五金模具設(shè)計之端子模具設(shè)計要點(diǎn)說明

　　一.端子模具設(shè)計注意事項

　　端子模具的成熟產(chǎn)品，一般有兩個特點(diǎn)：產(chǎn)量大，更新期快?；诋a(chǎn)品的特點(diǎn)，在設(shè)計端子模具時應(yīng)就這兩個方面對模具結(jié)構(gòu)和思路作整合，把個人的感想說一下：

　　1、端子模具在設(shè)計排樣的時候，盡可能節(jié)省材料，一般的情況下，料條的Pitch產(chǎn)品或客戶已確定，不能改變，所以在材料寬度上考慮，可以單料雙排，雙料雙插以提高材料的利用率。

　　2、模具設(shè)計時盡可能在同一工步作多個工序，盡量的減短模具長度，消除加工精度產(chǎn)生的累積誤差。

　　3、對于折曲角度/尺寸要求嚴(yán)的，盡可能有調(diào)整工步，調(diào)整時只需要在沖床上調(diào)整而不用拆卸模具。

　　總的來說，就是要提高沖壓速度和尺寸穩(wěn)定性，降低單個產(chǎn)品的成本，端子產(chǎn)品的單個產(chǎn)品的利潤比較低，是靠高產(chǎn)量來提高整體利潤。

　　二.端子模具的系帶變形調(diào)整

　　在設(shè)計和組立及修模端子模具時，系帶變形是一個很重要的內(nèi)容。系帶變形包括：系帶彎刀、系帶扭曲、及系帶蛇形三種。其實(shí)系帶蛇形就是彎刀和扭曲的綜合。英文是（Cabriole，Twist and Snake).

　　彎刀（Cabriole)的調(diào)整有三種，一種是不讓它出現(xiàn)，在它出現(xiàn)的地方強(qiáng)壓。二是在出現(xiàn)后馬上反向強(qiáng)壓，三是在料條快出模具時強(qiáng)壓調(diào)整，讓它變形抵消彎刀。

　　1.是否是由于排樣是單載體所致，如是的話，可在偏向的那側(cè)加一擋料塊，也可先用加強(qiáng)壓料板之壓力來一試。

　　2.檢查和調(diào)整一下送料機(jī)。

　　3.檢查一下彎曲部分公母模的R角是否大小一樣，兩邊受力是否均衡(如果是U型彎曲的話)。

　　4.總之造成此現(xiàn)象的原因主要是"力"的問題

　　在端子模中，尤其是汽車方面端子模中，多次折彎也是引發(fā)系帶變形的主要原因.局部強(qiáng)壓、調(diào)整機(jī)構(gòu)、合理的折彎工步及結(jié)構(gòu)都是不可少的。

　　三.IC端子模具

　　IC導(dǎo)線架是半導(dǎo)體及信息產(chǎn)品之關(guān)鍵性金屬組件，隨著半導(dǎo)體及信息產(chǎn)業(yè)之蓬勃發(fā)展，其市場需求甚巨且呈快速成長。IC導(dǎo)線架沖壓模具是精度水淮最高的模具代表，不僅要有高級的模具設(shè)計技術(shù)，而且應(yīng)具備高精密的加工設(shè)備（光學(xué)投影磨床及線割放電加工機(jī)是不可缺少的工具）。

　　1.導(dǎo)線架相關(guān)制程說明

　　①IC制程說明

　?、趯?dǎo)線架相關(guān)技術(shù)

　　A.金線黏著（Wire bonding）金線寸極為細(xì)小，其直徑約為30μm，抽制金線用模具目前國內(nèi)無人制造。

　　B.導(dǎo)線架材料

　　IC導(dǎo)線架材料主要有鐵鎳合金（因鎳含量占42％，亦稱為42合金）及銅系合金（無氧銅、脫氧銅）。前者所占使用比率約20％，后者約為80％。

　?、蹖?dǎo)線架生產(chǎn)方式及趨勢

　　導(dǎo)線架生產(chǎn)方式有沖壓加工及蝕刻加工兩種。其中沖壓加工是目前主流，由于高腳數(shù)導(dǎo)線架之需求增加，使得蝕刻加工之應(yīng)用有漸受重視。

　　2.導(dǎo)線架沖壓加工要點(diǎn)

　?、賹?dǎo)線架之內(nèi)導(dǎo)腳（Inner lead）前端要求高平坦度，平坦部區(qū)域至少0.1 mm以上（大于金線直徑之三倍），因此必須采用壓印工程（coining）。

　　②各內(nèi)導(dǎo)腳間隔（Lead space）要求保持正確且均勻，壓印加工將使此間隔減小，故必須控制壓印深度及抑制導(dǎo)腳之橫向反曲（Twist）產(chǎn)生。

　?、蹆?nèi)導(dǎo)腳之位置精度必須保持正確性以利后面工程wire bonding之確實(shí)黏著，對應(yīng)之策是先沖切內(nèi)導(dǎo)腳后沖切外導(dǎo)腳之沖壓加工順序要適正設(shè)計，以及沖壓加工程中設(shè)計調(diào)整站（correction Stage）以抑制沖壓加工時導(dǎo)線架導(dǎo)腳位置之偏移。

　?、軐?dǎo)線架之平面性要求高以利后面工程輸送時及wire bonding時之安定性及暢順性。對應(yīng)之策是沖切導(dǎo)腳時宜抑制其反曲量達(dá)最少程度及反曲方向一致，還有沖切加工前之導(dǎo)線架素材應(yīng)先施加應(yīng)力消除工程。

　?、輰?dǎo)線架之內(nèi)導(dǎo)腳扭曲或偏移等變形要求達(dá)到最小程度，以利后續(xù)工程之操作確實(shí)。解決之道在模具方面應(yīng)注意壓料板之強(qiáng)壓設(shè)計，設(shè)定最適的模具間隙及作用組件（沖頭及母模）之刃部要保持最佳狀態(tài)，模具導(dǎo)引裝置剛性高。

　　3.導(dǎo)線架沖壓模具設(shè)計要點(diǎn)

　　①模具間隙

　　導(dǎo)線架沖壓模具間隙為板厚之3～5％（銅系合金取3％，42合金取4～5％），至于壓料板與沖頭間隙將更小，宜小于模具間隙之50％。

　?、趬毫习?

　　壓料板之壓料力要求高以抑制沖壓加工所產(chǎn)生的扭曲變形及改善導(dǎo)腳沖切面品質(zhì)，壓料位置宜集中于沖切荷重區(qū)域之附近（即punch guide部位），壓料板之壓料處采突出設(shè)計以提高局部的壓力使材料受到壓縮應(yīng)力而防止扭曲或反曲現(xiàn)象之發(fā)生。

　?、蹧_切加工順序

　　適正的沖切加工順序設(shè)計是改善導(dǎo)腳之沖切變形或扭曲的最有效方法，欲藉由后續(xù)的退火作業(yè)以矯正導(dǎo)腳之沖切變形或扭曲是難以達(dá)成的。下列是沖切順序考量之基本原則：

　　A.先沖切內(nèi)導(dǎo)腳，后沖切外導(dǎo)腳。

　　B.先沖切短導(dǎo)腳，后沖切長導(dǎo)腳或先沖切長導(dǎo)腳后沖切短導(dǎo)腳之方式皆可，切記不可采用短導(dǎo)腳與長導(dǎo)腳相互交叉式?jīng)_切之配置形式。

　?、苣改Ｐ问?

　　母模形狀采直段后推拔或全推拔方式設(shè)計；配合加工方式，母模形狀采直段后推拔型或全推拔型設(shè)計。前者之直段部長度設(shè)計3 mm，推拔角度1/2°，加工方法采用研磨加工，后者之推拔角度取，其加工方法采用線割放電加工。

　?、菡{(diào)整站設(shè)計

　　為增加模具之強(qiáng)度或使沖模有充分的固定空間，空站是連續(xù)沖模設(shè)計之重要一環(huán)。還有為抑制導(dǎo)線架于沖切加工過程之扭曲或變形發(fā)生，設(shè)計調(diào)整站是必須考慮的要點(diǎn)。

　　4.模具剛性與導(dǎo)引方式

　　①模具導(dǎo)引方式采用雙重導(dǎo)引，即主導(dǎo)柱（Main guide post）與輔助導(dǎo)柱（Sub guide post）并用方式。

　?、谕鈱?dǎo)柱數(shù)目采雙數(shù)設(shè)計，模具尺寸小于600 mm時六支外導(dǎo)柱設(shè)計，模具尺寸大800 mm時采八支外導(dǎo)柱設(shè)計。

　?、凼褂酶邉傂缘臐L柱型導(dǎo)柱（Roller guide）以提高導(dǎo)引精度及剛性。

　?、軆?nèi)導(dǎo)引裝置采用全導(dǎo)引型（亦稱為三模板全導(dǎo)方式），即內(nèi)導(dǎo)柱通過沖頭板、壓料板及母模板。

　　5.IC導(dǎo)線架沖壓模具加工技術(shù)趨向

　　導(dǎo)線架沖壓模具需求趨勢

　　a.模具朝小型化

　　由于線割放電加工（WEDM）技術(shù)之發(fā)展使其加工精度及表面品質(zhì)得以提高，因此利用WEDM方式進(jìn)行母模塊或壓料板入塊之加工漸有替代研磨加工之可能，如此可減少沖壓工程站數(shù)（空站之設(shè)計可減少）而使模具尺寸大幅縮小。為配合高速沖床之規(guī)格，多腳數(shù)導(dǎo)線架（100 pins以上）之沖切模具尺寸達(dá)1200 mm以上長度，故其沖壓生產(chǎn)方式必須采沖床串行布置型。

　　b.模具組件朝小型化及高精度化

　　以多腳數(shù)導(dǎo)線架用導(dǎo)腳沖切沖頭為例，其形狀、尺寸之動向朝外形尺寸縮小、刃部長度減短、沖頭厚度更薄發(fā)展，而其精度動向朝高精密、低加工面粗度進(jìn)展。為了達(dá)到如此高精度（尺寸公差±2μm以下）及低表面粗度（0.3μm Ra以下）之要求，使用高精度研磨設(shè)備及低表面粗度之線割放電加工機(jī)是必要的。

　　6.導(dǎo)線架沖壓模具加工關(guān)鍵技術(shù)

　?、俑呔龋砻娲侄妊心?

　　A.光學(xué)投影研磨。

　　B.高速往復(fù)式研磨。

　　C.工模治具研磨。

　　D.鏡面抹磨加工（Lapping）。

　?、诰€割放電加工（WEDM）

　　A.油式線割放電加工。

　　B.水式線割放電加工。

　　C.低變質(zhì)層線割放電加工。

　?、勰＞卟牧霞疤幚砑夹g(shù)

　　A.模具熱處理技術(shù)。

　　B.PVD、CVD、TD等。

　　C.超硬模材鉆石薄膜被覆（Diamond coating）。

　　D.超微粒子超硬模材。