TWM518129U - 球體成形裝置 - Google Patents

Description

球體成形裝置

本創作係關於一種製造設備，更詳而言之，係有關於一種球體成形裝置。

隨著科技的進步，積體電路走向高密度、高速度且小體積的趨勢，隨著晶片集成度的提高，對於封裝技術的要求更加嚴格，球柵陣列封裝(Ball Grid Array)技術即是這樣的一種應用在積體電路上的一種表面黏著封裝技術，是利用一顆顆小金屬球體，通常是錫球，將各種晶片固著在電路板上。

由於所製造出之錫球品質，例如形狀、大小都會影響到晶片在IC製程上的良率，對於技術人員來說，在固定面積上佈置更多的錫球是錫球製造技術精進的主要課題之一，換言之，錫球的真圓度及尺寸是錫球製造良率的指標參數，此外，在製造過程中也要兼顧到錫球產出的速度，才能夠兼顧成本效益。

因此，如何在大量製造錫球的同時維持錫球的高製造良率，是目前業界亟待解決之課題。此外，對於非金屬球體之製造，亦面對同樣的課題。

為解決習知技術的種種問題，本創作提供一種球體成形裝置，包括：熔爐，具有容置空間及加熱模組，該加熱模組用以對置於該容置空間之物質加熱至該物質之熔點，該熔爐具有用以排出熔融之該物質之開孔；振動模組，具有止擋部，該振動模組用以產生第一振動頻率，令該止擋部依據該第一振動頻率往復移動，以封閉或開啟該開孔；偵測模組，用以偵測該物質之液面高度，並發出對應該液面高度之偵測訊號；管理模組，用以接收該偵測訊號，並依據該偵測訊號發出對應之第一控制訊號至該振動模組，其中，該振動模組接收該第一控制訊號，並依據該第一控制訊號產生第二振動頻率，令該止擋部依據該第二振動頻率往復移動，以封閉或開啟該開孔。

在本創作之一實施態樣中，復包括第一填充單元，用以於該鎔爐內填充第一氣體，該第一氣體用以擠壓熔融之該物質往該開孔排出。

在本創作之一實施態樣中，其中，該第一氣體為惰性氣體或氮氣。

在本創作之一實施態樣中，其中，該偵測模組為用以偵測該物質之液面高度之液位計或偵測該第一氣體壓力之氣壓計。

在本創作之一實施態樣中，復包括靜電單元，具有與該開孔連通之靜電管體。

在本創作之一實施態樣中，其中，該靜電管體係由鑽石所製成者。

在本創作之一實施態樣中，復包括冷卻模組，該冷卻模組包括第一管體及第二管體，該第一管體與該熔爐連接，並具有與該靜電管體 連通之第一緩衝空間，該第二管體與該第一管體連通並具有與該第一管體相連通之第二緩衝空間，其中，該第二緩衝空間具有液態氮。

在本創作之一實施態樣中，復包括第二填充單元，與該第一管體連通，用以於該第一緩衝空間內填充第二氣體。

在本創作之一實施態樣中，其中，第二氣體為惰性氣體或氮氣。

在本創作之一實施態樣中，復包括控制模組，其中，該管理模組，復用以依據該偵測訊號發出對應之第二控制訊號，該控制模組用以依據該第二控制訊號控制該第二氣體之壓力。

相較於習知技術，本創作之球體成形裝置，當熔融金屬由氮氣加壓使其由靜電管體之開孔排出時，經由熔融金屬液位的回授控制振動模組的頻率，讓熔融金屬的排出量保持一致，且通過靜電單元對熔融金屬產生的靜電斥力加上金屬本身的表面張力及重力產生金屬球體後，再利用第一緩衝空間之氮氣對金屬球體造成的旋轉作用後再加以冷卻，能夠增加金屬球體的製造良率及精度，讓所產出的金屬球體具有小尺寸及高真圓度的特徵。

1‧‧‧熔爐

10‧‧‧容置空間

100‧‧‧球體成形裝置

11‧‧‧開孔

2‧‧‧振動模組

21‧‧‧止擋部

3‧‧‧偵測模組

4‧‧‧管理模組

5‧‧‧第一填充單元

6‧‧‧靜電單元

61‧‧‧靜電管體

7‧‧‧冷卻模組

71‧‧‧第一管體

711‧‧‧第一緩衝空間

72‧‧‧第二管體

721‧‧‧第二緩衝空間

8‧‧‧第二填充單元

9‧‧‧控制模組

第1圖係本創作之球體成形裝置示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「內」、「外」、「底」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇，合先敘明。

請參閱第1圖，其係本創作之球體成形裝置的示意圖。如圖所示，本創作提供一種球體成形裝置100，主要包括熔爐1、振動模組2、偵測模組3以及管理模組4，熔爐1具有容置空間10以及加熱模組(未示出)，容置空間10可供放置固態金屬或其他非金屬物質，本實施例係以固態金屬為例予以說明。所述之加熱模組是一種電熱系統，藉由通電加熱該固態金屬讓其溫度升高到熔點，該固態金屬因而變成熔融態，而熔爐1尚具有開孔11，較佳者係形成於熔爐1的底部，以供形成熔融態的金屬從開孔11排出，但振動模組2具有對準開孔11位置設置之止擋部21，振動模組2會產生第一振動頻率令止擋部21進行上下往復移動，藉以封閉住開孔11或開啟開孔11，讓熔融金屬能夠依據預設之需求定時或定量的排出。

接著，偵測模組3會偵測熔融金屬的液面高度，隨著熔融金屬逐漸排出熔爐1，偵測模組3會發出偵測訊號至管理模組4，管理模組4再依據該偵測訊號發出第一控制訊號至振動模組2，振動模組2再據此產生第 二振動頻率，讓熔融金屬的排出量維持一定。

在本創作之一實施例中，球體成形裝置1復可包括第一填充單元5，第一填充單元5貯存有第一氣體，當固態金屬受熱達熔點變成熔融金屬時，會於熔爐1之容置空間10中注入該第一氣體，而該第一氣體便會擠壓該熔融金屬往開孔11排出。所述之第一氣體可為惰性氣體或氮氣等不易產生化學反應的氣體，於本實施例中，是注入氮氣進行加壓為例予以說明。

於本實施例中，所述之偵測模組3，可偵測以熔融金屬在容置空間11的液位高度，亦可偵測注入到容置空間11中的氮氣壓力，故偵測模組3可為偵測液位高度的液位計或是偵測氮氣壓力的氣壓計。於偵測模組3是氣壓計之實施例中，則當融融金屬的液位隨著排出而降低時，在容置空間中的氣壓也會跟著改變而讓氣壓計偵測到，並隨之產生對應該氣壓值的偵測訊號。

在本創作之一實施例中，復可包括靜電單元6，且靜電單元6具有與開孔11連通之靜電管體61，當熔融金屬通過開孔11時亦會通過靜電管體61，此時藉由靜電單元6的作用讓熔融金屬產生靜電效應，加上熔融金屬本身的重力及表面張力，形成一顆顆的金屬球體，而為了承受熔融金屬的高溫，靜電管體較佳可由鑽石製成。

於本實施例中，本創作之球體成形裝置復可包括冷卻模組7，當該金屬球體形成之後，接著可落入到冷卻模組7之中，較佳者，冷卻模組7包括第一管體71及第二管體72，第一管體71與熔爐1連接，並具有與靜電管體61連通之第一緩衝空間711，第二管體72與第一管體71連通並具有與第一管體71相連通之第二緩衝空間721，因此，該金屬球體會接連通過第 一緩衝空間711和第二緩衝空間721。

於本實施例中，球體成形裝置1復可包括與第一管體71相通的第二填充單元8，第二填充單元8貯存有第二氣體，當該金屬球體通過第一緩衝空間711，第二填充單元8用以於第一緩衝空間711內填充該第二氣體，該第二氣體可為惰性氣體或氮氣等不易產生化學反應的氣體，而在本實施例中是注入氮氣，氮氣會令該金屬球體產生旋轉作用，讓該金屬球體藉由該旋轉作用產生自旋，進而提高真圓度。

當該金屬球體通過第一緩衝空間711，會接著落入到第二緩衝空間721，而第二緩衝空間721可存有液態氮，用以冷卻落到第二管體72的金屬球體，讓該金屬球體形成固態。

在本創作之一實施例中，復可包括控制模組9，其中，管理模組4復可依據偵測模組3產生的偵測訊號發出對應之第二控制訊號，控制模組9再依據該第二控制訊號控制該第二氣體，即所述氮氣之壓力。

綜上所述，本創作之球體成形裝置是利用固態金屬或其他非金屬物質，經過受熱達熔點形成熔融狀態，藉由偵測熔融狀態物質的液位高度或是所注入的氮氣壓力，進行回授控制，讓振動模組能夠維持作用以排出定量的熔融狀態物質，接著通過靜電單元產生球體。此外，還可選擇性地再通過第一管體的氮氣或惰性氣體產生旋轉作用，以提高該球體真圓度，之後可再透過第二管體予以冷卻，藉由本創作之球體成形裝置，所產出的球體之球徑可達0.1mm以下，並且可在大量製造的同時維持高製造良率。

上述實施例係用以例示性說明本創作之原理及其功效，而非 用於限制本創作。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本創作之權利保護範圍，應如申請專利範圍所列。

1‧‧‧熔爐

10‧‧‧容置空間

100‧‧‧球體成形裝置

11‧‧‧開孔

2‧‧‧振動模組

21‧‧‧止擋部

3‧‧‧偵測模組

4‧‧‧管理模組

5‧‧‧第一填充單元

6‧‧‧靜電單元

61‧‧‧靜電管體

7‧‧‧冷卻模組

71‧‧‧第一管體

711‧‧‧第一緩衝空間

72‧‧‧第二管體

721‧‧‧第二緩衝空間

8‧‧‧第二填充單元

9‧‧‧控制模組

Claims (10)

1. 一種球體成形裝置，係包括：熔爐，具有容置空間及加熱模組，該加熱模組用以對置於該容置空間之物質加熱至該物質之熔點，該熔爐具有用以排出熔融之該物質之開孔；振動模組，具有止擋部，該振動模組用以產生第一振動頻率，令該止擋部依據該第一振動頻率往復移動，以封閉或開啟該開孔；偵測模組，用以偵測該物質之液面高度，並發出對應該液面高度之偵測訊號；管理模組，用以接收該偵測訊號，並依據該偵測訊號發出對應之第一控制訊號至該振動模組，其中，該振動模組接收該第一控制訊號，並依據該第一控制訊號產生第二振動頻率，令該止擋部依據該第二振動頻率往復移動，以封閉或開啟該開孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之球體成形裝置，復包括第一填充單元，用以於該熔爐內填充第一氣體，該第一氣體用以擠壓熔融之該物質經由該開孔排出。
3. 如申請專利範圍第2項所述之球體成形裝置，其中，該第一氣體為惰性氣體或氮氣。
4. 如申請專利範圍第2項所述之球體成形裝置，其中，該偵測模組為用以偵測該物質之液面高度之液位計或偵測該第一氣體壓力之氣壓計。
5. 如申請專利範圍第2項所述之球體成形裝置，復包括靜電單元，具有與該開孔連通之靜電管體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之球體成形裝置，其中，該靜電管體係由鑽石所製成者。
7. 如申請專利範圍第6項所述之球體成形裝置，復包括冷卻模組，該冷卻模組包括第一管體及第二管體，該第一管體與該熔爐連接，並具有與該靜電管體連通之第一緩衝空間，該第二管體與該第一管體連通並具有與該第一管體相連通之第二緩衝空間，其中，該第二緩衝空間具有液態氮。
8. 如申請專利範圍第7項所述之球體成形裝置，復包括第二填充單元，與該第一管體連通，用以於該第一緩衝空間內填充第二氣體。
9. 如申請專利範圍第8項所述之球體成形裝置，其中，第二氣體為惰性氣體或氮氣。
10. 如申請專利範圍第8項所述之球體成形裝置，復包括控制模組，其中，該管理模組，復用以依據該偵測訊號發出對應之第二控制訊號，該控制模組用以依據該第二控制訊號控制該第二氣體之壓力。