会议论文-电子材料环保型水基清洗剂的研制

1、电子材料环保型水基清洗剂的研制刘万云1 刘平2 熊知行基金项目: 江西省教育厅产学研合作项目（GJJ10007）作者简介: 刘万云(1981-09), 男, 湖南祁阳人, 讲师, 硕士, 主要从事应用化学和工业清洗剂研究。E-mail: liuwanyun2006 Tel:讯联系人: E-mail: pql9621 Tel:彭庆来2*(1. 宜春学院 江西省高校应用化学与化学生物学重点实验室, 江西宜春 336000)(2. 江西省瑞思博化工有限公司, 江西宜春 336000 )摘要：研究了离子-非离子型表面活性剂、非离子化合物的复配及该

2、体系在电子材料环保型水基清洗剂中的应用。选择新型脱脂效果较好、并且浊点较高、温和、绿色环保、钠离子含量低的FMEE、APG表面活性剂，通过复配研制出一种电子材料环保型水基清洗剂。关键词：电子材料；水基清洗剂；低泡；环保1 引言随着科学技术的进步,微电子行业取得了迅速的发展,集成电路是信息产业群的核心和基础。建立在集成电路技术进步基础上的全球信息化、网络化和知识经济浪潮，使集成电路产业的战略地位越来越重要，对国民经济、国防建设和人民生活的影响也越来越大。因此，发展我国集成电路产业是推动国民经济信息化的重要保证，是信息产业发展的重中之重。集成电路市场的巨大发展必然驱动作为集成电路生产过程中必不可少

3、的易耗材料市场的蓬勃发展，作为微电子产品加工过程中重要消耗材料之一的清洗剂，有着巨大的市场。电子材料环保型水基清洗剂是以水为溶剂，以表面活性剂为主要成份，再加上一些助剂配制而成的，由于水基清洗剂具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、减少污染、保护环境、使用安全和清洗成本低等一系列优越性，近几年来在清洗业迅速发展，但在电子材料清洗行业还没研制出高效环保的专用水基清洗剂。本研究主要围绕电子材料环保型水基清洗剂为目标，展开了对电子材料环保型水基清洗剂的配方和清洗能力的研究。2 电子材料环保型水基清洗剂的研制2.1 配方设计电子材料环保型水基清洗剂主要成份是表面活性剂，为了达到理想的效果，经课题组

4、人员查阅国内外有关资料，反复分析研究，确定采用离子-非离子型表面活性剂、非离子化合物的复配方案进行研究。阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的相互作用强于阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂1，由于非离子表面活性剂（如聚氧乙烯链中的氧原子）通过氢键与2及3+ 结合，从而使这种表面活性剂分子带有一些正电性。因此阴离子表面活性剂与此类非离子表面活性剂的相互作用中还有类似于异电性表面活性剂之间的电性作用。再加上表面活性剂疏水链间的相互作用，而易形成胶团，使混合溶液的临界胶束浓度(CMC)及表面张力大大降低。可以获得比单一表面活性剂更优良的洗涤性质、润湿性质以及其它性质2,3。2.1.1 表面活性剂的选择

5、电子材料环保型水基清洗剂是以去离子水为溶剂，以表面活性剂为主要成份，由于阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂具有良好的乳化能力和洗净作用，比较适用于水基清洗使用。课题组人员通过测定多种表面活性剂(SAA)在水溶液中的脱脂率和浊点，从阴离子表面活性剂(a-SAA)、和非离子表面活性剂(n-SAA)中筛选出脱脂效果较好并且浊点较高、温和、绿色环保、钠离子含量低的几种表面活性剂：SAS-仲烷基磺酸钠、FMEE-脂肪酸甲酯乙氧基化物、APG-烷基多苷。把所选的表面活性剂进行复配，选择协同效应最好的组合。通过测定表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)确定各表面活性剂的最佳用量。 用正交试验确定出清洗剂的组成，

6、研制了三种以上表面活性剂和多种添加剂为主要成分的电子材料环保型水基清洗剂，经试验筛选出以3.0wt%的表面活性剂A与6.0wt%的表面活性剂B，再添加3.0wt%的助洗剂配制成的主洗剂溶液，协同效果好，清洗率可达99.8%。见表1：表1. 不同表面活性剂溶液的清洗效率溶液号主洗溶液组成（wt%）清洗效率（%）表面活性剂A（SAS）表面活性剂B（FMEE、APG）助洗剂11.03.060.022.03.070.231.03.030.442.03.035.652.01.03.075.563.02.03.085.474.03.03.095.683.06.03.099.896.03.03.099.5通

7、过以上试验确定电子材料环保型水基清洗剂的配方为：以3.0%的表面活性剂A（SAS）与6.0%的表面活性剂B（FMEE、APG），再添加3.0%的助剂以及油酸三乙醇胺0.1%(防腐剂)、苯并三氮唑0.1%(防锈剂) 4，消泡剂0.2%，主要溶剂为去离子水。将所选用的表面活性剂（A、B）、防腐、防锈剂和其它助剂按所选定的量与适量的去离子水混合，在40温度下搅拌60分钟静置30分钟，即成电子材料环保型水基清洗剂。2.2 清洗剂性能试验2.2.1 温度对清洗效率的影响用电子材料环保型水基清洗剂经试验用的小超声波清洗机（ULTRASOHIC CLEANER）清洗5min，测试不同温度对清洗效率的影响。结

8、果见表2：表2 温度对清洗效率的影响（10min）编号温度（）清洗效率（%）155021070315864309054095650100760100 结果表明50以上清洗效率没变化，故一般情况下选择50-55温下清洗为最佳条件。2.2.2 时间对清洗效率的影响在50下用电子材料环保型水基清洗剂清洗电子线路板，测试不同时间对清洗效率的影响。结果见表3：表3 时间对清洗效率的影响（20）编号时间（min）清洗效率（%）11702280339044955510066100结果表明5min以上清洗效率没变化，故一般情况下用超声波清洗机清洗5min就可达到清洗目的。2.2.3 防腐、防锈性能的试验取电子

9、材料环保型水基清洗剂样品400g置于4个200mml烧杯中，分别放入用丙酮擦洗过的45# 钢片、一级铸铁、铝合金、H62黄铜片，静置24h后取出，观察外表变化。 试验结果见表4：表4 电子材料环保型水基清洗剂防腐、防锈性能的试验项 目45# 钢片一级铸铁铝合金H62黄铜片腐蚀性0级0级0级0级防锈性0级0级0级0级3 结论 通过采用离子-非离子型表面活性剂、非离子化合物的复配方案的技术创新，选择了新型脱脂效果较好、并且浊点较高、温和、绿色环保、钠离子含量低的FMEE、APG表面活性剂。研制出了电子材料环保型水基清洗剂，配制工艺简单，原材料易得，配方中不含磷酸盐和亚硝酸盐，生物降解性能好，并且具有清洗效率高、清洗时间短、渗透力强、浓缩度高、使用方便、安全、无毒、对环境无污染，对大气臭氧层无破坏作用，由于金属离子含量低，PH值为中性，有效地解决了LCD清洗中的电极腐蚀问题等优点，与同类产品比较，更为突出的是：本清洗剂为中性产品，经过清洗后的废液不需要另行再处理，可以直接排放，既符合国家的产业政策（节能减排），又可为企业节约成本。参考文献：1 王雨, 郑晓宇, 马玉华,等. 含阴/非双子表面活性剂的金属清洗剂的性能研究J. 金属热处理, 2006,31(9):95-97.2 王铎, 陈建秋, 汪东,等. 新型环保水基