(57)【要約】      （修正有）【課題】プリント基板等の電極等の電子部品に用いるはんだ等の所定微小サイズのボ−ル状のバンプを連続して安定した精度で量産する製造装置と製造方法を提供する。【解決手段】本発明の製造装置は、原料供給ボックスから一定量の原料を断続的に供給し溶融金属４を得る溶解るつぼ３と、溶解るつぼ及びるつぼの底部に取付けられている加温ノズル管７のまわりに加熱コイル５を設け、該加湿ノズル管内には溶融金属の流量を制御する芯材６を配設する。その芯材は溶融金属との化学反応を起こし難い棒状の材質から成り、溶融金属の導出用湯道１３を形成する。上記装置を用い、溶融金属を導出用湯道の加温ノズル管開口部先端付近から傾斜角度をもってオーバーフロー的に冷却媒体９に滴下させ、所望する微小サイズの球状金属の粒体８を高精度に製造し、安定した連続生産を可能とする。【選択図】    図１
2004231986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料供給ボックスから溶解るつぼを介して得る溶融金属を溶融滴下ノズルに湯流させ、下部に設けた冷却媒体中に滴下して金属粒を製造する金属溶融滴下装置において、該溶解るつぼから溶解金属を上記冷却媒体に導く加温ノズル管をるつぼから延在して有し、加温ノズル管内には溶融金属との化学反応を起こし難い材質の棒状で溶融金属の導出用の湯道を形成した溶融金属の流量を制御する芯材が挿入されており該芯材が加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より該冷却媒体に向けてスリ−ブ内に突出して設けたことを特徴とする均一球状金属粒の製造装置。
【請求項２】
上記芯材が溶融金属との化学反応を起こし難い材質の一体型の棒材であって溶融金属の流量を制御する該芯材の外周部に該溶融金属導出用の凹溝湯道が形成されていることを特徴とする請求項１記載の均一球状金属粒の製造装置。
【請求項３】
上記芯材が、溶融金属との化学反応を起こし難い材質であって、２体以上に分割された棒材との接面組み合わせの構成にて溶融金属導出用の凹溝湯道が形成された芯材で、その分割材合わせ面のいずれか一方側の面に溶融金属導出用の凹溝が形成され、該溶融金属導出用の凹溝を有する側の分割材が凹溝を有さない側の分割材よりも長く冷却媒体側のスリ−ブ内に突出して設けていることを特徴とする請求項１記載の均一球状金属粒の製造装置。
【請求項４】
上記芯材が請求項２記載と請求項３記載の組み合わせ構成により多数の溶融金属導出用の凹溝湯道を形成されることを特徴とする請求項１記載の均一球状金属粒の製造装置。
【請求項５】
上記棒材の断面が丸型又は角型にされている芯材で有ることを特徴とする請求項１から請求項４記載の均一球状金属粒の製造装置。
【請求項６】
上記均一球状金属粒の製造装置を使用して、該装置内を不活性ガス雰囲気に置換した後、加熱溶解を行い、溶融金属を該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より該冷却媒体に向けてスリ−ブ内に突出して設けた芯材の微小な空隙を形成した導出用の湯道から溢流して冷却媒体に滴下させる。又は請求項２から請求項４記載のいずれかの溶融金属の流量を制御する芯材構成の設定による溶融金属導出用の凹溝湯道から溢流して冷却媒体に滴下させ、所望の均一な球状金属粒を製造することを特徴とした均一球状粒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、半導体デバイス或いはプリント回路基板等の電子部品の電極等にボ−ル状のバンプを形成する為に好適に用いられる微小な均一金属粒を製造するための球状金属粒の製造装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
上述従来技術における球状金属粒を製造する技術として、例えばプラズマ回転電極法、アトマイズ法、遠心噴霧法、溶融滴下法等が実用化され目的に応じてそれぞれ利用されてはいる。
【０００３】
一方、当該球状金属粒を所定寸法に揃えるため、篩等の機械的手法を用いて分級せざるを得ないのが実情であった。
【０００４】
又、上記技術の中で溶融滴下法は、金属の溶湯をノズルから冷却媒体に滴下させて球状粒化させる技術で比較的簡易に球状金属粒を製造出来得る利点を有しているが、該種方法を実施する溶融滴下装置において寸法精度の高い均一な球状金属粒を効率良く多量に製作することは極めて難しいという難点があった。
【０００５】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく溶融金属滴下法では寸法精度の高い、均一な金属球状粒の製作に有する困難性の問題点を解決すべき技術的課題とし、効率的で均一な金属球状粒を多量に出来得るように溶融金属の流量を制御する芯材を加温ノズル管内に挿入し、加温ノズル管の開口部先端より囲繞するスリ−ブ内に突出させ最適な微小深穴の溶融金属滴下用湯道形態を形成させ高精度の滴下球状金属を製造するようにして電子産業におけるバンプ製造技術に益する優れた均一球状金属粒の製造装置及びその製造方法を提供せんとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする手段】
上述目的に沿い特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前述課題を解決するために、原料供給ボックスから溶解るつぼを介して得る溶融金属を溶融滴下ノズルに湯流させ、その下部に設けた冷却媒体中に滴下して金属粒を製造する金属溶融滴下装置において、該溶融るつぼから溶解金属を上記冷却媒体に導く加温ノズル管をるつぼから延在して有し、該加温ノズル管内には溶融金属との化学反応を起こし難い材質の棒状で溶融金属の導出用の湯道を形成した溶融金属の流量を制御する芯材が挿入されており、該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材が該冷却媒体にむけてスリ−ブ内に突出して設けられているようにすることを第１の基幹とし、而してその際上記芯材が溶融金属との化学反応を起こし難い材質の一体型の棒材であって溶融金属の流量を制御する該芯材の外周部に該溶融金属導出用の凹溝湯道が形成され該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材が該冷却媒体にむけてスリ−ブ内に突出して設けられているようにするようにし、又上記芯材が溶融金属との化学反応を起こし難い材質であって、２体以上に分割された棒状で２体以上に分割された棒材との接面組み合わせの構成にて溶融金属導出用の凹溝湯道が形成された芯材で、その分割材合わせ面のいずれか一方側の面に溶融金属導出用の凹溝が形成され、該溶融金属導出用の凹溝を有する側の分割材が凹溝を有さない側の分割材よりも長く冷却媒体側のスリ−ブ内に突出して設けているようにし、更に上記記載の芯材の組み合わせ構成により多数の溶融金属導出用の凹溝湯道を形成させ該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材が該冷却媒体にむけてスリ−ブ内に突出して設けられているようにするようにし、そして上記記載の棒材形状の断面が丸型又は角型にされている芯材であるようにもして該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材が該冷却媒体にむけてスリ−ブ内に突出して設けられているようにし均一な球状金属粒が製造できる装置にすることを第２の基幹とし、上記均一球状金属粒の製造装置を使用して、該装置内を不活性ガス雰囲気に置換した後、加熱溶解を行い、溶融金属を加温ノズル管の開口部先端と挿入された溶融金属の流量を制御する芯材の微小な空隙を形成し、尚かつ冷却媒体にむけて突出して設けられた芯材の導出用の湯道から溢流して、冷却媒体に滴下させる。又は加温ノズル管の開口部先端に挿入された芯材の外周部に該溶融金属導出用の凹溝湯道を形成し、尚かつ冷却媒体にむけて突出して設けられた芯材の湯道から溢流して、冷却媒体に滴下させるか、もしくは加温ノズル管の開口部先端に挿入された２体以上に分割された棒材との接面組み合わせの構成にて溶融金属導出用の凹溝湯道が形成された芯材で、その分割材合わせ面のいずれか一方側の面に溶融金属導出用の凹溝が形成され、該溶融金属導出用の凹溝を有する側の分割材が凹溝を有さない側の分割材よりも長く冷却媒体側のスリ−ブ内に突出して設けられた芯材の導出用の凹溝湯道から溢流して冷却媒体に滴下させるか、或いは上記芯材の組み合わせ構成により形成された多数の溶融金属導出用の凹溝湯道から溢流して冷却媒体に滴下させ所望の均一球状金属粒を製造する。その際該棒材の断面が丸型又は角型にされている芯材で該溶融金属導出用の湯道形状及び、寸法を設定することにより、該溶融金属の流量が制御され一定質量の該溶融金属の滴下が可能となり球状金属粒の製造において均一な球状金属粒にされるように技術的手段を講じたものである。
【０００７】
【作用】
そして、上述構成において、所望形状の球状金属粒を電子産業におけるプリント回路電子基板等に用いられるはんだボ−ルを製造するに際し、原料供給ボックスから加温ノズル管の開口部先端に挿入された棒材により形成された芯材の溶融金属導出用の湯道からの溶融金属の溢流量に対して断続的に原料金属を供給させ、溶解るつぼ及び加温ノズル管を加熱コイル等により絶えず加熱を行なうことで加温ノズル管内の内部に設け冷却媒体側に突出させた芯材を原料金属の溶融温度に保て、該溶融金属において溶解るつぼから加温ノズル管の開口部先端に所望の滴下量を溢流するに、該加温ノズル管の内部に設け冷却媒体側に突出された芯材の導出用湯道の空隙、該芯材の外周部に導出用の凹溝湯道を形成した芯材の湯道又は該芯材を分割体とし、その一方側に設けた導出用凹溝のＶ型やＵ型やＲ型等で形成された湯道、該芯材が凹溝を有する棒材の組み合わせから形成された多数の湯道、それらの湯道からシリコンオイル等の冷却媒体中に所望形状相当量の該溶融金属を一滴一滴連続滴下させて真球度の高い球状金属粒とするようにし均一な高精度のハンダボ−ルが連続的に生産されるようにしたものである。
【０００８】
【発明が実施しようとする形態】
次に、この発明の実施形態を実施例の態様とし、図１〜図７の図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【０００９】
まず図１に示す態様において、１は溶融金属４のレベルを測定する周公知の金属溶融面位置センサ−であり、２は原料供給ボックスである。溶解るつぼ３とそのるつぼの底部に取付けられている加温ノズル管７のまわりには電気的な加熱コイル５が巻装されており、又加温ノズル管内には溶融金属の流量を制御する芯材６が挿入はされ、該芯材６は溶融金属と化学的反応をし難い適材な材質が用いられており、上記芯材の外周部の軸方向に所定のＶ型やＵ型やＲ型の凹溝を有し、溶融金属を流出滴下させる凹溝湯道１３が形成され、上記加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材６が冷却媒体に向けてスリ−ブ内に突出している状態を図４，図５に示す。
溶融金属を流出滴下させる導出用凹溝湯道１３が、例えば図２に示すように細線材を束ねた芯材、又は図３のように棒材を組み合わせた芯材が加温ノズル管内の開口部先端に挿入されてなる微小な空隙により湯道１３が形成され、該加温ノズル管の冷却媒体側の開口部先端より芯材が冷却媒体に向けてスリ−ブ内に突出している。また図６に示すように該芯材が２体に分割された棒状でその分割材合わせ面のいずれか一方側の面にＶ型やＵ型やＲ型等の所定の凹溝が平断面の軸方向に形成された分割材６ｂと凹溝を有しない分割材６ａが面接され凹溝を有する側の分割材６ｂが凹溝を有さない側の分割材６ａより長く冷却媒体側のスリ−ブ内に突出して延接されている。更に多数の該溶融金属導出用の凹溝湯道を形成させるため、図６に示す分割芯材６の外周部に該導出用の凹溝湯道１３を形成させた芯材６の形態を図７に示す。また図８に示すように芯材が３体に分割された棒状で棒材の片面に凹溝を有した分割材６ｂと棒材の両面に凹溝を有した分割材６ｃとの分割材を凹溝を有する側の面と凹溝を有さない側の面との面接組み合わせた分割芯材の外周部に導出用の凹溝湯道１３が形成されている。
【００１０】
そして、図１の８は該溶融金属４が該導出用の凹溝湯道１３から傾斜角度をなして滴下されシリコンオイル等の冷却媒体９中において連続的に形成される球状金属粒であり、該球状金属粒８はスリ−ブ１０内において散在しないようにされている。
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１６を用いて説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１に示す本発明装置を用い、狙い目球状金属粒の粒径φ０．４５ｍｍを得るために加温ノズル管７内に溶融金属の滴下流量を制御する芯材６として、溶融金属４と化学反応を起こし難い材料であるタングステン線の線径φ０．０５ｍｍを数十本束ね加温ノズル管７内の口径に密着するように挿入し、尚かつ、該加温ノズル管７の冷却媒体９側の開口部先端より該芯材６が該冷却媒体９側に向けて１ｍｍ長スリーブ１０内に突出させた図２の状態に設定し、次の表１の条件でＡｕ共晶合金粒の製造を行った。また溶融金属４の滴下は不活性ガス中で行い、冷却媒体９としてはシリコンオイルを用いた。
【表１】
2004231986.tif 000003
【００１２】
製造された球状金属粒８は、冷却媒体９であるシリコンオイルの付着除去洗浄（有機溶剤ヘキサンで洗浄）を行い遠心分離乾燥器にて乾燥した後、分級粒度調査を行った。
分級方法として、目開き０．２５ｍｍ〜目開き０．５ｍｍまで５種類のＪＩＳふるいを用いて一次分級し、更に目開き径φ０．４４５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開き径φ０．４５５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開き径φ０．４６５ｍｍ±０．００５ｍｍの特殊精密ふるいを作製し二次分級を行い、その結果狙い目粒径φ０．４５０ｍｍに対して±０．００５ｍｍの範囲で６８％と高い個数収率が得られ、また粒径φ０．４２５ｍｍ以上〜粒径φ０．４６５ｍｍ以下の範囲内に収まる所望の均一な球状金属粒８が製造された。（次の表２に示す）また、製造された均一な球状金属粒８を図１３に示す。
但し、収率は分級した粒径範囲ごとの質量を１個当たりの平均粒径質量にて個数換算したものである。
【表２】
2004231986.tif 000004
【００１３】
尚，芯材６の突出長に関しては限定するものではないが、狙い目粒径長以上、又は狙い目粒径長の５倍以内が理想であり、狙い目粒径長以下の場合は連珠球になり易く、球状金属粒の粒径範囲が広くなり精度よい球状金属粒が得にくい、また狙い目粒径の大きさや湯温などの条件にもよるが、狙い目粒径長が５倍以上では、該芯材６の保温が不十分になり連続滴下がし難く、断続的な滴下になってしまう傾向であることを製造実施にて確認した。
【００１４】
（実施例２）
図１に示す本発明装置を用い、狙い目金属粒８の粒径φ０．４５ｍｍを製作するために図４に示す如く加温ノズル管７内に溶融金属４の滴下流量を制御する芯材６として、溶融金属４と化学反応を起こし難い材料であるタングステン径φ３ｍｍの丸棒側面に溶融金属導出用の溝として、０．１３ｍｍＲ溝（溝幅：０．２５ｍｍ，溝深さ：０．１３ｍｍ，溝長さ：１００ｍｍ，空隙平面積：０．０２５ｍｍ２  ）を一本形成し、加温ノズル管７内口径に密着するように挿入し、尚かつ、加温ノズル管７の冷却媒体９側の開口部先端より芯材６が該冷却媒体９に向けて、１ｍｍ長スリ−ブ内に向けて突出させた状態に設定し、次の表３の条件で球状金属粒８を製造した。
【表３】
2004231986.tif 000005
【００１５】
製造された球状金属粒８の冷却媒体９であるシリコンオイルの付着除去洗浄として有機溶剤ヘキサンで洗浄し、遠心分離乾燥器にて乾燥した。分級方法として、目開き０．２５ｍｍ〜目開き０．５ｍｍまで５種類のＪＩＳふるいを用いて一次分級し、更に目開き径φ０．４４５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開き径φ０．４５５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開き径φ０．４６５ｍｍ±０．００５ｍｍの特殊精密ふるいを作製し二次分級を行い、その結果狙い目粒径φ０．４５０ｍｍに対して±０．００５ｍｍの範囲で６８〜７３％と高い個数収率が得られ、また粒径φ０．４２５ｍｍ以上〜粒径φ０．４６５ｍｍ以下の範囲内に収まる所望の均一な球状金属粒８が製造された。（表４に示す）
尚代表例として鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金にて製作した球状金属粒を粒径φ０．４４５ｍｍ以上〜粒径φ０．４５５ｍｍ以下の範囲から任意に１００個取り出し、粒径を測定した（粒径は、ニコン製工業顕微鏡ＭＭ−２２にて測定）粒径個数分布結果を図９に示し、また得られた球状金属粒の形態を図１４に示す。
【表４】
2004231986.tif 000006
【００１６】
（実施例３）
図１に示すこの出願の発明装置を用い、狙い目金属粒８の粒径φ０．４５ｍｍを製作するために図５に示す如く加温ノズル管７内に溶融金属の滴下流量を制御する芯材６として、該溶融金属４と化学反応を起こしにくい材料であるタングステン径φ３ｍｍの丸棒側面に溶融金属導出用の溝として、０．１３ｍｍＲ溝（溝幅：０．２５ｍｍ，溝深さ：０．１３ｍｍ，溝長さ：１００ｍｍ，空隙平面積：０．０２５ｍｍ２  ）を４本形成し、加温ノズル管７内口径に密着するように挿入し、尚かつ、該加温ノズル管７の冷却媒体９側の開口部先端より芯材６が該冷却媒体９に向けて、１ｍｍ長スリ−ブ内に向けて突出させた状態に設定し、次の表５の条件で球状合金粒８の製造を行った。
【表５】
2004231986.tif 000007
【００１７】
製造された球状金属粒８の冷却媒体９であるシリコンオイルの付着除去洗浄として有機溶剤ヘキサンで洗浄し、遠心分離乾燥器にて乾燥した。分級方法として、目開き０．２５ｍｍ〜目開き０．５ｍｍまで５種類のＪＩＳふるいを用いて一次分級し、更に目開き径φ０．４４５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開き径φ０．４５５ｍｍ±０．００５ｍｍ、目開きφ０．４６５ｍｍ±０．００５ｍｍの特殊精密ふるいを作製し二次分級を行い、その結果狙い目粒径φ０．４５０ｍｍに対して±０．００５ｍｍの範囲で６６〜７０％と高い個数収率が得られ、また粒径φ０．４２５ｍｍ以上〜粒径φ０．４６５ｍｍ以下の範囲内に収まる所望の均一な球状金属粒が製造され
た。（表６に示す。）
尚代表例として鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金にて製作した球状金属粒８を粒径φ０．４４５ｍｍ以上〜粒径φ０．４５５ｍｍ以下の範囲から任意に１００個取り出し、粒径を測定した（粒径は、ニコン製工業顕微鏡ＭＭ−２２にて測定）粒径個数分布結果を図１０に示し、得られた球状金属粒８の形態を図１５に示す。
【表６】
2004231986.tif 000008
【００１８】
（実施例４）
図１に示す本発明装置を用い、狙い目球状金属粒８の金属粒の粒径φ０．４５ｍｍを製作するために図６のごとく溶融金属の滴下流量を制御するために加温ノズル管７の開口部先端に挿入された芯材６は該溶融金属４との化学反応を起こし難い材質のチタン合金材を使用し、該芯材６は２体に分割された棒状でその分割材合わせ面の一方側の分割材６ｂ表面に０．１６ｍｍのＲ溝（溝幅：０．３２ｍｍ，溝深さ：０．１６ｍｍ，空隙平面積：０．０３５ｍｍ２  ）１０本を形成し、もう一方の  分割材６ａ面は平坦に仕上げ、相互の合わせ面を面接密着させ、溝を有する側の分割材６ｂが溝を有しない側の分割材６ａより長く冷却媒体９側のスリ−ブ１０内に突出するように芯材の構成を設定し、所望の球状合金粒８の製造を次の表７の条件で実施した。尚芯材材質として、溶融金属４との化学反応を起こし難い材質である、例えばステンレス、タングステン、又はアルミナセラミックスでも導出用の溝形成が精度良く出来得れば使用可能である。
【表７】
2004231986.tif 000009
【００１９】
製造された球状金属粒８の冷却媒体９であるシリコンオイルの付着除去洗浄として有機溶剤ヘキサンで洗浄し、遠心分離乾燥器にて乾燥した。分級方法として、目開き０．２５ｍｍ〜目開き０．５ｍｍまで５種類のＪＩＳふるいを用いて一次分級し、更に目開き径φ０．４４５ｍｍ±０．００５、目開き径φ０．４５５ｍｍ±０．００５、目開きφ０．４６５ｍｍ±０．００５の特殊精密ふるいを作製し二次分級を行い、その結果狙い目粒径φ０．４５０ｍｍに対して±０．００５ｍｍの範囲で７３〜７８％と高い個数収率が得られ、また粒径φ０．４２５ｍｍ以上〜粒径φ０．４６５ｍｍ以下の範囲内に収まる所望の均一な球状金属粒８が製造された。（表８に示す。）
尚代表例として鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金で製作した球状金属粒８を粒径φ０．４４５ｍｍ以上〜粒径φ０．４５５ｍｍ以下の範囲から任意に１００個取り出し、粒径を測定した（粒径は、ニコン製工業顕微鏡ＭＭ−２２にて測定）粒径個数分布結果を図１１に示し、得られた球状金属粒８の形態を図１６に示す。
【表８】
2004231986.tif 000010
【００２０】
（実施例５）
図１に示す本発明装置を使用し、鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金材料を用い、狙い目粒径φ０．８ｍｍ以上〜φ０．１ｍｍ以下までの粒径範囲内での所望する球状金属粒８の製造するにあたり図５及び図６の導出用の溝形態を有する該芯材６を用い、次の表９の条件で製造した結果、各々の狙い目粒径に対して±０．００５ｍｍの範囲内の個数収率は６５〜７８％の満足の行く収率結果が得られた。
【表９】
2004231986.tif 000011
【００２１】
尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論であり、例えば導出用溝１３は先述形状以外の平断面形状やらせん溝形状も可能であることは勿論である。
【００２２】
（比較例１）
溶解るつぼから溶融金属を溶融滴下ノズルに湯流させ冷却媒体液面に滴下させ、球状金属粒子を製造する基本的な装置を用い、溶融滴下ノズル径の空隙平面積０．０２５ｍｍ２  を得るためにタングステン丸棒をレ−ザ−加工機にて穴径φ０．１８ｍｍ、穴長１０ｍｍの微細深穴を有した溶融金属滴下ノズルを作製し使用した。
実験材料として鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金材料を１８７ｇ用い、溶解るつぼ及び溶融滴下ノズルを溶融相温度以上の２５０℃〜４２０℃まで加温し実験を試みたが、溶融金属滴下ノズル口から溶融金属が容易に滴下されず、該溶融滴下ノズル口先端部で大粒に成長してから断片的に滴下する状態であり、実施例２の様な所望する均一な球状金属粒は得られなかった。
その実験結果を
【図１２】に示す。
尚、基本的な溶融金属滴下製造法での連続滴下を可能にするには、周公知である装置内にパルス等の外的振動を付与し、該溶融金属に振動を与えなければ連続滴下は困難である。該溶融金属に振動を与えることにより溶融金属滴下ノズル口から成長形成される溶融金属の球状形成を阻害し異形粒が形成されると共に粒度分布幅の広い、バラツキが大きい球状金属粒が製作される懸念がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に溶解るつぼから滴下ノズルを介して溶融金属を冷却熱媒体中に滴下して、所望形状及び精度の高い、球状金属粒を製造するに際し、加温ノズル管内に芯材を挿入し尚かつ加温ノズル管の開口部先端より冷却媒体側に突出して設けることにより、高度の加工技術を駆使しなくても溶融金属滴下用の微小深穴を有する導出用湯道が得られる。又該芯材形態により溶融金属の一滴ずつの滴下流量・質量を制御する効果が得られ均一な球状金属粒の連続生産が可能となる。
そして、該芯材を棒状で外周部に溶融金属導出用の溝を形成し、加温ノズル管内に芯材を挿入し尚かつ加温ノズル管開口部先端より冷却媒体に向けて突出して設けることを採用することで、芯材の外周部の凹溝が溶融金属に適した微小断面サイズの導出用の溝形状及び寸法に選定出来、所望の球状金属粒径に適した凹溝形状が精度良く簡単に加工することができ、又上記の効果も奏する。
更に、芯材を２体以上に分割された棒状でその分割合わせ面のいずれか一方側の面に凹溝が形成され、溝を有する側の分割芯材が溝を有さない側の分割芯材より長く冷却媒体側のスリ−ブ内に突出して設けることを採用することで分割芯材合わせ面のいずれか一方側の面に多数の凹溝を高精度に形成することが可能となり、又分割芯材を面接密着させることで、微小深穴の溝を高精度に形成でき、精度良い均一な球状金属粒の連続生産性が向上するという優れた効果が奏される。  又分割芯材の外周部に凹溝を有することで多数の導出用の凹溝湯道が増量形成され精度良い均一な球状金属粒の連続生産性が更に向上するという優れた効果が奏される。
【００２４】
而して、狙い目粒径に対して±０．００５ｍｍの範囲で６５％〜７８％と高い個数収率が得られ、また±０．０２ｍｍの範囲内にすべて収まるという優れた均一な球状金属粒が得られており、篩などによる分級操作を行わなくてもよい程の粒径精度が揃った球状金属粒が得られる。
【００２５】
したがって、ボ−ルバンプとしての精度にも信頼がおかれ、電子部品製品の精度の向上も維持できるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明装置の全体概略側断面図である。
【図２】加温ノズル管７内に微細な細線材を数十本束ねた芯材を開口部先端口径に密着させ、該開口部先端口より延接挿入させ微細な空隙湯道１３を形成させた側断面図であり、図２−（Ａ）はその側面図であり、（Ｂ）は平断面の拡大図である。
【図３】加温ノズル管７内に角形材を三本束ねた芯材を開口部先端口径に密着させ、該開口部先端口より延接挿入させ微細な空隙湯道１３を形成させた側断面図であり、図３−（Ｃ）はその側面図であり、（Ｄ）は平断面の拡大図である。
【図４】加温ノズル管７内に棒状の外周部にＲ溝を１本有した芯材６を開口部先端の口径に密着させ該開口部先端口より延接挿入し、溶融金属の導出用の凹溝湯道１３を形成させた側断面図であり、図４−（Ｅ）はその側面図であり、（Ｆ）は平断面の拡大図である。
【図５】加温ノズル管７内に、棒状の外周部にＲ溝を４本有した芯材６を開口部先
の口径に密着させ該開口部先端口より延接挿入し溶融金属の導出用の凹溝湯道１３を形成させた側断面図であり、図５−（Ｇ）はその側面図であり、（Ｈ）は平断面の拡大図である。
【図６】加温ノズル管７内に、２体に分割された棒材６ｂの合わせ面にＲ溝を平断面の軸方向に形成させ、片側の棒材６ａの合わせ面を平坦に仕上げ、該棒材６ａと該棒材６ｂの合わせ面を密着面接させ尚かつ溝を有する棒材６ｂを溝を有しない棒材６ａより長く延接挿入させた芯材にて溶融金属の導出用の凹溝湯道１３を形成した側断面図であり、図６−（Ｉ）は側面図であり、（Ｊ）は平断面の拡大図である。
【図７】加温ノズル管７内に図６の分割棒材６ａ、分割棒材６ｂの組み合わせ芯材６の外周部に凹溝を有してなる溶融金属の導出用の凹溝湯道１３を形成した側断面図であり、図７−（Ｋ）は側面図であり、（Ｌ）は平断面の拡大図である。
【図８】加温ノズル管７内に棒材合わせ面が平坦で片面に凹溝を有す分割棒材６ｂ，棒材合わせ両面に凹溝を有す分割棒材６ｃとの組み合わせ芯材で更に芯材の外周部にも凹溝を有してなる溶融金属の導出用の凹溝湯道１３を形成した平断面の拡大図である。
【図９】実施例２で製造した代表例の粒径個数分布図である。
【図１０】実施例３で製造した代表例の粒径個数分布図である。
【図１１】実施例４で製造した代表例の粒径個数分布図である。
【図１２】微細深穴（φ０．１８ｍｍ，穴長１０ｍｍ）を有した溶融滴下ノズルを用いて行った比較例実験結果の粒径個数分布図である。
【図１３】実施例１で製造した８０ｗｔ％ＡｕＳｎ合金の球状金属粒形態写真図である。
【図１４】実施例２で製造した鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金材料の球状金属粒形態写真図である。
【図１５】実施例３で製造した鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金材料の球状金属粒形態写真図である。
【図１６】実施例４で製造した鉛フリ−はんだ３．５ｗｔ％Ａｇ０．５ｗｔ％Ｃｕ残Ｓｎ合金材料の球状金属粒形態写真図である。
【符号の説明】
１      金属溶融面位置センサ−
２      原料（材料）供給ボックス
３      溶解るつぼ
４      溶融金属
５      加熱コイル
６      芯材  （溶融金属滴下量及び流速量制御用芯材）
６      ａ分割芯材（平面に凹溝を有しない棒材）
６      ｂ分割芯材（片面に凹溝を有する棒材）
６      ｃ分割芯材（両面に凹溝を有する棒材）
７      加温ノズル管
８      球状金属粒
９      冷却媒体
１０    スリ−ブ（透明石英管）
１１    冷却媒体保温用ヒ−タ−
１２    球状金属粒捕集取り出し口
１３    凹溝、及び湯道
【図１】
2004231986.tif 000012
【図２】
2004231986.tif 000013
【図３】
2004231986.tif 000014
【図４】
2004231986.tif 000015
【図５】
2004231986.tif 000016
【図６】
2004231986.tif 000017
【図７】
2004231986.tif 000018
【図８】
2004231986.tif 000019
【図９】
2004231986.tif 000020
【図１０】
2004231986.tif 000021
【図１１】
2004231986.tif 000022
【図１２】
2004231986.tif 000023
【図１３】
2004231986.tif 000024
【図１４】
2004231986.tif 000025
【図１５】
2004231986.tif 000026
【図１６】
2004231986.tif 000027