TWI537377B

TWI537377B - 電子元件清潔劑及其使用方法

Info

Publication number: TWI537377B
Application number: TW103133933A
Authority: TW
Inventors: 黃邦明; 張谷隆
Original assignee: 台氟科技股份有限公司
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-06-11
Also published as: TW201612306A

Description

電子元件清潔劑及其使用方法

本發明涉及一種清潔劑，特別涉及用於電子元件的清潔劑。

隨著積體電路的高速發展，電子元件越來越小，密度越來越大。製作過程中如果裡面的污垢灰塵清除不乾淨，有可能會導致短路、腐蝕等問題，影響電路板的正常運行。目前多數電子元件清潔劑都是以有機物製作而成的，清潔效果好，不易造成短路、腐蝕等問題。

習知技術使用氟氯碳化合物作為清潔劑，主要優點是不燃或不易燃，其中最廣泛使用的為1，1，2_三氟三氯乙烷(簡稱CFC-113)。惟氟氯碳化合物已於1996年因環保問題被禁止使用。替代氟氯碳化合物的清潔劑主要有氫氟烴類、全氟烴類、氫氟醚類等。惟此等習知清潔劑仍有諸多缺點。因此，有需要開發新穎創新的清潔劑，改善習知技術的缺點。

本發明在於提供一種創新的清潔劑，其具有適度的溶解性能、良好的選擇性、低粘度、低表面張力、高浸潤性、快乾等優點，而且具有不易燃、低毒、低腐蝕、化學與熱穩定等特徵，特別適合應用於電子、電機、精密機械、樹脂加工及精密光學等元器件的清清潔劑，並可以作為乾燥溶劑使用。

以下將參考所附圖式示範本發明之較佳實施例。所附圖式中相似元件係採用相同的元件符號。應注意為清楚呈現本發明，所附圖式中之各元件並非按照實物之比例繪製，而且為避免模糊本發明之內容，以下說明亦省略習知之零組件、相關材料、及其相關處理技術。

本發明之清潔劑至少包含氫氟醚、氟醇及有別於氫氟醚及氟醇之有機溶劑等三種成分。氫氟醚(HFE)是指分子結構中含有醚鍵的氫氟碳化合物。適用於本發明的氫氟醚一般總碳原子數約為4-10個，較佳不具不飽和碳碳鍵。氫氟醚的分子結構可以是直鏈、支鏈、環狀或它們的組合(如烷基脂環結構)。優選氫氟醚的沸點為50-275℃，較好為50-200℃，更好為50-110℃。氫氟醚通常於是不可燃的。可用於本發明之氫氟醚的實例包括n-C₃F₇OCH₃、(CF₃)₂CFOCH₃、n-C₄H₉OCH₃、(CF₃)₂CFCF₂OCH₃、(CF₃)₂CFCF₂OC₂H₅、(CF₃)₃COCH₃、CH₃O(CF₂)₄OCH₃、和CH₃O(CF₂)₆OCH₃、CF₃CH₂OCF₂CF₂H(商品名HFE-347)、及CF₂HCF₂CH₂OCF₂CF₃(商品名HFE-458)等，其中以HFE-347及/或HFE-458較常被使用。本發明所含氫氟醚可為只有一種或多種之結合。本發明之清潔劑中以氫氟醚的含量最多。以清潔劑之總重量為準，氫氟醚的含量較佳範圍在80wt%~98wt%之間。

本發明之氟醇是指是分子結構中含有氟原子和羥基的氫氟碳化合物。適用於本發明的氟醇一般總碳原子數約為3-10個，較佳不具不飽和碳碳鍵。氟醇的分子結構可以是直鏈、支鏈、環狀或它們的組合(如烷基脂環結構)。氟醇通常是可燃的，因此其含量不能太多。可用於本發明之氟醇的實例包括2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3,3-五氟丙醇、2,2,3,3-四氟丙醇、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊醇等等，其中以2,2,3,3-四氟丙醇(2,2,3,3-Tetrafluoro-1-propanol，以下簡稱TPF)較常被使用。本發明之清潔劑中，氟醇的含量最少。以清潔劑之總重量為準，氟醇的含量在大於0wt%且小於1wt%的範圍之間，較佳之範圍在大於0.1wt%且小於0.5wt%的範圍之間。

本發明之有機溶劑是指有別於上述之氫氟醚及氟醇的有機溶劑，其可為一般的溶劑，譬如脂肪烴、醇類、醇醚等。脂肪烴具有低廉、清洗能力強熱穩定性較高的優點。脂肪烴較佳為碳原子數大於等於6且為直鏈或支鏈的飽和烴，舉例如正己烷、庚烷、正辛烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷等。醇類或醇醚類可使清潔劑帶有極性以增加清除油垢的功能。醇類溶劑之具體實例如甲醇，乙醇、異丙醇等溶劑。醇醚之具體實例如乙二醇二甲醚。此類有機溶劑因易燃性高，含量也不宜過高。於某些狀況下可以使用帶氯的有機溶劑，譬如反式二氯乙烯，或矽氧烷OS-10、或帶氧醇類，譬如丁氧乙醇(又稱丁基賽路蘇(butyl cellosolve))。以清潔劑之總重量為準，有機溶劑的含量在大於0wt%且小於20wt%的範圍之間。

可用任何合適的方法調配以上之組成分以製作本發明之清潔劑，例如將上述氫氟醚、氟醇及有機溶劑根據上述之濃度範圍分別配製並混合攪拌。也可視需要添加其它助劑，本發明之清潔劑並不以上述成分為限。

以下說明使用本發明清潔劑清洗電子元件的方法。

本發明清潔劑可清洗之電子元件包含但不僅限以下各種電子元件：小型電子裝置、電機設被、精密機械、精密光學等，包括其成品與製造過程的各種半成品、譬如半導體晶圓、晶片載板及電路板等等。舉例而言，可用本發明清潔劑清洗電子設備中聚合物材料上的膠痕；清洗電路板上助焊劑殘留物；清洗液晶顯示器螢幕；及清洗附著於電子基板上的光阻劑等。

本發明清洗電子元件的方法，除了本發明清潔劑以外，可以使用任何合適之習知方法來進行清洗。清洗的基本原則就是使清潔劑與要清洗的電子元件接觸。以清洗附著於電子基板上的光阻劑為例，可以將附有光阻劑的電子基板浸泡在含有本發明清潔劑的容器中一段時間。浸泡的溫度譬如是-30℃~100℃之間。浸泡的時間沒有特別限定，通常在室溫下浸泡10分鐘左右就可有足夠的清洗效果。為了提高清洗效果，可以根據需要施加超聲波。

以下說明本發明之清潔劑的各種實例。實例1至27之結果如下表所示。實例19~27係混合兩種氫氟醚，混合比例為1：1。

可燃性的量測方法是在實驗室排氣櫃中取少量調配好的清潔劑在常壓室溫下直接引火點燃。經觀察，點燃立即著火者標記為易燃(○)；點燃後非立即著火但約一段時間(約2分鐘內)內才開始著火者標記為蒸氣易燃可能(△)。點燃後非立即著火但約一段時間(約2分鐘內)後無著火現象者標記為不可燃(×)。

關於共沸點的量測，係在蒸餾瓶中裝入適當量之調配好的清潔劑。使用合適的迴流管常壓下進行蒸餾。以氣相色譜分析(Shimadzu GC-20124)證實餾出液的組成與未蒸餾前清潔劑所含成分相同。

關於去污性的量測，係以有麥克風筆及矽油之塗佈痕的市售玻璃作標準試片。然後，取適當量之調配好的清潔劑在常壓室溫下擦拭試片表面。經觀察，麥克風筆及矽油之塗佈痕皆可完全去除者標記為○；麥克風筆可去除但矽油去除不完全者標記為△。麥克風筆及矽油之塗佈痕皆難以去除者標記為×。

實例1至27之結果可分成A-I等9組。各組的數據皆顯示，添加氟醇至少有△等級之去污效果。

B,C,E,F,H及I組顯示添加氟醇有△等級去污效果，但隨氟醇含量增加(0.05%,0.5%進而到0.9%)，去污性仍維持在△等級，沒有達到○等級。有關B,C,E,F,H及I組之清潔劑，可實際應用於需要△去污等級的產品，其中氟醇的添加量只需要在大於0wt%且小於1wt%的範圍之間，而不需要到超過1wt%的範圍。B,C,E,F,H及I組中又以C，F，I組之配方為較佳，因為其提供室溫下的不可燃性。

A,D及G組顯示添加氟醇有○等級去污效果，隨氟醇含量增加(0.05%,0.5%進而到0.9%)，去污性可能維持在○等級或可能比○等級更佳。A,D及G組之清潔劑，可實際應用於需要○去污等級的產品，其中氟醇的添加量只需要在大於0wt%且小於1wt%的範圍之間，而不需要到超過1wt%的範圍。A,D及G組之清潔劑適合用於需低溫進行清洗的電子元件。

一般氟醇用於清洗時往往易溶解電子元件中某些塑膠材料，譬如尼龍、ABS等之缺點。況且醇類和水易共沸，因此清洗過後有不易回收處理的環保問題。本發明之特點之一在於，提供合適的清潔劑配方以控制清潔劑中氟醇的使用量在大於0wt%且小於1wt%的範圍之間，其不但可達所期望的去汙效果，而且可以避免傷害電子元件的塑膠材料並降低環境污染。本發明之清潔劑含氫氟醚、氟醇及有機溶劑，其中氫氟醚可結合兩種氫氟醚，但於更優選的實施例，可只使用氫氟醚HFE 347，因為它具有毒性低及表面張力低的優點。表面張力低有助於清潔狹縫中的雜質。

應注意以上只例示本發明一較佳實施例。上述之實施例係為說明本發明並非用以限定本發明。凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims

一種電子元件之清潔劑，至少包含氫氟醚、氟醇及有別於氫氟醚及氟醇之有機溶劑，其中以該清潔劑之總重量為準，該氟醇的含量在大於0wt%且小於1wt%的範圍之間。
如請求項1所述的清潔劑，其中以該清潔劑之總重量為準，該有機溶劑的含量在大於0wt%且小於20wt%的範圍之間。
如請求項1所述的清潔劑，其中該氫氟醚係選自於以下項目所組成的群組：n-C₃F₇OCH₃、(CF₃)₂CFOCH₃、n-C₄H₉OCH₃、(CF₃)₂CFCF₂OCH₃、(CF₃)₂CFCF₂OC₂H₅、(CF₃)₃COCH₃、CH₃O(CF₂)₄OCH₃、和CH₃O(CF₂)₆OCH₃、CF₃CH₂OCF₂CF₂H、及CF₂HCF₂CH₂OCF₂CF₃。
如請求項1所述的清潔劑，其中該氟醇係選自於以下項目所組成的群組：2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3,3-五氟丙醇、2,2,3,3-四氟丙醇、及2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊醇。
如請求項1所述的清潔劑，其中該有機溶劑係選自於以下項目所組成的群組：正己烷、異丙醇、及乙二醇二甲醚。
如請求項1所述的清潔劑，其中該氫氟醚係為CF₃CH₂OCF₂CF₂H，該溶劑為異丙醇或乙二醇二甲醚，該氟醇為2,2,3,3-四氟丙醇。
如請求項1所述的清潔劑，其中該氫氟醚係為 CF₂HCF₂CH₂OCF₂CF₃，該溶劑為乙二醇二甲醚，該氟醇為2,2,3,3-四氟丙醇。
如請求項1所述的清潔劑，其中該氫氟醚係為CF₂HCF₂CH₂OCF₂CF₃及CF₃CH₂OCF₂CF₂H，該溶劑為乙二醇二甲醚，該氟醇為2,2,3,3-四氟丙醇。
一種電子元件之清潔方法，包含將請求項1至8之任一項所述的清潔劑與該電子元件接觸。