Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具

Moldex3D持續推出料管和噴嘴模擬、IC點膠制程模擬等先進模擬技術,提升模流分析的精確度;因此Moldex3D也必須同步提升相關模擬所需的前處理功能,并克服一般在射出成型模擬上常見的挑戰,例如以下幾點:

  1. 料管和噴嘴的網格制作困難。為了準確的計算進入進澆口前的熔膠行為,需要有高質量的實體網格,往往需要在Moldex3D Mesh上進行復雜的網格建構,提高了運用此模擬分析的難度。

  2. IC點膠制程的網格以往也是在Moldex3D Mesh上建構,使用者需要對每一塊IC封裝組件,例如芯片、錫球、溢流區等,分高度及分層建構網格。網格元素量也很龐大,若有要調整網格密度,往往牽一發動全身。

  3. 異型水路的制作,目前市面上也少有適合的軟件,用戶需要建構出貼著產品表面一段距離的水路,大多自行在3D空間中繪制,不易做到良好的控制及調整。

  4. 需要比較產品設變前后的結果時,會不希望網格密度差異影響結果,所以通常會依照設變前的灑點過程,再一次的灑點在設變后的產品上。當案例較復雜,或是需要比對多次設變結果時,這樣的過程就會相當費時費力。

  5. 網格建構過程中,復雜幾何產品難免會有細長導圓角、狹窄面造成展弦比不佳的網格,使用者需要花大量時間來調整及修復。

因應這些需求,Moldex3D Studio 2021推出多樣化的前處理精靈,幫助使用者加速建模工作。此外也新增同步灑點的網格建構設定功能,以及網格展弦比的修復功能,全面考慮到用戶的使用情境,克服各種前處理網格建構上的困難。以下說明主要的重點項目。

 

噴嘴塑料區精靈 (Nozzle Zone Wizard)

Moldex3D新增噴嘴塑料區精靈,可自動化建構出高質量的噴嘴塑料區網格。使用者也可建立噴嘴塑料區來模擬螺桿壓動熔膠的行為,得到更真實的流率與料溫。

精靈中提供三種不同的噴嘴前端,搭配三種噴嘴主體,共有九種組合,產生相對應的線架構噴嘴塑料區(圖一)。使用者可以參考這幾種類型的噴嘴塑料區,調整為符合現場的實際尺寸。當尺寸規則符合噴嘴塑料區的網格建構標準,軟件會自動產生適合的高質量網格,用以模擬真實螺桿壓動熔膠的行為(圖二)。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖1

圖一 噴嘴塑料區精靈提供多種噴嘴類型

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖2

圖二 軟件自動產生出高質量的噴嘴塑料區網格

IC封裝自動混合式網格精靈

Moldex3D Studio 2021前處理開始正式支持IC產品的網格制作,提供IC封裝自動混合式網格精靈,使用者在Studio就可以從頭到尾完成IC封裝模流分析的前后處理。第一階段先進行3D IC封裝組件建立(如圖三):輸入2D IC草圖的曲線,利用此功能選框線,并設定Z方向位置、組件高度及屬性信息,即可建立出環氧樹脂(Epoxy)、基板(Substrate)、膠卷(Tape)、導線架(Leadframe)、芯片(Chip)、錫球(Bump)等IC組件。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖3

圖三 3D IC封裝組件建立

第二階段透過IC網格自動建構精靈(如圖四),設計變更后就能夠自動產生網格,省下可觀的時間,且能同時保有以往手堆網格的質量。圖五說明目前Studio IC封裝自動混合式網格精靈所支持的IC產品類型,涵括各種常見的IC產品,如轉注成型、壓縮成型、嵌入式晶圓級封裝(EWLP)和底部填充等等。同時還可支持復雜的幾何流道:運用BLM網格技術產生流道網格,IC組件則用Hybrid網格產生,澆口區域網格即可會自動銜接。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖4

圖四 IC網格自動建構

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖5

圖五 Studio IC Auto Hybrid Mesh支持的IC產品類型

異型水路精靈

Moldex3d Studio 2021推出全新的異型水路精靈,提供更彈性且多元的異型水路設計結果。主要概念是依使用者提供的2D水路路徑快速投影產生異型水路,并加入以下特點:

(a) 可勾選水路是否要延伸到模壁,如圖六(a)。
(b) 可控制最小模壁厚度,以決定是否讓水路進入盲孔,如圖六(b)。
(c) 可投影至六個軸向,建構出產品凹穴內部的異型水路,加強散熱效果,如圖六(c)。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖6

圖六 異型水路精靈的各種特色功能

設變前后灑點一致化

為了使產品設變前后的灑點密度一致, Modex3D Studio提供同步灑點功能,針對設計變更后的幾何模型,可以自動從原始模型中擷取灑點數據,快速映像出與原始模型相近的分辨率,也能提示未映射到的邊,讓使用者快速設定好所需的灑點數據(如圖七)。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖7

圖七 同步灑點功能讓設變前后灑點一致化

修復展弦比

新增的修復展弦比功能(如圖八),可快速自動修復展弦比不佳的網格,展弦比可在網格缺陷樹定義,并調整修復的范圍。針對有復雜特征或大量細小導圓角的產品,此功能可節省許多修復網格的時間,并同時保留重要特征。

Moldex3D模流分析之前處理精靈及網格工具的圖8

圖八 自動修復展弦比不佳的網格

Moldex3D Studio在2021版本一口氣推出三個新的前處理精靈,以及嶄新的網格工具,協助客戶更有效率的產生高質量、高分辨率的網格,以利進行射出成型及各種先進制程的分析。在推動工業4.0的腳步上,Moldex3D始終站在最前線,持續研發出多樣化且高效能的仿真工具,是用戶實現智能制造的一大利器。

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