JPH10134103A - 流動解析装置及び流動解析方法 - Google Patents

流動解析装置及び流動解析方法

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JPH10134103A
JPH10134103A JP30696796A JP30696796A JPH10134103A JP H10134103 A JPH10134103 A JP H10134103A JP 30696796 A JP30696796 A JP 30696796A JP 30696796 A JP30696796 A JP 30696796A JP H10134103 A JPH10134103 A JP H10134103A
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JP
Japan
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thermosetting resin
flow
analysis
melting
viscosity
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JP30696796A
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Yoshiki Ito
芳規 伊藤
Emi Yamada
恵美 山田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7646—Measuring, controlling or regulating viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7693—Measuring, controlling or regulating using rheological models of the material in the mould, e.g. finite elements method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、流動解析装置及び流動解析方法につ
いて、熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した熱硬化性樹
脂の流動に沿つてほぼ正確に解析し得るようにする。 【解決手段】本発明は、算出手段によつて、熱硬化性樹
脂を所定の複数の解析領域に分割すると共に、当該分割
した各解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融
経過時間を算出し、次いで当該算出して得られた結果を
パラメータとして加えて熱硬化性樹脂の粘性を算出する
ようにしたことにより、熱硬化性樹脂の各解析領域のそ
れぞれ粘性を、実際に溶融した熱硬化性樹脂の粘性に沿
つて精度良く算出することができ、かくして熱硬化性樹
脂の流動を実際に溶融した熱硬化性樹脂の流動に沿つて
ほぼ正確に解析し得る流動解析装置及び流動解析方法を
実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図４） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１〜図３） 発明の実施の形態（図１〜図３） 発明の効果
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は流動解析装置及び流
動解析方法に関し、例えば半導体素子を熱硬化性樹脂に
よりモールド成形する場合の当該熱硬化性樹脂の流動を
想定して解析する流動解析装置及び流動解析方法に適用
して好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、半導体素子を熱硬化性樹脂により
モールド成形する、いわゆる半導体パツケージの形成で
は、例えばトランスフアモールド成形機が用いられて行
われている。この場合トランスフアモールド成形機にお
いては、半導体パツケージの形状及び大きさに対応する
空間（以下、これをキヤビテイと呼ぶ）が設けられた金
型と、当該金型のキヤビテイに熱硬化性樹脂が流れるラ
ンナ及びゲートを介して連通された予熱器とが設けられ
ている。
【０００４】このトランスフアモールド成形機では、金
型のキヤビテイ内に半導体素子がその複数の電極にそれ
ぞれ金線を介してリードが導通接続されて配置され、こ
の状態において固体の熱硬化性樹脂を所定温度に保持さ
れた予熱器内に装填すると共に、当該予熱器内を所定圧
力で加圧することにより、キヤビテイ内に溶融した熱硬
化性樹脂を射出し、かくして半導体素子を熱硬化性樹脂
によりモールド成形し得るようになされている。
【０００５】ところでトランスフアモールド成形機で
は、熱硬化性樹脂をその粘性が比較的高く、及び又は流
動速度が比較的速い状態等で金型のキヤビテイ内に射出
させた場合、半導体素子の各電極とそれぞれ対応するリ
ードとを導通接続する金線を当該熱硬化性樹脂によつて
切断することがある。これに加えて熱硬化性樹脂が金型
のキヤビテイ内において半導体素子の下側と上側とを不
均一に流動することにより、半導体素子の所定部分を露
出させた状態でモールド成形すること等がある。
【０００６】このため従来、半導体素子のモールド成形
においては、流動解析装置によりトランスフアモールド
成形機内における熱硬化性樹脂の流動をその粘性及び流
動速度等の条件を変えて予め想定して解析するようにな
されている。これにより流動解析装置においては、熱硬
化性樹脂の流動の解析結果に基づいて、半導体素子の各
電極と、それぞれ対応するリードとを導通接続する金線
の切断の有無や、当該トランスフアモールド成形機の金
型のキヤビテイ内における半導体素子の上側と下側とに
おける熱硬化性樹脂の流動の違い（以下、これをステイ
シフトと呼ぶ）等を解析し得るようになされている。
【０００７】ここで流動解析装置では、ＣＰＵ（Centra
l Proccessor Unit ）によつて熱硬化性樹脂の流動を解
析するようになされており、ユーザがキーボード等の外
部入力部を操作して流動解析の開始を指定すると、ＣＰ
Ｕは図４に示す流動解析処理手順ＲＴ１を開始してステ
ツプＳＰ１からステツプＳＰ２に進む。
【０００８】この場合ＣＰＵは、ステツプＳＰ２におい
てユーザが外部入力部を操作することにより当該外部入
力部から、固体の熱硬化性樹脂を複数の立体的な解析領
域に分割するための当該解析領域の形状、熱硬化性樹脂
の溶融温度、トランスフアモールド成形機の金型のキヤ
ビテイ内壁の温度、熱硬化性樹脂の特性及び半導体素子
の熱伝導率等の所定条件が入力される。これによりＣＰ
Ｕは、入力された所定条件に基づいて固体の熱硬化性樹
脂を複数の解析領域に分割する。
【０００９】次いでＣＰＵは、ステツプＳＰ３に進み、
溶融して流動する熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ
流動速度、圧力、温度及び流体領域率をそれぞれ所定の
計算式に基づいて算出すると共に、熱硬化性樹脂の各解
析領域のそれぞれ粘性を対応する各解析領域毎の絶対温
度Ｔと、剪断速度γベクトルと、固体の熱硬化性樹脂に
対する予熱を開始してからの経過時間ｔｙ（予熱器内に
おける固体の熱硬化性樹脂の予熱時間、及び金型のキヤ
ビテイ内における溶融した熱硬化性樹脂の射出開始から
の経過時間）との関数として所定の計算式に基づいて算
出する。
【００１０】ところが算出した熱硬化性樹脂の各解析領
域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率及び粘
性は互いに影響し合い、通常、一回の計算で得られた流
動速度、圧力、温度、流体領域率及び粘性は流動の解析
に用い難い。従つてＣＰＵは、ステツプＳＰ４に進んだ
後、ステツプＳＰ３に戻り所定の変数を変えて再び熱硬
化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温
度、流体領域率及び粘性を算出する。
【００１１】このようにしてＣＰＵは、続くステツプＳ
Ｐ４において今回算出した熱硬化性樹脂の各解析領域の
それぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率及び粘性
と、前回算出した熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ
流動速度、圧力、温度、流体領域率及び粘性との残差を
求め、当該残差が予め設定した所定範囲内に入つて収束
したか否かを判断する。これによりＣＰＵは、ステツプ
ＳＰ４において否定結果を得るとステツプＳＰ３に戻つ
て再び所定の変数を変えて熱硬化性樹脂の各解析領域の
それぞれ流体速度、圧力、温度、流体領域率及び粘性を
算出するようにしてこの後ステツプＳＰ４において肯定
結果を得るまでステツプＳＰ４−ＳＰ３−ＳＰ４のルー
プを繰り返す。この後ＣＰＵは、ステツプＳＰ４におい
て肯定結果を得ると続くステツプＳＰ５に進んで流動解
析処理手順ＲＴ１を終了する。
【００１２】かくして流動解析装置は、このようにして
得られた熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速
度、圧力、温度、流体領域率及び粘性に基づいて、当該
熱硬化性樹脂全体の流動を想定して解析し得るようにな
されている。因みにこの流動解析装置では、熱硬化性樹
脂の流動の解析結果に基づいて流動のパターン、及びモ
ールド成形時に金型のキヤビテイ内における半導体素子
の移動の様子等を知り得ると共に、金型のキヤビテイ内
に射出する熱硬化性樹脂の射出圧力の推定や、半導体素
子の適正なモールド成形の条件を設定し得るようになさ
れている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような流
動解析装置では、トランスフアモールド成形機の所定温
度に保持された予熱器内に固体の熱硬化性樹脂が装填さ
れて予熱が開始された時点でこの熱硬化性樹脂全体が一
斉に溶融したことにしていた。このようにして流動解析
装置では、各解析領域毎の熱硬化性樹脂が溶融を開始し
てから経過した溶融経過時間（すなわち、予熱を開始し
てからの経過時間）を全て同一時間とし、当該溶融経過
時間を関数の１つとして熱硬化性樹脂の各解析領域のそ
れぞれ粘性を算出する。因みに溶融した熱硬化性樹脂
は、溶融経過時間の増加に伴つて粘性が僅かずつ高くな
る（固くなる）。
【００１４】ところが固体の熱硬化性樹脂は、通常、微
細な空洞部を複数有するような比較的疎の状態に形成さ
れていることにより熱伝導率が比較的低い性質を有す
る。従つてこのような熱硬化性樹脂は、予熱器内におけ
る予熱ではほとんど溶融せず、当該予熱器内に装填され
た後加圧されることによりその各部分が順次溶融する。
すなわち各解析領域毎の熱硬化性樹脂の溶融経過時間
は、実際にはそれぞれ異なる時間となり、かつ上述した
ように予熱の開始と共に熱硬化性樹脂全体が一斉に溶融
したと判断した場合に比べて比較的短い時間となる。
【００１５】このためこのような流動解析装置では、熱
硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性が実際に溶融し
た熱硬化性樹脂の粘性に比べて比較的高い値となり、ト
ランスフアモールド成形機内において半導体素子を熱硬
化性樹脂により完全にモールド成形する場合でも、これ
と同様の条件で想定した熱硬化性樹脂の流動が、モール
ド成形途中に金型のキヤビテイ内において粘性が非常に
高くなつて停止し、半導体素子を完全にモールド成形し
難い解析結果を得る問題があつた。
【００１６】これに加えてこの流動解析装置では、熱硬
化性樹脂を予熱器内に装填して予熱を開始したときを当
該熱硬化性樹脂が溶融を開始したときとすることによ
り、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度等も
実際の値と異なり、当該熱硬化性樹脂の各解析領域のそ
れぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率及び粘性の算
出精度が比較的低い問題があつた。このためこの流動解
析装置では、熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した熱硬
化性樹脂の流動と異なるように想定し、この結果金線の
切断の有無及びステイシフトを正確に解析し難い問題が
あつた。
【００１７】従つてこのような流動解析装置を用いた流
動解析方法では、熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した
熱硬化性樹脂の流動に沿つて正確に解析し難い問題があ
つた。
【００１８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した熱硬化性樹脂
の流動に沿つてほぼ正確に解析し得る流動解析装置及び
流動解析方法を提案しようとするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、熱硬化性樹脂を所定の複数の解析
領域に分割し、当該分割した各解析領域毎に熱硬化性樹
脂の溶融開始からの溶融経過時間を算出すると共に、当
該算出して得られた結果をパラメータとして加えて熱硬
化性樹脂の粘性を算出する算出手段を設けるようにす
る。
【００２０】また本発明においては、熱硬化性樹脂を所
定の複数の解析領域に分割し、当該分割した各解析領域
毎に熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間を算出
する第１のステツプと、当該算出した溶融経過時間をパ
ラメータとして加えて熱硬化性樹脂の粘性を算出する第
２のステツプとを設けるようにする。
【００２１】従つて本発明では、熱硬化性樹脂を所定の
複数の解析領域に分割し、当該分割した各解析領域毎に
熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間を算出する
と共に、当該算出して得られた結果をパラメータとして
加えて熱硬化性樹脂の粘性を算出する算出手段を設ける
ようにしたことにより、熱硬化性樹脂の各解析領域のそ
れぞれ粘性を、実際に溶融した熱硬化性樹脂の粘性に沿
つて算出することができる。
【００２２】また本発明では、熱硬化性樹脂を所定の複
数の解析領域に分割すると共に、当該分割した各解析領
域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間を算
出し、次いで当該算出して得られた結果をパラメータと
して加えて熱硬化性樹脂の粘性を算出するようにしたこ
とにより、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性
を、実際に溶融した熱硬化性樹脂の粘性に沿つて精度良
く算出することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。
【００２４】図１において、１は全体として本発明によ
る流動解析装置を示し、トランスフアモールド成形機
（図示せず）によつて半導体素子を熱硬化性樹脂でモー
ルド成形する場合の当該熱硬化性樹脂の流動を想定して
解析し得るようになされている。
【００２５】この場合流動解析装置１では、ユーザがキ
ーボード等の外部入力部２を操作して熱硬化性樹脂の流
動の解析の開始を指定することにより、当該外部入力部
２から解析開始信号Ｓ１が内部バス３を介してＣＰＵ４
に送出される。
【００２６】ＣＰＵ４は、入力された解析開始信号Ｓ１
に基づいて起動し、読出し信号Ｓ２を内部バス３を介し
てＲＯＭ（Read Only Memory）６に送出すると共に、当
該読出し信号Ｓ２に基づいて、予めＲＯＭ６に書き込ま
れている流動解析装置１全体を立ち上げるプログラムを
プログラム信号Ｓ３として内部バス３を介して読み出
す。これによりＣＰＵ４は、入力したプログラム信号Ｓ
３が表すプログラムを起動させ、当該起動したプログラ
ムに沿つて流動解析装置１全体を起動させる。
【００２７】またＣＰＵ４は、ユーザが外部入力部２を
操作することにより当該外部入力部２から、固体の熱硬
化性樹脂を複数の立体的な解析領域に分割するための当
該解析領域の形状、熱硬化性樹脂の溶融温度、トランス
フアモールド成形機の金型のキヤビテイ内壁の温度、熱
硬化性樹脂の特性及び半導体素子の熱伝導率等の流動解
析の所定条件が条件信号Ｓ４として内部バス３を介して
入力される。
【００２８】この場合ＣＰＵ４は、入力された条件信号
Ｓ４に基づいて読出し信号Ｓ５を内部バス３を介してＲ
ＡＭ（Random Access Memory）７に送出すると共に、当
該読出し信号Ｓ５に基づいて、予めＲＡＭ７に書き込ま
れている、熱硬化性樹脂の流動を解析する流動解析プロ
グラムを流動解析プログラム信号Ｓ６として内部バス３
を介して読み出す。これによりＣＰＵ４は、入力した流
動解析プログラム信号Ｓ６が表す流動解析プログラムを
起動させ、当該起動した流動解析プログラム及び条件信
号Ｓ４が表す所定条件に基づいて、熱硬化性樹脂を複数
の解析領域に分割する。
【００２９】この後ＣＰＵ４は、熱硬化性樹脂の各解析
領域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率及び
粘性を算出すると共に、これに加えて各解析領域毎に熱
硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間を算出する。
【００３０】このようにしてＣＰＵ４は、算出した熱硬
化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温
度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を表す書込み信
号Ｓ７を内部バス３を介してＲＡＭ７に送出し、当該Ｒ
ＡＭ７に熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速
度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を
書き込む。これによりＣＰＵ４は、熱硬化性樹脂の各解
析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率、
溶融経過時間及び粘性をＲＡＭ７に保存し、かつ必要に
応じてＲＡＭ７から読み出すことができるようになされ
ている。
【００３１】これに加えてＣＰＵ４は、算出した熱硬化
性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、
流体領域率、溶融経過時間及び粘性に基づいて刻々と変
化する熱硬化性樹脂全体の流動を表す立体映像に応じた
映像信号Ｓ８を生成する。これによりＣＰＵ４は、生成
した映像信号Ｓ８を内部バス３を介してモニタ８に送出
し、当該映像信号Ｓ８に応じた参考図面１に示すような
立体映像をモニタ８に表示させる。かくしてＣＰＵ４
は、ユーザに熱硬化性樹脂の想定した流動を視覚的に明
確に把握させることができるようになされている。
【００３２】またこの流動解析装置１では、熱硬化性樹
脂の流動の解析結果に基づいて流動のパターン、及びモ
ールド成形時に金型のキヤビテイ内における半導体素子
の移動の様子等を知り得ると共に、金型のキヤビテイ内
に射出する熱硬化性樹脂の射出圧力の推定や、半導体素
子の適正なモールド成形の条件を設定し得るようになさ
れている。
【００３３】ここで実際上この流動解析装置１では、ユ
ーザが外部入力部２を操作して流動解析の開始を指定す
ると、ＣＰＵ４は図２に示す流動解析処理手順ＲＴ２を
開始してステツプＳＰ１０からステツプＳＰ１１に進
む。ＣＰＵ４は、ステツプＳＰ１１において、ユーザが
外部入力部２を操作することにより当該外部入力部２か
ら流動解析の所定条件が条件信号Ｓ４として入力され
る。これによりＣＰＵ４は、入力された条件信号Ｓ４が
表す所定条件に基づいて固体の熱硬化性樹脂を複数の解
析領域に分割する。
【００３４】次いでＣＰＵ４は、ステツプＳＰ１２に進
み、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧
力、温度、流体領域率（溶融した熱硬化性樹脂の表面状
態及び先端形状）、溶融経過時間及び粘性を所定の計算
式により順次算出する。
【００３５】この場合ＣＰＵ４は、溶融した熱硬化性樹
脂の各解析領域のぞれぞれ座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とする
と、当該熱硬化性樹脂の各解析領域の流動速度のそれぞ
れｘ成分ｕを次式（１）
【数１】 で表されるナビアストークスの運動方程式に基づいて算
出し、各解析領域の流動速度のそれぞれｙ成分ｖを次式
（２）
【数２】 で表されるナビアストークスの運動方程式に基づいて算
出し、さらに各解析領域の流動速度のそれぞれｚ成分ｗ
を次式（３）
【数３】 で表されるナビアストークスの運動方程式に基づいて算
出する。
【００３６】因みにＸ、Ｙ、Ｚはそれぞれ各解析領域に
加わる外力のｘ成分、ｙ成分及びｚ成分を示すと共に、
ρは密度を示し、μは粘性係数を示す。またｔは、固体
の熱硬化性樹脂が装填された予熱器内を所定の圧力で加
圧したとき（固体の熱硬化性樹脂が溶融しだすとき）を
モールド成形を開始したときとして、当該モールド成形
の開始からのモールド成形経過時間を示す。さらに上述
した式（１）、式（２）及び式（３）にそれぞれ示すｄ
／ｄｔは、次式（４）
【数４】 で表されると共に、∇2 は、次式（５）
【数５】 で表される。
【００３７】このようにしてＣＰＵ４は、それぞれ算出
した各解析領域の流動速度のそれぞれｘ成分ｕと、ｙ成
分ｖと、ｚ成分ｗとから各解析領域の流動速度を次式
（６）
【数６】 で表される体積保存の式（非圧縮の場合）に基づいて算
出する。なお熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ圧力
Ｐは、上述した式（１）、式（２）及び式（３）に基づ
いて算出する。
【００３８】またＣＰＵ４は、熱硬化性樹脂の各解析領
域のそれぞれ絶対温度Ｔを次式（７）
【数７】 で表されるエネルギ方程式に基づいて算出する。因みに
ＣP は熱硬化性樹脂の比熱を示すと共に、κは熱硬化性
樹脂の熱伝導率を示す。またΦは各解析領域のそれぞれ
剪断発熱量を示すと共に、ｑは金型のキヤビテイ内壁か
ら各解析領域にそれぞれ与えられる熱量を示す。
【００３９】流体領域率Ｖは、次式（８）
【数８】 で表されるＶＯＦ（Volum of Fluid）関数に基づいて算
出する。
【００４０】さらにＣＰＵ４は、モールド成形経過時間
ｔを基準として各解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始
時刻ｓを、予熱器内で溶融した時刻を初期値として、そ
の後の流れに沿つた変化を反映するように次式（９）
【数９】 によつて算出する。この後ＣＰＵ４は、各解析領域毎に
熱硬化性樹脂の溶融開始時刻ｓからの溶融経過時間ｔｍ
を次式（１０）
【数１０】 によつて算出する。これによりＣＰＵ４は、熱硬化性樹
脂の各解析領域のそれぞれ溶融経過時間ｔｍを実際に熱
硬化性樹脂が溶融した場合に沿つて算出し得るようにな
されている。
【００４１】ＣＰＵ４は、各解析領域のそれぞれ粘性η
を一例として、各解析領域のそれぞれ絶対温度Ｔと、剪
断速度γベクトルと、各解析領域のそれぞれ溶融経過時
間ｔｍをパラメータとした硬化度α（ｔ）との関数とし
た次式（１１）
【数１１】 によつて算出する。因みに粘性η’は次式（１２）
【数１２】 によつて算出すると共に、式（１２）中に示す粘性η0
は次式（１３）
【数１３】 によつて算出する。
【００４２】またαgel は、熱硬化性樹脂がほぼ完全に
硬化したときの硬化度を示すと共に、Ｃ１及びＣ２はそ
れぞれ熱硬化性樹脂の種類に応じて定まる所定の定数を
示し、これらαgel 、Ｃ１及びＣ２は予め実験により求
める。さらにＣ、ｎ、Ｂ、Ｔb はそれぞれ所定の定数を
示す。
【００４３】これに加えて硬化度α（ｔ）は、次式（１
４）
【数１４】 で表されるように各解析領域毎にそれぞれ溶融経過時間
ｔｍに応じて近似する。なお所定の定数Ｋ１は次式（１
５）
【数１５】 によつて算出すると共に、所定の定数Ｋ２は次式（１
６）
【数１６】 によつて算出し、ｍ、ｎ、ａ１、ｅ１、ａ２、ｅ２に示
す熱硬化性樹脂の種類に応じて定まる所定の定数と共
に、予め実験により求める。
【００４４】ここで熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞ
れ流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及
び粘性は、互いに影響し合う。従つてＣＰＵ４は、続く
ステツプＳＰ１３に進んだ後、ステツプＳＰ１２に戻つ
て所定の変数を変えて再び熱硬化性樹脂の各解析領域の
それぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過
時間及び粘性を算出する。
【００４５】このようにしてＣＰＵ４は、続くステツプ
ＳＰ１３において今回算出した熱硬化性樹脂の各解析領
域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融
経過時間及び粘性と、前回算出した熱硬化性樹脂の各解
析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域率、
溶融経過時間及び粘性との残差を算出し、当該残差が予
め設定した所定範囲内に入り収束したか否かを判断す
る。これによりＣＰＵ４は当該ステツプＳＰ１３におい
て否定結果を得るとステツプＳＰ１２に戻り、再び所定
の変数を変えて熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流
動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘
性を算出するようにして、この後ステツプＳＰ１３にお
いて肯定結果を得るまでステツプＳＰ１３−ＳＰ１２−
ＳＰ１３のループを繰り返す。
【００４６】この後ＣＰＵ４は、ステツプＳＰ１３にお
いて肯定結果を得ると続くステツプＳＰ１４に進んで流
動解析処理手順ＲＴ２を終了する。かくして流動解析装
置１のＣＰＵ４は、上述した流動解析処理手順ＲＴ２に
よつて得られた熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流
動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘
性に基づいて、トランスフアモールド成形機内において
実際に熱硬化性樹脂が溶融して流動した場合とほぼ同様
に熱硬化性樹脂の流動を想定して解析し得るようになさ
れている。
【００４７】すなわち図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すよう
に、トランスフアモールド成形機１５は、金型１６のキ
ヤビテイ１６Ａ内に半導体素子１７が配置されると共
に、当該金型１６のキヤビテイ１６Ａ内とランナ及びゲ
ート（以下、これらをまとめてランナと呼ぶ）１８を介
して連通された予熱器１９内に固体の例えば円柱形状で
なる熱硬化性樹脂２０が装填される（図３（Ａ））。
【００４８】この場合トランスフアモールド成形機１５
では、固体の熱硬化性樹脂２０が装填された予熱器１９
内が所定温度に保持されていると共に、モールド成形を
開始するときに当該予熱器１９内を所定の圧力で加圧す
ることにより熱硬化性樹脂２０を所定部分毎に順次溶融
させて当該溶融した熱硬化性樹脂２０Ａをランナ１８を
介して金型１６のキヤビテイ１６Ａ内に射出させる。か
くしてトランスフアモールド成形機１５は、金型１６の
キヤビテイ１６Ａ内の半導体素子１７を熱硬化性樹脂２
０Ａによつてモールド成形して半導体パツケージを形成
し得るようになされている。
【００４９】ここで流動解析装置１では、上述した流動
解析処理手順ＲＴ２に基づいて算出した熱硬化性樹脂の
各解析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温度、流体領域
率、溶融経過時間及び粘性に基づいて、例えば予熱器１
９内の熱硬化性樹脂２０の固体の第１の部分２０Ｂがモ
ールド成形を開始してから２秒程度後に溶融する解析結
果を得ることができるようになされている（図３
（Ｂ））。
【００５０】またこの流動解析装置１では、例えばモー
ルド成形を開始してから６秒程度後に、予熱器１９内の
熱硬化性樹脂２０の固体の第２の部分２０Ｃが溶融する
と共に、上述したモールド成形を開始してから２秒程度
後に溶融した第１の部分２０Ｂがその溶融開始時刻ｓか
ら次式（１７）
【数１７】 で表される溶融経過時間ｔｍが経過して金型１６のキヤ
ビテイ１６Ａ内に射出され、当該キヤビテイ１６Ａ内の
所定の第１の位置付近まで移流した解析結果を得ること
ができるようになされている（図３（Ｃ））。
【００５１】さらにこの流動解析装置１では、例えばモ
ールド成形を開始してから12秒程度後に、金型１６のキ
ヤビテイ１６Ａ内のほぼ全体に熱硬化性樹脂２０Ａが行
き渡ると共に、第１の部分２０Ｂと第２の部分２０Ｃと
が当該キヤビテイ１６Ａ内の所定の第２の位置付近にお
いて混じり合う解析結果を得ることができるようになさ
れている（図３（Ｄ））。
【００５２】以上の構成において、この流動解析装置１
では、ＣＰＵ４が外部入力部２から入力された条件信号
Ｓ２が表す所定条件に基づいて熱硬化性樹脂を複数の解
析領域に分割し（ステツプＳＰ１０及びステツプＳＰ１
１）、この後熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ刻々
と変化する流動速度、圧力、温度、流体領域率（溶融し
た熱硬化性樹脂の表面状態及び先端形状）、溶融経過時
間及び粘性をその収束性を判断しながら、上述した式
（１）〜式（１６）に基づいて所定の変数を順次変えて
算出する（ステツプＳＰ１２〜ステツプＳＰ１４）。
【００５３】従つて流動解析装置１では、各解析領域毎
に熱硬化性樹脂の溶融経過時間を実際に熱硬化性樹脂が
溶融した場合に沿つて算出し、当該算出した溶融経過時
間をパラメータとした硬化度α（ｔ）を関数の１つとし
て熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性を算出する
ＣＰＵ４を設けるようにしたことにより、熱硬化性樹脂
の各解析領域のそれぞれ粘性を、実際に溶融した熱硬化
性樹脂の粘性に沿つて算出することができる。
【００５４】またこの流動解析装置１では、各解析領域
毎に熱硬化性樹脂の溶融経過時間を実際に熱硬化性樹脂
が溶融した場合に沿つて算出するようにしたことによ
り、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧
力、温度、流体領域率及び粘性を実際に熱硬化性樹脂が
溶融した場合に沿つて算出することができ、かくして熱
硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧力、温
度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性の算出精度を向
上させることができる。
【００５５】この結果流動解析装置１では、流動速度、
圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性に基づ
いて、トランスフアモールド成形機１５内において実際
に熱硬化性樹脂が溶融して流動した場合とほぼ同じよう
に熱硬化性樹脂の流動を想定することができ、かくして
半導体素子のモールド成形における金線の切断の有無及
びステイシフトをほぼ正確に解析することができる。
【００５６】さらにこの流動解析装置１では、ＣＰＵ４
により熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、
圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性に基づ
いて熱硬化性樹脂の流動を表す立体映像に応じた映像信
号Ｓ８を生成し、当該生成した映像信号Ｓ８に応じた立
体映像をモニタ８に表示させるようにしたことにより、
ユーザに熱硬化性樹脂の想定した流動を視覚的に明確に
把握させることができる。
【００５７】ここでこのような流動解析装置を用いた流
動解析方法では、各解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融経
過時間を実際に熱硬化性樹脂が溶融した場合に沿つて算
出し、当該算出した溶融経過時間をパラメータとした硬
化度α（ｔ）を関数の１つとして熱硬化性樹脂の各解析
領域のそれぞれ粘性を算出するようにしたことにより、
熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性を、実際に溶
融した熱硬化性樹脂の粘性に沿つて算出することができ
る。
【００５８】以上の構成によれば、熱硬化性樹脂を複数
の解析領域に分割し、各解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶
融開始時刻を算出すると共に、当該算出した熱硬化性樹
脂の溶融開始時刻からの溶融経過時間を算出し、当該算
出した溶融経過時間をパラメータとした硬化度α（ｔ）
を関数の１つとして熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞ
れ粘性を算出するＣＰＵ４を設けるようにしたことによ
り、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性を、実際
に溶融した熱硬化性樹脂の粘性に沿つて算出することが
でき、かくして熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した熱
硬化性樹脂の流動に沿つてほぼ正確に解析し得る流動解
析装置を実現することができる。
【００５９】また熱硬化性樹脂を複数の解析領域に分割
し、各解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始時刻からの
溶融経過時間を算出し、当該算出した溶融経過時間をパ
ラメータとした硬化度α（ｔ）を関数の１つとして熱硬
化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性を算出するように
したことにより、熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ
粘性を、実際に溶融した熱硬化性樹脂の粘性に沿つて精
度良く算出することができ、かくして熱硬化性樹脂の流
動を実際に溶融した熱硬化性樹脂の流動に沿つてほぼ正
確に解析し得る流動解析方法を実現することができる。
【００６０】なお上述の実施例においては、熱硬化性樹
脂を所定の複数の解析領域に分割し、当該分割した各解
析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間
を算出すると共に、当該算出結果をパラメータとして加
えて熱硬化性樹脂の粘性を算出する算出手段としてＣＰ
Ｕ４を適用するようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、熱硬化性樹脂を所定の複数の解析領
域に分割し、当該分割した各解析領域毎に熱硬化性樹脂
の溶融開始からの溶融経過時間を算出すると共に、当該
算出結果をパラメータとして加えて熱硬化性樹脂の粘性
を算出することができれば、この他種々の算出手段を適
用するようにしても良い。
【００６１】また上述の実施例においては、熱硬化性樹
脂の流動を想定して解析し、当該解析結果に基づいて熱
硬化性樹脂の流動を表す立体映像に応じた映像信号Ｓ８
を生成する映像信号生成手段としてＣＰＵ４を適用する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、熱硬化性樹脂の流動を想定して解析し、当該解析結
果に基づいて熱硬化性樹脂の流動を表す立体映像に応じ
た映像信号Ｓ８を生成することができれば、この他種々
の映像信号生成手段を適用するようにしても良い。
【００６２】さらに上述の実施例においては、映像信号
生成手段４から出力された映像信号Ｓ８に応じた立体映
像を表示する表示手段としてモニタ８を適用するように
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、映
像信号生成手段４から出力された映像信号Ｓ８に応じた
立体映像を表示し得れば、この他種々の表示手段を適用
するようにしても良い。
【００６３】さらに上述の実施例においては、ＣＰＵ４
において熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速
度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を
算出し、当該算出した流動速度、圧力、温度、流体領域
率、溶融経過時間及び粘性の収束性を判断するようにし
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰ
Ｕ４において熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動
速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性
を算出すると共に、当該算出結果に基づいて熱硬化性樹
脂全体の流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過
時間及び粘性を算出し、この後当該熱硬化性樹脂全体の
流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び
粘性の収束性を判断するようにしても良い。
【００６４】さらに上述の実施例においては、上述した
流動解析処理手順ＲＴ２において、ＣＰＵ４が変数を変
えて熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧
力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を算出
し、今回算出した流動速度、圧力、温度、流体領域率、
溶融経過時間及び粘性と、前回算出した流動速度、圧
力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性との残差
に基づいて収束性を判断するようにした場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、ＣＰＵ４が変数を変え
て熱硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ流動速度、圧
力、温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を算出
し、今回流動速度、圧力、温度、流体領域率、溶融経過
時間及び粘性を算出した変数と、前回流動速度、圧力、
温度、流体領域率、溶融経過時間及び粘性を算出した変
数との差分に基づいて収束性を判断する等のようにこの
他種々の方法により収束性を判断するようにしても良
い。
【００６５】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、熱硬化性
樹脂を所定の複数の解析領域に分割し、当該分割した各
解析領域毎に熱硬化性樹脂の溶融開始からの溶融経過時
間を算出すると共に、当該算出して得られた結果をパラ
メータとして加えて熱硬化性樹脂の粘性を算出する算出
手段を設けるようにしたことにより、熱硬化性樹脂の各
解析領域のそれぞれ粘性を、実際に溶融した熱硬化性樹
脂の粘性に沿つて算出することができ、かくして熱硬化
性樹脂の流動を実際に溶融した熱硬化性樹脂の流動に沿
つてほぼ正確に解析し得る流動解析装置を実現すること
ができる。
【００６６】また熱硬化性樹脂を所定の複数の解析領域
に分割すると共に、当該分割した各解析領域毎に熱硬化
性樹脂の溶融開始からの溶融経過時間を算出し、次いで
当該算出して得られた結果をパラメータとして加えて熱
硬化性樹脂の粘性を算出するようにしたことにより、熱
硬化性樹脂の各解析領域のそれぞれ粘性を、実際に溶融
した熱硬化性樹脂の粘性に沿つて精度良く算出すること
ができ、かくして熱硬化性樹脂の流動を実際に溶融した
熱硬化性樹脂の流動に沿つてほぼ正確に解析し得る流動
解析方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動解析装置の構成の一実施例を示す
ブロツク図である。
【図２】実施例による流動解析処理手順を示すフローチ
ヤートである。
【図３】熱硬化性樹脂の流動の説明に供する略線的断面
図である。
【図４】従来の流動解析処理手順を示すフローチヤート
である。
【符号の説明】
１……流動解析装置、４……ＣＰＵ、８……モニタ、２
０……熱硬化性樹脂。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固体の熱硬化性樹脂が溶融して流動する当
    該熱硬化性樹脂の流動を想定して解析する流動解析装置
    において、 上記熱硬化性樹脂を所定の複数の解析領域に分割し、当
    該分割した各上記解析領域毎に上記熱硬化性樹脂の溶融
    開始からの溶融経過時間を算出すると共に、当該算出結
    果をパラメータとして加えて上記熱硬化性樹脂の粘性を
    算出する算出手段を具えることを特徴とする流動解析装
    置。
  2. 【請求項２】上記熱硬化性樹脂の流動を想定して解析
    し、当該解析結果に基づいて上記熱硬化性樹脂の流動を
    表す立体映像に応じた映像信号を生成する映像信号生成
    手段と、 上記映像信号生成手段から出力された上記映像信号に応
    じた上記立体映像を表示する表示手段とを具えることを
    特徴とする請求項１に記載の流動解析装置。
  3. 【請求項３】固体の熱硬化性樹脂が溶融して流動する当
    該熱硬化性樹脂の流動を想定して解析する流動解析方法
    において、 上記熱硬化性樹脂を所定の複数の解析領域に分割し、当
    該分割した各上記解析領域毎に上記熱硬化性樹脂の溶融
    開始からの溶融経過時間を算出する第１のステツプと、 上記算出した溶融経過時間をパラメータとして加えて上
    記熱硬化性樹脂の粘性を算出する第２のステツプとを具
    えることを特徴とする流動解析方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003145577A (ja) * 2001-09-03 2003-05-20 Toray Ind Inc 流動解析方法、流動解析装置、およびそのコンピュータプログラムと記憶媒体
JP2005131879A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Toyo Seiki Seisakusho:Kk 樹脂粘度特性試験システム、その方法、及びそのプログラム
JP2013202135A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 流体粘度算定装置、超音波診断装置、流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム及び超音波診断装置の制御プログラム

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JP2013202135A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 流体粘度算定装置、超音波診断装置、流体粘度算定装置の流体粘度算定プログラム及び超音波診断装置の制御プログラム

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