一种晶圆封装芯片的锡球制造设备的制作方法

1.本发明涉及半导体封装技术领域，具体是一种晶圆封装芯片的锡球制造设备。


背景技术：

2.半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片，然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板架的小岛上，再利用超细的金属导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到基板的相应引脚,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检、测试和包装等工序，最后入库出货。
3.现有技术中具有如下问题：
4.锡球作为芯片封装中不可缺少的重要材料，是用来代替ic元件封装结构中的引脚，从而满足电性互连以及机械连接要求的一种连接件，优质的锡球须具有真圆度、光亮度、导电和机械连线性能佳和球径公差微小等特点，在滴液成型的制造方式中，锡液滴进入冷却液中后会互相扰动，导致一些液滴之间相互融合，致使成型的颗粒大小不一，真圆度下降，球径公差大，且机械连线性能差。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种晶圆封装芯片的锡球制造设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明的技术方案是：一种晶圆封装芯片的锡球制造设备，包括钳锅，钳锅的下方设置有冷却罐，所述钳锅的下侧排列设置有若干根细管，且钳锅的一侧连接有升降架；
7.所述冷却罐的上半段转动设置有旋转筒，旋转筒为工型结构，且旋转筒四周的横向部位上贯穿有沉降管，沉降管的分布结构与细管的分布结构相对应。
8.进一步的，所述沉降管的侧边设置有沉降控制静电条，沉降控制静电条连接有静电发生器的输出端，沉降控制静电条的一端设置有配重座，配重座的一侧连接有滑杆，滑杆的下端滑动套设有气筒，气筒固定设置于旋转筒上，且气筒的下端一侧设置有气阀；
9.所述旋转筒的侧边设置有弧形的导轨，导轨的弧形的圆心与旋转筒的圆心相同，且导轨为倾斜结构，并且导轨的一侧支撑设置有立架，所述配重座的一侧设置有滑轮，滑轮与导轨的结构相匹配；
10.所述细管与静电发生器的输出端连接。
11.进一步的，所述沉降管环绕旋转筒设置有若干组，每一组排列设置有多个，所述钳锅下侧细管的排列结构与每一组沉降管的排列结构相同。
12.进一步的，所述沉降管的每一组的两侧都各设置有一根沉降控制静电条；
13.每一组沉降管之间都设置有屏蔽板，屏蔽板与沉降控制静电条之间设有间距，且屏蔽板与旋转筒固定连接。
14.进一步的，所述钳锅的侧壁设置有夹层，该夹层内环绕设置有电热管；
15.所述钳锅的上端一侧设置有加料口，且钳锅内设置有阀板，阀板的外周与钳锅的内壁滑动连接，且阀板的顶部设置有电动推杆，电动推杆的输出端与阀板固定连接，且电动推杆固定安装于升降架上。
16.进一步的，所述升降架一侧铰接有传动臂，传动臂远离升降架的一端转动连接有偏心轮，偏心轮的偏心部与传动臂转动连接，且偏心轮的中部连接有支撑轴，支撑轴转动连接有机架，且支撑轴的一端连接有电机，电机固定设置于机架上。
17.进一步的，所述升降架的两端至少设置有2组传动臂、偏心轮和支撑轴，且2组中的支撑轴通过皮带传动连接；
18.所述升降架的两端分别滑动穿设有限位杆，限位杆与机架固定连接。
19.进一步的，所述升降架与旋转筒之间传动连接。
20.进一步的，所述升降架与旋转筒之间通过单向传动机构传动连接；
21.单向传动机构包括齿条，齿条与升降架固定连接，且齿条的一侧啮合连接有第一齿轮，第一齿轮的中部穿设有横轴，横轴与第一齿轮通过单向轴承连接，且横轴的一端转动连接有支座，并且横轴上固定套设有第一锥齿轮，第一锥齿轮的一侧垂直啮合连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮通过竖轴传动连接有第二齿轮，第二齿轮的一侧啮合连接有齿环，齿环固定套设于旋转筒外。
22.进一步的，所述冷却罐的下端连接有排出管，所述旋转筒上端通过旋转接头连接有进液管。
23.本发明通过改进在此提供一种晶圆封装芯片的锡球制造设备，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
24.其一：本发明中，钳锅内的锡液能够通过细管滴入冷却罐上的沉降管中，每根细管每次滴落的锡液分别进入单个沉降管中，利用沉降管对每一个锡液滴进行隔离，防止锡液滴之间互相扰动，而导致挤压和聚合的问题，从而避免部分成型的锡球颗粒大小不一、真圆度下降、球径公差大和机械连线性能差的情况；
25.其二：本发明中，动推杆的伸缩长度精确，其通过推动阀板将钳锅内的锡液挤出，使得每次锡液滴落的量更加精准统一，进而使得每个锡球的大小更加统一；
26.其三：本发明中，电机通过支撑轴带动偏心轮旋转，进而让传动臂对升降架做出上下推拉动作，使得升降架能够快速的上下往复移动，升降架下移到极限位置后再突然上升，使钳锅产生振动效果，让钳锅下侧细管下端的锡液在振动作用下滴落，保证每次滴液的稳定性；
27.其四：本发明中，升降架与旋转筒之间传动连接，通过升降架的动作带动旋转筒同步转动，使得旋转筒上的沉降管能够精准的与细管对接，当齿条上移时带动第一齿轮旋转，第一齿轮通过第一锥齿轮和第二锥齿轮带动第二齿轮旋转，第二齿轮再带动旋转筒旋转，使得旋转筒能够与钳锅的升降保持相对同步的频率，保证滴液进入沉降管的准确性；
28.其四：本发明中，静电发生器能够让细管中经过的锡液滴带上正向或者负向电荷，当沉降控制静电条与锡液滴带上同种电荷时，相互排斥，在静电场作用下，锡液滴能够悬浮在沉降管中，随着沉降控制静电条的下移，锡液滴才能够逐渐向下沉降，沉降控制静电条的下移速度是受到控制的，从而使得锡液滴在沉降管中的冷却液中的下降速度是可控的，防
止锡液滴因为快速下落表面张力不平衡而导致的真圆度下降。
附图说明
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
30.图1是本发明的正视图；
31.图2是本发明的图1中a处放大结构示意图；
32.图3是本发明的图1中b处放大结构示意图；
33.图4是本发明的图1中c处放大结构示意图；
34.图5是本发明的单向传动机构侧视图；
35.图6是本发明的旋转筒正视图；
36.图7是本发明的旋转筒俯视图；
37.图8是本发明的导轨俯视图；
38.图9是本发明的导轨正视图；
39.图10是本发明的偏心轮、传动臂和支撑轴俯视图；
40.图11是本发明的钳锅仰视图；
41.图12是本发明的钳锅侧视图。
42.附图标记说明：1、冷却罐；11、旋转筒；12、沉降管；13、进液管；14、排出管；15、齿环；16、屏蔽板；2、钳锅；21、电热管；22、细管；23、加料口；24、阀板；25、电动推杆；3、沉降控制电极条；31、配重座；32、滑轮；33、导轨；34、立架；35、滑杆；36、气筒；37、气阀；4、升降架；41、偏心轮；42、传动臂；43、限位杆；44、支撑轴；45、皮带；46、电机；5、机架；6、单向传动机构；61、齿条；62、第一齿轮；63、第一锥齿轮；64、竖轴；65、第二锥齿轮；66、第二齿轮；67、支座；68、横轴；7、静电发生器。
具体实施方式
43.下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.本发明通过改进在此提供一种晶圆封装芯片的锡球制造设备，如图1-图12所示，一种晶圆封装芯片的锡球制造设备，包括钳锅2，钳锅2的下方设置有冷却罐1，钳锅2的下侧排列设置有若干根细管22，且钳锅2的一侧连接有升降架4；
45.冷却罐1的上半段转动设置有旋转筒11，旋转筒11为工型结构旋转筒11的上下两端设有较宽的外翻边，从而形成工型结构，且旋转筒11四周的横向部位上贯穿有沉降管12，沉降管12的分布结构与细管22的分布结构相对应；冷却罐1内加入冷却液，如硅油，冷却液从冷却罐1的下半段向上溢流进入沉降管12中。
46.钳锅2内的锡液能够通过细管22滴入冷却罐1上的沉降管12中，每根细管22每次滴落的锡液分别进入单个沉降管12中，利用沉降管12对每一个锡液滴进行隔离，防止锡液滴之间互相扰动，而导致挤压和聚合的问题，从而避免部分成型的锡球颗粒大小不一、真圆度下降、球径公差大和机械连线性能差的情况。
47.沉降管12的侧边设置有沉降控制静电条3，沉降控制静电条3连接有静电发生器7的输出端静电发生器7的型号可以是lx-268d，沉降控制静电条3的一端设置有配重座31，配重座31的一侧连接有滑杆35，滑杆35的下端滑动套设有气筒36，气筒36固定设置于旋转筒11上，且气筒36的下端一侧设置有气阀37；静电发生器7能够让沉降控制静电条3带上正向或者负向电荷，沉降控制静电条3能够暂时储存静电；沉降控制静电条3能够随着配重座31一起移动，配重座31由滑杆35支撑，滑杆35下移插入气筒36内时，气筒36一侧的气阀37排出气体的速率有限，所以使得滑杆35的下移速度是可控的；
48.旋转筒11的侧边设置有弧形的导轨33，导轨33的弧形的圆心与旋转筒11的圆心相同，且导轨33为倾斜结构，并且导轨33的一侧支撑设置有立架34，配重座31的一侧设置有滑轮32，滑轮32与导轨33的结构相匹配；当沉降控制静电条3下降到导轨33高度时，配重座31的滑轮32能够沿着导轨33运动，让配重座31和沉降控制静电条3上升恢复至原来的高度；
49.细管22与静电发生器7的输出端连接；静电发生器7能够让细管22中经过的锡液滴带上正向或者负向电荷，当沉降控制静电条3与锡液滴带上同种电荷时，相互排斥，在静电场作用下，锡液滴能够悬浮在沉降管12中，随着沉降控制静电条3的下移，锡液滴才能够逐渐向下沉降，沉降控制静电条3的下移速度是受到控制的，从而使得锡液滴在沉降管12中的冷却液中的下降速度是可控的，防止锡液滴因为快速下落表面张力不平衡而导致的真圆度下降。
50.沉降管12环绕旋转筒11设置有若干组，每一组排列设置有多个，钳锅2下侧细管22的排列结构与每一组沉降管12的排列结构相同；沉降管12和细管22都呈一字排列，能够快速的同时制造多个锡球。
51.沉降管12的每一组的两侧都各设置有一根沉降控制静电条3；两个沉降控制静电条3共同发挥作用，让锡球两侧受到的静电场支撑力更稳定。
52.每一组沉降管12之间都设置有屏蔽板16，屏蔽板16与沉降控制静电条3之间设有间距，且屏蔽板16与旋转筒11固定连接；屏蔽板16采用金属导电材质，其通过导电滑环接地线。
53.钳锅2的侧壁设置有夹层，该夹层内环绕设置有电热管21；电热管21能够维持钳锅2的温度；
54.钳锅2的上端一侧设置有加料口23，且钳锅2内设置有阀板24，阀板24的外周与钳锅2的内壁滑动连接，且阀板24的顶部设置有电动推杆25，电动推杆25的输出端与阀板24固定连接，且电动推杆25固定安装于升降架4上；电动推杆25的伸缩长度精确，通过推动阀板24将钳锅2内的锡液挤出，使得锡液滴落的量更加精准，进而使得每个锡球的大小更加统一。
55.升降架4一侧铰接有传动臂42，传动臂42远离升降架4的一端转动连接有偏心轮41，偏心轮41的偏心部与传动臂42转动连接，且偏心轮41的中部连接有支撑轴44，支撑轴44转动连接有机架5，且支撑轴44的一端连接有电机46，电机46固定设置于机架5上；电机46通过支撑轴44带动偏心轮41旋转，进而让传动臂42对升降架4做出上下推拉动作，使得升降架4能够快速的上下往复移动，升降架4下移到极限位置后再突然上升，使钳锅2产生振动效果，让钳锅2下侧细管22下端的锡液在振动作用下滴落，保证每次滴液的稳定性。
56.升降架4的两端至少设置有2组传动臂42、偏心轮41和支撑轴44，且2组中的支撑轴
44通过皮带45传动连接；
57.升降架4的两端分别滑动穿设有限位杆43，限位杆43与机架5固定连接；2组传动臂42、偏心轮41和支撑轴44能够对升降架4施加均匀的上下推拉作用力。
58.升降架4与旋转筒11之间传动连接；通过升降架4的动作带动旋转筒11同步转动，使得旋转筒11上的沉降管12能够精准的与细管22对接。
59.升降架4与旋转筒11之间通过单向传动机构6传动连接；
60.单向传动机构6包括齿条61，齿条61与升降架4固定连接，且齿条61的一侧啮合连接有第一齿轮62，第一齿轮62的中部穿设有横轴68，横轴68与第一齿轮62通过单向轴承连接，且横轴68的一端转动连接有支座67，并且横轴68上固定套设有第一锥齿轮63，第一锥齿轮63的一侧垂直啮合连接有第二锥齿轮65，第二锥齿轮65通过竖轴64传动连接有第二齿轮66，第二齿轮66的一侧啮合连接有齿环15，齿环15固定套设于旋转筒11外；当齿条61上移时带动第一齿轮62旋转，第一齿轮62通过第一锥齿轮63和第二锥齿轮65带动第二齿轮66旋转，第二齿轮66再带动旋转筒11旋转，使得旋转筒11能够与钳锅2的升降保持相对同步的频率，保证滴液进入沉降管12的准确性；
61.其中第一齿轮62与横轴68通过单向轴承连接，单向轴承具体是单向棘轮轴承，所以当齿环15下移时，不会带动第一齿轮62旋转。
62.冷却罐1的下端连接有排出管14，旋转筒11上端通过旋转接头连接有进液管13；冷却液从进液管13进入冷却罐1内，而后从排出管14排出，实现冷却液的循环流动，当排出管14排出冷却液时，也会排出冷却成型的锡球，通过滤网对带有锡球的冷却液过滤，能够将锡球取出。
63.工作原理：将锡料加入钳锅2中，电热管21对钳锅2加热，使锡料熔化成液体，阀板24堵在钳锅2上半段内腔中，使其内的锡液不会直接流出，钳锅2安装在升降架4上，由升降架4带动上下位移，具体是，电机46通过支撑轴44带动偏心轮41旋转，进而让传动臂42对升降架4做出上下推拉动作，使得升降架4能够快速的上下往复移动，升降架4下移到极限位置后再突然上升，能够使钳锅2产生振动效果，让钳锅2下侧细管22下端的锡液在振动作用下滴落，保证每次稳定的滴液，让锡液滴进入沉降管12中；
64.每根细管22每次滴落的锡液分别进入单个沉降管12中，利用沉降管12对每一个锡液滴进行隔离，防止锡液滴之间互相扰动，而导致挤压和聚合的问题，从而避免部分成型的锡球颗粒大小不一、真圆度下降、球径公差大和机械连线性能差的情况；
65.锡液滴进入沉降管12后，由于静电发生器7能够让细管22中经过的锡液滴带上正向或者负向电荷，当沉降控制静电条3与锡液滴带上同种电荷时，相互排斥，在静电场作用下，锡液滴能够悬浮在沉降管12中，随着沉降控制静电条3的下移，锡液滴才能够逐渐向下沉降，沉降控制静电条3的下移速度是受到控制的，从而使得锡液滴在沉降管12中的冷却液中的下降速度是可控的，防止锡液滴因为快速下落表面张力不平衡而导致的真圆度下降；
66.沉降控制静电条3能够随着配重座31一起移动，配重座31由滑杆35支撑，滑杆35下移插入气筒36内时，气筒36一侧的气阀37排出气体的速率有限，所以使得滑杆35的下移速度是可控的，让沉降控制静电条3能够缓慢下移，而当沉降控制静电条3下降到导轨33高度时，配重座31的滑轮32能够沿着导轨33运动，让配重座31和沉降控制静电条3上升恢复至原来的高度；
67.钳锅2上下运动过程中，当齿条61上移时带动第一齿轮62旋转，第一齿轮62通过第一锥齿轮63和第二锥齿轮65带动第二齿轮66旋转，第二齿轮66再带动旋转筒11旋转，使得旋转筒11能够与钳锅2的升降保持相对同步的频率，保证滴液进入沉降管12的准确性；
68.而且，冷却液从进液管13进入冷却罐1内，而后从排出管14排出，能够实现冷却液的循环流动，当排出管14排出冷却液时，也会排出冷却成型的锡球，通过滤网对带有锡球的冷却液过滤，能够将成型的锡球取出。