FPM500集成电路引线成形设备功能开发方案报告课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,王玉龙,二,0,一六年十月,FP-500,集成电路成形设备功能开发方案,2016,/10/21,提纲,1,项目研究的意义,2,国内外发展现状,3,研究内容及方案,4,现有技术基础,5,进度及经费概算,1,项目研究意义,1,封装级,-,组装级过渡,直引线,Trim and form,与焊盘匹配的组装件,集成电路引线成形原本应是集成电路封装的后道工序，但事实上越来越多的未经过引线成形的集成电路进入到用户手中,形引脚,近年来工艺难题！,（,1,）高端器件大多配有适配器，设计者可根据实际需求在不进行焊接的前提下进行程序烧录和模拟仿真等试验,（,2,）国外追求对元器件制造的一种附加值，利益嫁接,（,3,）可能是符合国外集成电路制作过程，国外已经成熟,（,4,）在,PCB,设计过程中留有较大的选择空间,（,5,）经销商手中取货，无法对器件封装提要求,（,6,）周转、运输、包装、检验、测试等问题,2,国内需求剧增，工艺难度大,总计大于：,6000,片,国内几家具备工艺能力,单片成形费用,2000,元,/,片,缺乏工艺内涵,单片价值高，心里压力大,序号,子系统名称,组件名称,器件型号,封装,数 量（单板）,数量,1,成像子系统,焦面,CCD,信号板,SNJ55LVDS32,翼型、中部出线,4,60,2,SNJ55LVDS31,翼型、中部出线,2,30,3,ISL7457SRHVF,翼型、底部出线,4,60,4,UT54AC164245,翼型、底部出线,2,30,5,54AC04（RHFAC04K01V）,翼型、底部出线,28,420,6,OM7560,QFP、,底部出线,24,360,7,TLK2711HFG,QFP、,顶部出线,8,120,8,焦面,CMOS,板,SNJLVDS31,翼型、中部出线,2,4,9,SNJLVDS32,翼型、中部出线,3,6,10,TLK2711HFG,QFP、,顶部出线,2,4,11,相机控制器,控制板,SNJ55LVDS31,翼型、中部出线,11,22,12,SNJ55LVDS32,翼型、中部出线,6,12,13,JSR26C32W-S,翼型、底部出线,2,4,14,JSR26C31W-S,翼型、底部出线,1,2,15,SNJLVTH162245,1,2,16,AT7910E,QFP、,顶部出线,1,2,17,RHRAC164245K01,翼型、中部出线,8,16,18,A54SX72A-1CQ208B,QFP、,顶部出线,1,2,19,次镜及调焦单元板,JSR26C32W-S,翼型、底部出线,1,4,20,JSR26C31W-S,翼型、底部出线,1,4,21,RHFAC273D01V(5962F98775601),翼型、底部出线,2,8,22,相机配电器,时钟板,SNJ55LVDS31W,翼型、中部出线,20,40,SNJ55LVDS32W,翼型、中部出线,1,2,A54SX72A-1CQ208B,QFP、,顶部出线,1,2,23,24,成像控制板,SNJ55LVDS32W,翼型、中部出线,10,80,25,RHRAC164245K01V,翼型、中部出线,2,16,26,SNJ55LVDS31W,翼型、中部出线,10,80,27,A54SX72A-1CQ208B,QFP、,顶部出线,2,16,28,B54AC02RHF,2,16,29,B54AC00RHF,2,16,30,1440,3,引线成形的主要工艺难点,芯片与焊盘的匹配性,站高、肩宽、焊接面长度,控制精度为：,0.01mm,合适的工艺窗口,若非标焊盘设计则工艺窗口变小,4,现有设备描述,国内较早开展成形工艺研究单位，前期只能立足于手工成形，解决有无的问题,（一）手工成形,针对非标设计,没有专用的成形设备,针对专用芯片,要求有操作经验的人进行,优点是成形的灵活性较大、成形周期短，现有的工艺设备能够达到,其缺点是成形的一致性差，工作效率低，工艺上不易控制,成形实例,以,OM7560,成形为例,上模具、下模具，带锁紧,要控制肩宽，防止器件受损,手工剪脚,手工整形,（二）,FP-500,成形设备,（,1,）结构结构特点,“,Manix FP,”,SMT,芯片引脚成形系统是美国,Manix,公司生产的专用成形设备，由,成形模压机,（分为手动和启动两种）和,成形模具,组成,气缸组件,成形组件,切割组件,芯片载具,软件,+,（,2,）参数性能,千分尺调整,精确到：,0.0254mm,引脚厚度：,0.26mm,R,角：,0.39mm,序号,关键工艺参数,指标,1,A,：本体尺寸范围,5.10mm,60.3mm,2,B,：肩宽,1.0mm,9.5mm,3,C,：焊接面长度,1.0mm,9mm,4,D:,站高,0mm,9.05mm,5,F,：引线厚度,0.26,（,3,）设备的局限性及缺点,设备的一次操作需要,2,个工序，分别是引脚成形和管腿剪切，只能完成芯片单面引脚的成形，对于四面扁平封装器件，需要重复操作,4,次，共,8,个工序，成形效率较低。对于批量产品而言，成形效率低的问题更为突出,成形效率低下,成形质量控制难度大,对于四面封装元器件而言，每侧成形的引脚回弹存在一定的差异性，因此造成部分引脚共面度不好，这时往往需要手工校形来解决。,成形参数的局限性,肩宽尺寸设置范围不够，不能兼顾现阶段常用器件，现有设备：肩宽尺寸最小为,1mm,，但实际应用过程中肩宽控制尺寸最小达到,0.5mm,，现有的成形模具不满足部分器件的成形需求。,成形厚度的局限性,成形机对器件的要求：器件引脚厚度不得超过,0.26mm,，否则将对器件引脚造成物理性损伤。,成形参数计算及后续处理,成形参数（肩宽、站高、引脚长度）数据计算量大,且容易出错，需要另一名操作人员来核对,而且参数的记录为纸质，不方便后期查询、调用和统计,芯片成形完成后，按照产品要求需要拍照记录，现阶段的操作方式是通过常规相机拍照，后期电脑导入处理，增加了后期数据处理的工作量。,（,1,）确定千分尺调节量；（,2,）确认成形后的元器件引脚是否与焊盘相匹配；（,3,）趾跟和趾尖是否有润湿角。,器件成形后尺寸,(,L),尺寸,L,应至少大于焊盘跨度,0.5mm,以上,肩宽,（,A+R,）,M(A),为模具尺寸，,X(A),为千分尺调整量,站高,（,D+M,）,M,为本体站高，,X(D),为千分尺调整量,焊接面长度,（,B+R,）,M,（,B,）模具厚度,，,X(B),千分尺调整量,5,功能开发后能够解决的具体科研问题及意义,序号,该改造内容及拟解决的具体问题,1,利用原有设备的气动平台和控制系统，设计加工,1,套,3,套固定式成形模具，设计加工后的成形模具可按照原有设备的安装结构尺寸进行安装，解决大批量器件成形需求,2,在原有单边可调双工位基础上，增加,1,2,块成形模具，该成形模具能够适应,0.26mm,0.31mm,引脚厚度的成形需求，拓宽成形器件的种类，,解决厚引脚成形问题,3,在原有单边可调双工位基础上，设计加工,1,套肩宽控制模块，解决窄肩宽成形问题,4,增加成形机参数计算软件和自动拍照存档系统，解决成形尺寸复合辅算带来的计算误差及人工拍照效率低下问题,5,增加共面度检查及引脚修调装置，提高产品可靠性,5,预期成果及应用领域,固定式（站高可调）成形模具及其相关的软硬件系统是在原有单边可调双工位成形系统的基础上进行功能开发的，设备功能开发后主要应用于航天产品电子学组件中大规模集成电路引线成形，预期设计加工,2,套,3,套成形模具，是对原有成形设备功能性及关键工艺参数的补充、,扩大待成形器件的种类和工艺窗口,，,降低工艺实施的难度和不确定性，并将大幅度提高产品可靠性，保证产品质量,。成形参数计算软件和自动拍照记录系统的开发，将扩展成形机的功能，,提高成形机的易用性，降低对操作人员的依赖性,2,国内外研究现状,（,1,）各科研院所、航天集团等单位在工艺上不断寻求和探索相关的解决办法，其绝大多数都是,自制工装、模具,，加之操作者多年的实践经验，能够在短期内解决集成电路引线成形的实际需求,（,2,）成形后的器件在高可靠性产品中承受住了各种环境应力的试验条件，能够满足产品可靠性要求,（,3,）但从成形工艺的角度看，,一致性差、共面度不好、成形效率极其低下,，工装模具的适应性窄，在批量条件下显得无能为力。,（,4,）除国内集成电路专业生产厂家具备引线成形能力外（集成电路封装工序之一），还没有发现任何单位能够生产该类的成形设备（即使有，也没有形成产业化），其主要精力放在了轴向、径向分立器件的成形上,（,5,）相比之下，国外在单机引线成形方面起步较早，在工艺技术上较为成熟，该类设备近年来已经进入中国市场，比较典型的是美国,Fancort,公司、,Manix,公司生产的成形设备,3,研究内容及方案,1,、主要目标,2,、技术路线及方案,一、固定式成形模具组合体,设计思路,结构模型,结构组成,1,、由上模具和下模具组成（凸模和凹模）,2,、上模具组：肩宽控制模块,+,顶部成形模块,+,切脚模块,+,上安装平台,+,预应力弹簧等组成,3,、下模具组：站高控制模块,+,底部砧板,+,高度调节千分尺组件,+,结构安装组件。,成形过程,准备,加紧肩宽,下压成形,切脚,工艺参数,R,角控制,IPC:,当引线厚度小于,0.8mm,时，最小引线弯曲半径为引线厚度的,1,倍；当引线厚度（或直径）大于,0.8mm,时，最小引线弯曲半径为引线厚度的,1.5,2,倍,相应模具位置进行倒角处理；经验值：,0.3-0.4,弯曲力测算,上模下行，引线发生自由弯曲，引线自由弯曲过程包含,2,个,U,形弯曲，所需自由弯曲力为,压料力,设,F,为弯曲件压料力；,F2,为自由弯曲力；,F,为,U,形自由弯曲力；,K,为安全系数，一般取,K1.30,；,b,为材料的强度极限；,b,为弯曲件的宽度；,t,为弯曲材料的厚度；,r,为弯曲件的内弯曲半径；,F3,为切料力；,F4,为校正弯曲力；,A,为校正部分的垂直投影面积；,P,为单位面积上的校正力； 为引线数目；,F,校,为校正弯曲力,实际工作中：根据试验确定弹簧的设计值,模具间隙量,根据引脚厚度确定：,N+0.01,材料选择,高强度工具钢,站高控制,即成形后元器件本体与安装面间的距离，其间距最小为,0.5mm,，最大距离为,1mm,。在元器件引线成形过程中，提供一定尺寸的站高是非常必要的，其主要原因也是考虑到应力释放的问题，避免元器件本体与,PCB,表面间形成硬接触后而造成应力无释放空间，进而损伤器件。另一方面，在三防、灌封过程中，三防漆及灌封胶能够有效浸入芯片本体底部，固化后将有效提高芯片对,PCB,的附着强度，增强抗振效果,二、厚引脚成形模具加工,我所,XX,项目：,LM98640,，单板,4,片，共计,60,片，引脚厚度：,0.31,，原有模具,0.26,共面度检查与修调工装搭建,（,1,）器件引脚的四个方向检查，需通过手工调整，工作效率低下，并可能对引脚形成二次应力变形。,（,2,）标准要求共面度为,0.1mm,，由于视觉角度的限制，观测难度较大，并容易形成盲点,三、共面度检测及引脚修调,四、计算机软件及监视系统,关键尺寸量取正确性,焊盘可制造性,确定三个工艺参数,千分尺调节量,判读焊盘匹配性,采用微距相机对成形关键位置进行实施监控，对成形后的器件进行拍照，配有自动调焦和照明辅助系统，确保照片的清晰度。系统将自动完成拍照和存储,3,、技术难点,序号,技术难点,描述,1,引线压紧应力控制,扁平封装集成电路的引线压紧，即上下模合并，上模压力与弹簧预紧力同时对引线作用的过程，这种作用过程容易对器件引脚造成过应力，因此在设计制造过程中，应对弹簧的预应力及上模下压力进行充分的试验验证，具体的解决办法是：设计加工多种弹簧，并通过预应力测试进行筛选,2,组件加工间隙配合和加工精度,模具制造材料选用高强度工具钢、模具组件间紧配合安装，制造加工及装调过程复杂，因此在加工过程使用数控加工中心，进行粗、精加工，确保模具组件的加工质量,3,ARM,控制板的编程技术,本项目中成形参数计算软件的编制和自动拍照记录系统均是基于,ARM,控制板实现的，该控制板具有处理能力强、扩展方便等优点。基于,ARM,的软件编程，涉及到图形界面、执行机构控制、图像处理等，对编程水平要求较高。解决方案是：采用当前较为主流且开发资料较多的,ARM,控制器，购买成熟开发板，依据开发人员技术基础选择操作系统和开发平台,4,、创新点,序号,创新点,1,利用原有设备的气动平台，针对我所器件使用量较大、器件安装精度高等特点，设计、加工固定式成形模具，模具使用模块化设计，便于进行安装和调试，模具开发后能够对共面度进行有效控制，保证批量产品成形的一致性，大幅度提高工作效率，通过对肩宽尺寸进行调整（下限达到,0.5mm,），弥补了原有设备在肩宽控制方面的不足；,2,增加厚引脚成形模具，模具设计加工完成后，不改变原有成形设备的状态，只需更换模具组件即可实现成形需求,3,固定式成形模具与可调式成形模具配合使用，可兼顾多品种、小批量、变批量及大批量成形等多装工况,4,增加辅助电子学软件、硬件，提高成形尺寸的复合辅算精准度和数据记录的便宜性，,4,现有技术基础,内部基础：,电装工艺中心在集成电路引线成形方面已经进行了多年的工艺研究，在专用设备进入中国市场前，已经开展了对于大规模集成电路引线成形的手工成形模具的设计开发工作，期间发表论文,1,篇、申请发明专利一项，因此在成形模具的设计方面积累了较为丰富的经验。电装中心具有一支通用产品和电装工装工具的研发队伍，专业领域涵盖机械、电子、软件、电装工艺等，具有多款产品开发经验。中心目前拥有一台,FP-500M,成形设备，能够提供气动安装和调试平台，模具设计后能够与其进行良好的兼容。,外部条件：,原有设备在国内有代理商，在设备成形模具方面能够提供一定的技术支持。,协作方式：该系统采取自行研制，模具加工需要外协,5,进度及经费,序号,类别,节点,1,前期工作调研、技术沟通,2016,年,8,月,2016,年,10,月,2,项目的可行性方案论证,2016,年,11,月,2017,年,3,月,3,模具设计,2017,年,4,月,2017,年,6,月,4,模具加工,2017,年,7,月,2017,年,11,月,5,成形参数计算软件编制,2017,年,4,月,2017,年,10,月,6,监视系统设计、加工,2017,年,4,月,2018,年,3,月,7,系统安装、调试,2017,年,11,月,2018,年,3,月,8,系统集成、开展相关的工艺实验和验证,2018,年,4,月,2018,年,6,月,9,结题,2018,年,7,月,-8,月,进度,序号,对比项目,技术指标,备注,开发前,开发后,1,工作效率,单片,QFP,器件成形时间：,300s,单片,QFP,器件成形时间：,20s,效率提升：,93%,2,引脚厚度,0,0.26mm,0,0.31mm,拓展成形范围,3,适用范围,可调式,固定式,+,可调式,对原有设备进行了功能拓展，改造后对于大批量器件可使用固定式成形模具，对于小批量、非标设计焊盘使用可调式成形模具，两种模具可随时互换,4,数据复合辅算,计算器核算,软件核算,+,拍照,5,辅助共面度检查,无,有,验收指标,经费,预算,总经费合计：,45,元,其中：申请院支持经费,45,万元；单位自筹经费,万元,（一）加工费,合计：,30,序号,名,称,数量,加工单位,用途说明,金额,凹模,2,本地,镶嵌元器件,4,压料板镶块,4,套,本地,凸模具压紧,2,凸模,2,套,本地,成形,4,废料切刀,4,本地,管脚切除,3,固定架,2,本地,下模具固定架,1.5,砧板,1,本地,下模载具,1.5,弹簧组件,8,外购或制作,减震机构,2,千分尺,2,外购,站高调整机构,3,顶进机构组件,2,本地,活动组件调整,2.5,螺钉组件,若干,外购,固定,0.5,检测平台,1,本地,检测,2,电子学硬件,1,本体,尺寸复合辅算，拍照功能,3,电子学软件,1,本体,其他,1,（二）器件、部件、材料费,合计：,12.5,序号,名,称,数量,用途说明,金额,1,高强度工具钢,7,套,模具制作材料,5,2,加工刀具,5,套,3,3,TIPLINE,芯片,5,片,工艺试验验证,3.5,4,润滑脂,1,0.5,5,组合工具,1,安装、调试,0.5,（三）调试及实验收费,合计：,2.5,序号,名,称,用途说明,金额,1,检测,试验消耗,0.5,2,系统集成,安装、调试、组合安装,1,实验,工艺实验验证,1,（四）其他费用,合计：,1,序号,名,称,用途说明,金额,1,、,调研,同厂家进行技术协调、调研、沟通,0.5,2,、,技术沟通协调,0.5,谢谢各位评委、专家！,11,、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。,12,、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。,13,、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗,?,带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。,14,、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。,15,、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获,;,勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋,!,16,、人生在世：可以缺钱，但不能缺德,;,可以失言，但不能失信,;,可以倒下，但不能跪下,;,可以求名，但不能盗名,;,可以低落，但不能堕落,;,可以放松，但不能放纵,;,可以虚荣，但不能虚伪,;,可以平凡，但不能平庸,;,可以浪漫，但不能浪荡,;,可以生气，但不能生事。,17,、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。,18,、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。,19,、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。,20,、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。,1,、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。,2,、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。,3,、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。,4,、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。,5,、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老,;,我有能力报答，父母仍然健康。,6,、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。,7,、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。,8,、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。,9,、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。,10,、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。,11,、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。,12,、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。,13,、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。,14,、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过,.,但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。,15,、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。,16,、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。,17,、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。,18,、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。,19,、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。,20,、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。,