[发明专利]一种集成电路封装产业线的虚拟仿真模型及实训系统

说明书

本发明公开了一种集成电路封装产业线的虚拟仿真模型及实训系统。所述虚拟仿真模型为依据封装产业线车间实景建立的3D模型，集成了封装产业线中多个工序的模拟场景，还包括与封装相关的晶圆制造以及集成电路测试模拟。并且在仿真实验过程中通过模型视频的形式实时展示当前设备内部运行情况与加工物料的外观变化情况。所述实训系统包括部属在服务端的管理端、教师端，以及部属在客户端的学生端。管理端用于管理教师账户和车间模型，教师端用于根据实训需求选取工序仿真场景组成试卷并发布到学生端。学生端基于虚拟仿真模型，进行自主练习以及接收教师端发布的试卷进行测验。本发明解决了现有仿真模型难以完整展示企业的现场环境的问题。

技术领域

本发明属于虚拟仿真技术领域，涉及基于Unity 3D技术的仿真模型及实训系统的设计建立，具体涉及一种集成电路封装产业线的虚拟仿真模型及实训系统。

背景技术

在中国集成电路产业的发展中，封装行业虽然比不上设计和芯片制造业的发展速度，但也一直保持着稳定增长的势头。集成电路相关课程的实践性、工程性以及技术性很强，理论讲述比较抽象，这就要求在教学过程中不仅需要常规、传统的课堂理论知识的教学，还需要大量实验实践类课程的补充。但对于集成电路产业来说，实操教学或训练的困难点较多，一方面是集成电路制造工艺涉及的设备多、体积大、价格昂贵，对生产的场地的面积与环境要求高，例如晶圆检测需要千级无尘车间，学生在进行企业参观活动时，也很难进入车间内部进行实地体验。另一方面对应的设备与车间维护成本也很高，部分操作还存在一定的危险性，因此即使有机会进行实际操作，也无法体验完整的产业线流程。

对于集成电路制造工艺这样涉及范围广、实物成本高、现场要求以及危险性高的课程，采用虚拟仿真手段进行教学、训练和考核已经成为一种主流趋势。虚拟仿真技术是一种以构建系统一体化的虚拟环境为目的，通过控制虚拟环境的虚拟物体来表达客观世界的真实性。它具有沉浸、互动、虚幻、逼真的特性，已被运用到了生活中的各行各业。利用虚拟仿真技术，能够将虚拟环境与客观现实联系起来，对其中种类繁多、构型复杂的信息作出准确、完备的描述，研究高效的建模方法，重建演化规律以及虚拟对象之间的各种相互关系与相互作用。因此使用虚拟仿真技术可以克服传统集成电路实验教学中的种种弊端，不但节省了教学资源、增强实践的可重复性，还改善了教学质量，激发了学生的创造力，培养了其实践能力。

但是目前，市面上关于集成电路制造工艺完整流程的虚拟仿真产品还比较少，并且都存在一定的弊端，例如：展现内容有限，没有体现出集成电路封装涉及的完整产业线；工序独立，没有反应多道工序间的关联性；与理论知识连接不紧密，没有展示封装设备的内部进程与原理；仿真过程逻辑简单，缺乏对故障现象的模拟与分析、说明；考核方式单一，阶段针对性不强等。模型难以完整展示企业的现场环境，使用者也无法在操作过程中体验工序流程与相关岗位技能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种集成电路封装产业线的虚拟仿真模型及实训系统，以集成电路封装工艺生产中的真实场景为依据，构建场景模型，并融合了封装产业线上的完整工序，设计了虚拟仿真模型及实训系统，解决了集成电路封装工艺受设备、场地、安全性、专业性等限制难以开展高还原度实训与考核的问题。

一种集成电路封装产业线的虚拟仿真模型，以封装产业线车间实景为原型进行3D模型搭建，包括职业素养区域以及集成了多个封装工序模拟场景的封装前道车间与封装后道车间。

所述职业素养区域用于模拟进入封装车间前的准备工作。所述准备工作包括：将禁入车间的随身物品存入储物柜；进入门禁，通过粘尘垫去除脚底灰尘；通过洗涤去除手部灰尘；按照规范要求，更换对应的服装、配件；防静电点检和风淋。

所述封装前道车间中的封装工序模拟场景包括晶圆减薄模拟、晶圆划片模拟、芯片粘接模拟以及引线键合模拟。所述封装后道车间包括后道车间区域以及电镀车间区域，所述后道车间区域中的封装工序模拟场景包括塑封模拟、激光打标模拟以及切筋成型模拟，电镀车间区域中的封装工序模拟场景为电镀模拟。