JP2001181709A - Method and apparatus for manufacturing fine metal particle - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing fine metal particle

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JP2001181709A
JP2001181709A JP2000035723A JP2000035723A JP2001181709A JP 2001181709 A JP2001181709 A JP 2001181709A JP 2000035723 A JP2000035723 A JP 2000035723A JP 2000035723 A JP2000035723 A JP 2000035723A JP 2001181709 A JP2001181709 A JP 2001181709A
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JP
Japan
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cooling medium
molten metal
oil
liquid
fine metal
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JP2000035723A
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Masamoto Tanaka
将元 田中
Michio Endo
道雄 遠藤
Kohei Tatsumi
宏平 巽
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently manufacture fine metal particles of a predetermined size with excellent accuracy by cleaning surfaces of the fine metal particles without complicated processes. SOLUTION: The fine metal particle manufacturing apparatus has a measuring unit 100 on an upper portion of a perpendicularly disposed container 9 and forms the fine metal particles by solidifying a molten metal M1 discharged from the measuring unit 100 into a cooling medium 101 contained in the container 9, and the cooling medium 101 is formed of an inert polymer liquid. By discharging the molten metal M1 in the inert polymer liquid, cleaning can be easily achieved after the cooling, and the cleaning process can be simplified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスあ
るいはプリント回路基板等の電極にボール状のバンプを
形成するために好適に用いられる微小金属球の製造方法
および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing fine metal spheres which are suitably used for forming ball-shaped bumps on electrodes of a semiconductor device or a printed circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】低融点微小金属球を製造する方法として
は、アトマイズ法や予め所定体積に整えた金属片を加熱
液体に浸漬することで金属球を得る方法がある。また、
特開平4−74801号公報に記載の方法では、金属の
融点以上の温度に加熱した液体中で微細粒子から溶融金
属が押し出される。
2. Description of the Related Art As a method for producing low-melting minute metal spheres, there are an atomizing method and a method of obtaining metal spheres by dipping a metal piece prepared in a predetermined volume in a heating liquid. Also,
In the method described in JP-A-4-74801, a molten metal is extruded from fine particles in a liquid heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】アトマイズ法では短時
間で多量の金属粒を得ることができるが、粒の形を球状
に揃えることや目的の大きさに揃えることが困難であ
り、極めて歩留まりが悪くなる。金属片を加熱液体に投
下する方法によれば、表面張力によりほぼ完全な球形状
にすることができる。しかし、投下される金属片の寸法
を予め揃えるために圧延等によって極薄にした板にプレ
ス打抜きを行ったり、あるいはダイス等によって細線化
してカッタ等を用いて精度よく切断する工程が必要にな
る。
According to the atomizing method, a large amount of metal particles can be obtained in a short time, but it is difficult to make the shape of the particles spherical or uniform, and the yield is extremely high. become worse. According to the method in which the metal piece is dropped on the heating liquid, it is possible to form a substantially perfect spherical shape by the surface tension. However, in order to align the dimensions of the metal pieces to be dropped in advance, it is necessary to perform a press punching process on an ultra-thin plate by rolling or the like, or to perform a process of precisely thinning using a cutter or the like and thinning it with a die or the like. .

【0004】また、特開平4−74801号公報に記載
のものでは、垂直管内に天然油等を満たしてその垂直管
上部に取り付けたヒータによって金属の融点以上の温度
範囲を持つゾーンもしくは領域を設ける。そして、この
領域内に微細格子を取り付けた低融点合金供給管を、そ
の微細格子が下に位置するように立設する。低融点合金
供給管内に低融点合金の塊を入れて溶融させるととも
に、低融点合金供給管の上部から不活性ガスを送り込
む。このガスの圧力によって溶融合金は微細格子から押
し出されて粒子化し、垂直管の温度勾配を通過すること
により球状になるというものである。
[0004] In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-74801, a zone or region having a temperature range equal to or higher than the melting point of metal is provided by filling a vertical pipe with natural oil or the like and using a heater mounted above the vertical pipe. . Then, a low melting point alloy supply pipe having a fine lattice attached in this region is erected so that the fine lattice is located below. The lump of the low melting point alloy is put into the low melting point alloy supply pipe to be melted, and an inert gas is fed from above the low melting point alloy supply pipe. Due to the pressure of this gas, the molten alloy is extruded from the fine lattice and becomes particles, and becomes spherical by passing through the temperature gradient of the vertical tube.

【0005】しかしながら、この公報に記載の方法では
格子サイズと加圧力の関係などが不明である。いずれに
しても粒の形状は表面張力とそれらの因子との微妙なバ
ランス関係で成り立つものであり、この方法においては
いわゆる混粒を避けることができない。
However, in the method described in this publication, the relationship between the grid size and the pressing force is unknown. In any case, the shape of the grains is based on a delicate balance between the surface tension and those factors, and in this method, so-called mixed grains cannot be avoided.

【0006】そこで、本出願人は特願平10−3104
51号等により、所定サイズの微小金属球を精度よく、
かつ効率的に製造し得る微小金属球の製造方法および装
置を提案している。この方法あるいは装置では、金属球
を形成すべき金属を加熱手段によって加熱溶融し、この
溶融金属を所定容積の計量器に注入する。この計量した
溶融金属を計量器から溶融状態のまま放出し、冷却手段
によって融点以下の温度に冷却することで、溶融金属が
冷却過程で表面張力により球状に固化し、これにより高
い温度で所定サイズおよび形状の微小金属球を得ること
ができるというものである。
Accordingly, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 10-3104.
According to No. 51 etc., fine metal spheres of predetermined size can be accurately
A method and an apparatus for manufacturing micro metal spheres that can be efficiently manufactured are proposed. In this method or apparatus, a metal to form a metal sphere is heated and melted by a heating means, and the molten metal is injected into a measuring device having a predetermined volume. The measured molten metal is released from the measuring instrument in a molten state, and is cooled to a temperature lower than the melting point by a cooling means, whereby the molten metal is solidified into a spherical shape by surface tension in a cooling process, and thereby a predetermined size is formed at a high temperature. Thus, it is possible to obtain minute metal spheres having different shapes.

【0007】ここで、微小金属球を形成させるための冷
却手段としてオイル等の冷却媒体を用いた場合、溶融金
属M1の温度を降下させるプロセスを行った後には、微
小金属球の表面状態を他の部材との接合に支障が生じな
いようにしておく必要がある。オイル等の冷却媒体が付
着したままの状態だと、半導体チップや基板等にリフロ
ーにより接合する際の接合性が劣化するためである。
Here, when a cooling medium such as oil is used as a cooling means for forming the fine metal spheres, after performing the process of lowering the temperature of the molten metal M1, the surface state of the fine metal spheres is changed. It is necessary to prevent trouble in joining with the member. This is because if the cooling medium such as oil remains attached, the joining property when joining to a semiconductor chip or a substrate by reflow is degraded.

【0008】また、微小金属球のサイズにバラツキが生
じると、半導体チップに配列した際の電極からの高さが
一定しない等の要因から、基板との接合性が劣化する虞
がある。従って、微小金属球のサイズを高精度に保つこ
とも必要不可欠である。
Further, if the size of the minute metal spheres varies, there is a possibility that the bonding property with the substrate may be deteriorated due to factors such as the height from the electrodes when being arranged on the semiconductor chip is not constant. Therefore, it is also indispensable to keep the size of the minute metal sphere with high accuracy.

【0009】本発明はかかる実情に鑑み、煩雑な工程を
経ることなく微小金属球の表面を洗浄するとともに、所
定サイズの微小金属球をさらに精度よく、かつ効率的に
製造し得る微小金属球の製造方法および装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides a method of cleaning a surface of a fine metal sphere without complicated steps, and producing a fine metal sphere of a predetermined size more accurately and efficiently. It is an object to provide a manufacturing method and an apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の微小金属球の製
造装置は、垂直配置された容器の上部に計量ユニットを
有し、この計量ユニットから放出される溶融金属を当該
容器に入れた冷却媒体中で固化させて微小金属球を形成
する微小金属球の製造装置であって、前記冷却媒体が不
活性高分子液体からなる。
According to the present invention, there is provided an apparatus for producing fine metal spheres, comprising a measuring unit provided at the top of a vertically arranged container, and cooling the molten metal discharged from the measuring unit into the container. An apparatus for producing fine metal spheres, which is solidified in a medium to form fine metal spheres, wherein the cooling medium is made of an inert polymer liquid.

【0011】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記冷却媒体が不活性なフッ素系高分子液
体からなる。
In one embodiment of the apparatus for producing fine metal spheres according to the present invention, the cooling medium is made of an inert fluoropolymer liquid.

【0012】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記冷却媒体の比重が1.2以上である。
In one embodiment of the apparatus for producing micro metal spheres of the present invention, the specific gravity of the cooling medium is 1.2 or more.

【0013】本発明の微小金属球の製造装置は、垂直配
置された容器の上部に計量ユニットを有し、この計量ユ
ニットから放出される溶融金属を当該容器に入れた冷却
媒体中で固化させて微小金属球を形成する微小金属球の
製造装置であって、前記冷却媒体がオイルと、当該オイ
ルの下方に入れられた不活性高分子液体とからなる。
[0013] The apparatus for producing fine metal spheres of the present invention has a measuring unit above a vertically arranged container, and solidifies molten metal discharged from the measuring unit in a cooling medium contained in the container. An apparatus for producing micro-metal spheres for forming micro-metal spheres, wherein the cooling medium comprises oil and an inert polymer liquid placed below the oil.

【0014】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記不活性高分子液体が不活性なフッ素系
高分子液体からなる。
In one embodiment of the apparatus for producing micro-metal spheres according to the present invention, the inert polymer liquid comprises an inert fluorine-based polymer liquid.

【0015】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記不活性高分子液体の比重が1.2以上
である。
In one embodiment of the apparatus for producing micro metal spheres according to the present invention, the inert polymer liquid has a specific gravity of 1.2 or more.

【0016】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記不活性高分子液体中にアルコールを含
んでいる。
In one embodiment of the apparatus for producing micro metal spheres of the present invention, the inert polymer liquid contains alcohol.

【0017】本発明の微小金属球の製造方法は、垂直配
置され冷却媒体が入れられた容器に計量された溶融金属
を放出し、前記溶融金属を前記冷却媒体中で固化させて
微小金属球を形成する微小金属球の製造方法であって、
前記冷却媒体として不活性高分子液体を用い、当該冷却
媒体により前記溶融金属を冷却して固化する。
According to the method for producing fine metal spheres of the present invention, the weighed molten metal is discharged into a vertically arranged container containing a cooling medium, and the molten metal is solidified in the cooling medium to form the fine metal spheres. A method for producing a minute metal sphere to be formed,
An inert polymer liquid is used as the cooling medium, and the molten metal is cooled and solidified by the cooling medium.

【0018】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記不活性高分子液体として不活性なフッ
素系高分子液体を用いる。
In one embodiment of the method of the present invention for producing fine metal spheres, an inert fluoropolymer liquid is used as the inert polymer liquid.

【0019】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記冷却媒体として前記不活性高分子液体
とオイルからなる液体を用い、前記オイルによる冷却を
行った後、前記不活性高分子液体による冷却を行って、
前記溶融金属を固化させる。
In one embodiment of the method for producing fine metal spheres of the present invention, a liquid comprising the inert polymer liquid and oil is used as the cooling medium, and after cooling with the oil, the inert liquid is cooled. Cooling by molecular liquid,
The molten metal is solidified.

【0020】本発明の微小金属球の製造装置は、垂直配
置された容器の上部に計量ユニットを有し、この計量ユ
ニットから放出される溶融金属を当該容器に入れた冷却
媒体中で固化させて微小金属球を形成する微小金属球の
製造装置であって、前記溶融金属が溶融する200℃の
温度において前記冷却媒体の粘性を2cSt以上20c
St以下の範囲内に保ち、前記冷却媒体の粘性により前
記冷却媒体中の前記溶融金属の落下速度を低減するよう
にしている。
The apparatus for manufacturing micro-metal spheres of the present invention has a measuring unit above a vertically arranged container, and solidifies molten metal discharged from the measuring unit in a cooling medium contained in the container. An apparatus for manufacturing micro metal spheres for forming micro metal spheres, wherein at a temperature of 200 ° C. at which the molten metal melts, the viscosity of the cooling medium is 2 cSt or more and 20 c or more.
St is kept within the range of not more than St, and the viscosity of the cooling medium reduces the falling speed of the molten metal in the cooling medium.

【0021】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記冷却媒体がオイル、オイルに増粘剤を
添加した混合液体又はオイルに高粘性の液体を混合した
混合液体から成る。
In one embodiment of the apparatus for producing micro-metal spheres according to the present invention, the cooling medium is made of oil, a mixed liquid obtained by adding a thickener to oil, or a mixed liquid obtained by mixing oil with a highly viscous liquid.

【0022】本発明の微小金属球の製造方法は、垂直配
置され冷却媒体が入れられた容器に計量された溶融金属
を放出し、前記溶融金属を前記冷却媒体中で固化させて
微小金属球を形成する微小金属球の製造方法であって、
前記溶融金属が溶融する200℃の温度において前記冷
却媒体の粘性を2cSt以上20cSt以下の範囲内に
保ち、前記冷却媒体の粘性により前記冷却媒体中の前記
溶融金属の落下速度を低減する。
According to the method for producing fine metal spheres of the present invention, the weighed molten metal is discharged into a vertically arranged container containing a cooling medium, and the molten metal is solidified in the cooling medium to form the fine metal spheres. A method for producing a minute metal sphere to be formed,
At a temperature of 200 ° C. at which the molten metal melts, the viscosity of the cooling medium is kept in a range of 2 cSt to 20 cSt, and the viscosity of the cooling medium reduces the falling speed of the molten metal in the cooling medium.

【0023】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記冷却媒体として、オイル、オイルに増
粘剤を添加した混合液体又はオイルに高粘性の液体を混
合した混合液体を用いる。
In one embodiment of the method for producing micro metal spheres of the present invention, as the cooling medium, oil, a mixed liquid obtained by adding a thickener to oil, or a mixed liquid obtained by mixing a high-viscosity liquid with oil is used. .

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、図面に
基づき本発明の第1の実施形態に係る微小金属球の製造
方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A preferred embodiment of a method and an apparatus for manufacturing a fine metal sphere according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】ここでまず、本実施形態における微小金属
球は、たとえば特に半田により形成される例とする。半
導体装置の製造工程において半導体素子の電極部と外部
回路等とを接続するために、微小金属球で形成されたバ
ンプを介して両者が接合される。このバンプに好適な微
小金属球を対象とし、特にその直径サイズとしては数百
μm以下のものを得るものとする。
First, the minute metal spheres in the present embodiment are, for example, formed by soldering, for example. In a manufacturing process of a semiconductor device, in order to connect an electrode portion of a semiconductor element to an external circuit or the like, the two are joined via bumps formed of minute metal spheres. A small metal sphere suitable for this bump is targeted. In particular, a diameter of several hundred μm or less is obtained.

【0026】図1は、本発明方法に使用する微小金属球
の製造装置の概略構成例を示している。先ず、図1を参
照しながら、微小金属球の製造装置のうち、主として計
量ユニット100の構成について説明する。図におい
て、1および2は溶融金属Mを給放出するための上ブロ
ックおよび下ブロック、3は金属投入部、4は上ブロッ
ク1に形成された注入路、5は下ブロック2に形成され
た溶融金属Mの放出口である。
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of an apparatus for producing fine metal spheres used in the method of the present invention. First, with reference to FIG. 1, the configuration of the measuring unit 100 in the apparatus for manufacturing micro metal spheres will be mainly described. In the drawing, 1 and 2 are an upper block and a lower block for supplying and discharging molten metal M, 3 is a metal charging section, 4 is an injection passage formed in the upper block 1, and 5 is a molten metal formed in the lower block 2. It is an outlet for metal M.

【0027】この例では上ブロック1および下ブロック
2はたとえば円形とし(図2参照)、装置の所定位置に
固定されている。上ブロック1および下ブロック2は、
好適には半田に濡れない金属、樹脂またはセラミックス
等の材料により形成される。あるいはまた、これらの材
料で形成したものの表面にテフロン等のコーティングを
施してもよく、さらに耐熱性を有し熱変形しないものが
よい。
In this example, the upper block 1 and the lower block 2 are, for example, circular (see FIG. 2) and fixed at predetermined positions of the apparatus. Upper block 1 and lower block 2
It is preferably formed of a material such as metal, resin or ceramics which does not get wet with solder. Alternatively, a coating made of these materials may be coated with Teflon or the like on the surface, and a material having heat resistance and not being thermally deformed is preferable.

【0028】注入路4と放出口5は最も簡単な構成例と
して、図2のように直径方向に対向配置されるものでよ
い。
As the simplest configuration example, the injection path 4 and the discharge port 5 may be diametrically opposed to each other as shown in FIG.

【0029】6は上ブロック1および下ブロック2の間
に回転可能に装着された計量器、7は計量器6に設けら
れた計量部であり、最も簡単な構成例として、図3のよ
うに直径方向に対向配置される計量部7a,7bを有す
るものでよい。計量部7a,7bは所定容積となるよう
に精密に形成されている。8は計量器6を回転駆動する
支持シャフトである。
Reference numeral 6 denotes a weighing device rotatably mounted between the upper block 1 and the lower block 2, and 7 denotes a weighing unit provided on the weighing device 6. As a simplest configuration example, as shown in FIG. It may have measuring parts 7a and 7b which are diametrically opposed. The measuring units 7a and 7b are precisely formed to have a predetermined volume. Reference numeral 8 denotes a support shaft that rotationally drives the measuring device 6.

【0030】この例では計量器6は好適には、半田に濡
れない金属、樹脂またはセラミックス等の材料により薄
円板状に形成される。計量器6はまた、これらの材料で
形成したものの表面にテフロン等のコーティングを施し
てもよく、さらに耐熱性を有し熱変形しないものとす
る。計量器6の形成材料等については、上ブロック1お
よび下ブロック2と同様であってよいが、必ずしも同一
の材料で形成する必要はない。上ブロック1および下ブ
ロック2の間に計量器6を装着する場合、上下に隙間な
くぴったりと装着され、かつ回転可能とする。計量部7
a,7bはそれぞれ、注入路4および放出口5に整合し
得る位置で計量器6の円板に貫通形成される。
In this example, the measuring instrument 6 is preferably formed in a thin disk shape from a material such as metal, resin or ceramics which does not wet with solder. The weighing device 6 may be made of these materials, and may be coated with Teflon or the like on the surface thereof. Further, the weighing device 6 has heat resistance and does not deform thermally. The material for forming the measuring device 6 and the like may be the same as those of the upper block 1 and the lower block 2, but are not necessarily formed of the same material. When the weighing device 6 is mounted between the upper block 1 and the lower block 2, the weighing device 6 is mounted exactly up and down without a gap and is rotatable. Measuring unit 7
a and 7b are formed through the disc of the meter 6 at positions that can be aligned with the injection path 4 and the discharge port 5, respectively.

【0031】ここで、図3に示したように一対の計量部
7a,7bを対向配置するように設ける場合の他、計量
器6の円周方向(図示例では円周4分割)および/また
は半径方向(図示例では3列)について複数列もしくは
複数対設けることもできる。このように複数の計量部7
を設ける場合、注入路4および放出口5についても計量
部7の配置構成に対応するかたちで複数設けるようにす
る。
Here, in addition to the case where the pair of measuring portions 7a and 7b are provided so as to face each other as shown in FIG. 3, the measuring device 6 may be arranged in the circumferential direction (in the illustrated example, divided into four circumferential portions) and / or A plurality of rows or a plurality of pairs may be provided in the radial direction (three rows in the illustrated example). Thus, the plurality of measuring units 7
Is provided, a plurality of injection paths 4 and discharge ports 5 are provided in a manner corresponding to the arrangement of the measuring section 7.

【0032】上ブロック1、下ブロック2およびこれら
に付随する部品は計量ユニット100として、図1のよ
うにユニット化したかたちで、容器(ガラス製等)9内
に収容される。容器9の周囲には、金属球を形成すべき
金属を加熱溶融する加熱手段としての加熱コイル10が
配置されている。また容器9内は、流体槽として構成さ
れる。この例では計量器6から放出された溶融金属Mを
融点以下の温度に冷却する冷却手段としての液体の冷却
媒体11が貯留されている。
The upper block 1, the lower block 2 and the parts associated therewith are housed in a container (made of glass or the like) 9 in a unitized form as shown in FIG. Around the container 9, a heating coil 10 as heating means for heating and melting the metal to form the metal sphere is arranged. The inside of the container 9 is configured as a fluid tank. In this example, a liquid cooling medium 11 as cooling means for cooling the molten metal M discharged from the measuring device 6 to a temperature equal to or lower than the melting point is stored.

【0033】加熱コイル10は、例えば電熱線コイル又
は高周波コイル等であってよく、金属投入部3から投入
された金属を加熱して溶融金属Mの状態に維持する。こ
のように容器9内における加熱コイル10の対応部分
は、加熱ゾーンもしくは領域に設定される。また、容器
9内における加熱コイル10から下方に離れた部分は、
冷却ゾーンもしくは領域に設定される。このように上下
に加熱ゾーンと冷却ゾーンを設けることで容器9内に温
度勾配ができる。
The heating coil 10 may be, for example, a heating wire coil or a high-frequency coil. The heating coil 10 heats the metal charged from the metal charging section 3 to maintain the molten metal M. Thus, the corresponding portion of the heating coil 10 in the container 9 is set to a heating zone or area. In addition, a portion that is separated downward from the heating coil 10 in the container 9 is:
Set in a cooling zone or area. By providing the heating zone and the cooling zone above and below, a temperature gradient is generated in the container 9.

【0034】上記構成において、金属投入部3から投入
された金属は、加熱コイル10によって注入路4内で溶
融金属Mの状態になっている。図1のように注入路4の
真下に位置させた計量部7aに溶融金属Mが注入され
る。計量部7aに溶融金属Mが充填されると、つぎに支
持シャフト8によって計量器6が回転駆動される。この
とき計量器6の上下面は、上ブロック1および下ブロッ
ク2の表面に摺接し、つまり溶融金属Mを計量部7aの
所定容積で摩りきることにより正確に計量することがで
きる。
In the above configuration, the metal charged from the metal charging unit 3 is in a molten metal M state in the injection path 4 by the heating coil 10. As shown in FIG. 1, the molten metal M is injected into the measuring section 7a located immediately below the injection path 4. When the molten metal M is filled in the measuring unit 7a, the measuring device 6 is driven to rotate by the support shaft 8 next. At this time, the upper and lower surfaces of the measuring device 6 are in sliding contact with the surfaces of the upper block 1 and the lower block 2, that is, the molten metal M can be accurately measured by being completely rubbed with the predetermined volume of the measuring portion 7a.

【0035】さらにこの計量した溶融金属Mが充填され
た計量部7aは、反対側に位置する放出口5の真上に移
動する。そして計量部7a内の溶融金属Mは、放出口5
から溶融状態(M1 )のまま放出される。放出された溶
融金属M1は、流体槽のオイル11内を加熱ゾーンから
冷却ゾーンへ降下してゆく。この降下中、溶融金属M1
はオイル11によって融点以下の温度に冷却され、この
冷却過程で表面張力により球状に固化し、これにより高
い精度で所定サイズおよび形状の微小金属球Bが形成さ
れる。
The measuring section 7a filled with the measured molten metal M moves right above the discharge port 5 located on the opposite side. Then, the molten metal M in the measuring section 7 a
From the molten state (M1). The released molten metal M1 descends from the heating zone to the cooling zone in the oil 11 of the fluid tank. During this descent, the molten metal M1
Is cooled by the oil 11 to a temperature lower than the melting point, and in this cooling process, is solidified into a spherical shape by surface tension, whereby a fine metal sphere B of a predetermined size and shape is formed with high precision.

【0036】上記動作を繰り返すことにより、計量部7
a,7bが交互に溶融金属Mを計量して、連続的に微小
金属球Bを得ることができる。したがって、極めて高い
精度でかつ効率的に微小金属球Bを製造することができ
る。
By repeating the above operation, the measuring section 7
a, 7b alternately weighs the molten metal M to continuously obtain the fine metal spheres B. Therefore, the minute metal spheres B can be manufactured with extremely high precision and efficiency.

【0037】ここで、微小金属球Bを形成させるために
冷却媒体としてオイル等を用いて溶融金属M1の温度を
降下させるプロセスを行った後には、微小金属球Bの表
面から当該冷却媒体を取り除く必要がある。オイル等の
冷却媒体が付着したままの状態だと、半導体チップや基
板等にリフローにより接合する際の接合性が劣化するた
めである。
Here, after performing a process of lowering the temperature of the molten metal M1 using oil or the like as a cooling medium to form the fine metal spheres B, the cooling medium is removed from the surface of the fine metal spheres B. There is a need. This is because if the cooling medium such as oil remains attached, the joining property when joining to a semiconductor chip or a substrate by reflow is degraded.

【0038】第1の実施形態は、微小金属球Bの形成
後、その表面から冷却媒体11を容易に取り除くことを
可能としたものである。
The first embodiment makes it possible to easily remove the cooling medium 11 from the surface of the fine metal sphere B after its formation.

【0039】図4は、第1の実施形態に係る微小金属球
Bの製造装置を示す模式図である。図4において、容器
9には液体の冷却媒体(フッ素系高分子液体101)が
入れられている。容器9の上部には、図1において説明
した計量ユニット100が配置されている。この計量ユ
ニット100から、溶融金属M1が次々と放出される。
放出された溶融金属M1は、冷却媒体中で表面張力によ
り球状化される。
FIG. 4 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing a fine metal sphere B according to the first embodiment. In FIG. 4, a container 9 contains a liquid cooling medium (fluorine-based polymer liquid 101). The measuring unit 100 described with reference to FIG. From the measuring unit 100, the molten metal M1 is discharged one after another.
The released molten metal M1 is spheroidized by surface tension in a cooling medium.

【0040】容器9の周囲には、図1において説明した
高周波コイル等でなる加熱コイル10が配置される。加
熱コイル10の下方には、計量ユニット100が配置さ
れた位置から下方に向かってフッ素系高分子液体101
に所定の温度勾配が形成されるように所定の水冷管(不
図示)が配置されている。
A heating coil 10 such as the high-frequency coil described with reference to FIG. Below the heating coil 10, the fluoropolymer liquid 101 is directed downward from the position where the measuring unit 100 is disposed.
A predetermined water cooling pipe (not shown) is arranged such that a predetermined temperature gradient is formed in the water cooling pipe.

【0041】本実施形態における冷却媒体は、フッ素系
高分子液体(フッ素系不活性液体)101からなり、容
器9の底から計量ユニット100の上部まで入れられて
いる。フッ素系高分子液体101は、化学式が例えば
(C5113nの液体であり比重は1.2程度以上のも
のである。従来の冷却媒体は、比重0.8程度のオイル
が主に用いられてきたが、溶融金属M1が冷却媒体中を
落下する際、比重が1.2以上の冷却媒体中で在れば、
比重0.8程度のオイル中落下より浮力が生じ、ゆっく
り落下させることができ、微小金属球Bの真球度を向上
させることができる。なお、フッ素系高分子液体101
においては、比重はフッ素の置換数が多くなる程大きく
なる。このようなフッ素系高分子液体101の一例とし
ては、住友3M社製の商品名フロリナートが挙げられ
る。
The cooling medium in this embodiment is made of a fluorine-based polymer liquid (fluorinated inert liquid) 101, and is contained from the bottom of the container 9 to the top of the measuring unit 100. The fluorine-based polymer liquid 101 is a liquid having a chemical formula of, for example, (C 5 F 11 ) 3n and a specific gravity of about 1.2 or more. Conventional cooling medium, oil of specific gravity of about 0.8 has been mainly used, but when the molten metal M1 falls in the cooling medium, if the specific gravity is 1.2 or more in the cooling medium,
Buoyancy is generated by dropping in oil having a specific gravity of about 0.8, and the drop can be performed slowly, so that the sphericity of the fine metal sphere B can be improved. The fluorine-based polymer liquid 101
In, the specific gravity increases as the number of fluorine substitutions increases. An example of such a fluorine-based polymer liquid 101 is Fluorinert (trade name, manufactured by Sumitomo 3M).

【0042】計量ユニット100によって計量された溶
融金属M1は、容器9内のフッ素系高分子液体101中
に溶融状態のまま放出される。放出された溶融金属M1
は、球状化しながらフッ素系高分子液体101中を下方
に向かって落下する。フッ素系高分子液体101の沸点
は150℃〜215℃程度で安定しており、溶融金属M
1を構成する半田等と反応しないため、溶融金属M1
は、容器9内で下方に落下するにつれてフッ素系高分子
液体101の温度勾配に従って冷却される。そして、放
出された溶融金属M1が容器9の底に到達する頃には、
溶融金属M1は凝固して微小金属球Bが形成される。
The molten metal M1 measured by the measuring unit 100 is discharged into the fluoropolymer liquid 101 in the container 9 in a molten state. Molten metal M1 released
Falls downward in the fluoropolymer liquid 101 while spheroidizing. The boiling point of the fluoropolymer liquid 101 is stable at about 150 ° C. to 215 ° C.
1 does not react with the solder or the like constituting the molten metal M1.
Is cooled according to the temperature gradient of the fluoropolymer liquid 101 as it falls downward in the container 9. When the released molten metal M1 reaches the bottom of the container 9,
The molten metal M1 solidifies to form the fine metal sphere B.

【0043】固体となった微小金属球Bは、フッ素系高
分子液体101中から取り出され、洗浄される。フッ素
系高分子液体101は洗浄性に優れているため、微小金
属球Bの表面に付着したフッ素系高分子液体101は、
エタノール等のアルコール、アセトンを用いることによ
り容易に除去することができる。
The solid fine metal spheres B are taken out of the fluoropolymer liquid 101 and washed. Since the fluorine-based polymer liquid 101 is excellent in cleaning properties, the fluorine-based polymer liquid 101 attached to the surface of the fine metal sphere B is
It can be easily removed by using alcohol such as ethanol or acetone.

【0044】なお、高分子液体としてはフッ素系に限定
されるものではなく、種々の不活性高分子液体を用いる
ことが可能である。また、数種の不活性高分子液体を混
合したものでも良い。また、例えば上述のフッ素の置換
数が異なる数種のフッ素系高分子液体を混合したもので
も良い。
The polymer liquid is not limited to a fluorine-based liquid, and various inert polymer liquids can be used. Further, a mixture of several kinds of inert polymer liquids may be used. Further, for example, a mixture of several kinds of fluorine-based polymer liquids having different fluorine substitution numbers may be used.

【0045】また、本実施形態では、計量ユニット10
0から放出させた溶融金属M1を液体のフッ素系高分子
液体101によって冷却する態様について説明したが、
フッ素系高分子液体101を気体(スチーム)にして容
器9内に充填し、気体の雰囲気中に放出した溶融金属M
1を冷却することも可能である。この場合には、気体の
下方に更に液体の冷却媒体を入れておき、更なる冷却を
行うことが望ましい。
In this embodiment, the measuring unit 10
Although the aspect in which the molten metal M1 released from 0 is cooled by the liquid fluoropolymer liquid 101 has been described,
The molten metal M released from the fluorine-based polymer liquid 101 into a gas (steam) into the container 9 and discharged into the gas atmosphere
It is also possible to cool 1. In this case, it is desirable to further add a liquid cooling medium below the gas to perform further cooling.

【0046】以上説明したように、本発明の第1の実施
形態によれば、溶融金属M1を冷却媒体としてのフッ素
系高分子液体101中に放出することにより、凝固した
後の洗浄を容易に行うことができ、洗浄工程を簡略化す
ることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the molten metal M1 is discharged into the fluorinated polymer liquid 101 as a cooling medium, so that cleaning after solidification is facilitated. The cleaning process can be simplified.

【0047】(第2の実施形態)次に、図面に基づき本
発明の第2の実施形態に係る微小金属球Bの製造方法及
び装置の好適な実施の形態について説明する。第2の実
施形態も、第1の実施形態と同様に微小金属球Bを形成
した後、冷却媒体を容易に取り除くことを可能としたも
のである。
(Second Embodiment) Next, a preferred embodiment of a method and an apparatus for manufacturing a fine metal sphere B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the cooling medium can be easily removed after the minute metal spheres B are formed in the same manner as in the first embodiment.

【0048】図5は、第2の実施形態に係る微小金属球
Bの製造装置を示す模式図である。図5において、容器
9には2種類の液体から成る冷却媒体が入れられてい
る。すなわち、容器9には、上述の第1の実施形態で説
明したようなフッ素系高分子液体101とオイル102
とが入れられている。フッ素系高分子液体101は、上
述したように比重が1.2以上のものであり、オイル1
02は比重が0.8程度であるため、両者は境界103
において分離し、オイル102がフッ素系高分子液体1
01の上部に位置する。
FIG. 5 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing minute metal spheres B according to the second embodiment. In FIG. 5, a container 9 contains a cooling medium composed of two kinds of liquids. That is, the container 9 contains the fluoropolymer liquid 101 and the oil 102 as described in the first embodiment.
And is put. The fluoropolymer liquid 101 has a specific gravity of 1.2 or more as described above,
02 has a specific gravity of about 0.8,
And the oil 102 is separated from the fluoropolymer liquid 1
Located at the top of 01.

【0049】計量ユニット100から放出された溶融金
属M1は、先ずオイル102中に放出される。オイル1
02は、容器9の外に配置された加熱コイル10によっ
て所定の温度に保たれており、ここで、溶融金属M1は
オイル102中において表面張力により球状化される。
The molten metal M 1 discharged from the measuring unit 100 is first discharged into the oil 102. Oil 1
Numeral 02 is maintained at a predetermined temperature by the heating coil 10 arranged outside the container 9, where the molten metal M <b> 1 is spheroidized in the oil 102 by surface tension.

【0050】その後、溶融金属M1はオイル102中を
下方に向かって落下し、やがて、フッ素系高分子液体1
01との境界103面を超えてフッ素系高分子液体10
1中に落下する。フッ素系高分子液体101中において
も、加熱コイル10あるいは冷却管等によって下方に向
かって所定の温度勾配が設定されており、下方に落下す
るにつれて溶融金属M1が凝固する。同時に、溶融金属
M1の表面に付着しているオイル102はフッ素系高分
子液体101中において離脱し、溶融金属M1の表面は
フッ素系高分子液体101によって覆われる。
Thereafter, the molten metal M1 drops downward in the oil 102, and eventually, the fluoropolymer liquid 1
Fluorinated polymer liquid 10 beyond boundary 103
Fall into one. In the fluoropolymer liquid 101, a predetermined temperature gradient is set downward by the heating coil 10 or the cooling pipe, and the molten metal M1 solidifies as it falls downward. At the same time, the oil 102 adhering to the surface of the molten metal M1 is separated in the fluoropolymer liquid 101, and the surface of the molten metal M1 is covered by the fluoropolymer liquid 101.

【0051】すなわち、溶融金属M1をオイル102中
からフッ素系高分子液体101中に移すことにより、溶
融金属M1の表面に付着したオイル102を完全に除去
することができる。凝固して固体となった微小金属球B
は、フッ素系高分子液体101中から取り出され、洗浄
される。フッ素系高分子液体101は洗浄性に優れてい
るため、微小金属球Bの表面に付着したフッ素系高分子
液体101は、エタノール等のアルコール、アセトンを
用いることにより容易に除去することができる。従っ
て、オイル102のみで冷却した場合と異なり、溶融金
属M1が凝固して微小金属球Bが形成された後の洗浄を
容易に行うことが可能となる。
That is, by transferring the molten metal M1 from the oil 102 to the fluoropolymer liquid 101, the oil 102 attached to the surface of the molten metal M1 can be completely removed. Small metal sphere B solidified to solid
Is taken out of the fluoropolymer liquid 101 and washed. Since the fluorine-based polymer liquid 101 is excellent in cleaning properties, the fluorine-based polymer liquid 101 attached to the surface of the fine metal sphere B can be easily removed by using alcohol such as ethanol or acetone. Therefore, unlike the case where cooling is performed only with the oil 102, it is possible to easily perform cleaning after the molten metal M1 is solidified and the minute metal spheres B are formed.

【0052】図5に示すように、オイル102とフッ素
系高分子液体101は比重の違いから境界103におい
て完全に分離する。また、フッ素系高分子液体101中
にメタノール、エタノール等のアルコールを含ませてお
けば、溶融金属M1の表面に付着した油分等の汚れをア
ルコールによって除去することができ、しかもアルコー
ルとフッ素系高分子液体101は分離するため、汚れ等
の成分をアルコールとともにフッ素系高分子液体101
から取り除くことによって、フッ素系高分子液体101
を再生することが可能となる。
As shown in FIG. 5, the oil 102 and the fluoropolymer liquid 101 are completely separated at the boundary 103 due to the difference in specific gravity. Also, if alcohol such as methanol or ethanol is contained in the fluorine-based polymer liquid 101, dirt such as oil adhering to the surface of the molten metal M1 can be removed by the alcohol. Since the molecular liquid 101 is separated, components such as dirt and the like are mixed with the alcohol and the fluoropolymer liquid 101.
From the fluoropolymer liquid 101
Can be reproduced.

【0053】以上説明したように、第2の実施形態によ
れば、計量ユニット100から溶融金属M1をオイル1
02中に放出した後、フッ素系高分子液体101中に移
すことにより、溶融金属M1の表面に付着したオイル1
02を除去することができ、凝固後の洗浄を容易に行う
ことが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the molten metal M1 is supplied from the measuring unit 100 to the oil 1
02, and then transferred into the fluoropolymer liquid 101 to remove the oil 1 adhering to the surface of the molten metal M1.
02 can be removed, and washing after coagulation can be easily performed.

【0054】(第3の実施形態)以下、図面に基づき本
発明の第3の実施形態に係る微小金属球の製造方法及び
装置の好適な実施の形態について説明する。上述の各実
施形態、例えば第1の実施形態で説明したように、計量
ユニット100から放出された溶融金属M1は、オイル
等の冷却媒体中を下方に向かって落下し、加熱コイル1
0、冷却管等によって設定された冷却媒体の温度勾配に
よって落下するにつれて冷却され、微小金属球Bとな
る。
(Third Embodiment) Hereinafter, a preferred embodiment of a method and an apparatus for manufacturing micro metal spheres according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As described in each of the above-described embodiments, for example, the first embodiment, the molten metal M1 discharged from the measuring unit 100 falls downward in a cooling medium such as oil and the like.
0, it is cooled as it falls due to the temperature gradient of the cooling medium set by the cooling pipe or the like, and becomes a minute metal sphere B.

【0055】ここで、冷却媒体中の溶融金属M1の落下
速度は、溶融金属M1が凝固して微小金属球Bとなった
際の真球度に与える影響が大きく、速度が大きい場合に
は冷却媒体の抵抗により真球度が劣化する。従って、冷
却媒体中の落下速度を適切に制御することは、良質の微
小金属球Bを製造する上で極めて重要である。第3の実
施形態では、冷却媒体中の落下速度を制御して、微小金
属球Bの真球度を向上させるようにしたものである。
Here, the falling speed of the molten metal M1 in the cooling medium has a large effect on the sphericity when the molten metal M1 solidifies to form the fine metal spheres B. The sphericity is degraded by the resistance of the medium. Therefore, appropriately controlling the falling speed in the cooling medium is extremely important for producing high quality fine metal spheres B. In the third embodiment, the falling speed in the cooling medium is controlled to improve the sphericity of the minute metal sphere B.

【0056】製造される微小金属球Bは、半導体装置の
製造工程において半導体素子の電極部と外部回路等とを
接続するためのバンプとして用いられる。微小金属球の
大きさは、半導体素子と外部回路のそれぞれにおける電
極の大きさ等によって定まり、多種の大きさの微小金属
球が用途、目的に応じて用いられる。
The manufactured minute metal sphere B is used as a bump for connecting an electrode portion of a semiconductor element to an external circuit or the like in a semiconductor device manufacturing process. The size of the fine metal sphere is determined by the size of the electrode in each of the semiconductor element and the external circuit, and the fine metal sphere of various sizes is used according to the application and purpose.

【0057】ここで、冷却媒体中の落下速度は微小金属
球Bの半径の2乗に比例するため、直径が100μm程
度の大きさの微小金属球Bを製造する際には、落下速度
は微小金属球Bの大きさに影響を与えることは少ない。
Here, since the falling speed in the cooling medium is proportional to the square of the radius of the fine metal sphere B, when manufacturing the fine metal sphere B having a diameter of about 100 μm, the falling speed is very small. It hardly affects the size of the metal sphere B.

【0058】しかし、半導体装置の種類によっては、4
00μm〜800μm程度の直径の微小金属球Bが用い
られ、このような比較的大きな微小金属球Bを形成する
場合には、特に冷却媒体中の落下速度を制御することが
必要である。
However, depending on the type of the semiconductor device, 4
A small metal sphere B having a diameter of about 00 μm to 800 μm is used. When such a relatively large small metal sphere B is formed, it is particularly necessary to control the falling speed in the cooling medium.

【0059】本実施形態では、400μm〜800μm
程度の直径の微小金属球Bを製造する際には、微小金属
球Bの融点近傍において粘性が高くなるオイルを用いて
いる。
In this embodiment, 400 μm to 800 μm
When manufacturing the fine metal spheres B having a diameter of the order of magnitude, oil whose viscosity increases near the melting point of the fine metal spheres B is used.

【0060】図6は、第3の実施形態に係る微小金属球
Bの製造装置の構成を示す模式図である。図6に示すよ
うに、第3の実施形態に係る微小金属球Bの製造装置に
おいても、容器9と、容器9中に配置された計量ユニッ
ト100と、容器9に入れられ、計量ユニット100の
上部まで入れられたオイル104とを備えている。ま
た、容器9の外周には、加熱コイル10が配置されてい
る。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a manufacturing apparatus for a fine metal sphere B according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, also in the manufacturing apparatus of the fine metal sphere B according to the third embodiment, the container 9, the weighing unit 100 arranged in the container 9, and the weighing unit 100 And an oil 104 filled up to the top. A heating coil 10 is arranged on the outer periphery of the container 9.

【0061】図6に示すように、容器9に入れられたオ
イル4は、加熱ゾーンにおいては加熱コイル10によっ
て所定の温度まで加熱され、冷却ゾーンにおいては不図
示の冷却管等の部材によって下方に向かって温度勾配が
形成されている。ここで、落下速度が問題となるのは、
主として冷却ゾーンの上部においてである。
As shown in FIG. 6, the oil 4 put in the container 9 is heated to a predetermined temperature by the heating coil 10 in the heating zone, and is lowered downward by a member such as a cooling pipe (not shown) in the cooling zone. A temperature gradient is formed toward it. Here, the problem of drop speed is
Mainly in the upper part of the cooling zone.

【0062】一般的に、オイルの粘性は温度が高くなる
程低くなるため、特に、溶融金属M1の融点近傍の温度
に設定された冷却ゾーンの近傍においては、粘性の低下
による落下速度の低下が顕著になる。
In general, since the viscosity of oil decreases as the temperature increases, the drop speed decreases due to the decrease in viscosity, particularly in the vicinity of a cooling zone set at a temperature near the melting point of the molten metal M1. Become noticeable.

【0063】図7は、第3の実施形態におけるオイル1
04の特性を示す模式図である。また、図8は、比較の
ため通常のオイルの特性を示したものである。ここで、
図7及び図8は、40℃、100℃、200℃の各温度
における粘性を示したものである。
FIG. 7 shows an oil 1 according to the third embodiment.
It is a schematic diagram which shows the characteristic of No. 04. FIG. 8 shows the characteristics of a normal oil for comparison. here,
7 and 8 show the viscosities at respective temperatures of 40 ° C., 100 ° C., and 200 ° C.

【0064】図7に示すように、本実施形態において用
いているオイル104は例えば〜に示す3種類のも
のであり、200℃では粘性が5.8cSt〜7.6c
Stの範囲に設定されている。一方、図8に示すような
通常のオイルでは、200℃における粘性は1.0c
St程度となる。粘性1.0cStでは、直径400μ
m〜800μmの微小金属球Bは非常に速い落下速度で
落下し、その際の抵抗によって真球度の変化も大きなも
のとなるが、本実施形態のように、200℃における粘
性が6cSt〜7cSt程度以上、より好ましくは2c
St〜20cStの範囲内のオイルを用いることで、計
量ユニット100から放出された溶融金属M1の落下速
度を低減することが可能となる。なお、オイル104と
しては、数種の異なる粘性のオイルを混合することによ
り、上述の粘性を確保するようにしても良いし、増粘剤
を混入することによって上述の粘性を確保するようにし
ても良い。
As shown in FIG. 7, the oil 104 used in this embodiment is, for example, of the following three types, and has a viscosity of 5.8 cSt to 7.6 c at 200 ° C.
It is set in the range of St. On the other hand, in a normal oil as shown in FIG.
It is about St. With a viscosity of 1.0 cSt, a diameter of 400μ
The minute metal sphere B of m to 800 μm falls at a very fast falling speed, and the resistance at that time causes a large change in sphericity. However, as in the present embodiment, the viscosity at 200 ° C. is 6 cSt to 7 cSt. Degree or more, more preferably 2c
By using the oil in the range of St to 20 cSt, it is possible to reduce the falling speed of the molten metal M1 discharged from the measuring unit 100. As the oil 104, the above-mentioned viscosity may be ensured by mixing several kinds of oils having different viscosities, or the above-described viscosity may be ensured by mixing a thickener. Is also good.

【0065】図9(a)は、図7に示すのオイル10
4を使用した場合の真球度を示している。また、図9
(b)は、図8に示すオイルを使用した場合の真球度を
示している。このように、200℃の粘度を大きくする
ことによって、完成した微小金属球Bの真球度を向上さ
せることができる。
FIG. 9A shows the oil 10 shown in FIG.
4 shows the sphericity when 4 is used. FIG.
(B) shows the sphericity when the oil shown in FIG. 8 is used. Thus, by increasing the viscosity at 200 ° C., the sphericity of the completed fine metal sphere B can be improved.

【0066】一方、冷却ゾーンの下部、すなわち容器9
の下部においては、凝固した微小金属球Bを取り出す必
要があるため、粘性の高いオイルを用いることはできな
い。本実施形態では、図7に示すように、40℃の粘度
が100cSt〜400cSt程度のオイルを用いてい
るため、凝固した微小金属球Bを取り出すことが可能と
なる。一般的に、高温時の粘度を大きくすると、低温時
の粘度も大きくなるため、取り出しの際に支障が生じる
ことが想定される。例えば粘度1000cSt程度とな
るとオイルは水飴状となり、この中から微小金属球Bを
取り出すことは困難である。本実施形態で用いるオイル
4では、落下速度を低減するために200℃における粘
度を大きくしたにも関わらず、40℃における粘度を4
00cSt程度以下に抑えている。従って、冷却ゾーン
の上部においては、落下速度を小さく抑えることのでき
る所定の粘度を確保し、冷却ゾーンの下部においては取
り出しに必要な低粘度とすることができる。
On the other hand, the lower part of the cooling zone,
Since it is necessary to take out the solidified minute metal spheres B at the lower part of the, high viscosity oil cannot be used. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, oil having a viscosity at 40 ° C. of about 100 cSt to about 400 cSt is used, so that the solidified fine metal spheres B can be taken out. Generally, when the viscosity at high temperature is increased, the viscosity at low temperature is also increased. For example, when the viscosity becomes about 1000 cSt, the oil becomes syrup-like, and it is difficult to take out the minute metal spheres B from this. In the oil 4 used in the present embodiment, although the viscosity at 200 ° C. was increased to reduce the falling speed, the viscosity at 40 ° C. was 4
It is suppressed to about 00 cSt or less. Therefore, at the upper part of the cooling zone, a predetermined viscosity capable of suppressing the falling speed can be secured, and at the lower part of the cooling zone, the viscosity required for taking out can be made low.

【0067】以上説明したように、本発明の第3の実施
形態によれば、計量ユニット100から放出される溶融
金属M1の落下速度を低減することが可能となる。従っ
て、真球度を向上させた微小金属球Bを製造することが
可能となる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to reduce the falling speed of the molten metal M1 discharged from the measuring unit 100. Therefore, it is possible to manufacture the fine metal sphere B with improved sphericity.

【0068】また、高温における粘度を大きくしても、
低温における粘度が所定値よりも大きくならないように
オイル104の粘度を設定したため、凝固した微小金属
球Bをオイル104中から容易に取り出すことが可能と
なる。
Further, even if the viscosity at a high temperature is increased,
Since the viscosity of the oil 104 is set so that the viscosity at a low temperature does not become larger than a predetermined value, the solidified fine metal spheres B can be easily taken out of the oil 104.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、溶融金属を冷却媒体と
しての不活性高分子液体中に放出することにより、凝固
した後の洗浄を容易に行うことができ、洗浄工程を簡略
化することが可能となる。
According to the present invention, cleaning after solidification can be easily performed by discharging molten metal into an inert polymer liquid as a cooling medium, and the cleaning process can be simplified. Becomes possible.

【0070】また、本発明によれば、放出される溶融金
属の落下速度を低減することが可能となる。従って、真
球度を向上させた微小金属球を製造することが可能とな
る。
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the falling speed of the released molten metal. Therefore, it is possible to manufacture a fine metal sphere with improved sphericity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による微小金属球の製
造装置の計量ユニットの構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a measuring unit of an apparatus for manufacturing micro metal spheres according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態による微小金属球の製
造装置の計量ユニットの構成を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a measuring unit of the apparatus for manufacturing fine metal spheres according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態による微小金属球の製
造装置の計量ユニットの構成を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a weighing unit of the apparatus for manufacturing micro metal spheres according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係る微小金属球の製
造装置の概略構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus for a micro metal sphere according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る微小金属球の製
造装置の概略構成を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus of a minute metal sphere according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態に係る微小金属球の製
造装置の概略構成を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus of a micro metal sphere according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態におけるオイルの特性
を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating characteristics of oil according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施形態において、比較例とし
ての通常のオイルの特性を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing characteristics of a normal oil as a comparative example in the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施形態による微小金属球の真
球度を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the sphericity of a small metal sphere according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上ブロック 2 下ブロック 3 金属投入部 4 注入路 5 放出口 6 計量器 7,7a,7b 計量部 8 支持シャフト 9 容器 10 加熱コイル 11 冷却媒体 100 計量ユニット 101 フッ素系高分子液体 102,104 オイル 103 境界 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper block 2 Lower block 3 Metal input part 4 Injection path 5 Discharge port 6 Meter 7, 7a, 7b Metering part 8 Support shaft 9 Container 10 Heating coil 11 Cooling medium 100 Metering unit 101 Fluoropolymer liquid 102, 104 Oil 103 Boundary

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 巽 宏平 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Fターム(参考) 3L044 AA03 BA05 CA04 DB02 KA01 KA04 4K017 AA04 BA01 BB01 CA01 DA01 EC01 EK02 FA25 FA26  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kohei Tatsumi 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Corporation Technology Development Division F-term (reference) 3L044 AA03 BA05 CA04 DB02 KA01 KA04 4K017 AA04 BA01 BB01 CA01 DA01 EC01 EK02 FA25 FA26

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 垂直配置された容器の上部に計量ユニッ
トを有し、この計量ユニットから放出される溶融金属を
当該容器に入れた冷却媒体中で固化させて微小金属球を
形成する微小金属球の製造装置であって、 前記冷却媒体が不活性高分子液体からなることを特徴と
する微小金属球の製造装置。
1. A fine metal sphere having a measuring unit at the top of a vertically arranged container, and solidifying molten metal discharged from the measuring unit in a cooling medium contained in the container to form a fine metal sphere. The manufacturing apparatus for fine metal spheres, wherein the cooling medium is made of an inert polymer liquid.
【請求項2】 前記冷却媒体が不活性なフッ素系高分子
液体からなることを特徴とする請求項1に記載の微小金
属球の製造装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the cooling medium is made of an inert fluoropolymer liquid.
【請求項3】 前記冷却媒体の比重が1.2以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の微小金属球の
製造装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the specific gravity of the cooling medium is 1.2 or more.
【請求項4】 垂直配置された容器の上部に計量ユニッ
トを有し、この計量ユニットから放出される溶融金属を
当該容器に入れた冷却媒体中で固化させて微小金属球を
形成する微小金属球の製造装置であって、 前記冷却媒体がオイルと、当該オイルの下方に入れられ
た不活性高分子液体とからなることを特徴とする微小金
属球の製造装置。
4. A fine metal sphere having a measuring unit on an upper part of a vertically arranged container, and solidifying a molten metal discharged from the measuring unit in a cooling medium contained in the container to form a fine metal sphere. The manufacturing apparatus for micro metal spheres, wherein the cooling medium is composed of an oil and an inert polymer liquid placed under the oil.
【請求項5】 前記不活性高分子液体が不活性なフッ素
系高分子液体からなることを特徴とする請求項4に記載
の微小金属球の製造装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein the inert polymer liquid is made of an inert fluorine-based polymer liquid.
【請求項6】 前記不活性高分子液体の比重が1.2以
上であることを特徴とする請求項4又は5に記載の微小
金属球の製造装置。
6. The apparatus according to claim 4, wherein the specific gravity of the inert polymer liquid is 1.2 or more.
【請求項7】 前記不活性高分子液体中にアルコールを
含んでいることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1
項に記載の微小金属球の製造装置。
7. The liquid according to claim 4, wherein the inert polymer liquid contains an alcohol.
Item 3. The apparatus for producing a minute metal sphere according to the above item.
【請求項8】 垂直配置され冷却媒体が入れられた容器
に計量された溶融金属を放出し、前記溶融金属を前記冷
却媒体中で固化させて微小金属球を形成する微小金属球
の製造方法であって、 前記冷却媒体として不活性高分子液体を用い、当該冷却
媒体により前記溶融金属を冷却して固化することを特徴
とする微小金属球の製造方法。
8. A method for producing fine metal spheres, comprising releasing a weighed amount of molten metal into a vertically arranged container containing a cooling medium, and solidifying the molten metal in the cooling medium to form fine metal spheres. A method for producing fine metal spheres, wherein an inert polymer liquid is used as the cooling medium, and the molten metal is cooled and solidified by the cooling medium.
【請求項9】 前記不活性高分子液体として不活性なフ
ッ素系高分子液体を用いることを特徴とする請求項8に
記載の微小金属球の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein an inert fluoropolymer liquid is used as the inert polymer liquid.
【請求項10】 前記冷却媒体として前記不活性高分子
液体とオイルからなる液体を用い、 前記オイルによる冷却を行った後、前記不活性高分子液
体による冷却を行って、前記溶融金属を固化させること
を特徴とする請求項8に記載の微小金属球の製造方法。
10. A liquid comprising the inert polymer liquid and oil as the cooling medium. After cooling with the oil, cooling with the inert polymer liquid is performed to solidify the molten metal. The method for producing a fine metal sphere according to claim 8, wherein:
【請求項11】 垂直配置された容器の上部に計量ユニ
ットを有し、この計量ユニットから放出される溶融金属
を当該容器に入れた冷却媒体中で固化させて微小金属球
を形成する微小金属球の製造装置であって、 前記溶融金属が溶融する200℃の温度において前記冷
却媒体の粘性を2cSt以上20cSt以下の範囲内に
保ち、 前記冷却媒体の粘性により前記冷却媒体中の前記溶融金
属の落下速度を低減するようにしたことを特徴とする微
小金属球の製造装置。
11. A fine metal sphere having a measuring unit at the top of a vertically arranged container, and solidifying a molten metal discharged from the measuring unit in a cooling medium contained in the container to form a fine metal sphere. Wherein the viscosity of the cooling medium is kept within the range of 2 cSt to 20 cSt at a temperature of 200 ° C. at which the molten metal melts, and the viscosity of the cooling medium causes the molten metal to fall into the cooling medium. An apparatus for producing micro metal spheres, wherein the speed is reduced.
【請求項12】 前記冷却媒体がオイル、オイルに増粘
剤を添加した混合液体又はオイルに高粘性の液体を混合
した混合液体から成ることを特徴とする請求項11に記
載の微小金属球の製造装置。
12. The fine metal spheres according to claim 11, wherein the cooling medium is made of oil, a mixed liquid obtained by adding a thickener to oil, or a mixed liquid obtained by mixing a highly viscous liquid with oil. manufacturing device.
【請求項13】 垂直配置され冷却媒体が入れられた容
器に計量された溶融金属を放出し、前記溶融金属を前記
冷却媒体中で固化させて微小金属球を形成する微小金属
球の製造方法であって、 前記溶融金属が溶融する200℃の温度において前記冷
却媒体の粘性を2cSt以上20cSt以下の範囲内に
保ち、 前記冷却媒体の粘性により前記冷却媒体中の前記溶融金
属の落下速度を低減することを特徴とする微小金属球の
製造方法。
13. A method for producing fine metal spheres, comprising discharging a measured amount of molten metal into a vertically arranged container containing a cooling medium, and solidifying the molten metal in the cooling medium to form fine metal spheres. At a temperature of 200 ° C. at which the molten metal melts, the viscosity of the cooling medium is maintained in the range of 2 cSt to 20 cSt, and the viscosity of the cooling medium reduces the falling speed of the molten metal in the cooling medium. A method for producing a metal microsphere, comprising:
【請求項14】 前記冷却媒体として、オイル、オイル
に増粘剤を添加した混合液体又はオイルに高粘性の液体
を混合した混合液体を用いることを特徴とする請求項1
3に記載の微小金属球の製造方法。
14. The cooling medium according to claim 1, wherein oil, a mixed liquid obtained by adding a thickener to oil, or a mixed liquid obtained by mixing a high-viscosity liquid with oil is used.
3. The method for producing a metal microsphere according to item 3.
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