晶片封裝後熟化分析 確保產品物理強度

當熱固型塑料被加熱,高分子便開始聚合。隨著交聯劑的加入,反應單元的官能基周圍形成化學交聯點和交聯結構網絡,交聯反應會鞏固高分子的分子鏈,形成堅固的三維結構聚合物。後熟化製程就是將產品或模具暴露於升溫的環境中,使其加速熟化過程,促進交聯反應並適當地排列聚合物分子鏈,類似金屬的加熱,可增進材料的物理性質,如拉伸強度、彎曲強度及熱變形溫度等。

在新版Moldex3D R14.0中,後熟化模組除了支援一般熟化製程之外,也可應用於模內熟化(IMC)階段,幫助使用者更容易研究材料的熟化情形並確保產品物理強度。以下將說明操作步驟:

進行分析前,材料必須輸入的參數包括熱固性塑膠受壓力、溫度、交聯反應所造成的體積變化(PVTC) 和黏彈參數。環氧樹脂的熟化收縮為晶片封裝的顯著影響因子之一;而產品的熱收縮及熟化收縮行為由P-V-T-C方程式支配,黏彈參數亦為後熟化(PMC)及模內熟化(IMC)製程中的必須參數。

Step 1  開啟計算參數設定,切換至應力頁籤並在分析方式中選取後熟化

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Step 2 選擇應力邊界條件設定並點選編輯,以開啟Moldex3D Designer,接下來可編輯邊界條件。

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點選新增位移並設定邊界條件,再點選 setup-post-mold-curing-analysis-for-ic-packaging-simulation-to-analyze-materials-properties-3 完成設定。

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(提示:依照以下步驟設定基準點,則模擬分析的位移量值將以此基準點為準。選擇三個正交點,增加三個方向固定於第一個點,增加X及Z方向固定於第二個點,增加Z方向固定於最後一點。)

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Step 3  點選後熟化計算設定並自行輸入初始溫度、時間增量、後熟化時間、熱傳係數。時間增量為分析迭代週期次數。

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Step 4  開啟環境溫度vs.時間設定頁並根據後熟化製程進行編輯。

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Step 5  點選多段輸出設定,使用者可自行決定輸出的時間步數,也可選擇在特定時間點輸出分析結果。

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Step 6 勾選考慮黏彈性材料特性的應力分析,並輸入時間溫度疊加參數,以下為Moldex3D支援之WLF方程式。

(提示:使用者也可選擇預設WLF方程式作為黏彈計算參數。)

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Step 7 開啟廣義Maxwell模型設置

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根據材料性質,輸入材料參數並確認視窗中的圖型。

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Step 8 開啟熟化轉換因子

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根據材料特性,輸入材料參數並確認視窗中的圖型。

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Step 9 雙點擊分析順序設定 setup-post-mold-curing-analysis-for-ic-packaging-simulation-to-analyze-materials-properties-15 並執行應力分析。

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(提示:在模內熟化分析時,使用者應先執行充填分析,再執行應力分析,模內熟化分析即可接續充填結束狀態。此外,使用者執行後熟化分析前,需先執行充填分析及熟化分析。)


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