CN114015515A - 一种用于sip封装的助焊剂清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，包括以下重量份材料：醇醚溶剂20‑40％、烷基醇20‑35％、醇胺3‑16％、助剂1‑3％、耐碱渗透剂1‑3％、非离子表面活性剂1‑6％、去离子水3‑6％，这种清洗剂的制备方法包括以下步骤：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、烷基醇搅拌，搅拌均匀后依次加入非离子表面活性剂、醇胺、助剂以及去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，加入耐碱渗透剂，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。本发明提供的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，PH值在9～10之间，通过配方中耐碱渗透剂以及表面活性剂的协同作用，显著降低半水基清洗剂的表面张力，提高渗透力，增加对低间隙SIP封装底部助焊剂的润湿以及溶解，达到优异的清洁效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体清洗剂技术领域，具体涉及一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂及其制备方法。
背景技术
SIP封装是从封装的立场出发，对不同工艺、材料制作的芯片进行并排或叠加的封装方式，将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起，实现一定功能的单个标准封装件，从而实现半导体尺寸的缩小以及性能的提升。在SIP封装工艺制程中，需要用到锡膏进行精密的焊接，为了保证器件和组件的电器功能和可靠性技术要求，须将焊接后会存留下锡膏和焊膏的助焊剂残留物彻底清除。由于尺寸限制，芯片间隙从原先的60um逐步降低到25um，甚至于15um，因此在清洗过程需要对清洗剂的渗透力提出极高的要求。基于上述叙述，本发明在此基础上提供了一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，通过配方中耐碱渗透剂以及表面活性剂的协同作用，显著降低半水基清洗剂的表面张力，提高渗透力，增加对低间隙SIP封装底部助焊剂的润湿以及溶解，达到优异的清洁效果。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，包括以下重量份材料：
进一步地，所述醇醚溶剂包括二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚中的一种或者几种。
进一步地，所述醇醚溶剂包括重量份比值为1：1.5-3：2-3的二丙二醇单甲醚、二丙二醇丙醚和二丙二醇丁醚。
进一步地，所述烷基醇包括异丙醇、丁二醇、戊二醇、己二醇以及四氢糠醇中一种或几种。
进一步地，所述烷基醇包括己二醇和四氢糠醇。
进一步地，所述烷基醇包括重量份比值为1：0-0.5：0.5-1的己二醇、四氢糠醇和异丙醇。
进一步地，所述醇胺包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种。
进一步地，所述醇胺包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇和三异丙醇胺。
进一步地，所述助剂包括缓蚀剂。
进一步地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
进一步地，所述耐碱渗透剂包括WIN-70、OEP-70、OEP-98中的一种或几种。
进一步地，所述耐碱渗透剂为OEP-70。
进一步地，所述非离子表面活性剂包括仲醇聚氧乙烯醚、特殊异构醇聚氧乙烯醚以及特殊烷氧基化物中一种或几种。
进一步地，所述非离子表面活性包括重量份比值为1：0.2-0.5：0.5-1的仲醇聚氧乙烯醚：特殊异构醇聚氧乙烯醚：特殊烷氧基化物。
进一步地，所述仲醇聚氧乙烯醚中环氧乙烷摩尔数为5-9；所述特殊异构醇聚氧乙烯醚中环氧乙烷摩尔数为6-10。
进一步地，所述非离子表面活性剂包括环氧乙烷摩尔数为5、7或9的仲醇聚氧乙烯醚和特殊烷氧基化物CA-60。
这种清洗剂的制备方法，包括以下步骤：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、烷基醇搅拌，搅拌均匀后依次加入非离子表面活性剂、醇胺、助剂以及去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，加入耐碱渗透剂，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
本发明的优点在于：
(1)本发明制备的用于SIP封装的助焊剂清洗剂为水基型清洗剂，无闪点以及VOC挥发物，配方中不含任何含有卤素的溶剂，清洗剂气味低，不会对人体健康和大气环境造成破坏，且使用方便，操作安全；配合喷淋设备，能够显著提高SIP封装芯片的清洗效率，提升可靠性；
(2)本发明制备的用于SIP封装的助焊剂清洗剂中含有的醇醚溶剂对助焊剂中的松香残留具有清洗作用，己二醇及四氢糠醇等烷基醇的极性作用，与醇醚的配合能溶解难以清除助焊剂中的人工合成松香，添加了醇胺类溶剂为中和助焊剂中的酸性活化剂；耐碱渗透剂的添加，极大降低了清洗剂的表面张力，增加渗透性能，有助于对低间隙芯片底部的助焊剂润湿及溶解，表面活性剂的添加是为了增加易漂洗性能，因此本清洗剂是通过各组分的溶解、中和以及渗透等功能来协同作用使清洗效果达到最佳；
(3)本发明制备的用于SIP封装的助焊剂清洗剂的作用机理简单，采用去离子水稀释，稳定性能好，配合清洗设备能有效去除SIP封装芯片底部的助焊剂残留；
(4)这种清洗剂为水基型浓缩液，可使用去离子水稀释使用，对各种类型助焊剂具有高效的清洁作用，渗透性能强，对大气环境和人体无毒无害。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。以下实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所有原料均为通用材料。
本发明提供了一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，包括以下重量份材料：醇醚溶剂20-40％、烷基醇20-35％、醇胺3-16％、助剂1-3％、耐碱渗透剂1-3％、非离子表面活性剂1-6％、去离子水3-6％。
其中，所述醇醚溶剂包括但不限于二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚中的一种或者几种；所述烷基醇包括但不限于异丙醇、丁二醇、戊二醇、己二醇以及四氢糠醇中一种或几种；所述醇胺包括但不限于2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种；所述助剂包括但不限于缓蚀剂；所述缓蚀剂包括但不限于苯并三氮唑；所述耐碱渗透剂包括但不限于WIN-70、OEP-70、OEP-98中的一种或几种；所述非离子表面活性剂包括但不限于仲醇聚氧乙烯醚、特殊异构醇聚氧乙烯醚以及特殊烷氧基化物中一种或几种。
实施例1：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂35份、己二醇20份、四氢糠醇10份、仲醇聚氧乙烯醚5份、去离子水5份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺11份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇二甲醚1份，二丙二醇单丁醚1.5份；醇胺中的组分，按重量份计，包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份，单异丙醇胺1份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为7。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入仲醇聚氧乙烯醚表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例2：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂30份、己二醇20份、四氢糠醇5份、仲醇聚氧乙烯醚5份、去离子水5份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺11份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇二甲醚1份，二丙二醇单丁醚1.5份；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份，单异丙醇胺1份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为5。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入仲醇聚氧乙烯醚表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例3：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂40份、己二醇10份、四氢糠醇10份，非离子表面活性剂5份、去离子水5份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺11份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇二甲醚1份，二丙二醇单丁醚1.5份；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份，单异丙醇胺1份；表面活性剂的组分，按重量计包括仲醇聚氧乙烯醚3份，特殊异构醇聚氧乙烯醚2份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为9，所述特殊异构醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为8。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例4：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂20份、己二醇20份、四氢糠醇15份，表面活性剂3份、去离子水6份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺7份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇丙醚1份，二丙二醇丁醚1.5份；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇2份，三异丙醇胺1份；表面活性剂的组分，按重量计包括仲醇聚氧乙烯醚4份，特殊异构醇聚氧乙烯醚1份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为7，所述特殊异构醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为8。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例5：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂30份、己二醇21份，四氢糠醇15份，表面活性剂5份、去离子水3份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺15份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分为二丙二醇单丙醚；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇4份，三异丙醇胺1份；表面活性剂的组分，按重量计包括仲醇聚氧乙烯醚3份，特殊异构醇聚氧乙烯醚2份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为7，所述特殊异构醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为8。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例6：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂35份、己二醇26份、四氢糠醇10份，表面活性剂5份、去离子水3份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺15份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇丙醚1份，二丙二醇单丁醚1.5份；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇6份，三异丙醇胺1份；表面活性剂的组分，按重量计包括仲醇聚氧乙烯醚3份，特殊异构醇聚氧乙烯醚2份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为5，所述特殊异构醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为10。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
实施例7：
一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，按重量份计，包括醇醚溶剂35份、己二醇20份、四氢糠醇5份，表面活性剂5份、去离子水3份、苯并三氮唑缓蚀剂2份、醇胺7份，耐碱渗透剂2份；
其中，醇醚溶剂中的组分，按重量份计包括二丙二醇二甲醚1份，二丙二醇单丁醚0.5份；醇胺中的组分，按重量份计包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇6份，三异丙醇胺1份；表面活性剂的组分，按重量计包括仲醇聚氧乙烯醚3份，特殊异构醇聚氧乙烯醚2份；所述仲醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为9，所述特殊异构醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷摩尔数为10。
这种清洗剂制备方法为：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、四氢糠醇、己二醇，搅拌均匀后；依次加入表面活性剂、醇胺、苯并三氮唑缓蚀剂和去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，最后加入耐碱渗透剂OEP-70，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
上述实施例中制备得到的清洗剂的使用方法包括以下步骤：按照一定比例使用去离子水进行稀释，使用Aquastorm AS50清洗设备清洗。
清洗条件如下：60℃Flood wash清洗3分钟，Spray wash清洗10分钟；风切0.5分钟，漂洗10分钟，75℃烘干15分钟。
取相同的SIP封装芯片(所有被清洗SIP封装芯片为半导体客户提供，芯片间隙为25um)使用上述实施例1-7中制备得到的清洗剂进行清洗并测试；实施例1-7制备的用于SIP封装的助焊剂清洗剂的助焊剂清除率(通过目测焊点周围的助焊剂残留量来判定)、表面张力的结果如下所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 助焊剂清除率(％) | 85 | 90 | 90 | 100 | 100 | 95 | 100 |
| 表面张力(N/cm) | 29.05 | 27.68 | 27.73 | 24.44 | 22.89 | 28.25 | 24.76 |
由上表可见，本发明制备的用于SIP封装的助焊剂清洗剂对助焊剂残留都有很好的清除效果，通过显微镜下目测芯片底部的助焊剂的残留情况来对比不同配方对SIP芯片底部的清洗效果，表面张力的降低有助于清洗效果的改善。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，包括以下重量份材料：
2.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述醇醚溶剂包括二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述烷基醇包括异丙醇、丁二醇、戊二醇、己二醇以及四氢糠醇中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述醇胺包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述助剂包括缓蚀剂。
6.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
7.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述耐碱渗透剂包括WIN-70、OEP-70、OEP-98中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括仲醇聚氧乙烯醚、特殊异构醇聚氧乙烯醚以及特殊烷氧基化物中一种或几种。
9.根据权利要求8所述的一种用于SIP封装的助焊剂清洗剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括环氧乙烷摩尔数为5、7或9的仲醇聚氧乙烯醚和特殊烷氧基化物。
10.如权利要求1-9任一项所述的清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在转速为500r/m的条件下，往反应釜中加入醇醚溶剂、烷基醇搅拌，搅拌均匀后依次加入非离子表面活性剂、醇胺、助剂以及去离子水，将上述混合溶液搅拌至澄清均一后，加入耐碱渗透剂，搅拌至澄清稳定即得到清洗剂。
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