氣動膜片式焊球微滴噴射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明氣動膜片式焊球微滴噴射裝置涉及精密加工領(lǐng)域，具體涉及氣動膜片式焊球微滴噴射裝置，包括儲料腔和噴射腔，其特征在于，所述儲料腔上端設(shè)置有一氮氣開關(guān)閥，儲料腔外包裹有加熱環(huán)，所述噴射腔通過膜片分為上下兩腔室，上腔室連接有一壓縮空氣進(jìn)氣管，所述壓縮空氣進(jìn)氣管上還連接有一電磁閥和放氣管；下腔室與所述儲料腔下端通過節(jié)流孔相連，下腔室的下表面上設(shè)置有一噴嘴，儲料腔內(nèi)裝填有焊料，本發(fā)明生產(chǎn)成本低，且制作出的焊球直徑分布均勻、球形度好且直徑在100um以下。
【專利說明】氣動膜片式焊球微滴噴射裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密加工領(lǐng)域，具體涉及氣動膜片式焊球微滴噴射裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著IC芯片的集成度越來越高，高I/O數(shù)使引線節(jié)距急劇減小，同時封裝器件高頻、高速等性能要求的提升則要求互連引線更短，以BGA、CSP、FCB為代表的面積陣列封裝因其極高的封裝密度、極短的互連引線正成為當(dāng)下IC芯片封裝的主流形式。采用面積陣列封裝的前提是釬料凸點的制作，現(xiàn)有的凸點制作方法主要有電鍍、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、微球植球法、金屬液滴噴射法等周。由于電鍍工藝復(fù)雜且難于控制凸點的高度和成分，絲網(wǎng)印刷模板造價昂貴且難于均勻分配焊料體積，而蒸鍍又有材料利用率低且效率不高的缺點翻，金屬液滴噴射法雖具有很大的應(yīng)用潛力，但是目前業(yè)界尚未真正采用，故微球植球法成為了目前工業(yè)界使用的最為普遍的凸點制作方法。
[0003]利用微球植球法制作釬料凸點就必須在凸點制作之前先制作符合封裝要求的精密焊球，然后由植球機(jī)將焊球移置到芯片相應(yīng)的焊盤上，因此可以說精密焊球的制備是面積陣列封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一。用于面積陣列封裝的焊球需要有極高的形狀及尺寸精度，傳統(tǒng)的焊球制備方法主要有霧化法、切絲重熔法等，但是這些方法生產(chǎn)的焊球粒徑分布范圍寬，均需經(jīng)過篩選才能得到可以用于封裝的焊球，因此生產(chǎn)成本偏高，并且隨著所生產(chǎn)焊球直徑的減小，其生產(chǎn)成本還將急劇增加，目前封裝市場能夠提供直徑小于10lxm精密焊球的供應(yīng)商只有少數(shù)幾家，且均為國外供應(yīng)商。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)成本低，且制作出的焊球直徑分布均勻、球形度好且直徑在10um以下的氣動膜片式焊球微滴噴射裝置。
[0005]本發(fā)明包括儲料腔和噴射腔，其特征在于，所述儲料腔上端設(shè)置有一氮氣開關(guān)閥，儲料腔外包裹有加熱環(huán)，所述噴射腔通過膜片分為上下兩腔室，上腔室連接有一壓縮空氣進(jìn)氣管，所述壓縮空氣進(jìn)氣管上還連接有一電磁閥和放氣管；下腔室與所述儲料腔下端通過節(jié)流孔相連，下腔室的下表面上設(shè)置有一噴嘴，儲料腔內(nèi)裝填有焊料。
[0006]優(yōu)選地，噴嘴直徑為50um，厚度為500um。
[0007]優(yōu)選地，節(jié)流孔直徑為200um，長度為10mm。
[0008]本發(fā)明生產(chǎn)成本低，且制作出的焊球直徑分布均勻、球形度好且直徑在10um以下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為氣動膜片焊球微滴噴射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖標(biāo)記:1_儲料腔，2-氮氣開關(guān)閥，3-加熱環(huán)，4-膜片，5-噴射腔，6-電磁閥，7-噴嘴，8-焊料，9-節(jié)流孔。

【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明氣動膜片式焊球微滴噴射裝置，包括儲料腔I和噴射腔5，所述儲料腔I上端設(shè)置有一氮氣開關(guān)閥2，儲料腔I外包裹有加熱環(huán)3，所述噴射腔5通過膜片4分為上下兩腔室，上腔室連接有一壓縮空氣進(jìn)氣管，所述壓縮空氣進(jìn)氣管上還連接有一電磁閥6和放氣管；下腔室與所述儲料腔I下端通過節(jié)流孔9相連，下腔室的下表面上設(shè)置有一噴嘴7，儲料腔I內(nèi)裝填有焊料8。噴嘴7直徑為50um，厚度為500um。節(jié)流孔9直徑為200um，長度為10mm。
[0012]射流形成階段:在這一階段中電磁閥6由控制信號控制開啟，高壓氣體進(jìn)入到脈沖氣體腔內(nèi)并作用到膜片4上，膜片4向下變形，焊料腔I容積減小形成噴射壓力，促使焊料8通過噴嘴形成一定長度的射流，射流具有遠(yuǎn)離噴嘴7的速度。
[0013]液柱的回拉及頸縮階段:焊料8噴射出噴嘴7形成射流之后，電磁閥6關(guān)閉，高壓氣體由排氣孔迅速排出。由于排氣管內(nèi)空氣運(yùn)動的慣性，氣體腔內(nèi)壓力急劇下降達(dá)到大氣壓力之后還將繼續(xù)下降，這導(dǎo)致待噴射腔5下腔室內(nèi)的壓力上腔室內(nèi)的壓力，膜片4開始回彈并出現(xiàn)向上的變形，使得下腔室內(nèi)壓力下降至小于大氣壓力。于是噴射出噴嘴7的液柱受到朝向噴嘴7的作用力，液柱產(chǎn)生朝向噴嘴7方向的加速度。而液柱尖端的液滴由于慣性將遠(yuǎn)離噴嘴7繼續(xù)向前運(yùn)動，于是尖端液滴與液柱間形成頸縮。
[0014]液柱斷裂及焊球形成階段:頸縮形成后尖端液滴由于慣性繼續(xù)遠(yuǎn)離噴嘴7運(yùn)動，而液柱則在腔內(nèi)負(fù)壓作用下朝向噴嘴7運(yùn)動。在液滴慣性、液柱回拉力以及表面張力的共同作用下，液柱尖端最終斷裂形成液滴，受到回拉作用力的液柱則重新進(jìn)入到噴射腔5下腔室內(nèi)。斷裂形成的液滴在飛行過程中隨著溫度的降低而凝固成球形度極高的焊球，與此同時膜片恢復(fù)至初始位置為下一次噴射做好準(zhǔn)備。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動膜片式焊球微滴噴射裝置，包括儲料腔(I)和噴射腔(5)，其特征在于，所述儲料腔(I)上端設(shè)置有一氮氣開關(guān)閥(2)，儲料腔(I)外包裹有加熱環(huán)(3)，所述噴射腔(5)由膜片(4)分為上下兩腔室，上腔室連接有一壓縮空氣進(jìn)氣管，所述壓縮空氣進(jìn)氣管上還連接有一電磁閥(6)和放氣管；下腔室與所述儲料腔(I)下端通過節(jié)流孔(9)相連，下腔室的下表面上設(shè)置有一噴嘴(7)，儲料腔(I)內(nèi)裝填有焊料(8)。
2.如權(quán)利要求1所述氣動膜片式焊球微滴噴射裝置，其特征在于，所述噴嘴(7)直徑為50um，厚度為 500um。
3.如權(quán)利要求2所述氣動膜片式焊球微滴噴射裝置，其特征在于，所述節(jié)流孔(9)直徑為200um，長度為10_。
【文檔編號】B05B9/047GK104399620SQ201410516891
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張淑芬 申請人:陜西啟源科技發(fā)展有限責(zé)任公司