3功率超声设备的运用

如今，随着电子技术、计算机以及材料科学的快速发展，超声技术在国民经济相关行业中的作用越来越被体现出来，因而促使有关功率超声技术的机理及应用技术研究也有了较大的发展,超声技术研究主要包括3个方面 ，分别是大功率超声的产生、功率超声技术的机理以及功率超声技术的应用[8]。功率超声是通过超声振动来产生的能量来时物质的组织结构及状态功能等。声能产生有三种不同的办法：流体力学，压电效应及磁致伸缩效应。广泛运用于医学超声、超声化学、超声加工技术及超声悬浮。

在国外，最著名的超声波发射器是F。Galton发明的气哨。 第一次世界大战期间Langevin发明的钢石英钢夹心压电转换器对功率超声的产生做了重大改进，使加预应力的复合转换器得到发展，为其在工业上的应用做出了重大贡献，并沿用至今，20世纪40年代的W。P。Mason发明了变幅杆与压电换能器连接而获得高强度超声，使得强超声得到广泛的运用，50年代又有发明家提出悬链线型变幅杆及由多级组合的变幅杆从而使得变幅杆类型得到了扩展。70年代森荣司提出表观弹性法使二维振动问题得到了分析，目前正在发展的是有限元和边界元方法来分析三维的振动问题[9]。

在国内，我国于50年代就开始了大功率超声的研究。主要研究其在加工、清洗、焊接、粉碎和乳化等的运用，60年代以后开始集中研究夹心式压电换能器，给出了有力、电负载和损耗时换能器的共振频率和效率表达式。70到80年代发展了两种定的功率超声换能器，一种半穿孔结构宽频带压电转换器，运用于超声清洗设备。另一种是双向辐射换能器用于超声乳化设备。90年代以来展开了大尺寸的压电换能器的二维分析弯曲振动、扭转振动和复合振动的压电换能器来设计计算，使其在工业上得到运用。

功率超声通过一个超声波振动棒来得到运用，通过调节其振动频率来控制针头出球速度，通过超声使合金液面产生振动，从而加快液滴从针头出滴落[10]。功率超声是本实验中重要的动力来源。其特有的脉冲频率，可以防止球粒联结，使球粒个体分明。

目前功率超声技术正在得到更加广泛的运用，其研究领域也进一步扩展。如复频以及宽频超声换能器研究，此研究在超声清洗以及声化学中得到充分运用，他需要更宽的频带和多个共振频率换能器；大功率管式超声辐射器的研究及大功率气介超声换能器的研究。其运用更是发展到超声马达，超声雾化等多个方面。随着相关学科的发展，功率超声将进一步发挥其优越性，在更加广泛的领域得到运用[11]。

4金属焊球制备方法在国内外的发展

一般生产BGA焊球的方法主要是离心雾化、气雾化法、切丝重溶法和均匀射流断裂技术[12、13]。

离心雾化法：离心雾化法是把要雾化的金属液放到旋转的圆盘上，在离心力作用线使金属液体从转盘边脱落，落入冷却液中形成金属焊球的方法。其雾化成都取决于圆周线速度、进料速度、金属液体性能及转盘结构。当金属液在转盘边得到线速度后，在离心力作用下脱离转盘，在此过程中会有以下几种雾化形式：第一，离心力有限使金属液在转盘边被抛离而雾化；第二，转盘速度加快、进料速度加快、金属液在转盘边产生流线型液体，在流线端头处金属液断裂成液滴而雾化；第三，流线型液体增多使金属液在转盘边缘汇合，从而产生的液体薄片层在边缘发生雾化。这种方法生产效率较高，但是生产的颗粒尺寸分散，成球度不高，必须进行筛选才能选出用于BGA封装的焊球[14]。