다양한 전처리 마법사 및 메쉬 도구 – 한층 더 업그레이드 된 스마트 설계

코어테크 제품처 관리자 차이야오전(蔡耀震)




Moldex3D는 배럴과 노즐 시뮬레이션, IC 디스펜싱 공정 시뮬레이션 등 첨단 시뮬레이션 기술을 계속적으로 출시하며 시뮬레이션 분석의 정확도를 높이고 있습니다. 따라서 Moldex3D는 관련 시뮬레이션에서 필요한 전처리 기능을 업그레이드하고, 일반 사출 성형 시뮬레이션에서 아래와 같이 자주 직면하는 문제들을 극복해야 합니다.

  1. 배럴 및 노즐 메쉬는 제작이 어렵습니다. 게이트에 진입하기 전 용융물의 거동을 정확하게 연산하기 위해서는 고품질의 솔리드 메쉬가 필요하고, Moldex3D Mesh에서 복잡한 메쉬를 생성해야 돼서 해당 시뮬레이션을 이용한 분석의 난이도가 올라갑니다.

  2. IC 디스펜싱 공정의 메쉬는 이전에도 역시 Moldex3D Mesh에서 생성하고, 사용자는 칩, 솔더볼, 오버플로 영역 등 과 같은 각 IC 패키징 부품의 높이 별로, 레이어 별로 메쉬를 생성해야 했습니다. 메쉬 요소의 양이 방대하여 메쉬의 밀도를 조정하려다 전체에 영향을 주게 되는 경우가 종종 발생했습니다.

  3. 현재 시장에서는 형상 냉각 채널을 제작하기에 적합한 소프트웨어가 매우 적습니다. 사용자는 제품 표면에서 일정 거리 떨어진 수로를 생성해야 하는데, 대부분은 3D 공간에서 자체적으로 제작하여 제어 및 조정이 쉽지 않게 됩니다.

  4. 제품의 설계를 변경하기 전과 후의 결과를 비교할 필요가 있을 때에는 메쉬의 밀도 차이가 결과에 영향을 주지 않기를 기대합니다. 그래서 일반적으로 설계 변경 전의 노드 시딩 과정에 따라, 설계 변경 후 제품에 다시 노드 시딩을 합니다. 케이스가 복잡한 편이거나 여러 번 설계를 변경한 결과를 비교해야 힐 경우, 이러한 과정은 상당한 시간이 소요되고 힘이 듭니다.

  5. 메쉬 생성 과정에서 기하학적으로 복잡한 제품은 가늘고 긴 필렛과 좁은 면이 있을 수밖에 없어 종횡비가 맞지 않는 메쉬가 생성됩니다. 이에 사용자는 많은 시간을 들여 조정하고 복구해야 합니다.

이러한 요구에 부응해 Moldex3D Studio 2021은 사용자의 더 빠른 모델링 작업을 가능하게 하는 다양한 전처리 마법사를 출시했습니다. 또한, 노드 시딩을 동기화하는 메쉬 생성 설정 기능, 메쉬 종횡비 복구 기능을 새롭게 추가했습니다. 사용자의 사용 환경을 전반적으로 고려하여 여러 메쉬 생성 전처리의 어려움을 해결한 것인데, 그 핵심 항목들은 다음과 같습니다.



노즐 존 마법사(Nozzle Zone Wizard)


Moldex3D에는 노즐 존 마법사가 새로 추가되어 고품질의 노즐 존 메쉬를 자동으로 생성할 수 있습니다. 사용자는 노즐 존에서 스크류가 용융물을 압착하는 동작을 시뮬레이션하여 실질적인 유량과 재료의 온도를 얻을 수 있습니다.


마법사는 세 종류의 다른 노즐 팁과 이와 결합하는 세 종류의 노즐 본체를 제공하여 총 9가지 조합으로 노즐 존의 와이어 프레임을 생성합니다(그림 1). 사용자는 몇 가지 유형의 노즐 존을 참고하여 현장에 맞게 실제 크기로 조정할 수 있습니다. 크기가 메쉬 생성 기준에 부합되면, 소프트웨어는 고품질 메쉬를 자동으로 생성하고, 용융물을 압착하는 스크류의 실제 동작을 시뮬레이션할 수 있습니다(그림 2).


그림 1 여러 종류의 노즐을 제공하는 노즐 존 마법사


그림 2 고품질의 노즐 존 메쉬를 자동 생성하는 소프트웨어



IC 오토 하이브리드 매싱 마법사


Moldex3D Studio 2021 전처리는IC 제품의 메쉬 제조를 정식 지원하고, IC 오토 하이브리드 매싱 마법사를 제공하여 사용자가 Studio에서IC 패키징에 대한 시뮬레이션 분석의 전처리 및 후처리를 모두 할 수 있습니다. 1단계는 먼저 3D IC 패키징 구성요소를 생성합니다(그림 3). 2D IC 스케치 곡선이 입력되면, 이 기능으로 프레임을 선택하고, Z 방향 위치, 구성요소의 높이와 속성 정보를 설정하여 에폭시(Epoxy), 기판(Substrate), 테이프(Tape), 리드 프레임(Leadframe), 칩(Chip), 범프(Bump) 등 IC 부품을 생성합니다.


그림 3 3D IC 캡슐화 구성 요소 생성


2단계는 IC 메쉬 자동 생성 마법사(그림 4)로, 설계를 변경하면 자동으로 메쉬를 생성할 수 있어 상당한 시간을 단축할 수 있고, 과거 손으로 쌓아온 메쉬의 품질을 유지할 수 있습니다. 그림 5는 현재 Studio의 IC 오토 하이브리드 매싱 마법사가 지원하는 IC 제품 종류를 설명하는 것으로, 주입 성형, 압축 성형, 임베디드 웨이퍼 레벨 패키지(EWLP) 및 언더필 등과 같이 많이 사용되는 각종 IC 제품을 포함합니다. 또한 복잡한 기하학적 러너를 또한 지원하는데, BLM 메쉬 기술로 러너 메쉬를 생성하고, IC 부품은 Hybrid 메쉬를 사용하여 생성되며, 게이트 부분의 메쉬는 자동으로 연결됩니다.


그림 4 IC 메쉬 자동 생성


그림 5 Studio IC Auto Hybrid Mesh에서 지원하는 IC 제품 종류



형상 냉각 마법사


Moldex3D Studio 2021가 출시한 새로운 형상 냉각 마법사는 더욱 유연하고 다양한 형상 냉각 설계 결과를 제공합니다. 주요 개념은 사용자가 제공한 2D 냉각 채널의 경로를 반영하여 형상 냉각 채널을 생성하는 것으로, 다음의 특징을 갖고 있습니다.


(a) 그림 6(a)와 같이 냉각 채널이 몰드 베이스까지 연장되는지를 선택합니다.

(b) 그림 6(b)와 같이 냉각 채널이 블라인드 홀에 들어가는지 결정하기 위해 몰드 베이스의 최소 두께를 설정합니다.

(c) 그림 6(c)와 같이 6개의 축에 투영하여 제품의 캐비티 내 형상 냉각 채널을 생성하고, 방열 효과를 높일 수 있습니다.

그림 6 여러 특색 있는 기능을 갖춘 형상 냉각 마법사



설계 변경 전후의 노드 시딩 일치


제품의 설계를 변경하기 전후의 노드 시딩 밀도를 일치시키기 위해, Modex3D Studio는 노드 시딩 동기화 기능을 제공합니다. 설계 변경 후의 기하학적 모델에 대하여 기존 모델에서 노드 시딩 데이터를 자동으로 추출하고, 기존 모델과 유사한 해상도로 빠르게 매핑됩니다. 또한, 매핑되지 않은 가장자리를 표시하여 사용자는 필요한 노드 시딩 데이터를 신속하게 설정할 수 있습니다(그림 7).


그림 7 설계 변경 전후의 노드 시딩을 일치시키는 노드 시딩 동기화 기능



종횡비 복구


새로 추가된 종횡비 복구 기능(그림 8)은 종횡비가 맞지 않는 메쉬를 빠르게 자동 복구합니다. 종횡비는 메쉬의 결함 트리에서 정의되고, 복구 범위가 조정됩니다. 이 기능은 복잡하고 작은 필렛이 많은 제품의 메쉬 복구에 있어 시간을 크게 단축하고, 중요한 특징은 유지합니다


그림 8 종횡비가 맞지 않는 메쉬의 자동 복구


Moldex3D Studio는 2021년 버전에서 한 번에 세 가지의 새로운 전처리 마법사 및 메쉬 도구를 출시, 사용자는 고품질, 고해상도의 메쉬를 더 효율적으로 생성하여 사출 성형 및 다양한 선진 공정을 분석할 수 있습니다. 4차 산업혁명 시대에 항상 최전선에서 다양하고 성능이 좋은 시뮬레이션 도구를 지속적으로 연구개발 및 출시하는 Moldex3D는 사용자의 스마트 제조를 편리하게 실현하게 하는 최고의 도구입니다.






TAGS: mesh, Pre-processing

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