气动膜片式焊球微滴喷射装置制造方法
【专利摘要】本发明气动膜片式焊球微滴喷射装置涉及精密加工领域，具体涉及气动膜片式焊球微滴喷射装置，包括储料腔和喷射腔，其特征在于，所述储料腔上端设置有一氮气开关阀，储料腔外包裹有加热环，所述喷射腔通过膜片分为上下两腔室，上腔室连接有一压缩空气进气管，所述压缩空气进气管上还连接有一电磁阀和放气管；下腔室与所述储料腔下端通过节流孔相连，下腔室的下表面上设置有一喷嘴，储料腔内装填有焊料，本发明生产成本低，且制作出的焊球直径分布均匀、球形度好且直径在100um以下。
【专利说明】气动膜片式焊球微滴喷射装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密加工领域，具体涉及气动膜片式焊球微滴喷射装置。
【背景技术】
[0002]随着IC芯片的集成度越来越高，高I/O数使引线节距急剧减小，同时封装器件高频、高速等性能要求的提升则要求互连引线更短，以BGA、CSP、FCB为代表的面积阵列封装因其极高的封装密度、极短的互连引线正成为当下IC芯片封装的主流形式。采用面积阵列封装的前提是钎料凸点的制作，现有的凸点制作方法主要有电镀、丝网印刷、蒸镀、微球植球法、金属液滴喷射法等周。由于电镀工艺复杂且难于控制凸点的高度和成分，丝网印刷模板造价昂贵且难于均匀分配焊料体积，而蒸镀又有材料利用率低且效率不高的缺点翻，金属液滴喷射法虽具有很大的应用潜力，但是目前业界尚未真正采用，故微球植球法成为了目前工业界使用的最为普遍的凸点制作方法。
[0003]利用微球植球法制作钎料凸点就必须在凸点制作之前先制作符合封装要求的精密焊球，然后由植球机将焊球移置到芯片相应的焊盘上，因此可以说精密焊球的制备是面积阵列封装的关键技术之一。用于面积阵列封装的焊球需要有极高的形状及尺寸精度，传统的焊球制备方法主要有雾化法、切丝重熔法等，但是这些方法生产的焊球粒径分布范围宽，均需经过筛选才能得到可以用于封装的焊球，因此生产成本偏高，并且随着所生产焊球直径的减小，其生产成本还将急剧增加，目前封装市场能够提供直径小于10lxm精密焊球的供应商只有少数几家，且均为国外供应商。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提供一种生产成本低，且制作出的焊球直径分布均匀、球形度好且直径在10um以下的气动膜片式焊球微滴喷射装置。
[0005]本发明包括储料腔和喷射腔，其特征在于，所述储料腔上端设置有一氮气开关阀，储料腔外包裹有加热环，所述喷射腔通过膜片分为上下两腔室，上腔室连接有一压缩空气进气管，所述压缩空气进气管上还连接有一电磁阀和放气管；下腔室与所述储料腔下端通过节流孔相连，下腔室的下表面上设置有一喷嘴，储料腔内装填有焊料。
[0006]优选地，喷嘴直径为50um，厚度为500um。
[0007]优选地，节流孔直径为200um，长度为10mm。
[0008]本发明生产成本低，且制作出的焊球直径分布均匀、球形度好且直径在10um以下。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为气动膜片焊球微滴喷射装置结构示意图。
[0010]附图标记:1_储料腔，2-氮气开关阀，3-加热环，4-膜片，5-喷射腔，6-电磁阀，7-喷嘴，8-焊料，9-节流孔。
【具体实施方式】
[0011]本发明气动膜片式焊球微滴喷射装置，包括储料腔I和喷射腔5，所述储料腔I上端设置有一氮气开关阀2，储料腔I外包裹有加热环3，所述喷射腔5通过膜片4分为上下两腔室，上腔室连接有一压缩空气进气管，所述压缩空气进气管上还连接有一电磁阀6和放气管；下腔室与所述储料腔I下端通过节流孔9相连，下腔室的下表面上设置有一喷嘴7，储料腔I内装填有焊料8。喷嘴7直径为50um，厚度为500um。节流孔9直径为200um，长度为10mm。
[0012]射流形成阶段:在这一阶段中电磁阀6由控制信号控制开启，高压气体进入到脉冲气体腔内并作用到膜片4上，膜片4向下变形，焊料腔I容积减小形成喷射压力，促使焊料8通过喷嘴形成一定长度的射流，射流具有远离喷嘴7的速度。
[0013]液柱的回拉及颈缩阶段:焊料8喷射出喷嘴7形成射流之后，电磁阀6关闭，高压气体由排气孔迅速排出。由于排气管内空气运动的惯性，气体腔内压力急剧下降达到大气压力之后还将继续下降，这导致待喷射腔5下腔室内的压力上腔室内的压力，膜片4开始回弹并出现向上的变形，使得下腔室内压力下降至小于大气压力。于是喷射出喷嘴7的液柱受到朝向喷嘴7的作用力，液柱产生朝向喷嘴7方向的加速度。而液柱尖端的液滴由于惯性将远离喷嘴7继续向前运动，于是尖端液滴与液柱间形成颈缩。
[0014]液柱断裂及焊球形成阶段:颈缩形成后尖端液滴由于惯性继续远离喷嘴7运动，而液柱则在腔内负压作用下朝向喷嘴7运动。在液滴惯性、液柱回拉力以及表面张力的共同作用下，液柱尖端最终断裂形成液滴，受到回拉作用力的液柱则重新进入到喷射腔5下腔室内。断裂形成的液滴在飞行过程中随着温度的降低而凝固成球形度极高的焊球，与此同时膜片恢复至初始位置为下一次喷射做好准备。
【权利要求】
1.一种气动膜片式焊球微滴喷射装置，包括储料腔(I)和喷射腔(5)，其特征在于，所述储料腔(I)上端设置有一氮气开关阀(2)，储料腔(I)外包裹有加热环(3)，所述喷射腔(5)由膜片(4)分为上下两腔室，上腔室连接有一压缩空气进气管，所述压缩空气进气管上还连接有一电磁阀(6)和放气管；下腔室与所述储料腔(I)下端通过节流孔(9)相连，下腔室的下表面上设置有一喷嘴(7)，储料腔(I)内装填有焊料(8)。
2.如权利要求1所述气动膜片式焊球微滴喷射装置，其特征在于，所述喷嘴(7)直径为50um，厚度为 500um。
3.如权利要求2所述气动膜片式焊球微滴喷射装置，其特征在于，所述节流孔(9)直径为200um，长度为10_。
【文档编号】B05B9/047GK104399620SQ201410516891
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】张淑芬 申请人:陕西启源科技发展有限责任公司