[发明专利]一种基于纳米金属的嵌入式三维互连结构制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米金属的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用激光加工或物理切割或化学腐蚀的方式，在多个玻璃片上分别形成孔洞或空腔；

S2、将多个玻璃片层叠粘合，形成具有三维空腔的基板结构，基板结构中有多个孔洞与外部相连，其中上表面的一个孔洞作为流入道口，剩余的孔洞均作为流出道口；

S3、点胶装置将流入道口和流出道口的孔洞均密封，将流入道口处的点胶装置的点胶头下压并挤出纳米金属膏，纳米金属膏由流入道口流入到三维空腔中，流出道口的点胶装置均连接抽真空装置，抽真空装置对三维空腔抽真空，使用点胶装置上的自动光学检测系统判断纳米金属膏是否完全填充三维空腔，当其中一个流出道口处的点胶装置检测到该位置的纳米金属膏完成填充后，将该点胶装置处的抽真空装置关闭并下压点胶头，点胶头开始挤压纳米金属膏进入三维空腔，该处的流出道口转换成流入道口使用，以此类推，直至所有流出道口转换成流入道口时，填充完成；

S4、使用激光对三维空腔内的纳米金属膏进行定向烧结成型，烧结过程中，点胶装置的点胶头继续挤出纳米金属膏对三维空腔进行补填充，补充纳米金属膏因烧结固化产生的体积收缩，烧结完毕后，移开所有点胶装置；

S5、将烧结完成的基板结构进行湿法清洗，去除基板结构表面残留的纳米金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，步骤S2中，三维空腔的基板结构的形成方法还包括：使用3D打印方法对透明的材料进行打印，形成具有三维空腔的基板结构。

3.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，使用激光对基板结构的上表面和下表面均打出气孔，气孔与三维空腔相通，气孔的直径小于1微米。

4.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，所述点胶装置包括外壳和点胶头，所述点胶头通过圆环安装在所述外壳的内部，所述点胶头与所述圆环之间过盈配合，所述点胶头上连通金属流道，所述金属流道的流入端穿出所述外壳与点胶机相连，所述外壳的底部边沿装有密封圈。

5.根据权利要求4所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，所述外壳上开设有抽气孔与抽真空装置相连，所述圆环上开设有若干个通气孔使所述点胶头所在的空腔与所述抽气孔连通。

6.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，步骤S4中，定向烧结成型的过程为：

令基板结构水平放置，使用反射镜、振镜、透镜调节激光的方向、汇聚度和焦点位置，使激光点汇集在三维空腔的中心处，激光点由三维空腔的中心处向外侧的次序对纳米金属膏进行烧结。

7.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，纳米金属膏完全填充三维空腔后，对基板结构进行整体加热，使纳米金属膏发生烧结形成互连线路，烧结参数为：烧结温度200～350℃，烧结时间0.1～200分钟。

8.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，纳米金属膏完全填充三维空腔后，使用以下方式中的一种进行紧实化处理：

a)对三维空腔内的纳米金属膏施加高压和脉冲压强，使填充的纳米金属膏紧实化；

b)对基板结构施加超声波，使三维空腔内的纳米金属膏紧实化；

c)在基板结构底部放置柔性垫片，在基板结构的顶部施加瞬时冲量冲击，使三维空腔内的纳米金属膏紧实化。

9.根据权利要求8所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，紧实化处理在填充纳米金属膏后进行，或在烧结时进行。

10.根据权利要求1所述的嵌入式三维互连结构制备方法，其特征在于，步骤S5中，湿法清洗的具体过程为：使用具有氧化性的流体浸泡待清洗表面，使残留的纳米金属颗粒氧化，再对表面进行酸洗，去除残留纳米金属颗粒。