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1、FPM500集成电路引线成形设备功能开发方案报告xx1021 FP-500集成电路成形设备功能开发方案王玉龙二0一六年十月王玉龙二0一六年十月xx/10/21提纲1项目研究的意义2国内外发展现状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11封装级-组装级过渡直引线Trim andform形引脚近年来工艺难题！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
2、路进入到用户手中 （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
3、难度大20002500xx年xx年成形数据统计xx年xx年成形数据统计?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050010001500xxxxxxxxxxxx总计大于6000片序号子系统名称组件名称器件型号封装数量（单板）数量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4602SNJ55LVDS31翼型、中部出线2303ISL7457SRHVF翼型、底部出线4604UT54AC164245翼型、底部出线230554AC04（RHFAC04K01V）翼型、底部出线284206OM
4、7560QFP、底部出线243607TLK2711HFG QFP、顶部出线81208焦面CMOS板SNJLVDS31翼型、中部出线249SNJLVDS32翼型、中部出线3610TLK2711HFG QFP、顶部出线2411相机控制器控制板SNJ55LVDS31翼型、中部出线112212SNJ55LVDS32翼型、中部出线61213JSR26C32W-S翼型、底部出线2414JSR26C31W-S翼型、底部出线1215SNJLVTH1622451216AT7910E QFP、顶部出线1217RHRAC164245K01翼型、中部出线81618A54SX72A-1CQ208B QFP、顶部出线12
5、19次镜及调焦单元板JSR26C32W-S翼型、底部出线1420JSR26C31W-S翼型、底部出线1421RHFAC273D01V(5962F98775601)翼型、底部出线2822相机配电器时钟板SNJ55LVDS31W翼型、中部出线2040SNJ55LVDS32W翼型、中部出线12A54SX72A-1CQ208B QFP、顶部出线122324成像控制板SNJ55LVDS32W翼型、中部出线108025RHRAC164245K01V翼型、中部出线21626SNJ55LVDS31W翼型、中部出线108027A54SX72A-1CQ208B QFP、顶部出线21628B54AC02RHF216
6、29B54AC00RHF2163014403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0.01m m?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O M7560成形为例?上模具、下模具，带锁紧?要控制肩宽，防止器件受
7、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，由成形模压机成形模压机（分为手动和启动两种）和成形模具成形模具组成成形机气缸组件成形组件切割组件芯片载具软件+外防护罩锁紧螺钉外防护罩锁紧螺钉外防护罩移动机构紧固落星移动机构紧固落星芯片安装为位置芯片安装为位置芯片引脚支撑芯片引脚支撑 （2）参数性能?千分尺调整?精确到0.0254m m?引脚厚度0.26m m序号关键工艺参数指标1A本体尺寸范围5.10mm60.3mm2B肩宽1.0mm9.5mm3C焊接面长度1.0mm9m
8、m4D:站高0mm9.05mm5F引线厚度0.26?R角0.39m mAF RCBD （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。 对于四面封装元器件
9、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。 ?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，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。 ，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0.26m m，否则将对器件引脚造成物理性损伤。 成形机对器件的要求器件引脚厚度不得超过0.26m m，否则将对器件引脚造成物
10、理性损伤。 ?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。 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。 （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
11、有润湿角。 ?器件成形后尺寸(L)尺寸L应至少大于焊盘跨度0.5m m以上?肩宽（A+R）M(A)为模具尺寸，X(A)为千分尺调整量D）?站高（D+M）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0.51.50.55功能开发后能够解决的具体科研问题及意义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11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进进，量量装结构尺寸行安装解决大批器件成形需求22在原
12、有单边可调双工位基础上，增加12块成形模具，该成形模具能够适应块成形模具，该成形模具能够适应0.26mm0.31mm引脚厚度的成形需求，拓宽成形器件的种类，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33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44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55增加共面度检查及引脚修调装置，提高
13、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，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、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，保证产品质量降低工
14、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，。 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2 （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 （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，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
15、）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， （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。 ，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、M anix公司生产的成形设备 （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、M anix公司生产的成形设
