[發明專利]一種高精度微細金屬球體成型機

有效

• 申請號: 201610116935.5
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105562699B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 沈倩友
• 申請（專利權）人: 沈倩友
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 廣州番禺容大專利代理事務所(普通合伙)44326
• 代理人: 劉新年

技術領域

本發明涉及電子產品封裝材料技術領域，具體涉及一種高精度微細金屬球體成型機。

背景技術

高精度金屬微細球體在現代工業中用途廣泛。電子行業的焊接材料BGA、CSP錫球，電光源行業的汞合金球，研磨行業的鋅球、鎳基球，太陽能電池行業的硅球、鋼球、銅球、不銹鋼球等都屬于高精度微細金屬球體。

目前生產微細球體的主要工藝有拉絲、裁切、熔融法、拋射法。以上方法工藝復雜、球徑誤差大，無法生產高精度的微細金屬球體，同時在生產中不能連續給料,金屬液體流量波動大而導致球體大小不均勻，產品合格率低下，球體不圓，單位時間內產量低。

發明內容

有鑒于此，本發明提出的一種高精度微細金屬球體成型機，可用于制備鋅球、錫球、銦球、汞合金球等各種高精度微細金屬球體，成球速度快，每秒成球10000--20000粒，球體直徑精度高，可控制在正負5微米內，球體真圓度好，含氧低，成品合格率高達90％以上。

本發明通過以下技術手段解決上述問題：

一種高精度微細金屬球體成型機，包括熔料釜、放料閥、射球釜，所述熔料釜通過所述放料閥與所述射球釜連接；所述射球釜包括液氮閥、高壓靜電頭、壓電陶瓷驅動器、壓電陶瓷片、壓射桿、微孔鉆石片、球體定型區、球體成型區、球體出口，所述壓電陶瓷片和所述壓電陶瓷驅動器、所述壓射桿分別連接，所述壓電陶瓷驅動器驅動所述壓電陶瓷片使所述所述壓電陶瓷片帶動所述壓射桿作縱向活塞式運動，所述微孔鉆石片設置在所述壓射桿下方，所述高壓靜電頭設置在所述微孔鉆石片下方和所述球體定型區上部分重疊，所述球體定型區下方依次為所述球體成型區、所述球體出口，所述液氮閥設置在所述球體成型區旁側，用于控制所述球體成型區的溫度為-20℃～-30℃，啟動高壓靜電在所述高壓靜電頭孔內產生高壓靜電場，啟動所述壓電陶瓷驅動器驅動所述壓電陶瓷片使所述壓電陶瓷片帶動所述壓射桿作縱向活塞式運動，在所述壓射桿縱向活塞式運動下對金屬液體擠壓，從所述微孔鉆石片中的孔內連續不間斷射出形成金屬液滴柱，金屬液滴柱通過所述高壓靜電頭的靜電場，自身形成高壓電荷，在高壓電荷作用下快速分離形成單個金屬液滴柱，同時金屬液滴柱所帶高壓電荷加速液體柱表面張力的作用在所述球體定型區內形成金屬液體球，金屬液體球以自由落體方式落入所述球體成型區，在低溫下進行熱交換凝固成固體球，固體球從所述球體出口排出。

進一步地，所述液氮閥有兩個，分別為第一液氮閥和第二液氮閥。

進一步地，所述射球釜包括第二加熱裝置、溫度探頭、浮球液位開關、真空閥，所述真空閥設置在所述射球釜頂部，所述第二加熱裝置、溫度探頭、浮球液位開關設置在所述微孔鉆石片上方，所述第二加熱裝置接通電源后用于給所述射球釜加溫，所述溫度探頭用于檢測所述射球釜的溫度，當溫度達到設定溫度后，所述第二加熱裝置停止給所述射球釜加溫，所述真空閥用于對所述射球釜抽真空，當所述射球釜達到真空要求后關閉所述真空閥，打開所述放料閥對射球釜加入金屬液體，當金屬液體達到預定高度時所述浮球液位開關自動關閉。

進一步地，所述射球釜包括氮氣閥、壓力調節器、氮氣入口，所述壓力調節器和所述氮氣入口相連，所述氮氣入口設置在所述射球釜頂部，所述氮氣閥設置在所述球體定型區上部分的旁側，用于排除所述球體定型區和所述球體成型區管內空氣，調節所述壓力調節器的壓力通過所述氮氣入口對所述射球釜充入氮氣以實現對金屬液體的防氧化功能。

進一步地，所述氮氣閥有兩個，分別為第一氮氣閥和第二氮氣閥。

進一步地，所述射球釜包括高頻閃光燈、觀察鏡，所述高頻閃光燈設置在所述球體定型區旁側，所述觀察鏡設置在所述球體定型區另一旁側，啟動所述高頻閃光燈，調節所述高頻閃光燈的閃光頻率實現與所述壓射桿的運動頻率同步，通過所述觀察鏡實現對金屬液體球靜態觀察。

進一步地，所述熔料釜包括攪拌裝置、第一加熱裝置，所述第一加熱裝置接通電源后用于給所述熔料釜加溫，達到設定溫度后，停止加溫，所述攪拌裝置用于對所述熔料釜內的金屬液體進行攪拌。

進一步地，所述攪拌裝置包括攪拌電機、攪拌桿，所述攪拌電機和所述攪拌桿連接，所述攪拌電機帶動所述攪拌桿對所述熔料釜內的金屬液體進行攪拌。

優選地，所述攪拌時間為5分鐘。

優選地，所述加熱裝置為電熱塊。

本發明的高精度微細金屬球體成型機，與拉絲、裁切、熔融法，拋射法相比具有以下優點：

1、本發明利用攪拌電機帶動攪拌桿對熔料釜內的金屬合金液體進行攪拌，每粒微細金屬球體合金成分含量均勻一致性好；