지 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및
    0.1 내지 3wt%의 접착 촉진제를 포함하는, 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 하나 이상의 유기 용매를 추가로 포함하는, 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유기 용매가 280℃ 이상의 비점을 갖는, 중합체 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 활성제를 추가로 포함하며, 바람직하게는, 여기서, 상기 개시제는 디카복실산을 포함하는, 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 촉매를 추가로 포함하며, 바람직하게는, 여기서, 상기 촉매는 치환된 방향족 아민 및/또는 포스펜계 염을 포함하는, 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 경화제를 추가로 포함하며, 바람직하게는, 여기서, 상기 경화제는 액상 무수물형 경화제를 포함하는, 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 응력 개질제를, 바람직하게는 액체형 응력 개질제를 추가로 포함하는, 조성물.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이 접착 촉진제를 추가로 포함하는, 조성물.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이,
    30 내지 40wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매; 및/또는
    5 내지 10wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들; 및/또는
    15 내지 30wt%의, 고분자량을 갖는 고형 2관능성 에폭시 수지; 및/또는
    3 내지 10wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제; 및/또는
    2 내지 8wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매; 및/또는
    1 내지 5wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매; 및/또는
    1 내지 5wt%의 액상 무수물형 경화제; 및/또는
    0.1 내지 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및/또는
    0.1 내지 3wt%의 접착 촉진제를 포함하는, 조성물.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 매질이,
    약 39wt%의 280℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매;
    약 8wt%의 상이한 관능성 에폭시 수지들;
    약 29wt%의, 고분자량을 갖는 고형 2관능성 에폭시 수지;
    약 9wt%의, 디카복실산을 포함하는 활성제;
    약 3wt%의, 치환된 방향족 아민을 포함하는 촉매;
    약 4wt%의, 포스펜계 염을 포함하는 촉매;
    약 2wt%의 액상 무수물형 경화제;
    약 4wt%의 액체형 응력 개질제; 및
    약 2wt%의 접착 촉진제를 포함하는, 조성물.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 필름 전사, 핀 전사, 부품(component) 침지, 분배(dispensing), 제팅(jetting), 인쇄(printing), 분사(spraying), 캐스팅, 및 닥터 블레이딩(doctor-blading) 중 하나 이상을 사용하는 디바이스에 적용될 수 있는, 조성물.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 모세관 첨가제(capillary additive)를 사용하여 고온에서 유동가능한, 조성물.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화된 조성물의 칼라(collar) 높이가 상기 침지 높이 및/또는 상기 침지 시간을 다양하게 함으로써 최대 100%까지 다양해질 수 있는, 조성물.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재가 그래핀, 그래핀 옥사이드, 그래파이트 플레이크(flake), 그래핀 소판(platelet), 환원된 그래핀 옥사이드 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함하는, 조성물.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 유색 안료를 포함하는, 조성물.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 형태인, 조성물.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 언더필(underfill).
  29. 제28항에 있어서, 상기 언더필이 하나 이상의 단계로 도포될 수 있으며, 바람직하게는, 여기서, 상기 하나 이상의 단계가 침지 및/또는 분배를 포함하는, 언더필.
  30. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 솔더 융제(solder flux).
  31. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 편면 또는 양면 강화 재료.
  32. 전자 재료로서,
    솔더 합금; 및
    제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 전자 재료.
  33. 전도성 접착제로서,
    전도성 입자; 및
    제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 전도성 접착제.
  34. 비전도성 접착제로서,
    비전도성 입자; 및
    제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 비전도성 접착제.
  35. 솔더 페이스트로서,
    솔더 입자; 및
    제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 솔더 페이스트.
  36. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 경화된, 조성물.
  37. 경화된 중합체 조성물로 적어도 부분적으로 캡슐화된 솔더 조인트(solder joint)로서, 상기 중합체 조성물은 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 중합체 조성물인, 솔더 조인트.
  38. 솔더 조인트의 형성 방법으로서,
    제35항에 기재된 솔더 페이스트를 둘 이상의 워크 피스(work piece)들 사이에 제공하여 조인트되게 하는 단계; 및
    상기 솔더 페이스트를 가열하여 솔더 조인트를 형성하는 단계를 포함하는, 솔더 조인트 형성 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 솔더 페이스트를 둘 이상의 워크 피스들 사이에 제공하여 조인트되게 하는 단계가, 상기 솔더 페이스트를 상기 워크 피스들 중 적어도 하나에 도포하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 솔더 페이스트는 필름 형태이고, 상기 솔더 페이스트의 가열 단계는 핫 스탬핑(hot stamping)을 포함하는, 솔더 조인트 형성 방법.
  40. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 제조방법으로서,
    중합체를 포함하는 유기 매질을 제공하는 단계; 및
    상기 유기 매질에 충전재를 분산시키는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 충전재는 그래핀, 그래핀 옥사이드, 2D 재료, 관능화된 그래핀, 그래핀 옥사이드, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자를 포함하며,
    상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 상기 충전재를 0.001 내지 40wt% 포함하는, 방법.
  41. 전자 어셈블리법, 다이 부착법, 재유동 솔더링(reflow soldering)법, 회로 기판 제조방법 및 태양 전지 제조방법으로부터 선택되는 방법에서의 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 용도.
  42. 전자 패키징, 플립 칩, LED 어셈블리 및 기밀 씰링(hermetic sealing)에서의 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 용도.
  43. 조성물에, 12 내지 20Pa.s의 점도, 및 개선된 기계적 강도, 개선된 열 피로 내성(thermal fatigue resistance) 및 개선된 배리어 특성 중 하나 이상을 제공하기 위한 충전재의 용도로서, 상기 충전재는 그래핀, 그래핀 옥사이드, 관능화된 그래핀, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자들 중 하나 이상을 포함하는, 용도.
  44. 전자 어셈블리 적용, 예를 들어 인쇄, 핀 전사, 및 비유동 접착 조성물에서의 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 용도로서, 상기 조성물이 20Pa.s 초과의 점도를 갖는, 용도.
  45. 경화성 조성물의 열팽창 계수(CTE)를 제어하기 위한 충전재의 용도로서, 상기 충전재는 그래핀, 그래핀 옥사이드, 관능화된 그래핀, 다면체 올리고머성 실세스퀴옥산, 그래파이트, 2D 재료, 산화알루미늄, 산화아연, 질화알루미늄, 질화붕소, 은, 나노 섬유, 탄소 섬유, 다이아몬드, 탄소 나노튜브, 이산화규소, 및 금속 코팅된 입자들 중 하나 이상을 포함하는, 용도.
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