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集成电路塑封液压机结构的技术改造

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摘要:在集成电路封装工艺过程中,塑封工序使用的液压机多为传统的水冷型结构,为液压系统提供动力的传统马达功率达到7KW,功耗大,并需要采用冷却循环水对油温进行冷却,故需要一整套水冷循环系统。尽管是循环使用,但都有水的挥发产生损耗,浪费水与电,节能效果差。经过改造液压动力功能部分,将液压机“传统电机与泵”改造为“伺服电机泵”,增加伺服控制器、油过滤器、PLC控制器及液压模块等,从而实现节能降效的目的。

关键词:集成电路;塑封液压机;集成电路封装工艺

0引言

当下能源危机日益严重,特别是电力资源消耗过大,电力资源日趋紧张,未来电价也有上升的趋势,许多企业都已经开始对用电量大的工序进行错峰用电,而且我国电力主要依靠煤炭发电,也导致二氧化碳/硫等物质的排放增大,给社会增加温室效应及环境污染,也需要我们企业进行节能减排,维持一个良性的社会自然环境做出自己的力量。这几年随着国家对节能减排的重视与强化,设备供应链也发展较快,新推出的油压机基本以节能伺服型油压机为主(省电,不再需要冷却水),传统的油压机已逐步退出市场的竞争。随着集成电路多排及密度更高的引线框架的发展,塑封模具腔位数也将达到3000腔--4000腔的水平,所需要的液压机吨位要达到350吨左右,如果还是采用传统的马达与泵的设计结构,马达功率需要10KW以上,耗电量更大。所以节能型伺服控制液压机未来1-2年内将全面取代传统马达与泵结构的液压机。

1项目市场前景分析

1.1相关产业政策:早在2009年广东省就已有《关于转发广东省节能管理暂行办法的补充通知》(穗财工[2009]70号),提倡企业推进节能减排工作;广州市在2010年也推出《关于加强广州市清洁生产审核验收组织工作的通知》,并“对清洁生产企业,给予相应的政策倾斜,在能源电力等资源出现紧缺时优先保障;2011年广州萝岗区对科学城企业是强制性推进“清洁生产”管理,进一步落实节能减排相关工作。以上也为我司本项目的实施提供政策支撑。

1.2据我们从设备供应商处的了解,华南地区的封测同行,在2011年起新采购的油压机都是节能型伺服油压机,并已经在进行传统型油压机的改造了,如佛山LJ,深圳QP,江门HK,广州HW等,对使用了超过10年的传统型液压机都可以进行改造,改造后的节能效果明显,如完全可以取消专用的冷却水循环系统。我司在第二期改造完成后,也是完全可以取消专用冷却水循环系统。

2研究开发内容和目标

2.1项目主要内容项目主要内容改造。

2.2关键技术及创新点的提炼

2.2.1主要关键改造点:将传统功率较大的电机(7KW)改造为节能型功率小的伺服电机(0.6KW),功率仅为传统电机的8.57%;

2.2.2创新点:将传统油压泵改为与伺服电机相配套的节能泵,并改造液压模块,使液压油在工作过程中运行平稳,产生较小的热量,油温能控制在35°C以下,不再需要冷却水;传统泵油温超过45°C,不使用冷却水的话,油温过高,压差大,压力不稳定,影响产品塑封质量。

3研究开发方法及技术路线

3.1改造实施方案

第一步:将原先的传统电机及泵拆除,改为节能伺服电机泵,由于待改造油压机油箱空间较狭小,故改造后伺服电机的尾端将突出机身的右侧100mm左右,外观影响很小;第二步:因原电柜箱空间不足,单独做一小控制柜将伺服控制器等电器控制器放入其中,置于油压机顶部;第三步:改造原液压模块,对相应的液压阀进行更换,满足伺服系统的控制要求;第四步:增加高精密油过滤器,保证油的清洁;第五步:更换PLC控制器,将原黑白控制屏更换成真彩触摸屏,正常的操作及参数设置集中在控制屏中完成,便于操作,提高生产效率;第六步:上述更换完成后,用轻油对原有邮箱进行清洁并更换同型号液压油(一般用国产长城牌46#抗研磨液压油即可)。

3.2改造完成后具有以下特点:

3.2.1伺服电机及泵采用进口(大金公司原厂生产),节能率、控制精度、动作响应高;

3.2.2极大简化了液压单元与设备的结构,提高了空间利用率与设备维护管理效率;

3.2.3伺服系统运行采用闭环方式,低发热量,油路平稳,最大限度降低了液压油升温的因素,不再需要冷却水,节省费用;

3.2.4油温控制在25--35°C,波动范围小,伺服控制系统能实现压力与流量的双闭环控制,具有压力与流量达到1%的控制精度,最低控制压力可以达到0.2MPa;在模具对产品注塑成型时提供了更稳定的控制力,确保产品品质。

4结束语

该节能技术改造在已有旧的传统型油压机上进行,电器控制采用PLC方式,特殊结构的整体成型油路模块,减少了油压管路设计,杜绝了漏油现象,而且大大加强了设备的可靠性,明显降低了设备故障。其传动原理采用了液压控制技术,主要工艺动作由组合合模油缸及注塑油缸完成。

参考文献

[1]杨世祥.新型电液步进液压缸的试验研究.中国金属学会,液压与气动学组年会论文[D].1982(9).

[2]宁辰校.液压气动图形符号及识别技巧[M].北京:化学工业出版社2012.

[3]张平格.液压传动与控制[M].北京:冶金工业出版社2004.

作者:谢跃华 单位:广东风华芯电科技股份有限公司

软件和集成电路杂志责任编辑:张雨    阅读:人次