Investigación sobre la aplicación de la tecnología de filtración micrométrica en la preparación precisa de pastas electrónicas y materiales semiconductores

—— Tomando como ejemplo el filtro de pasta de plata y la nueva máquina de filtración de polvo micrométrico

Introducción

Con la continua actualización de la industria de la información electrónica y la evolución de la tecnología de fabricación de semiconductores, las pastas electrónicas (como pasta de plata, pasta de cobre, pasta de aluminio, etc.) desempeñan un papel crucial en el encapsulado de circuitos integrados, las células solares fotovoltaicas, las pantallas táctiles, LTCC (cerámica co-quemada a baja temperatura), etc. Estas pastas de alta gama exigen cada vez más uniformidad de tamaño de partícula, pureza, estabilidad y dispersión, especialmente en el contexto del desarrollo de dispositivos hacia la miniaturización y la alta densidad, la eliminación completa de impurezas micrométricas y submicrométricas en la pasta se convierte en un paso clave para garantizar el rendimiento del producto.

En este contexto, los equipos de filtración, especialmente las nuevas máquinas de filtración de polvo micrométrico para la separación de polvos a nanoescala, se están convirtiendo gradualmente en un eslabón importante en los procesos centrales. Este artículo se centra en los equipos clave de las pastas electrónicas —— el filtro de pasta de plata y la nueva tecnología de filtración de polvo micrométrico, combinando los puntos débiles del proceso, para discutir en profundidad su principio de funcionamiento, diseño de estructura, evolución tecnológica y su profunda influencia en la cadena industrial.

I. Desafíos de filtración en la preparación de pastas electrónicas

Una pasta electrónica es un complejo sistema disperso compuesto por polvo metálico (como Ag 、 Cu 、 Ni ), dispersantes, solventes orgánicos y aditivos. En la aplicación práctica, la filtración de la pasta se enfrenta a los siguientes desafíos:

1. Amplia distribución de tamaños de partículas, difícil de eliminar eficazmente las impurezas submicrométricas sin perder los componentes efectivos ；
2. Los materiales de alta viscosidad tienden a obstruir las mallas filtrantes tradicionales, lo que puede provocar un aumento drástico de la caída de presión y una disminución de la eficiencia de filtración ；
3. Algunas pastas tienen alta actividad y son fácilmente oxidables, por lo que la filtración requiere una alta hermeticidad y compatibilidad de materiales ；
4. El polvo metálico es caro, la retención excesiva provoca pérdidas, por lo que es necesario minimizar las pérdidas y la retención de materiales 。

Por lo tanto, los métodos tradicionales de sedimentación gravitacional, filtros de bolsa y placas filtrantes de cerámica no pueden satisfacer los requisitos de purificación cada vez más estrictos de las pastas electrónicas modernas. Los nuevos equipos de filtración deben eliminar eficazmente las impurezas micrométricas y nanométricas mientras se mantienen la actividad y la dispersión de la pasta.

II. Desafíos y avances tecnológicos en la filtración de pasta de plata

La pasta de plata, como uno de los materiales funcionales más importantes y ampliamente utilizados en las pastas electrónicas, su calidad afecta directamente al rendimiento de conducción, la precisión de impresión y la vida útil del dispositivo. Sin embargo, en su proceso de preparación y dispersión, la filtración, como etapa clave, se enfrenta a una serie de desafíos:

1.  Alta pureza requerida y dificultad de separación de partículas nanométricas

Actualmente, las pastas de plata de alto rendimiento utilizan en gran medida polvo de plata submicrométrico o nanométrico, con una distribución de tamaño de partícula más estrecha y una morfología más regular, pero esto también impone requisitos extremadamente altos a la precisión de filtración. Los tejidos o membranas filtrantes tradicionales tienen dificultades para equilibrar la alta tasa de retención y el alto caudal, lo que fácilmente puede provocar la pérdida de partículas, obstrucciones o baja eficiencia de filtración.

2.  Influencia de la viscosidad y el sistema dispersante en el proceso de filtración

La pasta de plata suele contener varios modificadores de superficie, dispersantes y agentes reguladores de la viscosidad. Estos aditivos orgánicos tienden a formar estructuras de floculación estables bajo condiciones de alto cizallamiento, lo que aumenta la resistencia a la filtración. Al mismo tiempo, la pasta viscosa contamina gravemente el medio filtrante, reduciendo su vida útil y aumentando la frecuencia de mantenimiento.

3.  Calidad de recuperación del filtrado y control de la pérdida de pasta

La pasta de plata de alta gama tiene un valor muy alto, cualquier residuo de torta de filtro o pérdida de partículas provocará una pérdida directa de materias primas. Los métodos de filtración existentes a menudo no pueden garantizar la doble protección de la claridad del filtrado y la integridad de la torta de filtro, lo que hace que el líquido recuperado deba purificarse de nuevo, aumentando la complejidad del proceso y los costes operativos.

4.  Dificultad para integrar el lavado y el secado, lo que reduce la eficiencia

Algunas aplicaciones de alta gama (como la pasta de plata para células solares de silicio monocristalino, pasta de adhesivo conductor, etc.) son muy sensibles a los residuos en la superficie del polvo de plata, por lo que se requiere un paso adicional de lavado o secado después de la filtración. Sin embargo, los procesos de filtración convencionales se dispersan en varias etapas, lo que hace que la cadena de procesos sea larga, la eficiencia de producción sea baja y no sea propicio para la integración automatizada.

III. Nueva máquina de filtración de polvo micrométrico: un gran avance en los equipos de separación sólido-líquido

En el proceso de preparación precisa de pastas electrónicas y semiconductores, los equipos de separación no solo deben lograr una precisión ultra alta, sino que también deben cumplir con los estándares industriales modernos de integración multifuncional, bajo consumo de energía y alta eficiencia. La nueva máquina de filtración de polvo micrométrico es un ejemplo típico para abordar este desafío, mostrando un rendimiento revolucionario en la separación de partículas micrométricas y nanométricas:

1. Separación directa de partículas micrométricas y nanométricas, tasa de retención de hasta 99.9% : puede retener eficazmente partículas finas como polvo de plata de grado electrónico, polvo de cobre nanométrico y óxido de zinc, evitando que los productos se descarten debido al exceso de tamaño de partícula de impurezas;
2. Método de filtración puramente físico, sin necesidad de añadir ningún reactivo o auxiliar : evita la interferencia química, no altera las propiedades físicas del sistema de pasta y conserva al máximo las propiedades intrínsecas del polvo;
3. La conductividad se eleva a cero, las propiedades intrínsecas del material se conservan perfectamente : no libera ningún ion metálico, contaminantes conductores o residuos de lixiviación durante todo el ciclo de filtración, garantizando la pureza electrónica y la continuidad de la conductividad eléctrica 。
4. Integra la separación sólido-líquido, el lavado y el secado, alta eficiencia general : el líquido tratado es transparente y claro, la torta de filtro tiene un bajo contenido de agua y buena capacidad de desprendimiento, lo que reduce eficazmente la retención y el desperdicio de pasta;
5. Bajo consumo de energía, alto grado de automatización, bajo coste operativo : especialmente adecuado para la producción a gran escala y de alta frecuencia, puede integrarse de forma estable en la línea de producción automatizada de pasta.

Gracias a las ventajas mencionadas, este equipo se ha considerado ampliamente como la solución ideal para el procesamiento de materias primas en polvo industriales, materiales en polvo micronanométricos y efluentes que contienen micropartículas, siendo aplicable a las siguientes categorías de materiales:

• Materias primas en polvo industriales ：Polvos de minerales no metálicos como talco, carbonato de calcio pesado, cuarzo, wollastonita, caolín, mica y grafito; polvos sintéticos como carburo de silicio, corindón, nitruro de silicio, dióxido de silicio coloidal, dióxido de titanio y diamante;
• Materiales en polvo micronanométricos ：Polvo de plata, níquel, zinc, aluminio, hierro, zirconio y titanio, y sus óxidos como óxido de níquel, óxido de zinc, óxido de aluminio, óxido de hierro, óxido de titanio, dióxido de silicio, carburo de silicio y carbonato de calcio;
• Tratamiento de aguas residuales de la industria electrónica ：Destaca especialmente en procesos de purificación de alta precisión para sistemas de contaminación compuestos de colorantes, impurezas orgánicas y micropartículas.

Su concepto tecnológico representa la dirección de desarrollo actual de los equipos de filtración de lechada de alta gama, convirtiéndose en uno de los nodos de proceso clave en las líneas de preparación de nuevos materiales.

IV. Conclusión

Lechada de electrónica y semiconductores “ Alta pureza + Alta uniformidad + Alta actividad ” En la era de la , los equipos de filtración se enfrentan a desafíos y oportunidades sin precedentes. La nueva máquina de filtración de polvo nanométrico, como el equipo de filtración de precisión de alta gama más representativo en la actualidad, ha demostrado un rendimiento excelente en el control de partículas de micras a submicras. En el futuro, a medida que los materiales funcionales se vuelven cada vez más complejos y los límites de los procesos se expanden continuamente, la tecnología de filtración también seguirá avanzando hacia la inteligencia, la modularidad y la integración del sistema, impulsando a los materiales electrónicos de nueva generación hacia estándares de calidad más altos.

Como pionero tecnológico en la industria de la separación sólido-líquido, Xiamen Citius Filtration Materials Technology Co., Ltd. se dedica a la investigación y desarrollo en el campo de los materiales de filtro industriales y equipos de filtración, no solo participa en la elaboración de estándares nacionales de la industria, sino que también es un proveedor de sistemas de integración de sistemas de filtración de lechada electrónica y semiconductores. La nueva máquina de filtración de polvo nanométrico de Citius ya se ha implementado en la ingeniería en procesos clave como pasta de plata, pasta de cobre, óxidos conductores y purificación de polvo nanométrico, ayudando a numerosos clientes nacionales e internacionales a mejorar significativamente la tasa de rendimiento del producto y la eficiencia de producción.