Moldex3D模流分析之晶圓級封裝(EWLP)制程

1、快速范例教學(xué)(Quick Start)

本節(jié)教學(xué)提供簡單但從最開始的操作流程來完成一仿真壓縮成型制程的IC封裝分析項(xiàng)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(zhǔn)備模型與準(zhǔn)備分析。

注：此教學(xué)使用的案例為嵌入式晶圓級封裝(EWLP)制程的仿真，壓縮成型模塊(CM)另外還支持了許多不同制程類型，如非流動性底部充填及非導(dǎo)電性黏著等。

此教學(xué)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(shù)定義則請參考先前包含所有功能介紹的章節(jié)。

準(zhǔn)備模型教學(xué)(Prepare Model)

開啟Moldex3D Studio并在主頁簽點(diǎn)選新增，以用戶指定的名稱與位置建立新項(xiàng)目，即可使用更多功能與頁簽，并確定制程類型為芯片封裝。點(diǎn)選匯入幾何匯入IC組件(EWLP.igs檔案位于[安裝路徑]\Samples\Solid\ Encapsulation\EWLP)。在完成上述步驟后，便可由模型頁簽開始準(zhǔn)備模型。

點(diǎn)選封裝組件(Encapsulation Component)精靈，選擇一個封閉曲線以設(shè)定它的屬性(Attribute)、厚度(Thickness)與(Position,Z軸)，接著點(diǎn)選存檔(Save)進(jìn)行下一個組件的設(shè)定，依照下圖信息建立環(huán)氧樹脂(Epoxy)、芯片(Chip)、基板(Substrate)及壓縮區(qū)(Compression)。

注記：若橫向位置(X/Y)相同，在創(chuàng)造不同的組件時會使用到同樣的封閉曲線，但要確保厚度方向(Z)沒有重迭情況發(fā)生。

切換到邊界條件頁簽，點(diǎn)選移動面并選擇壓縮區(qū)的上表面，點(diǎn)選確定(OK)以指定壓縮移動的邊界條件。

切換到網(wǎng)格頁簽，點(diǎn)選生成(Generate)以開啟封裝實(shí)體網(wǎng)格精靈。修改XY網(wǎng)格尺寸(Mesh Size)為較低的值[1.4]，讓橫向的網(wǎng)格元素更為密集；接著修改網(wǎng)格線小段0與3的層數(shù)(Layer)為較低的值[1&25]，讓厚度方向的網(wǎng)格元素更為稀疏；其他參數(shù)維持默認(rèn)值(建議的最低分辨率)，點(diǎn)選確定(OK)開始生成網(wǎng)格。

點(diǎn)選網(wǎng)格頁簽中的最終檢查(Final Check)，并設(shè)定塑件分模方向?yàn)?strong>Z。當(dāng)跳出網(wǎng)格已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行分析的窗口時，點(diǎn)選確定(OK)即完成模型準(zhǔn)備，接著返回主頁簽進(jìn)行分析設(shè)定。

點(diǎn)選主頁簽中的匯入幾何(Import Geometry)，匯入預(yù)填料模型(Charge.stp檔案位于CAD Data的EWLP sample文件夾)。點(diǎn)選預(yù)填料(Charge)，選擇匯入STP，接著點(diǎn)選確定以指定預(yù)填料邊界條件(壓縮前有材料的范圍)。

準(zhǔn)備分析(Prerpare Analysis)

點(diǎn)選主頁簽的材料(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(diǎn)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(diǎn)選加入項(xiàng)目(Add to project)即可指定組件材料。重復(fù)相同步驟完成所有組件材料設(shè)定。

材料設(shè)定完成后便可點(diǎn)選成型條件(Process)，選擇下拉列表中的預(yù)設(shè)(Default)，創(chuàng)建所有參數(shù)為默認(rèn)值的成型條件。在分析中的下拉選單選擇充填(雙向?qū)Ь€架偏移)–F/Ps，點(diǎn)選開始分析(Run)會跳出計算管理員，接著提交分析計算，可在此工作監(jiān)控頁簽中確認(rèn)分析進(jìn)度。

注記：也可以點(diǎn)選新增(New)以創(chuàng)建使用者自定義的成型條件，或是匯入(Import)已有的成型條件。

計算管理員完成所有分析后，項(xiàng)目樹底下會出現(xiàn)分析結(jié)果項(xiàng)。例如，充填的流動波前時間(Melt Front Time)結(jié)果項(xiàng)顯示其流動行為以預(yù)測潛在產(chǎn)品缺陷，也能在XY曲線結(jié)果中看到壓縮力(Compression Force)，以觀察施加在預(yù)填料的力量變化及熔膠的流動情況。

注記：當(dāng)壓縮區(qū)檢測出倒勾(Undercut,產(chǎn)品面垂直于移動面方向)的現(xiàn)象，流動熔膠區(qū)(Melt Zone)結(jié)果項(xiàng)會取代流動波前時間(Melt Front Time)結(jié)果。

選擇充填(雙向?qū)Ь€架偏移)–F/Ps分析包含導(dǎo)線架偏移分析，在項(xiàng)目樹可看見導(dǎo)線架偏移結(jié)果項(xiàng)，例如總位移(Total Displacement)是用來觀察壓縮過程引起的變形。如果是選擇單向分析，則需另外將導(dǎo)線架偏移(Paddle Shift,PS)加入充填分析(Filling,F)后。

注記:進(jìn)行導(dǎo)線架偏移分析時需加入固定拘束(Fixed Constraint)的邊界條件。雖然Moldex3D會在未偵測到固定拘束的邊界條件時會自動加入此條件，仍建議以手動設(shè)定邊界條件(BC,在邊界條件頁簽中)。

2、在Moldex3D Mesh建模(Prepare Model in Moldex3D Mesh)

壓縮成型的操作步驟：

實(shí)例化網(wǎng)格

設(shè)定實(shí)體網(wǎng)格屬性為環(huán)氧樹脂、芯片、膠帶、導(dǎo)線架及基板等

設(shè)定金線多段設(shè)定。(細(xì)節(jié)請見：轉(zhuǎn)注成型的操作步驟4.進(jìn)行金線多段設(shè)定)

設(shè)定壓縮區(qū)

選擇壓縮面的表面網(wǎng)格

點(diǎn)擊圖示Solid Model B.C.Setting

點(diǎn)擊箭頭

選擇Solid Model Force B.C.Setting以進(jìn)行邊界條件設(shè)定

設(shè)定表面網(wǎng)格屬性為壓縮面，輸入壓縮方向。

壓縮面設(shè)定

點(diǎn)擊產(chǎn)生壓縮區(qū)的實(shí)體網(wǎng)格；用戶需決定壓縮區(qū)域厚度與網(wǎng)格尺寸。

壓縮區(qū)的實(shí)體網(wǎng)格將會自動產(chǎn)生。

壓縮區(qū)設(shè)定

輸出實(shí)體封裝模型。輸出的模型包含環(huán)氧樹脂、芯片及導(dǎo)線架的屬性設(shè)定。Moldex3D將在輸出封裝模型前檢查金線交叉問題。