劉紅波，王鋒博

(天水華天科技股份有限公司，甘肅 天水741000)

切筋工序包括切筋和成型兩部分。切筋就是使用金屬材質(zhì)的刀具，切除引線框架外引腳之間的堤壩（Bam Bar 本文中叫“中筋”）及與框架邊框相連接的部分；成型則是通過模具將引腳彎曲成特定形狀，以滿足產(chǎn)品的裝配需求。但是，在切筋成型實際生產(chǎn)過程中目前還存在著許多問題。“中筋上帶”就是諸多問題中的一個嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。切中筋過程中，由于引線框架材質(zhì)的差異、模具材料的差異、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的差異及備件加工工藝等因素的變化，導(dǎo)致切筋過程隨機(jī)性出現(xiàn)中筋上帶（Dam Bar Chip）問題(見圖1)。中筋上帶現(xiàn)象的出現(xiàn)，其位置不固定、無規(guī)律隨機(jī)出現(xiàn)，這給生產(chǎn)過程中的控制和預(yù)防帶來了很大的挑戰(zhàn)。中筋上帶不僅是外觀上的質(zhì)量缺陷，同時它還會導(dǎo)致產(chǎn)品引腳短路，影響產(chǎn)品電性能、安全、可靠性等。

另一方面由于切筋過程上帶的中筋廢料會掉落在模具或框架上，當(dāng)再次沖切時還會造成產(chǎn)品管腳墊傷、模具零件損壞等其它問題。

圖1 產(chǎn)品筋上帶圖片

1 切筋過程中筋上帶產(chǎn)生的原因

1.1 切筋凸、凹模配合間隙的影響

沖裁件的質(zhì)量主要是指端面質(zhì)量、尺寸精度和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角??；零件表面應(yīng)盡可能平整，尺寸公差應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍之內(nèi)。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)，模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中間隙值大小與分布的均勻程度是主要因素[1]。

實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)更換新模具零件后出現(xiàn)中筋上帶異常，這是因為更換的新零件之間的配合間隙較小，在凸模沖切后上升的過程中會在凸模與沖切掉的中筋之間形成真空，隨著凸模的上升中筋被帶上來夾在產(chǎn)品管腳之間，形成中筋上帶。通過實際應(yīng)用表明，在更換零件時，將新舊零件搭配使用，可以消除或大大降低中筋上帶出現(xiàn)的幾率，這是因為舊零件經(jīng)使用后存在磨損，所以切筋凸、凹模的配合間隙比較大不易形成真空，對中筋上帶有改善。

1.2 模具零件磁性及框架材質(zhì)的影響

通常加工模具零件時，將鐵材吸附在磨床上，然后進(jìn)行磨削加工。鐵材長時間吸附磁鐵上，會使鐵材磁化，因此加工后模具零件自身存在一定的磁性，若將這些被磁化的零件在安裝到模具上前，未對其進(jìn)行充分的退磁處理，在沖切條帶中筋過程中，一方面由于模具零件上帶有磁性，另一方面由于目前所使用的銅材框架中含有磁性元素（Fe、Co、Ni），模具零件上磁性與引線框架上的磁性元素產(chǎn)生相互作用，切掉的引線框架中筋會吸附在模具零件上，吸附在模具零件上的廢屑隨著模具沖切后上升時會卡在引線框架被切削的位置，如圖2，出現(xiàn)加工產(chǎn)品中筋上帶問題。

圖2 切筋凸模吸附廢料圖

經(jīng)實際驗證經(jīng)過充分退磁后的零件，產(chǎn)品加工過程出現(xiàn)中筋上帶的概率比較低。

1.3 模具零件的精度影響

加工封裝IC 的切筋模具，屬于高精度模具，對模具精度要求很高。在加工高精度模具過程中，需要對模具零件各尺寸公差嚴(yán)格控制。若是零件加工過程對尺寸公差沒有嚴(yán)格控制，刀具剛開始導(dǎo)入生產(chǎn)時加工產(chǎn)品沒有質(zhì)量問題，但是隨著加工時間的延長，加工精度比較差的零件很快就會出現(xiàn)磨損，如圖3所示，就容易造成中筋上帶問題，而對于加工精度相對較高的模具，隨著時間的延長，其各部位不易被磨損，出現(xiàn)中筋上帶問題的幾率比較小。

圖3 卸料鑲件磨損圖片

在實際生產(chǎn)過程中，確實也遇到過這樣的問題，結(jié)構(gòu)相同的不同供應(yīng)商的模具，其模具加工的精度不相同。精度較差的模具在實際使用中易出現(xiàn)磨損和中筋上帶問題，精度較高的模具不易出現(xiàn)磨損和中筋上帶問題。

1.4 切筋凹模卸料角度的影響

模具設(shè)計者在設(shè)計模具時為了保證切筋凹模齒的強(qiáng)度，因此一般會將切筋凹模的卸料角度A設(shè)計的比較小（見圖4所示），但是當(dāng)卸料角度偏小時，沖切后的廢料會卡在凹模中或被切筋凸模帶到框架上，造成中筋上帶。如果切筋凹模的卸料角度較大，就會影響凹模齒的強(qiáng)度，在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)凹模掉齒現(xiàn)象，因此我們必須經(jīng)過充分驗證評估才能得出較合理凹模卸料角度。實際生產(chǎn)中我們將一副頻繁出現(xiàn)中筋上帶的模具經(jīng)過多次驗證，將凹模的卸料角度由15°修改到了30°，最終徹底解決了這幅模具的中筋上帶問題。因此為了改善中筋上帶問題，在模具設(shè)計時可以適當(dāng)?shù)膶寄５男读辖嵌仍O(shè)計大一些。

圖4 切筋凹模卸料角度示意圖

1.5 模具沖切力影響

隨著集成電路封裝技術(shù)發(fā)展，封裝所使用的引線框架逐漸由原來的單排框架逐步向多排框架發(fā)展。在設(shè)備速度一致的情況下，引線框架越寬，設(shè)備每沖切1 次的產(chǎn)品數(shù)量越多。這樣一方面提高了設(shè)備的產(chǎn)能和效率，但是另一方面每完成一次沖切模具的受力也會增大，因此這對于設(shè)備的要求也越來越高。為了不增加設(shè)備動力配置成本，一般在設(shè)計模具時通常會使用高低切的方法，也就是切筋凸模在模具中有2 種或2 種以上高度。隨著模具的合模，切筋凸模逐次沖切管腳中筋，這樣即降低了設(shè)備的沖壓力要求，又實現(xiàn)了設(shè)備產(chǎn)能最大化；但是，對于切筋凸模使用高低切的模具一般加工的為多排框架的產(chǎn)品，如果模具的沖切力設(shè)計不夠，那么在生產(chǎn)過程中就會出現(xiàn)模具合模不到位現(xiàn)象。模具合模不到位就易出現(xiàn)刀具吃刀量太短，引起中筋上帶的問題。對于這類問題我們一般可以通過將凸模高度差設(shè)計在為引線框架厚度的1～1.5 倍之間，或通過增加高低切數(shù)量的方法來解決。

2 切筋過程中筋上帶問題改善建議

（1）對切筋模具零件在使用前，對凸、凹模配合間隙進(jìn)行測量確認(rèn)（一般情況下，凸模與凹模的配合間隙為材料片厚度的7%～8%），保證安裝在模具上的零件配合間隙符合要求；盡量使用原廠加工的模具零件，可以保證模具零件加工精度；

（2）模具零件安裝前，再次進(jìn)行充分的退磁處理，避免更換的零件帶磁，造成使用過程加工產(chǎn)品異常；

（3）定期對模具進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，對磨損零件進(jìn)行更換。制定模具易磨損件控制辦法，按照控制辦法對模具零件使用壽命進(jìn)行控制，保證加工產(chǎn)品質(zhì)量；

（4）對切筋凹模卸料角度適當(dāng)?shù)姆糯?，適當(dāng)?shù)脑黾有读祥g隙，可以有效解決切筋模具加工產(chǎn)品中筋上帶的問題，但是切筋凹模的卸料角度越大，凹模的強(qiáng)度越弱，通常情況下切筋凹模的卸料角度為10°～30°之間。

[1]姜奎華.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.