為了預測IC晶片在封裝過程中受到環氧樹脂流動所造成的金線偏移量值與行為,Moldex3D IC封裝模組目前設定Moldex3D線性求解器作為預設方式;因為線性模擬能夠快速進行小變形分析,加速取得金線偏移結果。然而目前常見的重點分析案例,金線偏移都是基於大變形的結果,故使用線性分析的結果值,容易高估整體變形量。因此Moldex3D新增了支援非線性分析選項,用以改善金線偏移預測並獲得更準確的結果。
使用Moldex3D IC封裝模組,金線偏移分析可分為兩種,即支援外部ANSYS和ABAQUS兩種應力分析求解器,針對幾何非線性及材料非線性的偏移計算。若使用內部Moldex3D的求解,目前已新增考慮幾何非線性的計算,但對於材料特性仍是線性計算。各種金線分析的求解器可支援線性與非線性分析狀況如下表所示。接下來我們也針對Moldex3D求解器進行非線性的金線偏移分析的操作流程和驗證結果,提出更進一步的分析結果比對。
應力求解器 | 非線性計算 | 線性計算 | |
幾何非線性 | 材料非線性 | ||
ANSYS | V | V | V |
ABAQUS | V | V | V |
Moldex3D | V | V |
各種應力求解器對應金線偏移分析支援項目
Moldex3D求解器金線偏移非線性計算設定流程 :
步驟1 . 使用IC模組在計算參數設定中,在封裝分頁下選擇應力求解器為Moldex3D。
步驟2 . 在金線偏移分析下的幾何欄位選取非線性,並在最下方點選確認完成計算參數設定。
步驟3 . 在所有設定完成後啟動分析順序設定,並先確保已完成充填分析後,再接續進行金線偏移分析。單擊開始分析立刻執行計算。
注意:需要先有充填分析結果,才能進行金線偏移分析
驗證與結果分析
透過ANSYS和Moldex3D兩種非線性應力求解器分析結果發現,結果項中金線偏移量值與分布,無論使用哪一求解器,都具有良好且一致的偏移結果。這也意味著金線偏移在大變形影響下,主要受到幾何非線性影響較為明顯。此外統計圖表中也可以發現,Moldex3D求解器對於金線數目越大的模型,計算花費的CPU時間比ANSYS少了許多。
模型 | 金線數目 | Moldex3D求解器計算CPU時間 | ANSYS求解器計算CPU時間 |
1 | 21714 | 9185 | 242966 |
2 | 4491 | 5153 | 38606 |
3 | 1075 | 1054 | 1145 |
4 | 76 | 106 | 91 |
5 | 64 | 45 | 71 |
6 | 16 | 4 | 12 |