ES2677971T3

ES2677971T3 - Composiciones azeotrópicas y similares a azeótropos de éteres de metil-perfluorohepteno y trans-dicloroetileno y sus usos

Info

Publication number: ES2677971T3
Application number: ES11746072.5T
Authority: ES
Inventors: Joan Ellen Bartelt; Jeffrey P. Knapp
Original assignee: Chemours Co FC LLC
Current assignee: Chemours Co FC LLC
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2018-08-07
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: KR101787804B1; CN103415652B; TW201237021A; EP2683850A1; KR20140009462A; BR112013020333A2; AR085644A1; MX2013010119A; SG192007A1; TWI564284B; MY156851A; MX358096B; WO2012121749A1; JP2014511428A; EP2683850B1; US8410039B2; US20120227764A1; JP6266983B2; CN103415652A

Abstract

Una composición azeotrópica o similar a azeótropo que comprende de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de éteres de metil-perfluorohepteno y trans-1,2-dicloroetileno, teniendo dicha composición una diferencia de presión de punto de rocío y presión de punto de burbuja que es menor o igual a 3%, basado en la presión del punto de burbuja.

Description

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DESCRIPCION

Composiciones azeotropicas y similares a azeotropos de eteres de metil-perfluorohepteno y trans-dicloroetileno y sus usos

Informacion de los antecedentes

Campo de la descripcion

La presente descripcion esta en el campo de las composiciones de eteres de metil-perfluorohepteno. Estas composiciones son azeotropicas o similares a azeotropos y son utiles en aplicaciones de limpieza como agente limpiador de fundente y para eliminar aceites o residuos de una superficie.

Descripcion de la tecnica relacionada

Los residuos de fundente siempre estan presentes en los componentes microelectronicos ensamblados usando fundente de colofonia. A medida que las placas de circuitos electronicos modernos evolucionan mayores densidades de componentes y circuitos, la limpieza completa de la placa despues de la soldadura se convierte en una etapa cntica del procesamiento. Despues de la soldadura, los residuos de fundente a menudo se eliminan con un solvente organico. Los disolventes de limpieza de fundente no deben ser inflamables, deben tener baja toxicidad y tener una alta capacidad de disolucion, de modo que el fundente y los residuos de fundente puedan eliminarse sin danar el sustrato que se esta limpiando. Para una operacion adecuada al usarse, los componentes microelectronicos deben limpiarse de residuos de fundente, aceites y grasas, y partfculas que pueden contaminar las superficies despues de la finalizacion de la fabricacion.

En los aparatos de limpieza, que incluyen el equipo de desengrasado por vapor y de limpieza de fundente por vapor, las composiciones pueden perderse durante el funcionamiento a traves de fugas en juntas de ejes, conexiones de tubos, juntas soldadas y lmeas rotas. Ademas, la composicion de trabajo puede liberarse a la atmosfera durante los procedimientos de mantenimiento en el equipo. Si la composicion no es un componente puro, la composicion puede cambiar cuando se filtra o descarga a la atmosfera desde el equipo, lo que puede causar que la composicion restante en el equipo muestre un rendimiento inaceptable. Por consiguiente, es deseable usar una composicion que comprenda un unico eter fluorado insaturado como composicion de limpieza.

Estan disponibles disolventes alternativos que no reducen drasticamente la capa de ozono desde la eliminacion de casi todos los clorofluorocarbonos (CFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC) anteriores como resultado del Protocolo de Montreal. Mientras que el punto de ebullicion, la inflamabilidad y las caractensticas de poder disolvente a menudo se pueden ajustar preparando mezclas de disolventes, estas mezclas a menudo son insatisfactorias porque se fraccionan en un grado indeseable durante el uso. Dichas mezclas de disolventes tambien se fraccionan durante la destilacion del disolvente, lo que hace practicamente imposible recuperar una mezcla de disolventes de la composicion original.

Muchas industrias usan composiciones acuosas para el tratamiento de superficies de metales, ceramicas, vidrios y plasticos. La limpieza, metalizacion y deposicion de revestimientos a menudo se llevan a cabo en medios acuosos y generalmente van seguidos de una etapa en la que se elimina el agua residual. El secado con aire caliente, secado centnfugo y el desplazamiento de agua basado en disolvente son metodos utilizados para eliminar dicho agua residual.

Si bien se han propuesto los hidrofluorocarbonos (HFC) como sustitutos de los disolventes de CFC utilizados anteriormente en aplicaciones de secado o desecado (vease, por ejemplo, los documentos US 2006/266975, WO 2009/025647 y WO 2007/100885), muchos HFC tienen una disolucion limitada para el agua. El uso de un agente tensioactivo, que ayuda a eliminar el agua de los sustratos, es por lo tanto necesario en muchos metodos de secado o desecado. Se han agregado tensioactivos hidrofobos a los disolventes de desecado o secado para desplazar el agua de los sustratos.

La funcion principal del disolvente de desecado o secado (disolvente de eter fluorado insaturado) en una composicion de desecado o secado es reducir la cantidad de agua sobre la superficie de un sustrato que se esta secando. La funcion principal del tensioactivo es desplazar el agua que quede de la superficie del sustrato. Cuando el disolvente de eter fluorado insaturado y el tensioactivo se combinan, se obtiene una composicion de secado de desplazamiento altamente efectiva.

Las mezclas de disolventes azeotropicos pueden poseer las propiedades necesarias para aplicaciones de limpieza de fundente, desengrasado y otras necesidades del agente de limpieza. Las mezclas azeotropicas presentan un punto de ebullicion maximo o mmimo y no se fraccionan al hervir. La invariabilidad inherente de la composicion en condiciones de ebullicion asegura que las proporciones de los componentes individuales de la mezcla no cambiaran durante el uso y que las propiedades de disolucion tambien se mantendran constantes.

La presente descripcion proporciona composiciones azeotropicas y similares a azeotropos utiles en procedimientos de limpieza, limpieza de fundente y desengrasado de chips y circuitos impresos de semiconductores. Las presentes

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composiciones son no inflamables, y como no se fraccionan, no produciran composiciones inflamables durante el uso. Adicionalmente, las mezclas de disolventes azeotropicos usadas se pueden volver a destilar y reutilizar sin cambio de composicion.

Compendio

La presente descripcion proporciona una composicion azeotropica o de tipo azeotropo como se define en la reivindicacion 1. La presente descripcion proporciona ademas un metodo para eliminar residuos de una superficie de un artfculo que comprende: (a) poner en contacto el artfculo con una composicion que comprende una composicion azeotropica o de tipo azeotropo de la reivindicacion 1; y (b) recuperar la superficie de la composicion.

Descripcion detallada

Como se usa en la presente memoria, los terminos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene" o cualquier otra variacion de los mismos, estan destinados a cubrir una inclusion no exclusiva. Por ejemplo, un procedimiento, metodo, artfculo o aparato que comprende una lista de elementos no esta necesariamente limitado solo a esos elementos, sino que puede incluir otros elementos no enumerados expresamente o inherentes a dicho procedimiento, metodo, artfculo o aparato. Ademas, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a un o inclusivo y no a un o exclusivo. Por ejemplo, una condicion A o B se satisface con cualquiera de los siguientes: A es verdadera (o esta presente) y B es falsa (o no esta presente), A es falsa (o no esta presente) y B es verdadera (o esta presente), y tanto A como B son verdaderos (o estan presentes).

Ademas, el uso de "un" o "una" se emplea para describir los elementos y componentes descritos en la presente memoria. Esto se hace simplemente por conveniencia y para dar un sentido general del alcance de la invencion. Esta descripcion debe leerse para incluir uno o al menos uno y el singular tambien incluye el plural a menos que sea obvio que se quiere decir lo contrario.

A menos que se defina lo contrario, todos los terminos tecnicos y cientfficos usados en la presente memoria tienen el mismo significado que entiende comunmente un experto habitual en la tecnica a la que pertenece esta invencion. Aunque se pueden usar metodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente memoria en la practica o prueba de realizaciones de la presente descripcion, los metodos y materiales adecuados se describen a continuacion. En caso de conflicto, controlara la presente memoria descriptiva, incluidas las definiciones. Ademas, los materiales, metodos y ejemplos son solo ilustrativos y no pretenden ser limitantes.

Muchos aspectos y realizaciones se han descrito anteriormente y son meramente de ejemplo y no limitantes. Despues de leer esta memoria descriptiva, los expertos en la materia aprecian que son posibles otros aspectos y realizaciones sin apartarse del alcance de la invencion.

Se describen en la presente memoria composiciones azeotropicas y similares a azeotropos de MPHE y trans-1,2- dicloroetileno. El MPHE se describe con mas detalle en el documento WO 2010/094019. Tambien se describen en la presente memoria nuevos metodos para usar una composicion azeotropica o similar a azeotropo que comprende MPHE y trans-1,2-dicloroetileno.

Como se usa en la presente memoria, una composicion azeotropica es una mezcla lfquida de punto de ebullicion constante de dos o mas sustancias en donde la mezcla destila sin un cambio sustancial en la composicion y se comporta como una composicion de punto de ebullicion constante. Las composiciones de punto de ebullicion constante, que se caracterizan como azeotropicas, presentan un punto de ebullicion maximo o mmimo, en comparacion con el de las mezclas no azeotropicas de las mismas sustancias. Las composiciones azeotropicas incluyen azeotropos homogeneos que son mezclas lfquidas de dos o mas sustancias que se comportan como una sustancia unica, en cuanto que el vapor, producido por evaporacion parcial o destilacion del lfquido, tiene la misma composicion que el lfquido. Las composiciones azeotropicas, tal como se usan en la presente memoria, tambien incluyen azeotropos heterogeneos donde la fase lfquida se divide en dos o mas fases lfquidas. En estas realizaciones, en el punto azeotropico, la fase de vapor esta en equilibrio con dos fases lfquidas y las tres fases tienen composiciones diferentes. Si se combinan las dos fases lfquidas en equilibrio de un azeotropo heterogeneo y se calcula la composicion de la fase lfquida global, esta sena identica a la composicion de la fase de vapor.

Como se usa en la presente memoria, el termino "composicion similar a azeotropo" tambien denominado a veces "composicion casi azeotropica" significa una mezcla lfquida de punto de ebullicion constante o sustancialmente constante de dos o mas sustancias que se comporta como una unica sustancia. Una forma de caracterizar una composicion similar a azeotropo es que el vapor producido por evaporacion parcial o destilacion del lfquido tiene sustancialmente la misma composicion que el lfquido del que se ha evaporado o destilado. Es decir, la mezcla destila o refluye sin cambio sustancial en la composicion. Alternativamente, una composicion similar a azeotropo se puede caracterizar como una composicion que tiene una temperatura de punto de ebullicion menor que el punto de ebullicion de cada componente puro.

Ademas, otra forma mas de caracterizar una composicion similar a azeotropo es que la presion del punto de burbuja de la composicion y la presion de vapor del punto de rocfo de la composicion a una temperatura particular son sustancialmente las mismas. Las composiciones casi azeotropicas presentan presion de punto de rocfo y presion de

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punto de burbuja practicamente sin diferencia de presion. Por lo tanto, la diferencia de la presion del punto de rodo y la presion del punto de burbuja a una temperatura dada sera un valor pequeno. Puede afirmarse que las composiciones con una diferencia en la presion del punto de rodo y presion del punto de burbuja de menos de o igual al 3 por ciento (basado en la presion del punto de burbuja) pueden considerarse como casi azeotropicas. La composicion azeotropica o similar a azeotropo de la invencion comprende de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de eteres de metilperfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, y tiene una diferencia de presion de punto de rodo y presion de punto de burbuja menor que o igual a 3%, basado en la presion del punto de burbuja. El MPHE comprende mezclas isomericas de fluoroeteres insaturados que son los productos de la reaccion de perfluoroheptenos tales como perfluoro-3-hepteno con metanol en presencia de una base fuerte. En una realizacion, la mezcla comprende una mezcla de uno o mas de los siguientes compuestos:

CFaCF2CF=CFCF(OR)CF2CFa, CF3CF2C(OR)=CFCF2CF2CF3, CF3CF=CFCF(OR)CF2CF2CF3 y

CF3CF2CF=C(OR)CF2CF2CF3;

en donde R = CH3.

En una realizacion de la invencion, las composiciones similares a azeotropos comprenden de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de MPHE, y trans-1,2-dicloroetileno, con una presion de vapor en el intervalo de 14,5 kPa (2,11 psia) a 1,433 MPa (207,8 psia), y la temperatura en el intervalo de 0°C a 160°C. El trans-1,2- dicloroetileno puede comprender de 90,3 por ciento en moles a 99,9 por ciento en moles.

En otra realizacion de la invencion, las composiciones similares a azeotropos consisten en de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de MPHE, y trans-1,2-dicloroetileno, con la presion de vapor en el intervalo de 14,5 kPa (2,11 psia) a 1,433 MPa (207,8 psia), y la temperatura en el intervalo de 0°C a 160°C. En otra realizacion mas de la invencion, las composiciones similares a azeotropo comprenden de 0,1 por ciento en moles a 4,7 por ciento en moles de MPHE, y trans-1,2-dicloroetileno, con una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), y una temperatura de 47,6 a 47,9°C.

En otra realizacion mas, las composiciones azeotropicas comprenden 1,0 por ciento en moles de eteres de metilperfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno que tienen una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 46°C. En otra realizacion mas, las composiciones azeotropicas consisten en 1,0 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno y trans-1,2-dicloroetileno que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 46°C.

En otra realizacion mas, las composiciones similares a azeotropo comprenden de 0,6 por ciento en moles a 8,7 por ciento en moles de eter de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tienen una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 48,3°C a 48,5°C. En otra realizacion mas, las composiciones similares a azeotropo consisten en de aproximadamente 0,6 por ciento en moles a aproximadamente 8,7 por ciento en moles de eter de metil-perfluorohepteno y trans-1,2-dicloroetileno, que tienen una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 48,3°C a 48,5°C.

En una realizacion, las presentes composiciones pueden comprender ademas un propulsor. El propulsor de aerosol puede ayudar a liberar la presente composicion desde un recipiente de almacenamiento a una superficie en forma de un aerosol. El propulsor de aerosol se incluye opcionalmente en la presente composicion en hasta aproximadamente 25 por ciento en peso de la composicion total. Los propulsores de aerosoles representativos comprenden aire, nitrogeno, dioxido de carbono, 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), trans-1,3,3,3- tetrafluoropropeno (HFO-1234ze), 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno (HFO-1225ye), difluorometano (CF2H2, HFC-32), trifluorometano (CF3H, HFC-23), difluoroetano (CHF)2CH3, HFC-152a), trifluoroetano (CH3CF3, HFC-143a; o CHF2CH2F, HFC-143), tetrafluoroetano (CF3CH2F, HFC-134a; o CF2HCF2H, HFC-134), pentafluoroetano (CF3CF2H, HFC-125) e hidrocarburos, tales como propano, butanos o pentanos, eter dimetflico o combinaciones de los mismos.

En otra realizacion, las presentes composiciones pueden comprender ademas al menos un tensioactivo. Los tensioactivos de la presente descripcion incluyen todos los tensioactivos conocidos en la tecnica para desecar o secar sustratos. Los tensioactivos representativos incluyen sales de fosfato de alquilo y amina (tales como una sal 1:1 de 2-etilhexilamina y fosfato de isooctilo); alcoholes etoxilados, mercaptanos o alquilfenoles; sales de amonio cuaternario de fosfatos de alquilo (con grupos fluoroalquilo en los grupos amonio o fosfato); y mono- o di- alquilfosfatos de aminas fluoradas. Se describen compuestos tensioactivos fluorados adicionales en la patente de EE.UU. n° 5.908.822.

La cantidad de tensioactivo incluido en las composiciones desecantes de la presente invencion puede variar ampliamente dependiendo de la aplicacion de secado particular en la que se usara la composicion, pero es facilmente evidente para los expertos en la tecnica. En una realizacion, la cantidad de tensioactivo disuelto en el disolvente de eter fluorado insaturado no es mayor que aproximadamente 1 por ciento en peso, basado en el peso total de la composicion de tensioactivo/disolvente. En otra realizacion, se pueden usar cantidades mayores de tensioactivo, si despues del tratamiento con la composicion, el sustrato que se esta secando se trata a continuacion con disolvente que no contiene tensioactivo o contiene una cantidad minima. En una realizacion, la cantidad de tensioactivo es al menos aproximadamente 50 partes por millon (ppm, en una base en peso). En otra realizacion, la

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cantidad de tensioactivo es de aproximadamente 100 a aproximadamente 5000 ppm. En otra realizacion mas, la cantidad de tensioactivo usado es de aproximadamente 200 a aproximadamente 2000 ppm basado en el peso total de la composicion de desecado.

Opcionalmente, se pueden incluir otros aditivos en las presentes composiciones que comprenden disolventes y tensioactivos para usar en el desecado. Tales aditivos incluyen compuestos que tienen propiedades antiestaticas; la capacidad de disipar la carga estatica de sustratos no conductores como el vidrio y la sflice. El uso de un aditivo antiestatico en las composiciones desecantes de la presente invencion puede ser necesario para evitar manchas y suciedad cuando se seca el agua o las soluciones acuosas de partes electricamente no conductoras tales como lentes de vidrio y espejos. La mayona de los disolventes de fluoroeter insaturados de la presente invencion tambien tienen utilidad como fluidos dielectricos, es decir, son malos conductores de la corriente electrica y no disipan facilmente la carga estatica.

La ebullicion y la circulacion general de las composiciones desecantes en los equipos convencionales de secado y limpieza pueden crear carga estatica, particularmente en las ultimas etapas del proceso de secado, donde la mayor parte del agua se ha eliminado de un sustrato. Dicha carga estatica se acumula en superficies no conductoras del sustrato y evita la liberacion de agua de la superficie. El agua residual se seca en el sitio y produce manchas y suciedad indeseables en el sustrato. La carga estatica que permanece en los sustratos puede sacar impurezas del proceso de limpieza o puede atraer impurezas como pelusa del aire, lo que da como resultado un rendimiento de limpieza inaceptable.

En una realizacion, los aditivos antiestaticos deseables son compuestos polares, que son solubles en el presente disolvente de eter fluorado insaturado y dan como resultado un aumento en la conductividad del disolvente de eter fluorado insaturado, que da como resultado la disipacion de la carga estatica de un sustrato. En otra realizacion, los aditivos antiestaticos tienen un punto de ebullicion normal proximo al del disolvente de eter fluorado insaturado y tienen una solubilidad minima o nula en el agua. En otra realizacion mas, los aditivos antiestaticos tienen una solubilidad en agua de menos de aproximadamente 0,5 por ciento en peso. En una realizacion, la solubilidad del agente antiestatico es al menos 0,5 por ciento en peso en disolvente de eter fluorado insaturado. En una realizacion, el aditivo antiestatico es nitrometano (CH3NO2).

En una realizacion, la composicion desecante que contiene un aditivo antiestatico es eficaz tanto en las etapas de desecado y secado como de aclarado, de un metodo para desecar o secar un sustrato como se describe a continuacion.

Otra realizacion se refiere a un metodo para desecar o secar un sustrato que comprende:

a) poner en contacto el sustrato con una composicion que comprende un disolvente, en donde el disolvente comprende una composicion azeotropica o similar a azeotropo de la reivindicacion 1, que contiene tensioactivo, desecando de ese modo el sustrato; y

b) recuperar el sustrato desecado de la composicion.

En una realizacion, el tensioactivo para el desecado y secado es soluble en al menos 1 por ciento en peso basado en el peso total de la composicion de disolvente/tensioactivo. En otra realizacion, el metodo de desecado o secado de la presente descripcion es muy eficaz para desplazar agua de una amplia variedad de sustratos que incluyen metales, tales como tungsteno, cobre, oro, berilio, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, laton y similares; de vidrios y superficies ceramicas, tales como vidrio, zafiro, vidrio de borosilicato, alumina, sflice tal como obleas de silicio usadas en circuitos electronicos, alumina cocida y similares; y de plasticos tales como poliolefina ("Alathon", Rynite®, "Tenite"), poli(cloruro de vinilo), poliestireno (Styron), politetrafluoroetileno (Teflon®), copolfmeros de tetrafluoroetileno-etileno (Tefzel®), poli(fluoruro de vinilideno) ("Kynar"), ionomeros (Surlyn®), polfmeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (Kralac®), copolfmeros de fenol-formaldehudo, celulosicos ("Ethocel"), resinas epoxfdicas, poliacetal (Delrin®), poli(oxido de p-fenileno) (Noryl®), polietercetona ("Ultrapek"), polieteretercetona ("Victrex"), poli(tereftalato de butileno) ("Valox"), poliarilato (Arylon®), polfmero de cristal lfquido, poliimida (Vespel®), polieterimidas ("Ultem"), poliamidaimidas ("Torlon"), poli(sulfuro de p-fenileno) ("Rython"), polisulfona ("Udel") y poliarilsulfona ("Rydel"). En otra realizacion, las composiciones para uso en el presente metodo de desecado o secado son compatibles con elastomeros.

En una realizacion, la descripcion se refiere a un procedimiento para eliminar al menos una porcion de agua de la superficie de un sustrato mojado (desecado), que comprende poner en contacto el sustrato con la composicion desecante antes mencionada y luego retirar el sustrato del contacto con el composicion desecante En otra realizacion, el agua originalmente unida a la superficie del sustrato se desplaza mediante disolvente y/o tensioactivo y se va con la composicion desecante. Como se usa en la presente memoria, el termino "al menos una porcion de agua" significa que al menos aproximadamente 75 por ciento en peso de agua en la superficie de un sustrato se elimina por ciclo de inmersion. Como se usa en la presente memoria, el termino "ciclo de inmersion" significa un ciclo que implica al menos una etapa en la que el sustrato se sumerge en la presente composicion desecante.

Opcionalmente, las cantidades mmimas de tensioactivo que permanecen adheridas al sustrato se pueden eliminar adicionalmente al poner en contacto el sustrato con un disolvente halocarbonado libre de tensioactivo. Mantener el

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artfculo en el vapor de disolvente o en el disolvente a reflujo disminuira aun mas la presencia de tensioactivo que queda en el sustrato. La eliminacion del disolvente que se adhiere a la superficie del sustrato se efectua por evaporacion. Puede emplearse la evaporacion del disolvente a presiones atmosfericas o subatmosfericas y se pueden usar temperatures superiores e inferiores al punto de ebullicion del disolvente halogenocarbonado.

Los metodos para poner en contacto el sustrato con la composicion desecante no son cnticos y pueden variar ampliamente. Por ejemplo, el sustrato puede sumergirse en la composicion, o el sustrato puede pulverizarse con la composicion usando un equipo convencional. Se prefiere la inmersion completa del sustrato ya que generalmente asegura el contacto entre la composicion y todas las superficies expuestas del sustrato. Sin embargo, se puede usar cualquier otro metodo que pueda proporcionar facilmente tal contacto completo.

El penodo de tiempo durante el cual entran en contacto el sustrato y la composicion desecante puede variar ampliamente. Por lo general, el tiempo de contacto es de hasta aproximadamente 5 minutos, sin embargo, se pueden usar tiempos mas largos si se desea. En una realizacion del procedimiento de desecado, el tiempo de contacto es de aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 5 minutos. En otra realizacion, el tiempo de contacto del procedimiento de desecado es de aproximadamente 15 segundos a aproximadamente 4 minutos.

Las temperaturas de contacto tambien pueden variar ampliamente dependiendo del punto de ebullicion de la composicion. En general, la temperatura de contacto es igual o menor que el punto de ebullicion normal de la composicion.

En una realizacion, las composiciones de la presente descripcion pueden contener adicionalmente un codisolvente. Tales codisolventes son deseables cuando las presentes composiciones se emplean para limpiar residuos de procedimientos convencionales de sustratos, por ejemplo, para eliminar fundentes de soldadura y desengrasar componentes mecanicos que comprenden sustratos de la presente invencion. Dichos codisolventes incluyen alcoholes (tales como metanol, etanol, isopropanol), eteres (tales como eter dietflico, eter de metilo y terciario-butilo), cetonas (tales como acetona), esteres (tales como acetato de etilo, dodecanoato de metilo, miristato de isopropilo y los esteres de dimetilo o diisobutilo de acidos succrnico, glutarico o adfpico o mezclas de los mismos), eteres de alcoholes (tales como eter monopropflico del propilenglicol, eter monobutflico del dipropilenglicol y eter monometflico del tripropilenglicol) e hidrocarburos (tales como pentano, ciclopentano, hexano, ciclohexano, heptano, octano) e hidroclorocarbonos (tales como trans-1,2-dicloroetileno). Cuando se utiliza dicho codisolvente con la presente composicion para desecar o limpiar el sustrato, puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 50 por ciento en peso basado en el peso de la composicion global.

Otra realizacion de la descripcion se refiere a un metodo para limpiar una superficie que comprende:

a. poner en contacto la superficie con una composicion que comprende un disolvente, en donde el disolvente comprende una composicion azeotropica o similar a azeotropo de la reivindicacion 1, y

b. recuperar la superficie de la composicion.

En una realizacion, las composiciones de la invencion son utiles como composiciones de limpieza, agentes de limpieza, disolventes de deposicion y como disolventes de desecado o secado. La invencion se refiere a un procedimiento para eliminar residuos de una superficie o sustrato que comprende poner en contacto la superficie o sustrato con una composicion que comprende una composicion azeotropica o similar a azeotropos de la reivindicacion 1; y recuperar la superficie o el sustrato de la composicion. En aun otra realizacion, la presente descripcion se refiere a un metodo para limpiar superficies eliminando contaminantes de la superficie. El metodo para eliminar contaminantes de una superficie comprende poner en contacto la superficie que tiene contaminantes con una composicion de limpieza de la presente invencion para solubilizar los contaminantes y, opcionalmente, recuperar la superficie de la composicion de limpieza. La superficie esta entonces sustancialmente libre de contaminantes. Como se indico previamente, los contaminantes o residuos que pueden eliminarse mediante el presente metodo incluyen, pero no se limitan a, aceites y grasas, residuos de fundente y contaminantes en partfculas.

En una realizacion de la presente descripcion, el metodo de contacto se puede realizar pulverizando, enjuagando, limpiando con un sustrato, por ejemplo, pano o papel de limpieza, que tiene la composicion de limpieza incorporada en o sobre el mismo. En otra realizacion de la presente descripcion, el metodo de contacto puede realizarse metiendo o sumergiendo el artfculo en un bano de la composicion de limpieza.

En una realizacion de la presente descripcion, el procedimiento de recuperacion se lleva a cabo retirando la superficie que se ha puesto en contacto del bano de la composicion de limpieza. En otra realizacion de la invencion, el procedimiento de recuperacion se lleva a cabo permitiendo que drene la composicion de limpieza que se ha pulverizado, enjuagado o limpiado el disco. Ademas, cualquier composicion de limpieza residual que pueda dejarse despues de la finalizacion de los pasos anteriores se puede evaporar de una manera similar a la del metodo de deposicion.

El metodo para limpiar una superficie se puede aplicar a los mismos tipos de superficies que el metodo de deposicion como se describe a continuacion. Las superficies semiconductoras o discos de medios magneticos de

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s^lice, vidrio, metal u oxido de metal, o carbono pueden tener contaminantes eliminados por el procedimiento de la invencion. En el metodo descrito anteriormente, el contaminante se puede eliminar de un disco poniendo en contacto el disco con la composicion de limpieza y recuperando el disco de la composicion de limpieza.

En otra realizacion mas, el presente metodo tambien proporciona metodos para eliminar contaminantes de un producto, pieza, componente, sustrato o cualquier otro artfculo o parte del mismo, poniendo en contacto el artfculo con una composicion de limpieza de la presente descripcion. Tal como se menciona en la presente memoria, el termino "artfculo" se refiere a todos dichos productos, piezas, componentes, sustratos y similares y, ademas, pretende referirse a cualquier superficie o parte de la misma.

Como se usa en la presente memoria, el termino "contaminante" pretende referirse a cualquier material o sustancia no deseada presente en el artfculo, incluso si dicha sustancia se coloca en el artfculo intencionalmente. Por ejemplo, en la fabricacion de dispositivos semiconductores, es comun depositar un material fotorresistente sobre un sustrato para formar una mascara para la operacion de grabado y posteriormente eliminar el material fotorresistente del sustrato. El termino "contaminante", como se usa en la presente memoria, pretende cubrir y abarcar dicho material fotorresistente. Los aceites y grasas basados en hidrocarburos y el ftalato de dioctilo son ejemplos de los contaminantes que se pueden encontrar en los discos recubiertos con carbono.

En una realizacion, el metodo de la invencion comprende poner en contacto el artfculo con una composicion de limpieza de la invencion, en un metodo de desengrasado por vapor y limpieza con disolvente. En una de tales realizaciones, los metodos de desengrasado por vapor y de limpieza con disolvente consisten en exponer un artfculo, preferiblemente a temperatura ambiente, a los vapores de una composicion de limpieza a ebullicion. Los vapores que se condensan sobre el objeto tienen la ventaja de proporcionar una composicion de limpieza destilada relativamente limpia para eliminar la grasa u otra contaminacion. Tales procedimientos tienen asf una ventaja adicional en cuanto que la evaporacion final de la presente composicion de limpieza del objeto deja relativamente poco residuo en comparacion con el caso en el que el objeto simplemente se lava en una composicion de limpieza ifquida.

En otra realizacion, para aplicaciones en las que el artfculo incluye contaminantes que son diffciles de eliminar, el metodo de la invencion implica elevar la temperatura de la composicion de limpieza por encima de la temperatura ambiente o a cualquier otra temperatura que sea efectiva en dicha aplicacion para mejorar sustancialmente la accion de limpieza de la composicion de limpieza. En una de tales realizaciones, tales procedimientos tambien se usan generalmente para operaciones de lmeas de montaje de gran volumen en las que la limpieza del artfculo, particularmente piezas y montajes, debe realizarse de manera eficiente y rapida.

En una realizacion, los metodos de limpieza de la presente descripcion comprenden sumergir el artfculo a limpiar en una composicion de limpieza lfquida a una temperatura elevada. En otra realizacion, los metodos de limpieza de la presente descripcion comprenden sumergir el artfculo a limpiar en la composicion de limpieza lfquida aproximadamente en el punto de ebullicion de la composicion de limpieza. En una de tales realizaciones, esta etapa elimina una cantidad sustancial del contaminante objetivo del artfculo. En otra realizacion mas, esta etapa elimina una parte principal del contaminante objetivo del artfculo. En una realizacion, a esta etapa le sigue la inmersion del artfculo en una composicion limpiadora recien destilada, que esta a una temperatura inferior a la temperatura de la composicion limpiadora lfquida en la etapa de inmersion precedente. En una de tales realizaciones, la composicion de limpieza recien destilada esta a aproximadamente temperatura ambiente. En otra realizacion mas, el metodo tambien incluye la etapa de poner en contacto el artfculo con vapor relativamente caliente de la composicion de limpieza exponiendo el artfculo a los vapores que se elevan desde la composicion de limpieza caliente/en ebullicion asociada con la primera etapa de inmersion mencionada. En una de tales realizaciones, esto da como resultado la condensacion del vapor de la composicion de limpieza sobre el artfculo. En ciertas realizaciones preferidas, el artfculo se puede pulverizar con una composicion de limpieza destilada antes del aclarado final.

Esta contemplado que numerosas variedades y tipos de equipos de desengrasado de vapor sean adaptables para su uso en relacion con los metodos presentes. Un ejemplo de tal equipo y su operacion se describe en la patente de EE.UU. n° 3.085.918. El equipo descrito en este documento incluye un deposito de ebullicion para contener una composicion de limpieza, un deposito limpio para contener la composicion de limpieza destilada, un separador de agua y otros equipos auxiliares.

Los presentes metodos de limpieza tambien pueden comprender una limpieza en fno en la que el artfculo contaminado se sumerge en la composicion de limpieza fluida de la presente descripcion en condiciones ambientales o de temperatura ambiente o se limpia bajo tales condiciones con trapos u objetos similares empapados en la composicion de limpieza.

Ejemplos

Los conceptos descritos en la presente memoria se describiran adicionalmente en los siguientes ejemplos, que no limitan el alcance de la invencion descrita en las reivindicaciones.

Ejemplo 1: Presiones del punto de rodo y punto de burbuja para mezclas de MPHE y t-DCE

Las presiones del punto de rodo y del punto de burbuja para las composiciones descritas en la presente memoria se calcularon a partir de las propiedades termodinamicas medidas y calculadas. El intervalo cercano al azeotropo se indica mediante la concentracion irnnima y maxima de MPHE (porcentaje en moles, % en moles) para el cual la 5 diferencia en las presiones del punto de rodo y del punto de burbuja es menor o igual al 3%, basado en la presion del punto de burbuja. Los resultados se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1

Temperatura, °C: Composiciones casi azeotropas, % en moles de MPHE

Mfnimo: Maximo

0: 0,1 2,3

20: 0,1 3,2

47,6-47,9 *: 0,1 4,7

60: 0,1 5,2

100: 0,1 6,9

140: 0,1 8,6

160: 0,1 9,7

* - a 1 atm. (101 kPa) de presion.

Ejemplo 2 - Mezclas similares a azeotropos de MPHE y trans-1,2-dicloroetileno

Se utilizo un aparato ebullometro para determinar el intervalo de tipo azeotropo de las mezclas de MPHE y trans-1,2- 10 dicloroetileno. El aparato consistfa en un matraz con termopar, manta calefactora y refrigerante. Una boca lateral del matraz estaba equipada con un septum de caucho para permitir la adicion de un componente en el matraz. Inicialmente, el matraz contema 100% de trans-1,2-dicloroetileno, y el lfquido se calento gradualmente hasta reflujo y la temperatura de ebullicion se registro con una precision de 0,1°C. Las adiciones de MPHE se hicieron en el matraz a traves de la boca lateral, en incrementos de aproximadamente 1 o 2% en peso. Cada vez que se hizo una adicion 15 de MPHE, la temperatura de ebullicion del matraz se dejo estabilizar y luego se registro. El MPHE se anadio a la mezcla de trans-1,2-dicloroetileno en el matraz hasta que estuvo presente una composicion de aproximadamente 50% en peso de MPHE y 50% en peso de trans-1,2-dicloroetileno. Un experimento similar comenzo con 100% de MPHE en el matraz y luego se anadio trans-1,2-dicloroetileno al matraz en incrementos, de nuevo hasta 50% de MPHE y 50% de trans-1,2-dicloroetileno. De esta forma, se obtuvieron las temperaturas de ebullicion de las mezclas 20 de MPHe y trans-1,2-dicloroetileno de 0 a 100%. Los resultados se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2

% en moles de trans-1,2-dicloroetileno: % en moles de MPHE Temperatura (°C)

100: 0 48,9

99,4: 0,6 48,5

98,7: 1,3 48,3

98,1: 1,9 48,3

97,5: 2,5 48,3

96,9: 3,1 48,4

96,3: 3,7 48,6

95,7: 4,3 48,4

95,2: 4,8 48,4

94,6: 5,4 48,4

94,0: 6,0 48,5

93,5: 6,5 48,7

92,9: 7,1 48,6

92,4: 7,6 48,8

91,8: 8,2 48,9

91,3: 8,7 48,8

90,8: 9,2 48,9

90,3: 9,7 48,9

89,7: 10,3 49,0

89,2: 10,8 49,0

88,7: 11,3 49,1

88,2: 11,8 49,0

87,7: 12,3 49,1

87,3: 12,7 49,2

86,8: 13,2 49,4

86,3: 13,7 49,2

85,8: 14,2 49,4

85,4: 14,6 49,4

84,9: 15,1 49,4

84,4: 15,6 49,4

84,0: 16,0 49,6

83,6: 16,4 49,6

83,1: 16,9 49,5

82,7: 17,3 49,6

82,2: 17,8 49,5

81,8: 18,2 49,7

81,4: 18,6 49,8

81,0: 19,0 49,8

80,6: 19,4 49,8

80,1: 19,9 49,8

79,7: 20,3 49,8

79,3: 20,7 50,0

79,3: 20,7 49,7

79,0: 21,0 49,9

78,9: 21,1 50,0

78,7: 21,3 49,8

78,6: 21,4 50,1

78,4: 21,6 49,9

78,2: 21,8 50,1

78,0: 22,0 49,9

77,7: 22,3 50,0

77,3: 22,7 50,0

77,0: 23,0 50,0

76,6: 23,4 50,1

76,2: 23,8 50,1

75,8: 24,2 50,3

75,4: 24,6 50,3

74,9: 25,1 50,3

74,5: 25,5 50,3

74,0: 26,0 50,5

73,5: 26,5 50,4

73,0: 27,0 50,5

72,5: 27,5 50,5

71,9: 28,1 50,7

71,3: 28,7 50,8

70,7: 29,3 50,8

70,1: 29,9 50,8

69,5: 30,5 51,1

68,8: 31,2 51,1

68,1: 31,9 51,3

67,3: 32,7 51,3

66,6: 33,4 51,7

65,7: 34,3 51,6

64,9: 35,1 51,8

64,0: 36,0 52,1

63,0: 37,0 52,3

62,1: 37,9 52,5

61,0: 39,0 52,8

59,9: 40,1 53,1

58,7: 41,3 53,7

57,5: 42,5 54,0

56,1: 43,9 54,3

54,7: 45,3 54,8

53,2: 46,8 55,3

51,6: 48,4 55,6

49,9: 50,1 56,7

48,0: 52,0 57,6

46,0: 54,0 58,5

43,9: 56,1 59,2

41,6: 58,4 61,2

39,0: 61,0 62,9

36,3: 63,7 64,9

33,2: 66,8 67,2

29,9: 70,1 71,0

26,2: 73,8 76,2

22,1: 77,9 81,6

17,6: 82,4 88,2

12,4: 87,6 92,5

6,6: 93,4 105,7

0,0: 100 111,1

Las composiciones que tienen una temperature de ebullicion menor que el punto de ebullicion de cada componente puro se consideraron como evidencia de un comportamiento similar a un azeotropo. Para las mezclas de MPHE y trans-1,2-dicloroetileno, se encontro que este intervalo de tipo azeotropo era aproximadamente de 0,6% en moles de MPHE a aproximadamente 8,7% en moles de MPHE.

5 Ejemplo 3 - Azeotropo de MPHE y 1,2-trans-dicloroetileno

Se preparo una mezcla que contema 2,4% en moles de MPHE y 97,6% en moles de 1,2-trans-dicloroetileno (t-DCE). La mezcla se destilo en una columna de destilacion Oldershaw de 5 platos a 1 atmosfera de presion usando una proporcion de reflujo a separacion de 10:1. Las temperaturas de la cabeza y del matraz se leyeron directamente a 1°C. Se tomaron muestras de destilado a intervalos de 30 minutos a lo largo de la destilacion para la determinacion 10 de la composicion mediante cromatograffa de gases. Los resultados se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3

: Temperatura (°C) Composicion destilada

Corte de destilacion (% vol): Cabeza Matraz MPHE (% en moles) t-DCE (% en moles)

0: 46 47 2,4% 97,6%

10: 46 47 1,0% 99,0%

20: 46 47 0,8% 99,2%

30: 46 47 0,9% 99,1%

40: 46 47 1,0% 99,0%

50: 46 47 1,0% 99,0%

60: 46 48 1,1% 98,9%

80: 46 48 1,7% 98,3%

Final de destilacion: 7,7% 92,3%

Durante toda la destilacion, especialmente entre los cortes al 10% y al 60%, las temperaturas de destilacion y las composiciones permanecieron notablemente constantes, lo que indica la presencia de un azeotropo. En promedio, se observo la composicion de 1,0 ± 0,1% en moles de MPHE y 99,0 ± 0,1% en moles de 1,2-trans-dicloroetileno.

15 Ejemplo 4: Uso como agente de limpieza

Las composiciones azeotropicas de fluidos fluorados e hidroclorocarburos, tales como 1,2-trans-dicloroetileno son a menudo utiles como agentes de limpieza. El hidroclorocarbono tiene la capacidad de disolver aceites, pero puede ser inflamable y, por lo tanto, no deseable en algunas situaciones. El 1,2-trans-dicloroetileno es inflamable. El fluido fluorado a menudo no es inflamable, pero no disolvera aceites hidrocarbonados. Si se determina que mezclas de los 20 dos no son inflamables, son especialmente utiles.

Se preparo una composicion azeotropica de aproximadamente 96,5% en peso de 1,2-trans-dicloroetileno y 3,5% de MPHE, y se realizo la prueba del punto de inflamacion de la copa cerrada. La mezcla resulto ser no inflamable.

La mezcla azeotropica se uso para eliminar el aceite de piezas como se describe en el ejemplo a continuacion. La mezcla se calento a ebullicion en un vaso de precipitados. Se recubrieron con aceite mineral probetas de aluminio previamente pesadas (tamano aproximadamente 2"x 3", 5 cm x 7,5 cm) con aceite mineral. Las probetas se volvieron a pesar, y se sumergieron en el disolvente en ebuNicion durante 5 minutos. Las probetas se retiraron del 5 disolvente, se dejaron secar al aire durante 1 minuto y pesaron una ultima vez. El experimento se repitio usando fluido de silicona Dow Corning 200 (10.000 cSt) como suciedad. El % de suciedad eliminada se calculo para demostrar la eficacia de limpieza. La tabla 4 muestra los resultados del experimento.

Tabla 4. % de suciedad eliminada con la mezcla azeotropica de MPHE y t-DCE

Probeta: Peso de probeta limpia (g) Peso de probeta contaminada (g) Peso de probeta despues de la limpieza (g) % de suciedad eliminada

1-Aceite mineral: 29,7392 29,7695 29,7392 100

2-Aceite mineral: 30,9008 30,9408 30,9010 99,5

3-Aceite mineral: 33,3787 33,4021 33,3788 99,6



: Media 99,7

1-Fluio de silicona: 33,3794 33,4960 33,3795 100

2-Fluido de silicona: 30,9052 31,0526 30,9045 100

3-Fluido de silicona: 29,7416 29,8525 29,7416 100



: Media 100

Como se ha mostrado antes, la mezcla azeotropica es muy efectiva para eliminar el aceite mineral y el fluido de 10 silicona.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Una composicion azeotropica o similar a azeotropo que comprende de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno y trans-1,2-dicloroetileno, teniendo dicha composicion una diferencia de presion de punto de rodo y presion de punto de burbuja que es menor o igual a 3%, basado en la presion del punto de burbuja.
2. La composicion similar a azeotropo de la reivindicacion 1, que comprende de 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 14,5 kPa (2,11 psia) a 1,433 MPa (207,8 psia), a una temperatura de 0°C a 160°C.
3. La composicion similar a azeotropo de la reivindicacion 1, en la que dicha composicion consiste en 0,1 por ciento en moles a 9,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 14,5 kPa (2,11 psia) a 1,433 MPa (207,8 psia), a una temperatura de 0°C a 160°C.
4. La composicion similar a azeotropo de la reivindicacion 1, que comprende de 0,1 por ciento en moles a 4,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 47,6°C a 47,9°C.
5. La composicion azeotropica de la reivindicacion 1, que comprende 1,0 por ciento en moles de eteres de metil- perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 46°C.
6. La composicion azeotropica de la reivindicacion 1, que consiste en 1,0 por ciento en moles de eteres de metil- perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 46°C.
7. La composicion de tipo azeotropo de la reivindicacion 1, que comprende de 0,6 por ciento en moles a 8,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 48,3°C a 48,5°C.
8. La composicion de la reivindicacion 1, que consiste en 0,6 por ciento en moles a 8,7 por ciento en moles de eteres de metil-perfluorohepteno, y trans-1,2-dicloroetileno, que tiene una presion de vapor de 1 atm (101 kPa), a una temperatura de 48,3°C a 48,5°C.
9. un metodo para eliminar residuos de una superficie de un artfculo que comprende:

a. poner en contacto dicha superficie con una composicion que comprende una composicion azeotropica o similar a azeotropo de la reivindicacion 1; y

b. recuperar dicha superficie de la composicion.
10. El metodo de la reivindicacion 9, en donde dicha composicion comprende ademas un propulsor.
11. El metodo de la reivindicacion 10, en donde dicho propulsor esta compuesto de aire, nitrogeno, dioxido de carbono, 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, trans-1,3,3,3-tetrafluoropropeno, 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, difluorometano, trifluorometano, difluoroetano, trifluoroetano, tetrafluoroetano, pentafluoroetano, hidrocarburos o eter dimetflico o combinaciones de los mismos.
12. El metodo de la reivindicacion 9, en donde dicha composicion comprende ademas al menos un tensioactivo.
13. El metodo de la reivindicacion 9, en donde dicho contacto se realiza por desengrasado por vapor.
14. El metodo de la reivindicacion 13, en donde dicho desengrasado por vapor se realiza:

a. llevando a ebullicion la composicion; y

b. exponiendo el artfculo a los vapores de dicha composicion.