Moldex3D芯片封裝模塊，能協(xié)助設(shè)計(jì)師分析不同的芯片封裝成型制程。

在轉(zhuǎn)注成型分析 (Transfer Molding) 與成型底部填膠分析 (Molded Underfill) 中，Moldex3D芯片封裝成型模塊能分析空洞、縫合線、熱固性塑料的硬化率、流動(dòng)型式及轉(zhuǎn)化率；透過(guò)后處理結(jié)果，能檢測(cè)翹曲、金線偏移及導(dǎo)線架偏移的現(xiàn)象。

在壓縮成型分析 (Compression Molding)／嵌入式晶圓級(jí)封裝分析 (Embedded Wafer Level Package)／非流動(dòng)性底部填膠分析 (No Flow Underfill)／非導(dǎo)電性黏著分析 (Non Conductive Paste)中，Moldex3D芯片封裝成型模塊能分析空洞、縫合線及流動(dòng)型式。

在毛細(xì)底部填膠分析 (Capillary Underfill) 中，能模擬毛細(xì)流動(dòng) (底膠材料受到的表面張力與底膠間接觸角的影響)、凸塊及填膠過(guò)程的基板。Moldex3D模擬真實(shí)的填膠過(guò)程步驟，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的空洞位置。

注意：Moldex3D芯片封裝成型模塊支持solid與eDesign (僅轉(zhuǎn)注成型) 網(wǎng)格模型。

1、模塊導(dǎo)覽 (Modules Overview)

Moldex3D支持的芯片封裝成型制程：

轉(zhuǎn)注成型 (Transfer Molding)

轉(zhuǎn)注成型制程將芯片封裝，避免芯片受到任何外在因素的損傷。常用的材料為陶瓷與塑料(環(huán)氧成型塑料EMC)，由于塑料成本較低，因此塑料轉(zhuǎn)注成型是常用的封裝制程技術(shù)。

在轉(zhuǎn)注成型制程中，許多問(wèn)題應(yīng)加以考慮，包含：微芯片與其他電子組件 (打線接合) 之間的交互連接、熱固性材料硬化及各種制程條件控制。此外，由于各種組件 (環(huán)氧塑料、芯片、導(dǎo)線架等) 有不同的材料，且在模穴中的金線密度極高，因此常見(jiàn)的缺陷如空洞、金線偏移、導(dǎo)線架偏移、翹曲及縫合線等都是非常重要的問(wèn)題。

轉(zhuǎn)注成型制程：首先，環(huán)氧塑料被加熱且注入模穴中。當(dāng)模穴被充填完全時(shí)，硬化過(guò)程開(kāi)始。

壓縮成型 (Compression Molding)

（壓縮成型／嵌入式晶圓級(jí)封裝／非流動(dòng)性底部填膠／非導(dǎo)電性黏著）

Moldex3D壓縮成型模塊能仿真底部填膠制程與晶圓級(jí)封裝制程。針對(duì)底部填膠封裝，能檢視堆棧芯片與基板之間的充填行為，并分析壓縮力作用之下的金線偏移現(xiàn)象。針對(duì)晶圓級(jí)封裝，能預(yù)測(cè)在壓縮成型過(guò)程中熔膠厚度的變化、基板偏移行為及最大剪切應(yīng)力分布。

透過(guò)壓縮成型制程的模擬分析，將能全面控制關(guān)鍵成型問(wèn)題，如晶粒封裝效率、錫球變化及金線打線優(yōu)化，以提升電子與尺寸設(shè)計(jì)更精密的產(chǎn)品質(zhì)量。

晶圓級(jí)封裝

非導(dǎo)電性黏著

底部填膠 (Underfill)

底部填膠技術(shù) (Underfill) 是覆晶封裝成型 (Flip-Chip) 的制程之一。底部填膠區(qū)域夠薄以進(jìn)行毛細(xì)應(yīng)用，且沿著芯片的一側(cè)或兩側(cè)的周圍進(jìn)行環(huán)氧塑料放置。表面張力與熱，是主要對(duì)底部填膠產(chǎn)生毛細(xì)作用的兩項(xiàng)物理因素。而不同與毛細(xì)底部填膠 (CUF)，成型底部填膠(MUF)的制程不僅有表面張力的作用，更施加了壓力來(lái)讓充填順利完成。

在熱與表面張力的驅(qū)動(dòng)之下，底膠材料在硬化前藉由毛細(xì)作用緩緩注入晶粒下的空間里。此驅(qū)動(dòng)力將會(huì)大幅受到塑料凸塊與基板之間表面張力的影響，并導(dǎo)致充填時(shí)間不同。填膠時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能造成塑料在填膠結(jié)束前即部分硬化，致使后續(xù)的制程延遲。

芯片封裝成型制程目前在塑料的尺寸縮減、厚度減少及半導(dǎo)體芯片的尺寸增加等議題仍有許多挑戰(zhàn)，因此使用CAE工具來(lái)協(xié)助優(yōu)化成型設(shè)計(jì)已成為必然趨勢(shì)。

毛細(xì)底部填膠的覆晶封裝成型制程

Source: Hui Wang, Huamin Zhou, Yun Zhang, Dequn Li, Kai XuI., Computers & Fluids, 2011, 44:187-201.

成型底部填膠

2、基本步驟(Basic Procedures)

Moldex3D芯片封裝成型模塊支持不同的芯片封裝成型分析：轉(zhuǎn)注成型分析、毛細(xì)底部填膠分析、成型底部填膠分析、壓縮成型分析、嵌入式晶圓級(jí)封裝分析，以及非流動(dòng)性底部填膠分析／非導(dǎo)電性黏著分析。在Moldex3D開(kāi)始使用時(shí)，點(diǎn)擊新增來(lái)創(chuàng)建新的芯片封裝項(xiàng)目或開(kāi)啟來(lái)使用既有的。請(qǐng)注意要將制程類型設(shè)為芯片封裝來(lái)啟用相關(guān)功能。

以下將列出芯片封裝成型的一般步驟，將分為三個(gè)階段：準(zhǔn)備模型、分析設(shè)定及后處理。如圖所示，其個(gè)別流程也詳列在圖中，此外，紅色字體的步驟應(yīng)不同模塊將會(huì)不同，詳細(xì)內(nèi)容將分別在各章節(jié)中介紹。

生產(chǎn)模擬

準(zhǔn)備模型

步驟1：建模

匯入模型 & 屬性設(shè)定 & 邊界設(shè)定：基于不同模塊，所需的邊界和屬性設(shè)定也不同。將各自介紹于在各模塊章節(jié)中。

○導(dǎo)線架 (Leadframe)

○金線 (Wire)

流道系統(tǒng)建立

冷卻/加熱系統(tǒng)建立

實(shí)體網(wǎng)格建立

確認(rèn)網(wǎng)格

準(zhǔn)備分析

步驟2：建立新項(xiàng)目。

步驟3：建立新組別。

步驟4：成型條件設(shè)定。

因應(yīng)成型模塊的不同，成行條件設(shè)定界面也略有不同。這些差異將會(huì)分別于各章節(jié)中介紹。

步驟5：計(jì)算參數(shù)設(shè)定。

除了一般填膠和熟化的設(shè)定頁(yè)面，"封裝" 和 "后熟化" 是重要的設(shè)定頁(yè)面，用戶可以設(shè)定導(dǎo)線架邊界和選擇計(jì)算引擎。另外，壓縮成型的預(yù)填料設(shè)定也同樣在此頁(yè)面。

步驟6：執(zhí)行分析。

在分析順序的下拉式選單中，選擇完整分析并點(diǎn)擊現(xiàn)在執(zhí)行。任務(wù)管理器將會(huì)啟動(dòng)以顯示實(shí)時(shí)的計(jì)算狀態(tài)。

后處理

在分析結(jié)束后，從分析結(jié)果中偵測(cè)潛在問(wèn)題。使用 "報(bào)表生成程序" 產(chǎn)生報(bào)告。以下詳列封裝分析步驟。

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