塑料封裝模工藝講稿3.ppt

1、第三章 集成電路環(huán)氧塑封的成型工藝,學(xué)習(xí)目的： 1. 了解塑料的常用成型方法； 2. 掌握樹脂傳遞模塑特點； 3. 能夠分析各種常用塑料成型方法的優(yōu)缺點，了解適用范圍。,學(xué)習(xí)內(nèi)容： 1. 塑料的常用成型方法（注塑成型、壓縮成型、壓注成型） 2. RTM成型特點 3. 集成電路封裝工藝流程 4. 傳遞成型主要工藝參數(shù),3.1.1 注塑成型原理 注塑成型的簡單過程為：將粒狀或粉狀塑料經(jīng)注塑機(jī)的料斗加到加熱的料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的壓力推動下，經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具型腔，塑料充滿型腔，經(jīng)冷卻硬化定型，脫模后而得到具有一定形狀的塑件。 注塑成型原理及其對應(yīng)的生產(chǎn)工藝過程可分別用圖3-1和圖

2、3-2表示。,3.1 注塑成型原理及其工藝過程,圖3-1 注塑成型 返回,圖3-2 注塑成型生產(chǎn)工藝過程圖,返回,塑化 流動與冷卻 1) 充模階段 2) 壓實階段 3) 倒流階段 4) 凍結(jié)后冷卻階段,3.1.2 熔體在注塑過程中的流動狀態(tài)：,3.1.3 注射成型的前處理,1. 原料的預(yù)處理 2. 預(yù)熱嵌件 3. 料筒的清洗 4. 脫模劑的選用,對于單純是吸濕的塑料，如SAN、PMMA、ABS、PVC等可用熱風(fēng)干燥器或者料斗干燥器在7585時進(jìn)行干燥；對于吸水率高的聚酰胺(尼龍)要采用真空烘箱干燥；聚碳酸酯吸水率雖然較小，但只要有少許水分就會造成水解，水解后分子量下降，使成型制件變得很脆，因此

3、應(yīng)在溫度120時干燥10小時以上。為了防止聚碳酸酯在料斗內(nèi)吸濕，需要采用料斗干燥器或紅外線加熱器進(jìn)一步防止吸潮。,1. 成型前對原料的預(yù)處理,3. 料筒的清洗,當(dāng)注塑成型因故中止，或者需要改變產(chǎn)品、更換原料時，都需要對料筒進(jìn)行消清洗。 有些熱敏性物料，當(dāng)注塑中止時，由于長時間停留在成型溫度或者過熱，則很容易造成分解。如聚氯乙烯、聚甲醛、乙烯醋酸乙烯共聚物都是熱敏性物料。特別是硬質(zhì)聚氯乙烯的成型溫度與分解溫度很接近，超過了熱持續(xù)時間會造成脫氯分解，生成的氯化氫又作為觸媒，促使聚氯乙烯進(jìn)一步加速分解。因此，即使采用不易發(fā)生過熱的變量螺桿注塑機(jī)，當(dāng)成型中斷時，也必須清洗料筒。,4. 注射成型的后處理

4、,1. 退火處理 2. 調(diào)濕處理,3.1.4 主要成型工藝參數(shù),（1）.溫度 ：料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度、脫模溫度 （2）.壓力：塑化壓力 、注射壓力 、保壓壓力 、模腔壓力 （3）.時間：注射時間 、保壓時間 、冷卻時間 模塑周期 ：它由注射時間、保壓時間、冷卻時間和輔助時間四部分組成。,3.1.5 注塑模具的典型結(jié)構(gòu),注塑模的基本結(jié)構(gòu)都是由定模和動模兩大部分組成的。定模部分安裝在注塑機(jī)的固定板上，動模部分安裝在注塑機(jī)的移動板上。 注塑成型時，定模部分和隨液壓驅(qū)動的動模部分經(jīng)導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合，塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔；注塑成型冷卻后開模，即定模和動模分開，一般情況下塑件留

5、在動模上，模具頂出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。圖3-3為一典型注塑模。 根據(jù)模具上各部件的作用不同，一般注塑?？捎梢韵聨讉€部分組成：,返回,圖3-3 注塑模的典型結(jié)構(gòu),注塑成型分解動畫-.swf,1成型零部件 成型零部件是指定、動模部分中組成型腔的零件。通常由凸模（或型芯）、凹模、鑲件等組成，合模時構(gòu)成型腔，用于填充塑料熔體，它決定塑件的形狀和尺寸，如圖4-1所示的模具中，動模板1和凸模7成型塑件的內(nèi)部形狀，定模板2成型塑件的外部形狀。 2澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道，它由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。,3導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分為動模與定模之間的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)

6、的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)兩類。前者是保證動模和定模在合模時準(zhǔn)確對合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，如圖3-3中導(dǎo)柱8、導(dǎo)套9；后者是避免頂出過程中推出板歪斜而設(shè)置的，如圖3-3中推板導(dǎo)柱16、推板導(dǎo)套17。 4脫模機(jī)構(gòu) 用于開模時將塑件從模具中脫出的裝置，又稱頂出機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式很多，常見的有頂桿脫模機(jī)構(gòu)、推板脫模機(jī)構(gòu)和推管脫模機(jī)構(gòu)等。圖3-3中推桿13、推桿固定板14、拉料桿15、推桿18和復(fù)位桿19組成頂桿脫模機(jī)構(gòu)。,5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 當(dāng)塑件上的側(cè)向有凹凸形狀的孔或凸臺時，就需要有側(cè)向的凸?；蛐托緛沓尚汀Ｔ陂_模推出塑件之前，必須先將側(cè)向凸?；騻?cè)向型芯從塑件上脫出或抽出，塑件才能順利脫模。使側(cè)向凸模或

7、側(cè)向型芯移動的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。圖3-4為一斜導(dǎo)柱驅(qū)動型芯滑塊側(cè)向抽芯的注塑模，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)是斜導(dǎo)柱10、側(cè)型芯滑塊11、鎖緊塊9和側(cè)型芯滑塊的定位裝置（擋塊5、滑塊拉桿8、彈簧7）等組成。,圖3-4 帶側(cè)向抽芯注塑模 返回,6加熱和冷卻系統(tǒng) 為了滿足注塑工藝對模具的溫度要求，必須對模具溫度進(jìn)行控制，所以模具常常設(shè)有冷卻系統(tǒng)并在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。冷卻系統(tǒng)一般在模具上開設(shè)冷卻水道（圖3-3冷卻水道3）。 7排氣系統(tǒng) 在注塑成型過程中，為了將型腔內(nèi)的空氣排出，常常需要開設(shè)排氣系統(tǒng)，通常是在分型面上有目的地開設(shè)若干條溝槽，或利用模具的推桿或型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣。小型塑件的排

8、氣量不大，因此可直接利用分型面排氣，而不必另設(shè)排氣槽。 8其它零部件 如用來固定、支承成型零部件或起定位和限位作用的零部件等。,3.1.6 注塑模的分類,注塑模結(jié)構(gòu)形式多種多樣，分類方法很多。 按成型工藝特點：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、低發(fā)泡塑料注塑模和精密注塑模； 按其使用注塑機(jī)的類型：臥式注塑機(jī)用注塑模、立式注塑機(jī)用注塑模和角式注塑機(jī)用注塑模； 按模具澆注系統(tǒng)：冷流道注塑模、絕熱流道注塑模、熱流道注塑模和溫流道注塑模； 按模具安裝方式：移動式注塑模和固定式注塑模等。 若根據(jù)注塑模的結(jié)構(gòu)特征可分為以下幾類：,1單分型面注塑模 開模時，動模和定模分開，從而取出塑件，稱單分型面模具，又

9、稱雙板式模具，其典型結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。 單分型面注塑模是注塑模具中最簡單最基本的一種形式，它根據(jù)需要可以設(shè)計成單型腔注塑模，也可以設(shè)計成多型腔注塑模，是應(yīng)用最廣泛的一種注塑模。,單分型面注射模動畫及講解-.swf,單分型面注射模工作原理動畫及講解-.swf,2雙分型面注塑模,雙分型面注塑模有兩個分型面，如圖3-5所示。A-A為第一分型面，分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出；B-B為第二分型面，分型后塑件由此脫出。與單分型面注塑模具相比較，雙分型面注塑模具在定模部分增加了一塊可以局部移動的中間板，所以也叫三板式注塑模具，它常用于點澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔的注塑模具。開模時，中間板在定模的導(dǎo)柱上與定模板

10、作定距離分離，以便在這兩個模板之間取出澆注系統(tǒng)凝料。 雙分型面注塑模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，零部件加工困難，一般不用于大型或特大型塑料制品的成型。,雙分型面注射模具動畫及講解-.swf,雙分型面注射模工作過程動畫及講解-.swf,圖3-5 雙分型面注塑模 返回,3.帶有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的注塑模,當(dāng)塑件有側(cè)孔或側(cè)凹時，需采用可側(cè)向移動的型芯或滑塊成型。圖3-6所示為利用斜導(dǎo)柱進(jìn)行側(cè)向抽芯的注塑模。圖3-7為利用彎銷進(jìn)行側(cè)向分型的立式注塑模。注塑成型后，動模首先向下移動一段距離，然后固定于定模板2上的彎銷4的斜面段迫使滑塊3向外移動，與此同時脫模機(jī)構(gòu)的推桿8推動推件板5使塑件自型芯上脫下。,側(cè)向

11、分型.html,圖3-6 帶側(cè)向抽芯注塑模 返回,6.無流道注塑模,無流道注塑模是指采用對流道進(jìn)行絕熱或加熱的方法，保持從注塑機(jī)噴嘴到型腔之間的塑料呈熔融狀態(tài)，使開模取出塑件時無澆注系統(tǒng)凝料。前者稱絕熱流道注塑模，后者稱熱流道注塑模。圖3-9所示為熱流道注塑模。,熱流道注塑模具-.swf,套管熱流道注射模工作原理動畫及講解-.swf,熱固性塑料注射成型工藝過程循環(huán)如圖所示，與熱塑件塑料注射成型時相比，它增加了放（排）氣工序，和塑料注滿型腔后，繼續(xù)加熱模內(nèi)的塑料，而不是冷卻模內(nèi)的塑料。,3.2 熱固性塑料的常用成型方法,3.2.1 壓縮成型 3.2.1.1 壓縮模的動作原理 （模擬動畫） 壓縮模

12、成型工藝過程： 材料預(yù)處理（預(yù)壓、預(yù)熱）把物料加入加料腔合模排氣加熱固化脫模清理模具制品后處理。,壓縮成型原理： 將塑料加入高溫的型腔和加料室，然后以一定的速度將模具閉合，塑料在熱和壓力的作用下熔融流動，并且很快地充滿整個型腔，樹脂和固化劑作用發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成不熔不溶的體型化合物，塑料因而固化，成為具有一定形狀的制品，當(dāng)制品完全定型并且具有最佳性能時，即開啟模具取出制品.,壓縮模成型的優(yōu)點： （1）成型設(shè)備、模具簡單，且工藝易控制 （2）壓力大，制品密實，成型收縮小，變形小 （3）能成型流動性差的塑料 （4）易成型大中型塑件 (5) 成型中無澆注系統(tǒng)廢料產(chǎn)生。 壓縮模成型的缺點： （1）生產(chǎn)

13、周期長、效率低，難以實現(xiàn)自動化 （2）勞動強(qiáng)度高、勞動條件差 （3）不能成型精度高、帶有深孔、形狀復(fù)雜和帶有精細(xì)嵌件的塑件 （4）對模具材料的要求高。,3.2.1.2 壓縮模結(jié)構(gòu)組成,成型零件：包括上凸模、凹模、型芯、下凸模等組成。 加料室：凹模的上半部。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：導(dǎo)柱、導(dǎo)套。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu) 加熱系統(tǒng) 支承零部件 壓縮成型模根據(jù)凸、凹模的結(jié)構(gòu)不同，分為敞開式、封閉式和半封閉式壓縮模。 敞開式：型腔即為加料室； 封閉式：加料室是型腔的延續(xù)部分； 半封閉式： 加料室中設(shè)有擠壓環(huán)。,型腔的封閉在凸凹模完全閉合時形成，加壓后余料從分型面處溢出。,加料室中的擠壓環(huán)B，在上下模閉合面上設(shè)

14、置承受壓力面A。加料室也是型腔的延續(xù)。注意擠壓邊的尺寸設(shè)計。,3.2.1.3 壓縮成型的工藝特性,流動性：拉西格流動性測試法 模塑成型工藝參數(shù)： 1)成型溫度：提高流動性；使活性基因發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。 2)模壓壓力 3)模壓時間 收縮率：實際生產(chǎn)中采用收縮率的平均值。 收縮原因：1) 線型結(jié)構(gòu)密度小，體型結(jié)構(gòu)密度大； 2) 材料的熱收縮； 3) 水分及揮發(fā)物含量較高。 壓縮率： 塑件與塑料模壓粉兩者密度或比容的比值。 常用為210。 預(yù)壓： 將松散或纖維狀的熱固性塑料模壓粉在成型前用冷壓方法制成質(zhì)量一定、形狀規(guī)則的密實實體。,3.2.2.1 塑料的壓注成型,壓注模的動作原理 （模擬動畫） 壓注成型

15、的優(yōu)點： 1、成型周期短、生產(chǎn)效率高； 2、塑件的尺寸精度高、表面質(zhì)量好； 3、可成型帶細(xì)小嵌件、較深側(cè)孔及較復(fù)雜的塑件； 壓注成型的缺點：浪費原料多、成型收縮率大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。,圖1 熱固性塑料壓注成型工藝過程,圖2 壓注成型原理 1柱塞；2加料腔；3上模板；4凹模；5型芯； 6型芯固定板；7下模座；8澆注系統(tǒng)；9塑件,a,b,c,3.2.2.2 塑料的壓注成型,壓注模按其固定方式分為：移動式壓注模和固定式壓注模，移動式壓注模在小型塑件生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用； 壓注模按其加料腔的特征又可分為罐式壓注模和柱塞式壓注模，罐式壓注模用普通壓機(jī)即可成形，柱塞式壓注模需用專用壓機(jī)成形。 結(jié)構(gòu)組

16、成： 1、成型零件 2、加料裝置 3、澆注系統(tǒng) 4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 5、推出機(jī)構(gòu) 6、加熱系統(tǒng) 7、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu),圖4 移動式壓注模,1柱塞；2加料腔；3澆口套；4凹模；5型芯,圖5 固定在下壓式壓機(jī)上的壓注模 1柱塞；2加料腔；3浮動板；4限制板；5凹模；6推板,圖6 固定在上壓式壓機(jī)上的壓注模 1上模座板；2柱塞；3加料腔；4澆口套；5型芯；6凹模;7推桿；8墊塊；9推板；10復(fù)位桿；11下模座板；12拉桿；13支承板；14拉鉤；15凹模固定板；16上凹模；17定距拉桿,圖7 專用壓機(jī)壓注模類型,加料腔一般為一個獨立裝置。每成 型一模時，將加料腔放在模具上面并裝 入塑料，塑料擠入型腔后，又

17、將其搬 走。見圖4所示,1移動式壓注模,圖5所示為固定在下壓式壓機(jī)（合模油缸在壓機(jī)下方）上使用的壓注模，模具啟閉動作由壓機(jī)下工作臺移動來實現(xiàn)。 圖6所示為固定在上壓式壓機(jī)（合模油缸在壓機(jī)上方）上使用的壓注模。,2固定式壓注模,表1 熱固性塑料壓注成型所需單位擠壓力,對壓縮、壓注、注射成型三種效果的比較,熱固性塑料的壓縮、壓注、注射成型各有其優(yōu)缺點及其適用范圍，現(xiàn)比較如下： （1）就成型效率來看，以注射成型為高，壓注成型次之，壓縮成型較低。 （2）就塑件質(zhì)量來看，由于注射和壓注成型能使塑料受到均勻地加熱，故而獲得的制品在其整個斷面上固化程度比較均勻，有較良的電氣性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度。 （3）注射和壓注成型時，塑料注入閉合的型腔內(nèi)，因此制品在分型面處產(chǎn)生的飛邊很薄，容易修除，或無飛邊，塑件高度能達(dá)到較高的尺寸精度，而壓縮成型則不能。 （4）注射和壓注成型可用于成型帶有精細(xì)孔、細(xì)小嵌