JP3255110B2 - 樹脂の特性試験用金型及び樹脂の特性試験方法 - Google Patents

樹脂の特性試験用金型及び樹脂の特性試験方法

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JP3255110B2 JP09784298A JP9784298A JP3255110B2 JP 3255110 B2 JP3255110 B2 JP 3255110B2 JP 09784298 A JP09784298 A JP 09784298A JP 9784298 A JP9784298 A JP 9784298A JP 3255110 B2 JP3255110 B2 JP 3255110B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置用熱硬
化性封入樹脂などの樹脂の特性試験用金型及び樹脂の特
性試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の樹脂の流動性を評価する試験方法
は、以下に述べるような方法が採用されている。従来の
樹脂の流動性を評価する試験方法としては、図16、図
17に示すような試験用金型50が用いられる。この試
験用金型50は、略直方体状の本体51の中央に樹脂を
一時的に溜めるためのポット52が形成され、さらに、
本体51の上面にポット52と連通する螺旋状の経路
(ランナ)53が形成され、さらにポット52の底にプ
ランジャ54が設けられた概略構成のものである。
【0003】このような構成の試験用金型50は、プラ
ンジャ54を一定の荷重で上昇させると、ポット52に
入れられた樹脂がランナ53の方へ押し出されるように
なっている。図18は、樹脂60がランナ53に流れ出
た後の状態の一例を示す図である。ランナ53に流れ出
た樹脂の長さ(ランナ53から押し出された樹脂の先端
60aの位置までの長さ)によって樹脂の流動性を示す
ことができるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の樹脂の
流動性を評価する試験方法においては、ランナ53に押
し出された樹脂の長さ(以下、スパイラルフロー値とい
う。)が示す内容は、1つの数値である長さであり、樹
脂が流れていた流速と、樹脂が流れていた時間との積で
あるため、樹脂が固まるまでの様子を判断することは不
可能である。つまり、10秒間水のようなさらさらな状
態を保つ樹脂であっても、60秒間粘土のように粘っこ
い樹脂であっても、そのスパイラルフロー値が同じ値で
あれば、流動性的には同じ樹脂であると判断されてしま
うのである。
【0005】ところで、最近、半導体装置等の分野にお
いては、ワイヤはより長く、より密集させる要求が高ま
っており、そのため半導体装置用熱硬化性封入樹脂はワ
イヤにダメージを与えず、ワイヤの隙間を縫うように侵
入していかなければならない。従って、このような用途
に用いられる樹脂に要求される性質とは、樹脂の粘度が
低いことであり、特に、実際の樹脂の充填時間は樹脂の
硬化時間に比べると極めて短く、充填開始から10数秒
後までの粘度が重要である。しかしながら上記スパイラ
ルフロー値では、樹脂の充填開始から10数秒後までの
粘度を判断することはできず、しかも狭い隙間への侵入
性の判断なども不可能であった。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、樹脂の流動性を時系列的に判断できるとともに樹脂
の侵入性を評価できる試験方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項記載の発明は、
本体に樹脂を一時的に溜めるためのポットが形成され、
前記本体の一面に前記ポットと連通する流路が形成さ
れ、さらに前記樹脂を前記流路に押し出すプランジャが
前記ポットに設けられてなり、前記流路に深さが深い部
分と、深さの浅い部分とから構成されていることを特徴
とする樹脂の特性試験用金型を上記課題の解決手段とし
た。
【0008】請求項記載の発明は、請求項記載の樹
脂の特性試験用金型を用い、該金型のポットに樹脂を充
填した後、前記プランジャにより樹脂を前記流路に押出
し、該流路の深さの深い部分および深さの浅い部分に充
填された樹脂の状態により樹脂の流動性および侵入性を
評価することを特徴とする樹脂の特性試験方法を上記課
題の解決手段とした。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1ないし図2は、本発明の樹脂の特性試
験用金型の参考例を示す図である。この樹脂の特性試験
用金型(以下、特性試験用金型と略記する。)1は、略
直方体状の本体3に樹脂を一時的に溜めるためのポット
4が形成され、さらに、本体3の上面にポット4と連通
する1本のメインランナ6(流路)が形成されるととも
にこのメインランナ6から分岐する複数のサブランナ
(分岐路)7が形成され、さらにポット4の底にこれに
入れられた樹脂をメインランナ6に押し出すプランジャ
9が設けられた概略構成のものである。
【0010】サブランナ7は、メインランナ6の両側に
等間隔に形成されている。サブランナ7の幅(メインラ
ンナ6の幅方向と同じ方向の長さ)は、メインランナ6
の幅よりも大きくなっている。また、サブランナ7の深
さは、メインランナ6の深さよりも極めて小さくなって
いる。メインランナ6と、サブランナ7の寸法の具体例
としては、メインランナ6の深さは1mm以上であり、
サブランナー7の深さは0.1mm以下である。また、
サブランナ7の長さ(メインランナ6の長手方向と同じ
方向の長さ)は、1mm以上である。なお、メインラン
ナ6の長さは、特性試験用金型1のサイズにもよるが、
樹脂が終端に達しない程度の十分な長さとされる。
【0011】次に、図1ないし図2に示した参考例の特
性試験用金型1を用いて樹脂の特性試験方法について図
3ないし図6を用いて説明する。なお、ここでは、特性
を評価する樹脂が半導体装置用熱硬化性封入樹脂である
場合について説明する。まず、図3に示すように特性試
験用金型1を用意し、ポット4に樹脂20を充填する。
ついで、図4に示すようにプランジャ9を上昇させ、樹
脂20をメインランナ6の方へ送り込んでいく。なお、
特性の測定時には特性試験用金型1は、樹脂20が半導
体装置等の作成時の注入温度あるいは成形温度等の樹脂
の特性を評価したい温度に加熱される。すると、図5に
示すようにメインランナ6に樹脂20が押し出されるに
従ってサブランナ7の方へも樹脂20が押し出される。
そして、狭くなったサブランナ7中で急激に受熱した樹
脂20は、図6に示すようにサブランナ7をある程度進
んだ位置で止まる。
【0012】ここでの樹脂20の動作を図7(A)ない
し(C)により詳しく説明すると、メインランナ6を進
んできた樹脂20はサブランナ7との分岐点で2つに分
かれる。このようにランナ(流路)が2つに分かれる場
合、流体は粘度が高いほど流路抵抗の小さな流路、つま
り幅の広い流路あるいは横断面積が大きい流路へ流れる
比率が大きくなる。従って、樹脂20の粘度が低いほど
サブランナ7へ流れ込む樹脂量が多くなるのである。ま
た、樹脂20がサブランナ7の壁面から受ける熱量は、
メインランナ6よりも多くなるため、サブランナ7を進
む樹脂の硬化はメインランナ6を進むときより早くな
る。従って、メインランナ6の樹脂20が流動を続けて
いても、サブランナ7の樹脂20の流動は停止する。
【0013】樹脂20をポット4に充填し、プランジャ
9によりメインランナ6に押し出した結果を図8に示
す。樹脂の流動性を示すパラメータとして、メインラン
ナ6が充填された長さMと、全てが充填されたサブラン
ナ7の位置Sの二つがある。上記Sと上記Mの値の差が
小さいほど樹脂の粘度は低く、狭い隙間への樹脂の侵入
性が高いことを示す。参考例の樹脂の特性試験方法によ
れば、上述のような構成の特性試験用金型1を用いて樹
脂の特性の評価を行うと、上記Sと上記Mの差が小さい
ほど、サブランナ7への樹脂の侵入性が高いことを示し
ており、従って、上記Sと上記Mを樹脂の狭い隙間への
侵入性を評価するパラメータとすることができる。な
お、参考例の特性試験用金型1を用いて樹脂の特性試験
方法を行う際には、本体3の上面に上型をおいて行われ
る。なお、上記Sの判断基準であるサブランナ7の充填
具合は、全てが充填されている場合だけではなく、2m
m長のサブランナーが1mm以上充填されている場合な
どとしても良い。また、樹脂の流動性を評価するパラメ
ータは、参考例において 「上記M」と「上記S」の2
つのパラメータに限らず、 「上記M」と「上記Mと上
記Sの差」の2つのパラメータであってもよく、あるい
は 「上記M」と「上記S/上記Mのパーセント表示」
の2つのパラメータであってもよい。
【0014】次に、本発明の特性試験用金型の第一の
施形態について図9を用いて説明する。この第一の実施
形態の特性試験用金型21が図1ないし図2に示した
考例の特性試験用金型1と異なるところは、サブランナ
7が設けられておらず、メインランナ6が深さの深い部
分6aと、深さの浅い部分6bから構成されている点で
ある。深さの深い部分6aは、メインランナ6の長手方
向に沿って形成されている。深さの浅い部分6bは、深
さの深い部分6aに沿って形成されている。この深さの
浅い部分6bの幅は、深さの深い部分6aの幅より広く
なっている。深さの深い部分6a、深さの浅い部分6b
の寸法の具体例としては、深さの深い部分6aの深さが
1mm、深さの浅い部分6bの深さが0.1mmであ
る。この第一の実施形態の特性試験用金型21では、樹
脂の流動性を示すパラメータとして、メインランナ6の
深さの深い部分6aが充填された長さL、浅い部分6b
が充填された長さSの二つがある。上記Lと上記Sの値
の差が小さいほど樹脂の粘度は低く、狭い隙間への樹脂
の侵入性が高いことを示している。なお、第一の実施形
態の特性試験用金型21を用いて樹脂の特性試験方法を
行う際には、本体3の上面に上型(図示略)をおいて行
われる。
【0015】次に、本発明の特性試験用金型の第二の
施形態について図10ないし図11を用いて説明する。
第二の実施形態の特性試験用金型31が図8に示した
一の実施形態の特性試験用金型21と異なる点は、深い
部分6aと深さの浅い部分6bとからなるメインランナ
6が螺旋状に形成されている点である。この第二の実施
形態の特性試験用金型31を用いて樹脂の特性試験方法
を行うには、図12に示すように本体3の上に上型13
を置き、ポット4に樹脂20を充填し、ついで図13に
示すようにプランジャ9を上昇させ、メインランナ6に
樹脂20を押し出す。図14ないし図15は、それぞ
れ、樹脂20がメインランナ6に流れ出た後の状態の一
例を示す平面図である。
【0016】この第二の実施形態の特性試験用金型31
においては、樹脂の流動性を示すパラメータとして、
一の実施形態の特性試験用金型21と同様にメインラン
ナ6の深さの深い部分6aが充填された長さL、浅い部
分6bが充填された長さSの二つがある。上記Lと上記
Sの値の差が小さいほど樹脂の粘度は低く、狭い隙間へ
の樹脂の侵入性が高いことを示している。この第二の
施形態の特性試験用金型31においては、特に、メイン
ランナ6が螺旋状に形成されているので、メインランナ
6が直線状である参考例及び第一の実施形態の特性試験
用金型に比べて、特性試験用金型を小型化できる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように参考例の特性試験用
金型によれば、樹脂の流動性を示すパラメータとして、
例えば、経路が充填された長さMと、全てが充填された
分岐路の位置Sの二つがあり、経路が充填された長さM
と、全てが充填された分岐路の位置Sの値の差が小さい
ほど樹脂の粘度は低く、狭い隙間への樹脂の侵入性が高
いことを示していることがわかるので、樹脂の流動性を
時系列的に判断できるとともに樹脂の侵入性を評価でき
る。また、請求項記載の特性試験用金型によれば、樹
脂の流動性を示すパラメータとして、深さの深い部分が
充填された長さL、深さの浅い部分が充填された長さS
の二つがあり、深さの深い部分が充填された長さLと深
さの浅い部分が充填された長さSの値の差が小さいほど
樹脂の粘度は低く、狭い隙間への樹脂の侵入性が高いこ
とを示していることがわかるので、樹脂の流動性を時系
列的に判断できるとともに樹脂の侵入性を評価できる。
さらに、この第二の実施形態の特性試験用金型において
は、特に、経路が螺旋状に形成されているので、経路が
直線状である参考例の樹脂の特性試験用金型に比べて、
特性試験用金型を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の樹脂の特性試験用金型の参考例を示
す平面図である。
【図2】 本発明の樹脂の特性試験用金型の参考例を示
す断面図である。
【図3】 参考例の特性試験用金型を用いて樹脂の特性
を評価する方法を説明するための断面図である。
【図4】 参考例の特性試験用金型を用いて樹脂の特性
を評価する方法を説明するための断面図である。
【図5】 参考例の特性試験用金型を用いて樹脂の特性
を評価する方法を説明するための平面図である。
【図6】 参考例の特性試験用金型を用いて樹脂の特性
を評価する方法を説明するための平面図である。
【図7】 参考例の特性試験用金型のポットからメイン
ランナに押し出された樹脂の動作を説明するための平面
図である。
【図8】 樹脂をプランジャによりメインランナに押し
出した結果を説明するための平面図である。
【図9】 第一の実施形態の特性試験用金型を示す平面
図である。
【図10】 第二の実施形態の特性試験用金型を示す平
面図である。
【図11】 第二の実施形態の特性試験用金型を示す断
面図である。
【図12】 第二の実施形態の特性試験用金型を用いて
樹脂の特性を評価する方法を説明するための断面図であ
る。
【図13】 第二の実施形態の特性試験用金型を用いて
樹脂の特性を評価する方法を説明するための断面図であ
る。
【図14】 第二の実施形態の特性試験用金型を用いて
樹脂の特性を評価するときに、樹脂がメインランナに押
し出された後の状態の一例を示す平面図である。
【図15】 第二の実施形態の特性試験用金型を用いて
樹脂の特性を評価するときに、樹脂がメインランナに押
し出された後の状態の一例を示す平面図である。
【図16】 従来の樹脂の流動性を評価する試験方法に
用いられる試験用金型を示す平面図である。
【図17】 図16に示した従来の樹脂の試験用金型を
示す断面図である。
【図18】 図16に示した従来の試験用金型のポット
に入れられた樹脂がランナに押し出された後の状態の一
例を示す図である。
【符号の説明】
1,21,31・・・樹脂の特性試験用金型、3・・・
本体、4・・・ポット、6・・・メインランナ(流
路)、6a・・・深さが深い部分、6b・・・深さが浅
い部分、7・・・サブランナ(分岐路)、9・・・プラ
ンジャ、20・・・樹脂、13・・・上型。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 11/00 - 11/08 G01N 33/44 B29C 45/26 - 45/44

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体に樹脂を一時的に溜めるためのポッ
    トが形成され、前記本体の一面に前記ポットと連通する
    流路が形成され、さらに前記樹脂を前記流路に押し出す
    プランジャが前記ポットに設けられてなり、前記流路は
    深さが深い部分と、深さの浅い部分とから構成されてい
    ることを特徴とする樹脂の特性試験用金型。
  2. 【請求項2】 請求項記載の樹脂の特性試験用金型を
    用い、該金型のポットに樹脂を充填した後、前記プラン
    ジャにより樹脂を前記流路に押出し、該流路の深さの深
    い部分および深さの浅い部分に充填された樹脂の状態に
    より樹脂の流動性および侵入性を評価することを特徴と
    する樹脂の特性試験方法。
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