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407 集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验【开题报告+任务书+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】
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to of is to if is on a A as an of to a or to of a of to in to on to a to to to if a to to to at as in A to a or an of or or in a in on to is as a at As a is to to to be A or is is is to a by is to of a of by is a is of to of up or in of is to As is to of of or in of be by of To of an 1. up . . an to a or to of 4. to to s 0on 1-1 1-2 11or 1on a or 11133333of is or is of a It is to to is of is is is or on or is be a on on is to it is to to of is fo of of is in It is it to is of is of s or of is of is of A in is be by on or of is is be by on or of or be by A or in a be in A or or a as A bi in to it on f is is a is a or a A it is on of a is a on a in or a on a be on or in 08be of a or in 00or at at a he is is to in a on or of be ”13mmof of If is it in A as by If to it be to a to if on at or a in To be or be a he he is to of be to A a is it to is of by a on of To he of in by be at a in is or as in as be a an a or to be or a to is by to is of a a of on is a to A is a on in of of to is of to is a to 1. a to 2. of 3. . . by be by of To 1. . 3. . on 5. of or a 6. . in a on of by of A to is to of is to is at of or to of is to If is to of is to of An in is is as a is to or of a to A on in of an or in of is by a or is a to a it is to of in or to he is in of be A is 1. 2. or on or do of of If is or a in it in on of to by to a as to to he to of of of is a a or as A is on of or to To re st别开放的器件 ,可变速的差速齿轮是完美的 那么更多的速度变会迁移到那个更快移动的轮子上 可能防止车辆在平滑的路面上溜车。 限制打滑的差速齿轮 一个限制打滑的差速齿轮提供和开放式差速齿轮同样功能。圆形排挡差速齿轮箱，蜘蛛形小齿轮机械轴，差速器边缘传动装置 都具有同种功能，限制打滑设计为了减少传动装置数量来适应滑动的方向盘。 一个设计使用了复杂的圆盘离合器或者锥形的和离合器表面来限制传动装置数量，复杂的圆盘离合器包含一系列交替的 摩擦圆盘和铁盘。摩擦圆盘是用于车轴边缘传动装置和他们自转。铁盘来适应变速齿轮箱和固定它们，薄垫片和衬垫是保证铁盘和摩擦盘之间的清洗。 很多限制滑动的 差速齿轮在边缘传动装置间有预载弹簧和离合器一样。弹簧使摩擦圆盘和铁盘结合。摩擦圆盘和铁盘间的摩擦力使它们将差速齿轮紧锁在边缘传动装置上。弹簧的弹力推出边缘传动装置和帮助提供更快的锁功能。 车辆进入弯道时，差速器传动装置使内传动轮开始打滑。这使得一些差速齿轮开始作用。如果一个传动轮开始失去牵引力，差速齿轮箱以同样的 速度转动。一个轮子不能转动自由，就 像在开放式的差速齿轮设计一样。 一个限制打滑的差速齿轮需要特别的润滑剂。错误的润滑剂导致离合器表面粗糙这个产品转动时将产生吱吱的噪音。差速齿轮将需要定期更换润滑剂。检查车子是否超重等。 速齿轮使用一个内部传动装置代替离合器，车轴或者边缘传动装置是螺纹装置。它们齿轮是用螺旋式切的。 这个轮子驱动边缘传动装置是机械轴上使用是附加在变速齿轮箱上的。 当车辆直线行驶时，变速齿轮箱，螺纹轮子和传动装置是像一个整体连接的。每个传动轮子都以相同速度旋转。当车辆进入弯道时，内轮装置 变慢，这是由螺纹传动装置到支路传动装置到变速齿轮上的，螺纹传动装置能驱动其它传动装置，但他们不能随意被驱动，在传动装置摩擦产生的阻力内轮将缓慢减速。 一个锁定的差速齿轮是另一个限制打滑装置。变速齿轮箱被分为两片 ，每片用齿轮锁在普通驱动装置上，扭力矩是传送到两边变速齿轮上的。这个系统用一系列凸轮轴控制相对车速。这个装置叫做狗离合器。 当车辆直线行驶时，两边的差速齿轮锁在驱动装置上，当一个轮子速度快或打滑时，凸轮轴能改变轮子速度，所有的扭力矩都用于轮子上面，当轮子同速度时，变速齿轮停止工作，扭力矩对提供给两个轮 子。 当锁与开锁装置存在不稳定。可是两个车轴的优势。或者驱动车 杠。同时锁在一起使它在家用产品边有用。 测试限制变速齿轮。变速齿轮的操作能外部测试。利用测量变速齿轮离合器的旋转。 测量外部旋转扭力矩的方法 1 用千斤顶将一个轮子顶起 2 挂空档放手刹 3 利用一表盘扭力指示器加在车轮上面 4 测量扭力矩 2解释和鉴别 定所需动能。 定所需数据 新装配和重新组合变速齿轮，测定所需数据 ，测量和矫正变速齿轮的传动装置，轴承，边齿轮，边轴承，垫圈和箱子。 查和传动部件 定所需数据 定所需数据。 承和防止噪音的密封圈和相关的漏油装置，测定所需数据 轴传动装置，测定所需数据 断噪音 当运行的车轴出状况时，首先的一种特征是有不正常或者过渡的声音。正确的声音判断是一种技术运用的方法。 正确的判断运行轴的声音是困难的，当然 运转条件必须在发出声音之前存在。那种声音能帮助确定是什么引起的问题的。记录当车轮正在前面一直转动时或者只能在旋转时是否会发出声音。确定声音是否是嗡嗡，隆隆或者是咯咯的响。记录声音是否比在动力的时候或者车轮在滑动的时候大。小齿轮转动装置的声音一般在负载是发生变化。转动小齿轮 运载的声音是随着车轮的速度变化的并且一般不受负荷或者车轮方向的影响。 除去那种可能性的声音也许由于别的原因例如： 一种旧的万向接头 一个坏的后面冲击吸收的安装 松开的车轮接着螺母 轮胎的声音 加速时产生的噪音 在加速时产生的噪音经常和齿轮传动挡有关。对于诊断它可以帮助了解传动的构造和它的工作情况。查看 下来描述的是有关网眼和传动齿轮的构造。 空隙是一个传动齿轮的牙齿顶部和一个齿轮的谷之间的距离 后隙是距离调整器牙齿在运行时和运行齿轮之间的。他距离一个可向后旋转的齿轮在它导致别的一个齿轮移 动之前。 轴踵是齿轮牙齿的接触部分 法兰克是牙齿的不接触部分。 螺距线把法兰克从面上分离开来 一个齿轮牙齿必须尽可能的适合它的配合齿轮，否则，过多的齿轮噪音将产生。齿轮噪音是当车轮加速时可能被重接触在 者外面的最后，环形齿轮的牙齿，会变的更大。齿轮噪音当车轮滑行时可能被重接触在轴踵上面齿轮牙齿里面的最后，会变的更大。在加速器和减速器之间出现大的撞击声可能由在运行小齿轮和环行齿轮太大的空隙导致。 当衔接离合器或加速器时一个大撞击声可能在 前齿轮被导致： 过多的环行齿轮后隙。 过渡的余隙在蜘蛛小齿轮 和边齿轮的差速齿轮之间 一个坏的穿在全体接合处上面 一个不牢的或坏的马达或传动底板 发出嗡嗡的声音 嗡嗡的声音可能产生于一摩擦过程中的隆隆的声音。嗡嗡的声音发生可能有这些原因： 不充分的加油 不正确地调整齿轮和齿轮传动装置。 旧的齿轮 不充分的加油促使运行的不同的部分零件和车轴之间草率的磨损。金属与金属之间的磨损产生的声音。不正确的齿轮和齿轮运行调整原因使齿轮接触产生问题。它会导致齿轮快速的磨损和很快不运转。 差速齿轮的服务 最平常的差速齿轮的服务 是用润滑剂实现的。检查润滑装置是用于检查 在人工动力传送器里面的液体，除去台面火花塞在差速齿轮的边上或者后面，液体必须在 1/2“ 13 毫米 洞的底部之内。 如果润滑剂平面高了，它将导致轴和运行小齿轮密封圈漏出量，一个堵塞的孔管也将迫使润滑剂没过密封圈。作为任一启动的服务，也是检查车辆服务信息为了润滑剂到详细说明。 诊断漏洞 经常使用适当的润滑油必须人工进行，如果比适当的润滑剂加到限打滑的器件中，它需要加入特殊物质或更换润滑油来避免噪音。当对差速齿轮 使用时，经常出现液体差错。检查漏出量对封蜡，车轴封蜡，传送轴或 垫片盖。一些差速齿轮有中央传动仓与车轴箱相连垫片能防止脱焊。修理垫片，差速齿轮比哦许替换或清洁和一些特殊要求。 差速齿轮运送者 差速齿轮包括传动齿轮。圆形齿轮，差速齿轮箱和联合轴承，车轴，联合器和 有两个差速齿轮传送方案 可移动的传送者 内部传送者 可移动的传送者是连接在车轴箱前部完全的传送者包括齿轮和差速齿轮。必须离开车轴箱单独使用。根据车辆服务信息对可移动 产品和特别用品。 一个基本的可移动运送者必须有： 1 与传动车杠不连接和保证其安全。 2 从差速齿轮箱中排除润滑剂 3 可与车轴相脱离 4 可将与差速齿轮想连接的螺钉 与车轴箱相脱离 5 小心的将差速齿轮与车轴箱脱离 体的差速齿轮运送者是轮轴箱的一部分。差速齿轮和联合部分被藉由在轮轴箱的背面。除去被捺印后的金属物的掩护存取。 为了除去来自整体运送者 的差速齿轮部分 1 除去支撑蜘蛛小轮轴的门。 2 撤回运送者小轮轴。 3 除去轮轴桥 这二个蜘蛛小齿轮旋转在那不同的运送者之内的周围（适当的被小轮轴拿着）他们可能被移动，此时，通过刚开始的盖子，轮轴被撤回。 当蜘蛛小齿轮已经被移动的时候，旁边的齿轮也应该转动起来，蜘蛛小齿轮和侧面齿轮已经塞入他们后面的垫圈。检查这些垫圈是为了损坏 或不寻常的穿戴，当必要是取代他们。 用被解开整体的运送者 的运行轮轴。那个拆开的齿杆凸缘也被展示。那个主要的设计和移去的运送者设计之间的不同是什么？ 差别集会的工程，操作，诊断和服务是相似的。可除去的差速齿轮被用于许多同一种方式作为整体的差速齿轮来提供服务。所有的集会和调整器能被离开车辆运行。 图 3示一个完整的分散的齿轮有一个组合的运送者和一个标准或者检查那个不同的部分经常提供关于要执行信息的服务。你可能发现唯一的服务 必须要包括调整器。 在修护或解开一个差速齿轮之前，测量传动装置预载和环行齿轮的后隙。 关于适当的程序和规格号参照车辆服务数据。 运行小齿轮轴承预载 运行小齿轮轴承预载是通过转齿轮的转力矩来实现的。见图 3此它在它上面 放置特定量的压力预载与一个转力矩板钳一起测量。当检查预载的时候，考虑到来自运行小齿轮的抵抗形式，密封圈抵抗将会增加，转力矩要求齿轮转动。 图 3定以一个转力矩板钳运行小齿轮轴承预载，小印章为什么会影响这一个转力矩阅读？ 检查运行小齿轮轴承预载是一个典型的程序。 1 放一个转力矩板钳在运行小齿轮输入桥上。 2 用运行小齿轮旋转的方向的板钳替换齿轮 3 记录必 要的移动齿轮的大量的转力矩。 环行齿轮的后隙。 环行齿轮的后隙是大量的在环形齿轮牙齿上和那个运行小齿轮之间的间隙。关于车辆服务信息来作为详细说明和步骤。后隙通过一个刻度盘来测量见 3常，测量后隙： 1 装对差速齿轮箱的一个刻度指示器 2 把刻度盘指示器的茎放反对环行齿轮牙齿之一 3 支撑运行小齿轮固体物体 4 来回地替换环行齿轮 5 记录由 运动环行齿轮间隙引起的测量能被藉由检查或环行齿轮的牙齿联络式样和运行小齿轮。观察检查牙齿联络式样。 1 排出来自差速齿轮的润滑剂 2 分离驱动轴 3 除去运送者掩护 4 擦润滑物形成运送者，并且在环 行齿轮和运行小齿轮上清理每颗牙齿 5 用蓝色或一个相似的印记化合物外面覆盖或在齿轮牙齿的两者边 6 些微地装载环行齿轮和传动小齿轮轴 7 完全的变革每个方向的环行齿轮 个程序在环行齿轮牙齿的两边上留下一个清楚的联络式样见 3络式样和齿轮间隙受传动装置和环行齿轮的相对位置的影响见 3 调整左边和右边的环行齿轮，调整器改变不同箱体的位置。环行齿轮被闩到箱体内。间隙调整器通常在环行齿轮的中线被测量。调整器也影响差速齿轮运送者的预载。 2 曾加或者把填隙用木片从传动装置移开，位置垫片 用来适应传动装置的位 置。齿杆齿轮调整器通常被有关轮轴中心线和环行齿轮测量。 如果调整器被需要。关于调整程序和规格参照车辆服务数据。 转动齿杆齿轮的深度 尺寸和调节齿杆齿轮深度是用来判别不同的合适操作。齿杆齿轮调节器调节齿杆齿轮延伸入差速齿轮运送者的深度。这个调整器影响转动齿杆齿轮和环行齿轮牙齿网孔。一个调整的错误能造成相当多的噪音和齿轮的穿戴问题。 转动齿杆齿轮深度是用垫片来调整的。那个存在的齿杆位置垫片被做为一个基准线使用。测量器被 相关与轮轴中心线和环行齿轮所制造。增加垫片，减少垫片，或者取代垫片用一个不同的厚度来调节到那个 恰当的转动齿杆厚度。增加垫片来移动转动齿杆靠近那个轮轴中心线。 一个新的环行和转动齿杆齿轮组可能在齿杆齿轮上的蚀刻数字上调节见表 3字被一千分之一英寸或毫米描绘。其中一个数字位于“ +”和“ ”之间。这个数字为了用一个齿杆深度距决定齿杆深度来调整垫片很必要。 当重建一差速齿轮，它很重要的仔细冲掉那个差速齿轮箱。 轴承管和全部的磨损部分，微小粒子将为快速地损害或对新的部分导致穿戴。 取代转动齿杆齿轮密封垫 转动齿杆密封垫位于支承座前面，当取代它，齿杆支承座举止预载不能改变。 更换转动齿杆密封圈一个典型的程序 是： 1 适当地升起并且支持车辆 2 在驱动轴和轨或齿杆法兰盘上放置或者制造索引标志 3 将驱动轴从齿杆法兰盘上分离出来从不传输输出挤拉滑轨。 4 支持驱动轴的后面 5 制造齿杆法兰盘齿杆轴和齿杆预载调整器的位置。 6 除去齿杆预载调整器，垫圈，齿杆边缘和印章。 7 检查 在齿杆边缘上的密封圈的表面，如果边面有沟或损坏就安装一个新的齿杆法兰盘。 8 移除任一运送孔的毛口 9 润滑新的密封垫并且把它安装在运送孔里面 10 在齿杆法兰盘和齿杆轴上排列标记。并且安装新的齿杆法兰盘。 11 润滑齿杆调整器的垫圈边，并且对索引标记勒紧。 12 用手替换转动齿杆齿轮来放在 支承座上 13 用一个转力矩板钳测量齿杆预载 14 当做需要勒紧齿杆预载为适当的程序和详述获得对车辆服务数据的正确预载。 齿轮轴的服务 轮轴传动转力矩来自后面轮子的差速齿轮。常规的后齿轮轴是部件中的一个碎片。最后的内部轮轴是用花键连接的。键槽的撮合用不同的边齿轮的花键连接。外面最后的轮轴是一个机械装置的边面。这个表面也接受一个受压力的支承座或者作为里面支承座为外面后齿轮支承座服务。一个行使的轮子的边缘被展开在轮轴的外部最后的齿轮上面。边缘可能也有轮子被展开螺钉或者开孔来接受轮子。 查并代替运行小齿轮螺钉 ： 1 关于规格和特别的程序参照车辆服务数据 2 依照检查并且更换适当的服务数据的转动轮轴螺钉的所有程序 3 检查每个轮子螺钉寻找松动，损坏的螺纹和其他的损坏。然后为需要被代替的螺钉做标记。 4 如果轮轴离开车辆，把轮轴边缘放入柄轴压力车轮螺钉上面和支持边缘涌出。 5 如果轮轴 在车辆上面，用合理的 压力在车辆的螺钉上面，螺钉压在齿轮边缘的内部 6 每次出自轮轴边缘的背部压轮子螺钉。 7 把三或四个垫圈放在轮子螺钉上，并且穿线于螺钉与对面垫圈的平坦边上。 8 使用一个棘轮勒紧每个螺钉，知道新的螺钉对抗轮轴边缘的 内部表面坐着流溢 轮轴问题最 通常征兆是用刻度盘测量的。测量边缘和轮轴桥以一个刻度盘指示器实现也是扭转调查轮轴桥的内部结束。 齿轮边缘最终实现是由齿轮支承座或者部件长度决定的。在任一箱体的最终实现是不可调整的 。齿轮边缘或者支承座被取代如果他们坏了或者不是用详细说明的 移动轮轴边缘 后面轮轴边缘适当地被一个外部的支承座护圈碟子或 差速齿轮箱。 轮轴移动可能需要移动： 刹车鼓 刹车卡钳和转子 刹车线 刹车后碟 可移去的差速齿轮运送者轮轴有压力在外部的支承座上 它适当的被外部支承座护圈碟子所拿着，它保留从滑的护圈碟子螺钉在 轨管道的末端，车轴的内段连接到差速齿轮的旁边齿轮。可移动的护圈碟子允许轴滑到管道外面。差速齿轮运送者后轮轴适当的被 修剪所或 除去一个整体的差速齿轮运送轴承： 1 清洗轨管道的内罩 2 排泄润滑剂并且去处内罩 3 去除蜘蛛小齿轮末端轴锁紧螺钉和蜘蛛末端轴 4 推挤在轮轴边缘 5 从在车轴的内端的凹线去除 6 从箱体内来轴边缘 轨轴承油膏封印位于轴管道的外面末端当去除或安装车轴边缘，不允许在轴的内端的多槽轴损坏油封圈 服务的轴承 轴承是任一配合在轨或登上最后箱子的。 压配合 轴 承使用一块外在护圈碟拿着轨，并且轴承组件到位，压配合轴承在轨时可以被手转动，任何一种明显的箱子不平整的损伤是轴承替换的起因。当轴承在轨管道上，这个可能用个设计边缘来护垫齿轮边缘。这些轴承不可能被转动，但为了实力检查更容易接近。 使用一个滑锤子和轴承撤除工具从轨轴承封印的轴承移动。看见 轴承的任何标记佩带或计分是轴承替代的原因。要求轴承替代的轴承穿戴的二种类型是： 剥落 哪个是剥落或种植轴承金属。 用盐水浸泡，那些是凹入所造成的冲击负荷。使用锤子和适当的安装工 具或驱动程序，安装轴承和一个新的密封圈润滑新的密封圈嘴唇防止由它损伤转动的轨。参见适当的做法和规格的车服务信息。 传动轴通过一个轨螺钉的中心的凹陷残余部分。 轴轩在一个车轮冲头上，并且滑到那个差速齿轮的边齿轮上。可运行的轴边缘暴露一个大的垫圈和锁圈。当秃顶被移开，整个后轮插孔 ，并且两轴承脱去作为一个汇编。这称为一个全浮动的轨 一个垫圈或者 O 型把运行轴边缘密封在冲头的外面。如果轨被取代。外面的箱子必须逐处冲头用一个方式和锤子或者一个汽锤也能取代。一个油膏封印位于插孔里面。 当等上空心残余部分轨时，必须用垫圈调 整负担预压。商量车辆服务信息为了最终实现的详述。一个新的垫圈或者应该安装 0型环在转动齿轮和插孔之间防止漏油。这个轨安排用于有些卡车和越野通用车辆。 第二部分知识点 1 什么是后隙？ 2 什么工具是被用于测量预压 ? 3 什么能影响停顿联络在后隙上？ 4 什么能调整齿轮与样式和后隙的联系 /? 5 什么能拿着后轮轴到位？ 6 什么是要求轴承替代的二个类型穿戴？ 运行线震动能引起轴承并且一齿轮连起失败 驱动轴运转转力矩到差速齿轮上 驱动轴可能是一或二上下两件工程并且可能使用持续的速度或全体的组件却决于应用 全体的组件可能是单一万向接 头或双万向接头设计 差速齿轮透过齿轮变化增加转力矩并且分配对驱动轮的转力矩。 差速齿轮的调整器是敏感的。垫片和螺纹套或套管允许技术来适应成分 。为了精确的队列和成墨的操作。受限滑程差速齿轮限制多个于能转换成相关的车轴承连接差速齿轮到后抡上。 什么是两片运行轴的优点？ 2 运行轴的运行在那里测量 ? 3 解释你怎样才能排除较小的运行轴不平衡和震动在没有专门仪器的情况下？ 4 在运行小齿轮和环行齿轮上双曲面齿轮牙齿的优点是什么 ? 5 在一次转换中，在一个标准差速齿轮上的蜘蛛小齿轮的作用是什么？ 6 什 么运行轴问题可能导致噪音当车辆走曲线的时候？ 7 什么工具是用来侧预载的 / 5数字意味着什么？ 9当检查全体的组件 时，锈 颜色灰尘指示什么 ? 注意到做标记的复合物展现出在中间齿轮表面边上，你将怎样修补它 ? 顾客们经常问一些“好奇心强烈“的问题 汽车技术人员们必须合理的解答顾客们是这些好奇的问题。有的问题可能是：差速齿轮是如何工作的？三种一般层次的感觉将会帮助你把技术材料“翻译“成日常语言。第一步是去了解你的材料。你应 该是个专家了解你专业的所有知识，谈吐像一个专家，虽然通过一个很短的时间，你可以让顾客树立起信心。 第二部是选择顾客们了解的词汇。用一些简单的定义用顾客们所熟悉的事物来解释给他们听 。第三步是通过视觉。一个视觉图像可以是你想说的素面或者是一个表格。你想从服务信息中说明的 。视觉经常可以帮助顾客们更容易的理解这些技术信息。 注意 1 把纸沿着比较长的一边对折。在左手边画个圆柱，“专业术语“在右手边画个圆柱“简化语” 2 写一个对机能区别的专业解释，它的操作。它故障的外部表现然后写写简单的解释。 3 在纸的底部写下你想说明的简 述 4 把你的解释给那些不是自动化专业的人看，问那些“顾客”是否看的懂这些简述 5 作一些必要的解释来说明你对于差速齿轮的选择。 南 通 大 学 毕业设计（论文）任务书 题目： 集成电路塑封自动上料机 机架部件 设计及性能试验 学生姓名 王 金 权 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 机 03（ 5） 学 号 0341137W 起讫日期 2007年 3月 31 日 月 20日 指导教师 姚兴田 职称 副教授 发任务书日期 2007 年 3 月 31 日 课题的内容和要求 （研究内容、研究目标和解决的关键问题） 研究内容： 本课题结合纵向科研项目“集成电路塑封自动上料机研制”研究需要，进行集成电路芯片塑料封装自动上料系统的机架部件设计及性能试验。自动上料系统主要有料片传送部件、料片自动排片部件、工控机系统及传感检测系统等组成。 研究目标： （ 1）提高学生综合运用多学科的理论、知识和技能进行系统设计的能力； （ 2）使学生掌握工程设计的程序、方法，提高工程设计计算、图纸绘制、实验研究 及分析解决工程实际问题的能力； （ 3）培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，树立正确的工程意识。 关键问题： （ 1）上料机机架部件结构设计； （ 2）上料机系统部分性能试验。 课题的研究方法和技术路线 查阅相关技术资料确定课题总体技术方案上料机机架部件结构设计 上料机系统部分性能试验。 基础条件 学生具备机械设计、传感检测技术、电气控制技术、机电一体化系统设计等知识。 课题组已在手工 上料机械的基础上开展了有关前期预研工作。 拥有相关技术资料。 参考文献 1、 俞忠钰 展我国半导体封装业 J. 电子工业专用设备 ,2005,128:1、 高尚通 . 跨世纪的微电子封装 J. 半导体情报 ,2000,37(6):1、张蜀平 ,郑宏宇 . 电子封装的新发展 J， 2004， 4（ 1） :3、 . 1995,40:147、 A of . 997(9):54 、 of 98. 1998:67、张建萍 . J. 电子 工业专用设备 ,2001,30(4):41、 杨恩江 . 环境与静电对集成电路封装过程的影响 J. 电子电路与贴装 ,2004,(3):53、 刘延杰 ,孙立宁 ,孟庆鑫 ,祝宇虹 ,刘新宇 . 面向芯片封装的新型高速高精度平面定位机构研究 J. 工具技术 ,2005,39(5):190、张伟锋 标设备的自动上料技术分析 J. 电子工业专用设备，2004,118:55课题必须完成的任务 1、查阅相关文献 15 篇以上； 2、翻译英文资料 1 份； 3、撰写开题报告； 4、上料机机架 部件结构设计，画出装配图、零件图； 5、上料机系统部分性能试验，撰写试验报告； 6、撰写毕业设计说明书。 成果形式 1、毕业设计说明书（字数不少于 1 万字）； 2、英文翻译资料 1 份（字数不少于 5000 字符）； 3、图纸（不少于 2 张 图纸）； 4、毕业设计资料光盘。 进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 3 月 31 日 4 月 8 日 查阅资料，翻译英文文献，撰写开题报告 4 月 9 日 4 月 15 日 确定总体技术方案 4 月 16 日 5 月 13 日 上料机机架部件结构设计 5 月 14 日 6 月 3 日 上 料机系统部分性能试验 6 月 4 日 6 月 17 日 撰写毕业设计说明书 6 月 18 日 6 月 20 日 准备毕业设计答辩 教 研 室 审核意见 教研室主任签名： _ _年 _月 _日 学院意见 教学院长签名： _ _年 _月 _日 南通大学本科生毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 王金权 学 号 0341137W 专 业 机械工程及自动化 课题名称 集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验 阅读文献 情 况 国内文献 12 篇 开题日期 2007 年 4 月 9 日 国外文献 5 篇 开题地点 基 301（ W） 一、文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献） 课题研究的现状及发展趋势 集成电路（ 现代信息产业和信息社会的基础，是改造和提升我 国传统产业的核心技术1。近年来，我国集成电路产业发展迅猛，已成为国家经济发展的主要驱动力量之一。在构成集成电路产业的三大支柱 (之中， 年来，我国 份额；从某种意义上讲，我国集成电路产业是从 实证明这是一条符合我国国情的发展道路。目前，全球 我国集成电路产业的发展提供了一次难得的发展机遇 2。 当 人类进人一个新千年的时候，蓬勃发展的计算机、通讯、汽车电子和其它消费类系统对 高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便携式及低成本。 3。在迎接这一挑战中，世界的集成电路封装得到了空前的发展。随着集成电路的发展，芯片封装技术也一直追随着集成电路的发展而发展。一代集成电路就有相应一代的封装技术相配合 4。 集成电路封装技术的发展历史可划分为 3 个阶段 5第一阶段 (20 世纪 70 年代之前 )，以通孔插装型封装为主；典型的封装形式包括最初的金属圆形 ( )封装，以及后来的陶瓷双列直插封装 (陶瓷一玻璃双列直插封装 (塑料双列直插封装 (。第二阶段 (20 世纪80 年代以后 )，从通孔插装型封装向表面贴装型封装的转变。从平面两边引线型封装向平面四边引线型封装发展。表面贴装技术被称为电子封装领域的一场革命，得到迅猛发展。第三阶段 (20世纪 90 年代以后 )，集成电路发展进入超大规模集成电路时代，特征尺寸达到 要求集成电路封装向更高密度和更高速度方向发展。 目前，世界集成电路封装正在呈现下述快速发展趋势：（ 1）为适应超大规模集成电路向着高 密度、高 I O 数方向的发展需求， 装正在从四边引线封装形式 (向球栅阵列封装形式 (转变，信号传输由微型焊球代替传统的金属丝引线，信号输出由平面阵列方式代替传统的四边引线方式。这是由两边引线向四边引线、由通孔插装向表面贴装为代表的第二次 装的革命性技术变革后的第三次技术变革。（ 2）为适应快速增长的以手机、笔记本电脑、平板显示等为代表的便携式电子产品的需求， 装正在向着微型化、薄型化、不对称化、低成本化方向发展。（ 3）为适应人们日益高 涨的绿色环保要求，集成电路封装正在向着无铅化、无溴阻燃化、无毒低毒化方向快速发展，这对传统的 装及其封装材料提出了严峻的挑战。 全球集成电路封装正在按照既定的规律，蓬勃地向前发展，呈现出 8 个发展方向：（ 1）向着高密度、多 I O 数方向发展；（ 2 ）向着提高表面贴装密度方向发展；（ 3）向着高频、大功率方向发展；（ 4）向着薄型化、微型化、不对称化、低成本化方向发展；（ 5）从单芯片封装向多芯片封装发展；（ 6）从两维平面封装向三维立体封装方向发展；（ 7）向着系统封装 (方向发展；（ 8）向着绿色环保化方向发 展。 随着电子工业和集成电路产业的迅猛发展，使集成电路封装业的市场规模越来越大，对集成电路封装设备的自动化程度和技术含量也提出了更高的要求 11。另外半导体集成电路在封装过程中，环境因素和静电因素对 12。随着 染控制、环境保护和静电防护技术就越来越影响或制约微电子技术的发展。因此，在集成电路生产、封装中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。为了解决这些问题，除了通过严格和苛刻的净化 、管理生产车间，在 重要的还是尽可能的减少人为因素对生产过程的影响，用自动化设备代替人力在生产过程中的参与。这样既可减少环境对集成电路生产封装的影响，又可提高生产效率。而 芯片封装是 导体制造工艺的快速进步和市场对微小芯片的急切需求，对芯片封装设备的定位精度和运动速度、加速度提出了极高的要求 13。 本课题研究的意义和价值 本课题主要进行集成电路芯片塑料封装自动上料系统 机架部件 的设计及性能试 验。研制自动上料系统，可代替手工上料，填补手工上料在集成电路芯片封装生产工艺上的不足。 就目前国内外关于集成电路封装的文献表明，技术水平上，尽管我国集成电路产业在近几年有了快速的发展，但在总体上与发达国家相比，还存在很大的差距 14。就半导体生产设备而言，主要还依靠进口，另外在国内封装生产线上 15。在市场方面，南通富士通、江苏 长电、四川乐山无线电公司等国内大型封装企业国内封装企业迅速发展，跨国半导体企业继续将封装测试基地转移到国内，专家预测今后几年中国集成电路市场将以每年 30%左右的增长速度增长，到 2009年市场规模将达到 9475亿元 16面对蓬勃发展的 对中国巨大的市场需求，本课题研制的集成电路塑封自动上料机将具有广阔的应用前景和市场价值。 参考文献 1 于燮康 先发展、努力做大做好半导体封装产业 J. 电子工业专用设备 ,2003,(107):42 范琳 . 微电子封装技术与聚合物封装材料的发展趋势 J. 新材料产业 , 2005, (8 ): 393 高尚通 . 跨世纪的微电子封装 J. 半导体情报 ,2000,37(6):14 梁红兵 追随 J2002:22 5 张蜀平 ,郑宏宇 . 电子封装的新发展 J， 2004， 4（ 1） :36 . 1995,40:1477 . 2000,23(2):918 A of . 997(9):549 . of 96. 1996:2010 of 98. 1998:611 张建萍 . J. 电子工业专用设备 ,2001,30(4):4112 杨恩江 . 环境与静电对集成电路封装过程的影响 J. 电子电路与贴装 ,2004,(3):5313 刘延杰 ,孙立宁 ,孟庆鑫 ,祝宇虹 ,刘新宇 J. 工具技术 ,2005,39(5):1914 关白玉 集成电路与专用设备发展状况 J造技术， 2004,29(3):5415 张伟锋 标设备的自动上料技术分析 J. 电子工业专用设备， 2004,118:5516 俞忠钰 J. 电子工业专用设备 ,2005,128:117 龙乐 电子与封装 J， 2003,3(9):6二、本课题的基本内容，预计解决的难题 基本内容 本课题结合纵向科研项目“集成电路塑封自动上料机研制”研究需要，进行集成电路芯片塑料封装自动上料系统的机架部件设计及性能试验。系统主要有料片传送部件、料片自动排片部件、工控机系统及传感检测系统等组成。 预计解决的难题 （ 1） 上料机机架部件结构设计 （ 2） 上料机系统部分性能试验 三、课题的研究方法、技术路线 查阅相关技术资 料确定课题总体设计方案上料机机架部件结构设计上料机系统部分性能试验。 四、研究工作条件和基础 课题组已在手工上料机械的基础上开展了有关前期预研工作 计算机 相关技术资料 五、计划进度 起讫日期 工作内容 3 月 31 日 4 月 8 日 查阅资料，翻译英文文献，撰写开题报告 4 月 9 日 4 月 15 日 确定总体设计方案 4 月 16 日 5 月 13 日 上料机机架部件结构设计 5 月 14 日 6 月 3 日 上料机系统部分性能试验 6 月 4 日 6 月 17 日 撰写毕业设计说明书 6 月 18 日 6 月 20 日 准备毕业设计答辩 指 导 教 师 评 语 导师签名： 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名： 年 月 日 学院 意见 通过开题（ ） 开题不通过（ ） 教学院长签名： 年 月 日 本 科 毕 业 设 计 题 目 集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验 作 者 ： 王金权 学科专业 ： 机械工程及自动化 指导教师 ： 姚兴田 完成日期 ： 2007 年 6 月 原 创 性 声 明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 本论文使用授权说明 本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。 （ 保密的论文在解密后应遵守此规定 ） 学生签名： 指导教师签名： 日期： 南通大学机械工程学院 2007 年 06 月 题目 ： 集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验 姓 名： 王金权 指导教师： 姚兴田 学科专业： 机械工程及自动化 南 通 大 学 毕 业 设 计（论文） 南通大学 毕业设计（论文） I 摘 要 本课题结合纵向科研项目“集成电路塑封自动上料机研制”研究需要，首先进行了课题总体技术方案设计，然后进行了集成电路芯片塑料封装自动上料系统的机架部件结构设计及性能试验方案的拟定。自动上料系统的研制实现了集成电路塑封的自动化，该系统适用于 系列集成电路芯片的塑封生产，可显著提高生产效率及产品质量。自动上料系统主要由料片传送部件、料片自动排片部件、工控机系统、传感检测系统及上料机机架部件等组成。 上料机机架部件采用钣金结构制造，结构简单 且 使用方便。 上料机机架部 件作为上料机一个重要的基础结构 部件，起到支撑工作台、 安装和保护电子设备内部各种电路单元、电气元器件等重要元件的作用。 关键词 ： 集成电路，塑封，上料，自动化，机架部件 南通大学毕业设计（论文） on of C on An of be to OP O be of so of is to as an of it a in of 南通大学毕业设计（论文） 录 摘 要 . I . 一章 绪 论 . 1 题研究的现状及发展趋势 . 1 题研究的基本内容 . 2 题研究的意义和价值 . 2 第二章 集 成电路封装概述 . 4 成电路 . 4 念 . 4 型 . 4 成电路在我国的发展状况 . 5 成电路 封装 . 5 装的发展 . 5 料封装 . 7 境因素对封装的影响 . 7 装设备 . 9 成电路芯片塑料封装设备 . 9 内外集成电路塑封设备的概况 . 10 电一体化系统（产品）的设计 . 10 第三章 上料机系统设计 . 12 统总体设计 . 12 南通大学毕业设计（论文） 集成电路塑封上料的技术要求及其指标 . 12 统组成及工作过程 . 12 统特点 . 14 料机机架部件结构设计 . 14 架部件设计准则 . 14 架部件结构设计 . 15 能试验方案拟定 . 17 第四章 结论与展望 . 20 参考文献 . 21 致 谢 . 22 南通大学毕业设计（论文） 1 第一章 绪 论 题研究的现状及发展趋势 集成电路（ 现代信息产业和信息社会的基础，是改造和提升我国传统产业的核心技术。近年来，我 国集成电路产业发展迅猛，已成为国家经济发展的主要驱动力量之一。在构成集成电路产业的三大支柱 (之中， 年来，我国 0%的份额；从某种意义上讲，我国集成电路产业是从 实证明这是一条符合我国国情的发展道路。目前，全球 我国集成电路产业的发展提供了一次难得的发展机遇。 当人类进人一个新千年的时候，蓬勃发展的计算机、 通讯、汽车电子和其它消费类系统对 高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便携式及低成本。 迎接这一挑战中，世界的集成电路封装得到了空前的发展。随着集成电路的发展，芯片封装技术也一直追随着集成电路的发展而发展。一代集成电路就有相应一代的封装技术相配合。 集成电路封装技术的发展历史可划分为 3 个阶段。第一阶段 (2 0 世纪 7 0 年代之前 )，以通孔插装型封装为主；典型的封装形式包括最初的金属圆形 (T O 型 )封装，以及后来的陶瓷双列直插封装 (C D I P)、陶瓷 一玻璃双列直插封装 (C e r D I P)和塑料双列直插封装 (P D I P)等。第二阶段 (2 0 世纪 8 0 年代以后 )，从通孔插装型封装向表面贴装型封装的转变。从平面两边引线型封装向平面四边引线型封装发展。表面贴装技术被称为电子封装领域的一场革命，得到迅猛发展。第三阶段 (2 0 世纪 9 0 年代以后 )，集成电路发展进入超大规模集成电路时代，特征尺寸达到 要求集成电路封装向更高密度和更高速度方向发展。 目前，世界集成电路封装正在呈现下述快速发展趋势：（ 1）为适应超大规模集成电路向着 高密度、高 I O 数方向的发展需求， 装正在从四边引线封装形式 (Q F P T Q F P )向球栅阵列封装形式 (B G A C S P )转变，信号传输由微型焊球代替传统的金属丝引线，信号输出由平面阵列方式代替传统的四边引线方式。这是由两边引线向四边引线、由通孔插装向表面贴装为代表的第二次 装的革命性技术变革后的第三次技术变革。（ 2）为适应快速增长的以手机、笔记本电脑、平板显示等为代表的便携式电子产品的需求， 文） 2 封装正在向着微型化、薄型化、不对称化、低成本化方向发展。（ 3）为适应人们日益高涨的绿色环 保要求，集成电路封装正在向着无铅化、无溴阻燃化、无毒低毒化方向快速发展，这对传统的 装及其封装材料提出了严峻的挑战。 全球集成电路封装正在按照既定的规律，蓬勃地向前发展，呈现出 8 个发展方向：（ 1）向着高密度、多 I O 数方向发展；（ 2 ）向着提高表面贴装密度方向发展；（ 3）向着高频、大功率方向发展；（ 4）向着薄型化、微型化、不对称化、低成本化方向发展；（ 5）从单芯片封装向多芯片封装发展；（ 6）从两维平面封装向三维立体封装方向发展；（ 7）向着系统封装 (S l P )方向发展；（ 8）向着绿色环保化方向发展。 题研究的基本内容 本课题结合纵向科研项目“集成电路塑封自动上料机研制”研究需要，首先进行了 课题总体技术方案设计，然后 进行集成电路芯片塑料封装自动上料系统的机架部件结构设计及性能试验方案的拟定。系统主要有料片传送部件、料片自动排片部件、工控机系统及传感检测系统等组成。 为实现集成电路芯片塑封的自动化，设计了自动上料系统。该系统采用多运动同步控制技术实现料片传送、料片排放及料片预热的自动控制；采用大导程滚珠丝杆副和高分辨率伺服系统保证机械手的快速精确定位；采用柔性流道结构，适应不同规格集成电路料片的自动上料； 并基于 发了专用工控软件。该系统适用于 O 等系列集成电路芯片的塑封生产，可显著提高生产效率及产品质量。 基本研究设计内容包括： （ 1）课题总体技术方案设计； （ 2）上料机机架部件结构设计； （ 3）上料机系统部分性能试验。 题研究的意义和价值 随着电子工业和集成电路产业的迅猛发展，使集成电路封装业的市场规模越来越大，对集成电路封装设备的自动化程度和技术含量也提出了更高的要求。另外半导体集成电路在封装过程中，环境因素和静电因素对 装方面的影响较大。随着 集 成度和复杂性越来越高，污染控制、环境保护和静电防护技术就越来越影响或制约微电子技术的发展。因此，在集成电路生产、封装中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。为了解决这些问题，除了通过严格和苛刻的净化、管理生产车间，在 加工生产和封装过程中建立起静电防南通大学毕业设计（论文） 3 护系统等措施外，最重要的还是尽可能的减少人为因素对生产过程的影响，用自动化设备代替人力在生产过程中的参与。这样既可减少环境对集成电路生产封装的影响，又可提高生产效率。而 芯片封装是 造过 程中影响微电子产品的生产效率和性能质量的关键环节之一。半导体制造工艺的快速进步和市场对微小芯片的急切需求，对芯片封装设备的定位精度和运动速度、加速度提出了极高的要求。 本课题主要进行集成电路芯片塑料封装自动上料系统的设计及性能试验。研制集成电路芯片塑料封装自动上料系统，可代替手工上料，填补手工上料在集成电路芯片封装生产工艺上的不足。 就目前国内外关于集成电路封装的文献表明，技术水平上，尽管我国集成电路产业在近几年有了快速的发展，但在总体上与发达国家相比，还存在很大的差距。就半导体生产设备而言，主要还依靠进口， 另外在国内封装生产线上 装设备的自动化程度参差不齐。在市场方面，南通富士通、江苏长电、四川乐山无线电公司等国内大型封装企业国内封装企业迅速发展，跨国半导体企业继续将封装测试基地转移到国内，专家预测今后几年中国集成电路市场将以每年 30%左右的增长速度增长，到 2009 年市场规模将达到 9475 亿元。面对蓬勃发展的 装业，面对中国巨大的市场需求，本课题研制的集成电路塑封自动上料机将具有广阔的应用前景和市场价值。 南通大学毕业设计（论文） 4 第二章 集成电路封装概述 成电路 概念 集成电路（ 通常简称 ,又称为集成电路。是指将很多微电子器件集成在芯片上的一种高级微电子器件。通常使用硅为基础材料，在上面通过扩散或渗透技术形成 型半导体及 P 成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。 类型 （ 1）按功能结构分类 集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。 模拟集 成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如 （ 2）按制作工艺分类 集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。 膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。 （ 3）按集成度高低分类 集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。它是以内含 晶体管等电子组件的数量来分类。 小型集成电路 )，晶体管数 10 100 中型集成电路 )，晶体管数 100 1,000 大规模集成电路 )，晶体管数 1,000 10,0000 超大规模集成电路 )，晶体管数 100,000 （ 4）按导电类型不同分类 集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。 双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有 通大学毕业设计（论文） 5 极型集成电路的制作工艺简 单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有 （ 5）按用途分类 集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 集成电路 在我国的发展状况 现代发达国家经济发展的重要支柱之一 集成电路 (以下称 业发展十分迅速。 自从 1958年世界上第一块 别 是近 20年来，几乎每隔 2 3年就有一代产品问世，至目前，产品以由初期的小规模 C。 集成电路是现代信息产业和信息社会的基础，是改造和提升我国传统产业的核心技术。 近年来，我国集成电路产业发展迅猛，已成为国家经济发展的主要驱动力量之一。在构成集成电路产业的三大支柱（ 集成电路设计、集成电路制造和集成电路封装）之中，集成电路封装在推进我国集成电路产业快速发展过程中起到了重要的作用；多年来，我国集成电路封装的销售额在国家整个集成电路产业中一直占有 7 0 % 的份额；从某种意义上讲，我国集成电 路产业是从集成电路封装开始起家的，事实证明这是一条符合我国国情的发展道路。目前，全球集成电路封装技术已经进入第三次革命性的变革时期，对我国集成电路产业的发展提供了一次难得的发展机遇。 集成电路作为信息产业的基础和高新技术产业的核心，已被列为国家重点发展的领域。尤其是国务院 18号文的颁布实施，为我国半导体 (集成电路、分立器件 )的封装产业创造了良好的政策环境。我们又迎来了封装产业大发展的大好时机。 集成电路 封装 封装的发展 集成电路封装技术的发展历史可划分为 3 个阶段。 第一阶段（ 2 0 世纪 7 0 年代之前），以通孔插装型封装为主；典型的封装形式包括最初的金属圆形 ( T O 型 ) 封装，以及后来的陶瓷双列直插封装 ( C D I P ) 、陶瓷 - 玻璃双列直插封装 ( C e r D I P ) 和塑料双列直插封装 ( P D I P ) 等；其中的 P D I P ，由于其性能优良、成本低廉，同时又适于大批量生产而成为这一阶段的主流产品。 第二阶段（ 2 0 世纪 8 0 年代以后），从通孔插装型封装向表面贴装型封装的转变，南通大学毕业设计（论文） 6 从平面两边引线型封装向平面四边引线型封装发展。表面贴装技术被称为电子封装领域 的一场革命，得到迅猛发展。与之相适应，一些适应表面贴装技术的封装形式，如塑料有引线片式载体（ P L C C）、塑料四边引线扁平封装（ P Q F P）、塑料小外形封装（ P S O P）以及无引线四边扁平封装（ P Q F N）等封装形式应运而生，迅速发展。其中的 P Q F P，由于密度高、引线节距小、成本低并适于表面安装，成为这一时期的主导产品。 第三阶段（ 2 0 世纪 9 0 年代以后），集成电路发展进入超大规模集成电路时代，特征尺寸达到 求集成电路封装向更高密度和更高速度方向 发展。因此，集成电路封装的引线方式从平面四边引线型向平面球栅阵列型封装发展，引线技术从金属引线向微型焊球方向发展。在此背景下，焊球阵列封装（ B G A ）获得迅猛发展，并成为主流产品。 B G A 按封装基板不同可分为塑料焊球阵列封装（ P B G A ），陶瓷焊球阵列封装（ C B G A ），载带焊球阵列封装（ T B G A ），带散热器焊球阵列封装 ( E B G A )，以及倒装芯片焊球阵列封装（ F C - B G A ）等。为适应手机、笔记本电脑等便携式电子产品小、轻、薄、低成本等需求，在 B G A 的基 础上又发展了芯片级封装（ C S P ）； C S P 又包括引线框架型 C S P 、柔性插入板 C S P 、刚性插入板 C S P 、圆片级 C S P 等各种形式，目前处于快速发展阶段。同时，多芯片组件（ M C M）和系统封装（ S i P ）也在蓬勃发展，这可能孕育着电子封装的下一场革命性变革。 M C M 按照基板材料的不同分为多层陶瓷基板 M C M（ M C M - C）、多层薄膜基板 M C M（ M C M - D）、多层印制板 M C M - L）和厚薄膜混合基板 ）等多种形式。 S i P 是为整机系统小型化的需要，提高集成电路功能和密度而发展起来的。 S I P 使用成熟的组装和互连技术，把各种集成电路如 C M O G a A S i G e 电路或者光电子器件、 M E M S 器件以及各类无源元件如电阻、电容、电感等集成到一个封装体内，实现整机系统的功能。 目前，全球集成电路封装正在按照既定的规律蓬勃地向前发展，呈现出 8个发展方向： （ 1） 向着高密度、多 I / O 数方向发展； （ 2） 向着提高表面贴装密度方向发展； （ 3） 向着高频、大功率方向发展； （ 4） 向着薄 型化、微型化、不对称化、低成本化方向发展； （ 5） 从单芯片封装向多芯片封装发展； （ 6） 从两维平面封装向三维立体封装方向发展； （ 7） 向着系统封装（ S I P ）方向发展； （ 8） 向着绿色环保化方向发展。 南通大学毕业设计（论文） 7 目前，世界集成电路封装正在呈现下述快速发展趋势： （ 1）为适应超大规模集成电路向着高密度、高 I Q F P T Q F P)向球栅阵列封装形式 (B G A C S P)转变，信号传输由微型焊球代替传统的金属丝引线，信号输出由平面阵列方式代替传统的四边引线 方式。这是由两边引线向四边引线、由通孔插装向表面贴装为代表的第二次 （ 2）为适应快速增长的以手机、笔记本电脑、平板显示等为代表的便携式电子产品的需求， 型化、不对称化、低成本化方向发展。 （ 3）为适应人们日益高涨的绿色环保要求，集成电路封装正在向着无铅化、无溴阻燃化、无毒低毒化方向快速发展，这对传统的 塑料封装 在集成电路产业链中，电路设计、芯片制造、封装测试等多业并举，相互依存。封装作为 集成电路生产中极为重要的后道工序。集成电路的封装成型工艺有金属封装、陶瓷封装、玻璃封装和塑料封装。塑料封装（简称塑封）就是用塑封料把支撑集成电路芯片的引线框架、集成电路芯片和键合引线包封起来，从而在裸露的集成电路芯片外表面形成塑封体，保护芯片免受机械应力热应力、湿气、有害气体及外部环境的影响，保证集成电路最大限度地发挥其电学特性。金属陶瓷玻璃封装具有良好的气密性，是早期主要的封装成型工艺。上世纪 60年代塑料封装的出现改变了集成电路封装成型工艺的现状，由于塑料封装制造成本只有同类其他封装的 1/31/10，同 时上世纪 80年代后，高纯度、低应力的塑封材料，高质量的芯片钝化、芯片粘接、内涂覆材料、引线键合、加速筛选工艺及自动模制等新材料、新工艺、新技术有了长足的进步，使得塑封集成电路的可靠性逐步赶上金属封装和陶瓷封装，因此塑料封装成了目前集成电路的主流封装成型工艺，塑封集成电路的市场占有率达到 90%以上。 塑封操作过程为：首先，将引线框架、集成电路芯片和键合引线构成的料片配置在加热的塑封模下模内；然后合模，在压机上将塑封料注入模具并固化；最后，卸模，将流道塑封料与料片分离。料片置入塑封模的过程成为上料，上料是极其重 要的一个工序。上料的位置精度决定芯片在塑封体内的位置，上料的时间影响塑封的生产效率，特别是在上料过程中要避免人手的直接接触，否则易造成芯片污染，影响成品的电学特性，同时易引起键合引线变形，甚至折断，影响成品合格率。 环境因素对封装的影响 南通大学毕业设计（论文） 8 随着集成电路的集成度和复杂性越来越高，污染控制、环境保护和静电防护技术就越来越影 响或制约微电子技术的发展。同时，随着我国国民经济的持续稳定增长和生产技术的不断创新发展，生产工艺对生产环境的要求越来越高。大规模和超大规模 要求，不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度，还需要对静电防护引起足够的重视。 在半导体集成电路生产中，封装形式由早期的金属封装或陶瓷封装逐渐向塑料封装方向发展。塑料封装业随着 中国半导体信息网对我国国内 28家重点 2001年那年就为 中 95 以上的 所周知，封装业属于整个 该过程中，对于塑封 合 C，主要有晶圆减薄 (磨片 )、晶圆切割 (划片 )、上芯 (粘片 )、压焊 (键合 )、 封装 (包封 )、前固化、电镀、打印、后固化、切筋、装管、封后测试等等工序。各工序对不同的工艺环境都有不同的要求。工艺环境因素主要包括空气洁净度、高纯水、压缩空气、二氧化碳气体、氮气、温度、湿度等等。对于减薄、划片、上芯、前固化、压焊、包封等工序原则上要求必须在超净厂房内设立，因在以上各工序中， 芯粒始终裸露在外，直到包封工序后，芯粒才被环氧树脂包裹起来。这样，包封以后不仅能对 且对整个芯片的各种参数、性能及质量都起着根本的保持作用。在以上各工序中，哪个环节或因素不合要求都将造成芯粒的报废，所以说，净化区内工序对环境诸因素要求比较严格和苛刻。 主要环境的影响因素： （ 1）空调系统中洁净度的影响 对于净化空调系统来讲，空气调节区域的洁净度是最重要的技术参数之一。洁净厂房的洁净级别常以单位体积的空气中最大允许的颗粒数即粒子计数浓度来衡量。对 化区内的各工序的洁净度至少必须达到 （ 2）超纯水的影响 括 大多数工序都需要超纯水进行清洗，晶圆及工件与水直接接触，在封装过程中的减薄工序和划片工序，更是离不开超纯水，一方面晶圆在减薄和划片过程中的硅粉杂质得到洗净，而另一方面纯水中的微量杂质又可能使芯粒再污染，这毫无疑问将对封装后的 半导体制造工艺中，大约有 80 以上的工艺直接或间接与超纯水，并且大约有一半以上工序，硅片与水接触后，紧接着就进人高温过程，若此时水中含有杂质就会进人硅片而导致 品率降低。确切一点说，南通大学毕业设计（论文） 9 向生产线提供稳定优质的超纯水将涉及到企业的成本问题。 （ 3）纯 气的影响 在 纯的气体可作为保护气、置换气、运载气、反应气等，为保证芯片加工与封装的成品率和可靠性，其中一个重要的环节，就是严格控制加工过程中所用气体的纯度。所谓“高纯”或“超纯”也不是无休止的要求纯而又纯，而是指把危害 品率和可靠性的有害杂质及尘粒必须减少到一定值以下。 （ 4）温、湿度的影响 温、湿度在 乎每个工序都与它们有密不可分的关系，温、湿度对 （ 5）静电因素对 静电产生的原因是随处可见的。比 如人体静电，空气调节和空气净化引起的静电，运送半成品和 都是静电起电的因素。在科技飞速发展和工业生产高度自动化的今天，静电在工业生产中的危害已是显而易见的，它可以造成各种障碍，限制自动化水平的提高和影响产品质量。 （ 6）其它因素的影响 诸如压差因素、微振因素、噪声因素等对 环境诸多因素和静电因素始终对 也是 电子半导体 势必要求我们在环境与静 电方面紧紧跟上 之不要成为制约 脚石”。 装设备 成电路芯片塑料封装设备 随着电子工业和集成电路产业的迅猛发展，使集成电路封装业的市场规模越来越大，对集成电路封装设备的自动化程度和技术含量也提出了更高的要求。集成电路塑封自动上料机是 着器件设计水平和生产制造技术的飞速发展，尤其是封装工艺的日新月异，要求封装设备具有比以往更高的精度、速度、可靠性。 集成电路芯片封装是集成电路制造过程中影响微电子产品的生产效率和性 能质量的关键环节之一。半导体制造工艺的快速进步和市场对微小芯片的急切需求，对芯片封装设备的定位精度和运动速度、加速度提出了极高的要求。然而，精度与速度的提高是相互矛盾的。运动速度、加速度的提高，使得机构的惯性力增大，惯性力变化的频率也随之加大，南通大学毕业设计（论文） 10 系统易于产生弹性变形和振动现象，既破坏机构的运动精度，又影响构件的疲劳强度，并加剧运动副中的磨损。高精度定位希望机构运动平缓，而高生产率又希望系统高速往复运动并高速启停。 集成电路塑封自动上料机是一种典型的芯片塑封设备。目前大多数先进的塑封自动上料机采用先进的多运动同 步控制技术，实现料片的传送；采用大导程滚珠丝杠副实现机械手的快速定位，同时采用高分辨率伺服系统保证机械手定位的精确性；采用柔性的流道结构，适应不同规格集成电路料片的传输，调整方便；采用先进的多传感融合技术，系统控制安全可靠；基于 作系统的软件设计，人机交互友好。 国内外集成电路塑封设备的概况 目前，国外集成电路塑封设备的主流技术采用全自动上料，将上料装置与压机集成在一起，形成高度自动化设备，它涉及到精密机械、自动控制、精密光学、计算机应用、气动技术、系统工程学等诸多学科领域。该技 术领域中，美国、日本、德国、韩国、新加坡及台湾占据了统治地位。如，德国的 司和日本 司生产的塑封压机，从上料、塑封到卸模实现全自动化，其中的全自动化上料装置保证了塑封产品质量和生产效率。自动化、智能化、系统化多学科技术集成是集成电路塑封设备的主要发展趋势。 目前，国内集成电路塑封设备状况存在两种现象：（ 1）小型企业主要利用人工上料方法。人手接触集成电路料片，可能会引起引线框架和键合引线的折断；操作过程中还有可能造成芯片污染，影响成品集成电路的电学性能；人工摆放料片存在位置误差，从而影响塑封成 品的质量。因此，人工上料方法，质量不宜保证，而且效率较低，不能适应现代企业低成本大规模生产的需要。（ 2）大中型企业全套引进国外带自动上料功能的集成电路塑封压机，投资大，且技术受制于国外设备制造企业，当设备出现较大故障问题时，往往束手无策，必须依赖国外厂家技术服务，这势必会影响本企业的正常生产。 为此，立足国内，自主研发拥有自主知识产权的集成电路塑封上料设备，可在一定程度上降低成本，提高企业的竞争力，是国内集成电路封装企业的迫切需要，符合国家走自主发展道路的产业政策。 电一体化系统（产品）的设计 新 产品设计是一项复杂细致的工作，要提供性能好、质量高、成本低、有市场竞争力、受用户欢迎的新产品，必须有一套科学的工作程序和方法。新产品从提出任务到投放市场的全部程序要经过四个阶段：调查决策阶段；研究设计阶段；试制阶段；投产销售阶段。 机电一体化系统（产品）的设计流程如图 示。 南通大学毕业设计（论文） 11 （ 1）根据目的功能确定产品规格、性能指标。工作机的目的功能，不外乎是用来改变物质的形状、状态、位置尺寸和特性，归根到底必须实现一定的运动，并提供必要的动力。其基本性能指标主要是指实现运动的自由度数、轨迹、行程、精度、速度、动力、稳定性和自动化程度。 （ 2）系统功能部件、功能要素的划分。工作机必须具备适当的结构才能满足所需性能。要形成具体结构，应以各构成要素及要素之间的接口为基础划分功能部件或功能子系统。复杂机器的运动常由若干直线或回转运动组合而成，在控制上形成若干自由度。 （ 3）接口的设计。接口问题是各构成要素间的匹配问题。执行元件与运动机构之间通常是机械接口。 （ 4）综合评价（或整体评价）对机电一体化系统的综合评价主要是对其实现目的的功能的性能、结构进行评价。 （ 5）可靠性复查。机电一体化系统既可能产生电子电路故障、软件故障，又可 能产生机械故障，而且容易受到电噪音的干扰，因此，可靠性问题显得格外突出，也是用户最关心的问题之一。 （ 6）试制与调制。样机试制是检验产品设计的制造可行性的重要阶段，并通过样机调制来验证各项性能指标是否符合设计要求。 图 电一体化系统设计流程 南通大学毕业设计（论文） 12 第三章 上料机系统设计 统总体设计 成电路塑封上料的技术要求及其指标 适用于 系列不同规格集成电路芯片塑封的自动上料系统，主要作用是进行集成电路料片塑封前的自动上料排片和预热处理，同时进行塑封成型，实现上料、塑封到卸料的自动化。其主要性能指标为 : (1)循环时间： (2)定位精度 :3)温度设定 :1 (4)料片尺寸 :长度 150度 185)料盒尺寸 :长度 150度 246)排料架尺寸 :长度 700度 650 系统组成及工作过程 系统主要由料片传送部件、料片自动排片部件、工控机系统及传感检测系统等组成。图 料片传送部件的结构示意图，主要包括料片横向传送机构、料片推送结构、料 匣回收机构、料架升降机构、柔性料片流道及传送带等。图 料片自动排片部件结构示意图，主要包括抓取机械手及多工位预热架等。 图 片传送部件结构示意图 南通大学毕业设计（论文） 13 图 料片自动排片部件结构示意图 电动机 电动机 系统的工作过程包括： （ 1） 料片传送 用于塑封的料片预先由前道工序叠置于料匣内，本道工序首先从入料匣处导入一料匣，当料架位于顶部时将料匣推入料 架，然后由料片横向传送机构带动料架完成横向传送。在推料片工位处，通过气缸完成推料片动作，每次从料匣上推出一片料片，接着由步进电机驱动料架下降一片料片的距离，为下一个推料片动作做准备。推出的料片置于柔性料片流道上，由同步电机驱动传送带运动，将料片移动到等候排片工位，从而完成料片的纵向传送。 （ 2）自动排片 当排料架上没有排满料片时，即进行料片的自动排放工作。机械手首先在等候排片工位抓取料片并抬起一定高度，然后在两只伺服电机的驱动下进行 X、 Y 轴向的定位移动，并根据多工位预热架相应工位的方向在空中移动过程中，由第 三只伺服电机驱动进行轴旋转，调整料片排放方向。最后在相应排放工位，由气缸完成料片放置动作。 （ 3）料片预热 多工位预热架置于加热台上，当料片排放到预热架后，即根据热传递的原理进行料片的预热，预热温度的控制通过温度控制模块来实现。预热架 通过 4 个加热管进行加热，通南通大学毕业设计（论文） 14 过热电偶来实现温度检测。 统特点 该系统具有下列特点： （ 1）采用先进的多运动同步控制技术，实现横向传送料片、推送料片、回收料盒、纵向传送料片及矩阵式排片的协同工作。 （ 2）采用大导程滚珠丝杠副实现机械手的快速定位，同时采用高分辨率伺服系 统保证机械手定位的精确性； （ 3）采用柔性的流道结构，适应不同规格集成电路料片的传输，调整方便； （ 4）采用先进的多传感融合技术，系统控制安全可靠； （ 5）基于 工控软件设计，人机交互友好。 料机机架部件结构设计 机架部件是安装和保护电子设备内部各种电路单元、元器件及机械零部件的重要结构，对于消除各种复杂环境对设备的干扰，保证设备安全、稳定、可靠地工作，提高设备的使用效率、寿命，以及增强设备安装、维修的方便等起着非常重要的作用。上料机机架部件作为上料机一个重要的基础结构，其设 计也是整个上料机系统设计的重要内容之一。 (1)确保上料机技术指标的实现设计机架部件时，应根据上料机设备的使用环境，综合考虑设备内部的电磁干扰和热问题，以及外部的机械、电磁、电气和气候等因素的影响，以确保设备电性能的稳定性，并使机架部件具有足够的强度、刚度，以确保设备机电连接
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