基于回收的DIP封装IC芯片引脚整形装置.pdf

2 0 1 0 年第6 期 工艺与装备 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 0 0 6 0 0 7 9 0 3 基于回收的 D I P封装 I C芯片引脚整形装置 术 朱一 王 玉琳 宋守许 刘志峰 刘光复 合 肥工 业大 学 机 械 与汽车 工程 学院 合肥2 3 0 0 0 9 摘 要 在 电子 产 品的 回收拆 卸过 程 中会产 生 大量 D I P封 装 的 I c 芯 片 除 了引脚 会 产 生机 械 变 形 外 这 些 芯片多数都保留正常的使用功能 经过适 当的引脚修 正 检测合格后尚可继续使用 文章分析 了 D I P封 装 I c 芯片引脚 变形的原 因 比较 了国内外现有的引脚整形方法和设备 提 出了一种新型的引脚整形装 置 该 装置 可 实现 对 引脚 变形 的废 弃或新 的 D I P芯 片进行 粗 精 两 次整 形 适应 范 围 宽 操 作速 度 快 性 能 价格 比 高 为 电子 产品 回收行 业提供 了一种廉 价 高效 的 引脚 整 形装备 符 合 可持 续 发展 的理 念 关 键词 D I P封 装 I C芯片 回收 引脚 整 形 中图分 类号 T H 3 9 X 5 0 5 文献标 识码 A Th e Pin s ha pin g De v ice f or I C chip pa cka g e d by DI P Ba s e d o n Re cy c l i ng ZHU Yi W ANG Yu l in SONG S h o u x n LI U Zh i f e n g LI U Gu a n g f u S ch o o l o f Me ch a n i ca l Au t o mo t iv e E n g in e e r i n g He f e i T e ch n o l o g y U n i v e r s it y He f e i 2 3 0 0 0 9 C h in a Abs t r act A l a r g e n u mb e r o f I C chi ps pa ck a g e d b y DI P ca n be pr od uce d d u r in g t h e e l e ct r o n i c pr o d uct s r e cy cl i n g a nd de mol it i o n pr o ce s s M o s t of t h e m h a v e r e ma i ne d n o r ma l f un ct i o n s a nd ca n s t il l b e us e d b y pr o pe r pi n a me n d me n t s a f t e r be i n g g i v e n q ua l ifi e d d e t e ct i o n b e s id e s s o me me cha n i c a l d e f o r ma t i o n Th is pa pe r a n a l y z e s t he r e a s o n f o r de f o r ma t io n o f t h e l e a d f o o t wi t h I C ch ips pa ck a g e d b y DI P a n d pu t s f o r wa r d a n e w t ype o f p i n s ha p i n g de v i ce a f t e r co mp a r i ng wi t h t h e cur r e n t p i n s h a p i n g me t h o d a n d d e vi ce a t h o me a nd a br o a d T h is d e v ice ca n a ch ie v e t h e a i m i n l in e w it h t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t b y r o u 曲 a n d f a m o u s s h a p i n g o n t h e a b a n d on e d o r n e w I C ch ip pa ck a g e d b y DI P wh i ch ha s a wi d e r a n ge o f a d a pt a t i o n h i g h o pe r a t i ng s pe e d a n d h i 曲 s u pe r io r q u a l i t y a n d co s t e f f e ct iv e I t a l s o p r o v i d e s a n e w t y p e o f l o w co s t a n d e f f e ct iv e p i n s h a p i n g d e vi ce fo r e l e ct r o n ic p r o d uct s r e cyc l i ng i nd u s t r i e s Ke y wo r d s di p pa ck a g e I C c h i p r e cyc l e l e a d f o o t d e f o r ma t i o n 0 引言 D I P封装 D u a l I n 1 i n e P a ck a g e 也 叫双列直 插式 封 装 的 I c 芯片具 有穿 孔安 装 操 作 和 布线 方便 等 特点 在 电子 行业 中得 到 了广 泛 的 应 用 绝 大 多 数 中小 规 模 集成 电路均 采用这 种封 装形 式 随 着 工业 经 济 的发 展 和人们 消费水 平 的提 高 产 品 更 新 换 代 的 周 期 越来 越 快 需要 淘汰 的产 品越来越 多 由此产 生 了大 量 废 弃 的 D I P封 装 I C芯 片 这 些 芯片经 过适 当处理 后 多数 尚可 使 用 具 有 较 高 的经 济 价值 废 旧家电产 品 的有效 回收和 利用 已经得 到 世 界 各 国政 府 企业 和研 究 单 位 的高 度 重 视 目前 可 再生使用的电子元器件与印刷电路板上 的贵重金属 已成为 支撑 电子废弃 物 工业化 回收 的经 济基 础 由 于 D I P封装 I c 芯 片的 引脚材 料 软 数 目多 间 距小 在 拆卸 和运输过 程 中难 免 会 导 致 引脚 弯 曲或 歪斜 从 而 影 响后 续重用 因此 D I P封 装 I c 芯 片在 回 收过 程 中 的引脚 整形显 得尤 为重 要 是 简化 后续 工 艺 降低 处理 成本 实 现再 资源 化 促 进 可持续 发展 的重 要手段 1 D I P封装 l C芯片 引脚变 形分析 导致 D I P封 装 I C芯 片 引 脚 弯 曲或 歪 斜 的原 因 主 要是拆卸过程的振动 冲击或碰撞 以及运输保管过程 中引起的受力变形等 通过 对整 形 之前 的 D I P封装 I C芯 片 引脚 的外 观 形态 进行 统计 总结 出引 脚 的弯 曲或 歪 斜 形 式 大体 如 表 1所示 对 于 表 1中 所 列 引 脚 的 机械 变形 情 况 通 过适 当 的校正 设备 均 可进行 修正 2基于 回收的 D I P芯片引脚整形方法 目前 已经公开的有关芯片 引脚 的整形方法 中 涉 及到 废弃 D I P封 装 I C芯 片 的几 乎 没有 针对 的只 是在 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 1 7 基金项 目 国家科技 支撑计划项 目 2 0 0 6 B A F 0 2 A 1 7 作者简介 朱一 1 9 8 5 一 男 安徽芜 湖人 合肥工业大学硕士 主要研究方 向为先进制造技术与现代 制造系统 E ma i l y i z h l 1 1 6 3 co m 刘志 峰 1 9 6 3 男 陕西宝鸡人 合肥工业大学教授 博 士生导 师 刘光复 1 9 4 5 一 男 吉林磐石人 合肥工业 大学教授 博士生导师 工艺与装备 组合机床与自 动化加工技术 元器件 插装过 程 中新 的 I c 芯 片引脚 的整形 2 1 现 有 DI P芯片整 形技术 中国发 明专利 C N1 0 1 1 0 2 6 6 3 A 提 出了一 种 双列 直插式 D I P集成块 引脚整形 的 方法及 装 置 该 方法 将 D I P封装 的 I c 芯 片置 于一 个支 架 上 使集 成 块 两列 引 脚架 在支架 两侧 在 支 架 的两 侧 布 置有 圆柱 体 滚压 轴 承 沿支架 的 引脚 所 在 两 边 进 行 滚 动 对 D I P封 装 I c 集成块 形成挤 压动作 由于滚压 轴承 之 间 的距 离 是 固 定 的 因此无 法适应 引脚 的多种歪 曲 新加坡 专利 6 9 9 2 9提 出了 一 种 整形 装 置 描 述 了 I C芯 片引脚 的重新 调节 装 置 利用 双 侧 可编 程 引脚 调 节工 具来重 新 排列 I C芯 片 的错 误 接 触 引脚 这种 整 形装 置 的 自动化程 度虽高 但设 备结 构 过于 复杂 体积 大 造价高 同时也 不能 完全解 决表 1 所 示 的所 有 引脚 歪 曲情况 产品回收的重要意义之一在于促进资源的循环利 用 降低 资 源 消 耗 减 小 产 品 系 统 的 环 境 影 响 因 此 针对 以上 问题 有必 要 研 制 一种 经 济 实 用 功 能齐 全 的 D I P封装 I C芯片 的引脚 整形 装置 2 2 DI P芯片 引脚 整形 装置 比较国内外 D I P封装 I c 芯片的整形技术 结合国 内回收企业 的现 状 本 文提 出 了一 种适 用 的 D I P芯 片 引脚 整形装 置 该装 置 主要 针 对 电子 产 品 回收过 程 中 所拆 卸 的废 弃 的 D I P封 装 I c 芯 片 也 可用 于 引脚 变形 的新 的集成 块 整形装置 的大 体结构 如 图 1 所 示 主要包 括五个 部 分 压块总成 1 滑块总成 2 螺旋机构 3 连杆机构 4以及 底座总成 8 各部分通过各种连接方法安装在底板 5 之上 如图 l所示 具体整形过程为 1 将 回收 的 废 弃 D I P封 装 l C芯 片 7进 行 预 处 理 采 用细长 形 的薄 片式 工 具 把 向 内侧 歪 斜 的 引脚 用 手工 方式归 位到稍 向外侧偏 斜 2 将预处 理后 的 芯 片 7放 到整 形 装 置 的凹 形底 座 9上 芯片 7引脚朝 上 其厚 度 的一半 埋在 凹形 底座 9之 中 压下摆杆 1 7 滑块 2 2和 2 3分别 带 动 刀片 1 9 和 2 0向 轴 的负方 向运动 直 至两个滑块 与 凹形 底座 9的右端 面紧密 接触 3 左旋调 整螺栓 6 其 上有 两个 旋 向不 同 的螺母 滑块 2 2和 2 3 刀片 1 9和 2 0沿着 l 轴方 向分开 位 于 刀 片 1 9和 2 0上的等 间隔排 列 的 两侧 整 形 齿 2 1 逐渐 插人 芯片 7两侧相邻 引脚 根部之 间的空 档 中 4 压下上 压盘 l 4 整 形压块 1 8向 z轴 的负方 向 运动 1 8的底部 与放置在 凹形 底座 9上 的芯 片 7内表 面相 接触 凹形底座 9的 内底板 支撑 芯 片 7的顶 面 由一 组弹簧 图 中未画 出 支 承 整 形压 块 1 8将 芯 片 7 压 到弹簧 的极限位 置 芯 片 7陷入 凹形底 座 9中 芯 片 7的偏斜 引脚在 凹形 底 座 9的侧 面 和整 形 刀 片 1 9 2 0 的共 同作用 下 得 到粗略整 形 8 O 1 压 块 总 成 2 滑 块 总成 3 螺 旋 机 构 4 连 杆 机 构5 厩 极6 捌 整 螺栓 7 芯片 8 底座总成 9 凹形底座 1 0 芯片引脚 1 1 弹簧 1 2 引 导柱 1 3 梳式整形块 1 4 上压盘 1 5 弹簧 1 6 下压盘 1 7 摆杆 1 8 整形压块 1 9 左刀片 2 O 右刀片 2 1 整形齿 2 2 左滑块 2 3 右滑块 2 4 锥形整形孔 图 1 整 形 装 置 示 意 图 5 松开上压盘 l 4 在 弹簧 1 5的作用下 整形压 块 1 8嵌人 到梳式 整形块 1 3的底 槽 中 同时 凹形 底 座 9的一组弹簧也复位 芯片 7回到初始位置 经粗整形 的引脚 1 0完全暴 露在 凹形底座 9的上 表面之 上 6 右 旋调整 螺栓 6 将 左 刀 片 l 9和右 刀 片 2 0合 拢 上拉 摆杆 1 7 使左 刀片 1 9和右刀 片 2 0向 轴 的正 向运 动 直至 回到初始位 置 2 0 1 0 年第6 期 工艺与装备 7 缓慢 按 下 压盘 l 6 压块 总成 1 顺 着 引 导 柱 1 2 向 z轴 的负方 向运 动 芯 片 7的两 侧 引脚 逐 渐进 入 梳 式 整形 块 1 3的两 侧 锥 形 整 形孔 2 4中 芒 片 7的 引脚 1 0得 到精确整 形 其 中 梳式 整形 块 l 3的 宽度大 于 凹 形底 座 9的开 口宽度 梳式 整 形块 1 3最终 会 接触 到 凹 形底 座 9的上表 面 因 为精确 整 形 时芯 片 引脚 的 阻力 较小 所 以只要 选取 刚度 合适 的弹簧 就 不必 担 心 芯 片 7会压缩 弹簧 而 陷入 凹形底 座 9中 8 松 开下压 盘 l 6 压 块 总 成 1回复 原位 取 出芯 片 7 整形 完毕 待批 量整形 结束 后 经 清洗 干燥 处理 后 再进 行 功 能检 测 外 观和 功 能 均 合格 的 片表 面打 磨 重 新 印字 后就 可重新 使用 了 对于 不 同宽 度 及 长 度 的 芯 片 在 图 1中 只需 更 换 不 同大小 的压块 总成 及底 座 总成 即可 2 3 DI P芯 片实 际整形 效果 图 2是 一个 2 8脚 D I P封装 I C芯 片在 样机 上 的的 实际 整形效 果 图 2实 际 整 形 效 果 图 3为整 形后 的该 芯片 与 2 8脚 I C插 座 的配 合 情 况 可 以看 出 整 形 后 的 I C芯 片 引 脚 排 列 整 齐 与插 座配合 时各 引脚与 插座 的接 触情 况 良好 图 3与 I C 插 座 的 配 合 3 结束语 本 文所 提 出 的 D I P封 装 I c 芯 片 引 脚 整 形 装 置 具 有 以下 特 点 1 适应 范 围广 适 用 于 引脚 向各 个 方 向偏 移 的 废弃 的或 者新 的多种 D I P封 装 I C芯 片 2 操作 简单 手 工操 作 一次 整形 效率 高 3 环境 性 能 好 整 形 装 置无 需 动 力 节 省 能 源 零 排放 无 污染 4 设备造价低 装置体积小 结构简单 设备费 用 低 检 修快 捷 方便 本 文所 提 出 的 D I P芯 片 的引 脚整形 方 法为 我 国 回 收企业 提供 了一 种 有 效 的芯 片 引 脚 整 形 技 术 符 合 可 持 续发 展 的需要 该装 置具 有 一定 的推广 使用 价值 参考文献 1 刘 志 峰 产 品 的 可 回收 性 设 计 J 机 械 科 学 与 技 术 1 9 9 6 1 5 4 5 3 1 5 3 4 2 I s h i i K L i f e cy cl e E n g in e e r i n g D e s i g n T r a n s a ct i o n s o f A S ME 1 9 9 2 1 1 7 6 2 4 2 6 3 R o s y We i C h e n D u n d e e N a v in C h a n d r a F r it z B P r i n z A C o s t Be n e f it An a l y s is Mo d e l o f Pr o d u ce De s ig n f o r Re cy cl a bil it y a n d it s Ap p l ica t io n I EEE Tr a ns a ct io n s On Co mp o n e n t s P a ck in g a nd Ma n u f a ct u r in g T e ch n o l o g y P a r t A 1 9 9 4 1 7 4 5 0 2 5 0 7 4 刘志峰 刘光 复 绿 色设 计 M 北 京 机械 工业 出版社 l 99 9 5 施达彬 尹 凤福 刘 振字 等 废 旧印刷线 路板机 械处理 技 术 J 中国科技信息 2 0 0 6 2 8 1 8 2 6 李强 兵 范 颖 双 列 直捕 式 集成 块 引脚 整 形 方 法及 装 置 P 中国专利 C N l O 1 1 0 2 6 6 3 A 2 0 0 8 7 黄海鸿 刘 志峰 王 淑旺 等 面 向回收 的产品模 块化设 计 方法 J 农业机械学报 2 0 0 6 3 7 1 2 1 4 4 1 4 9 编辑赵蓉 上接 第 7 8页 关 于信号 采集 的部 分 关 键要设 定 采集 参 数 采样 率 等 数 据 的存 储