专利名称：方形扁平封装外壳的切筋成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切筋成型模具，适用于方形扁平封装外壳的双边一次性切筋成型。
背景技术：
方形扁平封装的英文名称是QFP，是Quard Flat Package的缩写，这种封装的特点是封装主体为四方形，引线从封装主体的四个侧面引出，封装主体的基材有陶瓷、金属和塑料三种。经由这种封装得到的芯片外壳被称为QFP型外壳，有的QFP型外壳还带有四方形的绝缘筋板，引线末端钎焊于绝缘筋板上。绝缘筋板中主要包括陶瓷板和金属框，陶瓷板起到绝缘作用，金属框起到固定四边的陶瓷板的作用，另外四个角上的金属框都有测试工艺中的定位孔，可起到测试定位的作用。QFP型外壳引脚的共同特点是引线之间距离很近，管脚很细，这也使得QFP型外壳被广泛运用于大规模和超大规模集成电路中。
常规的切筋成型设备一般分为切筋模具和成型模具两部分，切筋和成型需独立完成。切筋时一般采用自上而下的切筋方式，易造成引脚切面产生向下的毛刺，向下的毛刺与电路板接触，会影响焊接效果。成型时，采用单边冲压成型的方式，引线正上方有压头，压头与上模成型刀具一同垂直下落，压头将引线顶部压住，防止引线脱落，成型刀具继续下降， 按下模成型刀具的形状将水平的引线冲压成型。此种模具成型时，会对引线过渡段形成较大的摩擦力，尤其对于QFP型外壳来说，引线很细，更易引起共面性差及引脚歪斜等问题， 影响引线的可靠性。成型后的引线过于弯折，会使引线在拐角处的强度减小，引线易在拐角处折断。另外，此种成型模具一次只能完成单边成型，不仅工作效率不高，而且会造成引线一致性差的问题，影响产品质量。发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种方形扁平封装外壳的切筋成型模具，使引线的质量得到改善，避免模具对引线的过度摩擦，得到较为缓和的引线过渡段。不仅实现切筋、成型的双边一次性加工，同时还能消除毛刺所带来的不利影响。
本发明的技术解决方案是方形扁平封装外壳的切筋成型模具，包括上模连接柱、 上模压块、上模主体、切筋冲刀、下模主体和下模压块；上模连接柱的底端与上模压块固定连接，上模压块的另一端与上模主体固定连接；下模主体与下模压块固定连接；切筋冲刀镶嵌于上模主体中，且在铅垂方向平行分布，切筋冲刀末端突出于上模主体；在切筋冲刀之间的位置处开有上凹槽，用于防止上模主体在下降时压损方形扁平封装外壳的热沉；所述上凹槽的外侧且位于切筋冲刀之间的位置处有凸台面，用于压住引线引出端；下模主体上表面开有下凹槽，用于放置方形扁平封装外壳；下凹槽两侧有对称分布的冲刀槽，所述冲刀槽与切筋冲刀配合；上模主体自上而下降落，先由切筋冲刀切断引线，再由上模主体的下表面和下模主体的上表面互相平行挤压，实现引线的成型。
所述下模主体的上表面有模具定位柱，所述上模主体的下表面有与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为引线直径的长度。
所述下凹槽上有两个圆柱形的外壳定位柱，外壳定位柱之间的距离为方形扁平封装外壳的封装主体的边长，通过外壳定位柱的侧面对方形扁平封装外壳外壳进行限位。
所述冲刀槽为上下通槽，所述下模压块内部有空腔，空腔位置和大小与冲刀槽相对应，使切筋后的引线废料从冲刀槽漏出后，落入下模压块的空腔中，以便引线废料的收集。
所述凸台面与切筋冲刀所在的平面之间有第一过渡斜面，所述下模主体上有与第一过渡斜面配合的第二过渡斜面，第一过渡斜面与第二过渡斜面平行挤压引线的过渡段。
所述上模主体、切筋冲刀和下模主体采用W18Cr4V为材料，并经淬火处理制成。
本发明与现有技术相比有益效果为
(1)本发明将传统的单边冲压成型方式改为双边挤压成型，设计了相应的上、下模主体形状，有效避免了模具对引线的过度摩擦，并通过下模的模具定位柱来控制上、下模主体之间的距离，有效避免了模具对引线的过度挤压；
(2)本发明通过在挤压式的成型模具中加入切筋冲刀，使切筋和成型能在在同一工位上一次完成，不仅大大提高了工作效率，而且提高了引线的一致性；
(3)本发明采用反向切筋的思路，使得引线切面产生的的毛刺向上，避免了毛刺向下对焊接产生的不良影响；
(4)本发明采用定位槽和定位柱相结合的方式对芯片外壳进行定位，克服了陶瓷类和塑料类的QFP型外壳在加工时易产生轻微形变的问题；
(5)本发明通过在下模压块中设计与冲刀槽相配合的空腔，有效回收了引线废料， 便于二次利用；
(6)本发明设计了合理的过渡斜面，使引线有较为缓和的过渡段，有效提高了引线强度。
图1为本发明主视剖面图2为本发明左视剖面图3为本发明上模立体图4为上模主体凸台面局部放大图5为第一过渡斜面和第二过渡斜面局部放大图6为本发明下模立体图7为下模主体第二过渡斜面局部放大图8为本发明切筋、成型效果图9为常规方法切筋、成型效果图。
具体实施方式
本发明将传统的单边冲压成型模式改为双边挤压成型，并将切筋、成型合二为一， 设计了相应的模具形状。QFP型外壳的切筋成型模具主要包括上模连接柱1、上模压块2、上模主体3、切筋冲刀4、下模主体5和下模压块6。上模主体3自上而下降落，先由切筋冲刀4切断引线，再由上模主体3的下表面和下模主体5的上表面互相平行挤压，实现引线的成型。
如图1、2所示，上模连接柱1为带螺纹的圆柱，其上端与外部的压机连接，压机上有与上模连接柱1对应的螺纹孔，上模连接柱1的底端与上模压块2通过销钉7固定连接。 上模压块2与上模主体3之间有垫片8，上模压块2、垫片8和上模主体3通过上模销钉9 固定连接。
如图3所示，切筋冲刀4紧密镶嵌于上模主体3中，切筋冲刀4与上模主体3过盈配合。切筋冲刀4有两个，且在铅垂方向平行分布，以便于双边一次性切筋、成型型。切筋冲刀4末端突出于上模主体3表面，其目的是使上模主体3在下降时，切筋冲刀4最先与引线接触，保证上模主体3下降结束前引线已被切断。上模压块2和上模主体3之间的垫片 8可以大大降低切筋冲刀4对硬度较低的上模压块2的冲击。所述的上模主体3的表面在工作时面朝下方的下模主体5，故称其为上模主体3的下表面，同理，下模主体5的工作面被称作下模主体5的上表面。在切筋冲刀4之间的位置处开有上凹槽10，用于防止上模主体 3在下降时压损QFP型外壳的热沉，所以上凹槽10的宽大于热沉的边长。如果QFP型外壳不带热沉，可以没有上凹槽10。
如图4、5所示，上凹槽10外侧且位于切筋冲刀4之间的位置处有凸台面11，用于压住引线引出端。凸台面11与切筋冲刀4所在平面之间有第一过渡斜面12，它与下模主体 5上的第二过渡斜面13平行挤压时，可使引线得到较为缓和的过渡段。
如图6所示，对于带绝缘筋板的QFP型外壳来说，在切筋冲刀4外侧的位置处有绝缘筋容槽19，用于放置QFP型外壳的绝缘筋板。
如图6所示，下模主体5的上表面开有下凹槽14，用于放置QFP型外壳。放置QFP 型外壳时需反向放置，因为切筋冲刀4向下切割时不可避免地要产生向下的毛刺，反向放置后再切筋，待焊接引线时引线切面的毛刺即为向上，可以避免毛刺对电路板的影响。下凹槽14的宽度为封装主体的边长，下凹槽14上有两个圆柱形的外壳定位柱15，外壳定位柱 15之间的距离为QFP型外壳的封装主体的边长，通过外壳定位柱15的侧面对QFP型外壳进行限位。这种定位柱与定位槽相结合的定位方法，在保证定位精度的前提下，可以有效克服陶瓷类和塑料类的QFP型外壳在加工工艺易产生的轻微形变。下凹槽14外侧有对称分布的冲刀槽16，所述冲刀槽16为通槽，与切筋冲刀4配合，二者位于同一铅垂面。如图2所述，下模压块6内部有空腔17，空腔17的位置和大小与冲刀槽16相对应，使切筋后的引线废料从冲刀槽16漏出后，落入下模压块6的空腔17中，以便引线废料的收集。下模主体5、 下模压块6通过下模销钉18固定连接。
如图7所示，下模主体5上有第二过渡斜面13，与上模主体3的第一过渡斜面12 配合，共同挤压形成引线的过渡段。冲刀槽16外侧且在高于绝缘筋容槽19的平台上有模具定位柱20，如图3所示，上模主体3的下表面有与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的深度且差值为引线直径的长度，此差值保证了引线不会被过度挤压。传统的冲压成型方法只能通过压机的下降高度来避免引线被过度挤压，不仅加大了压机的设计难度，而且可靠性也不高。
本发明中的上模主体3、垫片8、切筋冲刀4和下模主体5采用W18Cr4V为材料，并经淬火处理制成。这种材料硬度高，可以保证模具切筋、成型过程中不会变形，保证引线成型的精度和产品的一致性。上模连接柱1、上模压块2、下模压块6采用质量较轻的铝材，能有效减轻模具重量。再加上铝材价格便宜，可以大大降低成本。
如图8所示，用本模具切筋成型后得到的引线，后续焊接时需将外壳上下翻转。与图9中用传统方法成型的引线相比，可知图8中的引线毛刺方向向上，且引线过渡段较为缓和，成型过程中没有过多的摩擦，因此引线具有较好的质量。
本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.方形扁平封装外壳的切筋成型模具，其特征在于包括上模连接柱(1)、上模压块 O)、上模主体(3)、切筋冲刀0)、下模主体( 和下模压块(6)；上模连接柱(1)的底端与上模压块( 固定连接，上模压块( 的另一端与上模主体C3)固定连接；下模主体(5)与下模压块(6)固定连接；切筋冲刀⑷镶嵌于上模主体(3)中，且在铅垂方向平行分布，切筋冲刀(4)末端突出于上模主体(3)；在切筋冲刀(4)之间的位置处开有上凹槽(10)，用于防止上模主体C3)在下降时压损方形扁平封装外壳的热沉；所述上凹槽(10)的外侧且位于切筋冲刀(4)之间的位置处有凸台面(11)，用于压住引线引出端；下模主体(5)上表面开有下凹槽(14)，用于放置方形扁平封装外壳；下凹槽(14)两侧有对称分布的冲刀槽(16)， 所述冲刀槽(16)与切筋冲刀(4)配合；上模主体(3)自上而下降落，先由切筋冲刀(4)切断引线，再由上模主体(3)的下表面和下模主体(5)的上表面互相平行挤压，实现引线的成型。
2.根据权利要求1所述的方形扁平封装外壳的切筋成型模具，其特征在于所述下模主体(5)的上表面有模具定位柱(20)，所述上模主体(3)的下表面有与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为引线直径的长度。
3.根据权利要求1所述的方形扁平封装外壳的切筋成型模具，其特征在于所述下凹槽(14)上有两个圆柱形的外壳定位柱(15)，外壳定位柱(1 之间的距离为方形扁平封装外壳的封装主体的边长，通过外壳定位柱(1 的侧面对方形扁平封装外壳外壳进行限位。
4.根据权利要求1所述的方形扁平封装外壳的切筋成型模具，其特征在于所述冲刀槽(16)为上下通槽，所述下模压块(6)内部有空腔(17)，空腔(17)位置和大小与冲刀槽 (16)相对应，使切筋后的引线废料从冲刀槽(16)漏出后，落入下模压块(6)的空腔(17) 中，以便引线废料的收集。
5.根据权利要求1所述的方形扁平封装外壳外壳的切筋成型模具，其特征在于所述凸台面(11)与切筋冲刀(4)所在的平面之间有第一过渡斜面(12)，所述下模主体( 上有与第一过渡斜面(1 配合的第二过渡斜面(13)，第一过渡斜面(1 与第二过渡斜面(13) 平行挤压引线的过渡段。
6.根据权利要求1所述的方形扁平封装外壳的切筋成型模具，其特征在于所述上模主体(3)、切筋冲刀(4)和下模主体( 采用W18Cr4V为材料，并经淬火处理制成。
全文摘要
方形扁平封装外壳的切筋成型模具，包括上模连接柱、上模压块、上模主体、切筋冲刀、下模主体和下模压块。上模连接柱、上模压块与上模主体固定连接，下模主体与下模压块固定连接，切筋冲刀镶嵌于上模主体中且在铅垂方向平行分布，切筋冲刀末端突出于上模主体。该模具将传统的冲压成型模式改为挤压成型，并将切筋、成型合二为一，设计了相应的模具形状。上模主体自上而下降落，先由切筋冲刀切断引线，再由上模主体的下表面和下模主体的上表面相互平行挤压，实现引线的成型。本发明使不仅实现了切筋、成型的双边一次性加工，还使引线的质量得到了改善，避免了模具对引线的过度摩擦，得到较为缓和的引线过渡段，同时还消除了毛刺所带来的不利影响。
文档编号B21C25/02GK102500636SQ20111031981
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者于海平, 冯小成, 张志勋, 郝贵争 申请人:中国航天科技集团公司第九研究院第七七二研究所, 北京时代民芯科技有限公司