[发明专利]焊球形成装置和焊球形成方法

权利要求书

1.一种焊球形成装置，其特征在于，包括：

载台，所述载台用于放置芯片；

控制单元和与所述控制单元连接的三维移动装置，通过所述控制单元控制所述三维移动装置在水平方向和垂直方向移动；

喷嘴，所述喷嘴固定于三维移动装置上；

焊料源，所述焊料源与所述喷嘴连接，用于向所述喷嘴提供熔融状态的焊料；

压力调整单元，所述压力调整单元与所述喷嘴连接，用于调整所述喷嘴内的焊料受到的压力；

冷却装置，用于使焊料冷却凝固。

2.根据权利要求1所述的焊球形成装置，其特征在于，所述喷嘴材料包括：钨、钨合金、镍、镍合金或陶瓷。

3.根据权利要求1所述的焊球形成装置，其特征在于，还包括加热元件，用于对喷嘴进行加热，所述加热元件位于喷嘴外壁。

4.根据权利要求3所述的焊球形成装置，其特征在于，所述加热元件为镍铬加热丝。

5.根据权利要求1所述的焊球形成装置，其特征在于，所述压力调整单元包括：施压气体源、位于施压气体源与喷嘴之间的调节阀。

6.根据权利要求5所述的焊球形成装置，其特征在于，所述施压气体源包括加热装置，用于对所述施压气体进行加热。

7.根据权利要求6所述的焊球形成装置，其特征在于，对所述施压气体进行加热的温度为200℃～300℃。

8.根据权利要求5所述的焊球形成装置，其特征在于，所述调节阀具有双向气压调节功能，用于调整向所述喷嘴内施加的压力为正压或负压。

9.根据权利要求5所述的焊球形成装置，其特征在于，所述调节阀包括与施压气体源和喷嘴连接的流量阀、与喷嘴连接的真空泵。

10.根据权利要求1所述的焊球形成装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却气体源和与所述冷却气体源连接的冷却喷头。

11.根据权利要求10所述的焊球形成装置，其特征在于，所述冷却喷头固定于三维移动装置上。

12.根据权利要求10所述的焊球形成装置，其特征在于，所述冷却气体源是N₂源。

13.一种焊球形成方法，其特征在于，包括：

提供权利要求1至12任一权利要求所述的焊球形成装置；

提供待形成焊球的芯片，所述芯片上形成有金属连线和覆盖所述金属连线的具有多个开口的聚合物层，所具开口位于金属连线表面；

采集所述芯片上的开口的位置和尺寸信息，并录入控制单元；

所述控制单元根据所述开口的位置和尺寸信息，控制三维移动装置移动，使得喷嘴移动至其中一开口上方；

焊料源向喷嘴内提供焊料，同时通过压力调整单元向喷嘴内的焊料施加压力，通过喷嘴另一端流出，形成焊料液滴，逐滴进入开口，直至所述焊料液滴填满所述开口并溢出；

通过冷却装置对进入开口的焊料进行冷却，使开口内焊料凝固，最终形成焊球；

所述控制单元根据所述开口的位置和尺寸信息，继续控制三维移动装置移动，使得喷嘴移动至另一开口上方，并按上述方法，依次在其他开口内形成焊球。

14.根据权利要求13所述的焊球形成方法，其特征在于，通过加热元件对喷嘴进行加热，以确保所述焊料在喷嘴内为熔融状态；所述加热元件对喷嘴进行加热的加热温度为200℃～300℃。

15.根据权利要求13所述的焊球形成方法，其特征在于，所述三维移动装置在水平方向上的移动速率为10μm/s～300mm/s，在垂直方向上的移动速率为10μm/s～100mm/s。

16.根据权利要求13所述的焊球形成方法，其特征在于，在所述三维移动装置移动时，通过压力调整单元使喷嘴内保持负压，避免喷嘴内焊料滴出。

17.根据权利要求13所述的焊球形成方法，其特征在于，冷却装置包括冷却气体源和与所述冷却气体源连接的冷却喷头，冷却气体从冷却喷头喷出，对开口内焊料进行冷却；调整所述冷却气体的流速，调整焊料的凝固速率。

18.根据权利要求13所述的焊球形成方法，其特征在于，调整所述喷嘴内压力大小，使喷嘴内流出的焊料液滴直径小于开口宽度。