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科盛科技產品處經理 蔡耀震 |
Moldex3D持續推出料管和噴嘴模擬、IC點膠製程模擬等先進模擬技術，提升模流分析的精確度；因此Moldex3D也必須同步提升相關模擬所需的前處理功能，並克服一般在射出成型模擬上常見的挑戰，例如以下幾點：
- 料管和噴嘴的網格製作困難。為了準確的計算進入進澆口前的熔膠行為，需要有高品質的實體網格，往往需要在Moldex3D Mesh上進行複雜的網格建構，提高了運用此模擬分析的難度。
- IC點膠製程的網格以往也是在Moldex3D Mesh上建構，使用者需要對每一塊IC封裝組件，例如晶片、錫球、溢流區等，分高度及分層建構網格。網格元素量也很龐大，若有要調整網格密度，往往牽一髮動全身。
- 異型水路的製作，目前市面上也少有適合的軟體，使用者需要建構出貼著產品表面一段距離的水路，大多自行在3D空間中繪製，不易做到良好的控制及調整。
- 需要比較產品設變前後的結果時，會不希望網格密度差異影響結果，所以通常會依照設變前的灑點過程，再一次的灑點在設變後的產品上。當案例較複雜，或是需要比對多次設變結果時，這樣的過程就會相當費時費力。
- 網格建構過程中，複雜幾何產品難免會有細長導圓角、狹窄面造成展弦比不佳的網格，使用者需要花大量時間來調整及修復。
因應這些需求，Moldex3D Studio 2021推出多樣化的前處理精靈，幫助使用者加速建模工作。此外也新增同步灑點的網格建構設定功能，以及網格展弦比的修復功能，全面考量到使用者的使用情境，克服各種前處理網格建構上的困難。以下說明主要的重點項目。
噴嘴塑料區精靈 (Nozzle Zone Wizard)
Moldex3D新增噴嘴塑料區精靈，可自動化建構出高品質的噴嘴塑料區網格。使用者也可建立噴嘴塑料區來模擬螺桿壓動熔膠的行為，得到更真實的流率與料溫。
精靈中提供三種不同的噴嘴前端，搭配三種噴嘴主體，共有九種組合，產生相對應的線架構噴嘴塑料區(圖一)。使用者可以參考這幾種類型的噴嘴塑料區，調整為符合現場的實際尺寸。當尺寸規則符合噴嘴塑料區的網格建構標準，軟體會自動產生適合的高品質網格，用以模擬真實螺桿壓動熔膠的行為(圖二)。
圖一 噴嘴塑料區精靈提供多種噴嘴類型
圖二 軟體自動產生出高品質的噴嘴塑料區網格
IC封裝自動混合式網格精靈
Moldex3D Studio 2021前處理開始正式支援IC產品的網格製作，提供IC封裝自動混合式網格精靈，使用者在Studio就可以從頭到尾完成IC封裝模流分析的前後處理。第一階段先進行3D IC封裝元件建立(如圖三)：輸入2D IC草圖的曲線，利用此功能選框線，並設定Z方向位置、元件高度及屬性資訊，即可建立出環氧樹脂(Epoxy)、基板(Substrate)、膠捲(Tape)、導線架(Leadframe)、晶片(Chip)、錫球(Bump)等IC元件。
圖三 3D IC封裝元件建立
第二階段透過IC網格自動建構精靈(如圖四)，設計變更後就能夠自動產生網格，省下可觀的時間，且能同時保有以往手堆網格的品質。圖五說明目前Studio IC封裝自動混合式網格精靈所支援的IC產品類型，涵括各種常見的IC產品，如轉注成型、壓縮成型、嵌入式晶圓級封裝(EWLP)和底部填充等等。同時還可支援複雜的幾何流道：運用BLM網格技術產生流道網格，IC元件則用Hybrid網格產生，澆口區域網格即可會自動銜接。
圖四 IC網格自動建構
圖五 Studio IC Auto Hybrid Mesh支援的IC產品類型
異型水路精靈
Moldex3d Studio 2021推出全新的異型水路精靈，提供更彈性且多元的異型水路設計結果。主要概念是依使用者提供的2D水路路徑快速投影產生異型水路，並加入以下特點：
(a) 可勾選水路是否要延伸到模壁，如圖六(a)。
(b) 可控制最小模壁厚度，以決定是否讓水路進入盲孔，如圖六(b)。
(c) 可投影至六個軸向，建構出產品凹穴內部的異型水路，加強散熱效果，如圖六(c)。
圖六 異型水路精靈的各種特色功能
設變前後灑點一致化
為了使產品設變前後的灑點密度一致， Moldex3D Studio提供同步灑點功能，針對設計變更後的幾何模型，可以自動從原始模型中擷取灑點資料，快速映射出與原始模型相近的解析度，也能提示未映射到的邊，讓使用者快速設定好所需的灑點資料(如圖七)。
圖七 同步灑點功能讓設變前後灑點一致化
修復展弦比
新增的修復展弦比功能(如圖八)，可快速自動修復展弦比不佳的網格，展弦比可在網格缺陷樹定義，並調整修復的範圍。針對有複雜特徵或大量細小導圓角的產品，此功能可節省許多修復網格的時間，並同時保留重要特徵。
圖八 自動修復展弦比不佳的網格
Moldex3D Studio在2021版本一口氣推出三個新的前處理精靈，以及嶄新的網格工具，協助客戶更有效率的產生高品質、高解析度的網格，以利進行射出成型及各種先進製程的分析。在推動工業4.0的腳步上，Moldex3D始終站在最前線，持續研發出多樣化且高效能的模擬工具，是用戶實現智慧製造的一大利器。