CN106711052A - 球体成形装置 - Google Patents

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Abstract

一种球体成形装置，包括熔炉、振动模块、侦测模块以及管理模块，该熔炉具有容置空间及加热模块，该加热模块用以对置于该容置空间的物质加热至熔点，该熔炉一侧具有开孔，该振动模块具有止挡部，能产生第一振动频率令该止挡部依据该第一振动频率往复移动以封闭或开启该开孔，该侦测模块用以侦测该物质的液面高度并发出侦测讯号，该管理模块用以接收该侦测讯号，并发出对应的第一控制讯号至该振动模块，其中，该振动模块接收该第一控制讯号并产生第二振动频率，令该止挡部依据该第二振动频率往复移动，以封闭或开启该开孔。

Description

球体成形装置
技术领域
本发明关于一种制造设备，尤指一种球体成形装置。
背景技术
随着科技的进步，集成电路走向高密度、高速度且小体积的趋势，随着芯片集成度的提高，对于封装技术的要求更加严格，球栅数组封装(Ball Grid Array)技术即是这样的一种应用在集成电路上的一种表面黏着封装技术，是利用一颗颗小金属球体，通常是锡球，将各种芯片固着在电路板上。
由于所制造出的锡球质量，例如形状、大小都会影响到芯片在IC制程上的良率，对于技术人员来说，在固定面积上布置更多的锡球是锡球制造技术精进的主要课题之一，换言之，锡球的真圆度及尺寸是锡球制造良率的指针参数，此外，在制造过程中也要兼顾到锡球产出的速度，才能够兼顾成本效益。
因此，如何在大量制造锡球的同时维持锡球的高制造良率，是目前业界亟待解决的课题。此外，对于非金属球体的制造，也面对同样的课题。
发明内容
为解决现有技术的种种问题，本发明提供一种球体成形装置，能够增加金属球体的制造良率及精度，让所产出的金属球体具有小尺寸及高真圆度的特征。
本发明的球体成形装置包括:熔炉，具有容置空间及加热模块，该加热模块用以对置于该容置空间的物质加热至该物质的熔点，该熔炉具有用以排出熔融的该物质的开孔；振动模块，具有止挡部，该振动模块用以产生第一振动频率，令该止挡部依据该第一振动频率往复移动，以封闭或开启该开孔；侦测模块，用以侦测该物质的液面高度，并发出对应该液面高度的侦测讯号；管理模块，用以接收该侦测讯号，并依据该侦测讯号发出对应的第一控制讯号至该振动模块，其中，该振动模块接收该第一控制讯号，并依据该第一控制讯号产生第二振动频率，令该止挡部依据该第二振动频率往复移动，以封闭或开启该开孔。
在本发明的一实施例中，还包括第一填充单元，用以于该镕炉内填充第一气体，该第一气体用以挤压熔融的该物质往该开孔排出。
在本发明的一实施例中，其中，该第一气体为惰性气体或氮气。
在本发明的一实施例中，其中，该侦测模块为用以侦测该物质的液面高度的液位计或侦测该第一气体压力的气压计。
在本发明的一实施例中，还包括静电单元，具有与该开孔连通的静电管体。
在本发明的一实施例中，其中，该静电管体由钻石所制成者。
在本发明的一实施例中，还包括冷却模块，该冷却模块包括第一管体及第二管体，该第一管体与该熔炉连接，并具有与该静电管体连通的第一缓冲空间，该第二管体与该第一管体连通并具有与该第一管体相连通的第二缓冲空间，其中，该第二缓冲空间具有液态氮。
在本发明的一实施例中，还包括第二填充单元，与该第一管体连通，用以于该第一缓冲空间内填充第二气体。
在本发明的一实施例中，其中，第二气体为惰性气体或氮气。
在本发明的一实施例中，还包括控制模块，其中，该管理模块，还用以依据该侦测讯号发出对应的第二控制讯号，该控制模块用以依据该第二控制讯号控制该第二气体的压力。
相较于现有技术，本发明的球体成形装置，当熔融金属由氮气加压使其由静电管体的开孔排出时，经由熔融金属液位的回授控制振动模块的频率，让熔融金属的排出量保持一致，且通过静电单元对熔融金属产生的静电斥力加上金属本身的表面张力及重力产生金属球体后，再利用第一缓冲空间的氮气对金属球体造成的旋转作用后再加以冷却，能够增加金属球体的制造良率及精度，让所产出的金属球体具有小尺寸及高真圆度的特征。
附图说明
图1为本发明的球体成形装置示意图。
组件标号说明：
1 熔炉
10 容置空间
100 球体成形装置
11 开孔
2 振动模块
21 止挡部
3 侦测模块
4 管理模块
5 第一填充单元
6 静电单元
61 静电管体
7 冷却模块
71 第一管体
711 第一缓冲空间
72 第二管体
721 第二缓冲空间
8 第二填充单元
9 控制模块
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「上」、「内」、「外」、「底」及「一」等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴，合先叙明。
请参阅图1，其为本发明的球体成形装置的示意图。如图所示，本发明提供一种球体成形装置100，主要包括熔炉1、振动模块2、侦测模块3以及管理模块4，熔炉1具有容置空间10以及加热模块(未示出)，容置空间10可供放置固态金属或其他非金属物质，本实施例是以固态金属为例予以说明。所述的加热模块是一种电热***，藉由通电加热该固态金属让其温度升高到熔点，该固态金属因而变成熔融态，而熔炉1尚具有开孔11，较佳者为形成于熔炉1的底部，以供形成熔融态的金属从开孔11排出，但振动模块2具有对准开孔11位置设置的止挡部21，振动模块2会产生第一振动频率令止挡部21进行上下往复移动，藉以封闭住开孔11或开启开孔11，让熔融金属能够依据预设的需求定时或定量的排出。
接着，侦测模块3会侦测熔融金属的液面高度，随着熔融金属逐渐排出熔炉1，侦测模块3会发出侦测讯号至管理模块4，管理模块4再依据该侦测讯号发出第一控制讯号至振动模块2，振动模块2再据此产生第二振动频率，让熔融金属的排出量维持一定。
在本发明的一实施例中，球体成形装置1还可包括第一填充单元5，第一填充单元5贮存有第一气体，当固态金属受热达熔点变成熔融金属时，会于熔炉1的容置空间10中注入该第一气体，而该第一气体便会挤压该熔融金属往开孔11排出。所述的第一气体可为惰性气体或氮气等不易产生化学反应的气体，于本实施例中，是注入氮气进行加压为例予以说明。
于本实施例中，所述的侦测模块3，可侦测以熔融金属在容置空间11的液位高度，也可侦测注入到容置空间11中的氮气压力，故侦测模块3可为侦测液位高度的液位计或是侦测氮气压力的气压计。于侦测模块3是气压计的实施例中，则当熔融金属的液位随着排出而降低时，在容置空间中的气压也会跟着改变而让气压计侦测到，并随之产生对应该气压值的侦测讯号。
在本发明的一实施例中，还可包括静电单元6，且静电单元6具有与开孔11连通的静电管体61，当熔融金属通过开孔11时亦会通过静电管体61，此时藉由静电单元6的作用让熔融金属产生静电效应，加上熔融金属本身的重力及表面张力，形成一颗颗的金属球体，而为了承受熔融金属的高温，静电管体较佳可由钻石制成。
于本实施例中，本发明的球体成形装置还可包括冷却模块7，当该金属球体形成之后，接着可落入到冷却模块7之中，较佳者，冷却模块7包括第一管体71及第二管体72，第一管体71与熔炉1连接，并具有与静电管体61连通的第一缓冲空间711，第二管体72与第一管体71连通并具有与第一管体71相连通的第二缓冲空间721，因此，该金属球体会接连通过第一缓冲空间711和第二缓冲空间721。
于本实施例中，球体成形装置1还可包括与第一管体71相通的第二填充单元8，第二填充单元8贮存有第二气体，当该金属球体通过第一缓冲空间711，第二填充单元8用以于第一缓冲空间711内填充该第二气体，该第二气体可为惰性气体或氮气等不易产生化学反应的气体，而在本实施例中是注入氮气，氮气会令该金属球体产生旋转作用，让该金属球体藉由该旋转作用产生自旋，进而提高真圆度。
当该金属球体通过第一缓冲空间711，会接着落入到第二缓冲空间721，而第二缓冲空间721可存有液态氮，用以冷却落到第二管体72的金属球体，让该金属球体形成固态。
在本发明的一实施例中，还可包括控制模块9，其中，管理模块4还可依据侦测模块3产生的侦测讯号发出对应的第二控制讯号，控制模块9再依据该第二控制讯号控制该第二气体，即所述氮气的压力。
综上所述，本发明的球体成形装置是利用固态金属或其他非金属物质，经过受热达熔点形成熔融状态，藉由侦测熔融状态物质的液位高度或是所注入的氮气压力，进行回授控制，让振动模块能够维持作用以排出定量的熔融状态物质，接着通过静电单元产生球体。此外，还可选择性地再通过第一管体的氮气或惰性气体产生旋转作用，以提高该球体真圆度，之后可再透过第二管体予以冷却，藉由本发明的球体成形装置，所产出的球体的球径可达0.1mm以下，并且可在大量制造的同时维持高制造良率。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种球体成形装置，其特征为，该装置包括：
熔炉，具有容置空间及加热模块，该加热模块用以对置于该容置空间的物质加热至该物质的熔点，该熔炉具有用以排出熔融的该物质的开孔；
振动模块，具有止挡部，该振动模块用以产生第一振动频率，令该止挡部依据该第一振动频率往复移动，以封闭或开启该开孔；
侦测模块，用以侦测该物质的液面高度，并发出对应该液面高度的侦测讯号；
管理模块，用以接收该侦测讯号，并依据该侦测讯号发出对应的第一控制讯号至该振动模块，
其中，该振动模块接收该第一控制讯号，并依据该第一控制讯号产生第二振动频率，令该止挡部依据该第二振动频率往复移动，以封闭或开启该开孔。
2.如权利要求1所述的球体成形装置，其特征为，该装置还包括第一填充单元，用以于该熔炉内填充第一气体，该第一气体用以挤压熔融的该物质经由该开孔排出。
3.如权利要求2所述的球体成形装置，其特征为，该第一气体为惰性气体或氮气。
4.如权利要求2所述的球体成形装置，其特征为，该侦测模块为用以侦测该物质的液面高度的液位计或侦测该第一气体压力的气压计。
5.如权利要求2所述的球体成形装置，其特征为，该装置还包括静电单元，具有与该开孔连通的静电管体。
6.如权利要求5所述的球体成形装置，其特征为，该静电管体为由钻石所制成者。
7.如权利要求6所述的球体成形装置，其特征为，该装置还包括冷却模块，该冷却模块包括第一管体及第二管体，该第一管体与该熔炉连接，并具有与该静电管体连通的第一缓冲空间，该第二管体与该第一管体连通并具有与该第一管体相连通的第二缓冲空间，其中，该第二缓冲空间具有液态氮。
8.如权利要求7所述的球体成形装置，其特征为，该装置还包括第二填充单元，与该第一管体连通，用以于该第一缓冲空间内填充第二气体。
9.如权利要求8所述的球体成形装置，其特征为，第二气体为惰性气体或氮气。
10.如权利要求8所述的球体成形装置，其特征为，该装置还包括控制模块，其中，该管理模块，还用以依据该侦测讯号发出对应的第二控制讯号，该控制模块用以依据该第二控制讯号控制该第二气体的压力。
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