Moldex3D模流分析之2024 Tips for Dotting VS Potting

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基本概念

Dotting(打点)与 Potting(灌胶)。 两者皆为封装产业常见制程;Dotting 特色为可高速喷出微小胶量,通常应用在微型芯片封装;Potting 强项在出胶流量较大或会包覆多重组件的应用,如大型芯片封装或电子设备封灌等。

打点 (非接触式点胶)

Dotting 出胶流量微小,液滴落下的行为如下所示,由于制程上液滴落下至基板的过程快速且胶量少,此时可忽略液滴自胶头落下的行为,模拟直接根据 进料尺寸(Drop size) ,将封装剂置于入料口下方位置进行点胶。

灌胶(填充式点胶)

Potting制程出胶流量大,液滴落下的行为如下所示,入料口的封装剂依照划胶路径和胶头尺寸移动。封装剂自胶头位置落下,达成真实且详细的胶头路径及给料的可视化

操作设定

打点 (非接触式点胶)

在边界条件页签中,点选 打点 作为填料类别。接着选取曲线并设定 进料尺寸、启动时间、持续时间 和 重量,以描述封装材料藉由毛细作用持续流动涵盖整个芯片底层。

完成 打点边界条件(Dotting BC) 设定,加工条件分析方式将会自动选择并锁定。

灌胶(填充式点胶)

在边界条件页签中,点选 灌胶 作为填料类别。接着选取曲线/点对象并设定 点胶直径、启动时间、持续时间 和 重量,以描述胶头在灌胶过程中如何滴落封装材料。

完成 灌胶边界条件(Potting BC) 设定,加工条件分析方式可依授权选择 Capillary Underfill Potting/Electronic Potting。

使用限制

•网格

1.建议使用规则六面体网格,尤其是溢流区(overflow)

2.溢流区(overflow)应足够大以达到覆盖封装材料可能通过的所有空间,打点/灌胶时,若整个上方为开放空间,建议网格要做得比最高的几何位置再高3层网格以上,避免爬胶现象造成熔胶从上表面流出计算区域,侧视图如下。

3.封装材料入口面积必须足够大,得以包含到点胶路径。

举例如下:

材料滴落的进料尺寸(Dotting)或点胶直径(Potting)为2*Rd,下图范例中其点胶路径与芯片的水平距离约为0.059mm,则设定的进料尺寸(Dotting)或点胶直径(Potting)应小于2*0.059=0.118mm,如大于则需反之增加点胶路径与芯片的水平距离,才能符合设定。

•成型条件

需先行设定前述填料边界条件,否则将无法设定成型条件并跳出以下警告。

封装材料接触之区域,除有设定边界条件(进浇口/开放空间)的面以外,皆受接触角影响,如未建立嵌件则其接触角以模具壁面定义之。

•重力

胶体的流动平衡主要受到三个驱动力而流动:毛细力、重力以及流体自身的黏滞力,故必须指定重力。

计算参数→客制分析→设定重力

打点 (非接触式点胶)限制

•网格

1.仅支持线段形式做为打点路径,不支持点对象,且点胶路径不得设定在液流区/塑件外部。

2.点胶重量上限受到体积最大值的限制,如下图所示。

3.单笔点胶的重量=密度x体积,密度由材料PvT决定,当点胶重量超过ρ•Lp•Rd•H时,增加胶量就没有影响。但此时增加Rd,就会增加体积以及点胶量,如下图所示。

4.故在设定点胶时,溢流区总体高度和液滴尺寸应足够大以覆盖点胶的设定重量,才能避免缺料的情形发生。

5.应避免Z方向有过薄的网格,易造成波前破碎, XY网格尺寸除以Z网格尺寸之网格比(a/b)不建议大于10。

灌胶(填充式点胶)限制

•网格

1.液滴落下位置或路径应距离进浇口(Melt entrance) 至少5个网格以上,避免熔胶从上表面流出计算区域,侧视图如下。

2.液滴落下位置应避免被淹没,易导致质量守恒问题。

3.避免液滴落下方向(通常为z方向)有过薄的网格,易造成计算时间拉长。

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