산업 개요

IC 밀봉 포장이란 물리적 손상, 또는 부식을 방지하기 위해 금형 제작 성형 공법을 통해 체적 집적 회로와 에폭시 압축 성형 수지(EMC) 밀봉 포장이 결합된 공정입니다. 에폭시 압축 성형 수지의 복잡한 화학 유동 변형 특성 이외에, 정밀하고 설계가 정교한 전자 부품도 이 밀봉 포장 과정에 도전 및 불확실성을 가져옵니다. 집적 회로 밀봉 포장에서 자주 발생하는 결함에는 밀봉 포장 문제, 금속 라인 편향, 리드 프레임 편향 및 밀봉 포장 변형 등이 있습니다.

Moldex3D의 장점

Moldex3D IC 밀봉 포장 금형은 전면적인 3D 솔루션을 제공하여 엔지니어가 밀봉 포장 과정에서의 복잡한 물리 현상을 분석하고 해당 설계 및 공정을 한층 개선시키는 데 도움을 줍니다. Moldex3D IC 밀봉 포장은 또한 완벽한 분석 도구를 제공하여 고객이 밀봉 포장 공정의 각 과정을 한 눈에 모니터링할 수 있도록 도와줍니다. 굴곡, 금속 라인 편이 및 리드 프레임 오프셋 등의 열경화성 수지 충진 및 경화 과정의 각종 특성은 모두 소프트웨어 시각화를 통해 표시됩니다.

■ 밀봉 포장, 금형 설계 검증 및 개선을 통해 제조 비용을 절감하고 설계 주기를 단축

■ 성형 과정에서 복잡한 유동체 구조의 상호 작용 및 혁신적인 IC 밀봉 포장 공정에 대해, 시뮬레이션이 최후의 설계를 구동하게 함

도전 과제 및 Moldex3D 솔루션

밀봉 포장 문제

  • 과제
  • 해결안
    • IC 산업은 항상 보다 얇고 작은 밀봉 포장에 도전해야 하며, 플립칩 기술이 다른 고밀도 전자 밀봉 포장에 비해 큰 장점이 있다고는 하나, 그 빠른 발전과 함께 성형 가능성을 어떻게 확보하고 제품의 결함을 어떻게 최소화할지, 패임 간격, 프레임 높이를 어떻게 낮출 것인지, 또는 밀봉 포장체 두께와 성형 후 재료 높이를 어떻게 더 얇게 할 것인지 등 상당히 큰 도전에 직면해 있기도 합니다.
      Moldex3D는 바닥 충진 과정에서 발생하는 공기 체류 현상을 정확하게 예측할 수 있습니다.
    • Moldex3D 충진 분석은 대량의 DOE 구현을 필요로 하지 않는 상황에서 결함을 줄이고 전체 공정을 개선할 수 있습니다. 이 충진 시뮬레이션은 실제 제조 전에, 중요한 문제를 파악하여 효과적으로 설계에서부터 구현까지의 주기를 단축시킵니다. 또한, 시뮬레이션 도구를 통해 바닥 충진, 모세관 바닥 충진 및 압축 성형 등등 여러 종류의 다양한 공정을 분석할 수 있습니다.
      Simulation of compression molding flow behavior and capillary flow behavior

금속 라인 편이 / 리드프레임 오프셋

  • 과제
  • 해결안
    • IC 밀봉 포장 공정 에폭시 금형 압축 수지 공정에서 응력에 의해 조성되는 문제에 있어, 금속 라인 편이 및 리드프레임 오프셋은 가장 자주 발생합니다. 수지 용해 유동에 의해 생성되는 점도 저항력은 금속 라인 편이를 유발할 수 있으며 불균형한 하중으로 리드프레임 오프셋 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
      그림과 같이, 금속 라인의 위치가 더욱 가깝게 금속 라인 변형 후의 모습이 사용되는 실제 규격의 그리드로 표시되며, 또한 그것이 다른 라인 구간에 접촉될 때 붉은 색으로 표시하고, 그 나머지 금속 라인은 원래 색깔을 유지하며 변하지 않습니다.
    • Moldex3D는 금속 라인 편이 예측 및 금속 라인 편이 지표의 분석 결과는 사용자에게 가공 조건 설정, 재료 선택 및 리드프레임 배치를 위한 참고 자료가 됩니다. 그러나, 리드프레임 오프셋의 분석으로 정밀한 통합 충진, 구조 분석, 그리고 사후 처리 등의 기술은 리드프레임 오프셋에 보다 전면적인 솔루션을 제공합니다.
      충진율 45%일 때의 유동파 전 결과

후반 양생

  • 과제
  • 해결안
    • 사후 양생 과정에서, EMC 체적은 교차 결합 반응으로 수축 현상이 발생하는 동시에 점탄성 동작으로 응력 이완 현상이 발생합니다. 이 밖에도, 밀봉 포장 내에 포함되어 있는 각 부품의 열팽창 계수는 모두 다르며, 밀봉 포장 안에는 굴곡 현상이 발생할 가능성이 크고, 굴곡이 지나치게 심각할 경우, 내부의 초소형 구조체에 파괴, 또는 고장이 발생할 수 있습니다.

      시뮬레이션은 금형 사후 양생화 과정 종료시에 IC 시편을 오븐 안에서 꺼내 실온으로 냉각한 후 Z 방향 위치로 이동시키며, 그 시뮬레이션 결과는 0.354mm로, 실험 결과와 상당히 가깝습니다.
    • Moldex3D의 사후 양생 분석은 전면적인 시뮬레이션 결과를 제공해 줌으로써 사용자가 잠재적인 변형 문제를 예측할 수 있게 해 줍니다. Moldex3D 투과 분석 금형은 사후 양생 과정에서 정수의 압력 하에서, 굴곡이온도 및 경화 정도에 따라 변화하며, 정확한 굴곡 예측값을 제공합니다. 이것은, 오븐에 진입한 후에 직접 실온으로 냉각될 때에 분석이 중지된다는 뜻입니다.

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