一种SNPB焊柱的制备装置及方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102962676 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102962676 A *CN102962676A* (21)申请号 201210453862.0 (22)申请日 2012.11.13 B23P 23/00(2006.01) B23P 15/00(2006.01) (71)申请人 北京时代民芯科技有限公司 地址 100076 北京市丰台区东高地四营门北 路 2 号 申请人 北京微电子技术研究所 (72)发明人 黄颖卓 林鹏荣 练滨浩 姚全斌 (74)专利代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽 (54) 发明名称 一种 SnPb。

2、 焊柱的制备装置及方法 (57) 摘要 本发明涉及一种 SnPb 焊柱的制备装置及方 法， 属于陶瓷电子元器件封装技术领域。 该装置包 括焊丝供给机构、 焊丝整平机构、 焊丝切断机构、 电机和控制器， 焊丝供给机构包括一个旋转螺杆 和一个支撑旋转螺杆的支架， 焊丝整平机构包括 预整平装置和精确整平装置 ； 精确整平装置上有 两个皮轮， 两个皮轮固定在平板上。 本发明的装置 操作简便， 且能保证制备的焊柱具有良好的表面 状态和端面平整性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明。

3、书 3 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种 SnPb 焊柱的制备装置， 其特征在于 ： 该装置包括焊丝供给机构、 焊丝整平机构、 焊丝切断机构、 电机和控制器 ； 焊丝供给机构包括一个旋转螺杆 (1) 和一个支撑旋转螺杆的支架 (2) ； 焊丝整平机构包括预整平装置和精确整平装置 ； 预整平装置包括滚轮 (3)， 滚轮 (3) 分 上下两排固定在第一平板 (4) 上 ； 上面一排滚轮与下面一排滚轮交错排列 ； 滚轮 (3) 的表 面上有用于限制焊丝位置的限位槽 (5) ； 精确整平装置上有皮轮 (7)， 皮轮 (7) 固定在第二平板 (8) 上 ； 第二平板 (8) 上距离预 整平装。

4、置近的一侧上有限位孔 (6)， 距离预整平装置远的一侧有限位管 (9) ； 皮轮 (7) 通过 电机驱动 ； 从限位管 (9) 出来的焊丝进入到焊丝切断机构 ； 在第二平板 (8) 的上方有皮轮 位置调整阀 (10) ； 焊丝切断机构包括三个刀片， 分别为刀片A、 刀片B和刀片C ； 刀片A、 刀片B和刀片C依 次按照焊丝的方向并排 ； 刀片 A、 刀片 B 和刀片 C 上都有中心孔， 刀片 A 和刀片 C 的中心孔 带有刀刃， 刀片 B 的中心孔不带刀刃， 刀片 B 的厚度与焊柱的长度一致 ； 通过气动马达带动 刀片 B 前进时， 刀片 A 和刀片 C 将焊丝切断 ； 控制器用于控制焊丝切断。

5、机构气动马达运动的次数 ； 焊丝供给机构、 焊丝整平机构和焊丝切断机构通过整体的基台紧密的连接在一起， 进 而保证焊丝在制备的过程中保持水平。 2. 一种 SnPb 焊柱的制备方法， 其特征在于包括如下步骤 ： 1) 将 SnPb 焊柱的制备装置接通电源和气源， 测试其电、 气均连接正常 ； 2) 将成卷的焊丝放入焊丝供给机构中， 使用镊子将焊丝的端头穿入整平结构和焊丝切 断结构， 保证焊丝的水平 ； 3) 在控制器上设定 20 50 根的切断量， 按下启动键， 进行焊柱的预制备， 如预制备出 现问题， 则通过调整皮轮 (7)、 限位孔 (6) 或限位管 (9) 的位置来确保焊柱制备过程的连续。

6、 性 ； 4) 在确保焊柱制备过程的连续性后， 在控制器上设定所需制备焊柱的根数， 按下启动 键， 进行焊柱的制备 ； 5) 将制备好的焊柱进行筛选和清洗， 最后得到 SnPb 焊柱。 权 利 要 求 书 CN 102962676 A 2 1/3 页 3 一种 SnPb 焊柱的制备装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种 SnPb 焊柱的制备装置及方法， 属于陶瓷电子元器件封装技术领 域。 背景技术 0002 现代集成电路技术飞速发展， 集成电路的小型化、 高速化和高可靠性要求电子元 器件向小型化和集成化转变， 同时促使新的封装技术也随之不断出现和发展。球栅阵列封 装作为当今大规模集成电。

7、路的主要封装形式在不同领域得到广泛的应用。 陶瓷球栅阵列封 装作为球栅阵列封装的一种封装形式具有电热性能号、 气密性强、 抗湿性能好和可靠性高 的优点。陶瓷柱栅阵列封装是陶瓷球栅阵列封装的发展和改进， 用柱栅取代球栅， 大大缓 解了氧化铝陶瓷外壳与环氧树脂印制电路板之间由于热膨胀系数不匹配带来的热疲劳问 题， 从而提高了组装的可靠性。 陶瓷柱栅阵列封装可实现很多逻辑和微处理器功能， 其封装 形式决定其耐高温、 耐高压和高可靠性的特性， 适用于大尺寸和多 I/O 的情况。因此在军 事、 航空和航天电子产品制造领域占有重要的地位。但这种 SnPb 焊柱的制备一直成为制约 陶瓷柱栅阵列封装的因素之一。

8、， 焊柱质量的好坏直接影响到陶瓷柱栅阵列封装元器件的质 量。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种 SnPb 焊柱的制备装置及方法， 其操作简便， 且能保证 制备的焊柱具有良好的表面状态和端面平整性。 0004 本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的。 0005 本发明提供了一种 SnPb 焊柱的制备装置， 该装置包括焊丝供给机构、 焊丝整平机 构、 焊丝切断机构、 电机和控制器 ； 0006 焊丝供给机构包括一个旋转螺杆和一个支撑旋转螺杆的支架 ； 0007 焊丝整平机构包括预整平装置和精确整平装置 ； 预整平装置包括六个滚轮进行预 整平， 六个滚轮分上下两排固定在第一平板上 。

9、； 上面一排滚轮与下面一排滚轮交错排列 ； 滚轮的表面上有限位槽， 从焊丝供给机构过来的焊丝位于限位槽内 ； 0008 精确整平装置上有两个皮轮， 两个皮轮固定在第二平板上 ； 第二平板上距离预整 平装置近的一侧上有限位孔， 距离预整平装置远的一侧有限位管 ； 两个皮轮通过电机驱动 ； 从限位管出来的焊丝进入到焊丝切断机构 ； 在第二平板的上方有皮轮位置调整阀， 用于调 节两个皮轮之间的距离 ； 0009 焊丝切断机构包括三个刀片 ； 分别为刀片 A、 刀片 B 和刀片 C ； 刀片 A、 刀片 B 和刀 片 C 依次按照焊丝的方向并排 ； 刀片 A、 刀片 B 和刀片 C 上都有中心孔， 刀。

10、片 A 和刀片 C 的 中心孔带有刀刃， 刀片 B 的中心孔不带刀刃， 刀片 B 的厚度与焊柱的长度一致 ； 通过气动马 达带动刀片 B 前进时， 刀片 A 和刀片 C 将焊丝切断 ； 0010 控制器用于控制焊丝切断机构气动马达运动的次数 ； 说 明 书 CN 102962676 A 3 2/3 页 4 0011 焊丝供给机构、 焊丝整平机构和焊丝切断机构通过整体的基台紧密的连接在一 起， 进而保证焊丝在制备的过程中保持水平。 0012 可将成卷的焊丝放置于旋转螺杆上， 再将旋转螺杆固定在支架上， 调整到合适的 高度， 确保焊丝在整个装置中处于水平运动 ； 0013 本发明的一种 SnPb 。

11、焊柱的制备方法， 包括如下步骤 ： 0014 1) 将 SnPb 焊柱的制备装置接通电源和气源， 测试其电、 气均连接正常 ； 0015 2) 将成卷的焊丝放入焊丝供给机构中， 使用镊子将焊丝的端头穿入整平结构和焊 丝切断结构， 保证焊丝的水平 ； 0016 3) 在控制器上设定 20 50 根的切断量， 按下启动键， 进行焊柱的预制备， 如预制 备出现问题， 则通过调整滚轮、 限位孔或管路的位置确保焊柱制备过程的连续性 ； 0017 4) 在取保焊柱制备过程的连续性后， 在控制器上设定所需制备焊柱的根数， 按下 启动键， 进行焊柱的制备 ； 0018 5) 将制备好的焊柱进行筛选和清洗。 0。

12、019 有益效果 0020 本发明的装置操作简便， 装置调试好后可自动切出所需数量的焊柱， 自动化程度 高 ； 0021 本发明的装置在焊丝的整平和传输过程中与其接触为柔性接触， 能保证制备的焊 柱具有良好的表面状态， 无明显的划伤和变形等情况 ； 0022 本发明的焊丝切断装置其刀刃锋利， 方式独特， 能够保证切出的焊柱其端面具有 良好的平整性， 无明显的变形。 附图说明 0023 图 1 为焊柱制备装置结构示意图 ； 0024 图 2 为焊丝供给机构结构示意图 ； 0025 图 3 为焊丝整平机构结构示意图 ； 0026 图 4 为焊丝切断机构结构示意图 ； 0027 图 5 为焊柱的形貌。

13、照片。 具体实施方式 0028 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。 0029 实施例 0030 一种 SnPb 焊柱的制备装置， 该装置包括传动机构和控制机构 ； 其中， 传动机构包 括焊丝供给机构、 焊丝整平机构、 焊丝切断机构 ； 控制机构包括电机和控制器， 如图 1 所示 ； 0031 焊丝供给机构包括一个旋转螺杆 1 和一个支撑旋转螺杆的支架 2， 如图 2 所示 ； 0032 如图 3 所示， 焊丝整平机构包括预整平装置和精确整平装置 ； 预整平装置包括六 个滚轮3进行预整平， 六个滚轮3分上下两排固定在第一平板4上 ； 上面一排滚轮与下面一 排滚轮交错排列 ； 滚。

14、轮 3 的表面上有限位槽 5， 从焊丝供给机构过来的焊丝位于限位槽内 ； 0033 精确整平装置上有两个皮轮 7， 两个皮轮 7 固定在第二平板 8 上 ； 第二平板 8 上距 离预整平装置近的一侧上有限位孔 6， 距离预整平装置远的一侧有限位管 9 ； 两个皮轮 7 通 说 明 书 CN 102962676 A 4 3/3 页 5 过电机驱动 ； 从限位管 9 出来的焊丝进入到焊丝切断机构 ； 在第二平板 8 的上方有皮轮位 置调整阀 10， 用于调节两个皮轮 7 之间的距离 ； 0034 如图 4 所示， 焊丝切断机构包括三个刀片 ； 分别为刀片 A11、 刀片 B12 和刀片 C13 ；。

15、 刀片A11、 刀片B12和刀片C13依次按照焊丝14的方向并排 ； 刀片A11、 刀片B12和刀片C13 上都有中心孔， 刀片 A11 和刀片 C13 的中心孔带有刀刃， 刀片 B12 的中心孔不带刀刃， 刀片 B12 的厚度与焊柱的长度一致 ； 通过气动马达带动刀片 B12 前进时， 刀片 A11 和刀片 C13 将 焊丝切断 ； 0035 控制器用于控制焊丝切断机构气动马达运动的次数 ； 0036 焊丝供给机构、 焊丝整平机构和焊丝切断机构通过整体的基台紧密的连接在一 起， 进而保证焊丝在制备的过程中保持水平。 0037 可将成卷的焊丝放置于旋转螺杆 1 上， 再将旋转螺杆 1 固定在支。

16、架 2 上， 调整到合 适的高度， 确保焊丝在整个装置中处于水平运动 ； 0038 一种 SnPb 焊柱的制备方法， 包括如下步骤 ： 0039 1) 将 SnPb 焊柱的制备装置接通电源和气源， 测试其电、 气均连接正常 ； 0040 2) 将成卷的焊丝放入焊丝供给机构中， 使用镊子将焊丝的端头穿入整平结构和焊 丝切断结构， 保证焊丝的水平 ； 0041 3)在控制器上设定2050根的切断量， 按下启动键， 进行焊柱的预制备如预制备 出现问题， 则通过调整滚轮、 限位孔或管路的位置确保焊柱制备过程的连续性 ； 0042 4) 在确保焊柱制备过程的连续性后， 在控制器上设定所需制备焊柱的根数，。

17、 按下 启动键， 进行焊柱的制备 ； 0043 5) 将制备好的焊柱进行筛选和清洗。 0044 上述制备的焊柱成分为 90Pb10Sn， 焊柱的外形尺寸为 0.51mm， 高为 2.2mm ； 化学 成分中铅含量为 90， 锡含量为 10。 0045 将上述方法制备的焊柱用光学显微镜观察其表面， 放大倍数为 120 ； 如图 5 所示， 由图 5 中可知， 其表面光滑， 无明显的机械损伤或变形等情况， 焊柱的端面平整性较好。 说 明 书 CN 102962676 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102962676 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102962676 A 7 3/3 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 102962676 A 8 。