專利名稱：方形扁平封裝外殼的切筋成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切筋成型模具，適用于方形扁平封裝外殼的雙邊一次性切筋成型。
背景技術(shù)：
方形扁平封裝的英文名稱是QFP，是Quard Flat Package的縮寫，這種封裝的特點(diǎn)是封裝主體為四方形，引線從封裝主體的四個(gè)側(cè)面引出，封裝主體的基材有陶瓷、金屬和塑料三種。經(jīng)由這種封裝得到的芯片外殼被稱為QFP型外殼，有的QFP型外殼還帶有四方形的絕緣筋板，引線末端釬焊于絕緣筋板上。絕緣筋板中主要包括陶瓷板和金屬框，陶瓷板起到絕緣作用，金屬框起到固定四邊的陶瓷板的作用，另外四個(gè)角上的金屬框都有測試工藝中的定位孔，可起到測試定位的作用。QFP型外殼引腳的共同特點(diǎn)是引線之間距離很近，管腳很細(xì)，這也使得QFP型外殼被廣泛運(yùn)用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。
常規(guī)的切筋成型設(shè)備一般分為切筋模具和成型模具兩部分，切筋和成型需獨(dú)立完成。切筋時(shí)一般采用自上而下的切筋方式，易造成引腳切面產(chǎn)生向下的毛刺，向下的毛刺與電路板接觸，會影響焊接效果。成型時(shí)，采用單邊沖壓成型的方式，引線正上方有壓頭，壓頭與上模成型刀具一同垂直下落，壓頭將引線頂部壓住，防止引線脫落，成型刀具繼續(xù)下降， 按下模成型刀具的形狀將水平的引線沖壓成型。此種模具成型時(shí)，會對引線過渡段形成較大的摩擦力，尤其對于QFP型外殼來說，引線很細(xì)，更易引起共面性差及引腳歪斜等問題， 影響引線的可靠性。成型后的引線過于彎折，會使引線在拐角處的強(qiáng)度減小，引線易在拐角處折斷。另外，此種成型模具一次只能完成單邊成型，不僅工作效率不高，而且會造成引線一致性差的問題，影響產(chǎn)品質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，使引線的質(zhì)量得到改善，避免模具對引線的過度摩擦，得到較為緩和的引線過渡段。不僅實(shí)現(xiàn)切筋、成型的雙邊一次性加工，同時(shí)還能消除毛刺所帶來的不利影響。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，包括上模連接柱、 上模壓塊、上模主體、切筋沖刀、下模主體和下模壓塊；上模連接柱的底端與上模壓塊固定連接，上模壓塊的另一端與上模主體固定連接；下模主體與下模壓塊固定連接；切筋沖刀鑲嵌于上模主體中，且在鉛垂方向平行分布，切筋沖刀末端突出于上模主體；在切筋沖刀之間的位置處開有上凹槽，用于防止上模主體在下降時(shí)壓損方形扁平封裝外殼的熱沉；所述上凹槽的外側(cè)且位于切筋沖刀之間的位置處有凸臺面，用于壓住引線引出端；下模主體上表面開有下凹槽，用于放置方形扁平封裝外殼；下凹槽兩側(cè)有對稱分布的沖刀槽，所述沖刀槽與切筋沖刀配合；上模主體自上而下降落，先由切筋沖刀切斷引線，再由上模主體的下表面和下模主體的上表面互相平行擠壓，實(shí)現(xiàn)引線的成型。
所述下模主體的上表面有模具定位柱，所述上模主體的下表面有與之配合的模具定位孔，模具定位柱的高大于模具定位孔的深度且二者的差值為引線直徑的長度。
所述下凹槽上有兩個(gè)圓柱形的外殼定位柱，外殼定位柱之間的距離為方形扁平封裝外殼的封裝主體的邊長，通過外殼定位柱的側(cè)面對方形扁平封裝外殼外殼進(jìn)行限位。
所述沖刀槽為上下通槽，所述下模壓塊內(nèi)部有空腔，空腔位置和大小與沖刀槽相對應(yīng)，使切筋后的引線廢料從沖刀槽漏出后，落入下模壓塊的空腔中，以便引線廢料的收集。
所述凸臺面與切筋沖刀所在的平面之間有第一過渡斜面，所述下模主體上有與第一過渡斜面配合的第二過渡斜面，第一過渡斜面與第二過渡斜面平行擠壓引線的過渡段。
所述上模主體、切筋沖刀和下模主體采用W18Cr4V為材料，并經(jīng)淬火處理制成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為
(1)本發(fā)明將傳統(tǒng)的單邊沖壓成型方式改為雙邊擠壓成型，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的上、下模主體形狀，有效避免了模具對引線的過度摩擦，并通過下模的模具定位柱來控制上、下模主體之間的距離，有效避免了模具對引線的過度擠壓；
(2)本發(fā)明通過在擠壓式的成型模具中加入切筋沖刀，使切筋和成型能在在同一工位上一次完成，不僅大大提高了工作效率，而且提高了引線的一致性；
(3)本發(fā)明采用反向切筋的思路，使得引線切面產(chǎn)生的的毛刺向上，避免了毛刺向下對焊接產(chǎn)生的不良影響；
(4)本發(fā)明采用定位槽和定位柱相結(jié)合的方式對芯片外殼進(jìn)行定位，克服了陶瓷類和塑料類的QFP型外殼在加工時(shí)易產(chǎn)生輕微形變的問題；
(5)本發(fā)明通過在下模壓塊中設(shè)計(jì)與沖刀槽相配合的空腔，有效回收了引線廢料， 便于二次利用；
(6)本發(fā)明設(shè)計(jì)了合理的過渡斜面，使引線有較為緩和的過渡段，有效提高了引線強(qiáng)度。


圖1為本發(fā)明主視剖面圖2為本發(fā)明左視剖面圖3為本發(fā)明上模立體圖4為上模主體凸臺面局部放大圖5為第一過渡斜面和第二過渡斜面局部放大圖6為本發(fā)明下模立體圖7為下模主體第二過渡斜面局部放大圖8為本發(fā)明切筋、成型效果圖9為常規(guī)方法切筋、成型效果圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明將傳統(tǒng)的單邊沖壓成型模式改為雙邊擠壓成型，并將切筋、成型合二為一， 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模具形狀。QFP型外殼的切筋成型模具主要包括上模連接柱1、上模壓塊2、上模主體3、切筋沖刀4、下模主體5和下模壓塊6。上模主體3自上而下降落，先由切筋沖刀4切斷引線，再由上模主體3的下表面和下模主體5的上表面互相平行擠壓，實(shí)現(xiàn)引線的成型。
如圖1、2所示，上模連接柱1為帶螺紋的圓柱，其上端與外部的壓機(jī)連接，壓機(jī)上有與上模連接柱1對應(yīng)的螺紋孔，上模連接柱1的底端與上模壓塊2通過銷釘7固定連接。 上模壓塊2與上模主體3之間有墊片8，上模壓塊2、墊片8和上模主體3通過上模銷釘9 固定連接。
如圖3所示，切筋沖刀4緊密鑲嵌于上模主體3中，切筋沖刀4與上模主體3過盈配合。切筋沖刀4有兩個(gè)，且在鉛垂方向平行分布，以便于雙邊一次性切筋、成型型。切筋沖刀4末端突出于上模主體3表面，其目的是使上模主體3在下降時(shí)，切筋沖刀4最先與引線接觸，保證上模主體3下降結(jié)束前引線已被切斷。上模壓塊2和上模主體3之間的墊片 8可以大大降低切筋沖刀4對硬度較低的上模壓塊2的沖擊。所述的上模主體3的表面在工作時(shí)面朝下方的下模主體5，故稱其為上模主體3的下表面，同理，下模主體5的工作面被稱作下模主體5的上表面。在切筋沖刀4之間的位置處開有上凹槽10，用于防止上模主體 3在下降時(shí)壓損QFP型外殼的熱沉，所以上凹槽10的寬大于熱沉的邊長。如果QFP型外殼不帶熱沉，可以沒有上凹槽10。
如圖4、5所示，上凹槽10外側(cè)且位于切筋沖刀4之間的位置處有凸臺面11，用于壓住引線引出端。凸臺面11與切筋沖刀4所在平面之間有第一過渡斜面12，它與下模主體 5上的第二過渡斜面13平行擠壓時(shí)，可使引線得到較為緩和的過渡段。
如圖6所示，對于帶絕緣筋板的QFP型外殼來說，在切筋沖刀4外側(cè)的位置處有絕緣筋容槽19，用于放置QFP型外殼的絕緣筋板。
如圖6所示，下模主體5的上表面開有下凹槽14，用于放置QFP型外殼。放置QFP 型外殼時(shí)需反向放置，因?yàn)榍薪顩_刀4向下切割時(shí)不可避免地要產(chǎn)生向下的毛刺，反向放置后再切筋，待焊接引線時(shí)引線切面的毛刺即為向上，可以避免毛刺對電路板的影響。下凹槽14的寬度為封裝主體的邊長，下凹槽14上有兩個(gè)圓柱形的外殼定位柱15，外殼定位柱 15之間的距離為QFP型外殼的封裝主體的邊長，通過外殼定位柱15的側(cè)面對QFP型外殼進(jìn)行限位。這種定位柱與定位槽相結(jié)合的定位方法，在保證定位精度的前提下，可以有效克服陶瓷類和塑料類的QFP型外殼在加工工藝易產(chǎn)生的輕微形變。下凹槽14外側(cè)有對稱分布的沖刀槽16，所述沖刀槽16為通槽，與切筋沖刀4配合，二者位于同一鉛垂面。如圖2所述，下模壓塊6內(nèi)部有空腔17，空腔17的位置和大小與沖刀槽16相對應(yīng)，使切筋后的引線廢料從沖刀槽16漏出后，落入下模壓塊6的空腔17中，以便引線廢料的收集。下模主體5、 下模壓塊6通過下模銷釘18固定連接。
如圖7所示，下模主體5上有第二過渡斜面13，與上模主體3的第一過渡斜面12 配合，共同擠壓形成引線的過渡段。沖刀槽16外側(cè)且在高于絕緣筋容槽19的平臺上有模具定位柱20，如圖3所示，上模主體3的下表面有與之配合的模具定位孔21，模具定位柱20 的高大于模具定位孔21的深度且差值為引線直徑的長度，此差值保證了引線不會被過度擠壓。傳統(tǒng)的沖壓成型方法只能通過壓機(jī)的下降高度來避免引線被過度擠壓，不僅加大了壓機(jī)的設(shè)計(jì)難度，而且可靠性也不高。
本發(fā)明中的上模主體3、墊片8、切筋沖刀4和下模主體5采用W18Cr4V為材料，并經(jīng)淬火處理制成。這種材料硬度高，可以保證模具切筋、成型過程中不會變形，保證引線成型的精度和產(chǎn)品的一致性。上模連接柱1、上模壓塊2、下模壓塊6采用質(zhì)量較輕的鋁材，能有效減輕模具重量。再加上鋁材價(jià)格便宜，可以大大降低成本。
如圖8所示，用本模具切筋成型后得到的引線，后續(xù)焊接時(shí)需將外殼上下翻轉(zhuǎn)。與圖9中用傳統(tǒng)方法成型的引線相比，可知圖8中的引線毛刺方向向上，且引線過渡段較為緩和，成型過程中沒有過多的摩擦，因此引線具有較好的質(zhì)量。
本發(fā)明未公開技術(shù)屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1.方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，其特征在于包括上模連接柱(1)、上模壓塊 O)、上模主體(3)、切筋沖刀0)、下模主體( 和下模壓塊(6)；上模連接柱(1)的底端與上模壓塊( 固定連接，上模壓塊( 的另一端與上模主體C3)固定連接；下模主體(5)與下模壓塊(6)固定連接；切筋沖刀⑷鑲嵌于上模主體(3)中，且在鉛垂方向平行分布，切筋沖刀(4)末端突出于上模主體(3)；在切筋沖刀(4)之間的位置處開有上凹槽(10)，用于防止上模主體C3)在下降時(shí)壓損方形扁平封裝外殼的熱沉；所述上凹槽(10)的外側(cè)且位于切筋沖刀(4)之間的位置處有凸臺面(11)，用于壓住引線引出端；下模主體(5)上表面開有下凹槽(14)，用于放置方形扁平封裝外殼；下凹槽(14)兩側(cè)有對稱分布的沖刀槽(16)， 所述沖刀槽(16)與切筋沖刀(4)配合；上模主體(3)自上而下降落，先由切筋沖刀(4)切斷引線，再由上模主體(3)的下表面和下模主體(5)的上表面互相平行擠壓，實(shí)現(xiàn)引線的成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，其特征在于所述下模主體(5)的上表面有模具定位柱(20)，所述上模主體(3)的下表面有與之配合的模具定位孔(21)，模具定位柱00)的高大于模具定位孔的深度且二者的差值為引線直徑的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，其特征在于所述下凹槽(14)上有兩個(gè)圓柱形的外殼定位柱(15)，外殼定位柱(1 之間的距離為方形扁平封裝外殼的封裝主體的邊長，通過外殼定位柱(1 的側(cè)面對方形扁平封裝外殼外殼進(jìn)行限位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，其特征在于所述沖刀槽(16)為上下通槽，所述下模壓塊(6)內(nèi)部有空腔(17)，空腔(17)位置和大小與沖刀槽 (16)相對應(yīng)，使切筋后的引線廢料從沖刀槽(16)漏出后，落入下模壓塊(6)的空腔(17) 中，以便引線廢料的收集。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形扁平封裝外殼外殼的切筋成型模具，其特征在于所述凸臺面(11)與切筋沖刀(4)所在的平面之間有第一過渡斜面(12)，所述下模主體( 上有與第一過渡斜面(1 配合的第二過渡斜面(13)，第一過渡斜面(1 與第二過渡斜面(13) 平行擠壓引線的過渡段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，其特征在于所述上模主體(3)、切筋沖刀(4)和下模主體( 采用W18Cr4V為材料，并經(jīng)淬火處理制成。
全文摘要
方形扁平封裝外殼的切筋成型模具，包括上模連接柱、上模壓塊、上模主體、切筋沖刀、下模主體和下模壓塊。上模連接柱、上模壓塊與上模主體固定連接，下模主體與下模壓塊固定連接，切筋沖刀鑲嵌于上模主體中且在鉛垂方向平行分布，切筋沖刀末端突出于上模主體。該模具將傳統(tǒng)的沖壓成型模式改為擠壓成型，并將切筋、成型合二為一，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模具形狀。上模主體自上而下降落，先由切筋沖刀切斷引線，再由上模主體的下表面和下模主體的上表面相互平行擠壓，實(shí)現(xiàn)引線的成型。本發(fā)明使不僅實(shí)現(xiàn)了切筋、成型的雙邊一次性加工，還使引線的質(zhì)量得到了改善，避免了模具對引線的過度摩擦，得到較為緩和的引線過渡段，同時(shí)還消除了毛刺所帶來的不利影響。
文檔編號B21C25/02GK102500636SQ20111031981
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者于海平, 馮小成, 張志勛, 郝貴爭 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七二研究所, 北京時(shí)代民芯科技有限公司