Moldex3D模流分析之CUF Simulation Quick Start

基本概念(Basic Concept)

本章教程帶您快速的從頭開始分析簡(jiǎn)易IC封裝的打點(diǎn)制程的仿真工作流程，并分成以下部分：準(zhǔn)備模型、材料與成型條件、底部填膠設(shè)定和執(zhí)行分析。

注：本教學(xué)中所介紹的功能僅供演示目的，Moldex3D支持更多、更多樣的毛細(xì)底部填膠(CUF)功能。

本教學(xué)所涵蓋的功能如下表所列，其詳細(xì)的功能介紹和參數(shù)定義將與其他功能一起在前面的章節(jié)中進(jìn)行介紹。

1.準(zhǔn)備模型(Prepare Model)

開啟Mooldex3D Studio以開始毛細(xì)底部填膠CUF（打點(diǎn)）模型的開發(fā)，透過點(diǎn)擊主頁簽上的匯入模型并建立新項(xiàng)目，并選擇MFE檔案創(chuàng)建一個(gè)具有用戶指定名稱和位置的新項(xiàng)目。然后，點(diǎn)擊匯入幾何匯入IGS檔案（點(diǎn)膠BC）以定義點(diǎn)膠頭可以在模型表面上移動(dòng)的位置。然而路徑的邊界條件需在生成實(shí)體網(wǎng)格與完成最終檢查之后才能進(jìn)行設(shè)定。

注：也可使用封裝組件(Encapsulation Component)精靈和實(shí)體網(wǎng)格精靈(Encapsulation Solid Mesh)設(shè)定2D封裝網(wǎng)格模型，其步驟與前述介紹的封裝類型過程相似。

在封裝組件精靈完成后，點(diǎn)擊網(wǎng)格BC中的BC功能，在模型面上分配邊界條件。在進(jìn)行網(wǎng)格生成之前，CUF建模應(yīng)包含屬性組件和BC如下所示:

屬性(Attribute)：環(huán)氧樹脂(Epoxy)定義為充填材料的主要區(qū)域，且被溢流區(qū)(Overflow)、充填材料進(jìn)入的開放區(qū)域及其他組件(例如：基板與芯片)包圍著，而非通過區(qū)域用來限制流動(dòng)以確定成型形狀。邊界條件(BC)：對(duì)于守恒模式(推薦是打點(diǎn)制程)而言，進(jìn)澆口(MeltEntrance)邊界條件需設(shè)置在溢流區(qū)(Overflow)上，并且有足夠的空間讓材料能夠從打點(diǎn)路徑落下；對(duì)于無限模式而言，由于模型被簡(jiǎn)化且尚未指定路徑，進(jìn)澆口(MeltEntrance)邊界條件將被設(shè)置在環(huán)氧樹脂區(qū)上。

打點(diǎn)路徑設(shè)定(DottingPassSetting)

點(diǎn)選邊界條件頁簽的打點(diǎn)(Dotting)精靈，設(shè)定進(jìn)料尺寸(Drop Size)為[0.1mm]。點(diǎn)選選取圖示，選擇指定線段為打點(diǎn)路徑，并設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間(Start Time)、持續(xù)時(shí)間(Duration)及重量(Weight)來描述材料在移動(dòng)中如何掉落。

范例中，在基板角落進(jìn)行兩條路徑的點(diǎn)膠，每條路徑各3次（分別開始于[0,0.1,0.2秒]和[0.01,0.11,0.21秒]），在[0.01秒]內(nèi)落下[0.035毫克]。而在打點(diǎn)精靈的下方會(huì)顯示制程期間掉落的材料總重量和最大填充時(shí)間，供使用者指定整個(gè)過程的時(shí)間限制。

2.材料與制程條件

(Material and Process Condition)

Studio將自動(dòng)切換回首頁簽，點(diǎn)擊材料以展開材料樹。從Inlet EM#1項(xiàng)目的下拉式選單中點(diǎn)選材料精靈，啟動(dòng)Moldex3D材料數(shù)據(jù)庫。

在材料精靈中，右鍵點(diǎn)選目標(biāo)材料（Epoxy>UnderFill>CAE>UF-1），然后選擇新增到項(xiàng)目以確認(rèn)選擇。關(guān)閉材料精靈，可以看到材料檔案已匯入到這個(gè)組別的材料樹中。使用相同的方法設(shè)定基板/芯片/錫球的材料如下。

在所有對(duì)象指定完材料后，接著點(diǎn)選成型條件(Process)，由于在模型中檢測(cè)到打點(diǎn)路徑，分析方式(Analysis Type)已被鎖定為毛細(xì)底部填膠模塊。接著切換到加工精靈中的底部填膠頁簽以進(jìn)行詳細(xì)的制程條件設(shè)定。

3.底部填膠設(shè)定(Underfill Setting)

底部填膠(Underfill)制程位于項(xiàng)目設(shè)定頁簽中提供兩種分析方式選擇：毛細(xì)底部填膠(CUF)與成型底部填膠(MUF)。毛細(xì)底部填膠(CUF)需要點(diǎn)膠樣式設(shè)定(Dispensing pattern setting)，而成型底部填膠(MUF)的成型條件設(shè)定與轉(zhuǎn)注成型(TM)相同。毛細(xì)底部填膠(CUF)與成型底部填膠(MUF)能在進(jìn)階設(shè)定中設(shè)定表面張力(Surface tension)，但成型底部填膠(MUF)通常不需溢流區(qū)。在本范例中，將打點(diǎn)(Dotting)的毛細(xì)底部填膠(CUF)成型條件設(shè)定為如下的條件。在Moldex3D加工精靈中，將樹脂溫度設(shè)定為110°C，其余設(shè)定保持預(yù)設(shè)。

打點(diǎn)設(shè)定中包含的參數(shù)及其詳細(xì)定義如下所示。

注：在進(jìn)階設(shè)定下的估算熟化時(shí)間中，使用者可以根據(jù)材料、模具溫度、熔膠溫度和目標(biāo)換算來獲取預(yù)估固化時(shí)間。

底部填膠的表面張力性質(zhì)

4.執(zhí)行分析(Run Analysis)

關(guān)閉成型條件(Process)精靈并返回主頁簽。設(shè)定完成型條件后，便可使用在主頁簽的開始分析(Run)按鈕，表示分析已經(jīng)準(zhǔn)備好提交計(jì)算。

計(jì)算參數(shù)(Computation Parameter)

雙擊計(jì)算參數(shù)(ComputationParameter)。打點(diǎn)分析中需要考慮重力和流動(dòng)求解器的精確度。
如果需要考慮這類影響，請(qǐng)至計(jì)算參數(shù)的流動(dòng)保壓頁簽，開啟客制分析并在對(duì)應(yīng)方向上指定重力的數(shù)值。

點(diǎn)擊進(jìn)階選項(xiàng)，選擇客制，然后在求解器精度/效能選項(xiàng)上輸入0.1，以獲得準(zhǔn)確的方向張量。此處的效能參數(shù)若不是0.1，可能會(huì)導(dǎo)致隨后的打點(diǎn)分析失準(zhǔn)。其余計(jì)算參數(shù)可保留為默認(rèn)值。

在分析順序下的選單中將分析順序指定為充填分析(Filling,F)。點(diǎn)擊開始分析以開啟并提交工作給計(jì)算管理員，然后等待計(jì)算完成以得到結(jié)果。當(dāng)進(jìn)度條為100%時(shí)，所有結(jié)果都將傳至Studio。

提交充填分析至計(jì)算管理員并得到結(jié)果

查看分析結(jié)果(Check Analysis Result)

所有分析工作完成后，項(xiàng)目樹的結(jié)果分支下會(huì)出現(xiàn)額外的項(xiàng)目。單擊結(jié)果項(xiàng)將其顯示在顯示窗口中或雙擊結(jié)果項(xiàng)（充填–流動(dòng)波前時(shí)間和保壓-壓力）以開啟結(jié)果判讀工具，其將提供結(jié)果介紹、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和柱狀圖。

0.03秒與0.26秒和充填末端的流動(dòng)形式想要了解更多Moldex3D產(chǎn)品信息，歡迎聯(lián)系貝思科爾！