一种用于集成的水基型助焊剂清洗剂的制作方法

本发明属于半导体清洗剂领域，具体涉及一种用于集成的水基型助焊剂清洗剂。

背景技术：

1、智能功率模块（intelligent power module，ipm）的核心是电力电子器件，通常采用igbt（绝缘栅双极型晶体管）作为功率开关，并集成了驱动电路和保护电路，使得其能够更方便地应用在电力电子设备中。以体积小、功率低、抗干扰能力强、保护功能全面等优点在电子领域得到广泛应用，是变频技术的核心元器件，小到变频家电大到轨道交通。ipm由dbc（覆铜陶瓷基板）、pcb、lf引线框架、igbt芯片组成，在pim加工工艺过程中，会在dbc和pcb基板上进行焊接工艺，焊接后会在表面有不同程度的助焊剂残留，该残留物含有有机酸和离子等，其中有机酸会腐蚀电路板，而电离子的存在可能导致短路，造成产品失效。电路板上的污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板的电学性能，主要来源于电镀、波峰焊、回流焊和化学清洁等工艺，包括乙醇、氨基乙醇和人体汗液等；非离子型污染物可穿透电路板的绝缘层，在基板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

2、目前，在精密电子清洗行业最常见的清洗剂为溶剂型清洗剂和水基型清洗剂。溶剂型清洗剂存在易燃易爆、毒性大、环保性差等缺点，在选择和使用时需要慎重考虑等缺点，若员工操作不当，容易造成安全隐患；而水基型清洗剂最大的问题是对助焊剂、松香、粒状污染物清洗不彻底，清洗效率较低，无法满足产线的实际使用需求，并且清洗过后的产品很容易在短时间内发生氧化，造成基板表面变色，造成元件或者电路的腐蚀。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了对半导体电子器件上的助焊剂、焊锡膏、细小颗粒起到显著清洗效果的同时，维持焊点的光亮，有效防止ipm模组的金属表面发生氧化，提供了一种用于集成水基型助焊清洗剂。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于ipm封装的半水基型助焊剂清洗剂，其所用原料及各原料所占重量百分比如下：

4、醇醚溶剂            30-50%；

5、有机胺              1-5%；

6、双子咪唑啉缓蚀剂    3-5%；

7、去离子水            40-70%；

8、上述重量百分比之和为100%。

9、进一步地，所用原料按重量百分比计包括：醇醚溶剂40-45%、有机胺3-5%、双子咪唑啉缓蚀剂3-5%、去离子水47-50%，上述重量百分比之和为100%。

10、进一步地，所用原料按重量百分比计包括：丙二醇丁醚45%、十六胺5%、双子咪唑啉缓蚀剂3%、去离子水47%。

11、进一步地，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇丙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、乙二醇叔丁醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、二丙二醇二甲醚中的至少一种。优选为丙二醇丁醚。

12、进一步地，所述有机胺为乙二胺、乙醇胺、三正丁胺、甲基二乙醇胺、烷基醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基乙醇胺、十六胺、十八胺、异丙胺中的任意一种。优选为十六胺。

13、进一步地，所述双子咪唑啉缓蚀剂的化学结构式为：

14、。

15、进一步地，所述去离子水在25℃下的电阻率不低于18mω·cm。

16、ipm该模组在后段工艺中会进行通电测试，这会致使其金属表面带电荷。本发明在水基型助焊剂清洗剂中加入双子咪唑啉缓蚀剂，其分子结构中含有两个五元环，可以更好的吸附在金属材料表面，且结构式中的羟基能够进一步提高其缓蚀性能，可以与金属表面形成氢键，增加分子在金属表面的吸附稳定性，从而形成更致密、更牢固的保护膜，更好地阻止腐蚀性介质与ipm金属接触，减缓其腐蚀速度，延长使用寿命，从而终止了ipm的自由基热氧化反应，因而可以有效防止ipm金属表面发生氧化。另一方面，憎水长链基团在金属表面定向排列形成致密疏水层，既可以阻碍腐蚀反应物的扩散迁移，又起到了促进化合物缓蚀性能的作用。由于棕榈酸可以从动植物中提取，具有来源广泛、价格低廉、环境友好和热稳定性的特点。

17、本发明的有益效果是：本发明所得水基型助焊剂清洗剂对半导体电子器件上的助焊剂、焊锡膏、细小颗粒具有显著清洗效果，能维持焊点的光亮，表面绝缘性能好，还可以有效防止ipm模组的金属表面发生氧化。

技术特征：

1.一种用于集成的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所用原料按重量百分比计包括：

2.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所用原料按重量百分比计包括：醇醚溶剂40-45%、有机胺3-5%、双子咪唑啉缓蚀剂3-5%、去离子水47-50%，上述重量百分比之和为100%。

3.根据权利要求2所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所用原料按重量百分比计包括：醇醚溶剂45%、有机胺5%、双子咪唑啉缓蚀剂3%、去离子水47%。

4.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇丙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、乙二醇叔丁醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇乙醚、二丙二醇二甲醚中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述醇醚溶剂为丙二醇丁醚。

6.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述有机胺为乙二胺、乙醇胺、三正丁胺、甲基二乙醇胺、烷基醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基乙醇胺、十六胺、十八胺、异丙胺中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述有机胺为十六胺。

8.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所用原料按重量百分比计包括：丙二醇丁醚45%、十六胺5%、双子咪唑啉缓蚀剂3%、去离子水47%。

9.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述双子咪唑啉缓蚀剂的化学结构式为：

10.根据权利要求1所述的水基型助焊剂清洗剂，其特征在于，所述去离子水在25℃下的电阻率不低于18mω·cm。

技术总结
本发明公开了一种用于集成的水基型助焊剂清洗剂，属于半导体清洗剂领域。该水基型助焊剂清洗剂所用原料及其所占重量百分比为：30‑50%的醇醚溶剂、1‑5%的有机胺、3‑5%的双子咪唑啉缓蚀剂、40‑70%的去离子水，其重量百分比之和为100%。本发明水基型助焊剂清洗剂通过采用咪唑啉缓蚀剂，在对半导体电子器件上的助焊剂残留物、焊锡膏、细小颗粒起到显著清洗效果的同时，可维持焊点的光亮，表面绝缘性能好，还可以有效防止IPM模组金属表面发生氧化，使该清洗剂尤其适用于半导体芯片、芯片型电容器及电路基板在焊接过程的污染物清洗。

技术研发人员：刘小勇,程西宁,吴远超,房龙翔,肖小江,刘文生
受保护的技术使用者：福建省佑达环保材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18