CN109698114A - 一种简便的led晶片低温去蜡清洗工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,包括:将装有待清洗晶片的花篮置于加热的去蜡溶液中超声清洗,花篮在去蜡溶液中上下振动为15‑35次/分钟,然后室温丙酮清洗,再进行室温乙醇或异丙醇清洗,热氮烘干即可。本发明方法处理后的晶片表面无残留蜡、试剂印迹等表面异常,保证了晶片表面清洗质量,同时本发明方法加热温度低、清洗步骤简单、易操作,能耗和原材料消耗低,提高生产效率的同时也降低了产品成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,属于光电子技术领域。
背景技术
发光二极管(LED)作为一种新型节能、环保、安全、使用寿命长、体积小、亮度高、相应时间快、稳定性好的冷光源,自问世以来即得到国内外专家学者的广泛关注和深入研究,自中村修二首次发明蓝色LED以来,经过科技的不断创新发展,目前已实现红色、绿色、白色、黄色、橙色及双色等多色系LED的产业化生产,广泛用于室外显示屏、景观亮化、装饰、照明、交通指示等诸多领域,逐渐走入千家万户。与传统的荧光灯相比,LED照明更为节能、环保、寿命长,未来几年内,白炽灯、荧光灯将全部被LED灯取代。
LED的核心结构莫过于发光芯片,理论上,芯片的电光转换效率应趋近百分之百,但受生产技术的限制,LED芯片并不能完全将电能转换为光能,有一部分能力会以热量的形式散失,在使用过程中,随着热量的不断积聚,极易对芯片结果造成损坏而导致器件失效,因此目前公认的处理方法为对芯片衬底进行减薄,最大限度的增加热量传输,将产生的热量传递至外部环境,保证芯片的正常运行。在芯片衬底减薄工艺中,主要的方法为将晶片用蜡粘附于工件表面进行背面减薄,减薄完毕后再通过加热的方式将蜡熔化,然后将晶片取下,再经过去蜡清洗得到洁净的晶片表面,继续进行后续工艺流程。在去蜡清洗过程中,因目前半导体行业内并无统一标准的去蜡清洗试剂,市面上去蜡产品种类和质量参差不齐,大多数去蜡效果不显著,耗时较长,往往需要经过多步清洗、配合多种有机试剂方可去除,不但使生产效率降低,同时也增加了原材料成本和劳动力成本,而高质量的去蜡产品往往价格昂贵,不利于降低产品成本。行业企业普遍采用的方法为将待去蜡晶片经过2-4道高温(>80℃)去蜡清洗溶液清洗后,再经过高温(50℃左右)丙酮、异丙醇或乙醇等有机溶剂清洗、冲水、热氮烘干等多个清洗步骤,且经常出现晶片表面残留蜡、试剂印等清洗不干净现象,影响产品质量和良率。
中国专利文献CN105779151A公开的一种去蜡液及其制备方法与应用,其去蜡溶液的活性成分包括高效非离子型表面活性剂5-70份、低泡抑泡型表面活性剂0.1-20份,分散稳定剂为1-20份。但该发明去蜡清洗能力(使用寿命)有限,仅在70余片/升,并且使用温度高,使用温度达80℃,该发明去蜡溶液与现有技术普遍情况大同小异。
中国专利文献CN105070680A公开的一种晶片去蜡设备及去蜡方法,需借助机架及其上端的移动轨道,包含加热区、化蜡区、清洗区、冲洗区多个区域,且需配备液压装置和高温处理,装置和去蜡方法较为繁琐,不利于提升生产效率和降低产品成本。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺。本发明无需高温加热,无需配备液压装置,方法简单、操作简便,去蜡清洗质量高,清洗后表面无残留蜡、试剂印等异常,保证了产品质量,同时提升了生产效率。
本发明的技术方案为:
一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,包括步骤:
(1)将待去蜡清洗的晶片逐片放入清洗花篮的卡槽中;
(2)将步骤(1)的清洗花篮放入加热的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中上下振动,上下振动频率为15-35次/分钟,去蜡溶液加热温度40-55℃,清洗时间5-20min,超声频率20-40KHz;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于室温丙酮溶液中,继续清洗;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于室温乙醇或异丙醇溶液中,继续清洗;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,取出晶片。
晶片取出即完成去蜡清洗作业,可继续进行后续工艺流程。
根据本发明,所述去蜡溶液可选用适合低温使用的现有去蜡溶液。本发明优选的,所述去蜡溶液含有以下组分:木糖醇1-20份、十六烷(C16H34)5-20份、十二醇(C12H26O)1-15份、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10份、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)5-10份、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚1-5份、乙二醇丁醚0.5-5份、氢氧化钠0.1-1份、三乙醇胺油酸皂0.1-5份、单乙醇胺0.1-10份、去离子水5-10份,常规助剂5-15份,均为重量份。
所述常规助剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、硬脂酸等中的一种或两种,主要起稳定作用。去蜡溶液的组分均为市购常规产品,其中脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚为基础表面活性剂。
进一步的,步骤(2)所述去蜡溶液加热温度45-50℃。
根据您发明优选的,步骤(2)所述振动频率为15-35次/分钟。
进一步的,步骤(3)所述丙酮溶液为分析纯,纯度≥99%,清洗时间3-10min;
进一步的,步骤(4)所述乙醇或异丙醇为分析纯,纯度≥99%,清洗时间1-5min;
进一步的,步骤(5)所述热氮温度30-90℃,烘干时间3-10min。
本发明的方法,每升去蜡溶液可清洗晶片在100片以上。优选的,每升去蜡溶液可清洗晶片120-150片。
本发明对所述花篮没有形状、尺寸要求,能较好的盛放晶片、对晶片无损伤即可,同时花篮材质需与有机试剂不发生相互反应,性质稳定,耐酸碱性好。
本发明的有益效果为:
1、本发明所述去蜡溶液配比与传统去蜡液不同,传统去蜡溶液大部分将温度升高至蜡的熔点或软化点以上将蜡熔化后进行溶解去除,在蜡呈固态时也能溶解,但溶解力极低,达不到清洗效果。而本发明所述去蜡溶液通过非离子表面活性剂、分散剂、稳定剂、其它助剂配合微量氢氧化钠提升了去蜡效果,无需将蜡熔化,直接将固态蜡进行溶解,溶解速率快,清洗效果好。
2、本发明的方法去蜡清洗能力明显提高,可达100片/升以上。清洗效果好,除下来的蜡质可长时间稳定存在于去蜡溶液中,不易分层、析出,不会形成颗粒状浑浊物,影响清洗效果。
3、本发明方法简单易行,只需借助低加热温度去蜡溶液、室温丙酮溶液、室温乙醇或异丙醇溶液、热氮烘干即可实现晶片去蜡清洗,无需液压装置和高温处理。清洗后的晶片表面无残留蜡、试剂印迹等表面异常,且清洗步骤简单、清洗量高、加热温度(能耗)低,有利于提高去蜡清洗效率和降低产品成本。
附图说明
图1为常规去蜡清洗方法清洗后晶片表面状况示意图;其中,1表面残留蜡,2边缘试剂印迹。
图2为本发明方法清洗后的晶片表面状况示意图。没有表面残留蜡和边缘试剂印迹。
图3为本发明实施例1清洗前的晶片表面照片;
图4为本发明实施例1清洗后的晶片表面照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步限定,但不限于此。
实施例中所用去蜡溶液组成如下:
木糖醇15份、十六烷17份、十二醇10份、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)8份、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)7份、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚3份、乙二醇丁醚2份、氢氧化钠0.5份、三乙醇胺油酸皂2份、单乙醇胺4份、去离子水8份,常规助剂聚乙二醇5份,均为重量份。
实施例中所用花篮为LED晶片清洗用花篮,规格2-6英寸,材质为PP(聚丙烯)。每个花篮盛放50片LED晶片。
实施例1、
一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,步骤包括:
(1)取待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中;
(2)将步骤(1)待清洗花篮放入2升温度为45℃的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中处于上下振动状态,振动频率15次/分钟,超声频率为24KHz,清洗时间15min;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于纯度99.5%的室温丙酮溶液中清洗10min;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于纯度为99.7%的室温乙醇溶液中清洗3min;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,烘干温度38℃,烘干时间9min。
将热氮烘干后的花篮取出,按顺序将晶片取下即完成去蜡清洗作业,清洗后的晶片表面无残留蜡、无试剂印,继续进行后续工艺流程。清洗前后的晶片表面照片如图3、4所示。
实施例2、
一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,步骤如下:
(1)将待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中;
(2)将步骤(1)清洗花篮放入2升温度为40℃的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中处于上下振动状态,振动频率27次/分钟,超声频率为32KHz,清洗时间10min;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于纯度99.5%的室温丙酮溶液中清洗7min;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于纯度为99.7%的室温异丙醇溶液中清洗2min;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,烘干温度51℃,烘干时间6min。
将热氮烘干后的花篮取出,按顺序将晶片取下即完成去蜡清洗作业,清洗后的晶片表面无残留蜡、无试剂印,继续进行后续工艺流程。
实施例3、
一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,步骤如下:
(1)将待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中;
(2)将步骤(1)清洗花篮放入2升温度为50℃的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中处于上下振动状态,振动频率35次/分钟,超声频率为38KHz,清洗时间5min;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于纯度99.5%的室温丙酮溶液中清洗4min;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于纯度为99.7%的室温乙醇溶液中清洗1min;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,烘干温度75℃,烘干时间3min。
清洗后的晶片表面无残留蜡、无试剂印,继续进行后续工艺流程。
对比例1:
(1)取待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中;
(2)将步骤(1)待清洗花篮放入2升温度为80℃的去蜡溶液中进行超声清洗20min,超声频率为30KHz;所述去蜡溶液为市售的去蜡液(B2B产品,主要活性成分组成为异构脂肪醇聚氧乙烯醚15%,单乙醇胺10%,聚乙烯吡咯酮10%,乙二胺四乙酸2%)。
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于纯度99.5%的室温丙酮溶液中清洗10min;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于纯度为99.7%的室温乙醇溶液中清洗3min;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,烘干温度38℃,烘干时间9min。取出晶片。
对比例2:取待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中,将清洗花篮放入2升温度为55℃、纯度99.5%的丙酮溶液中清洗10min;然后再在纯度为99.7%的室温乙醇溶液中清洗3min;热氮烘干。
清洗效果观察:
在50倍显微镜下观察晶片表面是否有残留蜡点。在视野范围内没有残留蜡点,去蜡效果为100%;在视野范围内有残留蜡点1-3个,去蜡效果为90-95%;超过3个(不含3个)的,去蜡效果不合格。
清洗能力(片/升)评价:
取去蜡溶液1L,依次将待清洗的LED晶片置于其中,直至去蜡溶液开始出现浑浊,检测放入的LED晶片的数量。
实施例1-3与对比例1-2清洗效果对比:
Claims (9)
1.一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,包括步骤:
(1)将待去蜡清洗的晶片逐片放入清洗花篮的卡槽中;
(2)将步骤(1)的清洗花篮放入加热的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中上下振动,上下振动频率为15-35次/分钟,去蜡溶液加热温度40-55℃,清洗时间5-20min,超声频率20-40KHz;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于室温丙酮溶液中,继续清洗;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于室温乙醇或异丙醇溶液中,继续清洗;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,取出晶片。
2.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于所述去蜡溶液液含有以下重量份组分:木糖醇1-20份、十六烷5-20份、十二醇1-15份、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10份、壬基酚聚氧乙烯醚5-10份、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚1-5份、乙二醇丁醚0.5-5份、氢氧化钠0.1-1份、三乙醇胺油酸皂0.1-5份、单乙醇胺0.1-10份、去离子水5-10份,常规助剂5-15份。
3.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤(2)所述去蜡溶液加热温度45-50℃。
4.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤(2)所述振动频率为15-35次/分钟。
5.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤(3)所述丙酮溶液为分析纯,纯度≥99%,清洗时间3-10min。
6.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤(4)所述乙醇或异丙醇为分析纯,纯度≥99%,清洗时间1-5min。
7.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤(5)所述热氮温度30-90℃,烘干时间3-10min。
8.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,每升去蜡溶液能清洗晶片在100片以上;优选的,每升去蜡溶液可清洗晶片120-150片。
9.如权利要求1所述的一种简便的LED晶片低温去蜡清洗工艺,其特征在于,步骤如下:
(1)将待去蜡清洗的晶片依次放入清洗花篮中;
(2)将步骤(1)清洗花篮放入2升温度为50℃的去蜡溶液中进行超声清洗,清洗过程中花篮在去蜡溶液中处于上下振动状态,振动频率35次/分钟,超声频率为38KHz,清洗时间5min;
(3)将步骤(2)超声清洗后的花篮置于纯度99.5%的室温丙酮溶液中清洗4min;
(4)将步骤(3)清洗后的花篮置于纯度为99.7%的室温乙醇溶液中清洗1min;
(5)将步骤(4)清洗后的花篮进行热氮烘干,烘干温度75℃,烘干时间3min。
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