一种成品率高的微细圆珠制造设备制造技术

一种成品率高的微细圆珠制造设备，为提高成品率而设计。它包括原料熔化装置（１）、液体成滴装置（２）、球化冷凝装置（３）、产品收集装置（４）；其球化冷凝装置包括一个塔形腔室；塔形腔室的底部设置有产品收集装置的收集漏斗（４１）；其特征是：塔形腔室中设置有漩涡缓冲区段（３２）；漩涡缓冲区段上，沿腔室管壁切线的方向设置有惰性气体进气管（３２１１）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微细圆珠的制造设备。所说的微细圆珠，其材质尤其(但不限于)是金属材质，其直径大约0. Olmra至数个mm,是作为半导体封 装用的锡球，或电路板、电子组件的电性连接用金属球体。后续的应用技术要 求该金属球体是实心的、具有高的真圆度、并且(就同一批次来说要求其)大 小划一。
技术介绍
在惰性气体(本文将氮气也视作惰性气体)的氛围中，让熔融的金属微 滴在失重状态下冷却凝固形成微细圆珠，是微细圆珠制造设备的基本工作原 理。专利号为ZL20052000510. 5的中国专利文献记载了相关的部分4支术。本文按其功能区分，将该种设备的主要结构划分为原料熔化装置、液体 成滴装置、球化冷凝装置、产品收集装置。在现有技术中，液滴在球化冷凝装置内进行自由落体运动的同时，进行 其自身的球化冷凝过程，然后再跌落在产品收集装置的(塑料或橡胶材质的) 收集漏斗上。如是，在设定液滴自由落体的行程高度时，面临两难选择如该行程过高，则球体因重力加速作用，在抵达收集漏斗时的撞击力会 使球体凹陷，因而导致该金属球的成品率下降；或者，如该M过短，则球体在抵达收集漏斗时尚 完全固化，在抵达收集漏斗时的撞击力亦会使球体凹陷，因而导致该金属球的成品率下降。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种成品率高的微细圆珠制造设备，它可以避免上述的两难选择，提高设备的成品率；并且有可能降低设备的总高度，节省 设备以及厂房的制造和运行成本。相应的技术方案是在设备的球化冷凝装置中，设置漩涡緩冲区段；在 该、旋涡緩冲区段中，微细圆珠通过所给入的惰性气体气流的引导，在下落的同 时进行圆周运动。这样，则在微细圆珠接触收集漏斗时斜角较大，撞击和緩(撞 击力被分摊在一个较长的作用时间，所以其最大的瞬时撞击力较小)，然后， 微细圆珠在收集漏斗的内侧沿接近收敛螺线的轨迹滚动下落；同时，由于微细 圆珠在气流的引导下在下落的同时进行圆周运动，大大加长了其运动路径和冷 凝时间，使得其球化和冷凝更为充分，所以具有较高的成品率。即一种成品率高的微细圆珠制造设备，包括原料熔化装置、液体成滴装置、 球化冷凝装置、产品收集装置；其球化冷凝装置包括一个塔形腔室；塔形腔室 的底部设置有产品收集装置的收集漏斗；其特征是塔形腔室中设置有漩涡緩 冲区段;漩涡緩沖区段上，沿腔室管壁切线的大致方向设置有惰性气体进气管。本技术的有益效果由上述结构特征和技术方案部分的分析可知， 本技术具有较高的成品率。并且有可能降低塔形腔室的高度来降低设备的 总高度，节省设备以及厂房的制造和运行成本。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图l是实施例的示意图。图2是漩涡緩沖区段的示意图。图3是緩慢冷却区段的透视门的示意图。图中，900是微细圆珠，1是原料熔化装置，2是液体成滴装置，3是球化 冷凝装置，4是产品收集装置；在原料熔化装置中，IO是金属熔化坩锅，ll是加热器，12是传感器，13 是阀门，14是管道；在液体成滴装置中，20是保温坩锅，21是加热器，22、 23是传感器，26 是液滴出口， 29是惰性气体进气口；在球化冷凝装置中，31是緩慢冷却区段，其中316是透视门，3160是 透光体，3161是门铰，3162是扣锁，319是低温惰性气体的箱体，3191是进 气口； 32是旋涡緩沖区段，其中321、 322为(相互区分的)管段，3211是 惰性气体进气管；33是传感器；在产品收集装置中，41是收集漏斗，49是取料小门。具体实施方式如图1、图2所示， 一种成品率高的微细圆珠制造设备，包括原料熔化装 置l、液体成滴装置2、 J求化冷凝装置3、产品收集装置4;其球化冷凝装置包 括一个塔形腔室；塔形腔室的底部设置有产品收集装置的收集漏斗41;其特 征是塔形腔室中设置有漩涡緩冲区段32;漩涡緩沖区段上，沿腔室管壁切 线的(大致)方向设置有惰性气体进气管3211。惰性气体进气管3211的管口射流方向与水平面的夹角，介于-5~ +5°之 间。在其不接近收集漏斗41的部位，该夹角优选为-5~-0. 5° ，即略微向下。因为塔形腔室存在泄漏，所以实施例在漩涡緩冲区段上没有设置惰性气 体的出口 。此外也可以在较为接近收集漏斗41的部位，设置惰性气体的出口 。如图1所示，凝涡緩冲区段包括多个(图示为2个)管段321、 322，并且在下的管段直径不小于(图示为略大于)在上的管段直径。如图1所示，在旋涡緩冲区段上有多组惰性气体进气口，在竖直方向上 它们大约相隔15 ~ 70cm。它们各自附设有调节装置(比如调压阀)，可以通过 传感器33和实现集成控制的计算机进行个别调节其流量和压力参数。在实施例，在漩涡緩沖区段所给入的惰性气体，是自液态的储存状态经 减压气化后的低温惰性气体。为避免微细圆珠900在下降时因与内管壁磨擦而受损，影响球体的反光 度，实施例的塔形腔室的内壁，均经过精细光滑打磨或镀或喷涂薄膜处理(在 权利要求中以"镀薄膜处理"代称"精细光滑打磨或镀或喷涂薄膜处理")。如图1所示，为避免在液滴在进入塔形腔室后受急速降温，其球体表面 硬化而内部尚为熔融液，使该金属球无法形成高真圆度、或形成空心球的缺陷， 在实施例，紧接液体成滴装置2的液滴出口 26，在塔形腔室的顶部有一个緩 慢冷却区段31,有管道连通緩慢冷却区段并且向其内注入常温(10~25°C) 惰性气体。如图3所示，紧接緩慢冷却区段,其底部有一进低温惰性气体的箱体319。緩慢冷却区段31的高度介于20 ~ 100cm，优选为30 ~ 60cm。如图3所示，緩慢冷却区段31的侧壁上设置有透视门316。透视门316的一側通过门铰3161安装在緩慢冷却区段31的側壁上，其另侧设置有扣锁 3162，供开启或关闭透视门316。透视门上有透光体316G以供观察。透视门 与緩慢冷却区段的側壁之间有密封结构，当透视门关闭时对该側壁内外实现气 密分隔，同时可以观测緩慢冷却区段内的液滴凝结情况；当临时停机需要检修 或变换产品规格时，可以开启透视门，供人手"塔形腔室进行相关操作，比 如更换液体成滴装置的钻石模具等作业。可以通过如下方式对注入緩慢冷却区段的惰性气体进行温度调节当温 度适宜时，该区段的惰性气体循环使用；当需要降温时，自该区段底部的低温 惰性气体的箱体中引入部分低温惰性气体；当需要升温时，自液体成滴装置的 保护气体中引入部分高温惰性气体(因为量小并且通常只在开机时需要，所以 不至于过度降低液体成滴装置区域的温度，同时不必要添加加热装置)。相应的设施上，其进气管是一个三路并联的管路，其一接续自其出气管 构成循环管路；其二接续自该区段底部的低温惰性气体的箱体319，其三接续 自液体成滴装置的腔室。在实施例上，是通过集成控制的计算机按设定要求进 行自动控制的。可见，在实施例，因为有前述的緩^t冷却区段，所以在液滴进入璇涡緩 冲区段之前，液滴有足够时间靠其物质的内引力和液滴的表面张力而初步形成 真圆球体，也不会形成真空球，并且其表面也略微硬化；因而该"液滴"可以 在逐渐固化的过程中经受逐渐强化的旋转气流的影响而不致变形，形成高真圆 度的细樣t圆珠。如图1所示，在实施例即一种成品率高的微细圆珠制造设备，包括一个 塔体，塔内设置有液体成滴装置2;液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成品率高的微细圆珠制造设备，包括原料熔化装置（１）、液体成滴装置（２）、球化冷凝装置（３）、产品收集装置（４）；其球化冷凝装置包括一个塔形腔室；塔形腔室的底部设置有产品收集装置的收集漏斗（４１）；其特征是：塔形腔室中设置有漩涡缓冲区段（３２）；漩涡缓冲区段上，沿腔室管壁切线的方向设置有惰性气体进气管（３２１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢立强，
申请(专利权)人：谢立强，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]