集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验[毕业论文+CAD图纸]

机械毕业设计课题:集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验含毕业论文、任务书、开题报告、英文文献翻译、CAD图纸

集成电路塑封自动上料机机架部件设计及性能试验[毕业论文+CAD图纸]

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DIP、QFP、SOP、TO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。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

ABSTRACT

Based on the longitudinal research topic “IC Plastic automatic feeding machine” research needs, firstly the issue of the overall technical program was designed, then the IC chip plastic packages automatic feeding system on the rack components was designed and the performance was tested. An automatic leader system was designed that realized automation for plastic package of integrated circuit. The system can be applied to the plastic package for DIP、QFP、SOP and TO series integrated circuits. The production efficiency and the product quality would be improved greatly. The system consists mainly of transmission components, materials unit automatic film parts, industrial computer systems, sensing detection system and the rack components and so on. The rack components of the automatic feeding machine was made by Sheet-metal structure, the structure is simple and easy to use. The rack components as an important infrastructure components of the feeding machine, it play a role in supporting workstations, installation and protection of electronic equipment within various circuit modules, electrical components and other important components.

Key words: Integrated circuit, Plastic package, Load, Automation, Rack components

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪 论 1
1.1课题研究的现状及发展趋势 1
1.2课题研究的基本内容 2
1.3课题研究的意义和价值 2
第二章 集成电路封装概述 4
2.1 集成电路 4
2.1.1 概念 4
2.1.2 类型 4
2.1.3 集成电路在我国的发展状况 5
2.2 集成电路封装 5
2.2.1 封装的发展 5
2.2.2 塑料封装 7
2.2.3 环境因素对封装的影响 7
2.3 封装设备 9
2.3.1 集成电路芯片塑料封装设备 9
2.3.2 国内外集成电路塑封设备的概况 10
2.4 机电一体化系统（产品）的设计 10
第三章 上料机系统设计 12
3.1 系统总体设计 12
3.1.1集成电路塑封上料的技术要求及其指标 12
3.1.2系统组成及工作过程 12
3.1.3系统特点 14
3.2上料机机架部件结构设计 14
3.2.1机架部件设计准则 14
3.2.2机架部件结构设计 15
3.3性能试验方案拟定 17
第四章 结论与展望 20
参考文献 21
致 谢 22

第一章 绪 论

1.1课题研究的现状及发展趋势

集成电路（IC）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(IC设计、IC制造和IC封装)之中，IC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IC封装的销售额在国家整个集成电路产业中一直占有70%的份额；从某种意义上讲，我国集成电路产业是从IC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IC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。

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IC封装提出了更高的要求，即高性能、高可靠、多功能、小型化、薄型化、便携式及低成本。IC封装面临着严峻的挑战。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。

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0.1 8～0.2 5 mm ，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，IC封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IC封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，IC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IC封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。

1.2课题研究的基本内容

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Windows2000开发了专用工控软件。该系统适用于DIP、QFP、SOP、TO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。

1.3课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IC封装方面的影响较大。随着IC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。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IC的加工生产和封装过程中建立起静电防护系统等措施外，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IC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。

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IC封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IC封装业，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。