專利名稱：一種切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微電子用材料的加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，隨著電子產(chǎn)品向便攜式、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向的迅速發(fā)展，對(duì)電子組裝技術(shù)提出了更高的要求，新的高密度組裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中球柵陣列封裝(BGABall Grid Array)就是一項(xiàng)已經(jīng)進(jìn)入使用階段的高密度組裝技術(shù)，在這些封裝技術(shù)中，釬焊球是電子封裝的關(guān)鍵材料；國(guó)外對(duì)釬焊球的研究比較成熟，已經(jīng)可以生產(chǎn)各種規(guī)格的釬焊球，滿足電子封裝的需要，但國(guó)內(nèi)研究很少，中國(guó)上海的蔣屹申請(qǐng)了專利《一種低銀焊球的制造方法》(9511332.2)，該專利僅僅適用于大功率管散熱片焊接的低銀焊球的制造，且采用切絲燒結(jié)的方法生產(chǎn)；北京張道光申請(qǐng)了電子封裝用焊球的制造方法，該專利是通過線材的熔融，依靠重力脫落而生成焊球，該方法焊球大小難以精確控制，且焊球尺寸一般較大，不滿足高密度組裝技術(shù)的要求；這使我國(guó)釬焊球需求依賴進(jìn)口，增加了我國(guó)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，嚴(yán)重制約著我國(guó)芯片制造業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備。利用一套異步送絲和切絲機(jī)構(gòu)來精密控制切絲重量而控制釬焊球大小，采用有機(jī)油熔化和冷卻生產(chǎn)釬焊球，產(chǎn)品球化效果好，操作方便，焊球大小容易精確控制，可以獲得尺寸較小的釬焊球。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
所述的切絲式高密封裝用釬焊球的加工設(shè)備，其主要由對(duì)釬料絲進(jìn)行送料和切絲處理的送絲切絲機(jī)構(gòu)，及對(duì)所切釬料絲進(jìn)行熔化和球化冷卻處理的球化機(jī)構(gòu)組裝而成；送絲切絲機(jī)構(gòu)的送絲平臺(tái)前端設(shè)置有切絲機(jī)構(gòu)，切絲機(jī)構(gòu)的下端設(shè)置有球化機(jī)構(gòu)的加熱冷卻管管口。
所述的切絲式高密封裝用釬焊球的加工設(shè)備，其中送絲機(jī)構(gòu)主要由送絲用步進(jìn)式電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、送絲輥、釬焊絲及固定軸組成；切絲機(jī)構(gòu)主要由切絲用步進(jìn)式電機(jī)、凸輪、頂桿、切刀、壓塊以及砧板組成；送絲用步進(jìn)電機(jī)通過傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳輸給齒輪，齒輪與安裝在送絲輥的兩個(gè)齒輪通過齒輪副相連，送絲輥的兩個(gè)齒輪也通過一對(duì)齒輪副分別帶動(dòng)一對(duì)送絲輥，將釬焊絲送入切絲機(jī)構(gòu)的壓塊下方；送絲輥的一側(cè)安裝有釬焊絲固定軸，送絲輥的另一側(cè)安裝有壓塊、砧板和切刀，砧板固定在機(jī)架上，砧板上表面與驅(qū)動(dòng)送絲輥的頂部齊平；壓塊和切刀分別通過頂桿與凸輪相連，凸輪、頂桿通過傳動(dòng)軸與切絲用步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力輸出軸相連，從而達(dá)到切絲目的。
所述的切絲式高密封裝用釬焊球的加工設(shè)備，其球化機(jī)構(gòu)主要由釬焊球加熱冷卻管、溫度控制儀和釬料球槽組成；釬焊球加熱冷卻管安裝在切刀與釬焊絲接觸點(diǎn)的正下方，釬焊球加熱冷卻管內(nèi)充滿有機(jī)油，釬焊球加熱冷卻管分為釬料加熱熔化和釬料冷卻兩部分，釬料加熱熔化部分的外周安裝有兩個(gè)加熱環(huán)，加熱環(huán)的距離可調(diào)整，釬料的熔化時(shí)間與距離成正比，釬料冷卻部分內(nèi)設(shè)置有卸料閥門，并與釬料球槽相連；兩個(gè)加熱環(huán)與溫度控制儀相連，熱電偶一端接釬焊球加熱冷卻管的釬料加熱熔化部分內(nèi)，另一端接溫度控制儀。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性該切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備，解決了目前釬焊球生產(chǎn)大小難以精確控制，且焊球尺寸一般較大，不滿足高密度組裝技術(shù)的要求的問題；由于本實(shí)用新型采用了精密控制切絲重量而控制釬焊球大小，利用一套異步送絲和切絲機(jī)構(gòu)，采用有機(jī)油熔化和冷卻，產(chǎn)品球化效果好，加工工藝簡(jiǎn)單，操作方便，焊球大小容易精確控制，可以獲得尺寸較小的釬焊球，并降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)我國(guó)電子產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1是切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備結(jié)構(gòu)原理示意簡(jiǎn)圖；圖中所示1-釬焊絲固定軸；2、3-齒輪；4-送絲用步進(jìn)式電機(jī)；5-切絲用步進(jìn)式電機(jī)；6-機(jī)架；7-閥門；8-釬焊球加熱冷卻管；9-凸輪；10-溫度控制儀；11-熱電偶；12-加熱環(huán)；13-切刀；14-壓塊；15-送絲輥；16-釬料球槽；17-傳動(dòng)軸；18-頂桿；19-砧板具體實(shí)施方式
該切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備，主要由對(duì)釬料絲進(jìn)行送料和切絲處理的送絲切絲機(jī)構(gòu)，及對(duì)所切釬料絲進(jìn)行熔化和球化冷卻處理的球化機(jī)構(gòu)組裝而成。送絲切絲機(jī)構(gòu)的送絲平臺(tái)前端設(shè)置有切絲機(jī)構(gòu)，切絲機(jī)構(gòu)的下端設(shè)置有球化機(jī)構(gòu)的加熱冷卻管管口；其中送絲機(jī)構(gòu)主要由送絲用步進(jìn)式電機(jī)4、傳動(dòng)齒輪2、3，送絲輥15、釬焊絲及固定軸1組成；切絲機(jī)構(gòu)主要由切絲用步進(jìn)式電機(jī)5、凸輪9、頂桿18、切刀13、壓塊14以及砧板19組成。其送絲切絲過程如下送絲用步進(jìn)電機(jī)4通過傳動(dòng)軸17將動(dòng)力傳輸給齒輪2，齒輪2與安裝在送絲輥15的兩個(gè)齒輪通過齒輪副相連，送絲輥15的兩個(gè)齒輪也通過一對(duì)齒輪副分別帶動(dòng)一對(duì)送絲輥，將釬焊絲送入切絲機(jī)構(gòu)的壓塊14下方；送絲輥15的一側(cè)安裝有釬焊絲固定軸1，送絲輥15的另一側(cè)安裝有壓塊14、砧板19和切刀13，砧板19固定在機(jī)架6上，砧板19上表面與驅(qū)動(dòng)送絲輥15的頂部齊平；壓塊14和切刀13分別通過頂桿18與凸輪9相連，凸輪9、頂桿18通過傳動(dòng)軸與切絲用步進(jìn)電機(jī)5動(dòng)力輸出軸相連，從而達(dá)到切絲目的；球化機(jī)構(gòu)主要由釬焊球加熱冷卻管8、溫度控制儀10和釬料球槽16組成。釬焊球加熱冷卻管8安裝在切刀13與釬焊絲接觸點(diǎn)的正下方，釬焊球加熱冷卻管8內(nèi)充滿有機(jī)油，釬焊球加熱冷卻管8分為釬料加熱熔化和釬料冷卻兩部分，釬料加熱熔化部分的外周安裝有兩個(gè)加熱環(huán)12，加熱環(huán)12的距離可調(diào)整，釬料的熔化時(shí)間與距離成正比，釬料冷卻部分內(nèi)設(shè)置有卸料閥門7，并與釬料球槽16相連；兩個(gè)加熱環(huán)12與溫度控制儀10相連，熱電偶11一端接釬焊球加熱冷卻管8的釬料加熱熔化部分內(nèi)，另一端接溫度控制儀10；其送絲切絲機(jī)構(gòu)固定安裝在機(jī)架6上，主要由送絲用步進(jìn)電機(jī)4的傳動(dòng)軸17將動(dòng)力傳輸給齒輪2，齒輪2與安裝在送絲輥的兩個(gè)齒輪3通過齒輪副相連，動(dòng)力經(jīng)送絲輥15的兩個(gè)齒輪3分別帶動(dòng)一對(duì)送絲輥，從而使釬焊絲送進(jìn)，送絲輥15的一側(cè)安裝有釬焊絲固定軸1，用于安裝釬焊絲，送絲輥15的另一側(cè)安裝有壓塊14、砧板19和切刀13，分別用于壓緊釬焊絲和切斷，砧板19固定在機(jī)架6上，砧板19上表面與驅(qū)動(dòng)送絲輥頂部齊平，壓塊14和切刀13分別通過頂桿18與凸輪9相連，凸輪傳動(dòng)軸與切絲用步進(jìn)電機(jī)5動(dòng)力輸出軸相連；其球化機(jī)構(gòu)固定安裝在機(jī)架6上，主要由釬焊球加熱冷卻管8和溫度控制儀10組成，釬焊球加熱冷卻管8安裝在切刀13與釬焊絲接觸點(diǎn)的正下方，釬焊球加熱冷卻管8內(nèi)充滿有機(jī)油，用于熔化和球化切斷的釬焊絲，釬焊球加熱冷卻管8分為釬料加熱熔化和釬料冷卻兩部分，釬料加熱熔化部分的外周安裝有兩個(gè)加熱環(huán)12，用于加熱該釬料加熱熔化部分，加熱環(huán)的距離可調(diào)整，釬料的熔化時(shí)間與距離成正比，本發(fā)明依據(jù)所切釬料絲的自身重力對(duì)其進(jìn)行控制；釬料冷卻部分內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)閥門7，并與充滿有機(jī)油的釬料球槽16相連，兩個(gè)加熱環(huán)12與溫度控制儀10相連，熱電偶11一端接于釬焊球加熱冷卻管釬料的加熱熔化部分內(nèi)，另一端接溫度控制儀10，用于控制釬焊球加熱冷卻管加熱熔化段的溫度。
釬焊球加工時(shí)，先操作步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生器，調(diào)整送絲動(dòng)力步進(jìn)電機(jī)4和切絲動(dòng)力步進(jìn)電機(jī)5，使兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)在接到控制脈沖后，其動(dòng)力通過傳動(dòng)軸17傳遞，送絲動(dòng)作和切絲動(dòng)作異步進(jìn)行，同時(shí)保證切絲動(dòng)力步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)使壓緊動(dòng)作和切絲動(dòng)作有效進(jìn)行，調(diào)整釬焊絲固定軸1上的釬焊絲和送絲輥15，使釬焊絲按照一定方向和位置送進(jìn)；再調(diào)整釬焊球加熱冷卻管8上的兩個(gè)加熱環(huán)12的位置，使兩個(gè)加熱環(huán)12在進(jìn)行加熱時(shí)能有效加熱，并使切后的釬焊絲在釬焊球加熱冷卻管8內(nèi)有效熔化、球化和冷卻，調(diào)整溫度控制儀10和熱電偶11，使其有效控制釬焊球加熱冷卻管加熱熔化段的溫度，并自動(dòng)保證加熱熔化段的溫度；最后輸入正確控制脈沖，在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)各工作半個(gè)周期，前半個(gè)周期送絲用步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)送絲輥15使釬焊絲送進(jìn)一定長(zhǎng)度，后半個(gè)周期切絲用步進(jìn)電機(jī)5帶動(dòng)凸輪9先后使釬焊絲壓緊和切斷，切斷后的釬焊絲進(jìn)入釬焊球加熱冷卻管8，在下落的過程中，釬焊絲在釬焊球加熱冷卻管8中熔化、球化和冷卻，然后經(jīng)閥門7進(jìn)入釬料球槽16。
權(quán)利要求1.一種切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備，其特征在于其主要由對(duì)釬料絲進(jìn)行送料和切絲處理的送絲切絲機(jī)構(gòu)，及對(duì)所切釬料絲進(jìn)行熔化和球化冷卻處理的球化機(jī)構(gòu)組裝而成；送絲切絲機(jī)構(gòu)的送絲平臺(tái)前端設(shè)置有切絲機(jī)構(gòu)，切絲機(jī)構(gòu)的下端設(shè)置有球化機(jī)構(gòu)的加熱冷卻管(8)管口。
2.如權(quán)利要求1所述的切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備，其特征在于其送絲機(jī)構(gòu)主要由送絲用步進(jìn)式電機(jī)(4)、傳動(dòng)齒輪(2、3)、送絲輥(15)、釬焊絲及固定軸(1)組成；切絲機(jī)構(gòu)主要由切絲用步進(jìn)式電機(jī)(5)、凸輪(9)、頂桿(18)、切刀(13)、壓塊(14)以及砧板(19)組成；送絲用步進(jìn)電機(jī)(4)通過傳動(dòng)軸(17)將動(dòng)力傳輸給齒輪(2)，齒輪(2)與安裝在送絲輥(15)的兩個(gè)齒輪通過齒輪副相連，送絲輥(15)的兩個(gè)齒輪也通過一對(duì)齒輪副分別帶動(dòng)一對(duì)送絲輥，將釬焊絲送入切絲機(jī)構(gòu)的壓塊(14)下方；送絲輥(15)的一側(cè)安裝有釬焊絲固定軸(1)，送絲輥(15)的另一側(cè)安裝有壓塊(14)、砧板(19)和切刀(13)，砧板(19)固定在機(jī)架(6)上，砧板(19)上表面與驅(qū)動(dòng)送絲輥(15)的頂部齊平；壓塊(14)和切刀(13)分別通過頂桿(18)與凸輪(9)相連，凸輪(9)、頂桿(18)通過傳動(dòng)軸與切絲用步進(jìn)電機(jī)(5)動(dòng)力輸出軸相連，從而達(dá)到切絲目的。
3.如權(quán)利要求1所述的切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備，其特征在于其球化機(jī)構(gòu)主要由釬焊球加熱冷卻管(8)、溫度控制儀(10)和釬料球槽(16)組成；釬焊球加熱冷卻管(8)安裝在切刀(13)與釬焊絲接觸點(diǎn)的正下方，釬焊球加熱冷卻管(8)內(nèi)充滿有機(jī)油，釬焊球加熱冷卻管(8)分為釬料加熱熔化和釬料冷卻兩部分，釬料加熱熔化部分的外周安裝有兩個(gè)加熱環(huán)(12)，加熱環(huán)(12)的距離可調(diào)整，釬料的熔化時(shí)間與距離成正比，釬料冷卻部分內(nèi)設(shè)置有卸料閥門(7)，并與釬料球槽(16)相連；兩個(gè)加熱環(huán)(12)與溫度控制儀(10)相連，熱電偶(11)一端接釬焊球加熱冷卻管(8)的釬料加熱熔化部分內(nèi)，另一端接溫度控制儀(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及微電子用材料的加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種切絲式高密封裝用釬焊球設(shè)備。該設(shè)備包括對(duì)釬料絲進(jìn)行送料和切絲處理的送絲切絲結(jié)構(gòu)，及對(duì)所切釬料絲進(jìn)行熔化和球化冷卻處理的球化機(jī)構(gòu)組裝而成；送絲切絲機(jī)構(gòu)的送絲平臺(tái)前端設(shè)置有切絲機(jī)構(gòu)，切絲機(jī)構(gòu)的下端設(shè)置有球化機(jī)構(gòu)的加熱冷卻管(8)管口；利用一套異步送絲和切絲機(jī)構(gòu)來精密控制切絲重量而控制釬焊球大小，采用有機(jī)油熔化和冷卻生產(chǎn)釬焊球，產(chǎn)品球化效果好，加工工藝簡(jiǎn)單，操作方便，焊球大小容易精確控制，可以獲得尺寸較小的釬焊球。
文檔編號(hào)B23K35/40GK2832404SQ20052012771
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者閆焉服, 張向民, 張柯柯, 閆紅星, 余陽春, 趙長(zhǎng)衛(wèi) 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)