一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统及给料方法技术方案

芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统及给料方法，所述系统包括带密封盖(9)的熔炉(2)、设置于熔炉内的搅拌机构(13)、设置于密封盖顶部的驱动搅拌机构的搅拌电机(11)、通过金属液供料管(12)与熔炉连接的制球坩埚(1)、通入熔炉的氮气供气管(3)、安装于氮气供气管上的供料气压控制阀(8)、压力平衡控制阀(5)及熔炉泄压阀(7)、安装于制球坩埚上的坩埚泄压阀(14)、连接压力平衡控制阀(5)和制球坩埚的压力平衡气管(4)、连接熔炉泄压阀(7)和坩埚泄压阀(14)的压力平衡控制信号线(6)。本发明专利技术实现了芯片封装用高精度焊锡球制球的自动给料，提高了产品质量、生产效率和工艺稳定性。

A high precision solder ball automatic feeding system and feeding method for chip packaging

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统及给料方法
本专利技术涉及芯片封装用高精度焊锡球制球的自动给料系统及工艺

技术介绍
目前芯片封装用高精度焊锡球的生产工艺主要有裁剪成型法、离心雾化法和均匀液滴法等多种，裁切法是将不同直径的焊锡丝裁剪成质量一致的单元，在甘油中进行熔化成球，但因为成球尺寸和圆度偏差较大，质量难以保证，基本不被采用；离心雾化法是将要雾化的熔融金属液体流到旋转的圆盘上，在离心力的作用下，脱离转盘的边缘，落入冷却介质中固化的一种加工金属粉末的方法，其生产效率较高，但生产的颗粒分布比较分散且真圆度不高，必须经过多次筛分及检验才能得到满足使用要求的颗粒，只适用于精度要求不高的焊粉制造。均匀液滴法是将焊料放在特定的密闭容器(坩埚)中进行熔化，然后在坩埚中充入惰性气体，靠气体压力或其它机械振动的方式使熔化后的焊料从坩埚底部特定的小孔中流出，再使用高频振荡使之成球，该工艺因为其成球质量好，便于控制而备受追捧，但是其也存在一个较大的弊端，主要有以下两个方面：(1)金属必须在密闭容器中进行，对其设备密闭性要求较高，轻微的漏气或压力变化都会影响锡球尺寸；(2)焊锡球尺寸、圆度精度要求较高，成型坩埚过大时，导致液体重力过大，喷孔处压力过大、压力不平衡的现象，当生产完10-20kg金属焊料时，需拆开坩埚进行焊料的添加，添加完焊料，需密封好坩埚盖，整个过程耗费时间在30分钟左右，导致生产效率低，而且因为频繁的拆装坩埚还导致不同时间生产的产品质量状况差别较大等质量问题频发。专利技术内容本专利技术的目的就是针对上述现有技术的问题，提出一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料的系统和方法，以解决焊锡球制球焊料添加过程中需要拆装密闭坩埚的问题，实现持续自动供料，提高生产效率，降低生产成本和人工工作量，提高产品质量，弥补现有技术的不足。本专利技术采取的技术方案如下：一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统，包括带密封盖的熔炉、设置于熔炉内的搅拌机构、设置于密封盖顶部的驱动搅拌机构的搅拌电机、通过金属液供料管与熔炉连接的制球坩埚、通入熔炉的氮气供气管、安装于氮气供气管上的供料气压控制阀、压力平衡控制阀及熔炉泄压阀、安装于制球坩埚上的坩埚泄压阀、连接压力平衡控制阀和制球坩埚的压力平衡气管、连接熔炉泄压阀和坩埚泄压阀的压力平衡控制信号线。本专利技术系统所述熔炉为电磁加热的熔炉，在熔炉内胆与熔炉外壳之间装有电磁加热线圈。所述金属液供料管插入熔炉内胆中的管口深度位于内胆1/4～1/2高度位置。采用本专利技术所述系统自动给料的方法，是将焊料合金装入熔炉中，待加热熔化后，启动搅拌电机，通过搅拌机构的搅拌使焊料合金的成分均匀化，同时通过氮气供气管向熔炉中通入氮气，防止液态焊料合金氧化，调高通入熔炉的氮气压力，使熔炉中液态焊料合金通过金属液供料管导入到制球坩埚中，至进入制球坩埚中的焊料合金液达到预定量时，调节坩埚泄压阀即可停止供料。本专利技术的自动给料系统及给料方法可将现有间断式的生产方式变为连续的生产方式，提高生产工艺稳定性和产品质量，降低了生产成本，提高了生产效率。给料系统结构简单，清洁方便。附图说明图1是本专利技术芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统的结构示意图；图2是本专利技术芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统的主视剖视示意图。具体实施方式如图1、图2所示，本专利技术所述的芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统，包括带密封盖9的熔炉2、设置于熔炉内的搅拌机构13、设置于密封盖顶部的驱动搅拌机构的搅拌电机11、通过金属液供料管12与熔炉连接的制球坩埚1、通入熔炉的氮气供气管3、安装于氮气供气管上的供料气压控制阀8、压力平衡控制阀5及熔炉泄压阀7、安装于制球坩埚上的坩埚泄压阀14、连接压力平衡控制阀5和制球坩埚的压力平衡气管4、连接熔炉泄压阀7和坩埚泄压阀14的压力平衡控制信号线6。所述熔炉为电磁加热的熔炉，在熔炉内胆15与熔炉外壳16之间装有电磁加热线圈17。熔炉炉体顶部与密封盖9通过螺钉和螺母紧固连接，密封盖顶部安装搅拌电机，搅拌电机的输出轴与搅拌机构的中心轴通过联轴机构连接。所述搅拌机构采用现有技术的搅拌机构。所述氮气供气管3从密封盖侧边通入熔炉炉体内，熔炉与供料坩埚之间的金属液供料管12采用不锈钢管。如图2所示，金属液供料管插入熔炉内胆中的管口深度不能设置于内胆1/2以上高度，也不能设置于内胆底部，以设置于内胆1/4～1/2高度位置为佳，以避免压料时金属浮渣及沉渣进入供料坩埚。熔炉安装在固定架10上，固定架位置可以根据需要设置，可以移动也可以固定，方便生产的进行。本专利技术系统配置有电气控制系统和气压平衡系统，所述供料气压控制阀8、压力平衡控制阀5、熔炉泄压阀7、坩埚泄压阀14均与气压平衡系统连接，所述搅拌电机11、熔炉的电磁加热系统均与电气控制系统连接。采用本专利技术所述系统自动给料的方法，是将焊料合金装入熔炉2中，待加热熔化后，启动搅拌电机11，通过搅拌机构13的搅拌使焊料合金的成分均匀化，同时通过氮气供气管3向熔炉中通入氮气，防止液态焊料合金氧化，调高通入熔炉的氮气压力，使熔炉中液态焊料合金通过金属液供料管12导入到制球坩埚1中，至进入制球坩埚中的焊料合金液达到预定量时，调节坩埚泄压阀14即可停止供料。具体步骤如下：a.拆开熔炉密封盖，用升降吊装工具把将密封盖吊起，将50-250kg焊料合金投入炉内，改好密封盖，通过氮气供气管3向炉内充入氮气，排除空气，保证熔炼期间原料不被氧化；b.启动熔炉，将原料加热熔化，当炉内温度达到预设温度时，电气控制系统控制自动停止加热；c.由电气控制系统控制，开启搅拌电机，并自动控制搅拌时间，使焊料合金成分均匀；d.进行制球生产时，打开供料气压控制阀8，通过气压平衡系统调节氮气压力，用氮气压力把熔炉内金属液压送到供料坩埚，当供料坩埚内金属液达到设定液位时，关闭供料气压控制阀；e.打开压力平衡控制阀5，自动平衡熔炉和供料坩埚的压力，同时在制球生产期间，一直保持熔炉和供料坩埚内的液面稳定；f.制球生产结束时，打开熔炉泄压阀7和坩埚泄压阀14，对设备泄压；g.拆开密封盖，清洁熔炉内胆，以备下次使用。采用本专利技术的自动供料系统及供料方法进行芯片封装用高精度焊锡球制球，与原有的间断供料方式相比，技术效果比对如下表(以粒径0.500mm的锡球产品为例)：原有间断供料方式本专利技术连续供料机方式生产量每班8h生产40kg每班8h生产60kg产品优良良率85％95％以上减少人工1人操作1台设备1人操作2台设备由上表可见，使用本专利技术的自动给料系统及供料方法后，产能得到了极大释放，大大降低了人工工作量，产品质量和生产效率得到显著提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统，其特征在于，包括带密封盖(9)的熔炉(2)、设置于熔炉内的搅拌机构(13)、设置于密封盖顶部的驱动搅拌机构的搅拌电机(11)、通过金属液供料管(12)与熔炉连接的制球坩埚(1)、通入熔炉的氮气供气管(3)、安装于氮气供气管上的供料气压控制阀(8)、压力平衡控制阀(5)及熔炉泄压阀(7)、安装于制球坩埚上的坩埚泄压阀(14)、连接压力平衡控制阀(5)和制球坩埚的压力平衡气管(4)、连接熔炉泄压阀(7)和坩埚泄压阀(14)的压力平衡控制信号线(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统，其特征在于，包括带密封盖(9)的熔炉(2)、设置于熔炉内的搅拌机构(13)、设置于密封盖顶部的驱动搅拌机构的搅拌电机(11)、通过金属液供料管(12)与熔炉连接的制球坩埚(1)、通入熔炉的氮气供气管(3)、安装于氮气供气管上的供料气压控制阀(8)、压力平衡控制阀(5)及熔炉泄压阀(7)、安装于制球坩埚上的坩埚泄压阀(14)、连接压力平衡控制阀(5)和制球坩埚的压力平衡气管(4)、连接熔炉泄压阀(7)和坩埚泄压阀(14)的压力平衡控制信号线(6)。


2.根据权利要求1所述的一种芯片封装用高精度焊锡球制球自动给料系统，其特征在于，所述熔炉为电磁加热的熔炉，在熔炉内胆(15)与熔炉外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绍福，陈东东，唐丽，张贤立，龙登成，何禹兴，白海龙，李树祥，张欣，滕媛，解秋莉，
申请(专利权)人：云南锡业锡材有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53