專利名稱：雙電熱絲熔切法錫球制備機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種集成電路芯片面陣列封裝方法所使用錫球的制造設備。
背景技術(shù)：
隨著電子設備向小型、高可靠性和輕量化發(fā)展，需要采用大量的高密度器件。在電子封裝中，球柵陣裂封裝(BGA)、芯片級封裝(CSP)、UBGA作為新的封裝技術(shù)，皆屬于面陣列封裝，其特點是在基板的整個面上按陣列方式制作出球形凸點作為引腳。而凸點的制作，無論是采用拾放、粘貼等方法，都要使用大量不同尺寸的錫球。目前各種BGA錫球都是由生產(chǎn)廠家大批量成批次生產(chǎn)的，出廠包裝為每瓶幾十萬到上百萬粒，瓶內(nèi)充有氮氣保護，價格昂貴，開瓶后必須一次用完，否則易受污染和氧化，進而影響焊接質(zhì)量。而大多數(shù)軍工企業(yè)、中小企業(yè)和科研部門的實驗室等，每次使用的錫球量有限，但對于錫球的質(zhì)量要求非常高。因此這些用戶要求最好能當場制作錫球然后當場使用。現(xiàn)有的制球方法，為了達到尺寸和精度上的要求，一般要經(jīng)過成球和篩選兩個步驟。不同成球方法都是依賴于液體表面張力的作用。不規(guī)則形狀的合金熔化后冷卻收縮呈球形。下面是三種基本方法(1)將釬絲或薄片剪切為等分的條塊，把每份材料放入單獨的小容器中，在有保護氣的熔爐中加熱熔化后成型。(2)將釬絲或薄片剪切為等份的條塊，這些條塊在一個熱介質(zhì)流中熔化冷凝成球。(3)直接將液態(tài)金屬流切成熔滴，在適宜的冷卻介質(zhì)中冷卻成型。采用這些方法制作錫球都存在加工設備比較復雜和價格昂貴的缺陷，因此中小企業(yè)和科研單位因經(jīng)濟原因不會自己購置。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的錫球制造設備比較復雜和價格昂貴的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格較低的雙電熱絲熔切法錫球制備機。它由送絲機1、剪絲機構(gòu)2、相同的兩個電熱絲11、罩體7、平臺4和油盒12組成，送絲機1、剪絲機構(gòu)2、電熱絲11、平臺4和油盒12都封閉在罩體7內(nèi)，送絲機1設置在罩體7內(nèi)的上部，剪絲機構(gòu)2設置在送絲機1的下方，送絲機1的出絲通道1-1向正下方的投影位于水平方向平行設置的兩個電熱絲11的中間，兩個電熱絲11分別固定在剪絲機構(gòu)2的能夠水平方向合攏和分開的左平動板2-1和右平動板2-2上，剪絲機構(gòu)2連接在平臺4上，油盒12設置在電熱絲11的下方。本發(fā)明的錫球制備機工作時，送絲機1把釬料絲20向下方傳送，兩平行并垂直于釬料絲20運動方向的電熱絲11在剪絲機構(gòu)2的帶動下做周期性開合運動，不斷地剪切垂直送下的釬料絲20的下端部，熔切下一個個釬料絲液滴。兩電熱絲11并聯(lián)連接在電源上，為防止兩絲相并時產(chǎn)生打火、分流、溫度不均等現(xiàn)象，應保證兩電熱絲各處電位相同。電熱絲由于內(nèi)阻的原因會產(chǎn)生焦耳熱。電熱絲溫度達到釬料絲20熔點以上，當電熱絲接觸到釬料絲20時，其熱量會傳導給釬料絲20，使其從接觸處開始逐步向內(nèi)熔化，而熔切點下方的釬料絲20端部，其熱容量小、傳導路徑短，會迅速全部熔化。在表面張力的作用下，熔化的釬料會形成球形。由于所選用的電熱絲材料和釬絲材料不潤濕，釬料熔滴會在重力作用下自然滴落。在氮氣的保護氣氛中自然冷卻并滴入下方油盒中，將其回收用超聲波清洗后即得到成品的BGA錫球。由于本發(fā)明的設備把釬料絲20的剪切和熔化成球簡單地通過電熱絲的開合運動來實現(xiàn)，設備的結(jié)構(gòu)簡單，因此設備的價格比較便宜，操作工藝也簡單，使大多數(shù)軍工企業(yè)、中小企業(yè)和科研部門的實驗室等在需要的情況下都能購置和擁有。本發(fā)明的設備具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的優(yōu)點，具有較大的推廣價值。


圖1至圖5是本發(fā)明電熱絲11剪切釬料絲20的各步驟示意圖，圖6是本發(fā)明實施方式一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是實施方式二中剪切機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是實施方式三中剪切機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖6具體說明本實施方式。本實施方式由送絲機1、剪絲機構(gòu)2、相同的兩個電熱絲11、罩體7、平臺4和油盒12組成，送絲機1、剪絲機構(gòu)2、電熱絲11、平臺4和油盒12都封閉在罩體7內(nèi)，送絲機1設置在罩體7內(nèi)的上部，剪絲機構(gòu)2設置在送絲機1的下方，送絲機1的出絲通道1-1向正下方的投影位于水平方向平行設置的兩個電熱絲11的中間，兩個電熱絲11分別固定在剪絲機構(gòu)2的能夠水平方向合攏和分開的左平動板2-1和右平動板2-2上，剪絲機構(gòu)2連接在平臺4上，油盒12設置在電熱絲11的下方。送絲機1由纏絲滾筒1-2、導向輪1-3和兩個相對旋轉(zhuǎn)的送絲滾輪1-4組成，纏絲滾筒1-2、導向輪1-3和送絲滾輪1-4的旋轉(zhuǎn)軸線互相平行，纏絲滾筒1-2、導向輪1-3和送絲滾輪1-4設置在一個鉛垂方向的平面內(nèi)，兩個送絲滾輪1-4的輪緣間形成送絲通道1-1。本實施方式所選用的送絲機1是日本JBC公司生產(chǎn)的送絲機，工作時兩個送絲滾輪1-4相對滾動，把夾在送絲滾輪1-4輪緣間的釬料絲20向下牽引，繞過導向輪1-3并纏在纏絲滾筒1-2上的釬料絲20不斷被送下去。
具體實施方式
二下面結(jié)合圖6和圖7具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是剪絲機構(gòu)2由左平動板2-1、右平動板2-2、左吊架懸臂2-3、右吊架懸臂2-4、左方電磁鐵2-5、右方電磁鐵2-6、耳軸架2-7、耳軸2-8、復位彈簧2-10和四個隔熱絕緣柱2-9組成，耳軸架2-7的上端固定在平臺4上，左吊架懸臂2-3的中部與右吊架懸臂2-4的中部通過耳軸2-8鉸接在一起，左吊架懸臂2-3的上端設置在右方電磁鐵2-6的鐵心旁，右吊架懸臂2-4的上端設置在左方電磁鐵2-5的鐵心旁，左平動板2-1固定在左吊架懸臂2-3的下端上，右平動板2-2固定在右吊架懸臂2-4的下端上，左平動板2-1和右平動板2-2的兩端各固定有一個隔熱絕緣柱2-9，兩個電熱絲11通過隔熱絕緣柱2-9分別固定在左平動板2-1和右平動板2-2上，復位彈簧2-10連接在左吊架懸臂2-3的上端和右吊架懸臂2-4的上端之間。本實施方式工作時，釬料絲20穿過平臺4的空隙向下運動到兩個電熱絲11之間，左方電磁鐵2-5和右方電磁鐵2-6通電后鐵心吸引左吊架懸臂2-3的上端和右吊架懸臂2-4的上端向相反方向運動，固定在左吊架懸臂2-3和右吊架懸臂2-4下端的電熱絲11向內(nèi)剪切釬料絲20的端部并使其熔化成球，左方電磁鐵2-5和右方電磁鐵2-6斷電后左吊架懸臂2-3和右吊架懸臂2-4在復位彈簧2-10的作用下復位，電熱絲11向兩側(cè)分開。如此周期性地開合，完成錫球的成形工作。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖8具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是剪絲機構(gòu)2由左平動板2-1、右平動板2-2、第一光杠2-20、第二光杠2-23、驅(qū)動電機2-21、絲杠2-22和四個隔熱絕緣柱2-9組成，絲杠2-22長度方向的兩半部分分別開有相反旋向的螺紋，絲杠2-22設置在第一光杠2-20和第二光杠2-23之間并且與第一光杠2-20和第二光杠2-23平行，第一光杠2-20插入左平動板2-1和右平動板2-2的一端為二者提供平行移動的導向，第二光杠2-23插入左平動板2-1和右平動板2-2的另一端為二者提供平行移動的導向，絲杠2-22的一端旋合在左平動板2-1內(nèi)，絲杠2-22的另一端旋合在右平動板2-2內(nèi)，絲杠2-22的端部與驅(qū)動電機2-21的電機軸固定連接，左平動板2-1和右平動板2-2的兩端各固定有一個隔熱絕緣柱2-9，兩個電熱絲11通過隔熱絕緣柱2-9分別固定在左平動板2-1和右平動板2-2上。本實施方式的剪絲機構(gòu)通過第一光杠2-20和第二光杠2-23固定在平臺4上，驅(qū)動電機2-21通過周期性地正反方向旋轉(zhuǎn)使左平動板2-1和右平動板2-2之間完成開合運動，電熱絲剪斷釬料絲20并使之成球。
權(quán)利要求
1.雙電熱絲熔切法錫球制備機，其特征在于它由送絲機(1)、剪絲機構(gòu)(2)、相同的兩個電熱絲(11)、罩體(7)、平臺(4)和油盒(12)組成，送絲機(1)、剪絲機構(gòu)(2)、電熱絲(11)、平臺(4)和油盒(12)都封閉在罩體(7)內(nèi)，送絲機(1)設置在罩體(7)內(nèi)的上部，剪絲機構(gòu)(2)設置在送絲機(1)的下方，送絲機(1)的出絲通道(1-1)向正下方的投影位于水平方向平行設置的兩個電熱絲(11)的中間，兩個電熱絲(11)分別固定在剪絲機構(gòu)(2)的能夠水平方向合攏和分開的左平動板(2-1)和右平動板(2-2)上，剪絲機構(gòu)(2)連接在平臺(4)上，油盒(12)設置在電熱絲(11)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電熱絲熔切法錫球制備機，其特征在于送絲機(1)由纏絲滾筒(1-2)、導向輪(1-3)和兩個相對旋轉(zhuǎn)的送絲滾輪(1-4)組成，纏絲滾筒(1-2)、導向輪(1-3)和送絲滾輪(1-4)的旋轉(zhuǎn)軸線互相平行，纏絲滾筒(1-2)、導向輪(1-3)和送絲滾輪(1-4)設置在一個鉛垂方向的平面內(nèi)，兩個送絲滾輪(1-4)的輪緣間形成送絲通道(1-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電熱絲熔切法錫球制備機，其特征在于剪絲機構(gòu)(2)由左平動板(2-1)、右平動板(2-2)、左吊架懸臂(2-3)、右吊架懸臂(2-4)、左方電磁鐵(2-5)、右方電磁鐵(2-6)、耳軸架(2-7)、耳軸(2-8)、復位彈簧(2-10)和四個隔熱絕緣柱(2-9)組成，耳軸架(2-7)的上端固定在平臺(4)上，左吊架懸臂(2-3)的中部與右吊架懸臂(2-4)的中部通過耳軸(2-8)鉸接在一起，左吊架懸臂(2-3)的上端設置在右方電磁鐵(2-6)的鐵心旁，右吊架懸臂(2-4)的上端設置在左方電磁鐵(2-5)的鐵心旁，左平動板(2-1)固定在左吊架懸臂(2-3)的下端上，右平動板(2-2)固定在右吊架懸臂(2-4)的下端上，左平動板(2-1)和右平動板(2-2)的兩端各固定有一個隔熱絕緣柱(2-9)，兩個電熱絲(11)通過隔熱絕緣柱(2-9)分別固定在左平動板(2-1)和右平動板(2-2)上，復位彈簧(2-10)連接在左吊架懸臂(2-3)的上端和右吊架懸臂(2-4)的上端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電熱絲熔切法錫球制備機，其特征在于剪絲機構(gòu)(2)由左平動板(2-1)、右平動板(2-2)、第一光杠(2-20)、第二光杠(2-23)、驅(qū)動電機(2-2 1)、絲杠(2-22)和四個隔熱絕緣柱(2-9)組成，絲杠(2-22)長度方向的兩半部分分別開有相反旋向的螺紋，絲杠(2-22)設置在第一光杠(2-20)和第二光杠(2-23)之間并且與第一光杠(2-20)和第二光杠(2-23)平行，第一光杠(2-20)插入左平動板(2-1)和右平動板(2-2)的一端為二者提供平行移動的導向，第二光杠(2-23)插入左平動板(2-1)和右平動板(2-2)的另一端為二者提供平行移動的導向，絲杠(2-22)的一端旋合在左平動板(2-1)內(nèi)，絲杠(2-22)的另一端旋合在右平動板(2-2)內(nèi)，絲杠(2-22)的端部與驅(qū)動電機(2-21)的電機軸固定連接，左平動板(2-1)和右平動板(2-2)的兩端各固定有一個隔熱絕緣柱(2-9)，兩個電熱絲(11)通過隔熱絕緣柱(2-9)分別固定在左平動板(2-1)和右平動板(2-2)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成電路芯片面陣列封裝方法所使用錫球的制造設備。雙電熱絲熔切法錫球制備機由送絲機1、剪絲機構(gòu)2、相同的兩個電熱絲11、罩體7、平臺4和油盒12組成，1、2、11、4和12都封閉在7內(nèi)，1設置在7內(nèi)的上部，2設置在1的下方，1的出絲通道1－1向正下方的投影位于水平方向平行設置的兩個11的中間，兩個11分別固定在2的能夠水平方向合攏和分開的左平動板2－1和右平動板2－2上，2連接在4上，12設置在11的下方。由于本發(fā)明的設備把釬料絲的剪切和熔化成球簡單地通過電熱絲的開合運動來實現(xiàn)，設備的結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，操作簡單，大多數(shù)軍工企業(yè)、中小企業(yè)和科研部門的實驗室都能購置和擁有。
文檔編號H01L21/60GK1645584SQ20051000961
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者孔令超, 王春青, 李明雨, 程剛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學