Simulation von Verkapselungsprozessen von integrierten Schaltkreisen

Die Realisierung der Anforderungen beim Einsatz von immer kleineren und leichteren Chips sowie Multifunktionschips in modernen Elektronikprodukten, beutet zeitgleich größere Ansprüche an den Verkapselungsprozess. Es gilt möglichst wenig Material zu verwenden und immer filigranere Strukturen zu Verkapseln. Um die immer komplexeren Prozessanforderungen "Herr zu werden" und um teure Versuchsprogramme zu reduzieren, bietet Moldex3D die Möglichkeit verschiedene Verkapselungsprozesse zu simulieren,

In Moldex3D stehen verschiedene Prozessanalyse-Typen zu Verfügung, die die Simulation von diversen unterschiedlichen Verkapselungsprozessen erlauben:

_ Transfer Molding (Spritzpressen)
_ Molded Underfill (Werkzeug Unterfüllung)
_ Capillary Underfill (Kapillare Unterfüllung)
_ Compression Molding (Spritzpraegen)
_ Embedded Wafer Level Packaging
_ Noflow Underfill/ Non-conductive Paste

Seit der Version 2021 bieten Moldex3D Studio das speziell für die Erstellung von Verkapselung-Modellen entwickelte Verkapselung-Komponenten-Assistenten (Encapsulation Component Wizard). Dieses Modul kann die Modellierung stark vereinfachen, in dem es aus 2D-Kurven unter Angabe von Dicken und Positionen die einzelnen Komponenten generiert. Für diese so erzeugten Komponenten werden beim späteren Vernetzten automatisch Hybrid Netze generiert.

Für die Auswahl der Materialien der einzelnen Komponenten, besteht entweder die Möglichkeit auf die umfangreiche Materialdatenbank in Moldex3D zuzugreifen oder die Materialien selbstständig zu erzeugen.

Neben den üblichen Füll-, Aushärte- und Verzugsanalysen bietet das Verkapselung-Modul zwei weitere Analysen, die nach (oder zusammen mit) der Füllanalyse durchgeführt werden können. Dabei handelt es sich um die „Wire Sweep (WS)“-Analyse und „Paddle Shift (PS)“-Analyse. Die WS-Analyse erlaubt die Simulation der Verformung der Drähte durch den Verkapselungsprozess – dazu stehen mehrere Zugkraftmodelle zu Verfügung. Mit der PS-Analyse kann man die Verformung der Trägerplatte und der Kontakte durch die Interaktion mit der Schmelze ermitteln. Hier kann man zwischen der Einweg- und Zweiweg-Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) bei der Simulation entscheiden. Bei der Einweg-FSI handelt es sich um eine schnelle und effiziente Analyse bei der man den Einfluss der Verformung auf das Fließverhalten vernachlässigt. Die Zweiweg-FSI berücksichtigt diesen Effekt.

Nach einer erfolgreichen Verkapselungssimulation stehen eine Vielzahl an Ergebnisarten zu Verfügung, die dem Entwickler helfen die Prozessparameter zu optimieren ohne auf ein kostspieliges Trial-and-Error Versuchsprogram zurückgreifen zu müssen. Unter anderem kann der Benutzer den Füllvorgang visualisieren und die Temperaturen, Drücke, Verformungen und Spannungen in den einzelnen Komponenten grafisch darstellen. Außerdem lassen sich die Abstände zwischen den Drähten, Drahtüberlappungen und Verformungen der Trägerplatte und Kontakte während des Füllvorgangs, sowie Lufteinschlüsse und Bundenähte, leicht darstellen.

Tiefere Einblicke in die Thematik erwünscht!
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