阅读说明：本技术 低voc的半导体芯片清洗剂及其制备方法 (Low-VOC semiconductor chip cleaning agent and preparation method thereof ) 是由 陈成勋 种光耀 黄继承 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种低VOC的半导体芯片清洗剂及其制备方法,所述清洗剂的pH值为7.2-8.5,所述清洗剂的VOC≤100g/L,其组成和重量份数为,醇醚溶剂3-80份,N-羟乙基-2-吡咯烷酮2-10份,非离子表面活性剂0.6-5份,缓蚀剂0.1-0.8份,去离子水30-100份。本发明的有益效果为：能够有效去除多种半导体电子器件上的焊锡膏、助焊剂、锡膏残留,对于倒装芯片、PCBA也有显著的清洗效果。适用于超声波清洗和喷淋清洗及浸泡清洗等多种清洗工艺,超声波适用精细的物件清洗,能得到非常理想的效果；喷淋清洗工艺则适用于大批量清洗PCBA。清洗后的表面离子残留物少、可靠性高,不含固体物质,被清洗件和清洗设备上无残留,无发白现象。(The invention discloses a low-VOC semiconductor chip cleaning agent and a preparation method thereof, wherein the pH value of the cleaning agent is 7.2-8.5, the VOC of the cleaning agent is less than or equal to 100g/L, and the cleaning agent comprises, by weight, 3-80 parts of an alcohol ether solvent, 2-10 parts of N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 0.6-5 parts of a nonionic surfactant, 0.1-0.8 part of a corrosion inhibitor and 30-100 parts of deionized water. The invention has the beneficial effects that: the cleaning agent can effectively remove solder paste, soldering flux and solder paste residues on various semiconductor electronic devices, and has a remarkable cleaning effect on flip chips and PCBAs. The ultrasonic cleaning device is suitable for various cleaning processes such as ultrasonic cleaning, spray cleaning, soaking cleaning and the like, and the ultrasonic cleaning device is suitable for cleaning fine objects and can obtain very ideal effects; the spray cleaning process is suitable for cleaning PCBA in large batch. The cleaned surface has less ionic residues, high reliability, no solid matter, no residue on the cleaned part and the cleaning equipment and no whitening phenomenon.)

低VOC的半导体芯片清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种清洗剂，尤其涉及一种低VOC的半导体芯片清洗剂及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的高速发展，电子产品已经向微型化、智能化、多功能、高度集成发展。在集成电路芯片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求，而半导体芯片键合区的质量将直接影响到集成电路器件的可靠性。半导体芯片是通过在半导体片材上进行浸蚀-布线-制成的能实现某种功能的半导体器件。制造过程中需要在半导体芯片的表面电镀一层铝作为有源区金属层，参加电化学反应，在半导体芯片与框架键合步骤中，通常会采用锡铅焊料焊接，因此在真空回流焊后，芯片表面以及周边会残留大量助焊剂污染物；残留的助焊剂会导致芯片表面的铝层变色，表面张力降低，如不清洗将直接影响到后续金线和铝层的键合失效，降低后续封装过程的可靠性。

于是半导体芯片清洗剂应运而生，现有技术中对半导体芯片的清洗，通常采用溶剂型清洗剂，在专利申请CN107611008A中公开了使用溴丙烷采用气相清洗技术用于清除芯片表面助焊剂残留；但溴丙烷为含有卤素的烷烃试剂，长期接触会对操作人员造成潜在的致癌风险，且溴丙烷的ODP值为0.02，对臭氧层有破坏性。中国专利CN201510593289.7中公开了一种半导体表面清洗剂。该半导体表面清洗剂中含氟代化合物，不含破坏环境的氟氯烃类化合物，虽然对半导体表面助焊剂具有较好的溶解、清洗性能，但是该溶剂型清洗剂都含有刺激性气味溶剂，容易导致使用人员在清洗时引起头晕，刺激眼睛等不良反应。也就是说，现有的清洗剂产品都是从产品功能角度出发进行配方设计，很少考量环保因素。但随着GB38508-2020《清洗剂挥发性有机化合物限制》国家标准的发布，低VOC清洗剂将成为主流发展方向。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的在于提供一种低VOC的半导体芯片清洗剂及其制备方法。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

低VOC的半导体芯片清洗剂，所述清洗剂的pH值为7.2-8.5，所述清洗剂的VOC≤100g/L，其组成和重量份数为，

优选地，所述清洗剂的组成和重量份数为，

优选地，所述醇醚溶剂为丙二醇单甲醚、丙二醇丁醚、三丙二醇单丁醚中的一种或一种以上组合物。

优选地，所述醇醚溶剂为按重量份比丙二醇单甲醚0～5、丙二醇丁醚1～5、三丙二醇单丁醚0～3的混合溶剂。

优选地，所述缓蚀剂为丙酮肟、聚天冬氨酸、EDTA、苯丙三氮唑、柠檬酸钠中的一种或一种以上组合。

优选地，所述缓蚀剂为丙酮肟和聚天冬氨酸的混合，且丙酮肟和聚天冬氨酸重量份比为0.2-0.8。

优选地，所述非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚中一种或一种以上的组合，所述异构十三醇聚氧乙烯醚分子式为C₁₃H₂₇O(CH₂CH₂O)nH，其中n＝5～10。

优选地，以上任意一种所述的低VOC的半导体芯片清洗剂的制备方法，包括如下步骤，在反应釜中加入去离子水和非离子表面活性剂，在转速为700r/m～1000r/m下搅拌均匀，然后再加入醇醚溶剂、N-羟乙基-2-吡咯烷酮，当上述混合液搅拌至澄清均一溶液后，将缓蚀剂制缓慢加入，搅拌至澄清稳定溶液，得到所需的清洗剂。

本发明的有益效果为：本发明中的清洗剂能够有效去除多种半导体电子器件上的焊锡膏、助焊剂、锡膏残留，对于倒装芯片、PCBA也有显著的清洗效果。适用于超声波清洗和喷淋清洗及浸泡清洗等多种清洗工艺，超声波适用精细的物件清洗，能得到非常理想的效果；喷淋清洗工艺则适用于大批量清洗PCBA。清洗后的表面离子残留物少、可靠性高，不含固体物质，被清洗件和清洗设备上无残留，无发白现象。

具体实施方式

以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

实施例1

一种低VOC的半导体芯片清洗剂，包括以下成分：

制备方法：

在反应釜中加入去离子水和非离子表面活性剂，在转速为700r/m～1000r/m下搅拌均匀，然后再加入醇醚溶剂、N-羟乙基-2-吡咯烷酮，当上述混合液搅拌至澄清均一溶液后，将缓蚀剂制缓慢加入，搅拌至澄清稳定溶液，得到所需的清洗剂。

实施例2

一种低VOC的半导体芯片清洗剂，包括以下成分：

其制备方法如实施例1。

实施例3

一种低VOC的半导体芯片清洗剂，包括以下成分：

去离子水	75.7重量份
		C<sub>13</sub>H<sub>27</sub>O(CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>O)<sub>7</sub>H	2重量份
丙酮肟	0.3重量份
		N-羟乙基-2-吡咯烷酮	4重量份
丙二醇丁醚	8重量份

其制备方法如实施例1。

实施例4

一种低VOC的半导体芯片清洗剂，包括以下成分：

去离子水	80重量份
		C<sub>13</sub>H<sub>27</sub>O(CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>O)<sub>8</sub>H	0.9重量份
丙酮肟	0.3重量份
		N-羟乙基-2-吡咯烷酮	4重量份
三丙二醇单丁醚	7.5重量份

其制备方法如实施例1。

对本发明中实施例1-4中的清洗剂进行超声波对半导体进行清洗，并通过显微镜进行效果观察，其测试结果如表1所示。

表1：各个实施例的清洗效果测试表

综上，本发明中的各组成配比在减小表面张力的前提下，保证了漂洗的洁净度的同时不会影响产品的挥发能力。具体的，由于清洗剂中醇醚溶剂其沸点较高，故添加量决定了清洗后的挥发速度，若含量过高则在实际应用中会影响产品清洗过后的后续工序速度，若过低则不能很好的进行溶解。去离子水和醇醚的含量可以有效降低成本，含量过多，则容易导致清洗力不足，本发明中的添加量在保证清洗力的情况下，其成本也能得到有效的控制。非离子表面活性剂能够有效降低产品表面张力，提高清洗能力，但过多的表面表面活性剂添加量容易导致清洗剂泡沫高度超出标准，而且会导致后道漂洗不净，形成表面残留，将对清洗的半导体工件产生很大的影响。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。