專利名稱：一種無鉛焊錫球的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種焊錫球的制備方法，具體地說涉及一種專用于集成電路封裝的無鉛焊錫球制備方法。
背景技術：
目前制備焊錫球一般采用的工藝流程有線切熔融工藝、噴霧成型工藝和擺動成型工藝等。線切熔融工藝采用拔絲、切斷的方法，容易造成絲公差和切斷公差產生偏差，成品率只有10％左右；噴霧成型工藝是由氣體帶入流體成型，沒有任何規律，造成大小不均，成品率只能達到5％，并且延長生產時間，耗電量大，造成了生產成本的提高。擺成型工藝是由金屬融熔液擺動出料，其液滴不易控制，因而制備焊錫球顆粒不均勻。另外這些工藝共同的缺點是工藝進行過程中工序多，這無形中占用了更多的使用空間，而無鉛焊錫球質量要求非常精良，對環境要求非常苛刻，必須在高度凈化條件下進行生產，工序越多，造成不合格產品出現的幾率就越大，同時產品的成本也必將增加。
在密度控制方面，目前國外采用化學方法經過熔煉方法來實現晶粒細化，這種方法經過實踐檢驗，在實際操作過程中很難保證產品的密度均勻，密度掌握不好，很難保證產品(如焊球)的尺寸精度。
在熔煉溫度方面，目前國外采用爐絲加熱，爐絲加熱雖然可以達到熔煉所必需的溫度，但是由于各種金屬的比重不同，在形成產出品如焊錫球時不可避免的會造成有的產出品某種金屬含量高，某種金屬含量低，造成產出品密度不均，從而影響焊接質量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種無鉛焊錫球制備方法。
為實現上述目的，本發明提供的制備方法，其主要步驟是a)在無鉛焊錫原料組份中加入抗氧化劑和晶粒細化劑，熔煉成液體狀；所述的抗氧化劑為重量比為1∶1的磷和鉈，其加入量為原料重量的0.006-0.03％，較佳地為0.01％；所述的晶粒細化劑加入量為焊錫重量的0.003-0.005％，較佳地為0.005％；b)一表面設置有若干呈半圓狀圓坑的球狀模具，其至少一半以上置于焊錫熔融液體中，旋轉該模具，使模具表面的小圓坑盛滿焊錫熔融液體，待球狀模具旋轉至氮氣口時，在氮氣保護下冷卻凝固定型，由模具的繼續旋轉，定型的焊錫球從出料口落下。
所述無鉛焊錫原料其組份及重量比為Sn 95.5％，Ag 4％，Cu 0.5％。
所述球狀模具表面的圓坑直徑和深度由需要制備的焊錫球尺寸而定。
所述出料口設有抽風裝置。
綜上所述，由于本發明采用的工藝和模具，保證了焊錫顆粒和密度的均勻一致。
圖1為本發明的流程示意圖。
圖2為本發明的熔煉容器和模具示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細描述。
請結合圖1，為本發明制備工藝過程的流程示意圖。其具體操作步驟如下按照Sn 95.5％-Ag 4％-Cu 0.5％的重量配制無鉛焊錫的原料，可以理解的是該配比只是舉例，再按原料重量的0.01％加入抗氧化劑，同時再加入原料重量的0.005％晶粒細化劑，于450℃熔煉30分鐘成液體狀；本發明采用的抗氧化劑由重量比為1∶1的磷和鉈組成；晶粒細化劑為一公知商品，購自濟南電鍍液廠，并該熔融液體于240℃下保溫，使其保護液體狀態。
請結合圖2。本發明進行熔煉的容器A安裝有一可旋轉的球狀模具1，該模具1表面設置有若干呈半圓狀的小圓坑2，按照本例，該圓坑2的直徑和深度為每公斤原料制備約5000粒焊錫球。將該模具1至少一半以上浸入焊錫熔融液體3中并旋轉(如圖2中箭頭所示)該模具1。當模具表面上的圓坑2旋轉至水平狀時，其小圓坑中充滿焊錫熔融液體，并在該位置于氮氣4保護下冷卻凝固定型，經模具定型后的焊錫球顆粒尺寸能保證其基本一致。由模具1的繼續旋轉，定型的焊錫球5從出料口6落入球篩7進行篩選，分檢出不合格部分進行質量控制以進一步保證產品質量，最后充氮氣包裝。
由于成型后的焊錫球5其體積較小，重量較輕，為加快其下落速度，在出料口6設有抽風裝置(該抽風裝置為公知技術，圖中未示)。
關于球狀模具的旋轉可以由一電動機帶動，關于由電動機帶動模具旋轉是一公知技術，因此本發明不多作介紹。
本發明的球狀模具其材質沒有嚴格限定，只要能耐住原料熔融狀態的溫度即可。
需要說明的是，本發明在所舉的實施例中對原料、輔料的組份以及其它操作條件等給出了較具體的數值，其目的僅僅是為了便于本領域技術人員能夠理解，而并不意味本發明的方法只能制備上述數值所代表的焊錫球。同樣地，本發明也可以先將焊錫原料熔成液體后，再轉入安裝有球狀模具和保溫設備的容器中，雖然這不是本發明討論的重點，但形成焊錫球的方法應屬于本發明方法范疇。
權利要求
1.一種無鉛焊錫球的制備方法，其步驟如下a)在無鉛焊錫原料組份中加入抗氧化劑和晶粒細化劑，熔煉成液體狀；所述的抗氧化劑為重量比為1∶1的磷和鉈，其加入量為原料重量的0.006-0.03％；所述的晶粒細化劑加入量為焊錫重量的0.003-0.005％；b)一表面設置有若干呈半圓狀圓坑的球狀模具，其至少一半以上置于焊錫熔融液體中，旋轉該模具，使模具表面的小圓坑盛滿焊錫熔融液體，待球狀模具旋轉至氮氣口時，在氮氣保護下冷卻凝固定型，由模具的繼續旋轉，定型的焊錫球從出料口落下。
2.按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述無鉛焊錫原料其組份及重量比為Sn 95.5％，Ag 4％，Cu 0.5％。
3.按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述抗氧化劑的加入量為無鉛焊錫原料重量的0.01％。
4.按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述晶粒細化劑的加入量為無鉛焊錫原料重量的0.005％。
5.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述球狀模具表面的圓坑直徑和深度由需要制備的焊錫球尺寸而定。
6.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述出料口設有抽風裝置。
全文摘要
一種無鉛焊錫球的制備方法，其步驟為a)在無鉛焊錫原料組份中加入抗氧化劑和晶粒細化劑，熔煉成液體狀；抗氧化劑為重量比為1∶1的磷和鉈，其加入量為原料重量的0.006－0.03％；晶粒細化劑加入量為焊錫重量的0.003－0.005％；b)一表面設置有若干呈半圓狀圓坑的球狀模具，其至少一半以上置于焊錫熔融液體中，旋轉該模具，使模具表面的小圓坑盛滿焊錫熔融液體，待球狀模具旋轉至氮氣口時，在氮氣保護下冷卻凝固定型，由模具的繼續旋轉，定型的焊錫球從出料口落下。由于本發明采用的工藝和模具，保證了焊錫顆粒和密度的均勻一致。
文檔編號B22F9/08GK1954946SQ200510086728
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月27日 優先權日2005年10月27日
發明者徐振武 申請人:徐振武