一文详解自动化IC封装模拟分析工作流程

时间： 2024-06-29 来源：贝思科尔官网

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在IC封装制程的制程模拟中，为了同时提升工作效率与质量，CAE团队常会面临到许多挑战。在一般的CAE分析流程中，仿真分析产生结构性网格，是非常繁琐且相当花时间的。必须要先汇入2D（或3D）图档，接着陆续建立表面网格、高质量的三维实体网格，再检查其网格的质量及正确性，以确保没有网格缺陷；接着再设定不同的属性，如chip，die等等；完成一个单元（unit）的实体网格建立后，还需要根据 strip 的设计并透过复制实体网格等方式建立一个完整封装模型，并且在模型外进行流道等实体网格的建立及边界条件设定等，才算是完成一个封装制程分析的网格处理。而待网格处理完成后还需建立项目，其建立步骤为：先创建一个新专案；接着建立分析流程，包含设定网格、材料、成型条件等等；再来就是分析顺序的设定，这些都完成后才开始进行分析，待分析结束后才能检视其分析结果。

图一过去的IC封装流程

这些繁琐的建模流程每每都需耗费好几天的时间和大量的精力，故对于CAE工程师及整个管理团队来说，容易构成3个无可避免的痛点：

1、花太多时间在重复性的任务上

任何一项设计在建模过程中，都需要进行重复的工作流程和相关操作，如建构结构性网格。

2、难以分析验证全部的设计

在分析验证的过程中往往都需要CAE工程师的操作，因此难以将企业内部全部的封装设计进行完整分析，故容易造成一些产品潜在的设计问题没有被立即发现；如果要对企业内部全部的封装设计进行完整分析，就需要建立庞大CAE工作团队，对于企业的经营管理上又不切实际。

3、人力资源的浪费

普遍的IC封装流程都需在分析操作上花费大量的人工操作时间，这无疑是对人力资源的浪费，而CAE工程师的价值也因此无法有效被凸显出来。

因此，为了避免时间精力的耗费、人力资源的损耗及可能造成的疏失，Moldex3D iSLM将所有的步骤转向更完整、精确的IC封装制程，并提供了一套自动化IC封装工作流，以「事先定义一系列标准的参数及数据库」，让原本就是高标准化的IC封装产业除了继续沿承此精神之外，更朝向简单化的方向开展，进而实现自动化的IC封装，仿真分析工作流程。

上述提及的标准化项目包含统一定义了设计图层的名称、流道的设计、模具的参数等等，虽然乍看之下较不弹性，但却能让工作流变得自动化。

在iSLM的环境下，使用者将2D设计档（*.dxf）上传，并设定各项对象图层的几何、材料的参数，接着填入成型条件的设定之后，就能开始进行分析；而待分析过程结束，便可至3D 检视平台中查看相关分析结果。整个过程包含导入模型、自动创建网格、成型参数设定到完成分析，皆是于iSLM平台上进行。

图二在iSLM平台上IC封装分析作业的标准化流程图

另一方面，为了能更加贴近自动化的核心理念，Moldex3D iSLM也提供了另一种分析流程设定，那就是「IC仿真封装分析自动化流程」。此流程将前述统一定义流道设计、模型参数等等的标准化步骤以自定义档案模板的方式先行建立，使用者仅需在项目中上传2D设计档（*.dxf）及根据模板形式上传对应的活页簿数据文件（*.xlsx）或JSON文件，系统即会自动读取与传递使用者所上传的档案内容，以完成自动化的模拟分析工作。此举大大缩减了人力资源的消磨，更将标准化的设定流程往上提升至客制化、自动化的层次。

图三在iSLM平台上IC封装分析作业的自动化流程图

而分析完成后，在结果分析中的3D检视平台上，除了可以放大缩小、旋转查看3D对象，用户也能利用上方的功能列观察其缝合线、包封缺陷的状况，另外，若要检视浇口位置，也可点击显示浇口的按钮，相关浇口信息便会显示其上；而右上方的下拉式选单中，也有非常多的项目信息供查看，如压力、最大温度值等；若选择了Wire Sweep选项，则会开启单一芯片封装面板及模型检视图，而此面板中的坐标图提供了检视单一对象的功能，点击下载按钮，还可以将对象档案以csv、dxf两种格式下载至计算机。除此之外，iSLM也提供流动波前动画、XY曲线结果图等多样性的结果资料，以利检视。

图四在3D检视平台上查看相关结果（流动波前动画图）

Moldex3D iSLM的IC封装模拟分析工作流程，透过简单化、标准化建模过程，省去重复性任务及其所要花费的人力资源，并以排程各分析流程、自动创建网格等信息，大大缩短了分析操作的作业时间；除此之外，还能藉由事先建立档案模板设定，让系统自动抓取对应上传数据文件内的参数数据，快速完成建立分析步骤；如此一来，不仅能大幅缩减重复性数据的繁冗创建作业，也更加凸显了模流分析的重要性及CAE团队价值。

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贝思科尔（BasiCAE），专注于为国内高科技电子、半导体、通信等行业提供先进的电子设计自动化（EDA）、工程仿真分析（CAE）、半导体器件热阻（Rth）及功率循环（Power Cycling）热可靠性测试，以及研发数据信息化管理的解决方案和产品服务。

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