技術(shù)干貨丨電子制造新突破!Inspire PolyFoam 三大核心工藝新功能,為產(chǎn)品可靠性保駕護航
在電子制造領(lǐng)域,灌封、點膠、底部填充等工藝是保障電子元件性能與壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而,傳統(tǒng)工藝常面臨材料用量難把控、空氣滯留影響質(zhì)量、溫度適應(yīng)性差等難題。如今,Altair Inspire? PolyFoam 帶來了一系列新功能,全方位破解行業(yè)痛點,為電子制造注入新活力。
灌封工藝新升級,防護更全面、仿真更精準
灌封工藝作為電子元件的“防護盾”,能將電子元件封裝在可固化的保護性液體中,實現(xiàn)防水、防塵、防撞擊,還能抵御高溫和化學(xué)物質(zhì),提供良好的電氣絕緣。Inspire PolyFoam 在灌封工藝上的新功能,助力用戶實現(xiàn)更好的防護效果。
除了內(nèi)置的材料數(shù)據(jù)庫以外,用戶還可以利用自帶的材料標定工具,增加特定的材料參數(shù)。內(nèi)置材料庫中除了常規(guī)的灌封膠,還新增了有機硅樹脂灌封材料。這種有機硅樹脂能更有效地保護電子元件免受環(huán)境暴露、熱應(yīng)力和機械沖擊,灌封工藝常用于 EV 電池、LED 驅(qū)動器、工業(yè)傳感器等對防護要求高的產(chǎn)品。
在工藝操作上,Inspire PolyFoam 支持定點和移動注射兩種方式,滿足不同生產(chǎn)場景需求。更值得一提的是,它能精準預(yù)測 PCB(印刷電路板)底部的空氣滯留問題以及熔接線的產(chǎn)生。空氣滯留和熔接線是影響灌封質(zhì)量的重要因素,可能導(dǎo)致電子元件散熱不良、電氣性能下降。通過仿真工具提前預(yù)測,工作人員可及時調(diào)整工藝參數(shù),避免這些問題出現(xiàn),大幅提升產(chǎn)品合格率。
流動過程動畫
氣穴分布
此外,針對傳遞模塑灌封工藝,InspirePolyFoam通過運動部件的流固耦合功能來實現(xiàn)傳遞模塑分析,能實時模擬流灌封料在模具內(nèi)的流動狀態(tài)和壓力變化,確保灌封料均勻填充,進一步保障灌封質(zhì)量的穩(wěn)定性。
點膠工藝新突破,精準控制無誤差、應(yīng)用場景更廣泛
氣體壓力
灌封動態(tài)過程
點膠工藝就像“精密裁縫“,需要以精確的供料量、移動速度和路徑,將材料施加到目標對象的特定位置。材料用量過多會導(dǎo)致溢出損壞元件,用量過少則會造成附著力弱,因此精準控制至關(guān)重要。Inspire PolyFoam 在點膠工藝上的新功能,可以很好地解決了這一問題。
材料數(shù)據(jù)庫中新增了多種專用點膠材料,以及多用于電氣元件的硅油。點膠材料適用于小劑量精準涂覆,能實現(xiàn)粘接、絕緣、熱管理和防潮等多種功能,有效提升電子元件的可靠性與性能;硅油則具有出色的絕緣、潤滑和導(dǎo)熱性能,可助力電氣元件保持穩(wěn)定運行。
在應(yīng)用場景方面,Inspire PolyFoam 的點膠工藝新功能覆蓋范圍極廣,從智能手機攝像頭模塊、芯片鍵合,到汽車電子元器件,再到顯示領(lǐng)域的高級應(yīng)用,都能輕松應(yīng)對。
以顯示領(lǐng)域為例,Inspire PolyFoam 具備高級的 FSI(流固耦合)功能,能模擬零件和模具的動態(tài)運動,準確預(yù)測溢出現(xiàn)象和產(chǎn)生空洞的可能性。
在具體的顯示點膠應(yīng)用中,通過模擬不同案例,對比壓力分布情況,優(yōu)化點膠工藝參數(shù),確保顯示產(chǎn)品的點膠質(zhì)量。
顯示器模型
3種不同方案
不同方案的壓力分布對比:
底部填充工藝新優(yōu)化,保障芯片高可靠性、模擬更貼合實際
底部填充工藝主要用于填充半導(dǎo)體芯片與其基板之間的微小間隙,通過特殊液體硬化形成保護層,起到耐熱、抗沖擊、提升電氣可靠性、延長芯片使用壽命的作用,廣泛應(yīng)用于智能移動設(shè)備 CPUs、內(nèi)存封裝模組、高速通信芯片等領(lǐng)域。Inspire PolyFoam 在底部填充工藝上的新優(yōu)化,為芯片可靠性提供了更強保障。
在材料方面,包含底部填充專用的環(huán)氧樹脂,以及用于半導(dǎo)體封裝的環(huán)氧模塑料。環(huán)氧樹脂能有效填充芯片與基板之間的間隙,提高機械強度和熱可靠性;環(huán)氧模塑料則能保護半導(dǎo)體器件免受濕氣、污染物和機械應(yīng)力的影響。
Inspire PolyFoam 還引入了先進的表面張力模型,采用連續(xù)表面力模型,能更精準地模擬底部填充材料在芯片與基板間隙中的流動狀態(tài)。表面張力迫使材料流入元件下方(毛細作用),該模型可準確計算表面張力對材料流動的影響,讓模擬結(jié)果更貼合實際生產(chǎn)情況。
不同接觸角下,表面張力的影響
在底部填充案例分析中,Inspire PolyFoam 能清晰模擬傳統(tǒng)底部填充工藝和無流動底部填充工藝的全過程。對于傳統(tǒng)工藝,可模擬底部填充劑分配、焊料凸點回流、固化等環(huán)節(jié);對于無流動底部填充工藝,能模擬底部填充劑分配與對準、回流與固化等步驟,并展示不同時刻的動態(tài)填充過程,幫助工作人員優(yōu)化工藝步驟,提升底部填充效率和質(zhì)量。
傳統(tǒng)底部填充和無流動底部填充的對比
傳統(tǒng)底部填充和無流動底部填充的對比(橫截面)
實際生產(chǎn)表明在芯片生產(chǎn)工藝過程中,未使用底部填充時,焊點容易出現(xiàn)裂紋;而應(yīng)用底部填充后,焊點能保持良好狀態(tài)。InspirePolyFoam的這一功能充分滿足了用戶對底部填充工藝進行仿真的需求,幫助用戶更好地提升芯片生產(chǎn)的質(zhì)量和可靠性。
InspirePolyFoam 在灌封、點膠、底部填充三大核心工藝上的新功能,從材料選擇、工藝模擬到質(zhì)量控制,全方位滿足了電子制造行業(yè)的高品質(zhì)需求。無論是提升產(chǎn)品可靠性,還是優(yōu)化生產(chǎn)效率,InspirePolyFoam 都展現(xiàn)出了強大的功能。相信在未來,它將成為電子制造企業(yè)提升競爭力的重要助力,推動電子制造行業(yè)朝著更高效、更可靠的方向發(fā)展。
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