【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子制造及封装，更具体地讲，涉及一种具有防堵功能的激光植球结构及植球方法。
技术介绍
1、球栅阵列封装(bga)和倒装焊(f l ip chip)技术在电子封装领域已经得到广泛应用，可以满足较大数量的i/o和更短的连接间距。植球工艺作为球栅阵列封装(bga)和倒装焊(f l ip ch ip)必不可少的前道工序，也被广泛应用在各封装产品生产中，它是实现无引线连接的关键技术。相较于传统的模板印刷法来植球，激光植球灵活性更强，可对非矩阵的、三维层次的焊点进行快速植球。激光植球还具备成本低、定点定位准确、返修效率高、减少助焊剂的使用、对非焊接区域热影响小等诸多优点。
2、激光植球技术被用于在基板、焊盘等待焊接面的精确植球，其植球设备的机头结构包括激光系统、送球系统和控制系统等。其工作原理是：首先，植球机头通过送球系统将焊球输送至待焊接面的上空。然后，激光发生器在特定时间发射激光束，并聚焦在焊球表面，使得焊球迅速熔化。最后，焊球以熔化状态被射向待焊接面，与待焊接面接触后焊球迅速冷却固化形成球状。
3、由于激光植球的喷球系统复杂，包含诸多子系统，尤其是涉及机械式的输送方式较为复杂。因此，激光植球机头在内部的输送路径及喷嘴处会频繁出现堵球或无球的问题，即堵球率和空球率较高。这严重影响激光植球工艺的效率，还会随之造成偏球、弹球等故障问题。
4、中国专利cn 103817438 a公开了一种锡球焊接装置及方法，该装置包括一种用于传输锡球的传输机构，传输机构与锡球保持单元连通，在内部的第一通道、
5、中国专利cn105458446a专利技术了一种锡球焊接装置，采用当旋转驱动件驱动分离轴旋转，锡球落入分离轴上的分离孔内从而被逐一分离并经该锡球导向管送至该锡球保持机构中。同样的，该结构会对焊球挤压，导致焊球有形变风险，进而引发堵球问题。
6、中国专利cn201120305714.5公开了一种激光植球系统，可连续往工作腔送入焊球。但该系统中弹性挡片和弹片机械结构复杂，且每次弹射受工作腔的上下移动和球自身堆叠压力来驱动，归位周期长，输送效率低。侧面弹入工作腔的焊球初速度方向为水平方向，与目标焊接方向(垂直向下)不符，焊接效率低。弹性挡片和扰动结构处易造成堵球卡球问题。输球管道内的焊球受到扰动结构的挤压产生向下的压力，容易导致焊球变形。
7、中国专利cn202020248986.5公开了一种激光植球喷嘴，主要包含喷嘴嘴身、喷片镶嵌座和金刚石喷片，该结构便于金刚石喷片固定，保证金刚石喷片稳定工作。但该结构喷嘴中三个中心孔的孔径不同，易造成喷嘴处堵球。
8、中国专利cn207373657 u公开了一种应用在双螺杆造粒机上的可堆叠防堵集料斗，该集料斗内设有一通气管，通过通气管将集料斗内外连通，能够防止物料堵塞。但这类防堵结构不适用于小尺寸的焊球定量下料。
9、上述公开的专利在结构设计上未考虑到焊球容器内焊球堆叠导致堵球的风险。
10、事实上，焊球直径越大则送球越稳定，焊球直径越小则送球路径和喷嘴处越容易堵球。现有激光植球机分球结构多采用以分球盘输送焊球的方式，该结构送球稳定性好。对于大直径300微米以上的焊球，该结构可连续喷球且空转率低。但对于直径300微米以内的焊球，该结构时常出现堵球或空转率高的情况。最常见堵球点位于储球仓与分球盘连接处，焊球在沙漏形储球仓内的无序堆叠是导致堵球的根本原因。
11、现有技术中，储球仓与漏球孔的通道连接处的直径逐级变小，在重力作用下焊球容易积压在漏球孔通道处。若焊球直接小于300微米时，互相堆积和摩擦的焊球在静电作用互相粘连，在毛细作用下也易受潮并互相吸附成团。焊球越小，焊球重力与吸附力比值越小，则越容易堵球。其次的堵球点位于喷嘴处，焊球变形或激光功率等参数不稳定导致焊球卡在喷嘴处。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有防堵功能的激光植球结构及植球方法；
2、本专利技术解决技术问题所采用的解决方案是：
3、一种具有防堵功能的激光植球结构，包括具有储球仓的上层结构、位于上层结构下方的分球结构、以及位于中层结构下方且设置有喷球机构的底层结构；所述分球结构与上层结构、底层结构转动配合且用于将储球仓内的焊球从喷球机构的出口喷出；
4、在所述储球仓内设置有多组沿竖向呈交错且形成折流通道的折流板；所述储球仓的顶部外接有加压气源；在所述储球仓的底部设置与储球仓连通且向储球仓内提供脉冲气流的脉冲通道。
5、通过多组折流板、脉冲通道的设置；加压气源的储球仓顶部连通，在该气源的作用下，上一级折流板堆叠的焊球会向下一级折流板进料，并配合脉冲通道提供的脉冲气源，将储球仓内的焊球分层布置，使得堆叠焊球堆积压力分散，并保证加压气流和脉冲气流的通畅，避免堆球堵塞。
6、在一些可能的实施方式中，为了实现脉冲气源与分球板配合使得焊球再分布；
7、所述脉冲通道外接有恒压脉冲气源，恒压脉冲气源通过脉冲通道向储球仓内提供呈螺旋向上的脉冲气流。
8、在一些可能的实施方式中，为了有效的实现通过分球结构将储球仓俗输送来的焊球通过喷球机构实现植球；
9、在所述分球结构上设置有多组与储球仓底部设置的出球孔、喷球机构配合使用的漏球孔；多组所述漏球孔与分球结构转动轴线距离相等且呈等间距设置；
10、在所述底层结构上设置有一组与漏球孔配合使用且与出球孔同轴设置的清理通道，所述清理通道的内径小于焊球的内径。
11、在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于储球仓内焊球数量的检测；
12、所述储球仓还设置球量检测通道，所述球量检测通道上连接有压力传感器。
13、在一些可能的实施方式中，为了通过分球结构实现焊球的转运，并保证分球结构与上层机构、底层结构之间的密封连接；
14、所述分球结构包括设置有多组漏球孔的分球板、套装在分球板外侧且两者之间形成间隙的密封垫、以及用于驱动分球板转动的旋转驱动机构；所述密封垫分别与上层结构、底层结构密封连接。
15、在一些可能的实施方式中，为了有效的控制分球板的转动，实现将焊球转运至喷球机构实现植球；
16、所述旋转驱动机构包括一端依次穿过上层结构、中层结构、底层结构的转轴、用于连接转轴与分球板的传动销；所述上层结构与中层结构之间形成用于传动销安装的安装腔。
17、在一些可能的实施方式中，为了使得避免分球板与底层结构对于焊球挤压，同时避免焊球产生滑移不能进入喷球机构内；
18、在所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，包括具有储球仓的上层结构、位于上层结构下方的分球结构、以及位于中层结构下方且设置有喷球机构的底层结构；所述分球结构与上层结构、底层结构转动配合且用于将储球仓内的焊球从喷球机构的出口喷出；
2.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述脉冲通道外接有恒压脉冲气源，恒压脉冲气源通过脉冲通道向储球仓内提供呈螺旋向上的脉冲气流。
3.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，在所述分球结构上设置有多组与储球仓底部设置的出球孔、喷球机构配合使用的漏球孔；多组所述漏球孔与分球结构转动轴线距离相等且呈等间距设置；
4.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述储球仓还设置球量检测通道，所述球量检测通道上连接有压力传感器。
5.根据权利要求3所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述分球结构包括设置有多组漏球孔的分球板、套装在分球板外侧且两者之间形成间隙的密封垫、以及用于驱动分球板转动的旋转驱动机构；所述密封垫分别与
6.根据权利要求5所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述旋转驱动机构包括一端依次穿过上层结构、中层结构、底层结构的转轴、用于连接转轴与分球板的传动销；所述上层结构与中层结构之间形成用于传动销安装的安装腔。
7.根据权利要求3所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，在所述底层结构设置有位于漏球孔正下方且呈圆环状的输球槽；所述输球槽沿漏球孔轴向的深度H，所述焊球的直径为d,H＝0.2d-0.4d。
8.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述喷球机构包括设置在底层结构底部且与漏球孔配合使用的喷嘴、安装在上层结构上且通过上层结构上设置的激光通道向喷嘴一侧发射激光束的激光发生器、以及与喷嘴连通且通过底层结构上设置的氮气通道向喷嘴内输送氮气的氮气源；
9.根据权利要求8所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述激光通道、汇总通道外接有测压装置。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种具有防堵功能的激光植球结构的植球方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，包括具有储球仓的上层结构、位于上层结构下方的分球结构、以及位于中层结构下方且设置有喷球机构的底层结构；所述分球结构与上层结构、底层结构转动配合且用于将储球仓内的焊球从喷球机构的出口喷出；
2.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述脉冲通道外接有恒压脉冲气源，恒压脉冲气源通过脉冲通道向储球仓内提供呈螺旋向上的脉冲气流。
3.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，在所述分球结构上设置有多组与储球仓底部设置的出球孔、喷球机构配合使用的漏球孔；多组所述漏球孔与分球结构转动轴线距离相等且呈等间距设置；
4.根据权利要求1所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述储球仓还设置球量检测通道，所述球量检测通道上连接有压力传感器。
5.根据权利要求3所述的一种具有防堵功能的激光植球结构，其特征在于，所述分球结构包括设置有多组漏球孔的分球板、套装在分球板外侧且两者之间形成间隙的密封垫、以及用于驱动分球板转动的旋转驱动机构；所述密封垫分别与上层结构、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王友，卢茜，张剑，曾策，廖承举，向伟玮，徐榕青，文泽海，赵明，常文涵，叶恵婕，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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