多样化前处理精灵及网格工具 智能设计再升级

in 焦点文章 on 10 月 05, 2021
科盛科技产品处经理 蔡耀震

Moldex3D持续推出料管和喷嘴模拟、IC点胶制程模拟等先进模拟技术,提升模流分析的精确度;因此Moldex3D也必须同步提升相关模拟所需的前处理功能,并克服一般在射出成型模拟上常见的挑战,例如以下几点:

  1. 料管和喷嘴的网格制作困难。为了准确的计算进入进浇口前的熔胶行为,需要有高质量的实体网格,往往需要在Moldex3D Mesh上进行复杂的网格建构,提高了运用此模拟分析的难度。
  2. IC点胶制程的网格以往也是在Moldex3D Mesh上建构,使用者需要对每一块IC封装组件,例如芯片、锡球、溢流区等,分高度及分层建构网格。网格元素量也很庞大,若有要调整网格密度,往往牵一发动全身。
  3. 异型水路的制作,目前市面上也少有适合的软件,用户需要建构出贴着产品表面一段距离的水路,大多自行在3D空间中绘制,不易做到良好的控制及调整。
  4. 需要比较产品设变前后的结果时,会不希望网格密度差异影响结果,所以通常会依照设变前的洒点过程,再一次的洒点在设变后的产品上。当案例较复杂,或是需要比对多次设变结果时,这样的过程就会相当费时费力。
  5. 网格建构过程中,复杂几何产品难免会有细长导圆角、狭窄面造成展弦比不佳的网格,使用者需要花大量时间来调整及修复。

因应这些需求,Moldex3D Studio 2021推出多样化的前处理精灵,帮助使用者加速建模工作。此外也新增同步洒点的网格建构设定功能,以及网格展弦比的修复功能,全面考虑到用户的使用情境,克服各种前处理网格建构上的困难。以下说明主要的重点项目。

 

喷嘴塑料区精灵 (Nozzle Zone Wizard)

Moldex3D新增喷嘴塑料区精灵,可自动化建构出高质量的喷嘴塑料区网格。使用者也可建立喷嘴塑料区来模拟螺杆压动熔胶的行为,得到更真实的流率与料温。

精灵中提供三种不同的喷嘴前端,搭配三种喷嘴主体,共有九种组合,产生相对应的线架构喷嘴塑料区(图一)。使用者可以参考这几种类型的喷嘴塑料区,调整为符合现场的实际尺寸。当尺寸规则符合喷嘴塑料区的网格建构标准,软件会自动产生适合的高质量网格,用以模拟真实螺杆压动熔胶的行为(图二)。

图一 喷嘴塑料区精灵提供多种喷嘴类型

图二 软件自动产生出高质量的喷嘴塑料区网格

IC封装自动混合式网格精灵

Moldex3D Studio 2021前处理开始正式支持IC产品的网格制作,提供IC封装自动混合式网格精灵,使用者在Studio就可以从头到尾完成IC封装模流分析的前后处理。第一阶段先进行3D IC封装组件建立(如图三):输入2D IC草图的曲线,利用此功能选框线,并设定Z方向位置、组件高度及属性信息,即可建立出环氧树脂(Epoxy)、基板(Substrate)、胶卷(Tape)、导线架(Leadframe)、芯片(Chip)、锡球(Bump)等IC组件。

图三 3D IC封装组件建立

第二阶段透过IC网格自动建构精灵(如图四),设计变更后就能够自动产生网格,省下可观的时间,且能同时保有以往手堆网格的质量。图五说明目前Studio IC封装自动混合式网格精灵所支持的IC产品类型,涵括各种常见的IC产品,如转注成型、压缩成型、嵌入式晶圆级封装(EWLP)和底部填充等等。同时还可支持复杂的几何流道:运用BLM网格技术产生流道网格,IC组件则用Hybrid网格产生,浇口区域网格即可会自动衔接。

图四 IC网格自动建构

图五 Studio IC Auto Hybrid Mesh支持的IC产品类型

异型水路精灵

Moldex3d Studio 2021推出全新的异型水路精灵,提供更弹性且多元的异型水路设计结果。主要概念是依使用者提供的2D水路路径快速投影产生异型水路,并加入以下特点:

(a) 可勾选水路是否要延伸到模壁,如图六(a)。
(b) 可控制最小模壁厚度,以决定是否让水路进入盲孔,如图六(b)。
(c) 可投影至六个轴向,建构出产品凹穴内部的异型水路,加强散热效果,如图六(c)。

图六 异型水路精灵的各种特色功能

设变前后洒点一致化

为了使产品设变前后的洒点密度一致, Modex3D Studio提供同步洒点功能,针对设计变更后的几何模型,可以自动从原始模型中撷取洒点数据,快速映像出与原始模型相近的分辨率,也能提示未映射到的边,让使用者快速设定好所需的洒点数据(如图七)。

图七 同步洒点功能让设变前后洒点一致化

修复展弦比

新增的修复展弦比功能(如图八),可快速自动修复展弦比不佳的网格,展弦比可在网格缺陷树定义,并调整修复的范围。针对有复杂特征或大量细小导圆角的产品,此功能可节省许多修复网格的时间,并同时保留重要特征。

图八 自动修复展弦比不佳的网格

Moldex3D Studio在2021版本一口气推出三个新的前处理精灵,以及崭新的网格工具,协助客户更有效率的产生高质量、高分辨率的网格,以利进行射出成型及各种先进制程的分析。在推动工业4.0的脚步上,Moldex3D始终站在最前线,持续研发出多样化且高效能的仿真工具,是用户实现智能制造的一大利器。


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