环氧塑封料应力仿真与模流分析实战课程

📚 共计 30 章节
01
课程导论与仿真基础
什么是环氧塑封料(EMC)?为什么要做应力与模流仿真?仿真在封装开发中的价值。
导论EMC
02
环氧塑封料材料特性
EMC的化学成分、固化动力学、玻璃化转变温度(Tg)、热膨胀系数(CTE)、粘度与流变特性。
材料Tg/CTE
03
模流分析理论基础
流体力学基本方程(连续性方程、动量方程、能量方程)、非牛顿流体模型(Cross-WLF粘度模型)。
流体Cross-WLF
04
固化反应动力学
固化度概念、Kamal模型、固化放热对温度场的影响、固化收缩。
固化Kamal
05
应力仿真理论基础
热-力耦合分析、粘弹性力学(Maxwell模型、Prony级数)、残余应力产生机理。
粘弹性残余应力
06
仿真软件介绍与选型
Moldflow、Moldex3D、Ansys Mechanical、Abaqus、Comsol的适用场景对比。
软件对比
07
几何建模与网格划分
IC封装几何简化(芯片、基板、金线、EMC)、2D/3D网格划分技巧、网格质量检查。
网格建模
08
材料参数标定与输入
DSC数据拟合固化动力学参数、TMA/DMA数据拟合热机械参数、流变仪数据拟合粘度模型。
参数DSC/TMA
09
模流分析边界条件设置
注塑口位置、注塑压力曲线、模具温度、填充时间、排气设置。
边界工艺
10
填充阶段仿真
熔体前沿推进、充填模式(层流/喷射)、短射(Short Shot)预测、流动平衡分析。
填充短射
11
保压与冷却阶段仿真
保压压力设定、体积收缩补偿、冷却速率对结晶度的影响、翘曲初步评估。
保压冷却
12
模流结果分析
填充时间图、压力分布图、温度分布图、剪切速率分布、熔接线与气穴位置。
后处理云图
13
应力仿真边界条件
温度载荷(从模流导入温度场)、固化收缩载荷、机械约束(基板固定)。
载荷映射
14
热-力耦合仿真流程
顺序耦合 vs 直接耦合、模流结果映射到结构网格的方法、数据传递精度。
耦合映射
15
残余应力仿真
固化收缩应力、热失配应力、应力松弛效应、仿真与实验(翘曲测试)对比。
残余应力对标
16
翘曲变形分析
翘曲机理(CTE失配、固化收缩不均)、翘曲量评估、影响因素(材料、工艺、结构)。
翘曲CTE
17
金线变形与应力分析
金线在模流中的冲弯(Wire Sweep)、金线热应力、疲劳寿命预测。
金线Wire Sweep
18
芯片/基板界面应力
分层(Delamination)风险、界面断裂力学(J积分、应力强度因子)、粘接强度评估。
界面分层
19
参数化研究与DOE
关键工艺参数(注塑压力、温度、保压时间)对翘曲的影响、响应面法优化。
DOE优化
20
材料参数敏感性分析
CTE、粘度、固化动力学参数对仿真结果的影响权重。
敏感性权重
21
多物理场耦合进阶
流-固-热三场耦合、考虑金线流固耦合的模流分析。
多物理场流固耦合
22
仿真与实验对标
翘曲测试(Shadow Moiré)、金线冲弯X-ray检测、界面强度测试(C-SAM)与仿真对比。
对标实验
23
封装可靠性仿真
温度循环(TCT)仿真、湿度敏感度(MSL)仿真、偏压高湿(HAST)仿真中的应力考量。
可靠性TCT
24
先进封装中的挑战
Fan-Out WLP、SiP、3D堆叠中的模流与应力问题(大尺寸翘曲、多界面应力)。
先进封装SiP
25
仿真自动化与脚本
Python脚本批量修改材料参数、自动后处理提取结果、生成报告。
Python自动化
26
案例实战1:QFN封装
QFN封装模流与应力仿真(从建模到报告全流程)。
QFN实战
27
案例实战2:BGA翘曲优化
BGA封装翘曲优化(通过DOE找到最佳工艺窗口)。
BGADOE
28
案例实战3:SiP多芯片
SiP多芯片模流分析(解决熔接线与气穴问题)。
SiP熔接线
29
仿真报告撰写规范
结果呈现(云图、曲线、表格)、结论提炼、工程建议。
报告规范
30
课程总结与前沿趋势
AI在模流仿真中的应用、数字孪生、未来EMC材料发展方向。
AI数字孪生