[发明专利]一种震动喷射式加工生产BGA锡球设备

说明书

本发明公开了一种震动喷射式加工生产BGA锡球设备，属于集成电路封装材料制备领域，旨在解决现有技术在加工生产BGA锡球时，锡球颗粒的尺寸不够均匀，真球度较低，不能对锡球表面进行清洗，生产效率较低的问题；通过震动仓、激振器、氮气通道和氮气控制箱的设置，能够以一定频率的机械震动作用于通过筛分网的液态锡射流，使细流断裂，当震动频率、振幅与通孔直径等工艺参数相匹配时，射流会断裂为均匀的金属液滴，并经氮气冷却，形成尺寸均匀的锡球，提高锡球的真球度；通过筛分网和清洗箱的设置，能够使液态锡在通过筛分网时形成多道射流，并使形成的锡球颗粒尺寸一致，大大提高生产效率，同时能够实现对瓶内锡球的均匀转动清洗。

技术领域

本发明涉及集成电路封装材料制备领域，具体为一种震动喷射式加工生产BGA锡球设备。

背景技术

锡球主要用途广泛用于马口铁、助熔剂、有机合成、化工生产、合金制造，以及电子行业中多组集成电路的装配等，还用于测定砷、磷酸盐的试剂、还原剂，镀锡制品等。其中BGA锡球是用来代替IC元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接件。其终端产品为数码相机

/MP3/MP4/笔记型电脑/移动通信设备(手机、高频通信设备)/LED/LCD/DVD/电脑主机板/PDA/车载液晶电视/家庭影院(AC3系统)/卫星定位系统等消费性电子产品。BGA/CSP封装件的发展顺应了技术发展的趋势并满足了人们对电子产品短、小、轻、薄的要求这是一种高密度表面装配封装技术，对BGA返修台、BGA封装、BGA返修、BGA植球要求都非常高.在封装的底部，引脚都成球状并排列成一个类似与格子的图案，由此命名为BGA.产品特点:(锡球)(无铅锡珠)的纯度和圆球度均非常高，适用于BGA,CSP等尖端封装技术及微细焊接使用，锡球最小直径可为0.14mm，对非标准尺寸可以依客户的要求而定制。使用时具有自动校正能力并可容许相对较大的置放误差，无端面平整度问题。优质BGA锡球须具有真圆度、光亮度、导电和机械连线性能佳、球径公差微小、含氧量低等特点，而精密、先进的锡球生产设备、是决定提供优质锡球产品的关键。锡球的优点包括：1、锡球高真圆度、单一球径表面无缺陷，2、锡球高纯度与高精度之成分控制，3、锡球产品无静电、高良率生产。在大数据、人工智能的发展带动了集成电路的发展过程中，封装技术也日新月异。电子封装技术是集成电路产业的三大核心之一，其中BGA封装成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择，目前国内外对BGA焊球的生产设备研究较多的有雾化法、切丝重熔法和激振喷射法。雾化法是传统粉体的制备技术，利用雾化介质的动能分散金属液流，使之成为金属液滴的办法。虽然雾化法生产率高，但雾化工艺特性决定了其生产的粉末或颗粒的尺寸分布范围非常宽，且形貌很难保证是严格的几何球体，所以筛选过程复杂，产品成品率非常低，不太实用。切丝—重熔法主要优点是生产工艺可控性好，产品的成品率高。但生产工序繁多，所需设备投资大，并且在多次加工的过程中容易引进各种杂质，对于含Bi等较脆焊料不易加工成丝或箔材。此外由于CSP封装用焊球的直径更小，所用机械设备需要加工精度高，实现困难，不太实用。射流断裂法是在压力作用下，使熔融的金属通过喷嘴产生金属射流，控制流速使射流保持层流状态，以一定频率的机械震动作用于射流，当震动频率、振幅与喷嘴直径等工艺参数相匹配时，射流会断裂为均匀的金属液滴。该工艺过程简单，易于实现自动控制，流程短，生产成本很低，获得的金属颗粒尺寸均匀。

而射流断裂法是目前最具发展前景的精密焊球制备方法。但是现有技术在加工生产BGA锡球时，锡球颗粒的尺寸不够均匀，真球度较低，而且不能够对锡球表面进行清洗，生产效率较低。

发明内容