Moldflow在热固性材料成型领域的创新应用


1.什么是热固性材料
热固性指加热时不能软化和反复成型,也不在溶剂中溶解的性能。
热固性塑料第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。
常用的热固性塑料品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂,
有机硅树脂、聚氨酯等。这些材料广泛的运用于汽车,医疗,IC封装等领域内。

2.常用热固性材料成型方式

  • 反应注塑成型(RIM)
  • 增强型反应注射成型(SRIM)
  • 树脂传递模(RTM)
  • IC封装成型(Microchip Encapsulation)
  • 底部灌充封装成型(Underfill Encapsulation)

3.热固性材料成型特点
  • 熔料温度低于模具温度
  • 融料温度越高,粘度越低
  • 熔料吸收模具热量到一定温度发生化学反应
  • 化学反应之后达到固化状态,也即凝固状态。再加热不再软化
4.热固性材料成型问题点
  • 充填不满
  • 排气问题
  • 熔接线和困气产生分层问题
  • IC封装成型的金线偏移导致短路问题
  • IC封装成型产生的晶片漂移问题
  • 多型腔的充填不平衡问题
  • 厚度上下模穴的不平衡流动问题
5.Moldflow的解决方案
  • Moldflow模拟热固性材料分析流程,以IC封装为例
  • 通过Reactive molding分析,准确的模拟塑胶流动过程,分析结果和实际非常对应。
  • 通过Reactive molding分析,优化流动模式。
  • 通过分析,预测潜在的短射问题。
  • Moldflow模拟设定排气槽后充填末端气体的压力,可优化排气槽大小,如标示处。
  • 预测IC封装中wire sweep(金线漂移),避免金线搭接后导致短路。
  • 预测金线附近由于应力过大,导致塑胶件出现分层,断裂和金线折断等问题。
  • 预测由于IC封装成型中导线架上下压力不平衡导致的paddle shift和晶片偏移。
6.总结
热固性材料和传统的热塑性成型相比,注塑工艺和要求都有很大的不同,尤其是在IC封装行业,封装形式越来越复杂,结构变化如厚度越来越薄。单靠人的经验已经远远不够了。通过moldflow的热固性材料成型分析,可以有效的检查出潜在的成型缺陷,提前在设计前端解决问题,减少设计周期,为大批量生产提供技术保障。
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