[发明专利]一种快速高效筛选均一焊球的装置及方法

说明书

本发明公开了一种快速高效筛选均一焊球的装置及方法，通过自动化筛分装置配合快速高效成球装置筛选出均一焊球。该装置适用于基于射流扰动技术高频高质制备电子封装用微焊球及其它金属微颗粒的成球和筛选。包括均一金属微滴制备器，冷却成球系统和自动化筛选系统。通过合理调节均一金属微滴制备器内压力和冷却器筛分开关时间来实现精准筛除焊球制备起初阶段和焊球制备过程结束阶段所产生的不均匀金属焊球，该方法简单易行，避免了二次筛分过程，节约了生产成本。

技术领域

本发明涉及焊球生产设备领域，尤其涉及一种快速高效筛选均一焊球的装置及方法。

背景技术

均一焊球作为先进封装中不可缺少的重要材料，可用来代替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。BGA(球栅阵列封装)和CSP(晶片级封装)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、轻和薄的要求。但当前利用射流扰动技术制备均一焊球时，所收集的焊球包括焊球制备起初阶段和焊球制备过程结束阶段所产生的不均匀金属焊球，需通过后期的多级筛分筛除不符合要求的焊球，这在一定程度上增加了焊球制备工艺，提高了焊球制备成本，因此，提出一种在焊球制备过程中筛除焊球制备初期和后期产生的不均一焊球的装置，具有重要的价值和意义。

中国专利CN110842209A，公布了一种压差调控+电磁扰动制备均一金属颗粒的装置，实现了非接触直驱式、连续喷射技术制备均一金属颗粒的方法，该装置中的焊球在花生油中成球，未涉及焊球分离装置。中国专利CN1899732A，公布了一种精密焊球的制备方法及装置，利用压电激振器产生振动激振金属射流并使金属射流断裂为均匀的液滴来制备均一颗粒，断裂的均匀液滴进入专门凝固成型设备，该设备中装有凝固液可控制凝固过程的温度梯度和凝固速度，使金属液滴凝固形成真圆度高的焊球，但是该装置未涉及焊球筛选，不能在生产过程中精准筛除设备制备期间由于设备不稳定而产生的劣质焊球。

现有的利用射流扰动技术制备焊球中的成球冷却装置，大多在特定介质中成球，成球区间长，并且不具备分离筛选功能，不能够及时分离优劣焊球，影响制球效率，只能依靠后期的多次筛分实现，在一定程度上增加了焊球制备工艺，提高了焊球制备成本。因此如何开发一种快速高效筛选均一焊球的装置及方法成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速高效筛选均一焊球的装置及方法，解决现有的利用射流扰动技术制备焊球中的成球冷却装置，大多在特定介质中成球，成球区间长，并且不具备分离筛选功能，不能够及时分离优劣焊球，影响制球效率，只能依靠后期的多次筛分实现，在一定程度上增加了焊球制备工艺，提高了焊球制备成本的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种快速高效筛选均一焊球的装置，包括均一金属微滴制备器和快速冷却管，所述均一金属微滴制备器的两侧设置有熔化加热线圈，所述均一金属微滴制备器内设置有温度传感器，所述熔化加热线圈和温度传感器与智能PID温控仪电连接，所述均一金属微滴制备器的下端设置有成球腔，所述均一金属微滴制备器的喷嘴延伸到成球腔内，所述快速冷却管的上端延伸到成球腔内并与所述喷嘴配合，所述快速冷却管上设置有冷却器，所述冷却器与冷冻机连接，所述快速冷却管的下端设置有筛分开关，所述筛分开关的下端设置有成球储存仓和劣球储存仓。

进一步的，所述成球腔的两侧设置有观察窗。

进一步的，还包括气压控制系统，所述气压控制系统包括氮气罐、稳压罐和PLC集成控制系统，所述氮气罐通过管路连接所述稳压罐，所述氮气罐和稳压罐的连接管路上设置有微型电动阀，所述稳压罐通过管路连接所述均一金属微滴制备器，所述稳压罐和均一金属微滴制备器的连接管路上设置有精密气体稳压阀；所述均一金属微滴制备器的上端设置有第二气压传感器，所述均一金属微滴制备器的底部设置有压力传感器，所述稳压罐上设置有第一气压，所述第一气压传感器、第二气压传感器、压力传感器、微型电动阀和精密气体稳压阀与所述PLC集成控制系统电连接。