모세관 언더필 프로세스 중 서로 다른 재질의 유동 접촉각의 영향 분석

IC 패키징의 모세관 언더필(Capillary Underfill, CUF) 프로세스는 에폭시(Epoxy)를 플립칩(Flip chip)의 측면에 도포하고, 표면 장력의 구동 하에 언더필을 진행하는 것입니다. Moldex3D IC 패키징 모듈은 모세관 언더필 분석을 지원하며, 특히 모세관 유동을 시뮬레이션 합니다.

에폭시는 필링 과정에서 기판(PCB), 솔더 볼(Solder ball), 실리콘 칩(Silicon die) 등과 같은 서로 다른 재질의 구성요소와 접촉합니다. 계면에서도 서로 다른 장력 성질이 있기 때문에, 시뮬레이션 분석이 보다 실제 프로세스에 근접하고, 보다 정확하게 결과를 예측할 수 있도록, Moldex3D는 서로 다른 접촉각의 설정, 프로세스 마법사(Process Wizard)를 지원하며, 각각의 접촉 물체에 대해 서로 다른 접촉각을 규정하는 사용자 인터페이스를 제공합니다.

모세관 언더필의 플립칩 패키징 성형 프로세스

조작 단계 – 필링 분석에서 서로 다른 인서트 재료에 서로 다른 접촉각 설정.

단계 1 먼저 IC 패키징 성형 프로그램을 구축하고, 모세관 언더필 모델을 불러옵니다. 본 사례에서는 에폭시와 접촉하는 솔더 볼, 실리콘 칩, 구리 패드(Cu Pad) 및 실리콘 관통전극(Through Silicon Via, TSV) 등 총 4가지 서로 다른 인서트(Part insert) 재료가 포함됩니다.

모세관 언더필 사례

단계 2 프로세스 마법사를 열고 분석 유형(Analysis type) 항목에서 모세관 언더필(Capillary Underfill)을 선택한 후, 언더필 설정(Underfill Setting) 탭에서 고급 설정을 클릭합니다. 표면 장력(Surface Tension)으로 전환되면, 에폭시의 표면 장력 계수 및 서로 다른 인서트 간의 접촉 각도를 지정합니다.

프로세스 마법사 설정 페이지

단계 3 기타 프로그램 설정을 완료하고 유동 분석을 실행하면, 서로 다른 접촉각 설정이 유동선단에 미치는 영향을 관찰할 수 있습니다. 본 사례에서는 30도(A), 10도(B), 접촉각이 각각 서로 다른 상황(C)의 총 세 그룹의 설정을 사용합니다. 각 그룹의 분석 결과에서 알 수 있듯 접촉각의 설정이 다르면 유동선단의 예측에 확실히 영향을 미치고 서로 다른 경향이 나타납니다.

서로 다른 접촉각 설정 및 분석 결과

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