CAD-CAM系統(tǒng)應用實例-半導體引線框架的制造

半導體引線框架制造

CAD/CAM的應用實例機研李云龍主要內(nèi)容引線框架與集成系統(tǒng)簡介集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構系統(tǒng)的設計準那么與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用與結(jié)果總結(jié)引線框架核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合金絲實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關鍵結(jié)構件，它起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大局部的半導體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產(chǎn)業(yè)中重要的根底材料。產(chǎn)品類型有TO、DIP、ZIP、SIP、SOP、SSOP、QFP〔QFJ〕、SOD、SOT等。主要用模具沖壓法和化學刻蝕法進行生產(chǎn)。引線框架的作用核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介將積體電路內(nèi)電子元件功能傳輸至外部的系統(tǒng)板，是封裝的三大原料〔導線架、金線、封裝膠〕中最重要的一種，導線架依功能可為單體導線架〔DiscreteLeadFrame〕及積體電路導線架(ICLeadFrame)，單體導線架又含支援電晶體、二極體和發(fā)光二極體〔LED〕導產(chǎn)品，積體電路導線架那么用于半導體封裝，作為晶片及印刷電路導線架那么用半導體封裝，作為晶片及印刷電路板線路邊接之媒介，不同積體電路采用不同封裝方式，所用導線架亦不同.引線框架核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介封裝材料集成系統(tǒng)核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介集成系統(tǒng)是指將與某種應用目標相關的各種應用單元通過接口、集成平臺等方法有機地組織在一起，到達功能集成、信息集成、過程集成的目的，充分發(fā)揮信息共享。資源共享的作用，提高了系統(tǒng)的運行效率與管理水平。集成電路的封裝形式由早期的金屬封裝或陶瓷封裝逐漸向塑料封裝方向開展。隨著塑封件的日益復雜，集成電路引線數(shù)目不斷增多〔如今300至500個引線已非常普遍，不久將到達1000至2000個引線〕以及對集成電路的需求量越來越大，塑封模的型腔數(shù)目也越來越多〔幾百腔或上千腔〕，封裝工藝對塑封模的要求也越來越高，塑封模相應地變得越來越復雜，這就迫切需要利用先進的計算機技術，從而進一步提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)代集成系統(tǒng)核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術、人和管理的集成。在開發(fā)集成制造系統(tǒng)時強調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需求。集成系統(tǒng)的根本特征核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)各個局部的輸入可一次性完成，每個局部不必重新初始化，各子系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出可為其它有關的子系統(tǒng)直接接收使用，不必人工干預。系統(tǒng)集成化系統(tǒng)中功能不同的軟件系統(tǒng)，按不同的用途有機的結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織各種信息的傳遞，保證系統(tǒng)內(nèi)信息流暢通，并協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)有效地運行。開放性系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構和通用接口標準，以便于數(shù)據(jù)交換和擴充。集成系統(tǒng)核心思想組成結(jié)構準那么與數(shù)據(jù)庫應用結(jié)果簡介本系統(tǒng)由六個單元構成，分別是輸入和形狀處理單元、可行性檢查單元、布局設計單元、模具設計單元、建模單元、后處理單元。該系統(tǒng)的設計主要考慮了產(chǎn)品的材料和厚度、幾何形狀的復雜程度、金屬絲的直徑和材料，受壓的可靠性等。由于在二維高精度模具系統(tǒng)中集成了過程設計技術和CAE分析，使得帶有精沖工序的半導體引線框架的模具設計得以實現(xiàn)。采用CAD/CAM集成系統(tǒng)技術可大大提高模具產(chǎn)品的設計質(zhì)量、縮短模具設計與制造周期、降低產(chǎn)品本錢。返回目錄集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫CAD、CAPP和CAM是CIMS的重要組成局部，三者之間的有機集成對制造業(yè)有著重大的意義。從CAD/CAPP/CAM集成的角度出發(fā)，可以將構成零件的特征分為5大類：管理特征、技術特征、材料及熱處理特征、精度特征和形狀特征。其中，管理特征、技術特征和材料及熱處理特征只需通過中間數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理，就可以容易地實現(xiàn)信息共享和交流。而形狀特征可由CAD系統(tǒng)獲得。精度特征是描述零件幾何形狀、尺寸的許可變動量的信息集合，包括公差〔尺寸公差和形位公差〕和外表粗糙度，這些精度信息會影響零件的機械性能、加工路線和生產(chǎn)本錢，是CAD/CAPP/CAM集成中重要的組成。集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品零件圖輸入是模具CAD/CAM系統(tǒng)的根本功能,目的就是將圖形信息按照一定規(guī)律輸入計算機,建立沖裁件的幾何模型,供后繼程序處理。由于他們之間使用了相同的設計規(guī)那么和數(shù)據(jù)庫，因此在沒有外界中斷的情況下，從數(shù)據(jù)輸入到產(chǎn)品成型可以一次成型。系統(tǒng)加工過程集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫CAD/CAM集成系統(tǒng)輸入和形狀處理生產(chǎn)可行性檢測條料排樣模具結(jié)構設計建模后處理集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫1.輸入和形狀處理模塊使用者在AutoCAD制圖中輸入材料類型、厚度、寬度、熱處理條件和產(chǎn)品的幾何形狀，形狀處理模塊就會自動從數(shù)據(jù)庫中識別這些信息，從而將其轉(zhuǎn)化為相應的數(shù)據(jù)信息并保存起來，這些數(shù)據(jù)將在往后各個模塊中運用到。2.可行性檢驗模塊該模塊用于檢查該設計是否含有盲區(qū)信息以及很難加工的幾何約束問題，以確定該產(chǎn)品的可行性。它的檢查方法是將需要沖裁或沖孔的信息〔圓角半徑、幾何約束〕與標準數(shù)據(jù)庫進行匹配。集成CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫3.布局設計單元該單元不僅能夠自動產(chǎn)生產(chǎn)品的形狀設計圖，還能決定產(chǎn)品的加工次序。4.模具設計單元

該模塊將由布局設計單元產(chǎn)生的形狀信息轉(zhuǎn)換成模具設計單元能識別的數(shù)據(jù)和格式，以便進行下一步操作。5.建模單元該單元將相應設計數(shù)據(jù)倒出其三維模型以及刀具軌跡的規(guī)劃，其目的是便于自動產(chǎn)生數(shù)控程序。6.后處理單元將前一單元獲得的數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換成為數(shù)控程序并儲存起來，然后進行自動加工。返回目錄系統(tǒng)的設計準那么與數(shù)據(jù)庫核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫自動化CAD/CAM系統(tǒng)使用預先定義好的規(guī)那么和數(shù)據(jù)信息作為過程變量，用來指導設計的規(guī)那么是基于“if〔condition〕then〔action〕”模式的。意思是說根據(jù)系統(tǒng)的初始條件，計算機可以計算得到一個動作信息，而這個信息又是下一個動作執(zhí)行的輸入條件，依次往后執(zhí)行直到最后。建立標準件庫是開發(fā)模具CAD系統(tǒng)的一項重要的根底性工作,它對提高CAD系統(tǒng)的運行效率和質(zhì)量,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期都將起到重要的作用。系統(tǒng)的設計準那么與數(shù)據(jù)庫核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫規(guī)那么1：定位銷呈對稱地分布。規(guī)那么2：模具的壓力中心由以下公式計算得到：

其中：Ei為各單元的剪切長度xi為各單元在X軸上的質(zhì)心坐標yi為各單元在X軸上的質(zhì)心坐標系統(tǒng)的設計準那么與數(shù)據(jù)庫核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫規(guī)那么3：如果模具的長度尺寸高于400mm，那么就必須進行分模。規(guī)那么4：分模板之間的間隙可設計為1mm。規(guī)那么5：凹模邊緣到輔助導柱中心之間距離應大于40mm。規(guī)那么6：凹模之間的距離應大于20mm。規(guī)那么7：規(guī)那么8：空腔到下模板的距離應大于0.1mm。規(guī)那么9：空腔保證了到拉桿之間的距離為0.07mm。規(guī)那么10：推板與沖頭之間的距離應為0.003mm。系統(tǒng)的設計準那么與數(shù)據(jù)庫核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫規(guī)那么11：當產(chǎn)生位置偏移時，可以調(diào)節(jié)位置中心。規(guī)那么12：定位銷的長度應三倍于產(chǎn)品的厚度。規(guī)那么13：定位銷布置時應使節(jié)距盡可能的小于35mm。規(guī)那么14：如果有剖視圖，那么必須進行模具劃分；如果不能進行模具劃分，模具加工由金屬絲完成。規(guī)那么15：定位銷與彈簧應等距分布于產(chǎn)品的輪廓。規(guī)那么16：進給誤差應小于1/100mm，位置誤差應小于5/100mm.規(guī)那么17：定位銷與螺絲釘應等距布置在一條直線上。規(guī)那么18：導向板的寬度應比單線的寬度大0.08mm。返回目錄系統(tǒng)的應用與結(jié)果核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果當運用CAD/CAM集成系統(tǒng)對一個需要精確打孔的半導體引線框架進行級進模操作時，我們研究了每一個模塊的輸出結(jié)果。以32LDPLCC引線框架為例，如下圖。準那么與數(shù)據(jù)庫輸入和形狀處理模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果當用戶輸入半導體引線框架的指令，形狀處理模塊將自動識別輸入的外形并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。然后系統(tǒng)根據(jù)引線框架的數(shù)據(jù)設計沖孔，所設計的沖孔能自動的預防材料內(nèi)部的塑性變形。如圖顯示了自動沖孔的形狀。準那么與數(shù)據(jù)庫輸入和形狀處理模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果用生產(chǎn)可行性檢測模塊對32LDPLCC引線框架內(nèi)引線進行檢測，其檢查結(jié)果包括產(chǎn)品的端角及孔的半徑，內(nèi)部特征之間的距離，如表所示。這樣可以防止生產(chǎn)中錯誤的發(fā)生。準那么與數(shù)據(jù)庫條料排樣模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫采用自動設計與交互設計相結(jié)合的方法實現(xiàn)工序排樣。對于那些已在生產(chǎn)中得到驗證的工藝,系統(tǒng)可自動確定其工藝參數(shù),完成條料排樣。對于那些不成熟、靈活性較大的工藝,那么用交互方式完成工序排樣。用戶可交互地改變零件的方位、增刪一些工步或改變其順序,交互方式提供了較大的靈活性,最終讓用戶獲得滿意的工序排樣方案。條料排樣模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫32LDPLCC引線框架用于條料排樣模塊時，系統(tǒng)生成的引線框架工步排樣圖，如下圖。模具結(jié)構設計模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫我們把32LDPLCC引線框架在AutoCAD中自動生成的圖紙用于模具結(jié)構設計模塊。通過I-DEASmasterseries模塊將條料排樣的結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到模具結(jié)構設計模塊生成零件和模具裝配圖。數(shù)據(jù)通過DXF的方法進行轉(zhuǎn)化，在ESPRITCAM軟件下自動生成NC數(shù)據(jù)。對于標準件可直接通過相應菜單調(diào)用;對于那些隨工件形狀而變化的模具零件需交互設計,設計凹模和卸料板時直接將排樣圖復制在板件上,大大加快了模具嵌塊的設計。最后系統(tǒng)采用自動和交互相結(jié)合的方式將各零部件定位,生成裝配體。模具結(jié)構設計模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫32LDPLCC通過模具結(jié)構設計模塊生成的標準裝配圖，如下圖。模具結(jié)構設計模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫通過對標準裝配圖的重組使之更加滿足模具設計準那么和互不干預原那么，重組后的上模和下模的裝配圖如圖7,圖8所示。該模板長800mm，寬200mm.為防止塑性變形模板分為兩個區(qū)域。裝配體特征的生成不會改變標準件庫中的標準件,便于標準件庫的管理。此外,用一個螺釘或銷釘連接的板件上的孔一次成型,簡化了模具板件的設計過程,而且更符合生產(chǎn)實際。建模模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫模具結(jié)構設計后,除產(chǎn)生工程圖以外,對于需要線切割的零件,還需輸出關于零件形狀的數(shù)據(jù),作為數(shù)控線切割編程的輸入信息。零件及模具裝配數(shù)據(jù)，自動在模具結(jié)構設計模塊生成，轉(zhuǎn)換成在ESPRIT軟件中能夠識別的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是通過IGES〔基于CAD&CAM不同電腦系統(tǒng)之間的通用ANSI信息交換標準〕轉(zhuǎn)換的。用AGIE2500電火花數(shù)控機床加工。建模模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到CAM軟件的情況如下圖。建模模塊的應用核心思想簡介組成結(jié)構應用結(jié)果準那么與數(shù)據(jù)庫該模具電火花加工如圖11,在ESPRIT軟件中輸入條件以完成電火花加工