[发明专利]一种芯片封装用多场耦合式BGA焊球的制球机及制球方法

说明书

本发明公开了一种芯片封装用多场耦合式BGA焊球的制球机及制球方法，该制球机包括：制球系统、多场耦合系统、气路系统、震动系统及自动控制系统；制球系统用于将固态焊料熔融为液态焊料，并提供液态焊料下落的出口；多场耦合系统用于提供偏压和磁力，加速液态焊料在制球系统出口处的分离；震动系统用于对液态焊料产生激振动力，液态焊料在激振动力作用下，以熔融液滴排出；气路系统用于提供加压气体及冷却气体，加速液态焊料在制球系统出口处的分离及提高熔融液滴的真圆度，形成焊球；本发明通过采用多场耦合与激振动力实现BGA焊球的制备，具有成球率高、表面缺陷小，焊球真圆度高的特点。

技术领域

本发明属于装备制造技术领域，具体涉及一种芯片封装用多场耦合式BGA焊球的制球机及制球方法。

背景技术

BGA(ball grad array)焊球是球径0.10～0.80mm的高纯锡基合金球，广泛用于芯片封装。随着5G及物联网时代到来，对芯片需求且呈增长趋势。目前国内尚没有成熟的芯片封装的自主研发生产线。

在高纯锡基合金球制备方式中，上海蒋申公开了《一种低银球的制造方法》(9511332.2)采用的切丝方法，这依靠重力下落模式制备出焊球，这种焊球大小很难容易控制。河南科技大学闫焉服教授公开了专利《一种震动喷射式高密封装用钎焊球的加工设备及工艺方法》(CN200510130406.2)中叙述了采用偏心轮旋转模式进行震动，产生振动波，产生小球，这种方式震动频率小，成球缩颈分离困难，从而造成成球速率小，真圆度低。同时也公开了专利《一种可控制钎焊球大小的钎焊球加工装置及加工方法》(CN105149808A)中叙述了采用切丝重溶，球化液方式制备焊球，造成焊球表面有微量有机物，影响了后续的焊接性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种芯片封装用多场耦合式BGA焊球的制球机及制球方法，能够克服现有焊球制备中成球率低、表面缺陷大，焊球真圆度差的问题，通过采用多场耦合与激振动力实现BGA焊球的制备，具有成球率高、表面缺陷小，焊球真圆度高的特点。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种芯片封装用多场耦合式BGA焊球的制球机，包括：制球系统、多场耦合系统、气路系统、震动系统及自动控制系统；

所述制球系统用于将固态焊料熔融为液态焊料，并提供液态焊料下落的出口；

所述多场耦合系统用于提供偏压和磁力，加速液态焊料在制球系统出口处的分离；其中，所述多场耦合系统包括：偏压静电互斥模块和磁极翻转模块；所述偏压静电互斥模块用于在所述制球系统出口处产生偏压；所述磁极翻转模块用于在所述制球系统出口处产生磁场；

所述震动系统用于对所述液态焊料产生激振动力，所述液态焊料在所述激振动力作用下，以熔融液滴排出；

所述气路系统用于提供加压气体及冷却气体，加速液态焊料在制球系统出口处的分离及提高熔融液滴的真圆度，形成焊球；

所述自动控制系统用于实现对制球系统、多场耦合系统、震动系统及气路系统进行电气控制。

进一步的，还包括：自动筛分与回收系统、等离子体集槽器及机架；

所述机架位于制球系统下方；

所述自动筛分与回收系统和等离子体集槽器均安装在机架内；

所述自动筛分与回收系统位于制球系统下方，用于对排出的焊球按球径大小进行筛分；

所述等离子体集槽器位于自动筛分与回收系统下方，用于对焊球进行清洗和收集。