[go: up one dir, main page]

JP2000192112A - 微小金属球の製造方法及び装置 - Google Patents

微小金属球の製造方法及び装置

Info

Publication number
JP2000192112A
JP2000192112A JP10370407A JP37040798A JP2000192112A JP 2000192112 A JP2000192112 A JP 2000192112A JP 10370407 A JP10370407 A JP 10370407A JP 37040798 A JP37040798 A JP 37040798A JP 2000192112 A JP2000192112 A JP 2000192112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten metal
metal
opening
spheres
released
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10370407A
Other languages
English (en)
Inventor
Michio Endo
道雄 遠藤
Masamoto Tanaka
将元 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP10370407A priority Critical patent/JP2000192112A/ja
Priority to US09/471,181 priority patent/US6676726B1/en
Priority to MYPI99005711A priority patent/MY123453A/en
Priority to TW088122927A priority patent/TW501161B/zh
Publication of JP2000192112A publication Critical patent/JP2000192112A/ja
Priority to US10/237,928 priority patent/US6926860B2/en
Priority to US10/635,642 priority patent/US20040035247A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/065—Spherical particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F2009/0804—Dispersion in or on liquid, other than with sieves
    • B22F2009/0808—Mechanical dispersion of melt, e.g. by sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0848—Melting process before atomisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086—Cooling after atomisation
    • B22F2009/0864—Cooling after atomisation by oil, other non-aqueous fluid or fluid-bed cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/268—Pb as the principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定サイズの微小金属球を精度良く、かつ効
率的に製造する。 【解決手段】 孔６ａから溶融金属Ｍを放出させ、孔６
ａから放出される溶融金属Ｍを所定量毎に回転プレート
７の孔７ａによって分断する。溶融金属Ｍの放出量を一
定とし、回転プレート７を一定の速度で回転させること
により、所定サイズの微小金属球を製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスあ
るいはプリント回路基板等の電極にボール状のバンプを
形成するために用いられる微小金属球の製造方法及び装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】低融点微小金属球を製造する方法として
は、アトマイズ法や予め所定体積に整えた金属片を加熱
液体に浸漬することで金属球を得る方法がある。また、
特開平４−７４８０１号公報に記載の方法では、金属の
融点以上の温度に加熱した液体中で微細粒子から溶融金
属が押し出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アトマイズ法では短時
間で多量の金属粒を得ることができるが、粒の形を球状
に揃えることや目的の大きさに揃えることが困難であ
り、極めて歩留まりが悪くなる。金属片を加熱液体に投
下する方法によれば、ほぼ完全な球形状にすることがで
きる。しかし、投下される金属片の寸法を予め揃えるた
めに圧延等によって極薄にした板にプレス打抜きを行っ
たり、あるいはダイス等によって細線化してカッタ等を
用いて精度よく切断する工程が必要になる。
【０００４】また、特開平４−７４８０１号公報に記載
のものでは、垂直管内に天然油等を満たしてその垂直管
上部に取り付けたヒータによって金属の融点以上の温度
範囲を持つゾーンもしくは領域を設ける。そして、この
領域内に微細格子を取り付けた低融点合金供給管を、そ
の微細格子が下に位置するように立設する。低融点合金
供給管内に低融点合金の塊を入れて溶融させるととも
に、低融点合金供給管の上部から不活性ガスを送り込
む。このガスの圧力によって溶融合金は微細格子から押
し出されて粒子化し、垂直管の温度勾配を通過すること
により球状になるというものである。
【０００５】しかしながら、この公報に記載の方法では
格子サイズと加圧力の関係などが不明である。いずれに
しても粒の形状は表面張力とそれらの因子との微妙なバ
ランス関係で成り立つものであり、この方法においては
いわゆる混粒を避けることができない。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、所定サイズの微小金属球を精度
良く、かつ効率的に製造し得る微小金属球の製造方法及
び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の微小金属球の製
造方法は、所定サイズの微小金属球を製造するための方
法であって、開口部から溶融金属を放出させ、前記開口
部から放出される前記溶融金属を所定量毎に分断するこ
とにより微小金属球を形成するようにしている。
【０００８】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記溶融金属の自重によって、前記溶融金
属を前記開口部から放出させる。
【０００９】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記溶融金属に圧力をかけることにより、
前記溶融金属を前記開口部から放出させる。
【００１０】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、分断した前記溶融金属を融点以下の温度に
冷却し、その冷却過程で球状に固化させる。
【００１１】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記溶融金属を所定量計量した後、前記開
口部から前記所定量の溶融金属を放出させる。
【００１２】本発明の微小金属球の製造方法は、所定サ
イズの微小金属球を製造するための方法であって、金属
球を形成すべき金属を加熱溶融して、その溶融金属を開
口部から放出させる工程と、前記開口部から放出される
前記溶融金属を所定量毎に分断する工程と、分断した前
記溶融金属を融点以下の温度に冷却して固化させる工程
とを有する。
【００１３】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、分断した前記溶融金属をその融点以下の温
度の流体中に放出する。
【００１４】本発明の微小金属球の製造方法の一態様例
においては、前記流体が、オイル又は不活性ガスであ
る。
【００１５】本発明の微小金属球の製造装置は、所定サ
イズの微小金属球を製造するための装置であって、金属
球を形成すべき金属を加熱溶融する加熱手段と、溶融金
属を所定の開口部から放出させる手段と、前記開口部を
通過した前記溶融金属を分断する分断手段と、前記分断
手段により分断された前記溶融金属を融点以下の温度に
冷却する冷却手段とを備えている。
【００１６】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記冷却手段は、オイル又は不活性ガスで
なる流体槽である。
【００１７】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記溶融金属の自重により前記開口部から
前記溶融金属を放出させるようにしている。
【００１８】本発明の微小金属球の製造装置の一態様例
においては、前記溶融金属に圧力をかけることにより前
記開口部から前記溶融金属を放出させるようにしてい
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明による
微小金属球の製造方法及び装置の好適な実施の形態を説
明する。
【００２０】（第１の実施形態）ここでまず、実施形態
における微小金属球は、たとえば特に半田により形成さ
れる例とする。半導体装置の製造工程において半導体素
子の電極部と外部回路等とを接続するために、微小金属
球で形成されたバンプを介して両者が接合される。この
バンプに好適な微小金属球を対象とし、特にその直径サ
イズとしては数百μｍ以下のものを得るものとする。
【００２１】図１は、本発明方法に使用する微小金属球
の製造装置の概略構成例を示している。図１において、
１は溶融金属Ｍを給放出するための上ブロック、３は金
属投入部、４は上ブロック１に形成された注入路であ
る。また、上ブロック１の中央には貫通孔１ａが形成さ
れており、回転軸８が挿入されている。
【００２２】注入路４は注入室２に接続されている。図
２は、上ブロック１の下方からの平面図を示している。
このように、注入室２は上ブロック１の下面に凹形状と
して形成されており、貫通孔１ａの周囲にリング状に形
成されている。上ブロック１は、好適には半田に濡れな
い金属、樹脂又はセラミックス等の材料により形成され
る。あるいはまた、これらの材料で形成したものの表面
にテフロン（登録商標）等のコーティングを施してもよ
く、さらに耐熱性を有し熱変形しないものがよい。
【００２３】上ブロック１の下面には、溶融金属Ｍを放
出する孔が形成された固定プレート６が固定されてい
る。そして、固定プレート６と密接して回転プレート７
が配置されている。回転プレート７は回転軸８に対して
固定されており、回転軸８とともに回転することが可能
である。固定プレート６、回転プレート７は上ブロック
と同じ特性を有する材料により形成するのが望ましい。
【００２４】この例では、上ブロック１と同様に、固定
プレート６及び回転プレート７を例えば円形としてい
る。
【００２５】上ブロック１及びこれらに付随する部品
は、図１のようにユニット化したかたちで、容器（ガラ
ス製等）９内に収容される。容器９の周囲には、金属球
を形成すべき金属を加熱溶融する加熱手段としての加熱
コイル１０が配置されている。また、容器９内は、流体
槽として構成される。この例では、固定プレート６の孔
６ａから放出された溶融金属Ｍを融点以下の温度に冷却
する冷却手段としてのオイル１１が貯留されている。
【００２６】加熱コイル１０は、例えば高周波コイル等
であってよく、金属投入部３から投入された金属を加熱
して溶融金属Ｍの状態に維持する。このように容器９内
における加熱コイル１０の対応部分は、加熱ゾーンもし
くは領域に設定される。また、容器９内における加熱コ
イル１０のから下方に離れた部分は、冷却ゾーンもしく
は領域に設定される。このように上下に加熱ゾーンと冷
却ゾーンを設けることで容器９内に温度勾配ができる。
【００２７】上記構成において、金属投入部３から投入
された金属は、加熱コイル１０によって注入路４内で溶
融金属Ｍの状態になっている。図１のように注入路４の
真下に位置させた注入室２に溶融金属Ｍが注入される。
注入室２に溶融金属Ｍが注入されると、回転軸８によっ
て回転プレート７が回転駆動される。
【００２８】図３は、固定プレート６を図１の下方から
みた平面図を示している。固定プレート６には、溶融金
属Ｍが放出される孔６ａが所定の角度（３０度）毎にＯ
点を中心とした同心円状に２列形成されている。
【００２９】図４は、回転プレート７を図１の下方から
みた平面図を示している。回転プレート７には、固定プ
レート６の孔６ａから放出される溶融金属Ｍを所定時間
毎に切断する孔７ａが、所定の角度（９０度）毎にＯ点
を中心とした同心円状に、孔６ａの形成されている径に
対応して２列形成されている。なお、Ｏ点を中心として
孔６ａ、孔７ａを形成する角度位置は上述した角度に限
定されるものではない。また、孔６ａ、孔７ａは同心円
状に形成しなくても構わない。
【００３０】図５は、固定プレート６と回転プレート７
の断面を示している。ここで、図５は、図３に示す円弧
Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示している。この断面図に示す
ように、固定プレート６の上面の孔６ａの周囲には凹部
６ｂが形成されている。また、回転プレート７の孔７ａ
は断面が曲面からなり、上端にエッジ７ｂが形成されて
いる。なお、孔７ａの断面をテーパー状の斜面として形
成してもよい。また、凹部６ｂの断面形状もテーパー状
に形成してもよい。
【００３１】回転プレート７は回転軸８に対して固定さ
れているため、回転軸８を回転させることにより回転プ
レート７が固定プレート６に対して回転する。ここで、
回転プレート７を等角速度で回転させた場合には、一定
の周期で回転プレート７の孔７ａと固定プレート６の孔
６ａが重なることになる。
【００３２】図６は、回転プレート７を回転させて溶融
金属Ｍを回転プレート６によって切断する様子を時系列
的に示した断面図である。図５と同様、図６も図３に示
す円弧Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示している。
【００３３】図６において、回転プレート７は固定プレ
ート６に対して右側に移動している。まず、図６（ａ）
に示すように、回転プレート７の孔７ａが固定プレート
６の孔６ａの位置に差しかかり、両者の位置が重なる
と、固定プレート６の孔６ａから溶融金属Ｍが放出され
始める。
【００３４】そして、図６（ｂ）に示すように、回転プ
レート７の孔７ａが固定プレート６の孔６ａと重なって
いる間は溶融金属Ｍが孔６ａから垂れ下がるようにして
放出される。
【００３５】更に、回転プレート７が回転すると、孔６
ａから垂れ下がる溶融金属Ｍが回転プレート７のエッジ
７ｂによって切断される。そして、切断された溶融金属
Ｍはオイル１１中へ落下する。
【００３６】図１に示すように、オイル１１中へ落下し
た溶融金属Ｍ１は、液体槽のオイル１１内を加熱ゾーン
から冷却ゾーンへ降下してゆく。この降下中、溶融金属
Ｍ１はオイル１１によって融点以下の温度に冷却され、
この冷却過程で表面張力により球状に固化し、これによ
り高い精度で所定サイズ及び形状の微小金属球Ｂが形成
される。
【００３７】回転プレート７の孔７ａ、固定プレート６
の孔６ａはともに点Ｏを中心として等角度毎に形成され
ているため、回転プレート７を等速度で回転させておけ
ば、任意の孔６ａに対して孔７ａが重なる周期は常に一
定となる。従って、固定プレート６上の溶融金属Ｍに加
わる圧力を常に一定とすることにより、形成される微小
金属球Ｂの大きさを均一にすることができる。従って、
極めて高い精度でかつ効率的に微小金属球Ｂを製造する
ことができる。
【００３８】（第２の実施形態）次に、本発明に係る微
小金属球の製造方法の第２の実施形態について説明す
る。図７は、本発明方法の第２の実施形態に使用する微
小金属球の製造装置の概略構成例を示している。第２の
実施形態に係る微小金属球の製造装置は、固定プレート
６の上に第２の回転プレート１２が設けられている点で
第１の実施形態と相違する。なお、図７において第１の
実施形態と同一の構成要素については同一の符号を記
す。
【００３９】第２の実施形態に係る製造装置において
は、上ブロック１の注入室２は、第２の回転プレート１
２の上方に形成されている。そして、溶融金属Ｍは、第
２の回転プレート１２によって一時的に固定プレートか
ら隔離される。第２の回転プレート１２も回転軸８に対
して固定されており、回転軸８が回転することにより回
転プレート７と第２の回転プレート１２が一体的に回転
する。これ以外の構成、すなわち、固定プレート６の形
状、回転プレート７の形状等は第１の実施形態と同じで
ある。
【００４０】図８は、第２の回転プレート１２の、図７
の下方からの平面図を示している。このように第２の回
転プレート１２には複数の孔１２ａが点Ｏを中心として
所定の角度毎に形成されている。そして、孔１２ａの径
方向の位置は孔６ａの径方向の位置と対応して２列に形
成されている。なお、孔１２ｂは回転軸８を挿通、固定
するための孔である。
【００４１】図９は、回転プレート７及び第２の回転プ
レート１２を回転させて、溶融金属Ｍを固定プレート６
上で第２の回転プレート１２によって擦り切って計量
し、回転プレート６によって切断する様子を時系列的に
示した断面図である。図９は図３に示す円弧ＩＩ−Ｉ
Ｉ’に沿った断面を示しており、隣接する孔６ａの図示
は省略する。
【００４２】図９において、回転プレート７及び第２の
回転プレート１２は固定プレート６に対して右側に移動
している。まず、図９（ａ）に示すように、第２の回転
プレート１２の孔１２ａが固定プレート６の孔６ａの位
置に差しかかり、両者の位置が重なると、固定プレート
６の孔６ａに溶融金属Ｍが注がれる。上述したように、
回転プレート７の孔７ａと第２の回転プレート１２の孔
１２ａの位置は重なっていないため、この状態では溶融
金属Ｍは孔６ａより下方へ放出されることはない。
【００４３】そして、図９（ｂ）に示すように回転プレ
ート７及び第２の回転プレート１２が固定プレート６に
対して回転すると、先ず第２の回転プレート１２の孔１
２ａの位置が孔６ａに対してずれるため、凹部６ｂに溜
まった溶融金属Ｍが擦り切られて所定量の溶融金属Ｍが
凹部６ｂ内に残存する。これにより、微小金属球を構成
する溶融金属Ｍが計量される。ここで、計量される溶融
金属Ｍが自重で落下することが可能となるように、凹部
６ｂの容積を設定しておく。
【００４４】そして、図９（ｃ）に示すように、回転プ
レート７の孔７ａが固定プレート６の孔６ａと重なる。
この間、凹部７ｂに溜まった溶融金属Ｍは孔６ａから垂
れ下がるようにして放出される。
【００４５】更に、回転プレート７が回転すると、図９
（ｄ）に示すように、孔６ａから垂れ下がる溶融金属Ｍ
が回転プレート７のエッジ７ｂによって切断される。そ
して、切断された溶融金属Ｍはオイル１１中へ落下す
る。
【００４６】その後、第１の実施形態と同様に微小金属
球Ｂが形成される。
【００４７】以上説明した第２の実施形態によれば、第
２の回転プレート１２によって所定量の溶融金属Ｍを計
量することができるため、高い精度で所定サイズ及び形
状の微小金属球Ｂを形成することができる。
【００４８】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。第１及び第２の実施形態で
は、自重により放出された溶融金属Ｍを所定時間毎に切
断することによって微小金属球を形成する方法について
説明した。第３の実施形態は、溶融金属に所定の圧力を
かけて、この圧力により放出される溶融金属Ｍを所定時
間毎に切断する点において、第１あるいは第２の実施形
態と相違する。
【００４９】図１０は、第３の実施形態に係る微小金属
球の製造装置の概略構成例を示している。図１０におい
て、容器９内には、金属放出パイプ１３及び回転翼１４
が配置されている。第１の実施形態と同様に、容器９の
周囲には、金属球を形成すべき金属を加熱溶融する加熱
手段としての加熱コイル１０が配置されている。また、
容器９内は、流体槽として構成される。この例では、固
定プレート６の孔６ａから放出された溶融金属Ｍを融点
以下の温度に冷却する冷却手段としてのオイル１１が貯
留されている。
【００５０】加熱コイル１０は、例えば高周波コイル等
であってよく、金属投入部３から投入された金属を加熱
して溶融金属Ｍの状態に維持する。このように容器９内
における加熱コイル１０の対応部分は、加熱ゾーンもし
くは領域に設定される。また、容器９内における加熱コ
イル１０のから下方に離れた部分は、冷却ゾーンもしく
は領域に設定される。このように上下に加熱ゾーンと冷
却ゾーンを設けることで容器９内に温度勾配ができる。
【００５１】また、オイル１１中の金属放出パイプ１３
の周囲にも加熱コイル１０’が巻き付けられている。こ
こで加熱コイル１０’は金属放出パイプ１３内の溶融金
属Ｍを溶融状態とする機能を果たすが、冷却ゾーンに熱
を与えない構成としておく。加熱コイル１０’を用いな
い方法で、冷却ゾーンのオイル１１に熱を与えないよう
に金属放出パイプ１３内の溶融金属Ｍを溶融状態として
もよい。
【００５２】金属放出パイプ１３は容器９の外で加圧器
１５と接続されている。加圧器１５は、金属放出パイプ
１３内の溶融金属Ｍに所定の圧力をかけ、金属放出パイ
プ１３の先端の金属放出口１３ａから一定の割合で溶融
金属Ｍを放出させる役割を果たす。
【００５３】回転翼１４は、軸１４ｃを中心として一定
の速度で矢印Ｂ方向へ回動可能とされている。回転翼１
４の外周には、４つの翼１４ａが設けられている。
【００５４】図１１は、翼１４ａの形状を示す斜視図で
ある。翼１４ａの先端は９０度に折り曲げられており、
Ｕ字状の凹形状からなるカッター１４ｂが設けられてい
る。カッター１４ｂの凹形状は、金属放出口１３ａの位
置に対応している。
【００５５】次に、第３の実施形態に係る微小金属球の
製造装置を用いて微小金属球を製造する方法について説
明する。
【００５６】先ず、加圧器１５により金属放出パイプ１
３内の溶融金属Ｍに所定の圧力を加える。これにより、
金属放出口１３ａから一定の割合で溶融金属Ｍが放出さ
れる。ただし、ここでは溶融金属Ｍは金属放出口１３ａ
から所定量突出するのみで、金属放出口１３ａから分離
することはない。
【００５７】そして、回転翼１４を一定の速度で回転さ
せる。これにより、翼１４ａのＵ字状の凹形状からなる
カッター１４ｂが金属放出口１３ａから突出した溶融金
属Ｍを切断し、切断された溶融金属Ｍはオイル１１中へ
落下する。
【００５８】その後、第１の実施形態と同様に微小金属
球Ｂが形成される。
【００５９】以上説明した第３の実施形態によれば、溶
融金属Ｍに所定の圧力をかけることにより溶融金属Ｍの
放出方向を下方向以外の方向とすることができる。従っ
て、例えば容器９内において横方向に放出して切断する
構成としてもよい。
【００６０】また、加圧器１５から溶融金属Ｍへ加える
圧力を変えることにより、溶融金属Ｍの放出量を変える
ことができ、回転翼１４の回転数をこれと対応させるこ
とにより、球径及び単位時間当たりの製造数を自由に調
整することが可能である。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、所定サイズの微小金属
球を精度良く、かつ効率的に製造することができる。従
って、所望の球径を有する金属球を効率的に得ることが
でき、生産性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による微小金属球の製
造装置の概略構成例を示す断面図である。
【図２】本発明による微小金属球の製造装置の上ブロッ
クを示す平面図である。
【図３】本発明による微小金属球の製造装置の固定プレ
ートを示す平面図である。
【図４】本発明による微小金属球の製造装置の回転プレ
ートを示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による微小金属球の製
造装置の主要部を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による微小金属球の製
造工程を工程順に示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による微小金属球の製
造装置の概略構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による微小金属球の製
造装置の第２の回転プレートを示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による微小金属球の製
造工程を工程順に示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による微小金属球の
製造装置の概略構成例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による微小金属球の
製造装置の主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 上ブロック １ａ 貫通孔 ２ 注入室 ３ 金属投入部 ４ 注入路 ６ 固定プレート ６ａ 孔 ６ｂ 凹部 ７ 回転プレート ７ａ 孔 ７ｂ エッジ ８ 回転軸 ９ 容器 １０ 加熱コイル １１ オイル １２ 第２の回転プレート １２ａ，１２ｂ 孔 １３ 溶融金属放出パイプ １３ａ 金属放出口 １４ 回転翼 １４ａ 翼 １４ｂ カッター １４ｃ 軸 １５ 加圧器

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定サイズの微小金属球を製造するため
    の方法であって、 開口部から溶融金属を放出させ、前記開口部から放出さ
    れる前記溶融金属を所定量毎に分断することにより微小
    金属球を形成するようにしたことを特徴とする微小金属
    球の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記溶融金属の自重によって、前記溶融
    金属を前記開口部から放出させることを特徴とする請求
    項１に記載の微小金属球の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記溶融金属に圧力をかけることによ
    り、前記溶融金属を前記開口部から放出させることを特
    徴とする請求項１に記載の微小金属球の製造方法。
  4. 【請求項４】 分断した前記溶融金属を融点以下の温度
    に冷却し、その冷却過程で球状に固化させることを特徴
    とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微小金属球
    の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記溶融金属を所定量計量した後、前記
    開口部から前記所定量の溶融金属を放出させることを特
    徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微小金属
    球の製造方法。
  6. 【請求項６】 所定サイズの微小金属球を製造するため
    の方法であって、 金属球を形成すべき金属を加熱溶融して、その溶融金属
    を開口部から放出させる工程と、 前記開口部から放出される前記溶融金属を所定量毎に分
    断する工程と、 分断した前記溶融金属を融点以下の温度に冷却して固化
    させる工程とを有することを特徴とする微小金属球の製
    造方法。
  7. 【請求項７】 前記溶融金属の自重によって、前記溶融
    金属を前記開口部から放出させることを特徴とする請求
    項６に記載の微小金属球の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記溶融金属に圧力をかけることによ
    り、前記溶融金属を前記開口部から放出させることを特
    徴とする請求項６に記載の微小金属球の製造方法。
  9. 【請求項９】 分断した前記溶融金属をその融点以下の
    温度の流体中に放出することを特徴とする請求項１〜８
    のいずれか１項に記載の微小金属球の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記流体が、オイル又は不活性ガスで
    あることを特徴とする請求項９に記載の微小金属球の製
    造方法。
  11. 【請求項１１】 所定サイズの微小金属球を製造するた
    めの装置であって、 金属球を形成すべき金属を加熱溶融する加熱手段と、 溶融金属を所定の開口部から放出させる手段と、 前記開口部を通過した前記溶融金属を分断する分断手段
    と、 前記分断手段により分断された前記溶融金属を融点以下
    の温度に冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする
    微小金属球の製造装置。
  12. 【請求項１２】 前記冷却手段は、オイル又は不活性ガ
    スでなる流体槽であることを特徴とする請求項１１に記
    載の微小金属球の製造装置。
  13. 【請求項１３】 前記溶融金属の自重により前記開口部
    から前記溶融金属を放出させるようにしたことを特徴と
    する請求項１１又は１２に記載の微小金属球の製造装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記溶融金属に圧力をかけることによ
    り前記開口部から前記溶融金属を放出させるようにした
    ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記
    載の微小金属球の製造装置。
JP10370407A 1998-12-25 1998-12-25 微小金属球の製造方法及び装置 Pending JP2000192112A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10370407A JP2000192112A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 微小金属球の製造方法及び装置
US09/471,181 US6676726B1 (en) 1998-12-25 1999-12-23 Method and apparatus for manufacturing minute metallic sphere
MYPI99005711A MY123453A (en) 1998-12-25 1999-12-23 Method and apparatus for manufacturing minute metallic sphere
TW088122927A TW501161B (en) 1998-12-25 1999-12-24 Method and apparatus for manufacturing minutes metallic sphere
US10/237,928 US6926860B2 (en) 1998-12-25 2002-09-10 Method and apparatus for manufacturing minute metallic sphere
US10/635,642 US20040035247A1 (en) 1998-12-25 2003-08-07 Method and apparatus for manufacturing minutes metalic sphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10370407A JP2000192112A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 微小金属球の製造方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000192112A true JP2000192112A (ja) 2000-07-11

Family

ID=18496836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10370407A Pending JP2000192112A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 微小金属球の製造方法及び装置

Country Status (4)

Country Link
US (3) US6676726B1 (ja)
JP (1) JP2000192112A (ja)
MY (1) MY123453A (ja)
TW (1) TW501161B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003035308A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Miyazaki Prefecture Monodisperse metal spherical particle and production method thereof

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192112A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Steel Corp 微小金属球の製造方法及び装置
US6706959B2 (en) * 2000-11-24 2004-03-16 Clean Venture 21 Corporation Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles
RU2558804C1 (ru) * 2014-02-18 2015-08-10 Оао "Некк" Устройство для получения металлических гранул
CN105983681A (zh) * 2016-07-08 2016-10-05 无锡刚正精密吸铸有限公司 无模钢球铸造装置
CN109906128A (zh) 2016-08-24 2019-06-18 伍恩加有限公司 低熔点金属或合金粉末雾化生产工艺
EP3752304B1 (en) 2018-02-15 2023-10-18 5n Plus Inc. High melting point metal or alloy powders atomization manufacturing processes
KR20230116963A (ko) 2019-04-09 2023-08-04 이시카와 테크놀로지 라보라토리 컴퍼니 리미티드 땜납 제품의 제조 방법, 땜납, 납땜 부품, 땜납 제품,프린트 배선판, 프린트 회로판, 선재, 납땜 제품, 플렉시블 프린트 기판, 전자 부품, 주석 성형품의 제조 방법, 주석 중간제품의 제조 방법, 주석 성형품, 주석 중간제품 및 도전부재
CN114769605B (zh) * 2022-05-06 2023-08-01 西安交通大学 一种可熔铸金属3d打印粉末定尺化制备方法及装置
CN117428198A (zh) * 2023-10-30 2024-01-23 云南前沿液态金属研究院有限公司 一种bga金属球形颗粒的制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1272229A (en) * 1968-11-27 1972-04-26 British Iron Steel Research Improvements in and relating to the treatment of molten material
JPS60114508A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Mitsubishi Metal Corp 球状金属粒の製造方法
KR930001513B1 (ko) * 1988-01-14 1993-03-02 니혼 일렉트로 플레이팅 엔지니어스 가부시끼 가이샤 금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치
JPH0474801A (ja) 1990-07-18 1992-03-10 Uchihashi Estec Co Ltd 球状低融点合金粒体の製造方法
US5713981A (en) * 1992-05-05 1998-02-03 Teledyne Industries, Inc. Composite shot
US5346530A (en) * 1993-04-05 1994-09-13 General Electric Company Method for atomizing liquid metal utilizing liquid flow rate sensor
NO177987C (no) * 1993-05-14 1996-01-03 Norsk Hydro As Fremgangsmåte og apparat for fremstilling av metallgranuler
US5653783A (en) * 1994-01-20 1997-08-05 Nippon Steel Corporation Method of producing fine metal balls
US5891212A (en) * 1997-07-14 1999-04-06 Aeroquip Corporation Apparatus and method for making uniformly
JPH11264004A (ja) * 1998-03-16 1999-09-28 Ube Ind Ltd 球形微小金属粒子の製造方法
DE19830057C1 (de) * 1998-06-29 2000-03-16 Juergen Schulze Verfahren und Vorrichtung zum drucklosen Herstellen von Weichlotpulver
JP2000192112A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Steel Corp 微小金属球の製造方法及び装置
US6289100B1 (en) * 1999-03-09 2001-09-11 Hubbell Incorporated Communications station having hall effect device for controlling hookswitch operations
US6565342B1 (en) * 2000-11-17 2003-05-20 Accurus Scientific Co. Ltd. Apparatus for making precision metal spheres
US6432330B1 (en) * 2001-03-28 2002-08-13 Ball Semiconductor, Inc. Jet system for spherical shape devices
JP2003268418A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Tamura Kaken Co Ltd 金属粉末の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003035308A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Miyazaki Prefecture Monodisperse metal spherical particle and production method thereof
US6884278B2 (en) 2001-10-26 2005-04-26 Miyazaka Prefecture Monodisperse spherical metal particles and manufacturing method therefor
EP1818122A1 (en) * 2001-10-26 2007-08-15 Miyazaki-Prefecture Manufacturing method for monodisperse spherical metal particles
US7291200B2 (en) 2001-10-26 2007-11-06 Miyazaki Prefecture Monodisperse spherical metal particles and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
US20040035247A1 (en) 2004-02-26
US6926860B2 (en) 2005-08-09
US20030029273A1 (en) 2003-02-13
MY123453A (en) 2006-05-31
TW501161B (en) 2002-09-01
US6676726B1 (en) 2004-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000192112A (ja) 微小金属球の製造方法及び装置
CN113070480A (zh) 一种用于金属离心雾化制粉的带有扰动结构的转盘
US4178335A (en) Method of producing solid particles of metal
CN105489511B (zh) 标径bga封装金属焊球的制备方法及模具
JPH11117087A (ja) 微小金属球の製造方法
JP2001181708A (ja) 微小金属球の製造方法および装置
JP3862428B2 (ja) 微小金属球の製造方法および装置
CN103817393A (zh) 液体滴下装置
JP2000160209A (ja) 微小金属球の製造方法および装置
JP4750170B2 (ja) 微小粒の製造装置及び製造方法
TW200827314A (en) Outflowing nozzle for molten material
TW544825B (en) Method for manufacturing ultra-fine solder balls used in ball grid array package
JP3996324B2 (ja) 融液の分離方法，分離装置及び球状体の製造装置
JPH11264004A (ja) 球形微小金属粒子の製造方法
JP2004231986A (ja) 均一球状金属の製造装置及びその製造方法
JPH0461927A (ja) 粉末製造装置および粉末製造方法
KR20010011544A (ko) 초음파를 이용한 크림솔더용 분말과 같은 미립자분말의 제조방법과 그 장치
JPH1025502A (ja) 微小金属球の製造方法
KR100337154B1 (ko) 가스 적하방식의 솔더볼 제조장치
JP4902119B2 (ja) 金属シリコン粒子の製造方法
JPH02290908A (ja) 遠心噴霧方法およびその装置
JPH03162507A (ja) 金属粉末製造方法
JP2914351B2 (ja) 金属微小ボールの製造装置及びその製造方法
RU1787666C (ru) Устройство дл получени тонкой ленты из расплава
JP2001353436A (ja) 単分散粒子及びその単分散粒子の製造方法及びその製造方法で製造された単分散粒子、並びにその製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040902

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051108

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060228