Moldex3D模流分析之晶片轉注成型
1. 快速范例教學 (Quick Start)
本節教學提供簡單但從最開始的操作流程來完成一仿真轉注成型制程的IC封裝分析項目,并藉此讓用戶對此模塊的功能與操作流程有大致的了解。主要分成兩個部分:準備模型與準備分析。
注: 如需更進一步將轉注制程模擬延伸至包含轉注缸內的充填行為,需要使用的模塊應改為壓縮成型(CM)來完整地定義預填料(Charge)、壓縮面與壓縮方向。
此教學所涉及到的所有功能皆如下所列,而更詳盡的功能介紹及參數定義則請參考先前包含所有功能介紹的章節。
本章教材所涵蓋的功能如下表所列:

1) 準備模型教學(Prepare Model)
開啟 Moldex3D Studio 并在主頁簽點選新增(New)以建立新項目,如下圖所示輸入名稱(Name)及位置(Location)后按下確認鍵即可建立新的分析組別,并確認制程類型為芯片封裝(Encapsulation),點選匯入幾何匯入IC組件(TransferMolding.igs 檔案位于[安裝路徑]\Samples\Solid\Encapsulation\Transfer Molding)。在完成上述步驟后,便可由模型頁簽開始準備模型。

點選封裝組件精靈(Encapsulation Component),選擇一個封閉曲線以設定它的屬性(Attribute)、厚度(Thickness)與位置(Position, Z軸),接著點選存檔(Save)進行下一個組件的設定,依照下圖信息建立環氧樹脂(Epoxy)、芯片(Chip)、基板(Substrate)及導線架(Lead frame)。
注記:若組件有重迭的情況發生,則優先建立內部組件。

在模型頁簽點選匯入幾何(Import Geometry),選擇相同文件夾位置的IGS檔案(Wire.igs)以匯入用來執行金線偏移分析的曲線,點選屬性(attribute)將曲線設定為金線(Wire),直徑D為默認值(0.05 mm),點選增加(Add)建立材料組名。
接著,點選進澆點(Melt Entrance)自動指定冷流道(Cold Runner)末端為進澆點,在項目樹可確認轉注成型仿真分析的所有組件。
切換到網格頁簽確定網格類型為實體(Solid),點選生成以開啟封裝實體網格精靈(Encapsulation Solid Mesh Wizard),精靈提供了所有參數在不同方向與組件的網格分辨率,將所有值保留為默認(建議的最低分辨率),點選確定(OK)開始生成網格。
網格生成完畢便可點選最終檢查(Final Check),由于模型沒有模座(假設為理想冷卻),此時會跳出設定分模方向精靈,點選確定(OK)即可使用預設的分模方向。當跳出網格已經準備好進行分析的窗口時,點選確定即完成模型準備,接著返回主頁簽進行分析設定。

2) 準備分析(Prepare Analysis)
在主頁簽點選材料(Material)以開啟材料樹,上面會顯示所有組件尚未指定(Not specified)材料,打開下拉選單并點選材料精靈(Material Wizard)開啟Moldex3D材料庫。在材料庫中找到所需材料檔后,右鍵點選加入項目(Add to project)即可指定組件材料。重復相同步驟完成所有組件材料設定。
材料設定完成后便可點選成型條件(Process),選擇下拉列表中的新增(New)開啟成型條件精靈,點選上一步/下一步(Back/Next)切換不同的成型階段并檢查參數,在最后一頁點選完成(Finish)以建立預設的成型條件。
注記:另外一種方式為點選預設(Default),便可直接建立預設的成型條件,或是匯入已有的成型條件。
設定完成型條件,分析順序(Analysis)、計算參數(Computation)和開始分析(Run)的按鈕便會亮起,即可進行分析設定。在分析或項目樹的下拉選單中,僅能選擇充填分析(Filling, F),點選下方的使用者自選(Customize)開啟分析順序設定精靈,在可用的分析里點選金線偏移(Wire Sweep),再點選箭頭將其加入選擇的分析里,最后點選儲存(Save)設定。
點選開始分析以啟動計算管理員并提交當前分析進行計算,可在工作監控確認分析進度,直到所有項目分析工作完成。
注記:計算參數為用于物理假設或數值參數的進階設定,初學者建議維持默認值。
計算結束后,項目樹底下會出現分析結果項。例如,充填的流動波前時間(Melt Front Time)結果項顯示其流動行為以預測潛在產品缺陷,而金線的金線偏移量(Wire Sweep Index)結果項是用于評估充填環氧樹脂時的金線變形。

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