MXPA00003609A - Mejora en composiciones de separacion y de limpieza acuosas - Google Patents

Abstract

Una composición de separación acuosa, que comprende una mezcla de amina polar, una amina orgánica e inorgánica y un inhibidor de corrosión que esácido gálico, suéster o análogo. La composición de separación es efectiva para separar residuos, fotoresistentes de materiales orgánicos, orgánico metálicos, inorgánicos, sales,óxidos, hidróxidos o complejos en combinación con o exclusivos de películas fotoresistentes orgánicas generadas de proceso de plasma a bajas temperaturas sin volver a depositar cualquier cantidad substancial de iones metálicos.

Description

MEJORA EN COMPOSICIONES DE SEPARACIÓN Y DE LIMPIEZA ACUOSA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las composiciones de separación -utilizada para remover revestimientos de sustratos que tienen en su mayor parte composiciones altamente inflamables, composiciones- generalmente peligrosas tanto para humanos como paxa el medio ambiente y composiciones que son mezclas de solventes reactivos que evidencian un grado indeseabLe de toxicidad. Aún más, estas composiciones de separación no son solamente tóxicas sino que su eliminación es costosa y se debe disponer de ellas como desperdicios peligrosos. Adicionalmente, la duración de baño de estas composiciones de separación es severamente limitada y en su mayoría, no so?t reciclables o reutilizables . __ Generalmente, composiciones ~ ~ que ~~ "contienen hidrocarburos clorinados y/o compuestos fenólicos y otros materiales altamente "cáusticos y corrosivos se han empleado como composiciones de separación para separar pinturas, barnices, lacas, esmaltes, sustancias fotoendurecibles, revestimientos en polvo y similares, a partir de sustratos tales como madera, metal o placas de contacto de_sílice^ Las composiciones cáusticas calientes se emplean generalmente para remover revestimientos de metales y composiciones de cloruro de metileno para remover revestimientos de madera. En muchos casos, los componentes de las composiciones de separación son mezclas de solventes relativamente tóxicos y por lo tanto deben ser sujetas a condiciones estrictas de uso y requiere procedimiento de manejo químico peligroso y la utilización de ropa y trajes de seguridad por parte de los usuarios para evitar el contacto con las composiciones de separación. Además, debido a que varios de los componentes tóxicos de tales composiciones de separación son altamente volátiles y sujetos a rangos de evaporación excesivamente altos, se requiere tomar especiales precauciones de seguridad humana y ambiental durante el almacenamiento y uso de las_ composiciones . En la separación de las sustancias ~fotoendurecibles con el uso de hidroxilamina y de un solvente de amina existe el -problema con el sustrato del mordentado de titanio y el mordentado de aluminio. Es por lo tanto deseable proporcionar un inhibidor de corrosión de tal manera que esas composiciones puedan utilizarse en varias ~ clases de sustancias fotoendurecibles . "" La Patente Norteamericana No. 4,276,186 de Bakos et al describe una composición de limpieza que incluye N-metil-2-pirrolidona y una alcanolamina . Sin embargo, en- un estudio comparativo, se ha encontrado que el uso de la N-metil-2-pirrolidona no proporciona un amplio espectro de limpieza asi como es capaz de hacerlo la composición de la invención.

La Patente Norteamericana No. 4,617,251 de Sizensky describe una composición de separación que se prepara con una amina seleccionada y con un solvente polar orgánico. La composición se forma utilizando desde aproximadamente 2 a aproximadamente 98% en peso de un compuesto cTe amina ~ aproximadamente del 98 ? aproximadamente 2% de un solvente polar orgánico. La Patente Norteamericana No. 4,770,713 y de Ward describe una composición de separación que comprende una: alquilamina y una amina de alcanol. ~ ~ La Patente Norteamericana No. 5,419,779 y de Ward describe un proceso parra remover un revestimiento orgánico de un sustrato aplicando una composición _que consiste de aproximadamente 62% en peso de- monstanolamina, aproximadamente 19% en peso de hidroxilamina, un inhibidor de corrosión que incluye ácido gálico y esteres de ácido gálico y agua . La Patente Norteamericana No. 5,496,491 de Ward, que está incorporada en la presente como referencia, describe una composición de separación de sustancias fotoendurecibles que comprende una amina básica, un solvente polar y un inhibidor que es el producto de reacción de una-a±canolamina y de un compuesto biciclico. Sin embrago, el ácido gálico y los esteres del ácido gálico no se describen como inhibidores.

La Patente Norteamericana No. 5,334,32 y 5,275,77X~ de Lee describe una composición que contiene hidroxilamina, una alcanolamina y un agente quelador. Sin embargo, el agente quelador no es ácido gálico o sus esteres. -- - - - — La Patente Norteamericana No. 5,597,420 de Ward describe una composición de separación libre de compuestos de hidroxilamiola que consiste esencialmente de_ monoetanolamina y agua junto con un inhibidor de corrosión. EL inhibidor incluye el ácido gálico y sus esteres. - Recientemente, OSHA, EPA y otras agencias reguladoras gubernamentales locales, estatales y federales similares han abogado por un cambio hacia el uso de composiciones de separación más compatibles con los humanos y con el medio ambiente y de métodos de separación que no estén sujetos a los ya mencionados problemas y inconvenientes. Por otra parte, hasta hoy las composiciones de separación de sustancias fotoendurecibles disponibles requerían de periodos de estancia excesivamente largos o de repetidas aplicaciones para remover ciertos revestimientos. Adicionalmente, varios revestimientos han resistido su remoción de ciertos sustratos con esas composiciones" de separación disponibles hasta hoy. Esto es, estas composiciones de separación previamente disponibles no proporcionaron una remoción adecuada o completa, de ciertos sustratos variados a ~ partir de revestimientos difíciles de remover. - Es por lo tanto altamente deseable ^proporcionar composiciones de separación que substancialmente exhiban toxicidad no humana o ambiental, que sean miscibles en agua y biodegradables . También es deseable el proporcionar de_ composiciones de separación que sean snbstancialraente no inflamables, no corrosivas, con rastros relativamente pequeños si los hay, tendencia a evaporarse y que sean" generalmente no reactivas y también de poca toxicidad para humanos y sean compatibles con el medio ambiente. También, seria deseable el proporcionar de composiciones de separación de sustancias fotoendurecibles que tengan un alto grado de eficacia de _ separación particularmente que ese alto grado de separación sea a más bajas temperaturas de las generalmente requeridas para las composiciones de separación anteriores. - — También es altamente deseable que las composiciones- de separación fotoendurecibles que se proporcionen exhiban substancialmente efectos no corrosivos en el sustrato, especialmente en aquellos que contienen titanio y/o aluminio o ai1ice . También es deseable que las. composiciones de separación efectivas que se proporcionen estén desprovistas de componentes fenólicas o clorinados indeseables y que no requieran del uso de componentes cáusticos calientes.

Altamente deseable son las composiciones- ele separación "y uso- de estas que no se consideren indeseables por las agencias- reguladoras que vigilan su producción y su uso. También es muy ~ ventaj oso que las composiciones de_ separación sean provistas con las características deseables identificadas en lo anterior que evidencian acción "de" separación sinergistica, en que las mezclas de los_ componentes proporcionen una eficacia de "separación y los resultados de separación, que no siempre " se tienen con los componentes individuales para la remoción de residuos _de óxido metálico y organometálicos de superficie lateral. Ahora se ha encontrado que puede obtenerse una composición de limpieza y de separación" adecuada en la cual las desventajas mencionadas en lo anterior o los inconvenientes de corrosión se eliminaron o se redujeron substancialmente y en la que el rango de utilidad de las composiciones de separación se extendió ampliamente, de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. En una composición de separación que "Contiene la mezcla de agua, un solvente polar soluble y una amina orgánica o inorgánica," la mejora comprende la mezcla y además de eso una cantidad efectiva de un inhibidor de corrosión que es un compuesto de la fórmula general: En donde R es hidrogeno o alquilo inferior. Se cree que el inhibidor de — corrosión forma un complejo anillo de coordinación de 5 ó 6 asociado con el sustrato. El ácido gálico es un inhibidor más efectivo que el catecol porque es un eliminador de oxigeno más efectivo y tiene más sitios para" el enlace deligando. Esto es, el ácido_ gálico tiene enlaces covalentes más efectivos. Una cantidad preferida del inhibidor es aproximadamente 0.1 a 10% en peso.

Las composiciones puede ser no acuosas o_ pueden incluir agua. - Las composiciones de separación novedosas de la invención exhiben una acción de separación mejorado sinergistica ente y capacidades de separación a bajas temperaturas no posibles a partir del uso de los componentes individuales o en combinación con otros componentes de separación tal como la N-metilpirrolidona o las aquilamidas sin la aparición de la corrosión. Las composiciones "de separación de la invención con el inhibidor de corrosión proporcionan "una ~~ acción de separación efectiva del mismo modo que prevé la redeposiciórr-de iones de metal, por ejemplo, la redeposición de iones de metal álcali y alcalinoterreos en el sustrato. Es un objeto general de la invención proporcionar una composición de separación no corrosiva qpe es efectiva a bajas temperaturas. "" ~ Otro objeto de la invención es" proporcionar una- composición de separación de sustancias fotoendurecibles la cual sea especialmente no corrosiva en aluminio y silice. Es un objeto adicional de la invención el proporcionar una composición de separación de sustancias" fotoendurecibles que inhiben la redeposición de ios iones de_ metal. Es también otro objeto de la invención el_ proporcionar un inhibidor que es menos caro"y es más efectivo como un inhibidor de corrosión que el catecol. Es todavía otro objeto de la invención ei proporcionar un método para la separación " de un sustrato revestido que puede llevarse a cabo a bajas temperaturas el cual no provoque la deposición de iones de metal. Otros objetos y ventajas de la presente invención serán completamente entendidos al ver los dibujos adjuntos y una descripción de las modalidades preferidas. Las composiciones de separación de la. invención- preferentemente comprenden una mezcla de un solvente polar y de una amina inorgánica u orgánica" en - combinación con- aproximadamente 0.1 a 10% en peso de un inhibidor decorrosión que es un compuesto de fórmula general: _ En donde R es hidrogeno o alquilo inferior. Una composición de separación de sustancias fotoendurecibles preferida consiste de aproximadamente 58 a 63% en peso de N-monoetanolamina, aproximadamente de 30 a 4D% en peso de sulfóxido de dimetilo, aproximadamente 1 a 4% en peso de ácido gálico y agua. Si se desea, hasta aproximadamente 5% en peso de_ ácido antranilico puede ser añadido como inhibidor de corrosión. - _ _ Los solventes polares que pueden ser utilizados en la presente invención incluyen y no están limitados al agua^ alcoholes polihidricos, por ejemplo, glicol propileno, glicol, glicerol, glicol de polietileno, y similares, dimetilsulfóxido, (DMSO) , butirolactona, éteres _de glicol, pirrolidonas de N-alquilo, por ejemplo pirrolidona de N-metilo, tetrahidrofurano (THF) , éteres de glicol incluyendo el glicol dietileno, el éter monoalquilo, la' diamiria de* etileno, la etilentriamina, dimetilacetamida (DMMAC) , y similares . Las aminas que pueden utilizarse en la presente invención incluyen pero no están limitadas al_ hidróxido de, tetralquilamonio, un compuesto diamino o amino hidróxi tal como el descrito en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,765,844 y 4,617,251 que están incorporadas en la presente como referencia, alcanolaminas , que " son primarias", secundarias o terciarias que tienen de 1 a 5 átomos de_ carbono, morfolina, N-metilamino etanol y ~ similares. Ingredientes opcionales que incluyen los tensoactivos. Las composiciones de separación de esta invención-son especialmente útiles y ventajosas por numerosas razones" entre las cuales se pueden mencionar" "las siguientes. Las composiciones de separación son solubles en agua, no corrosivas, no inflamables, y de baja toxicidad para el medio ambiente. Las composiciones de separación evidencian una mayor eficiencia de separación a bajas temperaturas para una amplia variedad de revestimiento y de sustratos. Son particularmente adecuadas apara la remoción de sustancias _ fotoendurecibles y de residuos del proceso del plasma utilizados en al fabricación de circuitos" integrados ya que también previenen la redeposición de los iones de metal, especialmente de los iones sodio y potasio. ~ " Las composiciones de separación sre preparan fácilmente simplemente mezclando los componentes a temperatura ambiente. El método de la invención es " llevado a cabo poniendo en contacto un" polímero orgánico o metal orgánico,— sal. inorgánica, oxido, idróxido o un complejo o combinaciones— de estos asi como una película o residuo, (es decir, un polímero de superficie lateral (SWP) ) con la composición de separación descrita. Las condiciones actuales, es decir, temperatura, tiempo, etc. dependen de la naturaleza y espesor del material complejo a ser remoVirio -(sustancias fotoendurecibles y/o polímero de superficie lateral), asi como de otros factores conocidos por aquellos con experiencia en la técnica. En general, para la separación de sustancias fotoendurecibles, la sustancia fotsendurecible se pone en= contacto o se sumerge dentro de un recipiente que contiene la composición de separación a una temperatura entre 25-75 °C_ durante un periodo de aproximadamente 5-30 minutos, se lava con agua y entonces se seca con un gas inerte. Materiales. poliméricos orgánicos de ejemplo incluyen las sustancias fotoendurecibles, resistentes a los haces de electrones, resistentes a los rayos X, resistentes a los haces de iones y similares. Ejemplos específicos de materiales polimericos orgánicos incluyen resistencias positivas que contienen resinas de fenolformaldehido o poli (p-vinilfenol ) , resistencias que — contienen polimetilmetacrilato y similares. Ejemplos de residuos del proceso del plasma (polímero de superficie lateral) incluye entre otros; complejos metal-orgánicos y/o sales inorgánicas, óxidos, hidróxidos o complejos que forman películas o residuos ya sea solos o en combinación con resinas de polímeros orgánicos de una sustancia fotoendurecible. Los materiales orgánicos y/o SWP puede ser removido de sustratos convencionales conocidos para aquellos expertos en la técnica, tales como el silice, dióxido de silicé, aluminio, aleaciones de aluminio, cobre, aleaciones de cobre, etc. La eficacia y naturaleza inesperada de las composiciones de separación de la invención se ilustra, pero: no se "limita por, los datos presentados en los siguientes ejemplos. A menos que se especifique lo contrario todas las partes y porcentajes son en peso. ~ Ejemplo 1 _ -_ __ . __ .=, Las siguientes pruebas se condujeron para demostrar la eficiencia de las diferentes concentraciones de las composiciones de limpieza y separación. - ~ "" Los sustratos de placa de contacto de netal/silice que contiene sustancias fotoendurecibles comerciales y residuos generados por plasma SWP etiquetados como "velos" fueron post-horneados a 180 °C durante 60 minutos. Los sustratos se enfriaron y se sumergieron dentro de recipientes que contenían una composición de separación y se agitaron con" un agitador magnético. Habia un recipiente que contenia una composición de separación mantenida a temperatura de 50 °C y otra a 55 °C. El tiempo de contacto con las composiciones fue. de 20 a 30 minutos. Los sustratos se lavaron con agua" desionizada y se secaron con nitrógeno. Los resultados se determinaron por microscopio óptico y rastreado con microscopio de inspección de electrones y fueron como sigue: Ej emplo 1 __ ^ % en peso r " -~ r Muestra No.

Resultados La muestra 3 mostró una severa corrosión en VÍAS á 75 °C. La muestra 1, 3 y 5 en VÍAS a 75% mostró .algún residuo" SWF~o corrosión. — - .. Las muestras 2, 4 y 7 mostraron un mejor desempeño en ~el inhibidor contra el mordentado de aluminio que las otras muestras. Ejemplo 2 _ _ __ _^__ Las siguientes composiciones de limpieza y de separación se prepararon y probaron de acuerdo con la prueba del Ejemplo 1. — - Composición 1 Tiempo (min) Temp °C o Remoción Corrosión Polirnérica _ Monoetanolamina 60% 20 65 100 _ No DMAC 18.5% 20 90 100 No Agua 18.5% — Catecol 5% - Composición 2 AEE 60% 20 65 U30 ~ No' NNP 18.5% 20 90 100 Picadura^ Agua 18.5% Catecol 5% — Composición 3 Tiempo (min) Temp °C o o Remoción Corrosión Polimérica AEE 60% " " 2D 65 100 No ™ NNP 18.5% 20 90 100 No " Agua 18.5% Acido Gálico 5% - Composición 4 Te rametilamonio — hidróxido 9.7% 2Q 65 " 100 Picadura (TMAH) Pentahid rato 20 90 100 ~ Picadura Dipropilenglicol — — monoetileter 21.0% DMSO 69.3% Composición 5 Tiempo (min) Temp °C % Remoción Corrosión Polimérica TMAH 9.7% 20 65 100 No Dipropilenglicol 20 90 100 No -monoetiléter 21.0% DMSO 65.0% Acido Gálico 4.3%

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición de limpieza y separación que- comprende una mezcla de un solvente polar soluble en agua y de una amina inorgánica u orgánica, la mejora caracterizada porque comprende la mezcla con una cantidad efectiva de un inhibidor de corrosión de fórmula general: en donde R es un alquilo inferior o hidrógeno.
2. 2. La composición de limpieza y de separación de. conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inhibidor de corrosión comprende aproximadamente 0.1 a 10% en peso .
3. 3. La composición de limpieza y separación de_ conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque" incluye agua.
4. 4. La composición de limpieza y separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente de 58 a 63% en peso de N-monoetanolamina, aproximadamente de 30 a 40% en peso de sulfóxido dimetilo, aproximadamente 1 a 4% en peso de ácido gálico y el restante es agua.
5. 5. La composición de limpieza y de separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque incluye hasta aproximadamente 5% en peso de ácido antranilico.
6. 6. La composición de limpieza y separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el solvente polar es dimetilsulfóxido .
7. 7. La composición de limpieza y separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el solvente polar es dimetilacetamida .
8. 8. La composición de limpieza y de separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el solvente polar y la amina orgánica son la misma.
9. 9. La composición de limpieza y de separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inhibidor incluye antranilico. .
10. 10. El proceso para remover un revestimiento de un sustrato revestido caracterizada porque comprende la aplicación al sustrato revestido de una cantidad efectiva de la composición de limpieza y separación ole conformidad con la reivindicación 1, que permite a la composición de separación residir en el sustrato revestido por un periodo de tiempo efectivo de separación y la remoción del revestimiento de el sustrato.
11. 11. El proceso para remover un revestimiento de un sustrato revestido caracterizado porque comprende la aplicación al sustrato revestido de una cantidad efectiva de la composición de limpieza y separación de conformidad con la reivindicación 3, que permite a la composición de separación residir en el sustrato revestido por un periodo de tiempo efectivo de separación y la remoción del revestimiento de el_ sustrato.
12. 12. El proceso para la remoción de un revestimiento de un sustrato revestido caracterizado porque comprende la aplicación al sustrato revestido de una cantidad efectiva de la composición de limpieza y separación de_ conformidad con la reivindicación 8, que permite a la composición de separación residir en el sustrato revestido por un periodo de tiempo efectivo de separación y la remoción del revestimiento de el. sustrato .