【Ansys LS-DYNA】ISPG應用分享
LS-DYNA 搭載 ISPG 模組可在單一軟體平台中實現流體、熱傳與結構力學的高度整合模擬，無需依賴外部求解器或耦合接口。這使得使用者能夠以一致的求解框架，模擬封裝製程中的關鍵物理行為，如焊錫回流、點膠壓合與封裝缺陷預測等，有效提升模擬效率與合理性，並加速產品開發流程。
在錫球回流過程中，表面張力與液態錫的物理特性對其形狀變化與流動路徑有顯著影響。ISPG 方法能模擬液態錫在固體表面上的接觸角與界面附著力，進一步呈現錫球融化後如何在基板與焊盤之間自然擴展或集中。這種計算方法可有效捕捉錫球在回流階段的變形與聚合行為，對焊錫橋接、錫球偏移、枕頭效應等常見封裝缺陷提供具物理依據的預測結果。
Underfill 底部填充的議題中，其流動過程涉及毛細作用、接觸角與黏性液體在微小間隙中的運動。這類現象因幾何尺度狹小、液面動態複雜、與流體－固體界面交互強烈，過去在數值模擬上一直相當困難。透過 LS-DYNA 的 ISPG 方法，能夠處理自由液面變化，無需額外介面追蹤，即可模擬 underfill 在晶片與基板間的擴散與分佈行為。該方法尤其適用於分析填充不完全、氣泡形成等常見製程風險，為複雜封裝幾何提供穩定高效的模擬解決方案。
LS-DYNA 的 ISPG 方法能有效模擬膠體在電子元件上的變形過程，特別適合處理流動緩慢又具有黏性的材料。過去這類模擬不容易做，因為膠體的流動會受到重力、表面張力、接觸角、甚至不規則表面的影響，傳統模擬方法難以同時考慮這些因素，而 ISPG 能呈現膠體在擠出後的擴散與變形行為。
此外，ISPG 可考慮剪切速率對黏度的影響，支援非牛頓流體模型，對於模擬膠體在複雜幾何中被推擠、填滿、甚至包覆表面，提供合理的物理反應預測。
在表面黏著技術（SMT），焊錫需在受熱過程中熔融、流動並形成穩定接合。LS-DYNA 的 ISPG 方法可模擬焊錫於預熱與回流階段的流體行為，並與熱傳導過程耦合，處理焊錫在高溫下的相變、自由表面變形，以及與焊盤與接腳之間的接觸界面行為。模擬中可同步分析溫度場與焊錫形狀演化，進一步評估填充均勻性與潛在缺陷風險。此方法能有效支援 SMT 製程參數優化，提升焊接可靠性與良率。
