[发明专利]一种快速制备均匀核壳式合金焊球的方法

权利要求书

1.一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

1)将适当比例的Cu，Sn和Bi合金称重并放入坩埚内，密闭坩埚与真空腔室；

2)对坩埚和真空腔室抽真空，并充入保护性Ar气；

3)加热使金属熔化；

4)关闭坩埚与真空腔室间的气阀，向坩埚中冲入保护性Ar气，控制其流速以达到坩埚与真空腔室的稳定压差，从而将熔融的金属从坩埚底部的小孔喷射出去；与此同时，在压电振荡器的振荡下，射流断裂成为均匀小液滴，并在通过下方的加电极板时带上同等电量的电荷，防止其粘连；

5)均匀液滴进入液氮螺旋冷却装置，形成核壳式焊球。

2.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，射流的断裂是通过的陶瓷振荡杆完成的，其振荡频率为5-20KHz。

3.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，通过图像监视系统观察液滴的尺寸及流速，从而反馈调节气压差和振荡频率，获得尺寸均匀的液滴。

4.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，坩埚与真空腔室的压力差为0.5-2Pa。

5.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，坩埚底部的小孔与冷却装置的距离为10mm-100mm。

6.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，液滴凝固成为核壳式焊球所需要的过冷度是通过液氮螺旋冷却装置提供的。

7.根据权利要求1所述的一种快速均匀核壳式合金焊球的制备方法，其特征在于，所述Cu，Sn和Bi的质量比为24：16：80。

8.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括：

1)一个真空腔室，通过带有真空阀的输气管与真空泵相连；

2)一个带有感应加热系统的石英坩埚，位于真空腔室的上方；

3)一个图像监测系统，包括一个闪频器，一个摄像机和一个微机控制系统；

4)两个带有气压控制阀的保护性Ar气输送系统，分别连接坩埚，真空腔室和大气；

5)一个压电振荡系统，其中陶瓷振荡杆距离坩埚底部距离为0.3-2mm；

6)一个加电极板，位于坩埚喷嘴的下方，并在正对喷嘴的位置留有开口，以便液滴通过；

7)一个液氮螺旋冷却收集装置，使得液滴在该装置中冷却形成核壳式焊球；

8)一个挡板，阻挡稳定前的液滴进入冷却装置。