[發明專利]自動焊球封裝植球方法與裝置

無效

• 申請號: 200710059895.6
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101140889A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 吳萍;周偉;劉立娟;李寶凌;王藝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

1.一種自動焊球封裝植球裝置，包括真空腔室、固定在真空腔室上方的坩堝、氣壓控制器、壓電振蕩器、信號發生器、加電極板、偏轉極板、水平傳動臺和微機控制系統，其中，坩鍋側壁和真空腔室側壁分別通過各自的輸氣管和閥門與氣壓控制器相連，在坩堝與真空腔室內分別設置有壓力傳感器，氣壓控制器根據壓力傳感器的輸入調節坩堝和真空腔室內的氣體壓力，坩堝和真空腔室分別與惰性氣體儲藏裝置相連；坩堝的底部設置有與真空腔室相連通的微型噴嘴，壓電振蕩器的振動頭位于微型噴嘴的上方，信號發生器在微機控制系統的控制下生成振蕩信號，信號發生器輸出的振蕩信號加載在壓電振蕩器上；加電極板、偏轉極板、水平傳動臺位于真空腔室內，加電極板設置在微型噴嘴的下方，其上相對與噴嘴的位置處設置有開口，加電極板的下方兩側設置有偏轉極板，偏轉極板的電源與微機控制系統相連，水平傳動臺位于真空腔室的底部，受微機控制系統的控制；在真空腔室的側壁上設置有閃頻器和攝像裝置，攝像裝置與微機控制系統相連，閃頻器的閃爍頻率受到與信號發生器的輸出相連的分頻器的控制；微機控制系統里存儲有焊點位置，能根據所采集的圖像，計算液滴的直徑，反饋控制壓電振蕩器的振蕩頻率，并根據液滴大小，電荷數、下落距離參數以及焊點位置，控制偏轉極板電源電壓和水平傳動臺的位移。

2.根據權利要求1所述的自動焊球封裝植球裝置，其特征在于，所述微型噴嘴是藍寶石小孔，其直徑范圍在0.050～5.000mm之間。

3.根據權利要求1所述的自動焊球封裝植球裝置，其特征在于，壓電振蕩器的振動頻率范圍在1～20kHz之間。

4.根據權利要求1所述的自動焊球封裝植球裝置，其特征在于，所述坩鍋內置有與控溫裝置相連的測溫元件，坩堝的加熱器與控溫裝置相連。

5.根據權利要求1所述的自動焊球封裝植球裝置，其特征在于，在偏轉極板和水平傳動臺之間設置有擋板。

6.一種權利要求1所述的自動焊球封裝植球裝置所采用的植球方法，它包括下列步驟：

(1)將焊點位置參數輸入計算機控制系統；

(2)打開坩鍋上蓋，在坩鍋中加入需熔煉的焊料，并密封；

(3)密封真空腔室；

(4)對真空腔室抽真空，對坩鍋和真空腔室充入惰性保護氣體；

(5)加熱坩鍋，熔化坩鍋內的焊料；

(6)打開壓電振蕩器，給加電極板加上電壓，向坩鍋內輸入惰性保護氣體，利用壓力控器使坩鍋與真空腔室之間達到穩定壓差，從而使熔融焊料從坩鍋底部的微孔以層流射流的形式射出，在壓電振蕩器振動頭的作用下，流出的焊料射流斷裂為均勻的液滴，在通過加電極板中間開口時每個液滴都帶上等量電荷；

(7)計算機控制系統利用計算機圖象分析軟件，根據攝像裝置所拍攝的液滴圖象計算出液滴的直徑，反饋控制調整振蕩器產生的頻率，從而獲得設定尺寸的均勻液滴；

(8)給偏轉極板加電，微機控制系統根據液滴大小，電荷數及下落距離參數控制偏轉極板電場的大小，控制焊料液滴的飛行軌跡，并配合水平傳動臺協調工作；

(9)使半凝固均勻焊料液滴落在放置在水平傳動臺上的BGA基板的已設置好的焊點處。

7.根據權利要求6所述的植球方法，其特征在于，在偏轉極板和水平傳動臺之間設置有擋板，在執行步驟(9)之前，利用擋板阻擋液滴滴落在水平傳動臺上，待工藝參數調整完畢后，移去擋板，執行步驟(9)。

8.根據權利要求6所述的植球方法，其特征在于，所述坩鍋內置有與控溫裝置相連的測溫元件，坩堝的加熱器與控溫裝置相連，利用控溫裝置控制坩堝溫度。