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1、沖切間隙與材料關係之研究製程工程處 : B/E PROJECT 初版製作者 : 張嘉銘 時間/版次 : 10/15/2001Rev. : 0 版 教材學習時間: 2小時 ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 11【課程名稱 : 沖切間隙與材料關係之研究】1 課程對象 :保修工程師製程工程師專案工程師 2 課程先修限制 :無 3 課程目標 :經由剪切原理的基礎,推導至相對應材料取決各種不同的刀具間隙值設計,以運用至提昇刀具的使用壽命與各項沖切缺點的改善 4 學員學習目標 :使學員熟
2、悉現行 ASE D/T Tool 使用之Punch 而撕斷面則較小.硬脆的殘料則擠壓面、剪斷面與毛邊頭都較小.大部分為撕斷面.2. 刀刃的利鈍剪斷面的影響刀刃因熱處理不良或長期使用後,會變鈍而形成小圓弧.在剪斷加工中圓弧形的刀刃會使擠壓面及毛邊增長,撕斷面傾斜增大,剪斷面縮短等.若沖頭刀刃變鈍,則毛邊產生在料片上;若下模的刀口變鈍時,毛邊則產生在孔的周圍.13ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 143. 料條支持的方法對剪斷面的影響料條的支持方法分固定支持及自由支持兩種.自由支
3、持是料條自由放置在下模面上,如固定式剝料板的支持方式即是.而固定支持則是料嫖放置在下模面上,其下有扥料板扥住,而上有壓料板壓住,使材料能穩定的支持予以加工,所以固定支持其塑性變形剪斷面比自由支持剪斷面大;其撕斷面之傾斜角較自由支持為小,故剪斷面的情形較優良.4. 模具間隙對剪斷面的影響所謂間隙,係指沖頭與模孔相互配合,其間的間隙距離謂之.(1)若間隙適當,則發生於沖頭刀刃邊緣的裂縫,與發生在下模刀口邊緣的裂縫相重合,如圖.(2)若模具間隙不夠,則孔壁撕斷裂痕指向下模刀刃;而料片裂痕指向沖頭刀刃.兩者迂迴而過,形成二次剪斷現象.亦就是沖頭刀口邊緣所發生的裂痕,與模口邊緣所發生的裂縫不會互相重合,
4、必須再施以壓力將其作二次剪斷,因此料片或料條的撕斷面上就可能形成凹凸不平的漥坑,如圖所示.14ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 1515ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 16因此間隙過小對斷面有以下影響 : a. 擠壓面的模輥 R , 要比正確的間隙小. b. 會在料片的斷面上形成兩個剪斷面的光澤帶,甚至產生凹凸漥坑. c. 撕斷面的傾斜角 , 比正確間隙時
5、的 小. d. 毛邊亦較正確件細小.間隙小較能得到平整的斷面,但相對的則需增加沖剪的壓力即刀口之 磨耗,對模具的壽命影響甚大.故間隙應適當不宜過小.16ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 17(3)若間隙太大,則孔壁的料片與撕斷裂痕相距較遠,且沿著傾斜的方向相互迎合,相對裂開,圖如所示.得知料片的撕斷面傾斜角 ,會隨間隙的增加而予以加大.間隙太大對剪斷面的影響如下 :a. 擠壓面模輥圓弧較正確間隙大.b. 剪斷面較正確間隙小.c. 撕斷面較正確間隙大,且傾斜角也大.d. 毛邊較
6、正確間隙大.17ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 1618ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERING 5 模具間隙Page 19模具間隙是否適當,對成品精度、斷面的形成、沖剪壓力及模具壽 命等影響甚大.在下模穴尺寸決定料片尺寸,沖頭尺寸決定孔的尺寸 之原則下,使成品精度達到所需之要求.亦即欲保持料片外圍尺寸的 正確,則料片的尺寸需與模穴的尺寸相吻合.其沖頭的尺寸則由模穴尺 寸
7、減去適當之間隙值.若欲保持孔徑尺寸應予沖頭尺寸相吻合.而其下 模刀口的尺寸則由沖頭的尺寸,加上適當的間隙值.1. 沖頭間隙的理論求法沖頭的間隙取決於材料的性質、厚度,其關係公式如下 :C / t = KKsK = 0.008 0.01 , 此是一經驗的常數值C = 沖頭側面與下模之關係t = 材料厚度Ks = 材料的剪斷強度19ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 20由此公式計算之沖頭側面與下模間隙與料條厚度的比值 , 列於下表 :20ASEASEADVANCEDADVANCE
8、D SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERING 6 毛邊之探討Page 216-1. 毛邊產生的原因沖頭壓入材料後,料片在沖頭刀刃底面受壓力,在側面受拉力.待沖頭壓入量使材料到達塑性變形的極限時,材料在沖頭及下模刀刃區域內發生裂紋,裂痕的起點不在沖頭刀刃尖端而偏移到刀刃側面,這是毛邊形成的原因.料片的毛邊在上面,料條中孔的毛邊在下面.21ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 226-2. 影響毛邊的因素主要的因素是沖頭間隙,
9、沖頭間隙分兩方面而言,一方面由於沖頭設計者所制定之大小;另一方面由於沖頭及下模刀刃側面經過磨耗後,沖頭間隙逐漸地增大起來.次要因素為諸如加工材料的性質,沖模剛性,機台剛性及沖模安裝精確程度等. 下圖表示沖頭間隙及刀刃側面磨耗對於毛邊的影響.22ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 236-3. 毛邊的現象,原因及修正方法(1) 料片四周的毛頭均勻a. 現象毛頭高度雖然均勻,但較正常之值為大.料片剪斷面上有上、下有下兩條塑性變形造成的光澤帶,兩帶之間有殘缺的漥凸之點.b. 原因主要
10、原因為沖頭間隙過小c. 修正方法設計者與製造者應校對沖頭間隙,除此之外,沖頭及下模穴刀刃側面是否稍有斜度,也應該一併校對.23ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 24(2) 料片的剪斷面上有一部份發生不規則的毛頭a. 現象有一部份的剪斷面呈現一條條的傷痕,斷面不平整,毛頭甚大,其他部分表 現正常.b. 原因下料時下模穴刀刃側面上或沖孔時沖頭刀刃側面上有了損傷.軟質材料 下料時潤滑不良局部發生過熱現象.刀刃損傷的原因,除了製造上的弊端外, 沖模安裝在機台上以後,沖頭對下模有偏移情
11、形.還有材料細屑黏附在刀刃 側面,以及刀刃部分熱處理不均勻等原因.c. 修正方法沖頭、下模的熱處理物求恰當,刀刃部分的研磨要多加注意,不要發生明 顯的研磨痕跡,最好再加精密研磨加工.24ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 25(3) 剪斷面兩邊上的毛頭不一致a. 現象料片的毛騰左邊比右邊或前邊比後邊較長.b. 原因沖頭中心軸與下模穴者互有偏差,以致左右或前後的沖頭間隙不能一致, 此項偏差出自於下列原因 :1.沖模裝配安裝時,配合不良2.沖模安裝在機台上的情況不良3.下料時側壓力
12、使沖頭偏移4.沖床精度不良5.沖床剛性及能力不足等25ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 26c. 修正方法關於沖模方面盡量注意製造,裝配精度沖模於安裝後垂直度平面度作精密檢查.沖模安裝後,檢查沖頭間隙是否均勻的方法,工廠中常以數種不同厚度的紙片放在下模上,將沖頭緩緩放下,使紙片壓成折痕,然後鑑定折痕的輕重來估計沖頭間隙的均勻程度.26ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERING
13、 7 附件Page 277-1. ASE D/T Punch & DIE 間隙值27ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 2828ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 297-2. ASE D/T Tool FJA QFP D/T Tool29ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 30DIE下模釘架進入30ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 31Stripper上模 31ASEASEADVANCEDADVANCED SEMICONDUCTORSEMICONDUCTOR ENGINEERINGENGINEERINGPage 327-3. ASE D/T Punch & DIE PunchDIE32
