[發明專利]一種新型環保清洗劑電子級正溴丙烷的制備方法

有效

• 申請號: 201210200294.3
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102690164A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 蔣飚;趙順;冉從慶;王天喜;汪忠發
• 申請（專利權）人: 貴州威頓晶磷電子材料有限公司
• 主分類號: C07C19/075
• 分類號: C07C19/075;C07C17/38;C07C17/395;C07C17/383
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 徐逸心;袁慶云

技術領域

本發明涉及一種新型環保清洗劑電子級正溴丙烷的制備方法，尤其涉及一種用于半導體行業摻雜設備清洗劑電子級正溴丙烷的制備方法。

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背景技術：隨著電子材料和技術的更新換代，人們在追求產品的高性能同時，更注重它的無毒、綠色、環境友好等特點。作為印刷電路板（PCB）、半導體制造、電子光學零部件、液晶類（LCD）零部件、金屬精密零部件、電鍍零部件、醫療用品行業的清洗劑到目前為止仍以氟氯烴類清洗劑最為經濟有效，但基于環境保護與人體安全，大多數的氟氯烴類清洗劑均已被限制或禁止。美國環境保護署認定正溴丙烷可作為氯氟烴清洗劑的替代品使用。

太陽能作為綠色能源，因其具有取之不盡、用之不絕的優點，將太陽能轉化成電能的太陽能電池近年來裝機容量快速增長，擴散爐作為太陽能電池硅片摻雜的設備，擴散爐中的金屬離子含量過高會降低太陽能電池片的載流子壽命，為提高太陽能電池效率，在擴散工藝運行一定周期后，需對擴散爐進行清洗。三氯乙烷（TCA）和二氯乙烯（DCE）是目前用于對擴散爐進行蒸汽清洗的兩種有機溶劑，TCA是當前太陽能制造商正在使用的產品，但由于其對臭氧層的破壞性，我國已啟動氯氟烴類清洗劑淘汰計劃。DCE雖然溫室效應較小，但由于在清洗過程中可能會產生劇毒的光氣，并不是最佳選擇。而正溴丙烷（簡稱nPB）由于其極低的溫室效應（大氣中分解周期為16天），清洗過程較為安全（產物大部分為二氧化碳和溴化氫）以及難燃的特性成為新一代綠色環保清洗劑。

通常使用的正溴丙烷清洗劑，由于受到生產工藝限制，不僅難以得到高純含量，而且精餾分直接應用，水分、金屬雜質含量高，能滿足一般的工業設備的清洗要求。然而正溴丙烷中雜質含量高，純度低會造成清洗能力降低，影響清洗效果。并且，高的異溴丙烷（IPB），使用過程中會造成對人體神經系統的損害；其次，高的水分子含量，容易在儲存過程中造成呈極性的正溴丙烷分子與水分子結合，不僅使得正溴丙烷在空氣中不穩定性增加，使其中Br離子游離，還原出單質溴，造成產品酸化（其水溶液的PH值達5-5.5），正溴丙烷變酸對清洗工作和設備又會產生腐蝕，長時間存放會影響其清洗效果；再就是，正溴丙烷中蒸發殘渣含量高，清洗后殘渣會附著在被清洗工作件表面，造成清洗工件新的二次污染，難以達到分子級清洗效果。

工業上正溴丙烷的合成主要以正丙醇、溴化氫為原料，在催化劑存在下，采用氣相法工藝合成溴代正丙烷。其中的金屬雜質、正溴丙烷的異構體異溴丙烷含量較高，難以滿足高純環境設備的清洗。

中國專利（申請號200810053939.9）公開了一種制備1-溴丙烷的方法，在催化劑的作用下，將丙烯和高純度溴化氫氣體直接合成為1-溴丙烷，且純度達99.9%，其中丙烯和溴化氫均可控制純度，可采用合成的方式獲得更高純度的正溴丙烷，但其雜質異溴丙烷尚不可控。

中國專利（申請號200310112842.8）公開了清洗劑用溴代正丙烷及制備方法和精餾裝置，該專利是關于對電子、機械工業清洗劑用溴丙烷的改進，正溴丙烷純度大于99.5%，水分高達1000ppm，不揮發物在10ppm，主要為工業有機合成中間體，農藥，溶劑。

在IC和太陽能電池行業中，為了保證產品的質量，必須使用超高純度的電子級化學試劑，而絕不允許從外界帶入任何雜質。因為，一個粒徑5??m的污垢已可覆蓋住芯片上多個電子元件,而如果元件上沾有一粒微小的金屬污垢就會使半導體三極管的導電性能發生很大變化,甚至造成短路或“軟擊穿”。在對半導體芯片制作過程中，對應的設備清洗劑也要求高的純度，否則會造成二次污染。

目前市場上有兩類正溴丙烷:一類是工業初級品，純度低，且含有對人體有毒的異溴丙烷，清洗能力有限；另一類是正溴丙烷和其它有機溶劑的共沸物，因其是兩種或兩種以上物質的混合物，作為清洗劑使用時，因其物理性質不盡相同，對半導體行業高純環境的設備清洗使用受限。國內外尚未有純度大于99.999%的高純正溴丙烷作為半導體行業清洗劑。

發明內容：

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種純度不低于99.9990%（w/w）新型環保清洗劑正溴丙烷，尤其提供一種用于半導體行業設備清洗劑電子級正溴丙烷的制備方法。

本發明通過下列措施達到上述目的：

（1）本發明首先用分析純的氧化鈣中和原料中過量的溴化氫，然后選用0.05微米的微孔過濾器，將溶液中的固體微粒過濾除去，使產品中的蒸發殘渣含量小于3ppm。

（2）將過濾所得濾液經過亞沸蒸餾器蒸餾，控制蒸餾溫度50～60℃，除去大部分金屬雜質。