專利名稱：一種用于半導體封裝的錫球制造方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種生產(chǎn)直徑為0.1-2.0mm用于半導體封裝的錫球的生產(chǎn)方法。本發(fā)明創(chuàng)造還涉及上述生產(chǎn)方法中使用的一種設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導體封裝中BGA封裝是采用錫球來代替IC元件封裝結(jié)構(gòu)中的引腳，BGA封裝可以安排更多的1/0，更重要的是可以按功能要求設(shè)計從兩層到多層集成電路，完成電阻優(yōu)化。BGA封裝采用的錫球具有相當高的尺寸及外形精度要求。現(xiàn)有生產(chǎn)錫球的主要技術(shù)有切絲重熔法，先將錫料制成一定規(guī)格的錫絲，在裁切成小段，將小段浸入一定溫度的溶劑中熔化，凝固成顆粒，在拉絲過程中溶液造成錫絲粗細不均，影響到錫球的尺寸造成成品率低，而且生產(chǎn)設(shè)備造價較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于提供一種成品率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，并能生產(chǎn)0.1-2.0mm直徑的錫球生產(chǎn)方法。本發(fā)明創(chuàng)造的另一目的在于提供一種生產(chǎn)上述錫球的構(gòu)造簡單造價低廉的設(shè)備。本發(fā)明創(chuàng)造的半導體封裝用的錫球生產(chǎn)方法主要有熔化，離心噴射成型，定型冷卻，抗氧化處理，篩選，檢驗及包裝，其特征在于:(I)離心噴射成型:將錫液均勻的流入以500-3000轉(zhuǎn)/分鐘不斷轉(zhuǎn)動的并經(jīng)過預熱的半球形轉(zhuǎn)盤中，通過半球形轉(zhuǎn)盤底端的噴嘴噴射出錫球，根據(jù)生產(chǎn)錫球大小更換不同徑口尺寸的噴嘴； (2)定型冷卻:噴射出的錫球落入裝有冷卻液的冷卻槽中冷卻定型成球狀，冷卻液為聚乙二醇溶液，冷卻液溫度不高于100°c。上述離心噴射成型步驟中，半球型轉(zhuǎn)盤的優(yōu)選轉(zhuǎn)速在800-2500轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤預熱溫度250-450°C，優(yōu)選350-450°C ;定型冷卻步驟中，冷卻液溫度優(yōu)選不高于80°C。上述生產(chǎn)方法中的熔化，離心噴射成型，定型冷卻三個步驟可以通過一套完整設(shè)計的設(shè)備來來完成，它包括熔化爐，管道，噴射成型裝置，錫料在熔化爐熔化經(jīng)過管道流入成型裝置中，其特征在于:所述成型裝置包括轉(zhuǎn)盤，攪拌機，冷卻液和冷卻槽，其中所述攪拌機下方連接有攪拌桿，攪拌機通過攪拌桿和轉(zhuǎn)盤內(nèi)球面固定，轉(zhuǎn)盤為半球形狀，底端安裝有噴嘴，轉(zhuǎn)盤正下方設(shè)有冷卻槽，冷卻槽裝有冷卻液，冷卻槽下端設(shè)有出料閥，轉(zhuǎn)盤半球形內(nèi)球面固定在攪拌桿的端部，外球面頂部開一圓口，錫液通過圓口流入半球形轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤底端的噴嘴射出，掉入轉(zhuǎn)盤下方冷卻槽內(nèi)的冷卻液中。所述的轉(zhuǎn)盤為半球形狀，內(nèi)腔寬度為5_20cm,優(yōu)選6_12cm,外半球半徑為10-50cm，優(yōu)選15-30cm，弧度為30-180°，優(yōu)選90-180°，轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)為不銹鋼或鈦材質(zhì)。所述的噴嘴口徑比生產(chǎn)的錫球尺寸略大一些，優(yōu)選大0.1_，根據(jù)生產(chǎn)不同直徑的錫球而選取不同口徑的噴嘴。
所述冷卻液采用聚乙二醇200，聚乙二醇300，聚乙二醇400，聚乙二醇600，聚乙二
醇800或聚乙二醇1000，噴射出的錫液在一定溫度的聚乙二醇溶液中自然沉降，冷卻，同時錫球通過自身的表面張力最終形成圓形的錫球。為了方便錫球收集，冷卻槽的底端設(shè)計成錐形。本發(fā)明創(chuàng)造的生產(chǎn)方法及設(shè)備既可用于生產(chǎn)錫鉛合金錫球也可用于生產(chǎn)無鉛焊合金錫球。本發(fā)明創(chuàng)造克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，具有以下優(yōu)點:(I)工藝及設(shè)備的適應(yīng)性強，通過更換不同口徑的噴嘴和調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速可滿足制取0.1-2.0mm不同徑粒的錫球，產(chǎn)品真圓度好，一次成品率高；(2) 采用連續(xù)進料方式，產(chǎn)率大大提升，同時產(chǎn)量也可靈活控制；(3)生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、合理，操作方便，投資比其他生產(chǎn)方法少。


圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)流程圖；圖2是本發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)備工作原理示意圖。圖中:1、熔化爐；2、流量閥；3、管道；4、攪拌機；5、攪拌桿；6、轉(zhuǎn)盤；7、噴嘴；8、冷卻槽；9、冷卻液；10、出料閥。
具體實施例方式為了更好的本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案，下面詳細描述本發(fā)明創(chuàng)造的實施例。實施例1:如圖1所示，本發(fā)明創(chuàng)造的生產(chǎn)方法包括熔錫、流入轉(zhuǎn)盤、噴射成型、冷卻定型、清洗、防氧化處理、篩選、檢驗、包裝等步驟。如圖2所示，本發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)備包括熔化爐1，管道3，噴射成型裝置，噴射成型裝置包括轉(zhuǎn)盤6，攪拌機4，冷卻槽8，冷卻液9，熔化爐I通過管道3連接到轉(zhuǎn)盤6的正上方，錫料在熔化爐I熔化經(jīng)過管道流入轉(zhuǎn)盤6中，攪拌機4下方連接有攪拌桿5，攪拌機4通過攪拌桿5和轉(zhuǎn)盤6內(nèi)球面固定,轉(zhuǎn)盤6為半球形狀,底端安裝有噴嘴7,轉(zhuǎn)盤6正下方設(shè)有冷卻槽8，冷卻槽8裝有冷卻液9，冷卻槽8下端設(shè)有出料閥10，轉(zhuǎn)盤6半球形內(nèi)球面固定在攪拌桿5的端部，外球面頂部開一圓口，錫液通過圓口流入半球形轉(zhuǎn)盤6,通過轉(zhuǎn)盤6底端的噴嘴7射出，掉入轉(zhuǎn)盤6下方冷卻槽8內(nèi)的冷卻液9中。其中轉(zhuǎn)盤6的弧度為90°，材質(zhì)為不銹鋼或鈦材質(zhì)，內(nèi)腔寬度為5cm,外球半徑15cm,噴嘴7徑口為0.6mm。當生產(chǎn)球徑為0.5mm的無鉛錫球時，先將無鉛錫料合金投入熔化爐I中加熱熔化，并使錫液溫度達到400°C，打開流量閥2使錫液連續(xù)并均勻的流入轉(zhuǎn)速達1400轉(zhuǎn)/分鐘并預熱至400°C的轉(zhuǎn)盤6中，并由徑口為0.6mm的噴嘴7噴出，落入裝有溫度為60°C的冷卻液9-聚乙二醇300的冷卻槽8中，并在冷卻過程中定型為0.5_的無鉛錫球，然后經(jīng)過冷卻槽8底部的出料閥10取出，對錫球進行清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗，然后包裝成產(chǎn)品。實施例2:本實施例與實施例1不同之處在于:上述設(shè)備中的轉(zhuǎn)盤6弧度為150°，內(nèi)腔寬度為8cm,外球半徑為20cm。當生產(chǎn)球徑為1.0mm的無鉛錫球時,先將無鉛錫料合金投入熔化爐I中加熱熔化，并使錫液溫度達到450°c，打開流量閥2使錫液連續(xù)并均勻的流入轉(zhuǎn)速達1100轉(zhuǎn)/分鐘并預熱至450°C的轉(zhuǎn)盤6中，并由徑口為1.1mm的噴嘴7噴出，落入裝有溫度為50°C的冷卻液9-聚乙二醇800的冷卻槽8中，并在冷卻過程中定型為1.0mm的無鉛錫球，然后經(jīng)過冷卻槽8底部的出料閥10取出，對錫球進行清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗，然后包裝成廣品。實施例3:本實施例與實施例1不同之處在于:上述設(shè)備中的轉(zhuǎn)盤6弧度為180°，內(nèi)腔寬度為10cm，外球半徑為25cm。當生產(chǎn)球徑為0.1mm的錫鉛合金錫球時，先將錫鉛合金錫球錫料合金投入熔化爐I中加熱熔化，并使錫液溫度達到350°C，打開流量閥2使錫液連續(xù)并均勻的流入轉(zhuǎn)速達2000轉(zhuǎn)/分鐘并預熱至350°C的轉(zhuǎn)盤6中，并由徑口為0.2mm的噴嘴噴出，落入裝有溫度為70°C的冷卻液9-聚乙二醇600的冷卻槽8中，并在冷卻過程中定型為0.1mm的無鉛錫球，然后經(jīng)過冷卻槽8底部的出料閥10取出，對錫球進行清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗，然后包裝成產(chǎn)品。實施例4:本實施例與實施例1不同之處在于:上述設(shè)備中的轉(zhuǎn)盤6弧度為30°，內(nèi)腔寬度為15cm，外球半徑為35cm。當生產(chǎn)球徑為1.5mm的錫鉛合金錫球時，先將錫鉛合金錫球錫料合金投入熔化爐I中加熱熔化，并使錫液溫度達到250°C，打開流量閥2使錫液連續(xù)并均勻的流入轉(zhuǎn)速達500轉(zhuǎn)/分鐘并預熱至250°C的轉(zhuǎn)盤6中，并由徑口為1.6_的噴嘴噴出，落入裝有溫度為80°C的冷卻液9-聚乙二醇200的冷卻槽8中，并在冷卻過程中定型為1.5mm的無鉛錫球，然后經(jīng)過冷卻槽8底部的出料閥10取出，對錫球進行清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗，然后包裝成產(chǎn)品。實施例5:
本實施例與實施例1不同之處在于:上述設(shè)備中的轉(zhuǎn)盤6弧度為180°，內(nèi)腔寬度為20cm，外球半徑為50cm。當生產(chǎn)球徑為2.0mm的錫鉛合金錫球時，先將錫鉛合金錫球錫料合金投入熔化爐I中加熱熔化，并使錫液溫度達到300°C，打開流量閥2使錫液連續(xù)并均勻的流入轉(zhuǎn)速達3000轉(zhuǎn)/分鐘并預熱至500°C的轉(zhuǎn)盤6中，并由徑口為2.1mm的噴嘴噴出，落入裝有溫度為30°C的冷卻液-9聚乙二醇1000的冷卻槽8中，并在冷卻過程中定型為2.0mm的無鉛錫球，然后經(jīng)過冷卻槽8底部的出料閥10取出，對錫球進行清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗，然后包裝成廣品。以上對本發(fā)明創(chuàng)造實施所提供的一種應(yīng)用在高頻線路板上的化學鎳磷合金鍍液進行了詳細的介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于半導體封裝的錫球的生產(chǎn)方法，按以下步驟進行熔化，離心噴射成型，定型冷卻，抗氧化處理，篩選，檢驗及包裝，其特征在于 (1)離心噴射成型將錫液均勻的流入以500-3000轉(zhuǎn)/分鐘不斷轉(zhuǎn)動的并經(jīng)過預熱的半球形轉(zhuǎn)盤中，通過半球形轉(zhuǎn)盤底端的噴嘴噴射出錫球，根據(jù)生產(chǎn)錫球大小更換不同徑口尺寸的噴嘴； (2)定型冷卻噴射出的錫球落入裝有冷卻液的冷卻槽中冷卻定型成球狀，冷卻液為聚乙二醇溶液，冷卻液溫度不高于100°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法，其特征在于熔化步驟中，錫液的溫度350-450°C;離心噴射成型步驟中，半球型離心轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為800-2500轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤預熱溫度250-450 0C，預熱溫度與錫液流出熔化爐溫度相同；定型冷卻步驟中，冷卻液溫度不高于80。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法中使用的設(shè)備，它包括熔化爐，管道，噴射成型裝置，熔化爐通過管道連接到轉(zhuǎn)盤的正上方，管道內(nèi)設(shè)有流量閥，錫料在熔化爐熔化經(jīng)過管道流入成型裝置中，其特征在于所述成型裝置包括轉(zhuǎn)盤，攪拌機，冷卻液和冷卻槽，其中所述攪拌機下方連接有攪拌桿，攪拌機通過攪拌桿和轉(zhuǎn)盤內(nèi)球面固定，轉(zhuǎn)盤為半球形狀，底端設(shè)有噴嘴，轉(zhuǎn)盤正下方設(shè)有冷卻槽，冷卻槽中裝有冷卻液，冷卻槽下端設(shè)有出料閥，轉(zhuǎn)盤半球形內(nèi)球面固定在攪拌桿的端部，外球面頂部開一圓口，錫液通過圓口流入半球形轉(zhuǎn)盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述的轉(zhuǎn)盤為半球形狀，內(nèi)腔寬度為5-20cm,外半球半徑為10-50cm,弧度為30-180° ,轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)為不銹鋼或鈦材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述噴嘴的徑口尺寸比錫球球徑大O. Imnin
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述冷卻液采用聚乙二醇200，聚乙二醇300，聚乙二醇400，聚乙二醇600，聚乙二醇800或聚乙二醇1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述冷卻槽底端為錐形狀。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種用于半導體封裝的錫球制造方法及設(shè)備，其方法是將錫料投入熔化爐中熔化并保持錫液溫度到250-450℃；熔化后的錫液經(jīng)過導管連續(xù)均勻的流入轉(zhuǎn)速達500-3000轉(zhuǎn)/分鐘并經(jīng)過預熱(預熱溫度與錫液溫度相同)的半球形轉(zhuǎn)盤中，再從轉(zhuǎn)盤的噴嘴射出大小均一的錫球，掉入裝有冷卻液的容器中冷卻成型。然后經(jīng)過清洗，抗氧化處理，篩選，檢驗及包裝得到產(chǎn)品。所述錫球制造設(shè)備包括熔化爐，管道，噴射成型裝置三個部分。本發(fā)明創(chuàng)造采用連續(xù)進料方式，錫球產(chǎn)率大大提升，同時產(chǎn)量也可靈活控制，生產(chǎn)的錫球顆粒均一，真圓度高，且設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)成本低。
文檔編號B22F9/10GK103252500SQ201310006509
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者何才雄, 陳建平, 李云華, 汪文珍, 楊明 申請人:深圳市創(chuàng)智材料科技有限公司