一种金属膏体的液相反应循环系统及其制备方法

    专利查询2026-09-18  20


    本发明涉及冶金技术及芯片封装互连,特别是一种金属膏体的液相反应循环系统及其制备方法。


    背景技术:

    1、在芯片封装互连领域,通常通过丝网印刷等技术在基板和芯片之间涂覆一层金属膏体,然后对膏体在高温和一定压力下烧结,提高基板和芯片连接层的致密度和物理性能。因此,基于金属膏体在封装互连中的重要作用,研究膏体的制备是很有必要的。现有的金属膏体的制备方法通常为液相还原法、电解法、机械研磨法和爆炸法,其中应用最广泛的是液相还原法制备金属膏体。

    2、现有的液相还原法制备金属膏体多数仍处于实验室生产规模阶段,具体是需要人工参与各步骤的衔接,操作繁琐,生产制备效率低下。


    技术实现思路

    1、针对上述缺陷,本发明的目的在于提出一种金属膏体的液相反应循环系统及其制备方法,能实现反应液的循环利用,使一次加入的反应液能进行多次反应,提高反应液的利用率,提高微纳金属膏体的产率,实现降本增效。

    2、为达此目的,本发明的金属膏体的液相反应循环制备系统采用以下技术方案:

    3、包括第一反应物容器、第二反应物容器、液体补充通道、加热超声装置、机械搅拌装置、第一液体输送管路、第二液体输送管路、第三液体输送管路、流量控制阀、双向泵送装置、反应装置和离心装置;

    4、所述第一反应物容器和第二反应物容器的底部设置有所述加热超声装置,所述机械搅拌装置和所述液体补充通道设置于所述第一反应物容器和第二反应物容器的上方,所述机械搅拌装置的搅拌桨延伸至所述第一反应物容器和第二反应物容器的腔体内;

    5、所述第一反应物容器和第二反应物容器分别通过所述第一液体输送管路和第二液体输送管路与反应装置相连通;

    6、所述离心装置通过第三液体输送管路与所述反应装置相连通,所述反应装置的上方设置有所述机械搅拌装置,所述机械搅拌装置的搅拌桨延伸至所述反应装置的腔体内;

    7、所述第一液体输送管路、第二液体输送管路和第三液体输送管路均设有所述流量控制阀和所述双向泵送装置。

    8、优选的,还设置有控制器,所述流量控制阀和所述双向泵送装置与控制器电信号连接。

    9、优选的,所述离心装置设置于所述反应装置的下方,所述反应装置通过支架进行支撑。

    10、本发明的金属膏体的液相反应循环制备方法,包括以下步骤:

    11、步骤一,将有机金属盐和溶剂在所述第一反应物容器中混合成金属盐溶液;将有机还原剂、有机包覆剂和溶剂在所述第二反应物容器中混合成还原包覆溶液;并对所述金属盐溶液和还原包覆溶液进行加热-超声震动和搅拌;

    12、步骤二,打开所述第一液体输送管路、第二液体输送管路的所述双向泵送装置,将所述金属盐溶液和还原包覆溶液输入所述反应装置,形成混合溶液;

    13、步骤三,所述混合溶液在所述反应装置中混合反应后,形成反应液,所述反应液输入离心装置,将所述反应液在所述离心装置进行离心分离得到金属膏体和溶剂;

    14、步骤四,将离心分离出的溶剂通过第三液体输送管路送装置输回所述反应装置,再通过第一液体输送管路、第二液体输送管路将溶剂分别输回第一反应物容器和第二反应物容器;

    15、步骤五,重复步骤一至步骤四,当溶剂消耗到不足时通过所述液体补充通道进行补充。

    16、优选的,步骤一的加热温度为20-200℃,所述超声震动频率为0-100khz,所述搅拌转速为200-1000r/min;步骤三中所述反应时间为5-300min;离心转速为10000-15000r/min,离心分离时间为3-10min。

    17、优选的,所述有机金属盐中的阴离子为醋酸根、甲酸根、氢氧根或乙酰丙酮根中的一种或几种的组合,所述还原剂由c、h、o、n中的一种或几种元素组成;所述还原剂的用量可使得金属盐全部还原成金属单质,且还原剂的用量过量。

    18、优选的,所述溶剂选自去离子水、异丙醇、乙醇、乙二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、甘油和松油醇中的一种或几种的组合。

    19、本发明的实施例的有益效果:

    20、本发明中,加热超声装置用于反应液的水浴加热和超声分散,机械搅拌装置用于原料和溶剂的充分溶解,双向泵送装置用于提供液体双向运输的动力,离心装置用于将反应液进行离心分离,液体输送管路用于液体的输送,液体补充通道用于将液体补充至反应物容器。本发明能实现反应液的循环利用,使一次加入的反应液能进行多次反应,提高反应液的利用率,提高金属膏体的产率,实现降本增效。



    技术特征:

    1.一种金属膏体的液相反应循环制备系统,其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的金属膏体的液相反应循环制备系统,其特征在于:还设置有控制器,所述流量控制阀和所述双向泵送装置与控制器电信号连接。

    3.根据权利要求1所述的金属膏体的液相反应循环制备系统,其特征在于:

    4.一种金属膏体的液相反应循环制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的金属膏体的液相反应循环制备方法,其特征在于:步骤一的加热温度为20-200℃,所述超声震动频率为0-100khz,所述搅拌转速为200-1000r/min;步骤三中所述反应时间为5-300min;离心转速为10000-15000r/min,离心分离时间为3-10min。

    6.根据权利要求4所述的金属膏体的液相反应循环制备方法,其特征在于:所述有机金属盐中的阴离子为醋酸根、甲酸根、氢氧根或乙酰丙酮根中的一种或几种的组合,所述还原剂由c、h、o、n中的一种或几种元素组成;所述还原剂的用量可使得金属盐全部还原成金属单质,且还原剂的用量过量。

    7.根据权利要求4所述的金属膏体的液相反应循环制备方法,其特征在于:所述溶剂选自去离子水、异丙醇、乙醇、乙二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、甘油和松油醇中的一种或几种的组合。


    技术总结
    本发明公开了一种金属膏体的液相反应循环系统及其制备方法,包括第一反应物容器、第二反应物容器、液体补充通道、加热超声装置、机械搅拌装置、第一液体输送管路、第二液体输送管路、第三液体输送管路、流量控制阀、双向泵送装置、反应装置和离心装置;本发明中,加热超声装置用于反应液的水浴加热和超声分散,机械搅拌装置用于原料和溶剂的充分溶解,双向泵送装置用于提供液体双向运输的动力,离心装置用于将反应液进行离心分离,液体输送管路用于液体的输送,液体补充通道用于将液体补充至反应物容器。本发明能实现反应液的循环利用,使一次加入的反应液能进行多次反应,提高反应液的利用率,提高金属膏体的产率,实现降本增效。

    技术研发人员:方杨宾,潘晓炫,黄俊,郑欣怡,杨凯,张昱,杨冠南,崔成强,黄光汉
    受保护的技术使用者:广东工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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