CAE技术在塑料封装设计中的应用课件.doc

CAE技术在塑料封装设计中的应用 0. 引言 在IC 封装过程中，导线架系列的，如产品TSOP、LQFP、TQFP 等等，其封裝生产技术发展至今已相当成熟，并已广泛运用在半导体封装产品上。然而，现今仍有相当多的问题尚待进一步的解決，如封装产品外观的翘曲变形(warpage)、充填过程中的导线架偏移(paddle shift)与金线偏移 (wire sweep)等等。在封装过程中，由于环氧树脂(Epoxy Molding Compound)具粘滞性，故在充填流动时会产生粘滞效应，使得金线产生偏移现象，而相似的粘滞效应亦会对导线架脚产生偏移现象，甚至使得临近的两支导线架脚产生碰触，因此，整体封装产品因这些制造缺陷，其不良率会提升，可靠度下降。由于电脑辅助工程分析(CAE)技术与近几年来有这很大的进步，运用CAE技术分析金线偏移现象可说相当便利，并能与生产前提早预测出因流动所产生的缺陷加以避免。.1.2 CAE系统的主要功能 CAE系统是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造在内的计算机辅助设计和生产的综合系统。通常，为了在计算机中分析和模拟一个产品，首先必须建立产品模型，有了产品模型以后，我们可以运用CAE的分析方法(有限元法或模态分析法)，来分析产品在工作环境中的受力变形、振动及运动的情况，以便评定产品是否满足设计要求[21]。CAE系统可以采用参数优化方法进行方案优选，使方案设计考虑的因素更为精细、全面和合理。CAE系统也可以对运动的机构进行动态分析，并可画出机构运动的动画，以便检查机构的运动轨迹，校核运动件的干涉情况，还可计算出各构件的运动速度、加速度和受力的大小。CAE系统还可以对金属切削加工、铸造、焊接、成型、试验、装配和物料流动等各种工艺过程进行仿真，除了对产品加工质量进行预测之外，还可以深入研究这些工艺过程的机理和规律。CAE技术的应用范围很广，发展也相当快，总之，当前CAE技术的功能主要体现在产品的建模、工程分析、模拟仿真和优化设计等几个方面。研究Moldex3D软件对S型IC封装的CAE分析， .2 Moldex在封装中的作用地位 .2.1 Moldex3D软件介绍 MoldexMold Expert（模具专家）的缩写，是科盛科技公司研发的三维实体模流分析软件，它不但能将Skin．Surface分析法与Mid—plane分析法没有考虑的实际状况列入分析，更拥有计算快速准确的能力，并且搭配超人性化的操作界面与必威体育精装版引入的三维立体绘图技术，真实呈现所有分析结果，让用户学习更容易，操作更方便。在分析模型方面，Moldex3D采用三维实体元素网格，依塑料件实体来建造，完全符合真实情况，并且可完全自动化生成网格，轻松建模。[2]除此以外，Moldex3D还有以下特点：（1）先进数值分析技术；（2）人性化操作界面；（3）项目管理；（4）网格档案接受度高；（5）材料与加工选择方便；（6）高分辨率3D立体图形显示。 图7.1 Moldex3D窗口界面 科盛科技研发与技术团队源自于台湾清华大学CAE研究室（1983年成立），正式成立于1995年。科盛科技以提供业界专业的模具设计优化解决方案为己任，陆续开发出Moldex与Moldex3D系列软件，目前Moldex3D产品营销全球各地。科盛科技公司研发的三维实体模流分析软件，还在国内外获得很多奖项，如：美国塑料工业协会（ANTEC）技术研讨会最佳论文奖2篇、华硕年度绩优供应商奖、神达年度最佳软体供应商奖、龙生工业卓越研发伙伴奖、启基科技优良软体供应商奖、神达年度最佳软体供应商奖等。 为了提供客户全方位的解决方案，科盛科技与全球CAE/CAD相关技术开发者合作，并代理各项产品：Rhino、Flamingo、Paulson、MeltFlipper、Flow2000、B-SIM、T-SIM等。 7.2.2 Moldex3D软件优势 一般传统2.5D模流分析技术为“Mid—PlaneMesh”，例如Moldflow软件，其原理为将3D几何模型简化成2.5D中间面几何模型，利用所建立的中间面进行模流分析，即以平面流动来仿真三维实体流动。此分析技术发展至今已相当成熟稳定，其优点为分析速度快，且对于大部份塑料件流动分析皆可得出准确的结果，特别是塑料薄件。 虽然此分析方法相当受到肯定，但由于分析理论限制，仍存在许多缺点，影响分析精确度与效能：几何模型中间面不容易被定义，造成建模困难，约80％工作时间花费在建立2．5D几何模型，无法完全仿真三维实体流动效应，如黏滞拖曳效应、惯性效应、非恒温流体、非牛顿流体、侧壁效应和喷泉效应等，尤其是塑料厚件三维流动效应特别明显，所以利用传统分析技术无法得到精确的结果。但是，科盛科技公司领先推出完整的Moldex3D 3D实体分析模块，就可以克服这