專利名稱：金屬球制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬球制造裝置，特別是關(guān)于在一成形裝置及一冷卻裝置之間設(shè)置一緩沖定形裝置，以提高金屬球真圓度的裝置。
背景技術(shù)：
習(xí)用金屬球制造裝置，其包含一加熱裝置、一發(fā)射裝置、一冷卻裝置及一接料裝置。該加熱裝置用以加熱熔化金屬，該發(fā)射裝置連接該加熱裝置，以噴射由該加熱裝置熔化的金屬至該冷卻裝置內(nèi)，該冷卻裝置內(nèi)充滿低溫介質(zhì)，以冷卻固化由該發(fā)射裝置噴出的熔融金屬，再由金屬本身的表面張力及內(nèi)聚力，使熔融金屬在完全固化前形成球形體，該接料裝置連接該冷卻裝置，以承接由該冷卻裝置冷卻固化的金屬球。實(shí)際上，該金屬球制造裝置廣泛應(yīng)用于制造BGA封裝IC所需的錫球微粒。
然而，實(shí)際上該金屬球制造裝置對(duì)于熔融金屬的球化是必須由金屬本身的表面張力及內(nèi)聚力方能完成。若由該發(fā)射裝置噴出的熔融金屬在未完全球化前，一旦已提前完成固化時(shí)，該金屬球無法形成高真圓度，因而導(dǎo)致該金屬球的制程優(yōu)良率下降，其原因在于該冷卻裝置對(duì)于熔融金屬的冷卻參數(shù)不易控制。再者，若熔融金屬在未完全固化下，一旦該金屬球接觸到空氣時(shí)，其容易在金屬表面形成一氧化層，如此該金屬球無法順利由本身的表面張力進(jìn)行完全球化，因而導(dǎo)致該金屬球的品質(zhì)不佳。基于上述原因，其確實(shí)仍有必要進(jìn)一步改良上述金屬球制造裝置。
有鑒于此，本實(shí)用新型改良上述的缺點(diǎn)，其在一成形裝置及一冷卻裝置之間設(shè)置一緩沖定形裝置，該成形裝置用以成形數(shù)個(gè)金屬球，該金屬球再直接進(jìn)入該緩沖定形裝置，以避免該金屬球的表面形成氧化層，并提供該金屬球完全球化的緩沖距離及塑性時(shí)間，該金屬球在完全球化后再經(jīng)由該冷卻裝置冷卻定型。由此，本實(shí)用新型的金屬球制造裝置具有可穩(wěn)定的制造出圓度精確的金屬球，因而具有提高制程優(yōu)良率及成品品質(zhì)的功效。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種金屬球制造裝置，其在一成形裝置及一冷卻裝置之間設(shè)置一緩沖定形裝置，以避免該金屬球的表面形成氧化層，并提供該金屬球完全球化的緩沖距離及塑形時(shí)間，具有提高制程優(yōu)良率及成品品質(zhì)的功效。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種金屬球制造裝置，其包含一成形裝置，其設(shè)有一振動(dòng)裝置及一加熱熔爐，該振動(dòng)裝置連接于該加熱熔爐的上方，該加熱熔爐用以盛置及加熱一熔融金屬，該加熱熔爐的底端設(shè)有至少一成形孔，該振動(dòng)裝置可產(chǎn)生高頻振動(dòng)，以便振動(dòng)該加熱熔爐內(nèi)的熔融金屬，如此該熔融金屬由該成形孔滴落，進(jìn)而形成數(shù)個(gè)金屬球；一緩沖定形裝置，其設(shè)于該成型裝置的下方，并可供由該成形裝置成形的金屬球直接通過，該緩沖定形裝置設(shè)有至少一進(jìn)氣口，以供灌入一惰性氣體，其可避免在成形后接觸到空氣而在表面形成氧化層，且該緩沖定形裝置可供該金屬球充分的進(jìn)行球化過程；一冷卻裝置，其設(shè)于該緩沖定形裝置的下方，并可供由該緩沖定形裝置完全球化后的金屬球直接通過，該冷卻裝置可供灌入一低溫介質(zhì)，以冷卻定型該金屬球。
該緩沖定形裝置設(shè)有至少一導(dǎo)流板，以導(dǎo)引該惰性氣體在該緩沖定形裝置內(nèi)形成一渦流，以導(dǎo)引該金屬球順暢的掉落至該冷卻裝置內(nèi)。
該緩沖定形裝置所灌入的惰性氣體為室溫溫度。
該緩沖定形裝置所灌入的惰性氣體為氮?dú)狻?br> 該緩沖定形裝置設(shè)有一緩沖區(qū)，以供該金屬球緩慢進(jìn)行球化，該緩沖區(qū)的長度至少大于60cm。
該緩沖定形裝置設(shè)有一觀測視窗，該觀測視窗設(shè)于該緩沖定形裝置外周面，以供檢視該緩沖定形裝置內(nèi)的金屬球的球化過程。
該成型裝置的振動(dòng)裝置設(shè)有一振動(dòng)產(chǎn)生器及一振動(dòng)件，該振動(dòng)產(chǎn)生器連接該振動(dòng)件的一端，該振動(dòng)件的另一端延伸至該加熱熔爐內(nèi)，該振動(dòng)產(chǎn)生器可產(chǎn)生一高頻振動(dòng)，以帶動(dòng)該振動(dòng)件高頻振動(dòng)該加熱熔爐內(nèi)的熔融金屬。
該成型裝置的加熱熔爐另設(shè)有一加壓閥及一泄壓閥，該加壓閥用以灌入惰性氣體至該加熱熔爐的容室內(nèi)，該泄壓閥用以泄放該容室內(nèi)的惰性氣體，由此調(diào)節(jié)該加熱熔爐的容室內(nèi)的壓力。
該成形裝置另設(shè)有一球化分離管，該球化分離管設(shè)于該加熱熔爐的成形孔下方，以供由該成形孔滴落的熔融金屬通過，該球化分離管可通電產(chǎn)生靜電效應(yīng)，以加速通過的熔融金屬分離并形成該金屬球。
該冷卻裝置設(shè)有至少一冷卻介質(zhì)注入口，以灌入該低溫介質(zhì)于該冷卻裝置內(nèi)，由此冷卻定型該金屬球。
該低溫介質(zhì)為低溫惰性氣體或低溫液態(tài)惰性氣體。
該低溫介質(zhì)為液態(tài)氮。
另包含一接料裝置，其設(shè)置于該冷卻裝置的下方，以收集由該冷卻裝置冷卻定型后的金屬球。
該成形裝置設(shè)有一第一水冷槽，該第一水冷槽設(shè)于該振動(dòng)裝置及加熱熔爐之間，該第一水冷槽可避免該加熱熔爐的高溫影響該振動(dòng)裝置的運(yùn)作。
該冷卻裝置設(shè)有一第二水冷槽，該第二水冷槽設(shè)于該緩沖定型裝置及冷卻裝置之間，該第二水冷槽可避免該緩沖定形裝置及冷卻裝置之間的溫差過大。
本實(shí)用新型的金屬球制造裝置，由于包含一成形裝置、一緩沖定形裝置及一冷卻裝置。該成形裝置設(shè)于該緩沖定形裝置的上方，該冷卻裝置設(shè)于該緩沖定形裝置的下方，該成形裝置用以成形數(shù)個(gè)金屬球，該金屬球由該成形裝置成形后直接進(jìn)入該緩沖定形裝置，該緩沖定形裝置可避免該金屬球的表面形成氧化層，并提供該金屬球進(jìn)行完全球化的緩沖距離及時(shí)間。最后，該金屬球在完全球化后再經(jīng)由該冷卻裝置冷卻定型。由此，本實(shí)用新型的金屬球制造裝置可穩(wěn)定的制造出高真圓度的金屬球，因而提高制程優(yōu)良率及成品品質(zhì)。


圖1本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的金屬球制造裝置的組合示意圖。
圖2本實(shí)用新型較佳實(shí)拖例的金屬球制造裝置的成形裝置及緩沖定形裝置的組合剖視圖。
圖3本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的金屬球制造裝置的成形裝置將熔融金屬成形金屬球的剖視圖。
圖4本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的金屬球制造裝置的防氧化區(qū)的上視圖。
1成形裝置 11振動(dòng)裝置111振動(dòng)產(chǎn)生器112 振動(dòng)件 113 第一水冷槽 12 加熱熔爐121 容室 122 加熱器 123成形孔124 加壓閥 125 泄壓閥 13 球化分離管2緩沖定形裝置 21防氧化區(qū)211進(jìn)氣口212 導(dǎo)流板 22緩沖區(qū) 221觀測視窗3冷卻裝置 31第二水冷槽32 冷卻介質(zhì)注入口4接料裝置 41接料緩沖區(qū) 42 收集箱
43取料口具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2所示，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的金屬球制造裝置包含一成形裝置1、一緩沖定形裝置2、一冷卻裝置3及一接料裝置4。該成形裝置1用以成形數(shù)個(gè)金屬球5，該緩沖定形裝置2連接于該成形裝置1下方，以便由該成形裝置1成形的金屬球通過，并在該緩沖定形裝置2內(nèi)完全球化，該冷卻裝置3連接于該緩沖定形裝置2下方，以冷卻定型該金屬球5，該接料裝置4則連接于該冷卻裝置3下方，以承接收集完全冷卻定型后的金屬球5。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1及圖2所示，該成形裝置1包含一振動(dòng)裝置11、一加熱熔爐12及一球化分離管I3。該振動(dòng)裝置11位于加熱熔爐12的上方，該球化分離管13則連接該加熱熔爐12的下方。該振動(dòng)裝置11設(shè)有一振動(dòng)產(chǎn)生器111、一振動(dòng)件112及一第一水冷槽113，該振動(dòng)產(chǎn)生器111連接該振動(dòng)件112的一端，該振動(dòng)產(chǎn)生器111可產(chǎn)生高頻振動(dòng)，以帶動(dòng)該振動(dòng)件112高頻振動(dòng)，該振動(dòng)件112為長桿體，其另一端形成圓盤狀，并延伸至該加熱熔爐12內(nèi)，該第一水冷槽113環(huán)設(shè)于該振動(dòng)產(chǎn)生器111及該加熱熔爐12間，該第一水冷槽113由引入水流在槽內(nèi)循環(huán)進(jìn)出而達(dá)到冷卻效果，以避免該加熱熔爐12的高溫影響該振動(dòng)裝置11的振動(dòng)產(chǎn)生器111運(yùn)作。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及圖3所示，該加熱熔爐12設(shè)有一容室121、數(shù)個(gè)加熱器122、至少一成形孔123、一加壓閥124及一泄壓閥125。該容室121用以容置熔融金屬，該加熱器122設(shè)于該加熱熔爐12的底部，以持續(xù)加熱該加熱熔爐12的壁面，以便該加熱熔爐12內(nèi)的金屬保持熔融狀態(tài)。該成形孔123設(shè)于該容室121的底端，并連通至該球化分離管13，該成形孔123的孔徑約為該金屬球5的預(yù)設(shè)直徑，以供該加熱熔爐12內(nèi)的熔融金屬滴落至該球化分離管13內(nèi)。該加壓閥124用以灌入惰性氣體(例如氮?dú)?至該加熱熔爐12的容室121內(nèi)，以增加該容室121內(nèi)的壓力，該泄壓閥125則用以泄放該容室121內(nèi)的惰性氣體，以避免該容室121內(nèi)的壓力過大。該球化分離管13由導(dǎo)電料制成，其管徑略大于該金屬球5的直徑，并可通入高壓電，以產(chǎn)生靜電。
如圖2、3所示，當(dāng)該振動(dòng)裝置11的振動(dòng)產(chǎn)生器111開始產(chǎn)生高頻振動(dòng)時(shí)，該振動(dòng)裝置11的振動(dòng)件112的高頻振動(dòng)立即振動(dòng)擠壓該加熱熔爐12內(nèi)的熔融金屬，且由該加壓閥124及泄壓閥125使該加熱熔爐12內(nèi)的壓力大于外界壓力，因而熔融金屬在持續(xù)不斷的由該成形孔123滴落至該球化分離管13內(nèi)。剛由該成形孔123滴出的熔融金屬是呈長條狀。接著，熔融金屬由于受重力及本身表面張力的影響下，逐漸開始分離成粒滴狀，并在該球化分離管13內(nèi)的靜電影響下加速分離，以形成該金屬球5，最后掉落至該緩沖定形裝置2內(nèi)。
請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖4所示，該緩沖定形裝置2為中空筒體，以供由該成型裝置1成形的金屬球5掉落通過，該緩沖定形裝置2設(shè)有一防氧化區(qū)21及一緩沖區(qū)22。該防氧化區(qū)21連接該成形裝置1下方，該防氧化區(qū)21設(shè)有二進(jìn)氣口211及二導(dǎo)流板212，該進(jìn)氣口211可供室溫的惰性氣體(例如氮?dú)?灌入該防氧化區(qū)21，并灌滿該防氧化區(qū)21的全部空間。該導(dǎo)流板212設(shè)于靠近該進(jìn)氣口211的進(jìn)氣處，并沿順或逆時(shí)鐘方向設(shè)置，以導(dǎo)引由該進(jìn)氣口211進(jìn)氣的惰性氣體在該防氧化區(qū)21內(nèi)形成渦流。由此，由該成形裝置1掉落的金屬球5可直接落入灌滿惰性氣體的防氧化區(qū)21，并在惰性氣體的渦流下，再順利的掉落至該緩沖區(qū)22內(nèi)，以避免未完全球化的金屬球5直接接觸到空氣，因而可避免在該金屬球5表面形成氧化層。在避免發(fā)生氧化的狀態(tài)下，該金屬球5將可延長由本身的表面張力繼續(xù)進(jìn)行球化的塑形時(shí)間。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1所示，該緩沖區(qū)22較佳具有60cm以上的距離，以提供由該防氧化區(qū)21掉落的金屬球5一較長的球化緩沖距離及塑形時(shí)間，該緩沖區(qū)22設(shè)有一觀測視窗221，該觀測視窗221設(shè)于該緩沖定形裝置2外周面，操作者可透過該觀測視窗221檢視到該緩沖區(qū)22的內(nèi)部狀態(tài)，該觀測視窗221外也可選擇設(shè)置一CCD等檢視裝置(未繪示)，以供監(jiān)視該金屬球5的球化過程，并對(duì)應(yīng)調(diào)整相關(guān)制程參數(shù)。由該緩沖區(qū)22，該金屬球5可先充分的利用本身的表面力及內(nèi)聚力進(jìn)行球化，以便先行形成圓度精確的球體后，再進(jìn)入該冷卻裝置3冷卻定形。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1所示，該冷卻裝置3較佳由數(shù)個(gè)長型中空槽體組裝成一體，該冷卻裝置3設(shè)有一第二水冷槽31及數(shù)個(gè)冷卻介質(zhì)注入口32。該第二水冷槽31環(huán)設(shè)于該緩沖定形裝置2及冷卻裝置3之間，該第二水冷槽31由引入冷卻水在槽內(nèi)循環(huán)進(jìn)出而達(dá)到冷卻效果，以避免該緩沖定形裝置2及該冷卻裝置3間的溫差過大，因而達(dá)到漸近冷卻效果。該第二水冷槽31可選擇與該第一水冷槽113連通，如此水流在該第一水冷槽113及第二水冷槽31之間循環(huán)流通。該冷卻介質(zhì)注入口32用以灌入大量低溫介質(zhì)，其較佳選自低溫惰性氣體及低溫液態(tài)惰性氣體(例如液態(tài)氮)，以冷卻定形已由該緩沖定形裝置2完全球化的金屬球5，最后再由該接料裝置4承接完全冷卻定型后的該金屬球5。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1所示，該接料裝置4設(shè)有一接料緩沖區(qū)41、一收集箱42及一取料口43。該接料緩沖區(qū)41呈漏斗狀，其連接該冷卻裝置3，該收集箱42再置于該接料緩沖區(qū)41下，該取料口43則開設(shè)于該收集箱42上。如此，大量的金屬球5成品可完全經(jīng)由該接料緩沖區(qū)41落至該收集箱42，操作者可再由該取料口43將該金屬球5成品取出。由此，本實(shí)用新型的金屬球制造裝置可穩(wěn)定的制造出品質(zhì)良好的金屬球5，因而具有提高制程優(yōu)良率及產(chǎn)品品質(zhì)的功效。
如上所述，相較于習(xí)用金屬球制造裝置，其在金屬球未完全球化前，即予以冷卻定型，導(dǎo)致金屬球的圓度不精確，因而造成產(chǎn)品品質(zhì)不易維持，且其制程參數(shù)不易控制等缺點(diǎn)。反觀，圖2的本實(shí)用新型由在該成形裝置1及冷卻裝置3之間設(shè)置該緩沖定形裝置2，以避免該金屬球5的表面形成氧化層，并提供該金屬球5完全球化的緩沖距離及塑形時(shí)間，其確實(shí)可使本實(shí)用新型的金屬球制造裝置具有可穩(wěn)定的制造出高真圓度的金屬球5，因而具有提高制程優(yōu)良率及產(chǎn)品品質(zhì)的功效。
雖然本實(shí)用新型已以具體實(shí)施例揭示，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋之范疇。
權(quán)利要求1.一種金屬球制造裝置，其特征在于包含一成形裝置，其設(shè)有一振動(dòng)裝置及一加熱熔爐，該振動(dòng)裝置連接于該加熱熔爐的上方，該加熱熔爐內(nèi)盛置及加熱一熔融金屬，該加熱熔爐的底端設(shè)有至少一成形孔，該振動(dòng)裝置產(chǎn)生高頻振動(dòng)，振動(dòng)該加熱熔爐內(nèi)的熔融金屬，該熔融金屬由成形孔滴落，形成數(shù)個(gè)金屬球；一緩沖定形裝置，其設(shè)于該成型裝置的下方，由該成形裝置成形的金屬球可直接通過緩沖定形裝置，該緩沖定形裝置設(shè)有至少一供灌入惰性氣體的進(jìn)氣口；一冷卻裝置，其設(shè)于該緩沖定形裝置的下方，由該緩沖定形裝置完全球化后的金屬球可直接通過冷卻裝置，該冷卻裝置灌入一冷卻定型該金屬球的低溫介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該緩沖定形裝置設(shè)有至少一可導(dǎo)引該惰性氣體在該緩沖定形裝置內(nèi)形成一渦流并導(dǎo)引該金屬球順暢的掉落至所述冷卻裝置內(nèi)的導(dǎo)流板。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該緩沖定形裝置所灌入的惰性氣體為室溫溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該緩沖定形裝置所灌入的惰性氣體為氮?dú)狻?br> 5.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該緩沖定形裝置設(shè)有一供該金屬球緩慢進(jìn)行球化的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)的長度至少大于60cm。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該緩沖定形裝置設(shè)有一檢視該緩沖定形裝置內(nèi)的金屬球的球化過程的觀測視窗，該觀測視窗設(shè)于該緩沖定形裝置外周面。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該成型裝置的振動(dòng)裝置設(shè)有一振動(dòng)產(chǎn)生器及一振動(dòng)件，該振動(dòng)產(chǎn)生器連接該振動(dòng)件的一端，該振動(dòng)件的另一端延伸至該加熱熔爐內(nèi)，該振動(dòng)產(chǎn)生器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，帶動(dòng)該振動(dòng)件高頻振動(dòng)加熱熔爐內(nèi)的熔融金屬。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該成型裝置的加熱熔爐另設(shè)有調(diào)節(jié)該加熱熔爐的容室內(nèi)壓力的一加壓閥及一泄壓閥，由該加壓閥灌入惰性氣體至該加熱熔爐的容室內(nèi)，由該泄壓閥泄放該容室內(nèi)的惰性氣體。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該成形裝置另設(shè)有一球化分離管，該球化分離管設(shè)于該加熱熔爐的成形孔下方，由該成形孔滴落的熔融金屬通過球化分離管，該球化分離管可通電產(chǎn)生靜電效應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該冷卻裝置設(shè)有至少一灌入該低溫介質(zhì)于該冷卻裝置內(nèi)的冷卻介質(zhì)注入口。
11.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該低溫介質(zhì)為低溫惰性氣體或低溫液態(tài)惰性氣體。
12.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該低溫介質(zhì)為液態(tài)氮。
13.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于另包含一收集由該冷卻裝置冷卻定型后的金屬球的接料裝置，其設(shè)置于該冷卻裝置的下方。
14.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該成形裝置設(shè)有一第一水冷槽，該第一水冷槽設(shè)于該振動(dòng)裝置及加熱熔爐之間。
15.如權(quán)利要求1所述的金屬球制造裝置，其特征在于該冷卻裝置設(shè)有一第二水冷槽，該第二水冷槽設(shè)于該緩沖定型裝置及冷卻裝置之間。
專利摘要一種金屬球制造裝置，其包含一成形裝置、一緩沖定形裝置及一冷卻裝置。該成形裝置設(shè)于該緩沖定形裝置的上方，該冷卻裝置設(shè)于該緩沖定形裝置的下方，該成形裝置用以成形數(shù)個(gè)金屬球，該金屬球由該成形裝置成形后直接進(jìn)入該緩沖定形裝置，該緩沖定形裝置可避免該金屬球的表面形成氧化層，并提供該金屬球進(jìn)行完全球化的緩沖距離及時(shí)間。最后，該金屬球在完全球化后再經(jīng)由該冷卻裝置冷卻定型。由此，本實(shí)用新型的金屬球制造裝置可穩(wěn)定的制造出高真圓度的金屬球，因而提高制程優(yōu)良率及成品品質(zhì)。
文檔編號(hào)B22D25/02GK2782261SQ200520000510
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者林美均 申請(qǐng)人:肯麥特精密科技股份有限公司