简述制芯工艺
冷芯盒制芯技术及应用现状
冷芯盒制芯技术及应用现状前言自1968年美国的阿什兰公司发明并推广冷芯盒技术以来，冷芯盒制芯因其生产效率高、节能，砂芯尺寸精度高、发气量低，芯盒寿命长、变形量小，铸件表面光洁、尺寸精度高（可达到CT7级），浇注后砂芯溃散性好等特点而被广泛采用。
尽管冷芯盒法除了ISOCURE法（阿什兰法）外，后来还开发了SO2法（呋喃树脂/SO2法、环氧树脂/SO2法、酚醛树脂/SO2法、自由基硬化法）、低毒或无毒的气硬促硬法（钠水玻璃/CO2法、酚醛树脂/脂法、有机粘结剂/CO2法）、FRC法，但目前应用最多的仍是ISOCURE法。
ISOCURE法是在原砂中加入一定量的组分I（液态的酚醛树脂）和II组分（聚异氰酸脂），在混砂机中混匀后，用射芯机射砂或人工填砂制芯，用干燥的空气、CO2气体或氮气作载体，通入约5%浓度的催化剂气体，使组分I中的酚醛树脂的羟基和组分II中的异氰酸基在催化剂的作用下，发生聚合反应生成尿烷树脂而固化。
冷芯盒的适应性强，它可以应用于铸造所有种类的黑色和有色合金以及适用于大多数铸造用砂，冷芯盒砂芯可小到136g，大到840Kg，最大达到1000磅；砂芯壁厚从3mm到170mm。
在国内外，冷芯盒技术已成功的应用于汽车、拖拉机、飞机、机床、泵业等行业，但在实际生产中，冷芯盒制芯工艺受到许多因素的影响，包括原材料、工装、工艺参数等。
本文对冷芯盒技术的应用中应注意的问题作了一定的综述，并对国内应用冷芯盒技术的情况作了说明。
一、冷芯盒生产中应注意的问题：冷芯盒技术的本质是组分I（液态的酚醛树脂）和II组分（聚异氰酸脂）在催化剂的作用下，生成尿烷的过程，即：催化剂酚醛树脂+聚异氰酸脂尿烷组分I的酚醛树脂结构要求为苯醚型，组分II为4，4’二苯基甲烷二异氰酸酯（MDA）或多次甲基多苯基多异氰酸脂（PAPI）等，美国推荐使用MDA，我国主要用PAPI。
组分I和组分II通常用高沸点的酯或酮稀释，以增加树脂的流动性和可泵性，使树脂容易包覆在砂粒表面，也增加芯砂的流动性，使砂芯致密。
造型、制芯的安全技术（三篇）
造型、制芯的安全技术一、造型、制芯新材料，新工艺简介近代科学的飞速进步，不仅深化了铸造科学的基础理论，同时，现代造型、制芯方法、新材料新工艺亦获得了迅速发展。
如在造型方法上，近年来出现了所谓“物理”成型法，如磁丸造型、真空密封造型等。
新材料、新工艺应用继五十年代二氧化碳快速硬化水玻璃砂后，至六十年代则出现了水玻璃流态砂，嗣后又出现了应用无机和有机硬化剂的自硬砂以及改性水玻璃砂和树脂砂。
七十年代出现的快硬，快凝所谓双快水泥砂和我国创造的，被命名为七○砂的石灰石水玻璃砂，改善了操作者的劳动条件，使矽肺患病率大幅度下降。
在制芯方面，从1958~1968年先后出现了呋喃砂热芯盒制芯法，而后又出现了温芯盒制芯法和非气体硬化冷芯盒制芯法等等。
造型、制芯的新材料新工艺的广泛应用，对促进铸造生产，提高产品质量，提高经济效益和改善劳动条件确实起到了巨大作用，但从安全生产角度分析，或多或少地带来些新的不安全因素，亦应引起注意。
后面将有重点的加以叙述。
二、造型、制芯安全技术1．使用机器造型、制芯时安全事项各种造型、制芯用机器，其驱动能力来自气体、液体和电力，如果使用者操作不当，极易造成人身和设备的不幸事故。
因此，在安全方面必须注意如下：（1）车间，尤其是车间的安全部门必须对每一台机器应订出一个安全操作、维修保养规程，并应规定由专人定期检查执行情况。
（2）对机器的使用者要进行专门技术、安全培训，使之了解机器的性能和构造，并经考试合格后方许可上机操作。
（3）在使用机器前，必须认真检查机器各部是否完好，在未经修复前不得随意驱动。
（4）两人同时操作或检修机器时，应配合协调。
（5）当工作结束（或因故离机）后，应将机器的总气阀（液阀或电源）关闭。
2．芯骨强度、结构、吊攀安全要求砂芯在制造过程中，一般需经过多次吊运搬动，最后下入铸型。
而在浇注过程中，金属液体对砂芯又有较大的冲击和浮力作用。
因此，要求砂芯应有足够的强度和刚性，否则砂芯不仅容易被破坏、变形、冲垮、断裂而影响铸件质量，并可导致事故的发生。
造型制芯
造型 工 艺 准 备 合箱 造芯 浇注 落砂 清 理
检验
配砂、制模
3
第一节
造型必备专业知识
一、砂箱造型
1.整模造型
将模样做成整体形状，分型面位于 模样的某个断面上，模样可直接从 砂型中起出，这样的造型方法叫做 整模造型。
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第一节
图6-1 整模造型 过程
造型必备专业知识
a)铸件 b)造上型 c)刮平 d)翻转上型、起模 e)造下型 f)合型
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整模造型
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挖砂造型
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假箱造型
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三箱造型
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活块造型
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砂型铸造
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金属型铸造
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分模造型
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第一节
2.分模造型
造型必备专业知识
有些铸件如圆柱体、套筒类、管子类等，都有一 个共同的特点，即存在一个过轴线的最大截面， 而模样往往沿着这个最大截面分成两部分，利用 这样的模样造型就叫做分模造型。
所谓导向刮板造型是指将导板(导轨)放在分型面上，刮板沿 着导板移动而刮去多余型砂使之成型的造型方法。
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第一节
造型必备专业知识
图6-33 导向刮板造型 a)弯管铸件示意图 b)刮板与实样模部分 c)刮制上砂型 1—法兰及芯头模样 2—刮板 3—导轨
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第一节
(1)造型过程
造型必备专业知识
1)先做一个假箱，将导轨埋入假箱中，使导轨的上平面与假箱分型面 平齐，将上半部法兰及芯头模样固定在导轨上。 2)安放上砂箱、浇冒口模样，填砂舂制上砂型。 3)翻转砂型，取出填充物，再用刮板沿着导轨刮去多余的型砂。 4)拆去导轨和法兰，开挖浇道，修整上砂型。
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第一节
图解芯片制作工艺流程图
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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汇报完毕
谢谢指导！
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• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
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• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
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• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
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• 晶体管就绪：至此，晶体管经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
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• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极) 。
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• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
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• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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• 放置晶圆的黑盒子
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芯片制造基本工艺介绍
目录
➢晶圆主要制程简介 ➢ 双极工艺流程简介 ➢ MOS工艺流程简介
半导体产业链
新顺
长电
半导体制造环境要求
• 主要污染源：微尘颗粒、重金属离子、有 机物残留物和钠离子等轻金属例子。
• 超净间：洁净等级主要由 微尘颗粒数/ft3
0.1um
I级
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10 级 350
100级 NA
标准双极工艺流程-孔刻蚀和金属连线
金属互联
➢ 孔涂胶 ➢ 孔曝光 ➢ 显影 ➢ 孔刻蚀
➢ 金属淀积 ➢ 金属层涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 金属刻蚀
钝化保护层
➢ 钝化层淀积 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 钝化层刻蚀
CMOS集成电路工艺
--以P阱硅栅CMOS为例
CMOS电路图
VDD
D
P管
S
IN
PR
刻蚀 后
工艺膜层
离子注入
离子注入技术可将杂质以离子型态注入半导体组件 的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须 先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（注入）薄膜， 到达预定的注入深度。
离子注入制程可对注入区内的杂质浓度加以精密控 制。基本上，此杂质浓度（剂量）由离子束电流（离子 束内之总离子数）与扫描率（晶圆通过离子束之次数） 来控制，而离子注入之深度则由离子束能量之大小来决 定。
P管源漏形成
B+ P-
N-Si
➢ P管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ P管源漏注入
N管源漏形成
As
光刻胶
P-
N-Si
➢ N管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ N管源漏注入
接触孔形成
BPSG
N+ N+ P-
制芯机工作原理
制芯机工作原理
制芯机是一种用于生产半导体芯片的设备，其工作原理可以简单地分为以下几个步骤：
1. 晶圆负载：首先，工人将硅片（又称晶圆）放入制芯机的载具中。
晶圆是半导体芯片的基础，其质量和制备工艺直接影响到芯片的性能。
2. 除尘处理：晶圆放入制芯机后，会经过一些除尘、清洗等前处理，以保证其表面干净无尘，以便于后续的加工处理。
3. 溅射镀膜：在晶圆表面溅射一层金属，在制造电容、电阻等元件时非常有用，经过处理后的晶圆将被放置在真空室里。
4. 化学气相沉积(CVD)：晶圆表面涂上液态二硼化硅(SiH2CL2)，然后被送入高温、高压的反应腔中。
在反应腔中，SiH2CL2分解成硅和氯气，从而沉积在晶圆的表面上。
5. 光刻工艺：根据芯片的设计绘制出横竖交错的光罩图案，通过光学方式将其投射到晶圆上，在晶圆表面留下一个光刻图案。
6. 腐蚀：在晶圆表面通过化学反应清除光刻后未定义部分，并形成光刻后的单元结构。
7. 清洗处理：对生产完的晶圆进行清洗以去除表面残留的氯气、化学物质等其它杂质。
以上步骤中的每一步都是相当复杂的，需要使用许多不同的工具和技术控制处理的细节。
通过这些步骤，制芯机可以高度精确地制造半导体芯片，以实现各种不同的电路和电子设备的制造。
铸造工序灌箱制芯合箱工艺流程
铸造工序灌箱制芯合箱工艺流程英文回答：The process of casting involves several steps,including the pouring of molten metal into a mold to create a desired shape. One important aspect of the casting process is the use of cores, which are inserted into the mold to create hollow spaces or intricate details in the final product. The process of making cores is known ascore-making.The first step in the core-making process is the preparation of the core sand. Core sand is a mixture of sand and a binder material, such as clay or resin. The sand is mixed with the binder material to create a moldable mixture that can hold its shape when compacted.Once the core sand is prepared, it is then shaped into the desired core shape. This can be done by hand or by using core boxes, which are specially designed molds thatcreate the desired shape. The core sand is packed into the core box and then removed to form the core shape. Multiple core boxes may be used to create complex core shapes.After the cores are shaped, they are dried to remove any moisture. This is typically done in an oven or by allowing the cores to air dry. Drying is important to ensure that the cores do not crack or break during the casting process.Once the cores are dry, they are ready to be assembled into the mold. The mold consists of two halves, known as the cope and drag. The cope is the top half of the mold, while the drag is the bottom half. The cores are placedinto the drag half of the mold, and the cope half is then placed on top.The cope and drag halves of the mold are securely fastened together, and the molten metal is poured into the mold cavity. The metal fills the space around the cores, creating the desired shape. After the metal has solidified, the mold is opened, and the casting is removed.中文回答：铸造工序涉及多个步骤，其中包括将熔化的金属倒入模具中以创建所需的形状。
制芯机操作工艺18页PPT
制芯机模具的日常维护
三.排气塞堵塞或者破损 排气塞堵塞会造成局部射不满，不紧实以不固化 等缺陷。 排气塞破损会造成局部缺失或者砂芯不固化等缺 陷。
制芯机模具的日常维护
四.射砂嘴易存在故障 若射砂嘴粘砂，则会造成砂芯缺陷，连接面不干 净，使得射砂板安全销无法锁住，真空度降低， 固定不可靠。 射砂嘴胶套损坏，则易造成飞砂现象，砂芯不紧 实等。
a、检查各机构的动作是否正常 b、检查各个伐门的管路是否漏气
制芯机安全操作规范
二、工作中必须遵守 1、设备开动以后，操作人员不得擅离工作岗位，应集中思
想，按工艺程序，认真进行操作，但不许同时操作两个伐 门。 2、经常注意设备的运转情况，发有润滑不良、或紧固件松 动、或零件损坏、或管路漏流、以及其它异常现象，应立 即停机处理，必要时通知维修人员修理。 3、在生产过程中，若发现设备震击无力、或压实无力、或 翻传无力、或夹紧无力、应通知维修人员检查修理。
制芯机组成部分
9.气动系统 10.真空系统 11.保护围栏
制芯机操作步骤
1.检查线路等保证一切正常后加载模具，并进行初始设置， 例如射砂时间，吹气时间等。
2.小车移进，关闭保护门。 3.小车上升，进行射砂 4.工作台带上芯盒下降，吹气板移进。 5.小车上升，进行吹气。 6.小车下降。 7.打开保护门，移出小车，取出砂芯。
制芯机安全操作规范
三、工作后必须遵守 1、打扫现场，清理设备上及其周围的积砂，并擦净设备。 2、将全部伐门手柄放到静止位置上，并关闭压缩空气总伐。 3、设备上和其周围不得停放砂箱或其它物件。 4、认真填写交接班记录。
制芯过程易出现问题及解决 方案
一. 砂芯破裂
砂芯破裂主要发生在形状较复杂或薄壁砂 芯，典型的如水套芯。出现这种问题的主 要原因是模具的上模和下模之间没有完全 对准，需要不断调整。
简述芯片封装技术的基本工艺流程
简述芯片封装技术的基本工艺流程一、芯片封装技术的起始：晶圆切割。
1.1 晶圆可是芯片制造的基础啊，一大片晶圆上有好多芯片呢。
首先得把这晶圆切割开，就像把一大块蛋糕切成小块一样。
这可不能随便切，得用专门的设备，精确得很。
要是切歪了或者切坏了，那芯片可就报废了，这就好比做饭的时候切菜切坏了，整道菜都受影响。
1.2 切割的时候，设备的参数得设置得恰到好处。
就像调收音机的频率一样，差一点都不行。
这是个细致活，操作人员得全神贯注，稍有不慎就会前功尽弃。
二、芯片粘贴：固定芯片的关键步骤。
2.1 切割好的芯片得粘到封装基板上。
这就像盖房子打地基一样重要。
胶水的选择可讲究了，不能太稀，不然芯片粘不牢；也不能太稠，否则会影响芯片的性能。
这就跟做菜放盐似的，多了少了都不行。
2.2 粘贴的时候还得保证芯片的位置准确无误。
这可不像把贴纸随便一贴就行，那得精确到微米级别的。
这就好比射击，差之毫厘，谬以千里。
一旦位置不对，后续的工序都会受到影响，整个芯片封装就可能失败。
三、引线键合：连接芯片与外部的桥梁。
3.1 接下来就是引线键合啦。
这一步是用金属丝把芯片上的电极和封装基板上的引脚连接起来。
这金属丝就像桥梁一样，把芯片和外界连接起来。
这过程就像绣花一样，得小心翼翼。
3.2 键合的时候，要控制好键合的力度和温度。
力度大了，可能会把芯片或者引脚弄坏；温度不合适，键合就不牢固。
这就像打铁，火候得掌握好，不然打出来的铁制品就不合格。
四、封装成型：给芯片穿上保护衣。
4.1 然后就是封装成型啦。
用塑料或者陶瓷等材料把芯片包裹起来，这就像是给芯片穿上了一件保护衣。
这不仅能保护芯片不受外界环境的影响，还能让芯片便于安装和使用。
4.2 封装的形状和大小也有很多种，得根据不同的需求来确定。
这就像做衣服，不同的人要穿不同款式和尺码的衣服一样。
五、最后的检测：确保芯片封装质量。
5.1 封装好之后，可不能就这么完事了。
还得进行检测呢。
这检测就像考试一样，看看芯片封装有没有问题。
电子元件的制造工艺包括
电子元件的制造工艺包括电子元件的制造工艺包括以下几个主要步骤：芯片制造、封装、印刷电路板（PCB）制造和组装。
首先，芯片制造是电子元件制造中的核心过程之一。
在芯片制造过程中，首先是晶圆制造，即将多晶硅材料通过特定的制程加工和精细处理，使其成为具有电子特性的单晶硅片，通常被称为晶圆。
接着，通过化学气相沉积（CVD）等技术将氧化硅、氮化硅等材料层层沉积在晶圆上，形成各种功能的薄膜。
然后，通过光刻、刻蚀等步骤，将设计好的电路图案转移到芯片表面，形成晶圆上的电路结构。
最后，通过离子注入、金属沉积、退火等步骤，形成芯片上的PN结、电极和导线等电子元件。
其次，封装是将芯片封装到外部保护壳中，以保护芯片，并提供电气连接和机械连接的过程。
在封装过程中，首先是胶点贴附，即使用适当的胶料将芯片粘贴到载体上。
然后，通过对芯片和载体进行线路连接、引线焊接等操作，将芯片与外部世界进行连接。
最后，使用封装材料（如环氧树脂）对芯片进行全面封装，以提高芯片的机械强度和保护性能。
接下来，印刷电路板（PCB）制造是电子元件制造中另一个重要的工艺环节。
在PCB制造过程中，首先是原料准备，即准备好底板（通常是玻璃纤维塑胶），并涂覆导电材料（如铜箔）。
然后，通过光刻、蚀刻等步骤，将设计好的电路图案转移到底板上，形成导线图案。
接着，通过钻孔、金属沉积、焊盘覆盖等步骤，形成PCB上的孔、焊盘和其他电气连接结构。
最后，通过表面处理、喷涂阻焊、印刷字迹等工艺，制造出具有特定功能和外观的PCB。
最后，组装是将芯片、PCB和其他元器件组装成完整的电子产品的过程。
在组装过程中，首先是SMT贴片，即通过自动贴片技术将芯片、电阻、电容等被动元件粘附到PCB上，形成电路结构。
然后，通过波峰焊接、手工焊接等操作，将芯片和其他主动元件（如集成电路）与PCB进行焊接，实现电气连接。
接着，通过组装工艺，将组件和外壳进行机械连接，形成成品产品。
最后，通过功能测试、性能测试和可靠性测试等环节，确保电子产品的质量和性能满足要求。
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简述制芯工艺一、概述砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和凹坑等部分，在浇注时，它的大部分或部分表面被液态金属包围，经受铁液的热作用、机械作用都较强烈，排气条件也差，出砂、清理困难，因此对芯砂的性能要求一般比型砂高。
二、植物油砂采用干性油和靠近干性油的半干性油作油砂粘结剂。
干性油含不饱和脂肪酸，其加热硬化机理一般认为是氧化聚合的结果。
常用的植物油有，桐油、亚麻油等。
烘干温度一般以200～220℃为宜。
如需缩短烘干时间，可将温度提高到250℃，但不能超过300℃，否则粘结性能将被破坏。
三、合脂粘结剂及合脂砂（一）合脂粘结剂合脂是合成脂肪酸蒸馏残渣的简称，是从炼油厂原料脱蜡过程中得到的石蜡，制皂工业再将石蜡制取合成脂肪酸时所得的副产品。
合脂砂的烘干湿度范围比油砂宽些，但是最适宜范围仍是200～220℃之间。
合脂粘结剂的加入量一般为砂质量的2.5～4.5％，过多，强度增加不显著，而发气量明显增大，粘膜加重，蠕变加大，出砂性变差。
存在的问题：1．湿强度低合脂砂的湿压强度只有2.0～2.5kPa。
比植物油砂还要低。
加入膨润土或者含泥量高的天然粘土砂可以提高湿强度。
2．砂芯蠕变合脂砂湿强度低，合脂本身在常温下粘度大，芯砂流动性差，造芯时不易紧实；因此合脂砂芯在湿态和烘干过程中易发生蠕变，即逐渐往下沉。
在冬天，合脂变得更加粘稠，蠕变现象就更为严重。
可采用加入膨润土和高温入炉烘干硬化的方法来减少蠕变的缺陷。
四、壳芯（型）（一）壳芯（型）的制造1940年，Johannes Croning发明用热法制造壳型，称为“C”法或“壳法”，此法不仅可用于造型，更主要的是用于制造壳芯。
该法用酚醛树脂作粘结剂，配制的型（芯）砂叫做覆膜砂像干砂一样松散。
其制壳的方法有两种：翻斗法和吹砂法。
壳法造型、造芯的优点是混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）；无需捣砂，能获得尺寸精确的型、芯；型、芯强度高，质量轻，易搬运；透气性好，可用细的原砂得到光洁的铸件表面；无需砂箱；覆膜砂消耗量小；型、芯可以长期贮放。
尽管酚醛树脂覆膜砂价格较贵，造型、造芯耗能较高，但在要求铸件表面光洁和尺寸精度甚高的行业仍得到一定应用。
通常壳型多用于生产液压件、凸轮轴、曲轴以及耐蚀泵件、履带板等钢铁铸件上：充芯多用于汽车、拖拉机、液压阀体等部分铸件上。
（二）壳型砂用原材料及混制工艺（1）酚醛树脂壳法采用热线塑性酚醛树脂。
它是在苯酚过量（通常苯酚与甲醛的物质的量之比为1：0.75～0.85）及温度在105℃以下缩合制成的。
常用的硬化剂为乌洛托品，学名六亚甲基四胺，即（CH2）6N4，其加入量一般占树脂质量的10～15％。
（2）原砂壳法一般采用硅砂，对于表面质量要求很高的铸件，特别是壁很厚实、易产生粘砂的铸钢件，也常使用鋯砂、铬铁矿砂。
（3）附加物为了改善覆膜砂的性能，有时在覆膜过程中加入某些附加物。
例如加人硬脂酸钙（为砂量的0.25～0.35％），可防止覆膜砂存放期间结块；增加覆膜妙的流动性，制壳时易于顶出等。
加入石英粉（加入量为砂质量的2％左右），可提高覆膜砂的高温强度。
（4）覆膜砂混制工艺酚醛树脂覆膜砂一般以原砂为 100（质量比），酚醛树脂加入量为：对于壳型是3.5～6.0，壳芯是1.5～4.0，另加入乌洛托品和硬酯酸钙。
覆膜砂的混制工艺可分为冷法、温法和热法三种。
其中热法是一种适于大量制备覆膜砂的方法，需要专门设备。
混制时一般为先将加热到130~160℃的砂加到间歇式混砂机中，再加树脂混匀，熔化的树脂包在砂粒表面，当砂温降到105～110℃时，加入乌洛托品水溶液，吹风冷却，再加入硬脂酸钙混匀，经过破碎、筛分备用。
五、热芯盒法制芯热芯盒法制芯，是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，填入加热到一定温度的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化。
而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒内取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化。
它为快速生产尺寸精度高的中小砂芯（砂芯最大壁厚一般为50～75mm。
）提供了一种非常有效的方法，特别适用于汽车、拖拉机或类似行业的铸件生产。
（1）热盒法用粘结剂热芯盒用的树脂有呋喃树脂和酚醛树脂，大多数是以尿醛、酚醛和糠醇改性为础的一些化合物，根据所使用的铸造合金及砂芯的不同以及市场供应情况，进行树脂的选择。
常用的呋喃树脂有：1）脲呋喃（UF／FA）树脂；2）酚呋喃（PF／ FA），树脂此类树脂不含氮，或含极少量的氮，主要用于制造铸钢和球墨铸铁件，硬透性较尿呋喃树脂稍差。
我国的呋喃一2型热芯盒树脂属于这类树脂中的一个品种；3）脲－酚呋喃共聚物（UF／ PF／FA），含氮高的这类树脂主要用于铸铁件．也可用于有色合金铸件。
（2）热芯盒法硬化用催化剂国内对呋喃-1型树脂砂最常用的催化剂是氯化铵和尿素的水溶液，其配比（质量比）为氯化铵：尿素：水＝l：3：3。
（3）热芯盒法砂的工艺性能及树脂砂的配制热芯盒法可以使用任何干净、干燥的原砂。
要求砂芯有较好的透气性时，可选用稍粗的原砂；对铸件内表面要求很光洁的，可选用较细的原砂。
热芯盒砂可用一般碾轮式混砂机混碾，混制工艺如下：干砂十附加物—→加催化剂—→加树脂粘结剂—→出砂热芯盒制芯工艺通常采用射芯机射芯，呋喃Ⅰ型树脂砂的固化温度在140～250oC之间，芯盒温度保持在200～250OC较适宜。
一般几十秒即可从芯盒中取出砂芯。
六、气硬冷芯盒法制芯气硬冷芯盒法制芯是将树脂砂填入芯盒，而后吹气硬化制成砂芯。
根据使用的粘结剂和所吹气体及其作用的不同，而有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和无毒气体促硬造芯法等方法。
（一）三乙胺法此法为美国Ashland油脂化学公司研制成功，1968年开始向铸造厂推广并取得应用，国外常称1socure法，或称酚醛一尿烷冷芯盒法，我国叫三乙胺法。
粘结剂由两部分液体组成：组分Ⅰ是酚醛树脂，组分Ⅱ为聚异氰酸酯。
催化剂为液态叔胺，可用三乙胺[(C2H5)3N](TEA)、二甲基乙胺（DMEA）、异丙基乙胶和三甲胺［（CH3）N3］（TMA）,造芯时，其工艺过程如图2所示。
填砂后向树脂砂中吹入催化剂气雾（压力0.14～0 2MPa）便能在数秒至数十秒内硬化，达到满足脱模搬运的强度。
采用三乙胺法造芯时，原砂采用干净的AFS细度50～60的硅砂，也可使用锆砂、铬铁矿砂。
原砂必须干燥，水分超过0.l％（质量分数），就会减少芯砂的可使用时间，降低砂芯抗拉强度。
典型的芯砂配方是树脂粘结剂占砂质量的1.5％，由等质量的组分Ⅰ和组分Ⅱ构成。
（二）SO2法SO2法是继三乙胺法之后开发的一种新型吹气冷芯盒制芯和造型方法，用于铸造生产始1978年，近些年来又开发了一些新型SO2法。
1、呋喃树脂／SO2法此法在 1971年由法国 SaPic公司取得专利权，称Sapici法，直到1978年才用于生产，欧洲大陆称Hardox法，英国称SO2－Fast法，美国叫Insta-Darw法。
其造芯工艺过程类似三乙胺法。
SO2许多优点胜过其他方法，因此从钢铁到有色合金均有应用。
其主要优点如下；①热力度高，使铸件的尺寸精度和表面质量高（高于三乙胶法）：②出砂性优良，对给镁合金也极易出砂；③树脂砂有效期特别长，混好的砂不接触SO2气体，决不会硬化；④发气量是有机粘结剂中最低的；⑤强度发展快。
SO2的缺点也很明显，例如：①树脂中游离糠醇汽化易使芯表面结垢；②低碳钢芯盒用于砂芯大量生产时，锈蚀是一个严重问题；③SO2泄漏，将引起严重环境问题；④过氧化物为强氧化剂，易燃烧，要妥善保管。
2、环氧树脂SO2法环氧树脂SO2法于19 8 3年用于生产。
此法与呋喃－SO2法比，芯砂的可使用时间更长（可达5天），而且基本解决了芯盒结垢和粘模问题，很适合大量生产。
环氧树脂SO2法有效地克服了呋喃一SO2法的大部分缺点，但是用于钢铁铸件时，由于易产生冲砂和夹砂，因此需涂敷耐火涂料；浇注系统应有助于平稳层流。
当使用水基涂料时，建议在低于81oC 温度下烘干。
3、自由基硬化法自由基硬化法用于铸造生产始于1982年。
此法采用三种组分组成的液态粘结剂，包括：①丙烯基聚氨酯树脂；②少量有机氢过氧化物引发剂（用来激发自由基聚合）③用来提高抗拉强度、延长砂芯保存期的乙烯基硅烷增强剂。
此法用氮稀释的SO2气体促进硬化。
粘结剂的加入量通常为0.9～1.8％。
所用树脂混合物的典型组成是95％的粘结剂、3％的增强剂和2％的过氧化物引发剂。
催化剂气体由1～10％（典型的为2％）的 SO2和情性气体载体（氮）所组成。
每吨芯砂约需 SO2 0.45kg。
用干燥空气或氮清洗是为了充分分散S02气体催化剂，并使SO2随后从硬化好的砂芯或砂型中排出。
（三）乙缩醛硬化法（红硬法）乙缩醛硬化法又称红硬（red-set）法，这是因为该法用树脂砂硬化后变成粉红色而得名。
此法是由原联邦德国开发的，粘结剂是三级分体系。
组分1是树脂，是一种具有高反应的甲阶酚醛树脂水溶液，不合游离酚，含游离甲醛少于0.l％：组分2是活化剂，是不同类型的磷酸在无机酸中的浓缩水溶液；组分3是硬化剂，常用乙缩醛。
此法所配树脂砂在二周内使用仍有好的强度。
硬化时需要的乙醛量理论上占组分40％，实际为60～100％。
所制出的砂芯（型）有好的抗吸湿性，砂芯有强的抗毛刺能力。
但这一方法不宜采用橄榄石砂，高耗酸值砂也减慢硬化过程。
此法的工艺较复杂，对工艺参数要求严格，成本较高，价格为三乙胺法的2～3倍。
树脂自硬砂将砂子、液态树脂及液态催化剂混合均匀后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加紧实、即于室温下在芯盒（或砂箱）内硬化成型，叫自硬冷芯盒法造芯，简称自硬法造芯（型）。
自硬法可大致分为酸催化树脂砂自硬法、尿烷系树脂砂自硬法和酚醛一脂自硬法。
树脂自硬砂不仅用于造芯，亦用于造型，特别适用于单件和小批量生产，可生产铸铁、铸钢及有色合金铸件。
其主要优点是；①提高了铸件的尺寸精度，改善了表面粗糙度；②节约能源，节约车间面积；③砂中的树脂的质量分数，由早期的3～4％降到了0.8～1.2％，这是通过对原砂的处理及对树脂、催化剂、混砂设备、工艺等方面进行改进得到的，从而降低了成本；④大大减轻了造芯、造型、落砂、清理工人的劳动强度，便于实现机械化；⑤旧砂可再生，有利于防止二次公害。
（一）酸催化树脂自硬砂（1）酸催化树脂自硬砂用的树脂常用粘结剂为呋喃树脂和热固性酚醛树脂。
也有采用酮醛树脂与糠醇的混合物（AR／FA）、糠醇—甲醛聚合体（FA／F）、糠醇与其他活性化合物的混和物（FA／C）。
糠醇含量越高，氮和水的含量会愈低，粘结剂的质量也愈好，但价格也高。
（2）酸催化树脂自硬砂用的催化剂通常自硬法用催化剂应符合以下要求：①保证改工艺过程带所规才的硬化速度和强度；②具有低的粘度的液体，不产生沉淀；长期贮存时，性能不变；③如冬季运输引起冷凝，随后加热熔化，性能可回复；④价格合理，经济。