专利名称：金属球制造装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属球制造装置，特别是关于在一成形装置及一冷却装置之间设置一缓冲定形装置，以提高金属球真圆度的装置。
背景技术：
习用金属球制造装置，其包含一加热装置、一发射装置、一冷却装置及一接料装置。该加热装置用以加热熔化金属，该发射装置连接该加热装置，以喷射由该加热装置熔化的金属至该冷却装置内，该冷却装置内充满低温介质，以冷却固化由该发射装置喷出的熔融金属，再由金属本身的表面张力及内聚力，使熔融金属在完全固化前形成球形体，该接料装置连接该冷却装置，以承接由该冷却装置冷却固化的金属球。实际上，该金属球制造装置广泛应用于制造BGA封装IC所需的锡球微粒。
然而，实际上该金属球制造装置对于熔融金属的球化是必须由金属本身的表面张力及内聚力方能完成。若由该发射装置喷出的熔融金属在未完全球化前，一旦已提前完成固化时，该金属球无法形成高真圆度，因而导致该金属球的制程优良率下降，其原因在于该冷却装置对于熔融金属的冷却参数不易控制。再者，若熔融金属在未完全固化下，一旦该金属球接触到空气时，其容易在金属表面形成一氧化层，如此该金属球无法顺利由本身的表面张力进行完全球化，因而导致该金属球的品质不佳。基于上述原因，其确实仍有必要进一步改良上述金属球制造装置。
有鉴于此，本实用新型改良上述的缺点，其在一成形装置及一冷却装置之间设置一缓冲定形装置，该成形装置用以成形数个金属球，该金属球再直接进入该缓冲定形装置，以避免该金属球的表面形成氧化层，并提供该金属球完全球化的缓冲距离及塑性时间，该金属球在完全球化后再经由该冷却装置冷却定型。由此，本实用新型的金属球制造装置具有可稳定的制造出圆度精确的金属球，因而具有提高制程优良率及成品品质的功效。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种金属球制造装置，其在一成形装置及一冷却装置之间设置一缓冲定形装置，以避免该金属球的表面形成氧化层，并提供该金属球完全球化的缓冲距离及塑形时间，具有提高制程优良率及成品品质的功效。
本实用新型的目的是这样实现的，一种金属球制造装置，其包含一成形装置，其设有一振动装置及一加热熔炉，该振动装置连接于该加热熔炉的上方，该加热熔炉用以盛置及加热一熔融金属，该加热熔炉的底端设有至少一成形孔，该振动装置可产生高频振动，以便振动该加热熔炉内的熔融金属，如此该熔融金属由该成形孔滴落，进而形成数个金属球；一缓冲定形装置，其设于该成型装置的下方，并可供由该成形装置成形的金属球直接通过，该缓冲定形装置设有至少一进气口，以供灌入一惰性气体，其可避免在成形后接触到空气而在表面形成氧化层，且该缓冲定形装置可供该金属球充分的进行球化过程；一冷却装置，其设于该缓冲定形装置的下方，并可供由该缓冲定形装置完全球化后的金属球直接通过，该冷却装置可供灌入一低温介质，以冷却定型该金属球。
该缓冲定形装置设有至少一导流板，以导引该惰性气体在该缓冲定形装置内形成一涡流，以导引该金属球顺畅的掉落至该冷却装置内。
该缓冲定形装置所灌入的惰性气体为室温温度。
该缓冲定形装置所灌入的惰性气体为氮气。
该缓冲定形装置设有一缓冲区，以供该金属球缓慢进行球化，该缓冲区的长度至少大于60cm。
该缓冲定形装置设有一观测视窗，该观测视窗设于该缓冲定形装置外周面，以供检视该缓冲定形装置内的金属球的球化过程。
该成型装置的振动装置设有一振动产生器及一振动件，该振动产生器连接该振动件的一端，该振动件的另一端延伸至该加热熔炉内，该振动产生器可产生一高频振动，以带动该振动件高频振动该加热熔炉内的熔融金属。
该成型装置的加热熔炉另设有一加压阀及一泄压阀，该加压阀用以灌入惰性气体至该加热熔炉的容室内，该泄压阀用以泄放该容室内的惰性气体，由此调节该加热熔炉的容室内的压力。
该成形装置另设有一球化分离管，该球化分离管设于该加热熔炉的成形孔下方，以供由该成形孔滴落的熔融金属通过，该球化分离管可通电产生静电效应，以加速通过的熔融金属分离并形成该金属球。
该冷却装置设有至少一冷却介质注入口，以灌入该低温介质于该冷却装置内，由此冷却定型该金属球。
该低温介质为低温惰性气体或低温液态惰性气体。
该低温介质为液态氮。
另包含一接料装置，其设置于该冷却装置的下方，以收集由该冷却装置冷却定型后的金属球。
该成形装置设有一第一水冷槽，该第一水冷槽设于该振动装置及加热熔炉之间，该第一水冷槽可避免该加热熔炉的高温影响该振动装置的运作。
该冷却装置设有一第二水冷槽，该第二水冷槽设于该缓冲定型装置及冷却装置之间，该第二水冷槽可避免该缓冲定形装置及冷却装置之间的温差过大。
本实用新型的金属球制造装置，由于包含一成形装置、一缓冲定形装置及一冷却装置。该成形装置设于该缓冲定形装置的上方，该冷却装置设于该缓冲定形装置的下方，该成形装置用以成形数个金属球，该金属球由该成形装置成形后直接进入该缓冲定形装置，该缓冲定形装置可避免该金属球的表面形成氧化层，并提供该金属球进行完全球化的缓冲距离及时间。最后，该金属球在完全球化后再经由该冷却装置冷却定型。由此，本实用新型的金属球制造装置可稳定的制造出高真圆度的金属球，因而提高制程优良率及成品品质。
图1本实用新型较佳实施例的金属球制造装置的组合示意图。
图2本实用新型较佳实拖例的金属球制造装置的成形装置及缓冲定形装置的组合剖视图。
图3本实用新型较佳实施例的金属球制造装置的成形装置将熔融金属成形金属球的剖视图。
图4本实用新型较佳实施例的金属球制造装置的防氧化区的上视图。
1成形装置 11振动装置111振动产生器112 振动件 113 第一水冷槽 12 加热熔炉121 容室 122 加热器 123成形孔124 加压阀 125 泄压阀 13 球化分离管2缓冲定形装置 21防氧化区211进气口212 导流板 22缓冲区 221观测视窗3冷却装置 31第二水冷槽32 冷却介质注入口4接料装置 41接料缓冲区 42 收集箱
43取料口具体实施方式
请参照图1及图2所示，本实用新型较佳实施例的金属球制造装置包含一成形装置1、一缓冲定形装置2、一冷却装置3及一接料装置4。该成形装置1用以成形数个金属球5，该缓冲定形装置2连接于该成形装置1下方，以便由该成形装置1成形的金属球通过，并在该缓冲定形装置2内完全球化，该冷却装置3连接于该缓冲定形装置2下方，以冷却定型该金属球5，该接料装置4则连接于该冷却装置3下方，以承接收集完全冷却定型后的金属球5。
请再参照图1及图2所示，该成形装置1包含一振动装置11、一加热熔炉12及一球化分离管I3。该振动装置11位于加热熔炉12的上方，该球化分离管13则连接该加热熔炉12的下方。该振动装置11设有一振动产生器111、一振动件112及一第一水冷槽113，该振动产生器111连接该振动件112的一端，该振动产生器111可产生高频振动，以带动该振动件112高频振动，该振动件112为长杆体，其另一端形成圆盘状，并延伸至该加热熔炉12内，该第一水冷槽113环设于该振动产生器111及该加热熔炉12间，该第一水冷槽113由引入水流在槽内循环进出而达到冷却效果，以避免该加热熔炉12的高温影响该振动装置11的振动产生器111运作。
请参照图2及图3所示，该加热熔炉12设有一容室121、数个加热器122、至少一成形孔123、一加压阀124及一泄压阀125。该容室121用以容置熔融金属，该加热器122设于该加热熔炉12的底部，以持续加热该加热熔炉12的壁面，以便该加热熔炉12内的金属保持熔融状态。该成形孔123设于该容室121的底端，并连通至该球化分离管13，该成形孔123的孔径约为该金属球5的预设直径，以供该加热熔炉12内的熔融金属滴落至该球化分离管13内。该加压阀124用以灌入惰性气体(例如氮气)至该加热熔炉12的容室121内，以增加该容室121内的压力，该泄压阀125则用以泄放该容室121内的惰性气体，以避免该容室121内的压力过大。该球化分离管13由导电料制成，其管径略大于该金属球5的直径，并可通入高压电，以产生静电。
如图2、3所示，当该振动装置11的振动产生器111开始产生高频振动时，该振动装置11的振动件112的高频振动立即振动挤压该加热熔炉12内的熔融金属，且由该加压阀124及泄压阀125使该加热熔炉12内的压力大于外界压力，因而熔融金属在持续不断的由该成形孔123滴落至该球化分离管13内。刚由该成形孔123滴出的熔融金属是呈长条状。接着，熔融金属由于受重力及本身表面张力的影响下，逐渐开始分离成粒滴状，并在该球化分离管13内的静电影响下加速分离，以形成该金属球5，最后掉落至该缓冲定形装置2内。
请参照图1及图4所示，该缓冲定形装置2为中空筒体，以供由该成型装置1成形的金属球5掉落通过，该缓冲定形装置2设有一防氧化区21及一缓冲区22。该防氧化区21连接该成形装置1下方，该防氧化区21设有二进气口211及二导流板212，该进气口211可供室温的惰性气体(例如氮气)灌入该防氧化区21，并灌满该防氧化区21的全部空间。该导流板212设于靠近该进气口211的进气处，并沿顺或逆时钟方向设置，以导引由该进气口211进气的惰性气体在该防氧化区21内形成涡流。由此，由该成形装置1掉落的金属球5可直接落入灌满惰性气体的防氧化区21，并在惰性气体的涡流下，再顺利的掉落至该缓冲区22内，以避免未完全球化的金属球5直接接触到空气，因而可避免在该金属球5表面形成氧化层。在避免发生氧化的状态下，该金属球5将可延长由本身的表面张力继续进行球化的塑形时间。
请再参照图1所示，该缓冲区22较佳具有60cm以上的距离，以提供由该防氧化区21掉落的金属球5一较长的球化缓冲距离及塑形时间，该缓冲区22设有一观测视窗221，该观测视窗221设于该缓冲定形装置2外周面，操作者可透过该观测视窗221检视到该缓冲区22的内部状态，该观测视窗221外也可选择设置一CCD等检视装置(未绘示)，以供监视该金属球5的球化过程，并对应调整相关制程参数。由该缓冲区22，该金属球5可先充分的利用本身的表面力及内聚力进行球化，以便先行形成圆度精确的球体后，再进入该冷却装置3冷却定形。
请再参照图1所示，该冷却装置3较佳由数个长型中空槽体组装成一体，该冷却装置3设有一第二水冷槽31及数个冷却介质注入口32。该第二水冷槽31环设于该缓冲定形装置2及冷却装置3之间，该第二水冷槽31由引入冷却水在槽内循环进出而达到冷却效果，以避免该缓冲定形装置2及该冷却装置3间的温差过大，因而达到渐近冷却效果。该第二水冷槽31可选择与该第一水冷槽113连通，如此水流在该第一水冷槽113及第二水冷槽31之间循环流通。该冷却介质注入口32用以灌入大量低温介质，其较佳选自低温惰性气体及低温液态惰性气体(例如液态氮)，以冷却定形已由该缓冲定形装置2完全球化的金属球5，最后再由该接料装置4承接完全冷却定型后的该金属球5。
请再参照图1所示，该接料装置4设有一接料缓冲区41、一收集箱42及一取料口43。该接料缓冲区41呈漏斗状，其连接该冷却装置3，该收集箱42再置于该接料缓冲区41下，该取料口43则开设于该收集箱42上。如此，大量的金属球5成品可完全经由该接料缓冲区41落至该收集箱42，操作者可再由该取料口43将该金属球5成品取出。由此，本实用新型的金属球制造装置可稳定的制造出品质良好的金属球5，因而具有提高制程优良率及产品品质的功效。
如上所述，相较于习用金属球制造装置，其在金属球未完全球化前，即予以冷却定型，导致金属球的圆度不精确，因而造成产品品质不易维持，且其制程参数不易控制等缺点。反观，图2的本实用新型由在该成形装置1及冷却装置3之间设置该缓冲定形装置2，以避免该金属球5的表面形成氧化层，并提供该金属球5完全球化的缓冲距离及塑形时间，其确实可使本实用新型的金属球制造装置具有可稳定的制造出高真圆度的金属球5，因而具有提高制程优良率及产品品质的功效。
虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。
权利要求1.一种金属球制造装置，其特征在于包含一成形装置，其设有一振动装置及一加热熔炉，该振动装置连接于该加热熔炉的上方，该加热熔炉内盛置及加热一熔融金属，该加热熔炉的底端设有至少一成形孔，该振动装置产生高频振动，振动该加热熔炉内的熔融金属，该熔融金属由成形孔滴落，形成数个金属球；一缓冲定形装置，其设于该成型装置的下方，由该成形装置成形的金属球可直接通过缓冲定形装置，该缓冲定形装置设有至少一供灌入惰性气体的进气口；一冷却装置，其设于该缓冲定形装置的下方，由该缓冲定形装置完全球化后的金属球可直接通过冷却装置，该冷却装置灌入一冷却定型该金属球的低温介质。
2.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该缓冲定形装置设有至少一可导引该惰性气体在该缓冲定形装置内形成一涡流并导引该金属球顺畅的掉落至所述冷却装置内的导流板。
3.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该缓冲定形装置所灌入的惰性气体为室温温度。
4.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该缓冲定形装置所灌入的惰性气体为氮气。
5.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该缓冲定形装置设有一供该金属球缓慢进行球化的缓冲区，该缓冲区的长度至少大于60cm。
6.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该缓冲定形装置设有一检视该缓冲定形装置内的金属球的球化过程的观测视窗，该观测视窗设于该缓冲定形装置外周面。
7.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该成型装置的振动装置设有一振动产生器及一振动件，该振动产生器连接该振动件的一端，该振动件的另一端延伸至该加热熔炉内，该振动产生器产生高频振动，带动该振动件高频振动加热熔炉内的熔融金属。
8.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该成型装置的加热熔炉另设有调节该加热熔炉的容室内压力的一加压阀及一泄压阀，由该加压阀灌入惰性气体至该加热熔炉的容室内，由该泄压阀泄放该容室内的惰性气体。
9.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该成形装置另设有一球化分离管，该球化分离管设于该加热熔炉的成形孔下方，由该成形孔滴落的熔融金属通过球化分离管，该球化分离管可通电产生静电效应。
10.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该冷却装置设有至少一灌入该低温介质于该冷却装置内的冷却介质注入口。
11.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该低温介质为低温惰性气体或低温液态惰性气体。
12.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该低温介质为液态氮。
13.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于另包含一收集由该冷却装置冷却定型后的金属球的接料装置，其设置于该冷却装置的下方。
14.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该成形装置设有一第一水冷槽，该第一水冷槽设于该振动装置及加热熔炉之间。
15.如权利要求1所述的金属球制造装置，其特征在于该冷却装置设有一第二水冷槽，该第二水冷槽设于该缓冲定型装置及冷却装置之间。
专利摘要一种金属球制造装置，其包含一成形装置、一缓冲定形装置及一冷却装置。该成形装置设于该缓冲定形装置的上方，该冷却装置设于该缓冲定形装置的下方，该成形装置用以成形数个金属球，该金属球由该成形装置成形后直接进入该缓冲定形装置，该缓冲定形装置可避免该金属球的表面形成氧化层，并提供该金属球进行完全球化的缓冲距离及时间。最后，该金属球在完全球化后再经由该冷却装置冷却定型。由此，本实用新型的金属球制造装置可稳定的制造出高真圆度的金属球，因而提高制程优良率及成品品质。
文档编号B22D25/02GK2782261SQ200520000510
公开日2006年5月24日 申请日期2005年1月7日 优先权日2005年1月7日
发明者林美均 申请人:肯麦特精密科技股份有限公司