CAD_CAM系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例-半導(dǎo)體引線框架的制造.

1、CAD/CAM的應(yīng)肢例半導(dǎo)體引線框架制造Bl/引牡框架與集成系統(tǒng)簡介/集伍CAD/CAM系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)ZZr 核，er L思想-J / 簡介Ih應(yīng)用，結(jié)果HVk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(shí)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(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它起到了和外部導(dǎo)線連接的 橋梁作用，絕大部分的半導(dǎo)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 要的基礎(chǔ)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(xué)刻蝕法進(jìn) 行生產(chǎn)。引線框架的作用” _昴 mm結(jié)果簡介V雯IBfl|i3SS

2、/ fj氫成系統(tǒng)結(jié)果imn簡介Mhr 貝 IJ '尹數(shù)據(jù)庫結(jié)果i封裝集成系統(tǒng)是指將與某種應(yīng)用目標(biāo)相關(guān)的各種應(yīng)用 單元通過接口、集成平臺(tái)等辦法有機(jī)地組織在一 起，達(dá)到功能集成、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(yùn)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發(fā)展。隨著塑封件的日益 復(fù)雜，集成電路引線數(shù)目不斷增多（如今300至500 個(gè)引線已非常普遍，不久將達(dá)到1000至2000個(gè)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(yīng)

3、、 地變得越來越復(fù)雜，這就迫切需要利用先帥電* 算機(jī)技術(shù)，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。 F現(xiàn)代集成系統(tǒng)b思想.介現(xiàn)代集成制造系 統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信 息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人 和管理的集成。在開發(fā)集成制造 系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多 集成”的槪念，即信息集成、智 能集成、串并行 工作機(jī)制集成及 人員集成，這更 適合未來制造系t-iPCCSM rAD)AUCMaABtDXI/ICCS UDFAXtOXF ICESCAMJJrctSAV;CfiMn)統(tǒng)的需求。/數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)各個(gè)部分的輸入可一次 性完成，每個(gè)部分不必重新初始化，各 子系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出可為其它有關(guān)的子系 統(tǒng)直接接收使用，不必人工干預(yù)。/系統(tǒng)集成化系統(tǒng)中功

4、能不同的軟件系 統(tǒng)，按不同的用途有機(jī)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數(shù)據(jù)丿皋 i應(yīng)用結(jié)果I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(yùn)行。"開放性系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)和通用 接口標(biāo)準(zhǔn)，以便于數(shù)據(jù)交換和擴(kuò)充I總成系統(tǒng)iU1 本系統(tǒng)由六個(gè)單元構(gòu)成，分別是輸入和形 ' 狀處理單元、可行性檢査單元.布局設(shè)計(jì)W 單元、模具設(shè)計(jì)單元、建模單元、后處理單元。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要考慮了產(chǎn)品的材 料和厚度、幾何形狀的復(fù)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(shè)計(jì)技術(shù)和CAE分析，使得帶有精沖工 ,序的半導(dǎo)體引線框架的模具設(shè)計(jì)得

5、以實(shí)現(xiàn)。采用CAD/ CAM集成系統(tǒng)技術(shù)可大大提I高模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量.縮短模具設(shè)詐壬 制造周期、降低產(chǎn)品成本。返錄lUf簡介K '侏貝.數(shù)據(jù)庫結(jié)果fl邑成CAD/CA M系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)CAD、CAPP和CAM是CINIS的重要組成部分，三者之 間的有機(jī)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(gòu)成 零件的特征分為5大類：管理特征、技術(shù)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(shù)特征和材料及熱處理特征只需通 過中間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理，就可以容易地實(shí)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

6、寸的許可變動(dòng) 量的信息集合，包括公差（尺寸公差和形位公差） 和表面粗糙度，這些精度信息會(huì)影響零件的機(jī)械 性能、加工路線和生產(chǎn)成本，是CAD/CAPP/CAM集 '成中重要的組成。zC 套成CAD/CA M系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)flKm簡介產(chǎn)品零件圖輸入是模具CAD/CA M系統(tǒng)的基本功能, 目的就是將圖形信息按照一定規(guī)律輸入計(jì)算機(jī)，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(shè)計(jì)規(guī)則和數(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。廠紐成 L結(jié)構(gòu)>vlrViaiM di 11FTjip* Ol pfMt of .Z-BalMcf dMr&#

7、171;)i«a«CM ixjoi dimSM W al ftfMK0(&粧則弓 A數(shù)據(jù)丿牟I 給果JTk> chilliCAM SystevzT 1 1Oto-dMionCAD stenNCO*Teal押ex "VvtiW系統(tǒng)加工過不套成CAD/CA M系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)簡介CAD/CA M集成系統(tǒng)ijHHIEZl匸貝U P ' 數(shù)據(jù)丿牟Ik J應(yīng)用 I給果1建成CAD/CA M系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)SHh簡介L結(jié)構(gòu)i準(zhǔn)則弓!數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 d結(jié)果 j1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?xiàng)l件和產(chǎn)品的幾何 形狀，

8、形狀處理模塊就會(huì)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫 中識(shí)別這些信息，從而將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng) 的數(shù)據(jù)信息并保存起來，這些數(shù)據(jù)將在 往后各個(gè)模塊中運(yùn)用到。2 可行性檢驗(yàn)?zāi)K該模塊用于檢査該設(shè)計(jì)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。它的檢査方法是將 需要沖裁或沖孔的信息（圓角半徑 何約束）與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配。3布局設(shè)計(jì)單元該單元不僅能夠自動(dòng)產(chǎn)生產(chǎn)品的形狀設(shè)計(jì)圖， 還能決定產(chǎn)品的加工次序。4 模具設(shè)計(jì)單元 該模塊將由布局設(shè)計(jì)單元產(chǎn)生的形狀信息轉(zhuǎn)換 成模具設(shè)計(jì)單元能識(shí)別的數(shù)據(jù)和格式，以便進(jìn) 行下一步操作。5建模單元*該單元將相應(yīng)設(shè)計(jì)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(dòng)產(chǎn)生數(shù)

9、控程 序O6.后叢理單元I將前一單元獲得的數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為數(shù)控牡、 1并儲(chǔ)存起來，然后進(jìn)行自動(dòng)加工。MgI返mill錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與數(shù)拯庫* HkJ自動(dòng)化CAD/CAM系統(tǒng)使用預(yù)先定義好的規(guī)則 和數(shù)據(jù)信息作為過程變量，用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)的 規(guī)則是基于"if (condition) then (action) ” 模式的。意思是說根據(jù)系統(tǒng)的初始條件，計(jì) 算機(jī)可以計(jì)算得到一個(gè)動(dòng)作信息，而這個(gè)信 息又是下一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行的輸入條件，依次往 后執(zhí)行直到最后。亠一”建立標(biāo)準(zhǔn)件庫是開發(fā)模具CAD系統(tǒng)的一項(xiàng) 重要的基礎(chǔ)性工作，它對提高CAD系統(tǒng)的運(yùn) "行效率和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期都將聲 重要的

10、作用。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與數(shù)拯庫規(guī)則1:定位銷呈對稱地分布。規(guī)則厶 模具的壓力中心由以下公式計(jì)算得到:乂 = N E 宀X 622 E宀 y =2： d其中：Ei為各單元的剪切長度數(shù)據(jù)庫£Xi為各單元在X軸上的質(zhì)心他標(biāo)yi為各單元在X軸上的質(zhì)心處標(biāo)9iMHI規(guī)則4：規(guī)則5：規(guī)則3：如果模具的長度尺寸高于400rTmb那么就 必須進(jìn)行分模。分模板之間的間隙可設(shè)計(jì)為4 mmO 凹模邊緣到輔助導(dǎo)柱中心之間距離應(yīng)大于Ph b思想L介dI應(yīng)用d '結(jié)果*J40mm O 規(guī)則6： 規(guī)則7：凹模之間的距離應(yīng)大于20mmoL < J2異巳/CP規(guī)則8：規(guī)則9：規(guī)則彳0：推板與沖頭之間的距離

11、應(yīng)為0.003mmOe空腔到下模板的距離應(yīng)大于0.1mm。 空腔保證了到拉桿之間的距離為0.07mm O規(guī)則14:當(dāng)產(chǎn)生位置偏移時(shí)，可以調(diào)節(jié)位置中心。 規(guī)則12：定位銷的長度應(yīng)三倍于產(chǎn)品的厚度。規(guī)則13；定位銷布置時(shí)應(yīng)使節(jié)距盡可能的小于35mm。規(guī)則M：如果有剖視圖，那么必須進(jìn)行模具劃分； 如果不能進(jìn)行模具劃分，模具加工由金屬絲完成。 規(guī)則15；定位銷與彈簧應(yīng)等距分布于產(chǎn)品的輪廓。 規(guī)則16：進(jìn)給誤差應(yīng)小于1/100mm,位置誤差應(yīng)小 于 5M00mm.規(guī)則仃：定位銷與螺絲釘應(yīng)等距布置在一條直線上。 '規(guī)則18：導(dǎo)向板的寬度應(yīng)比單線的寬度大0.08mm。返I川11錄系統(tǒng)的應(yīng)ffl與結(jié)果

12、5o c/ |11 AfiBIflu當(dāng)運(yùn)用CAD/CA M集成 系統(tǒng)對一個(gè)需要精確 打孔的半導(dǎo)體引線框 架進(jìn)行級(jí)進(jìn)模操作時(shí), 我們研究了每一個(gè)模 塊的輸出結(jié)果。以32 LD PLCC引鏗g架為 例，如圖所示。ODQODDDOZJ b oo <當(dāng)用戶輸入半導(dǎo)體引線框架的指令，形狀 處理模塊將自動(dòng)識(shí)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(shè)計(jì)沖孔，所設(shè)計(jì)的沖孔能自動(dòng)的預(yù) 防材料內(nèi)部的塑性變形。如圖顯示了自動(dòng) 沖孔的形狀。O ODDOOODDDO.TinQQODflI.§SHBs目刮二nuuaaaaSlPLjDQoraDLJaPUHCMO1CAVTV _ &#

13、187;輸入和形狀處理模塊的應(yīng)用用生產(chǎn)可行性檢測模塊對32LD PLCC引線框架內(nèi) 引線進(jìn)行檢測，其檢査結(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(cuò)誤的發(fā)生。Table 1- Production feasibility* check of coiner and fillet radius forthe 32LD PLCC leadwith thickues 0J54 uuu'nh舛J寸J 曇數(shù)據(jù)丿牟魯結(jié)果Comer radius peara tiun critehaMuuimun comer ndhuCntena:05:04275Tabic 2

14、. Production feasibility check of hole% for the 32LD PLCClead frame vhh thickness 0.254 mmMin. diameter of circle peflter Than criteriAMiiiiituiin diatiielcr:1 25Lhutls dianicTer:02032jcctaugular divtaucc gicatcr than critenaMin, rcctangiUr diance:0-256Liniil distance：0 1?*8條料排樣模塊的應(yīng)用釆用自動(dòng)設(shè)計(jì)與交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方

15、法實(shí)現(xiàn)工序排樣。簡介對于那些已在生產(chǎn)中得到驗(yàn)證的工藝，系統(tǒng) 可自動(dòng)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，則用 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。7«/ AHI32LD PLCC引線框架用于條料排樣模塊時(shí)，系統(tǒng)生成的引線框架工步排樣圖，如 所示。L-1 1 1II >*wIta*5s1 1II IfIID a fs_ k r0awJI/、£H2tCroiM廣S0S 盜應(yīng)用 ？結(jié)果ICUTTING回7*/ 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的應(yīng)用條料排樣模

16、塊的應(yīng)用dH簡介raA我們把32LDPLCC引線框架在AutoCAD中自動(dòng)生成 的圖紙用于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊。通過l-DEASmaster series模塊將條料排樣的結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)模塊生成零件和模具裝配圖Of酬fl測薦朋 11爾E5闊»數(shù)據(jù)通過DXF的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在ESPRIT CAM軟 件下自動(dòng)生成NC數(shù)據(jù)。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的應(yīng)用簡介/TflkL思想準(zhǔn)裝配圖,32LD PLCC通過模昱綽構(gòu)設(shè)計(jì)模塊生成的標(biāo) 如圖所示。 一 O: 宀Oo O O0 、jwiBifKKBnnpsnHj_工丄0 3dVj、'厶,亠 J:丿 I模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的應(yīng)用簡介/一»

17、通過對標(biāo)準(zhǔn)裝配圖的重組使Z更加滿足模 具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和互不干涉原則，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(gè)區(qū)域。A裝配體特征的生成不會(huì)改變標(biāo)準(zhǔn)件庫中的 標(biāo)準(zhǔn)件，便于標(biāo)準(zhǔn)件庫的管理。91 rih 此外，用一個(gè)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(shè)計(jì)過程，而且 更符合生產(chǎn)實(shí)際。建模模塊的應(yīng)用A模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，除產(chǎn)生工程圖以外，對于簡介4h思想需要線切割的零件，還需輸出關(guān)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。0N fl fl A零件及模具裝配數(shù)據(jù)，自動(dòng)在模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)模塊生成，轉(zhuǎn)換成在ESPRIT軟件中能夠

18、識(shí) 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(biāo)準(zhǔn)）轉(zhuǎn)換的。用AGIE2500電火花數(shù) "控機(jī)床加工。結(jié)果建模模塊的應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到CAM軟件的情況如圖所示。簡介« c !：:rr* * j -建模模塊的應(yīng)用TS該模具電火花加工如圖U在ESPRIT軟件中輸入條 件以完成電火花加工，如圖12和圖彳3。Fig 12 luput(1m< $5 EDM workup ofdv ft*nTi* ,<FZiStart Point(EDM Drill)腫據(jù)Fig It The die pocket of ihr dirplaie for EDM workingrw劇Fi033. bui data foi the taper value* oft»c die |xxkcl后處理模塊的應(yīng)用Jf二-圖14顯示了電火花線切割加工中的刀具