CN201389719Y - 一种微细圆珠的制造设备 - Google Patents

Abstract

一种微细圆珠的制造设备，为提高成品率而设计。包括原料熔化装置(1)、液体成滴装置(2)、球化冷凝装置(3)、产品收集装置(4)；其球化冷凝装置(3)包括一个塔形腔室；且液体成滴装置(2)的液滴出口(26)向下延伸进塔形腔室；其特征是：紧接液体成滴装置(2)的液滴出口(26)，在塔形腔室的顶部有一个缓慢冷却区段(31)，有管道连通缓慢冷却区段并且向其内注入常温惰性气体。

Description

一种微细圆珠的制造设备

所属技术领域

本实用新型涉及一种微细圆珠的制造设备。所说的微细圆珠，其材质尤其(但不限于)是金属材质，其直径大约0.01mm至数个mm，是作为半导体封装用的锡球，或电路板、电子组件的电性连接用金属球体。后续的应用技术要求该金属球体是实心的、具有高的真圆度、并且(就同一批次来说要求其)大小划一。

背景技术

在惰性气体(本文将氮气也视作惰性气体)的氛围中，让熔融的金属微滴在失重状态下冷却凝固形成微细圆珠，是微细圆珠制造设备的基本工作原理。

专利号为ZL20052000510.5的中国专利文献记载了相关的部分技术。

本文按其功能区分，将该种设备的主要结构划分为原料熔化装置、液体成滴装置、球化冷凝装置、产品收集装置。

在现有技术中，其球化冷凝装置包括一个惰性气体氛围的塔形腔室。由于所使用的惰性气体自液态的储存状态经减压气化后进入该塔形腔室，所以气体的温度比较低，这样，金属液滴进入塔形腔室后受急速降温，其球体表面硬化而内部尚为熔融液，则该金属球无法形成高真圆度，或形成空心球，因而导致该金属球的成品率下降。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种微细圆珠的制造设备，它可以避免形成真空球。

相应的技术方案是：在球化冷凝装置中，紧接液体成滴装置的液滴出口，在塔形腔室的顶部设置一个缓慢冷却区段，有管道连通缓慢冷却区段以向其内注入常温(10～25℃)惰性气体。即：

一种微细圆珠的制造设备，包括原料熔化装置、液体成滴装置、球化冷凝装置、产品收集装置；其球化冷凝装置包括一个塔形腔室；且液体成滴装置的液滴出口向下延伸进塔形腔室；其特征是：紧接液体成滴装置的液滴出口，在塔形腔室的顶部有一个缓慢冷却区段，有管道连通缓慢冷却区段并且向其内注入常温(10～25℃)惰性气体。

本实用新型的有益效果：由上述结构特征可知，在本实用新型中，金属液滴进入塔形腔室后不会急速降温，有足够时间靠其物质的内引力和液滴的表面张力而初步形成真圆球体，也不会形成真空球，实现了发明目的。然后，在下述的实施例中，液滴的这一形态在进一步的冷却过程中得以保持，所以本实用新型具有较高的成品率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是实施例的示意图。

图2是缓慢冷却区段的透视门的示意图。

图3是漩涡缓冲区段的示意图。

图中，900是微细圆珠，1是原料熔化装置，2是液体成滴装置，3是球化冷凝装置，4是产品收集装置；

在原料熔化装置中，10是金属熔化坩锅，11是加热器，12是传感器，13是阀门，14是管道；

在液体成滴装置中，20是保温坩锅，21是加热器，22、23是传感器，26是液滴出口，29是惰性气体进气口；

在球化冷凝装置中，31是缓慢冷却区段，其中：316是透视门，3160是透光体，3161是门铰，3162是扣锁，319是低温惰性气体的箱体，3191是进气口；32是漩涡缓冲区段，其中：321、322为(相互区分的)管段，3211是惰性气体进气管；33是传感器；

在产品收集装置中，41是收集漏斗，49是取料小门。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种微细圆珠的制造设备，包括原料熔化装置1、液体成滴装置2、球化冷凝装置3、产品收集装置4；其球化冷凝装置3包括一个塔形腔室；且液体成滴装置2的液滴出口26向下延伸进塔形腔室；其特征是：紧接液体成滴装置2的液滴出口26，在塔形腔室的顶部有一个缓慢冷却区段31，有管道连通缓慢冷却区段并且向其内注入常温(10～25℃)惰性气体。

如图2所示，紧接缓慢冷却区段，其底部有一进低温惰性气体的箱体319。

缓慢冷却区段31的高度介于20～100cm，优选为30～60cm。

如图2所示，缓慢冷却区段31的侧壁上设置有透视门316。透视门316的一侧通过门铰3161安装在缓慢冷却区段31的侧壁上，其另侧设置有扣锁3162，供开启或关闭透视门316。透视门上有透光体3160以供观察。透视门与缓慢冷却区段的侧壁之间有密封结构，当透视门关闭时对该侧壁内外实现气密分隔，同时可以观测缓慢冷却区段内的液滴凝结情况；当临时停机需要检修或变换产品规格时，可以开启透视门，供人手进入塔形腔室进行相关操作，比如更换液体成滴装置的钻石模具等作业。

可以通过如下方式对注入缓慢冷却区段的惰性气体进行温度调节：当温度适宜时，该区段的惰性气体循环使用；当需要降温时，自该区段底部的低温惰性气体的箱体中引入部分低温惰性气体；当需要升温时，自液体成滴装置的保护气体中引入部分高温惰性气体(因为量小并且通常只在开机时需要，所以不至于过度降低液体成滴装置区域的温度，同时不必要添加加热器)。

相应的设施上，其进气管是一个三路并联的管路，其一接续自其出气管构成循环管路；其二接续自该区段底部的低温惰性气体的箱体319，其三接续自液体成滴装置的腔室。在实施例上，是通过集成控制的计算机按设定要求进行自动控制的。

可见，在实施例，因为有前述的缓慢冷却区段，所以在液滴进入漩涡缓冲区段之前，液滴有足够时间靠其物质的内引力和液滴的表面张力而初步形成真圆球体，也不会形成真空球，并且其表面也略微硬化；因而该“液滴”可以在逐渐固化的过程中经受逐渐强化的旋转气流的影响而不致变形，形成高真圆度的细微圆珠。

如图1、图3所示，为提高成品率，避免微细圆珠自由落体到达塔形腔室底部时因撞击而破坏其真圆度，在实施例，球化冷凝装置3的塔形腔室中设置有漩涡缓冲区段32；漩涡缓冲区段上，沿腔室管壁切线的(大致)方向设置有惰性气体进气管3211。

惰性气体进气管3211的管口射流方向与水平面的夹角，介于-5～+5°之间。在其不接近收集漏斗41的部位，该夹角优选为-5～-0.5°，即略微向下。

因为塔形腔室存在泄漏，所以实施例的漩涡缓冲区段上没有设置惰性气体的出口。此外也可以在较为接近收集漏斗41的部位，设置惰性气体的出口。

如图1所示，漩涡缓冲区段包括多个(图示为2个)管段321、322，并且在下的管段直径不小于(图示为略大于)在上的管段直径。

如图1所示，在漩涡缓冲区段上有多组惰性气体进气口，在竖直方向上它们大约相隔20～70cm。它们各自附设有调节装置(比如调压阀)，可以通过传感器33和实现集成控制的计算机进行个别调节其流量和压力参数。

在实施例，在漩涡缓冲区段所给入的惰性气体，是自液态的储存状态经减压气化后的低温惰性气体。

为避免微细圆珠900在下降时因与内管壁磨擦而受损，影响球体的反光度，实施例的塔形腔室的内壁，均经过精细光滑打磨或镀或喷涂薄膜处理(在权利要求中以“镀薄膜处理”代称“精细光滑打磨或镀或喷涂薄膜处理”)。

如图1所示，在实施例即一种微细圆珠的制造设备，包括一个塔体，塔内设置有液体成滴装置2；液体成滴装置包括一个保温坩锅20和熔融金属成滴机构；在塔外高于保温坩锅处设置有原料熔化装置1，其主体是金属熔化坩锅10；有附带阀门13的管道14连通金属熔化坩锅10和保温坩锅20。有赖于该一结构特征，本实用新型可以连续生产，不需要如现有设备(它们没有外设的原料熔化装置，停机后直接向液体成滴装置的坩锅中添加固体原料)一样，需要停机后才能添加原料。

Claims (10)

1.一种微细圆珠的制造设备，包括原料熔化装置(1)、液体成滴装置(2)、球化冷凝装置(3)、产品收集装置(4)；其球化冷凝装置(3)包括一个塔形腔室；且液体成滴装置(2)的液滴出口(26)向下延伸进塔形腔室；其特征是：紧接液体成滴装置(2)的液滴出口(26)，在塔形腔室的顶部有一个缓慢冷却区段(31)，有管道连通缓慢冷却区段并且向其内注入常温惰性气体。

2.根据权利要求1所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：紧接缓慢冷却区段(31)，其底部有一进低温惰性气体的箱体(319)。

3.根据权利要求1所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：缓慢冷却区段(31)的高度介于20～100cm。

4.根据权利要求3所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：缓慢冷却区段(31)的高度为30～60cm。

5.根据权利要求1所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：缓慢冷却区段(31)的侧壁上设置有透视门(316)；透视门(316)的一侧通过门铰(3161)安装在缓慢冷却区段(31)的侧壁上，其另侧设置有扣锁(3162)；透视门上有透光体(3160)。

6.根据权利要求1所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：塔形腔室中设置有漩涡缓冲区段(32)；漩涡缓冲区段上，沿腔室管壁切线的方向设置有惰性气体进气管(3211)。

7.根据权利要求6所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：惰性气体进气管(3211)的管口射流方向与水平面的夹角，介于-5～+5°之间。。

8.根据权利要求6所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：在漩涡缓冲区段所给入的惰性气体，是自液态的储存状态经减压气化后的低温惰性气体。

9.根据权利要求6所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：塔形腔室的内壁，经过镀薄膜处理。

10.根据权利要求1所述的一种微细圆珠的制造设备，其特征在于：包括一个塔体，塔内设置有液体成滴装置(2)；液体成滴装置包括一个保温坩锅(20)和熔融金属成滴机构；在塔外高于保温坩锅处设置有原料熔化装置(1)，其主体是金属熔化坩锅(10)；有附带阀门(13)的管道(14)连通金属熔化坩锅(10)和保温坩锅(20)。

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