8～12英寸先进封装技术专用匀胶设备

第一篇：8～12英寸先进封装技术专用匀胶设备

8～12英寸先进封装技术专用匀胶设备

沈阳芯源微电子设备有限公司研制的8～12英寸先进封装技术专用匀胶设备获得“2007年中国半导体创新产品和技术”奖，其中12英寸（×300mm）晶圆先进封装设备，于2007年7月在我国五大先进封装测试厂之一的江阴长电先进封装有限公司通过严格的工艺检测验收，成功投入生产使用。实现了国产首台IC装备在晶圆尺寸和新工艺应用上的重大突破。

由中科院沈阳自动化所投资兴办的沈阳芯源微电子设备有限公司是跻身于集成电路装备行业的后起之秀。公司成立于2002年底，几年来，通过广泛的国际合作加快了自主知识产权的IC装备研发进程，目前已申请与技术产品相关技术专利45项，其中发明专利19项，已授权实用新型专利11项、软件著作权1项。芯源公司在引进国际先进技术基础上，消化吸收，创新提高，在匀胶显影整体技术和单元技术创新改进方面取得了多项关键技术突破，成功实现了技术的跨越式发展,使我国在集成电路制造领域的匀胶显影技术提升了三个产品代，与国际最先进技术的差距缩短了15年。

同时，依托沈阳良好的装备制造业基础，建立了稳定的供应链，设备国产化率达70％以上，成本降低超过20％；产品从前工序专用的匀胶显影机，拓展到擦片机、清洗机、后道封装等不同领域。产品已销往多家客户并在稳定生产中，企业和产品在同行业形成了品牌影响。

在我国IC 产业中，封装业占有重要地位，目前我国已经成为世界第一封装大国。随着IC封装技术不断革新，倒装芯片，球栅阵列，芯片和圆片级封装技术已成为先进封装技术的主流。先进封装技术的基石是凸点工艺。而该工艺的核心技术是高粘度厚胶涂敷。沈阳芯源研制的8～12英寸先进封装技术专用匀胶设备成功地突破了这一技术难题。

1创新性

（1）理论创新

本项目技术和产品在国内均属空白，理论创新有：

1）改善厚胶和边沿胶膜的均匀性的空气动力学模型；

2）深孔刻蚀的化学反应机理和工艺过程。

（2）应用创新

1）单片全自动传送去胶/刻蚀系统（此前国内均为槽式浸泡，工艺等级和精度受限），结合Robot精度自动传送+化学腐蚀液特殊?+离心机高精度旋转；

2）对粘度高达20000CP的厚胶及粘贴玻璃片产生的翘曲撞片刮版等设计的特殊检测夹板传送尺寸。

（3）技术创新

1）自主开发的多分区高精度渐进式烘焙热盘，保证烘焙温度、梯度控制，避免胶膜破裂和气泡产生；

2）大圆片、大负载下高速离心机的轴向跳动的解决；

3）模块式全封闭单片全自动设备总体

（4）结构创新

采用全封闭结构，各功能单元立体交叉布局，相同或相似的功能模块分区域集中布置，与辅助系统MFC、FFU相配和实现局域小环境调节和系统环境的优化。

2应用范围

（1）产品适用于最先进的高端封装技术（如COG、TBA和砷化镓FC工艺）

（2）还可推广应用于前工序制造的单片旋转湿法刻蚀设备、清洗设备、晶片擦片机等，该技术还可应用于大型平板显示器的生产、太阳能电池和其它领域。

3用户情况

该产品与国外相同档次设备相比价格低1/3；而且能同时适用于先进封装生产线的PR/PI高粘度厚胶涂敷，而国外设备只适用于单一涂胶；芯源公司售后服务、维修备件成本大大优于国外公司，是国内生产线的首选设备供应商，可替代进口，节约外汇。社会经济效益可观。

芯源产品已销售到中芯国际、江阴长电、中电13所等企业，产品在线运行稳定。

2005年9月，国内五大先进封装企业之一的江阴长电集团采购芯源公司8英寸BUMPING（凸起接点）匀胶设备，使用取得成功，芯源是国内第一个将国产设备推入集成电路8英寸主流生产线的企业。

2006年4月交付到国内最大、全球第三大芯片制造企业中芯国际的8英寸BUMPING匀胶显影设备，经过半年的在线运行，通过了全面验收；2007年初，芯源公司被中芯国际授予“最佳供应商”称号。

2007年初自主研制生产12英寸BUMPING封装工艺匀胶样机，在江阴长电先进封装现场测试成功，并于2007年7月正式投入生产线使用，是国产IC装备在关键领域取得的重大突破。

4市场前景

BUMPING工艺是新兴工艺的高增长型产品。先进封装模式正在取代传统的封装方式。

我国目前有封装企业60余家，其中10%的厂家在近期内考虑转型应用BUMPING工艺封装技术。

本项目产品用于最先进的高端封装技术（如9vk COGTBA和砷化镓FC工艺）。目前，12英寸晶圆的后道封装70%已采用先进的Bumping工艺，全球有70%的Bumping线在中国台湾，正在向中国大陆转移。本项目这些设备完全可以销往中国台湾、新加坡等市场；中国大陆、中国台湾、东南亚对Bumping 设备的市场需求保守预测每年有30亿元人民币，并以每年33%的速度增长。

本项目产品可推广的应用领域广泛，拥有更广阔的市场前景，可占领国内市场20～30%的市场份额，并出口到中国台湾等海外市场。

第二篇：先进封装技术

先进封装技术发展趋势

2009-09-27 | 编辑： | 【大 中 小】【打印】【关闭】

作者：Mahadevan Iyer, Texas Instruments, Dallas

随着电子产品在个人、医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到应用，同时在日常生活中更加普及，对新型封装技术和封装材料的需求变得愈加迫切。

电子产品继续在个人、医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到新的应用。为获得推动产业向前发展的创新型封装解决方案（图1），在封装协同设计、低成本材料和高可靠性互连技术方面的进步至关重要。

图1.封装技术的发展趋势也折射出应用和终端设备的变化。

在众多必需解决的封装挑战中，需要强大的协同设计工具的持续进步，这样可以缩短开发周期并增强性能和可靠性。节距的不断缩短，在单芯片和多芯片组件中三维封装互连的使用，以及将集成电路与传感器、能量收集和生物医学器件集成的需求，要求封装材料具有低成本并

易于加工。为支持晶圆级凸点加工，并可使用节距低于60μm凸点的低成本晶圆级芯片尺寸封装（WCSP），还需要突破一些技术挑战。最后，面对汽车、便携式手持设备、消费和医疗电子等领域中快速发展的MEMS器件带来的特殊封装挑战，我们也要有所准备。

封装设计和建模

建模设计工具已经在电子系统开发中得到长期的使用，这包括用于预测基本性能，以保证性能的电学和热学模型。借助热机械建模，可以验证是否满足制造可行性和可靠性的要求。分析的目标是获得第一次试制时就达到预期性能的设计。随着电子系统复杂性的增加以及设计周期的缩短，更多的注意力聚焦于如何将建模分析转换到设计工程开始时使用的协同设计工具之中，优化芯片的版图和架构并进行必要的拆分，以最低成本的付出获得最高的性能。

为实现全面的协同设计，需要突破现今商业化建模工具中存在的一些限制。目前的工具从CAD数据库获得输入，通常需要进行繁杂的操作来构建用于物理特性计算的网格。不同的工具使用不同IP的特定方法来划分网格，因而对于每种工具需要独立进行网格的重新划分。重复的网格划分会浪费宝贵的设计时间，也会增加建模成本。网格重新划分也限制了在这三种约束下进行多个参数折中分析的可行性。

图2.复杂的芯片叠层和互连方案需要谨慎的机械和电学建模

未来的工具必须通过访问同一个CAD数据库，在所有这三个约束下进行迭代分析，不需要用户干预就可自动进行网格划分，并通过合适参数的成本-功能最小化来优化设计。软件工具提供商要么考虑这些关键需求，要么去冒出局的风险（图2）。

电学建模的目标是精确地分析整个系统，包括从源芯片和封装体通过对应PCB板进入要接收的芯片内部。不断增加的系统性能和结构复杂性，给电学建模提出了很大挑战。在较高频率下，系统中较多的结构接近相当大比例的波长尺寸，将伴生有电磁干扰（EMI）的耦合风险。所用传输线或波导器件数目的增加，使得时序分析更加关键，也要求将诸如介质层厚度和连线宽度等制造误差包含进去。对于叠层芯片、叠层封装等三维封装以及穿透硅通孔（TSV）等互连技术，工程师必须考虑与芯片顶部和芯片底部结构的耦合。为应对这些新出现的复杂性，业界需要新型求解算法和问题分割来突破目前在求解速度和问题规模方面的限制。

工程师使用热学建模来优化芯片、封装和系统的功率承载能力，确保在使用过程中芯片不

会超过结温限制。热学问题通常是一个系统（甚至包括使用芯片的结构）问题，因为系统和结构是造成一个独立芯片热沉的原因。必须考虑空气流动、系统内部构造、外部环境、临近组件位置以及其他一些因素，以准确预测系统工作温度。三维封装将功率集中于更小体积之内，需要进行充分的测量来管理增加的功率密度，要在芯片热点分布的分辨率水平上进行分析。在这种系统复杂性水平上，进行热学建模面临很大挑战，业界正进行广泛合作来为不同等级的域开发合适的集总模型和边界条件。

热机械分析主要为了确保电子组件最优的制造可行性和可靠性，同时也指导新型TSV技术的可靠性研究和片上介质层的材料选择。系统设计则集中于冲击负荷和振动条件下如何提高可靠性。MEMS也需要协同设计，需要在各种封装应力下调节器件性能。最重要的是，工程师必须了解诸如热膨胀、模量、拉伸强度、粘性行为和疲劳行为等材料性能，来提供有效的可靠性预测。不仅要在室温条件下获取粘性和疲劳特性，还需要在焊球回流温度和温度循环极限条件下获取。

互连

传统的互连选择包括在成本敏感的高性能应用中的引线键合和焊球倒装芯片。随着电子产业更加转向消费类产品，即使对于高性能产品，成本也变得更加重要。消费类产品所需的便携性也增加了尺寸的重要性，推动了引线键合以及焊球倒装芯片互连节距的降低，也为新型互连技术的发展提供了动力。

在某些情况下节距低于150μm，传统的焊料凸点倒装芯片互连已不能提供足够的可制造性或可靠性，除了尺寸最小的芯片外。芯片与衬底的支起高度已经达到或低于凸点的半节距，影响了倒装芯片器件的可制造性和可靠性。在一些临界值下，由于邻近凸点以及芯片与衬底表面构成的通道非常小，芯片下填充物流动的阻力超过了毛细管效应提供的动力。

图3.图示铜柱拥有2.5:1的高宽比

实际应用中越来越多的采用带有焊料帽的铜柱来替代传统的焊球凸点，这种铜柱可提供与引线键合节距相同的倒装芯片方案。与焊球互连不同，基于铜柱的互连可以拥有大于1:1的高度直径比。对于给定的芯片节距，与焊球互连相比，铜柱之间以及芯片与衬底之间的间隙要大得多，从而可以获得更好的可制造性和可靠性。增加支起高度带来的不利影响是芯片与衬底间共面容差的降低，因为减小的焊料高度只能容许更小的接合高度变化。

铜柱互连技术的研究仍处于高校研发阶段。它的潜在好处包括：全铜结构（没有焊料或者金属间化合物）带来的较高的结构整体性，低于25μm的互连节距，以及因更高的高宽比（大于等于4:1）和互连强度而不需要进行底部填充。铜柱通过电镀的方式在芯片和/或衬底上制作，接合工艺使用化学镀铜的方式填充铜柱间或铜柱与焊盘间的空隙（图3）。它允许相对大的芯片和衬底间的共面容差。

材料

新材料推动不同的工艺相互作用，并改变互连、界面和可靠性等对应的物理特性。举例来说，在键合中转而使用铜线将带来新的现象，必须进行相应研究和表征。

绿色材料的引入大大影响了引线框架封装的可制造性、成本以及可靠性。其他的一些因素

包括，诸如汽车发动机腔体的高温环境，高电压（500-1000V）需求，用于高功率IC的高导电率芯片粘结材料，以及用于高电流承载的厚导体。在引线框架、模塑混合物和互连线中使用的传统材料的替代品正在出现，这包括铝引线框架、无金丝互连，以及与超薄芯片一起使用的低成本注模技术。

对于大多数倒装芯片封装来说，底部填充需使用另一种关键材料。目前的底部填充材料必须满足一些相互冲突的需求。它们必须在填充过程中表现良好，必须在不断缩小的空隙间迅速流动，必须可以保护焊球连接和有效电路免受热机械应力的影响，还必须在多次暴露于高温高湿环境之后保持性能。最新的底部填充材料使用尺寸分布较窄的亚微米填充物和多种添加剂，这些添加剂可以调节材料的粘性、模量、热膨胀系数（CTE）和玻璃转化温度（Tg），在保证使用超低k介质的有效电路叠层的低应力情况下成功增强新型硬质无铅焊料的性能。

在选择底部填充材料过程中，工程师们必须同时考虑在芯片粘结回流工艺中使用的助焊剂。无铅焊料使用的助焊剂比铅锡焊料使用的助焊剂更加有效，后者通常引起比较讨厌的回流后助焊剂残留物。这些残留物将与底部填充材料反应，形成性能不佳的混合物。一种潜在的解决方法是使用可清洁的助焊剂并在施加底部填充材料之前去除掉残留物。这一方法需要额外的设备和工艺步骤。如果使用免清洗助焊剂，将会存在一些残留物，在助焊剂残留物存在的情况下，必须对对应底部填充材料的表现进行表征（图4）。

图4.温度循环测试之后对应没有优化（上图）和最优化（下图）的助焊剂-底部填充材

料组合的剖面图。

窄节距凸点技术

部分游戏和无线领域使用或者正在考虑使用凸点节距低于60μm的倒装芯片封装，而标准的凸点节距为150μm。逐渐被采用的潜在解决方案包括缩小凸点的尺寸或者使用顶部覆盖一层焊料的较厚的钉头（stud）来提供芯片与衬底间的支撑高度。节距更密集的凸点以及提高电镀铜厚度的可能性为该领域材料和工艺的选择带来挑战和机遇。

对于通过电镀制作的凸点而言，首先面临的挑战是光刻胶材料的选择。制作这种节距范围的凸点，需要进行受控电镀，而非快速扩散的电镀，需采用较厚的光刻胶，高宽比可能超过3:1。采用正性和负性光刻胶都可以得到所需的厚度。正性光刻胶具有易控制形状和去胶方便的优势，而负性光刻胶具有易控制曝光能量和显影时间的优势。目前为止，选用的光刻胶已经可以将高宽比做到4:1，仅就图形的高宽比而言，已经得到了比预期更突出的能力。在化学浸润高的高宽比结构方面，一些材料表现出较强的能力或挑战。

高高宽比光刻胶开口给电化学带来了浸润性的挑战。而且，铜厚度的增加需要更高的电镀速度来保持产能。然而，电镀结构的均匀性趋于与电镀速度相关，需要电镀技术的进一步发展来获得令人满意的结果。

小尺寸结构还影响工具和化学组分的选择。在制作150μm或更大节距的凸点时，凸点结构为电镀工具和化学组分的选择保留了比较宽的工艺窗口。批量工具和强腐蚀的化学品会引起凸点结构较大的侧向钻蚀，如果特征尺寸由80μm减小到30μm时，这种钻蚀会严重影响质量。这些挑战可由使用单晶圆工具和反应不那么强烈的刻蚀化学品来解决。

更密集的凸点节距在大于60μm时，通过正确选择材料、工具和工艺优化可以获得重复性优异的高产能工艺。对于电镀工艺来说，优化时需要覆盖光刻工具和材料、电镀化学浸润性和

电镀速度，以及去胶和刻蚀工具与工艺等方面。

WCSP

晶圆级芯片尺寸封装（WCSP）应用范

围在不断扩展并进入新的领域，而且根据引脚数目和器件类型细分市场。无源器件、分立器件、RF和存储器件的份额不断提高，并开始进入逻辑IC和MEMS之中。随着芯片

尺寸和引脚数目的增加，板级可靠性成为一大挑战。

在过去的十年间，低引脚数目的WCSP部分已经变得非常成熟，众多厂家使用不同尺寸的晶圆不断推出高产量应用，并不断扩展面向不同市场的产品空间。随着基础设施建立的完成，并且也已经实现量产，下一个主要聚焦的方面是降低成本，这对于低引脚数目的器件来说尤为关键，同时对高数目引脚的器件来说也很重要，包括300mm晶圆。

较高引脚数目带来新的挑战，在一些因硅面积的限制导致扇入技术不能胜任的案例中，引入了扇出技术。这些技术存在制造和成本挑战，一个例子是在一个较大承载衬底上放置芯片的精度问题。扇出技术在系统级封装（SiP）中也存在应用潜力，而且可以是一个过渡性的方法，或者可以与诸如TSV叠层封装等替代性方案进行竞争。

简化现有结构可以实现成本节约，另一个节约的来源是与材料供应商合作开发下一代材料。

针对MEMS的特殊考虑

SiP技术已经开始集成MEMS器件，以及其他的一些逻辑和面向特定应用的电路。MEMS应用覆盖了惯性/物理、RF、光学和生物医学等领域，而且这些应用要求使用不同种类的封装，比如开腔封装、过模封装、晶圆级封装和一些特殊类型的密闭封装。这些微系统必须具备可以

在潮湿、盐渍、高温、有毒和其他恶劣环境中工作的能力（图5）。

图5.扇出技术使用再分布层或者其他替代物，有可能与使用TSV的叠层封装进行竞争

使用TSV的三维封装技术可以为MEMS器件与其他芯片的叠层提供解决方案。TSV与晶圆级封装的结合可以获得更小的填充因子。潜在的应用包括光学、微流体和电学开关器件等。

医疗、安防、汽车和环境应用是电子产业中出现的具备高增长潜力的领域。大多数的这些应用需要将传感器或MEMS与IC作为系统的一部分。独立系统通过使用电池或能量提取技术以很低的功率进行工作。这类器件在个人医疗中的广泛应用将依赖于它们的效用、使用方便性以及价格。

在医疗器件方面，MEMS具有很多机会，这包括体外诊断、芯片上实验室以及药物供给等。基于MEMS的微流体技术将是支撑这些应用的一项关键技术。其他的一些机遇包括三轴加速度计、压力传感器、能量收集器以及用于听觉器件的硅微麦克风。可植入器件同样需要特别的封装，以在人体内恶劣的环境下保持可靠的性能。

降低封装成本是MEMS器件面临的最大挑战，而这推动着更多的标准化和封装在填充因子方面通用性的发展。其他的一些关键性挑战包括应力管理（特别是对于压力和惯性传感器）、避免污染杂质、组装位置偏差、压力控制以及密闭性等。

结论

先进封装在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上发挥着至关重要的作用。在芯片-封装协同设计以及为满足各种可靠性要求而使用具成本效益的材料和工艺方面，还存在很多挑战。为满足当前需求并使设备具备高产量大产能的能力，业界还需要在技术和制造方面进行众多的创新研究。在能量效率、医疗护理、公共安全和更多领域，都需要创新的封装解决方案。

第三篇：通用技术专用教室教学设备目录

3楼

通用技术专用教室教学设备目录

（一）技术设计室配备要求 1．设施类

编号 名 称 单位 数量 1 讲台 张 1 2 学生设计桌 张 10 3 学生坐凳 张 56 4 视频展台 套 1 5 照相机 套 1 6 多媒体电脑 套 1 7 投影机 套 1 8 话筒 个 0 9 幕布 套 1 10 公共工作台 张 1 11 仪器柜 套 4 12 药箱 个 1 13 灭火设施 套 2 14 摄像机 1 15 交互式红外电子白板 块 1 16 电脑无线麦克风 套 3 2．设备类 焊接、粘接、铆接模型 套 1

 2010-11-19 17:31  回复

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 机械制图模型 套 1 3 榨汁机模型 套 1 桥梁模型 套 1 5 结构承重测试仪 套 1 6 自动门实验装置 套 1 7 水位控制模型 套 1 8 纺车模型 套 1 三视图投影演示仪 套 1 10 机械传动模型 套 1 11 常用螺丝连接模型 套 1 3．实验材料类 通用技术2设计套件 套 22

4楼  2010-11-19 17:31  回复

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 2010-11-19 17:31 3 4 5 6 7 8 9

4．工具类 1 三角板 套 56 2 圆规 套 56 丁字尺 把 56 4 绘图板 个 56 曲线板 个 56 6 擦图片 个 30 5．软件、挂图类 通用技术设计软件 套 1 2 技术与设计教学挂图 套 1

（二）技术实践室配备要求 1．设施类 1 讲台 张 1 2 学生工作台 张 11 3 学生坐凳 张 56 4 公共工作台 张 2 5 作品陈列柜 套 4 6 药箱 个 2 7 灭火设施 套 2 2．设备类 1 台虎钳 台 2 2 学生台钳 台 12 3 钻铣床 台 1 4 立式砂轮机 台 1 5 车床 台 1 电热丝切割器 台 1

5楼  回复

6楼 木工锯床 台 2 激光雕刻切割机+电脑 台 1 手提木工电刨 套 4 

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 2010-11-19 17:31  回复

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 热熔枪 个 18 11 交流手电钻 个 2 12 直流手电钻 个 2 13 护目镜 个 60 17 线锯机 台 4 手持式木工曲线锯 台 2 19 木工砂带机 台 2 木工组合机床 台 1 3．实验材料类 1 笔筒 套 22 2 书架 套 22 百叶窗制作套件 套 22 4 汽车模型制作套件 套 22 5 密码箱制作套件 套 22 4．工具类

1、木工工具包 1 羊角锤 个 18 2 手板锯 把 18 3 木工短刨 个 18 木工凿子 套 18 5 木工锉 套 18 码钉枪 个 18 7 G型夹 个 18 8 木工凿 个 18 9 手摇钻 个 18 10 麻花钻 套 18 11 水平尺 个 18 12 钢丝钳 个 18 13 G型夹 个 18 14 剪刀 个 18

7楼 美工刀 套 18 16 勾刀 个 18 17 钢角尺 个 18 18 钢卷尺 个 18 19 墨斗 个 18 20 油石 个 18

2、金工工具包 1 中扁锉 把 18  2010-11-19 17:31  回复

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 2010-11-19 17:31 划线规 把 18 3 划针 个 18 4 样冲 套 18 铜丝刷 把 18 6 圆锉 把 18 钢锯弓 把 18 8 丝锥板牙 套 18 9平口钳 个 18 10 十字起 个 18 11 一字起 个 18 12 钢直尺 把 18 13 钢角尺 把 18 14 周转箱 个 18 15 钢丝钳 个 18 17 自行车扳手 套 18 16 套管扳手 套 2

3、电工工具包 编号 名 称 单位 数量 1 电烙铁 把 10 2 尖嘴钳 把 10 3 斜口钳 把 10 4 吸焊器 把 10 5 镊子 把 10 6 多用电表 只 10 7 钟表批 套 10 8 剥线钳 只 10

8楼  回复

9楼

4、共用工具量具包 编号 名 称 单位 数量

 漆刷 把 10 2 什锦挫 套 10  njz000

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 2010-11-19 17:31  回复



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 半圆锉 把 10 4 三角锉 把 10 白铁剪（航空剪）套 10 6 钟表起 套 10 7 十字起 个 10 8 一字起 个 10 9 手锤 个 10 10 内六方 套 10 11 游标卡尺 把 10 12 卷尺 把 10 13 电子秤 台 5 14 金属钩码 套 4 15 活动扳手 个 10 16 剪刀 把 10 5．耗材类（1）耗材包 1 板材类 套 60 2 纸张类 包 0 3 胶水类 套 1 钉子类 KG 2 5 螺钉类 KG 1 热熔枪用胶棒 根 10 7 绝缘胶带 卷 10 8 钢锯条 盒 5 9 钻头 套 2 10 砂纸 套 5 11 美工刀 盒 5 12 焊锡丝 卷 10 13 松香 盒 10

10楼 毛刷 把 10 15 钢丝锯条 盒 5

（三）准备室（仪器室）配备要求 1．设施类

序号 名称 单位 数量 1 仪器柜 套 4 2 材料架 套 4 3 仪器车 台 1 4 灭火设施 套 2  2010-11-19 17:31  回复

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 njz000

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“四.选修模块（1）简易机器人制作）”

编号 名 称 单位 数量 1 讲台 张 1 学生设计桌 张 10 3 学生坐凳 张 56 视频展台 套 1 5 多媒体电脑 套 1 6 电脑和电脑桌 套 8 7 投影机 套 1 8 仪器柜 套 4 9 幕布 套 1 10 活动场地 套 1 11 药箱 个 1 12 灭火设施 套 2 2．实验材料类 编号 名 称 单位 数量 1 传动机械试验套件 套 30 单片机及其控制程序试验套件 套 30 单片机与控制电路试验套件 套 30 4 简易机器人 套 30 3．耗材类

编号 名 称 单位 数量 1 充电电池 组 30

11楼 充电器 组 30 3 电源适配器 组 30

第四篇：精密模具工厂那些先进的加工设备与技术

精密模具工厂那些先进的加工设备与技术（来源：前沿数控技术）

精密模具的制造离不开那些先进的加工设备。模具制造的主要工艺有CNC铣削、慢走丝线切割、电火花、磨、车、测量、自动化等等。本文介绍了这些工艺的先进设备与技术，一起来看看吧。

一、CNC铣削加工

可以说塑胶模具制造行业的迅猛发展主要得益于CNC铣削技术的革新。从传统的普通铣床到三轴加工中心，再发展到如今的五轴高速铣削，使得再怎么复杂的三维型面零件的加工几乎都可成为现实，材料的硬度也不再是局限问题。塑胶模具的主要型腔、型面都由CNC铣削加工来完成。

高速铣加工采用小径铣刀（典型刀具是整体硬质合金球头铣刀，端铣刀和波纹铣刀），高转速（主轴转速可达40,000 rpm）、小周期进给量，使得生产效率大幅度提高，精度能稳定达到5μm；同时由于铣削力低，工件热变形减少，铣削深度较小，而进给较快（直线电机，高达80m/min的快移速度，高达2g的加速度），表面光洁度可达 Ra<0.15 μm。高速铣可加工60HRC的淬硬模具钢件，因此高速铣加工允许在热处理以后再进行切削加工，使模具制造工艺大大简化。

国外先进的CNC铣削设备制造商有瑞士GF加工方案、德国DMG、德国哈默、日本牧野、德国罗德斯、德国OPS、德国巨浪、德国因代克斯、日本山崎马扎克、日本大偎、美国哈斯等等。

二、慢走丝线割加工

慢走丝线割加工主要用于各种冲模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面零件的加工。其中加工冲压模所占的比例要数最大，冲压模的凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等众多精密型孔的加工，慢走丝线割加工是不可缺少的关键技术。在注塑模具制造中，常见应用有镶件孔、顶针孔、斜顶孔、型腔清角及滑块等加工，一般来说加工精度要求没有冲压模具那么高。

慢走丝加工是一种高精密的加工方法，高端的机床可达到小于3μm的加工精度，表面粗糙度可达Ra0.05μm。目前已可实现0.02～0.03㎜的电极丝的自动穿丝切割，实用的切割效率可达200㎜2/min左右。

国外先进的慢走丝设备制造商有瑞士GF加工方案、日本三菱、日本西部、日本沙迪克、日本牧野、日本法兰克等等。

三、电火花加工

电火花加工适用于精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角等复杂部件的加工。当刀具难于够到复杂表面时，在需要深度切削的地方，在长径比特别高的地方，电火花加工工艺优于铣削加工。对于高技术零件的加工，铣削电极再放电可提高成功率，相比高昂贵的刀具费用相比，放电加工更合适。另外，在规定了要作电火花精加工的地方，用电火花加工来提供火花纹表面。

在高速铣加工迅速发展的今天，电火花加工发展空间受到了一定的挤压。在此同时，高速铣也给电火花加工带来了更大的技术进步。如：采用高速铣来制造电极，由于狭小区域加工的实现和高质量的表面结果，让电极的设计数量大大降低。另外用高速铣来制造电极也可以使生产效率提高到一个新的层次，并能保证电极的高精度，这样使电火花加工的精度也提高了。如果型腔的大部分加工由高速铣来完成，则电火花加工只作为辅助手段去清角修边，这样留量更均匀、更少。

精密放电机在加工面积小于20平方厘米的情况下，可实现Ra<0.1μm的镜面电火花加工，及实现均匀一致的亚光表面及各级纹面加工。对于微细零件，如连接器，可实现清角小于0.02mm、加工精度在5μm以内的结果。机床的工艺专家系统，针对大众化的加工情况，智能生成的放电参数即可实现优异的加工结果，对于特殊、复杂零件的放电，提供了专用的工艺模块，如IC、LED、连接器、大型腔、窄缝、RSM纹面等，这些优化的工艺是专家经验的集成。在机床配以快速装夹定位夹具与电极自动更换装置的情况下，即可长时间的无人化自动放电加工。

国外先进的电火花加工设备制造商有瑞士GF加工方案、日本牧野、德国OPS、日本沙迪克、日本三菱、德国艾克索、西班牙欧纳等等。

四、磨床加工

磨床是对零件表面进行精加工的精密设备，尤其是淬硬工件。模具加工使用的磨床主要是平面磨床、万能内外圆磨床、坐标磨（PG光学曲线磨床）。

小平磨床主要用来加工小尺寸的模具零件，如精密镶件、精密模仁、滑块等。大水磨床常用于较大尺寸的模板加工。现在，平面磨床砂轮线速度和工作台运动高速化已成为普遍潮流，由于采用了直线导轨、直线电机、静压丝杠等先进的功能部件技术，运动速度有很大进步，另外还不断完善了砂轮修整技术。磨头的垂直进给量最小可达到0.1μm，磨削表面粗糙度Ra<0.05μm，加工精度可控制在1μm以内，实现了超精磨削加工。

国外先进的磨床设备制造商以斯来福临集团为代表，它先后并购了许多世界顶级的磨床制造商，包括斯图特(STUDER)、保宁(BLOHM)、美盖勒(MAEGERLE)、琼格(JUNG)公司、肖特(SCHAUD)、米克罗莎（MIKROSA)、伊瓦格(EWAG)和瓦尔特（WALTER）。斯来福临旗下各知名企业生产不同种类的磨床，能提供全面的磨削解决方案。国内精密模具厂在平面磨削方面，大多使用日本的平面磨床，例如日本冈本磨床。

模具回转体零件，并且精度要求高，表面光洁度要好的情况，甚至是复杂的曲面零件，就需要使用高精度外圆磨床来完成，比如瓶胚注塑模具的哈夫镶块零件。使用高速旋转砂轮进行磨削加工，可加工硬度较高材料，如淬硬模具钢、硬质合金等。瑞士斯图特万能内外圆磨床为中型单一部件和批量工件磨削所设计的，适用于为个性化需求定制方案（外圆磨削，非圆成型磨削，螺纹磨削，内圆磨削）。

光学曲线磨床可以磨削孔距精度很高的孔以及各种轮廓形状。用绘图仪配合加工，绘图仪刻画出所需加工的图形在胶片上，胶片贴在投影幕上并校正，加工者将根据胶片上的成型来进行成型加工。光学投影研磨适合高硬度材料的成型研磨，例如材质为钨钢件或硬质合金的工件，偶尔也加工一些高速钢工件。一般加工连接器冲模用刀口及冲头，端子，精密的半行程冲子，下模入块和脱料板入子等之类的工件。

比较有名的光学曲线磨床有瑞士HAUSER、美国MOORE、日本AMADA。日本AMADA光学曲线磨床机其主轴最高转速可达到30000转，加工的精度在2μm以內，加工的最小內R角为R0.03mm，外R角为R0.02mm，加工异形冲子最薄处可达到0.06mm，其加工的沟槽深径比在2:1左右，表面粗糙度Ra可达0.025μm。

五、数控车床

数控车床也是模具车间常用的加工设备。其加工范围是所有回转体零件。由于数控技术的高度发展，复杂形状的回转体可以通过编程来简易实现，并且机床可以自动更换刀具，大幅度提高了生产效率。数控车床的加工精度与制造技术日趋完善，甚至有以车代磨的趋势。常用来加工模具中的圆形镶件、撑头、定位环等零件，在笔模、瓶口模具中应用广泛。事实上，先进的数控车床其功能已不再局限于“车”，已拓展为车铣复合一体机床，一个复杂、多工序的零件，甚至可以一次性全部加工搞定。

国外先进的数控车削机床制造商有德国DMG、瑞士托纳斯、日本山崎马扎克、德国舒特、美国哈挺、美国哈斯等等。

六、测量

从模具设计初期所涉及的数字化测绘，到模具加工工序测量，到模具验收测量和后期的模具修复测量，高精密测量设备发挥着重要的作用。主要有三坐标测量机、影像测量仪，还有适合大型模具现场测量的便携式关节臂测量机等等。

三坐标检测是检验工件的一种精密测量方法。运用三坐标测量机，基于空间点坐标的采集和计算，对工件进行形位公差的检验和测量，判断该工件的误差是不是在公差范围之内。探测系统一般由测头和接触式探针构成，探针与被测工件的表面轻微接触，获得测量点的坐标。

在测量过程中，坐标测量机将工件的各种几何元素的测量转化为这些几何元素上点的坐标位置，再由软件根据相应几何形状的数学模型计算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等参数。坐标测量机很容易与CAD连接，把测量结果实时反馈给设计及生产部门，借以改进产品设计或生产流程。三坐标检测有时也运用到逆向工程设计。国外典型的设备制造商有瑞典海克斯康、德国蔡司、德国莱兹、日本三丰等等。

影像测量仪利用影像测头采集工件的影像，通过数位图像处理技术提取各种复杂形状工件表面的坐标点，再利用坐标变换和资料处理技术转换成坐标测量空间中的各种几何要素，从而计算得到被测工件的实际尺寸、形状和相互位置关系，可以对复杂的工件轮廓和表面形状进行精密测量。典型的设备有瑞典海克斯康、日本尼康、日本三丰等。

七、快速装夹定位系统与自动化

以上介绍了六种模具制造的工艺。事实上，一个模具零件往往需要使用多种工艺才能得以制造完成。这个过程中，零件要进行不断的装夹与校正，花费了大量的时间，机床也是处于闲置状态，昂贵的设备其加工能力并未得到充分的利用。随着制造业领域的竞争日益激烈。更短的生产周期是这一发展趋势。

国外的夹具制作商，采用一套稳定而精确的基准系统，实现了铣削、车、测量、电火花加工等工艺的统一基准互换，在机床上只需一分钟左右快速完成电极的装夹与找正，重复定位精度在3μm以内，最大限度地缩短了设定时间，大幅度提高了机床的实际运行时间。事实证明，这是现代化生产的一项必不可少的条件。

国外先进的快速装夹定位系统制造商主要有瑞士GF加工方案System 3R夹具、瑞士EROWA夹具等等。

在使用了快速装夹定位系统时，已经具备了自动化的基础。先进的模具车间通过配备机器人与柔性系统管理软件，形成了模具加工中心自动化单元。国外先进的制造商已开始从单纯的设备提供商，发展为成套解决方案的供应商。从目前来看，无人化的模具制造成套方案还只能适应专业类模具制造厂商，对于品种繁多，各式各样的复杂模具的制造，由于需要花费更多的前期预调与准备时间，还未得以很好的推广，但自动化发展是一个趋势，一定会有更完善的发展。

第五篇：先进环保技术与设备推广项目案例分析

高效节能电机、变压器推广工程

一、项目简介 项目实施单位

市发展改革委、市经济信息化委、市商务委等相关政府部门 2 建设内容

在采用工业、建筑等行业/领域，组织召开成熟、先进、适用技术的供需双向对接会，组织节能技术设备提供商和节能服务企业进企业、进机关、进商场，推广节能电机、节能变压器。3 投资预算

推广一批高效节能电机、高效节能变压器、高效能电子产品。估计投资1000万元，依据《节能产品惠民工程高效电机推广实施细则》（财建[2010]232号），拟申请中央财政按现有政策支持1000万元。

二、项目申报情况

（一）申报依据：《节能减排财政政策示范项目申报指南》

1.产业低碳化

1）节能设备推广项目。

（二）申报口径：

以XX市发改委网站发布《XXXXXX市节能减排财政政策综合示范城市奖励资金支持项目申报指南》日期起为时间开始期限（一般为年初3月份左右），主要申报文件为： 1 资金申请报告 2 项目申报评审表

项目申报单位基本情况表 4 招标事项核准意见表 项目汇总表（初审后）(三）申报材料要求：

项目申报材料分正文和附件两部分。相关表格内各项要求全部填写，不得留有空白，若没有该项内容，则填“无”。

1、项目申报材料正文

按照市财政局、市发改委联合行文下发的《XX市节能减排财政政策综合示范城市奖励资金分类管理暂行办法》、市节能减排综合示范办规定的格式与要求编制项目申报正文“2012XX市节能减排财政政策综合示范城市奖励资金申请报告”。

2、项目申报材料附件

（1）项目申报评审表

按要求填写《2012XX市节能减排财政政策综合示范城市奖励资金支持项目申报评审表》，以下简称《项目申报评审表》）。

（2）有关项目批复文件或实施依据材料

按照市节能减排综合示范办和市直“六化”牵头部门联合下发的各类别示范项目申报通知的要求，提供项目批复文件或实施依据材料，主要包括：①项目可行性研究报告、项目申请报告或项目实施方案。对于按相关规定需审批可行性研究报告的政府投资项目，则项目申报单位应提供经批复的项目可行性研究报告；对于按相关规定需备案的企业投资项目，且申请200万元及以上综合奖励资金的项目（国家现有相关申请中央资金的政策文件规定没有要求提供可行性研究报告的类别项目除外），则项目申报单位应提供由甲级资质的咨询设计单位编制的项目可行性研究报告；对于按相关规定需核准的企业投资项目，则项目申报单位应提供经核准的项目申请报告。其它项目由项目申报单位提供项目实施方案。②项目审批、核准或备案批复文件。③按照相关规定，提供项目的环评批复文件，节能审查意见，用地证明（需新征土地的项目，请提供国土资源部门出具的用地预审意见；无需新征土地的项目，请提供土地证明的复印件），城市规划选址意见。

（3）项目申报单位基本情况表（附件3）。

（4）项目申报单位法人（组织机构）代码及营业执照副本复印件

（5）资金落实证明材料

①地方各级政府（包括省、市、区县（市）及园区等）配套资金投入的证明材料。②银行贷款证明材料。③自筹资金证明材料。

（6）相关招标文件

按相关法律法规和政策规定需招标的项目，项目申报单位需提供相关招标核准文件；对于按相关法律法规和政策规定不需招标，但申请500万元及以上综合奖励资金的项目需填报招标事项核准意见表（附件4），其中：不招标或者邀请招标的事项，务必在表格下方说明理由。

（7）投资与进度证明材料

已开工项目（含已竣工项目）需提供已完成投资额、工程建设进度证明材料。

（8）项目申报单位对所附材料真实性的承诺声明

项目申报单位应对材料的完整性、真实性负责，若发现弄虚作假的，将按照相关规定进行严肃处理。

（9）其他补充材料

按照市节能减排综合示范办和市直“六化”牵头部门联合下发的各类别示范项目申报通知的要求，需增补提供的其它有关材料。

3、申报材料装订要求

申报材料按A4纸张尺寸（相关项目表和设计图纸除外）印制。《项目申报评审表》单独成册；其他项目申报材料装订顺序为：①项目申报正文；②有关项目批复文件或实施依据材料：可行性研究报告、项目申请报告或项目实施方案；项目审批、核准或备案批复文件；项目环评批复文件；节能审查意见；用地证明；城市规划选址意见；③《项目申报单位基本情况表》；④项目申报单位法人（组织机构）代码及营业执照副本复印件；⑤资金落实证明材料；⑥相关招标文件；⑦投资与进度证明材料；⑧项目申报单位对所附材料真实性的承诺声明；⑨按照各类别项目申报通知要求需提供的其他补充材料。

文献链接：http://

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三、项目核准情况

【报批程度】无需申报。

四、项目执行情况

【起止时间】2012-2014年

五、经济社会效益分析

高效电机与普通电机相比，总损耗平均可下降20%~30%，效率可提高2%~7%；而节能变压器较普通变压器的损耗低约17%~27%。根据国家节能产品惠民工程的有关要求，开展高效节能电机、变压器等设备产品推广工程，有力推进全市节能减排工作向“内涵降耗、系统促降”转变。