第五章 模流结果与讨论
5.1 前言
在本论文中第二部分研究探讨模流分析是针对IC 封装封胶过程的模拟，为了更有效率地完成产品开发设计、减少实际试模次数、寻找较佳的充填参数和减少充填过程中缺陷的产生(气孔、流痕)，试着以计算机辅助工程软件完成整个充填过程模拟，并且以实验(短射实验)验证比较其模拟的正确性。其验证过程如下图5.1 所示，针对TSOP40、LQFP176 和LQFP208 型式验证之。
电子构装之封胶就是利用热固性树脂(Epoxy)将芯片(Chip)、金线(Wire)和导线架(Lead frame)等包覆起来的制程加工，进而满足电子组件的电信功能，及支撑产品结构、保护芯片不致受到环境的影响。而现今的电子构装产品已趋向于厚度薄、高脚数、高功率和高处理速度，对于如何有效地防止封胶过程中，缺陷的产生和提高产品的良率就是设计者首要课题。
评估电子封装的方法可分为实验与模拟两类，实验方法以实际产品进行不同时间下的充填以得到波前曲线。但由于实验方法耗费时间及成本均高，要作修改不容易，因此实验方法通常作模拟分析验证及最后电子结构设计确认。本研究在计算机仿真方法采用C-MOLD 模流分析软体，建立出电子构装产品模型，分析在不同参数设计下(down-set 深度及芯片与芯片座比例)对模流流动的影响，提供构装设计者的参考。
在电子构装结构设计中可调动不同的down-set 深度来改变封胶质量，down-set即是指芯片座与导线架两者的高度差，利用高度差来适应不同的产品设计，以
TSOP 系列和LQFP 系列为例，其down-set 的标准值分别约为0.127mm 和0.15mm，藉由此调整达到上下模胶体流动一致，并减少缺陷产生。气孔现象(air traps)和流动不平衡(unbalance)是目前电子构装业所重视的缺陷问题；在参数设计下将提出电子构装较佳的设计流程，有效避免缺陷的产生，并增快产品的开发周期。
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图5.1 设计流程
图5.2 模流分析模型示意图
上图5.2 所示将电子构体简化成模流分析模型，并以导线架为分界线，分成上模与下模两胶体部分。浇口一般都较细小，因此流动阻力很大，些微的尺寸差距对塑料充填却有很大的影响。所以在模拟分析时，须将浇口的细部尺寸建入有限元素模型中，以避免分析结果与实际成型状况有误差产生，在浇口设计可参考2.9章节。
建立分析模型
与实验比较
波前是否一致
进行设计分析
结果撷取与评估
参数探讨
第六章 结论
第一部分 CFD(computational fluid dynamics)探讨
1.藉由有限元素方法软件ANSYS-Flotran 作流场分析-热分析TSOP50、PQFP100和LQFP208 实际案例中，可得与实验值较为相近之热阻值结果。
2.流场分析-热分析可得知实验风洞中自然对流与强迫对流的流场、温度分布情况；进而从流场分布情况改善电子构装体结构。
3.藉由流场分析-热分析模拟方法可省略传统设定热对流系数，而只需设定实验风洞之边界条件即可。
4.流场分析-热分析时，其分析模型尺寸和元素数目较一般热分析时还多；所以在建立模型时，必须作适当的模型简化，此外在网格化时选用四角形元素以有效地降低求解时间。
5.流场分析时，电子构装体表面的热边界较为的重要，所以在此区域须作较细的网格细分以便观察边界层变化情形。
第二部分 模流分析探讨
1.藉由模流分析软件C-Mold 作模流充填分析、金线偏移分析和芯片座偏移分析可有效地预测塑料充填情况。
2.利用模流分析软件必须和短射实验相互配合验证以得到准确的模流分析模型。
3.SOP 系列产品流动波前较不一致时，可尽量设计芯片与芯片座尺寸相近（比例约为１），以得到较平顺的流动波前。
4.芯片与芯片座尺寸比例调整在QFP 系列较为不明显，可试着调整down-set 深度尺寸得到较平顺的流动波前；以LQFP 为例建议采用露面设计或使down-set 深度尺寸介于0.691mm 与0.807mm 之间。
5.芯片座偏移实验中，发现经过Bare Frame、Die Bonding、Wire Bonding 和Molding等部分完成之后，其所有实验试件的芯片座皆是产生向下凹陷的趋势。但是在制程Wire bonding 之后，其芯片座偏移量产生向上凸趋势；其原因是在制程WireBonding 时，芯片座受到热压板支撑和Wire Bonding 时的反作用力影响而产生。
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热设计资料下载： CFD与模流分析在薄式电子封装中的设计与分析TW.pdf
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