专利名称：一种固体清洁胶及其制备方法
技术领域：
本发明属于新材料领域，具体涉及到一种固体清洁胶及其制备方法。
背景技术：
随着微电子和半导体技术的发展，超大规模集成电路的集成度迅速提高，器件的特征尺寸不断减小，对于衬底芯片表面沾污的要求更加严格。在超大规模集成电路的制备过程中，芯片的表面状态及污染物的去除程度是影响晶片优良率和器件质量与可靠性的最重要的因素之一。芯片的制程要经过氧化、成膜、扩散、光刻、外延等工序，不可避免的要产生一些污染物，如微粒(灰尘、人体分泌物、纤维物、石英粉末等)，有机物(光刻胶、油脂、蜡等)，无机金属离子(Al、K、Ca、Cu、Na等)杂质等。因此，必须清除表面的污染物，提高产品的成品率和可靠性。通常清洗的方法有两种，即干法和湿法。湿法清洗是美国无线电公司于1965年研究发明的，直到现在仍然是湿法清洗技术的基础，它主要是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用，或伴以超声、加热、 抽真空等物理措施，使杂质从被清除物体的表面脱附(解吸)，然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗，从而获得洁净表面的过程。但是这些清洗液都存在自身不能克服的缺点所耗费的化学药品比较多，成本高；有挥发性，毒性大，危害操作人员的安全与健康，污染环境；对器件有一定的腐蚀和损坏。干法是相对于湿法清洗而言的，一般指不采用溶液的清洗技术， 如采用压缩气体和等离子体对表面进行清洗。压缩气体法即是使用压缩空气或高纯惰性气体对准清洁部位喷射，迅速的祛除表层积聚的灰尘微粒。然而，对于结构复杂尺寸小的芯片或器件，“吹”的方法无法真正有效将表面灰尘清除，给清洗带来了一定的难度。等离子体清洗是利用气体被轰击成离子、自由基后，氧化性极强，将工件表面的污物很快氧化成二氧化碳和水，而达到清洁的目的，通过化学氧化、物理轰击，实现最为彻底的剥离式清洗，比较彻底，穿透和渗透能力很强，特别适于精密清洗。但是，对于去除灰尘、颗粒的效果比较差，尤其在去除金属微粒的效果上不甚理想。因此，探寻新的简便、快捷、有效的除尘技术，提高生效率和产品的可靠性成为当时之需。
发明内容
本发明针对当前存在的问题，尤其是常规清洁方法难以触及微小器件缝隙与孔洞中的灰尘、污染和细菌，开发出一种表面具有黏附性的固体清洁胶，通过固体清洁胶表面的粘附性和易变形性对芯片或器件表面和缝隙中的固体微粒、灰尘及金属污染进行处理，以达到普通干法清洗无法实现的清洁效果。对本发明的具体描述本发明涉及一种固体清洁胶，该固体清洁胶成分包括软单体、硬单体、有机溶剂、 引发剂及功能性助剂。上述固体清洁胶的成分按重量配比为软单体10 40份，硬单体10 25份，有机溶剂25 50份，引发剂0. 5 4份，功能性助剂0. 25 5份。上述软单体的通式表达为CH2 = CR1COOR2，其中队为H或CH3, &为C4 C2tl的脂肪族烷基。上述软单体的选择符合上述通式的一种或多种化合物。上述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、α -甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、间甲基苯乙烯、间三氟甲基苯乙烯、Ν，Ν_ 二甲基丙烯酰胺、Ν，Ν_ 二乙基丙烯酰胺中的一种或多种。上述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、邻苯二甲酸二甲酯、醋酸乙酯、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、200#汽油中的一种或多种。上述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或多种。上述功能性助剂选自硅烷偶联剂Α-151、Α-171、ΚΗ-570，十二烷基硫醇、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐、乙烯基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷三烯丙酯、三羟甲基丙烷三烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、一己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、2-丙基庚基丙烯酸酯、乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。本发明所述固体清洁胶的制备方法为先将体系升温至40-65°C，滴加1/5-1/3 量预先混合均勻的引发剂、硬单体和软单体的混合溶液，预反应30-60min，然后升温至 70-90°C，滴加剩余引发剂和单体的混合溶液，反应完毕后保温反应2-5h，补加引发剂，继续保温l_3h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到目标产物。本发明所述固体清洁胶可在激光半导体芯片、微电子器件、印刷电路板、电视显像管、精密仪器、液晶显示器、电脑键盘、汽车内设、手机、影音器材等多方面应用。相对现有技术，本发明具有以下优点(1)本发明采用溶液聚合法，改性丙烯酸酯聚合物，制备固体清洁胶，利用其自身的粘弹性与柔韧性，用于激光半导体芯片及器件表面和缝隙中的固体微粒、灰尘及相关金属污染物的清洁，在芯片等精密部件上实现氮气吹洗和等离子体清洗无法达到的清洁效果，粘尘性好、可靠性高。(2)本发明设计的固体清洁胶使用时无残留，不引起二次污染，对人体无毒副作用，也不会对芯片及器件造成划伤和损坏。另外，该清洁胶可以调整产品的颜色、香味、粘附性能等，满足不同应用的需求，可广泛应用于半导体、微电子器件等光电器材的清洁。(3)制备的固体清洁胶除尘效果明显，可以达到90%以上的除尘效果。对芯片表面的铟污染具有优异的清洁效果。经长期老化试验对芯片亦没有任何损伤和影响。以下通过具体实施方案的方式，对本发明做进一步的详述，但不应理解为是对本发明的限制。本领域普通技术人员根据上述技术方案，还可以做出多种形式的修改、替换、 变更。凡基于上述思想所做的修改、替换、变更均属于本发明。
图1为用实施例1所制得的固体清洁胶用于激光二极管(LD)芯片清洁的前后对比效果图，其中左图为清洁前效果图，右图为清洁后效果图。图2为用实施例2所制得的固体清洁胶用于激光二极管(LD)芯片清洁的前后对比效果图，其中左图为清洁前效果图，右图为清洁后效果图。
具体实施例方式下面举例来进一步说明本发明的具体实施方式
，以及实施该方法的良好效果，要指出的是本发明并不局限于所列举的实施例。实施例1首先称量3. Og偶氮二异丁腈溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入80g甲苯，升温至50°C，滴加1/3预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯70g、甲基丙烯酸甲酯25g、KH-5701. 5g)混合溶液，预反应 Ih,然后升温至90°C，滴加剩余单体和Ig十二烷基硫醇，滴加完毕后保温反应2-3h，并补加 Ig偶氮二异丁腈，继续保温池，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例2首先称量4. Og偶氮二异丁腈溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入80g甲苯，升温至50°C滴加1/3预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯^g、丙烯酸异辛酯5g、苯乙烯40g、乙烯基吡咯烷酮1. 5g) 混合溶液，预反应lh，然后升温至90°C，滴加剩余单体和Ig十二烷基硫醇，滴加完毕后保温反应2-3h，并补加Ig偶氮二异丁腈，继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例3首先称量5. Og过氧化苯甲酰溶解在IOg甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入80g甲苯，升温至60°C滴加1/4预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯80g、甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸羟丙酯10g、乙烯基吡咯烷酮3g)混合溶液，预反应lh，然后升温至80°C，滴加剩余单体，滴加完毕后保温反应2-3h， 并补加Ig过氧化苯甲酰，继续保温池，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例4首先称量3. Og过氧化苯甲酰溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入80g甲苯，升温至60°C，滴加1/4预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯70g、甲基丙烯酸甲酯30g、丙烯酸羟丙酯2g)混合溶液，预反应lh，然后升温至80°C，滴加剩余单体，滴加完毕后保温反应2-3h，并补加Ig过氧化苯甲酰，继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例5首先称量2. 5g偶氮二异丁腈溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入60g甲苯，升温至50°C，滴加1/3预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯64g、甲基丙烯酸甲酯16g、KH-570 1. 5g)混合溶液，预反应lh，然后升温至90°C，滴加剩余单体和Ig十二烷基硫醇，滴加完毕后保温反应3h，并补加 0. 5g偶氮二异丁腈，继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例6
首先称量2. 5g偶氮二异丁腈溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入60g甲苯，升温至50°C滴加1/4预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯12g、丙烯酸异辛酯4g、苯乙烯64g、乙烯基吡咯烷酮1. 5g) 混合溶液，预反应lh，然后升温至90°C，滴加剩余单体和Ig十二烷基硫醇，滴加完毕后保温反应3h，并补加0. 5g偶氮二异丁腈，继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例7首先称量1. Og偶氮二异丁腈溶解在20g甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入60g甲苯，升温至50°C，滴加1/3预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯40g、甲基丙烯酸甲酯40g、A-171 1.5g)混合溶液，预反应 Ih,然后升温至90°C，滴加剩余单体，滴加完毕后保温反应3h，并补加0. 5g偶氮二异丁腈， 继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。实施例8首先称量3. Ig偶氮二异丁腈溶解在IOg甲苯中，在装有电动搅拌机、温度计、冷凝管及平衡分液漏斗的500ml的四口烧瓶中加入50g甲苯，升温至60°C滴加1/4预先混合均勻的引发剂和单体(丙烯酸丁酯135g、甲基丙烯酸甲酯45g、乙烯基吡咯烷酮1. 5g)混合溶液，预反应lh，然后升温至80°C，滴加剩余单体，滴加完毕后保温反应3h，并补加0. 5g偶氮二异丁腈，继续保温2h，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到无色半透明的胶体。本发明所述固体清洁胶在使用时，可将其固定在例如牙签之类的细小塑料或木质棒的一端，形成小球，然后与被清理表面轻轻接触擦拭，利用其自身的黏附力将灰尘和固体颗粒清除，可在激光半导体芯片、微电子器件、印刷电路板、电视显像管、精密仪器、液晶显示器、电脑键盘、汽车内设、手机、影音器材等多方面应用。
权利要求
1.一种固体清洁胶，其特征在于该固体清洁胶成分包括软单体、硬单体、有机溶剂、 引发剂及功能性助剂。
2.根据权利要求1所述的固体清洁胶，其特征在于制备时，所述固体清洁胶的成分按重量配比为软单体10 40份，硬单体10 25份，有机溶剂25 50份，引发剂0. 5 4 份，功能性助剂0. 25 5份。
3.根据权利要求2所述的固体清洁胶，其特征在于所述软单体的通式表达为CH2= CR1COOR2，其中队为H或CH3, &为C4 C2tl的脂肪族烷基。
4.根据权利要求3所述的固体清洁胶，其特征在于所述软单体选择符合上述通式的一种或多种化合物。
5.根据权利要求2所述的固体清洁胶，其特征在于所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、α -甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、间甲基苯乙烯、间三氟甲基苯乙烯、N，N- 二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的固体清洁胶，其特征在于所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、 四氢呋喃、邻苯二甲酸二甲酯、醋酸乙酯、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、200#汽油中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的固体清洁胶，其特征在于所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的固体清洁胶，其特征在于所述功能性助剂选自硅烷偶联剂 Α-151、Α-171、ΚΗ-570，十二烷基硫醇、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐、乙烯基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷三烯丙酯、三羟甲基丙烷三烯丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、一己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、2-丙基庚基丙烯酸酯、乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
9.制备如权利要求1 9任意一项所述固体清洁胶的方法，其特征在于步骤为先将有机溶剂升温至40-65°C，滴加1/5-1/3量预先混合均勻的引发剂、硬单体和软单体的混合溶液，预反应30-60min，然后升温至70_90°C，滴加剩余引发剂和单体的混合溶液，反应完毕后保温反应2- ，补加引发剂，继续保温1-池，最后减压蒸馏除去溶剂，即得到目标产物。
10.如权利要求1 9任意一项所述固体清洁胶应用，其特征在于可用于激光半导体芯片、微电子器件、印刷电路板、电视显像管、精密仪器、液晶显示器、电脑键盘、汽车内设、 手机、影音器材等的清洁。
全文摘要
本发明涉及一种固体清洁胶的组成、制备方法及应用，其是由硬单体、软单体、有机溶剂、引发剂、其它功能助剂等组成，通过聚合及一系列的后处理而得到。本发明所得到的固体清洁胶是一种具有一定粘附性的固体清洁产品，通过材料表面的粘附性和易变形性对芯片及器件表面和缝隙中的固体微粒、灰尘及金属污染进行清除，没有残留，不会引起二次污染，也不会对芯片及器件造成划伤和损坏，且对人体无害。可广泛应用于半导体、微电子器件、印刷电路板、电视显像管、精密仪器、液晶显示器、电脑键盘、汽车内设、手机、影音器材等。
文档编号C08F2/06GK102533171SQ201010597010
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者张保坦, 李茹, 王公应, 王红丹, 贾树勇, 陈修宁 申请人:常州化学研究所