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T/F模具设计技术 |
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作者：安徽铜陵三佳山田科技有限公司 汪宗华 来源：CMJ 中国机械与金属 |
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随着半导体技术的发展，国内传统的DIP、SIP集成电路产品逐渐被SOP、QFP、SSOP、TSOP等产品所替代，传统的手动冲切成型模具已无法满足高密度、多引线数IC产品的工艺要求，因此自动冲切成型系统（Trim/Form System）是集成电路后工序冲切成型设备的发展趋势，必将迅速占领中国市场。T/F模具是T/F冲切系统的核心部分，掌握T/F模具的设计方法是十分重要的。
T/F模具设计要点
集成电路后工序冲切成型一般有冲浇口残胶、冲塑、切中筋、预成型、成型、分离等工序，工序组合根据制品特点来选择。下面从排样设计、强度校核、冲裁力计算、结构分析等方面阐述T/F模具的设计要点。
排样设计
根据塑封产品图和客户产能要求，确定工序组合和每次冲切产品个数，排样时根据冲裁步距大小和模具尺寸确定模具数量。如果产品引线框架步距小、整体成型精度要求不高时，可采用一副级进模具，否则采用两副或三副模具组合。两副模具时，一般第一副完成冲浇口残胶、切中筋工序；第二副模具完成预成型、成型、分离等工序，考虑方便下料（入管或入盘），可在两副模具基础上增加第三副分离模具。
凹模强度计算
随着微电子技术的高速发展，集成电路朝着多引线、小间距的方向发展，如QFP176L，引线步距仅0.4mm，在设计时一定要充分考虑凹模强度。
已知（见图1、图2）： 
B——凹模宽度（二面让位部分），mm
H——凹模高度，mm
I——凹模的荷重点，mm
t——引线框架厚度，mm
W——引线框架的切断宽度，mm
δf——引线框架的剪切应力，kg/mm2
则：凹模的刃口部每一处的受力
P=2t•W•δf （kg）
加在凹模载荷点的弯曲扭矩
M=P•I （kg•mm）
凹模的断面系数
判断标准：满足以下公式
凹模强度必须同时满足上述判断标准。硬质铝合金材料性能表
料弹簧的选择
模具卸料板上的弹簧力与合模时卸料板所受作用力，以及送料导轨所受作用力等因素有关，实验证明，卸料板上的弹簧力约取0.4倍的模具冲裁力，即：
卸料板上的弹簧力＝模具冲裁力×0.4
则：每个弹簧载荷=
因此可以根据弹簧力来选择弹簧，要求弹簧的疲劳强度应达到100万次。
打弯产品回弹角度的估算
图3中θ1、θ2为成型产品图的规定值。
图3
成型凹模成型R的计算（见图4）
Rc——产品回弹后中心线半径
R1——产品图标注尺寸
Ra——回弹前中心线直径
Rs——打弯凹模成型R
θ1——产品图标注尺寸
θ2——可根据回弹量的计算
图4
冲浇口凸模形状设计
QFP类产品浇口处有连筋与塑封体（PKG）连接（见图5），冲浇口时，因连筋处无凹模刃口，如果与引线框同时冲切，则连筋处切不断，容易留在塑封体上，因此凸模应设计为阶梯状，先冲切浇口和连筋，后冲切引线框。
T/F模具采用曲线打弯方式
随着市场对产品的要求越来越高，传统的刚性打弯成型方式会使产品表面镀锡层擦伤严重，不能满足越来越高的产品外观要求，因此T/F模具采用曲线打弯方式，其理想曲线如图6所示。
曲线打弯结构如图7所示。
这是CAM打弯方式，其工作原理，是合模时下模支撑块推动上模CAM结构，滚轮开始在CAM曲线上滚动，以支点轴为支点开始旋转，从而使凸模头部打弯管腿成型，这样产品表面擦伤小，弯曲的形状稳定。
总之，T/F模具的设计合理性直接影响产品的品质及稳定性。其设计技术是自动冲切成型系统的关键技术，我们将不断前进、精益求精，设计功能全、通用性强的模具服务于使用者。(end)
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(3/19/2012) |
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