分析气动膜片式精密焊球微滴喷射制作方法

《分析气动膜片式精密焊球微滴喷射制作方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第8期机械设计与制造2012年8月MachineryDesign&Manufacture179文章编号：1001—3997(2012)08—0179—03气动膜片式精密焊球微滴喷射制作方法}理制作焊球的新方法。介绍了该方法的基本原理及所采用的实验装置，使用由自制电火花微孔加工机{l床加工的直径501xm不锈钢喷嘴，成功实现了直径lO0~m以下焊球的制作，研究了主要控制参数对焊j；国内直径lO0~m以下超精密微焊球制作技术的空白。{l【Abstract】Aimedathighuniformultra-smallsolderballsrequirem

2、entinareaarraypackage，0novel；；fabricationmethodW(ISdevelopedbasedonpneumatic-diaphragmdropletjetting．Theprincipleandse幽一{}ef0pedequipmentofthi5meth。deintrodMcedthisPapeS。z如rballswithdiam~terfesthanlO0~m{1werefabricatedwith。stainlesssteelnozzleof50mindiameter．Meanwhilemaincont

3、rolparameterswere2■》studiedtoinvestigatetheireffectsonthediameterofsolderballs．Theresuhsprovethatpneumatic—di一《laphragmdropletjettingmethodcanfabricatesolderballswithhighlyunifodiameterlessthanlO0~m，{》goodexteriorqualityandroundness，whichfillsuptheblankofdomesticsolderballfab

4、ricatingtechnology．《三薹葶。苎+t,Jv1．~ll釜茎线更。：短同时。封装器件高频、孽譬能苎!?磊利美降低。年，以BGA,CSP,FCB为代表的面积阵列因其极苎的封年，并子器件成度、小型警呈黧喜毫曼塞一断裂法制作焊球多基于Rayl啦h的射流断裂烹：竺二掌线性’。美条。主萎，2)2；)：在凸点制作之前先制作符合封装要求的精密焊球，然后由植机二3；，以得出射直径之间的关为-k来稿日期：201l一10—25★基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175204)180张鸿海等：气动膜片式精密焊球微滴喷射制作方法第8期氮气固成球形度极

5、高的焊球，与此同时膜片恢复至初始位置为下一次喷射做好准备。n当膜片在脉冲气压的作用下挤压待喷射焊料腔时，腔内的焊料除了从喷嘴喷出之外，还会通过节流孔流回至储料腔内。若焊料回流至储料腔内比从喷嘴喷出更加容易，焊料的喷射则会变2．n得困难。由哈根一?自肃叶方程可知，对于圆柱形流道，液体的流速u正比于流道直径d的平方，而与流道的长度l成反比。在流道两端压差AP以及粘度相同的情况下，为使焊料更容易从喷嘴喷出，节流孔的设计应使流出喷嘴的焊料流速与流过节流孔的焊料流速Ut的比值u~／u；,1，即／>1。在喷嘴直径d．=5O1．~m，喷嘴厚度l,-500~m的

6、条件下，若节流孔直径=图1喷射装置结构示意图2001a．m，则其长度l至少应为lOmm才能使喷射易于进行。综合上焊料喷射过程可以分为三个阶段，如图2所示。述喷射机理分析，在喷射装置结构参数(如喷嘴直径、喷嘴厚度、膜片大小、节流孔直径及长度等)固定的情况下，影响焊球直径大小的因素主要为控制参数，例如脉冲气体的压力、电磁阀的开启时间等，在下面的实验中将着重讨论这两个因素对焊球直径的影响。车毒3实验与分析3．1实验平台图2焊料喷射过程实验所使用的焊球制备平台由温度控制系统、压力控制系(1)射流形成阶段：在这一阶段中电磁阀由控制信号控制开统、电磁阀驱动电

7、路以及气体保护装置构成，如图3所示。其中，启，高压气体进入到脉冲气体腔内并作用到膜片上，膜片向下变温度控制系统由加热部件、热电偶以及温控仪组成，通过控制焊形，焊料腔容积减小形成喷射压力，促使焊料通过喷嘴形成一定料的温度使焊料的粘度及表面张力处于适于喷射的范围内；气压长度的射流，射流具有远离喷嘴的速度。射流的长度决定了其断控制系统通过精密调压阀控制储料腔内的背压以及脉冲气体的裂之后焊球直径的大小，太短的射流不会断裂成球，太长的射流压力，为焊料的喷射提供合适的驱动；电磁阀驱动电路通过发送会导致焊球直径过大甚至出现多个焊球或卫星滴等造成焊球直脉宽可调的

8、脉冲信号，控制电磁阀的启闭，实现脉冲式的气压驱径不均匀的情况。射流的长度由膜片的变形量决定，由胡克定律动；气体保护装置使用氮气制造低氧环