KR20090064428A - Method for analyzing fluidity of resin material including particles and fluidity analysis system - Google Patents
Method for analyzing fluidity of resin material including particles and fluidity analysis system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090064428A KR20090064428A KR1020097006932A KR20097006932A KR20090064428A KR 20090064428 A KR20090064428 A KR 20090064428A KR 1020097006932 A KR1020097006932 A KR 1020097006932A KR 20097006932 A KR20097006932 A KR 20097006932A KR 20090064428 A KR20090064428 A KR 20090064428A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- particles
- load
- convex
- resin material
- substrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
- H05K3/323—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 입자를 내재시킨 수지 재료의 유동 해석 방법 및 유동 해석 시스템에 관한 것으로서, 특히, 디바이스, 액정 등에 이용되고 있는 반도체 집적 회로(IC)를 기판에 접속하기 위해서, 전극 사이에 도전성 입자를 포함하는 수지 재료를 유동시켜, 전극 사이의 입자수, 입자의 변형량으로부터 도전성을 평가할 때의 3차원 유동 해석 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
열경화성 재료의 유동 해석 방법으로서, 폴리우레탄 발포 재료의 밀도가 시간이 지남에 따라 감소하는 발포 거동을 해석 가능한 해석 프로그램이 하기의 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재되어 있다. As a flow analysis method of a thermosetting material, the analysis programs which can analyze the foaming behavior whose density of a polyurethane foam material decreases with time are described in following
특허 문헌 1에서는, 발포 재료 전체를 균일한 밀도로 간주하고, 또한 그 밀도로서, 발포 원료를 교반한 발포 재료를 뿜어내는 노즐로부터 최초로 나온 발포 재료의 노즐을 나오고 나서의 경과 시간으로 산출한 밀도를 이용하고 있다. 또한, 특허 문헌 2에서는, 특허 문헌 1의 기술에 추가로, 두께의 변동에 의해서 발포 재료의 밀도가 변화하는 것을 고려한 함수를 이용하여 발포 재료의 발포 유동 해석을 행하는 것이 기재되어 있다. In
또한, 입자를 내재시킨 수지 재료를 전극 사이에서 압축하여, 입자 변형을 계산하는 수법으로서, 하기의 비특허 문헌 1의 R.Dudek 등의 보고예가 있다. 이것은, 구조 해석(소프트: ABAQUS)를 이용하여, 전극, 입자 및 수지 재료의 형상, 입자와 수지의 물성치(영률, 푸아송비, 선팽창 계수)를 입력하고, 가열한 전극 사이에서 입자 및 수지를 압축하는 계산 방법이다. In addition, there is a report example of R. Dudek et al. In
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-318909호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318909
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2003-91561호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-91561
비특허 문헌 1: F10W Characterization and Thermo-Mechanical Response of Anisotropic Conductive Films 1998 IEEE, (R.Dudek, A.Schubert, S.Meinel, B.Michel(Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration(IZM) Berlin)) Non-Patent Document 1: F10W Characterization and Thermo-Mechanical Response of Anisotropic Conductive Films 1998 IEEE, (R.Dudek, A.Schubert, S.Meinel, B.Michel (Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration (IZM) Berlin))
<발명의 개시><Start of invention>
<발명이 해결하고자 하는 과제>Problems to be Solved by the Invention
수지 재료가 유동하면서 입자가 전극 사이에서 변형하는 해석을 행하는 경우에는, 유체 해석을 이용하여 수지 재료의 유동을 예측함과 동시에, 구조 해석을 이용하여 입자의 변형도 예측할 필요가 있다. 상기한 종래 기술은 구조 해석을 이용한 입자 변형의 예측 방법인데, 수지 재료 및 입자의 유동 상황, 전극 사이에 끼워지는 입자수, 수지 재료의 점도 변화, 발열 반응 등을 고려할 수 없는 문제점이 있다. In the case of performing an analysis in which the particles deform between the electrodes while the resin material flows, it is necessary to predict the flow of the resin material using the fluid analysis and also predict the deformation of the particles using the structural analysis. The above-described prior art is a method of predicting particle deformation using structural analysis, but there is a problem in that the flow of resin material and particles, the number of particles sandwiched between electrodes, viscosity change of resin material, exothermic reaction, etc. cannot be taken into consideration.
이와 같이, 구조 해석으로는 발열 반응을 수반하면서 점도 변화하는 수지 재료의 유동 과정을 정확하게 예측하는 것은 할 수 없다. 한편, 현상의 유체 해석으로는, 수지 재료가 유동하면서 입자의 전극 사이의 소성 변형을 정확하게 계산하는 것은 할 수 없다. As described above, the structural analysis cannot accurately predict the flow process of the resin material which changes in viscosity with an exothermic reaction. On the other hand, in the fluid analysis of the phenomenon, it is not possible to accurately calculate the plastic deformation between the electrodes of the particles while the resin material is flowing.
따라서, 본 발명의 목적은 전극 사이의 압축에 의해, 수지 재료 및 입자의 유동 거동을 계산하여, 전극 사이에 끼워지는 입자수를 구하는 데에 있다. 또한, 수지 점도의 상승 및 입자의 하중과 변위의 특성, 전극 사이에 끼워지는 입자수를 고려하여, 전극을 이동시키기 위해서 전극에 가한 하중 또는 속도 조건에 의해서 입자의 변형량을 예측하는 것을 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to calculate the number of particles to be sandwiched between electrodes by calculating the flow behavior of the resin material and the particles by compression between the electrodes. In addition, the object of the present invention is to predict the amount of deformation of the particles based on the load or velocity conditions applied to the electrodes in order to move the electrodes in consideration of the increase in the resin viscosity, the characteristics of the load and displacement of the particles, and the number of particles sandwiched between the electrodes. .
본 발명의 다른 목적은 입자의 변형량 및 전극 사이에 끼워지는 입자수로부터 전극 간의 도전성을 예측하는 것이다. Another object of the present invention is to predict the conductivity between electrodes from the amount of deformation of the particles and the number of particles sandwiched between the electrodes.
<과제를 해결하기 위한 수단>Means for solving the problem
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 적어도 수지 재료의 점도 조건, 입자의 변형량과 하중의 실험 결과를 입력치로 하여, 유체 해석 기술에 의해 수지 재료의 유동 과정을 예측함과 동시에, 수지 재료의 유동과 입자 변형을 예측하는 계산 방법을 실현하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로는, 점도 변화를 고려한 수지 재료와 입자의 유동 과정의 예측에 의해, 전극 사이에 끼워지는 입자수의 예측을 가능하게 한다. In order to achieve the above object, the present invention at least predicts the flow process of the resin material by fluid analysis technology and at the same time inputs at least the viscosity conditions of the resin material, the deformation amount of the particles and the experimental results of the load, and the flow of the resin material. And a calculation method for predicting particle deformation. Specifically, the prediction of the number of particles to be sandwiched between the electrodes is made possible by the prediction of the flow process of the resin material and the particles in consideration of the viscosity change.
또한, 유체 해석이 있는 시간 스텝에 있어서, 유체 해석으로 구한 전극 사이의 간격으로부터 입자의 변형량을 구하고, 전극을 이동시키기 위해서 외부로부터 가해지는 하중으로부터, 입자의 변형량에 대응한 하중을 빼서 구한 하중을, 다음의 시간 스텝의 전극을 이동시키기 위한 하중으로서 이용함으로써, 구조 해석으로 구해야할 입자의 변형량을 유체 해석으로 산출하여, 구조 해석을 이용하지 않고, 유체 해석만으로 입자가 변형하면서 수지 재료가 유동하는 과정을 예측하는 것을 가능하게 한다. In the time step with the fluid analysis, the deformation amount of the particle is obtained from the interval between the electrodes obtained by the fluid analysis, and the load obtained by subtracting the load corresponding to the deformation amount of the particle from the load applied from the outside to move the electrode is obtained. By using it as a load for moving the electrode in the next time step, the deformation amount of the particles to be obtained by the structural analysis is calculated by the fluid analysis, and the resin material flows while the particles are deformed only by the fluid analysis without using the structural analysis. Makes it possible to predict the process.
또한, 입자의 변형량과 도전성의 관계를 입력함으로써, 입자의 변형량 최대치, 기판 사이에 끼워지는 입자수로부터 전극 간의 도전성을 예측하는 것을 가능하게 한다.In addition, by inputting the relationship between the amount of deformation of the particle and the conductivity, it is possible to predict the conductivity between the electrodes from the maximum amount of deformation of the particle and the number of particles sandwiched between the substrates.
<발명의 효과>Effect of the Invention
본 발명의 해석 기술은 이상 설명한 바와 같이, 칩 및 기판의 전극 사이에 끼워지는 입자수 및 입자의 변형량을 예측할 수가 있기 때문에, 수지 재료의 점도 변화 등의 재료 처방, 수지 재료의 두께 등의 초기 형상, 입자 및 전극의 형상, 입자의 탄성률 등의 물성치, 전극에 가하는 하중 등의 성형 공정 조건 등이 복잡하게 서로 영향을 주는 인자에 대해서 해석 상에서 최적화를 도모할 수 있다. As described above, the analysis technique of the present invention can predict the number of particles and the amount of deformation of the particles sandwiched between the electrodes of the chip and the substrate. In addition, the analysis can be optimized for the factors in which the shape of the particles and the electrode, the physical properties such as the elastic modulus of the particles, the molding process conditions such as the load applied to the electrode, and the like are complicated.
또한, 이들 인자를 최적화하기 위해서 실험 검토를 행하는 것은 비용이 높아지고, 개발 기간도 길어지기 때문에, 현실적이지 않다. In addition, it is not realistic to carry out experimental examination in order to optimize these factors because of the high cost and the long development period.
도 1은 해석 대상이 되는 도전성을 갖는 입자를 포함하는 수지 재료를 이용한 반도체 집적 회로(IC)와 기판의 성형 공정을 도시하는 모식도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the shaping | molding process of a semiconductor integrated circuit (IC) and a board | substrate using the resin material containing the electroconductive particle used as the analysis object.
도 2는 유동 해석을 행하는 하드웨어 구성도이다. 2 is a hardware configuration diagram for performing flow analysis.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 압력 제어가 되는 계산의 플로우차트이다. Fig. 3 is a flowchart of calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrode of
도 4는 본 발명의 실시예 2의 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 속도로부터 압력 제어가 되는 계산의 플로우차트이다. 4 is a flowchart of a calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrode of
도 5는 본 발명의 실시예 1 또는 2의 전극의 압력 제어의 해석 사례(1층 수지)이다. It is an example of analysis (one layer resin) of the pressure control of the electrode of Example 1 or 2 of this invention.
도 6은 본 발명의 실시예 1 또는 2의 전극의 압력 제어의 해석 사례(2층 수지)이다. 6 is an analysis example (two-layer resin) of pressure control of the electrode of Example 1 or 2 of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예 3의 도전성을 예측하는 해석의 플로우차트(반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 압력 제어가 되는 계산)이다. Fig. 7 is a flowchart of the analysis for predicting the conductivity of the third embodiment of the present invention (calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrodes is under pressure control).
도 8은 본 발명의 실시예 4의 도전성을 예측하는 해석의 플로우차트(반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 속도로부터 압력 제어가 되는 계산)이다. Fig. 8 is a flowchart of the analysis for predicting the conductivity of the fourth embodiment of the present invention (calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrodes is pressure controlled from the speed).
도 9는 입력한 「입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」의 관계를 도시한 도면이다. FIG. 9: is a figure which shows the relationship of the "deformation amount when a load is applied per one of particle |
도 10은 입력한 「입자의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC)의 전극과 기판의 전극 간의 도전성」의 관계를 도시한 도면이다. It is a figure which shows the relationship of the "inversion amount of arbitrary allowance of particle | grains, and electroconductivity between the electrode of a semiconductor integrated circuit (IC) and the electrode of a board | substrate" inputted.
도 11은 해석 대상이 되는 도전성을 갖는 입자를 포함하는 수지 재료를 이용한 반도체 집적 회로(IC)와 기판의 성형 공정을 도시하는 모식도이다. FIG. 11: is a schematic diagram which shows the shaping | molding process of a semiconductor integrated circuit (IC) and a board | substrate using the resin material containing the electroconductive particle used as the analysis object.
도 12는 유동 해석을 행하는 하드웨어 구성도이다. It is a hardware block diagram which performs a flow analysis.
도 13은 본 발명의 실시예 5의 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 압력 제어가 되는 계산의 플로우차트이다. Fig. 13 is a flowchart of calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrode of the fifth embodiment of the present invention is pressure controlled.
도 14는 본 발명의 실시예 6의 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 속도로부터 압력 제어가 되는 계산의 플로우차트이다. Fig. 14 is a flowchart of calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrode of the sixth embodiment of the present invention is pressure controlled from the speed.
도 15는 본 발명의 실시예 5 또는 6의 전극의 압력 제어의 해석 사례(1층 수지)이다. It is an example of analysis (one layer resin) of the pressure control of the electrode of Example 5 or 6 of this invention.
도 16은 본 발명의 실시예 5 또는 6의 전극의 압력 제어의 해석 사례(2층 수지)이다. It is an example of analysis (two-layer resin) of the pressure control of the electrode of Example 5 or 6 of this invention.
도 17은 본 발명의 실시예 7의 도전성을 예측하는 해석의 플로우차트(반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극의 이동이 압력 제어가 되는 계산)이다. Fig. 17 is a flowchart of the analysis for predicting the conductivity of the seventh embodiment of the present invention (calculation in which the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the electrodes are under pressure control).
도 18은 입력한 「온도를 고려한 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」의 관계를 도시한 도면이다. It is a figure which shows the relationship of the "deformation amount when a load is applied per one of particle |
도 19는 입력한 「입자의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC)의 전극과 기판의 전극 간의 도전성」의 관계를 도시한 도면이다. FIG. 19 is a diagram showing a relationship between the input "deformation amount of arbitrary allowance of particles and conductivity between an electrode of a semiconductor integrated circuit (IC) and an electrode of a substrate".
도 20은 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 좌표, 전극 (4)의 이동 속도를 입력 조건으로 한 구조 해석의 결과이다. FIG. 20 is a result of structural analysis using the coordinates of the
도 21은 「입자의 접촉 면적과 반도체 집적 회로(IC)의 전극과 기판의 전극 간의 도전성」의 관계를 도시한 도면이다. FIG. 21 is a diagram showing a relationship between "contact area of particles and conductivity between electrodes of a semiconductor integrated circuit (IC) and electrodes of a substrate".
<부호의 설명><Description of the code>
1 : 입자1: Particle
2 : 수지 재료2: resin material
3 : 반도체 집적 회로(IC)3: semiconductor integrated circuit (IC)
4 : 전극4: electrode
5 : 기판5: substrate
6 : 계산 장치6: calculating device
7 : 계산 장치7: calculating device
8 : LAN8: LAN
9 : 표시 장치9: display device
10 : 기록 장치10: recording device
11 : 2층째의 수지 재료 11: Resin material of the second layer
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태> Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 실시 형태에 대해서 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which concerns on this invention is described, referring an accompanying drawing.
실시예 1Example 1
[이동 전극의 압력 제어][Pressure Control of Moving Electrode]
우선, 해석 대상이 되는 성형 공정을 도 1을 이용하여 설명한다. 초기 상태 (1-a)에서는, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 성형 공정에서는, 열을 가한 반도체 집적 회로(IC) (3)을 기판 (5)의 방향으로 이동시켜, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 유동한다. First, the shaping | molding process used as an analysis object is demonstrated using FIG. In the initial state (1-a), the
이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2)가 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동한다. 또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 전극 (4) 사이에 끼워지는 입자 (1)은 변형하면서 압축된다. At this time, the contact of the
반도체 집적 회로(IC) (3)의 이동이 종료했을 때(1-b)에는, 전극 (4) 사이에 끼워지는 입자 (1)의 도전성에 의해, 반도체 집적 회로(IC) (3)과 기판 (5) 사이의 전기 신호를 전하는 것이 가능해진다. 여기서, 입자 (1)의 변형량에 의해, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적이 결정되고, 이 접촉 면적에 의해 반도체 집적 회로(IC) (3)과 기판 (5) 사이의 도전성이 결정된다. 또한, 도전성은 전극 (4) 간에 일정 전압을 인가한 경우에 흐르는 전류에 의해서 평가된다. 여기서, 입자 (1)의 변형량은 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 하중을 가하는 장치의 능력, 하중을 가했을 때의 입자 (1)의 변형량, 전극 사이에 끼워지는 입자 (1)의 수, 수지 재료 (2)의 점도 변화에 의해서 결정된다. When the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is completed (1-b), the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the substrate are moved by the conductivity of the
[해석 시스템의 구성][Configuration of Analysis System]
다음으로, 입자 (1) 변형에 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정을 예측하기 위해서 이용하는 해석 시스템에 대해서 설명한다. 해석 시스템은 도 2에 도시하는 하드웨어 구성이고 후술하는 도 3, 4, 7, 8의 플로우를 구비한 소프트웨어가 실행됨으로써 기능한다. Next, the analysis system used in order to predict the flow process of the
구체적으로는, 계산 장치 (6), 기록 장치 (10)(하드디스크, MO 등)을 구비한 계산 장치 (7), 이 2개의 계산 장치를 연결하는 LAN (8), 계산 장치 (7)이 구비하는 표시 장치 (9)를 구비하고 있다. 또한, 계산 장치 (6)으로 작성한 CAD 데이터를, LAN (8)을 통해 계산 장치 (7)에 전송하도록 구성할 수도 있다. 계산 장치 (7)에 전송된 CAD 데이터를, 계산 장치 (7)의 기록 장치 (10)(하드디스크, MO 등)에 기록하여 이용할 수도 있다. 계산 장치 (7)은 도 3, 4, 7, 8로 나타내는 플로우차트에 따라서 계산을 실행하고, 결과를 기록 장치 (10)에 기록한 후, 표시 장치 (9)에 결과를 표시한다. 도시하고는 있지 않지만, 계산 장치 (6) 및 (7)에는, 당연히 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스를 구비하고 있다. Specifically, a
[플로우차트][Flowchart]
다음으로, 도 3의 플로우차트에 따라서 해석 프로그램의 처리를 설명한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 1001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. Next, the process of an analysis program is demonstrated according to the flowchart of FIG. First, in the model
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 1002에서는, 모델 형상 작성 스텝 1001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 1003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. 또한, A: 반응률, t: 시간, T: 온도, dA/dt: 반응 속도, X1, X2: 온도의 함수가 되는 계수, N, M, Xa, Ea, Xb, Eb: 재료 고유의 계수, Q: 임의 시각까지의 발열량, Qo: 반응 종료시까지의 총발열량, dQ/dt: 발열 속도, η: 점도, η0: 초기 점도, t:시간, t0 : 겔화 시간, T: 온도, a, b, d, e, f, g: 재료 고유의 상수를 나타낸다.Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 1004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. 여기서, 접수한 반도체 집적 회로 (IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 F를 산출한다. Next, in boundary condition and molding
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분을 접수한다. 또한, 해석은 미소한 시간을 증가시켜, 각각의 시간 스텝 마다의 변화를 계산하는 것이고, 시간 증가분이란, 시간 스텝의 간격을 나타낸다. Next, the instruction of analysis start from an operator and the initial time increment are received. In addition, the analysis increases the minute time and calculates the change for each time step, and the time increase represents the interval of the time step.
스텝 1005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. In
여기서, P; 밀도, u; X 방향 속도, υ; Y 방향 속도, ω; Z 방향 속도, T; 온도, P; 압력, t;시간, η ; 점도, Cp; 정압 비열, β; 부피 팽창 계수, λ ; 열전도율을 나타내고 있다.Where P; Density, u; Velocity in the X direction, υ; Velocity in the Y direction, ω; Z direction speed, T; Temperature, P; Pressure, t; time, η; Viscosity, Cp; Constant pressure specific heat, β; Coefficient of volume expansion, λ; The thermal conductivity is shown.
다음으로, 스텝 1006에서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 1007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N을 출력한다. Next, in
다음의 스텝 1008부터는, 입자 (1)의 변형을 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정의 계산을 행한다. 이 입자 (1)의 변형을 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정의 계산을 행하는 제1 스텝 (1008)에서는, 입자 (1)의 변형은 무시하고, 전극 (4)의 이동 방향에서의 수지 재료 (2)의 이동량(=입자 (1)의 변형량) △H1을 산출 한 후에, 입력한 「입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」으로부터 입자 (1)의 변형량 △H1에 의해서, 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F1을 산출한다. 여기서, 입력한 「입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」의 관계의 일례를 도 9에 도시하였다. From the
다음의 제2 스텝(1009)에 있어서는, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 FJ2는, 설정치의 F로부터 스텝 1008에서 구한 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F1과 스텝 1007에서 구한 전극 사이에 끼워지는 입자수 N의 곱으로 구해지는 값의 차(FJ2=F-N×△F1)을 이용한 계산을 행한다(스텝 1010). 이 하중 FJ2를 가한 경우의 전극 (4)의 이동에 의한 수지 재료 (2)의 이동량 △H2(=입자 (1)의 변형량)을 산출한 후에, 입자 (1)의 변형량 △H2에 의해서 입자 1개당에 가해지는 하중 △F2를 산출하고, FJ3=F-N×△F2를 다음의 시간 스텝의 계산에 있어서의 반도체 집적 회로(IC) (3)에 가해지는 하중 조건으로 한다. In the next
스텝 1011에 있어서, 스텝 1008 내지 1010의 계산을 반복하고, M회째의 스텝에 있어서, 입자 (1)의 변형량 △H(M), 입자 1개당에 가해지는 하중 △F(M)을 산출하고, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 설정치 F로부터 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F(M)과 스텝 1007에서 구한 전극 사이에 끼워지는 입자수 N의 곱으로 구해지는 값이 0 이하가 될 때까지 (F-NX△F(M)≤0), 또는 전극에 가해지는 하중 F가 수지 재료의 점도의 상승(겔화 점도)에 의해 전극이 이동할 수 없게 될 때까지, 또는 전극 (4) 사이의 간격이 0이 될 때까지, 입자 (1)의 변형량 및 수지 재료 (2)의 유동 거동을 계산한다(스텝 1012). In
스텝 1013에서 계산의 수속 판정을 행하는 0 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 1001 내지 1004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다.In
스텝 1014에 있어서 입자 변형의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 입자의 변형량이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 1001 내지 1004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정하는 스텝 1013에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 1014에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 1015에서 계산을 종료한다. In
또한, 스텝 1003에서의 입력 조건으로서, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량의 관계의 예를 설명했지만, 입자 (1)의 복수개당의 하중이 가해진 경우의 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있고, 입자 (1)에 가해지는 응력과 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있는 것으로 한다. 또한, 발열식은 (수학식 7) 내지 (수학식 11)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. In addition, although the example of the relationship of the deformation amount when the load per one of particle |
또한, 점도식은 (수학식 12) 내지 (수학식 15)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 온도 또는 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. 또한, 수속 판정은 임의의 판정 방법을 사용할 수 있다. 또한, 3차원의 해석뿐만이 아니라, 2차원의 해석도 할 수 있는 것으로 한다. 또한, 이상의 계산은 유한 요소 법 또는 유한 체적법 또는 유한 차분법을 이용하여 계산을 행할 수 있는 것으로 한다.In addition, a viscosity formula is not limited to (12)-(15), The arbitrary functions containing the temperature or reaction rate of the resin material (2) can be used. In addition, the procedure determination can use arbitrary determination methods. In addition, not only three-dimensional analysis but also two-dimensional analysis may be performed. In addition, it is assumed that the above calculation can be performed using the finite element method, the finite volume method, or the finite difference method.
실시예 2Example 2
[전극의 속도 ∼ 압력 제어로의 전환][Switching from Electrode Speed to Pressure Control]
다음으로, 도 4의 플로우차트에 따라서 해석 프로그램의 처리를 설명한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 2001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. Next, the process of an analysis program is demonstrated according to the flowchart of FIG. First, in the model
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 2002에서는, 모델 형상 작성 스텝 2001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 2003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 2004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 이동 속도 Vd 및 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. Next, in the boundary condition and molding
여기서, 접수한 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 하중 Fmax를 산출한다. Here, the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is formed from the maximum pressure applied to the upper portion of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분을 접수한다. 스텝 2005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. Next, the instruction of analysis start from an operator and the initial time increment are received. In
다음으로 스텝 2006에서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 2007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N을 출력한다. Next, in
다음의 스텝 2008부터는, 입자 (1)의 변형을 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정의 계산을 행한다. 스텝 2008에서는, 전극 (4)의 이동 방향에서의 수지 재료 (2)의 이동량(=입자 (1)의 변형량) △H를 산출한 후에, 입력한 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량으로부터 입자 (1)의 변형량 △H에 의해서, 입자 (1) 의 1개당에 가해지는 하중 △F를 산출하여, 입자 (1)에 가해지는 하중 FR=N×△F를 산출한다. 또한, 수지에 가해지는 하중 FJ를, 「이동하는 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉 면적」과 「접촉 부분의 수지 재료 (2)의 압력」의 곱으로서 산출한다.From
여기서, 입력한 「입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」의 관계의 일례를 도 9에 도시하였다. 여기서, 스텝 2009에서 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 하중 Fmax가, 수지 재료 (2)에 가해지는 하중 FJ와 입자에 가해지는 하중 FR의 합보다 큰지의 판정(Fmax≥FJ1+FR1)을 행한다.Here, an example of the relationship of the "deformation amount when a load is applied per one of particle |
여기서, Fmax<FJ1+FR1이 되는 경우에는, 최대 하중 Fmax를 가하더라도 설정한 전극 (4)의 이동 속도 Vd를 실현할 수 없다. 따라서, 전극 (4)의 이동의 제어 방법으로서, 속도 Vd의 제어가 아니고, 최대 하중 Fmax를 가한 경우의 제어로 전환한다. Here, when Fmax <FJ1 + FR1, even if the maximum load Fmax is applied, the set moving speed Vd of the
즉, 도 3에서 도시된 스텝 1008 내지 1011의 계산을 행하여, 입자 (1)의 변형과 수지 재료 (2)의 유동 과정을 계산한다. That is, calculations of
여기서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 설정치 F로부터 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F(M)과 스텝 1007에서 구한 전극 사이에 끼워지는 입자수 N의 곱으로 구해지는 값이 0 이하가 된 경우(F-N×△F(M)≤0), 또는 전극에 가해지는 하중 F가 수지 재료의 점도의 상승(겔화 점도)에 의해 전극이 이동할 수 없게 될 때까지, 또는 전극 (4) 사이의 간격이 0이 될 때까지, 입자 (1)의 변형량 및 수지 재료 (2)의 유동 거동을 계산한다. Here, the load ΔF (M) applied to one
또한, 스텝 2009에 있어서, Fmax≥FJ1+FR1인 경우에는, 전극에 가해지는 하중 F가 수지 재료의 점도의 상승(겔화 점도)에 의해 전극이 이동할 수 없게 될 때까지, 또는 전극 (4) 사이의 간격이 0이 될 때까지, 스텝 2008의 계산 및 스텝 2009의 판정을 반복한다. In addition, in
여기서, 스텝 2012에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 2001 내지 2004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. Here, in
스텝 2013에 있어서 입자 변형의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 입자의 변형량이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 2001 내지 2004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 2012에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 2013에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 2014에서 계산을 종료한다. It is determined in
또한, 스텝 2003에 있어서의 입력 조건으로서, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량의 관계의 예를 설명했지만, 입자 (1)의 복수개당의 하중이 가해진 경우의 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있어, 입자 (1)에 가해지는 응력과 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있는 것으로 한다. In addition, although the example of the relationship of the deformation amount when the load per one of the
또한, 발열식은 (수학식 7) 내지 (수학식 11)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. 또한, 점도식은 (수학식 12) 내지 (수학식 15)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 온도 또는 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. In addition, the exothermic expression is not limited to the formulas (7) to (11), and any function including the reaction rate of the resin material (2) can be used. In addition, a viscosity formula is not limited to (12)-(15), The arbitrary functions containing the temperature or reaction rate of the resin material (2) can be used.
또한, 수속 판정은 임의의 판정 방법을 사용할 수 있다. 또한, 3차원의 해석뿐만이 아니라, 2차원의 해석도 할 수 있는 것으로 한다. 또한, 이상의 계산은 유한 요소법 또는 유한 체적법 또는 유한 차분법을 이용하여 계산을 행할 수 있는 것으로 한다. In addition, the procedure determination can use arbitrary determination methods. In addition, not only three-dimensional analysis but also two-dimensional analysis may be performed. In addition, it is assumed that the above calculation can be performed using the finite element method, the finite volume method, or the finite difference method.
[전극의 압력 제어의 해석 사례(1층 수지)][Analysis example of pressure control of electrode (one layer resin)]
여기서, 도 5에 해석 사례의 일례(2차원 해석)를 도시한다. 초기 상태에 있어서, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 여기서, 수지 재료 (2)는 초기 온도 30℃로 하고, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 이용하는 것으로 한다. 또한, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)의 상수의 값, 밀도, 열전도율, 비열의 값, 입자의 직경(φD), 밀도를 표 1에 나타내었다. Here, an example (two-dimensional analysis) of an analysis example is shown in FIG. In the initial state, a
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 온도는 일정(185℃)하게 설정하고, 기판 (5)의 방향으로 압력 5 MPa를 가하여 이동시키고, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 유동시킨다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2)가 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동하는 과정을 계산할 수 있다. In addition, the temperature of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is set to be constant (185 ° C.), and the
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 해석 상에서는, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉의 계산은 행하지 않는다. 즉, 해석 상에서는, 입자 (1)끼리, 입자 (1)과 전극 (4)가 접촉하는 경우에는, 입자 (1)이 전극 (4)를 빠져나가는 등의 설정을 행함으로써, 수지 재료 (2)만의 유동성의 계산을 행한다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 가하는 압력은 설정치인 5 MPa가 아니고, 도 3의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 설정 압력과 면적의 곱으로 구한 하중으로부터 입자 (1)의 변형량에 대응한 하중을 뺀 값을 이용한다. In addition, when the space | interval of the
이 계산의 결과, 수지 점도가 커져, 하중을 가하더라도 반도체 집적 회로(IC) (3)과 전극 (4)의 이동을 할 수 없게 되어 해석이 종료한다. 이 때, 전극 사이의 간격으로부터 입자 (1)의 변형량을 구할 수 있다. 또한, 입자의 변형량 △D는 (수학식 6)으로 구할 수 있다. As a result of this calculation, the resin viscosity becomes large and the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the
여기서, D: 입자 (1)의 직경, D1: 해석 종료 후의 기판 (4)의 간격을 나타낸다. 또한, 이상에서는 전극 (4)의 이동이 압력에 의해 제어되는 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 도 4의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 전극의 이동을 속도로부터 압력으로 제어하는 것도 가능해진다. 또한, 여기서는 입자 내의 열전도 계산은 행하고 있지 않지만, 입자의 비열, 열전도율, 수지 재료와 입자의 열전달율 등의 입력에 의해, 입자 내의 열전도 계산도 행할 수 있다. Here, D: diameter of particle |
[전극의 압력 제어의 해석 사례(2층 수지)][Analysis example of pressure control of electrode (two-layer resin)]
여기서, 도 6에 수지 재료가 2층으로 나뉘어져 있는 해석 사례(2차원 해석)의 일례를 도시한다.6 shows an example of an analysis example (two-dimensional analysis) in which a resin material is divided into two layers.
초기 상태에 있어서, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)의 상부에 입자 (1)을 포함하는 물성치가 서로 다른 수지 재료 (11)을 포함하는 2층 구조의 수지 재료가, 반도체 집적 회로 (IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 여기서, 수지 재료 (2)는 초기 온도 30℃로 하여, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 이용하는 것으로 한다. 또한, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)의 상수의 값, 밀도, 열전도율, 비열의 값, 입자의 직경(φD), 밀도에 대해서, 1층째의 수지 재료 (2) 및 입자 (1)은 표 1의 값을 이용하고, 2층째의 수지 재료 (11) 및 입자 (1)의 값을 표 2에 나타내었다. In an initial state, the resin material of the two-layered structure containing the
[표 1]TABLE 1
여기서, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 온도는 일정(185℃)하게 설정하고, 기판 (5)의 방향으로 압력 5 MPa를 가하여 이동시켜, 수지 재료 (2), (11)을 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2), (11)을 유동시킨다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2), (11)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2), (11)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2), (11)이 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동하는 과정을 계산할 수 있다.Here, the temperature of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is set constant (185 ° C.), and is moved by applying a pressure of 5 MPa in the direction of the
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 해석 상에서는, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉의 계산은 행하지 않는다. 즉, 해석 상에서는, 입자 (1)끼리, 입자 (1)과 전극 (4)가 접촉하는 경우에는, 입자 (1)이 전극 (4)를 빠져나가는 등의 설정을 행함으로써, 수지 재료 (2), (11)만의 유동성의 계산을 행한다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 가하는 압력은 설정치인 5 MPa가 아니고, 도 3의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 설정 압력과 면적의 곱으로 구한 하중으로부터 입자 (1)의 변형량에 대응한 하중을 뺀 값을 이용한다. In addition, when the space | interval of the
이 계산의 결과, 수지 점도가 커져, 하중을 가하더라도 반도체 집적 회로(IC) (3)과 전극 (4)의 이동을 할 수 없게 되어, 해석이 종료한다. 이 때, 전극 사이의 간격으로부터 입자 (1)의 변형량을 구할 수 있다. 또한, 입자 (1)의 변형량 △D는, (수학식 6)으로 구할 수 있다. As a result of this calculation, the resin viscosity becomes large, and even if a load is applied, the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the
[수학식 6][Equation 6]
여기서, D: 입자 (1)의 직경, D1: 해석 종료 후의 기판 (4)의 간격을 나타낸다. 또한, 이상에서는 전극 (4)의 이동이 압력에 의해 제어되는 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 도 4의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 전극의 이동을 속도로부터 압력으로 제어하는 것도 가능해진다. 또한, 여기서는 입자 내의 열전도 계산은 행하고 있지 않지만, 입자의 비열, 열전도율, 수지 재료와 입자의 열전달율 등의 입력에 의해, 입자 내의 열전도 계산도 행할 수 있다. 또한, 이상에서는 이상일의 수지 재료 (11)에 입자 (1)이 포함되는 해석의 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 이상일의 수지 재료 (11)에는 입자 (1)이 포함되지 않는 상태에서의 해석도 행할 수 있는 것으로 한다. Here, D: diameter of particle |
실시예 3Example 3
[도전성의 예측(전극 이동의 압력 제어)]Prediction of Conductivity (Pressure Control of Electrode Movement)
도 7은 본 발명의 실시예 3의 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측하는 플로우차트이다. 여기서는, 도 3의 플로우차트로 구한 입자 변형량과 도전성의 관계의 입력에 의해, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 3001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. 7 is a flowchart for predicting the conductivity between the
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 3002에서는, 모델 형상 작성 스텝 1001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 3003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 3004에서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. 여기서, 접수한 반도체 집적 회로 (IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 F를 산출한다. Next, in the boundary condition and molding
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분을 접수한다. 스텝 3005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. Next, the instruction of analysis start from an operator and the initial time increment are received. In
다음으로 스텝 3006에서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 3007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N을 출력한다. Next, in
다음의 스텝 1008 내지 1015는 도 3의 플로우차트로 나타낸 계산 방법이고, 스텝 3008에서 입자의 변형량을 출력한다. 스텝 3009에서, 입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 입력한다. 또한, 도전성은 전극 간에 임의의 전압을 인가한 경우의 전류치 I로 한다. 여기서, 입자 (1)의 전극 (4) 사이에 끼워지는 수 N은, 스텝 3007에서 산출하고, 입자 (1)의 변형량은 스텝 3008에서 구하는 것으로 한다.The following
여기서, 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」의 관계의 일례를 도 10에 나타내었다. 또한, 여기서는 입자 (1)의 임의수의 대표치로서, N1, N2, N3의 경우를 나타내고 있고, 스텝 3007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N이 N1, N2, N3 이외인 경우에는, 내삽, 외삽으로 값을 구할 수 있다. Here, an example of the relationship between the input "deformation amount of arbitrary allowance of the
여기서, 스텝 3010에서, 스텝 3008에서 구한 입자 (1)의 변형량으로부터 입자 1개당의 도전성을 산출하고, 이 입자 1개당의 도전성과 스텝 3007에서 구한 전극 (4) 사이의 입자수로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 산출한다. Here, in
다음으로 스텝 3011에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 3001 내지 3004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. Next, a calculation procedure is determined in
스텝 3012에 있어서 도전성의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 도전성이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 3001 내지 3004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 3011에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 3012에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 3013에서 계산을 종료한다. 또한, 스텝 3009에서 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」은, 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적」의 관계로부터 구한 「입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」을 입력할 수도 있다. 또한, 도전성은 전극 사이에 임의 전압을 인가한 경우의 전류치로 했지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 전극 사이의 저항치 등을 사용할 수 있다. It is determined in
실시예 4Example 4
[도전성의 예측(전극 이동의 속도 ∼ 압력 제어)]Prediction of Conductivity (Speed of Electrode Movement to Pressure Control)
도 8은 본 발명의 실시예 4의 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측하는 플로우차트를 나타낸다. 여기서, 도 4의 플로우차트로 구한 입자 변형량과 도전성의 관계의 입력에 의해, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측한다. Fig. 8 shows a flowchart for predicting the conductivity between the
우선, 모델 형상 작성 스텝 4001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. First, in the model
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 4002에서는, 모델 형상 작성 스텝 4001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 4003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자의 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 4004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 이동 속도 Vd 및 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. 여기서, 접수한 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 하중 Fmax를 산출한다. Next, in the boundary condition and molding
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분을 접수한다. 스텝 4005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (1), 점도식 (2)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. Next, the instruction of analysis start from an operator and the initial time increment are received. In
다음으로 스텝 4006에서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 4007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N을 출력한다. Next, in
다음의 스텝 2008 내지 2014는 도 4의 플로우차트로 나타낸 계산 방법이고, 스텝 4008에서 입자의 변형량을 출력한다. 스텝 4009에서, 입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 입력한다. 또한, 도전성은 전극 간에 임의의 전압을 인가한 경우의 전류치 I로 한다. 여기서, 입자 (1)의 전극 (4) 사이에 끼워지는 수 N은 스텝 4007에서 산출하고, 입자 (1)의 변형량은 스텝 4008에서 구하는 것으로 한다. 여기서, 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」의 관계의 일례를 도 10에 나타내었다. 또한, 여기서는 입자 (1)의 임의수의 대표치로서, N1, N2, N3의 경우를 나타내고 있고, 스텝 4007에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N이 N1, N2, N3 이외인 경우에는, 내삽, 외삽으로 값을 구할 수 있다.
여기서, 스텝 4010에서 스텝 4008에서 구한 입자 (1)의 변형량으로부터 입자 1개당의 도전성을 산출하고, 이 입자 1개당의 도전성과 스텝 4007에서 구한 전극 (4) 사이의 입자수로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 산출한다. Here, in
다음으로 스텝 4011에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 4001 내지 4004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. Next, a calculation procedure is determined in
스텝 4012에 있어서 도전성의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 도전성이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 4001 내지 4004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 4011에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 4012에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 4013에서 계산을 종료한다. It is determined in
또한, 스텝 4009에서 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」은, 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적」의 관계로부터 구한 「입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」을 입력할 수도 있다. 또한, 도전성은 전극 사이에 임의 전압을 인가한 경우의 전류치로 했지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 전극 사이의 저항치 등을 사용할 수 있다. In addition, "the amount of deformation of the arbitrary allowance of the particle |
실시예 5Example 5
[이동 전극의 압력 제어][Pressure Control of Moving Electrode]
우선, 해석 대상이 되는 성형 공정을 도 11을 이용하여 설명한다. 초기 상태 (1-a)에서는, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 성형 공정에서는, 열을 가한 반도체 집적 회로(IC) (3)을 기판 (5)의 방향으로 이동시켜, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 유동한다. First, the shaping | molding process used as an analysis object is demonstrated using FIG. In the initial state (1-a), the
이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2)가 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동한다. 또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 전극 (4) 사이에 끼워지는 입자 (1)은 변형하면서 압축된다. At this time, the contact of the
반도체 집적 회로(IC) (3)의 이동이 종료했을 때(1-b)에는, 전극 (4) 사이에 끼워지는 입자 (1)의 도전성에 의해, 반도체 집적 회로(IC) (3)과 기판 (5) 사이의 전기 신호를 전하는 것이 가능해진다. 여기서, 입자 (1)의 변형량에 의해, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적이 결정되어, 이 접촉 면적에 의해 반도체 집적 회로(IC) (3)과 기판 (5) 간의 도전성이 결정된다. When the movement of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is completed (1-b), the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the substrate are moved by the conductivity of the
또한, 도전성은 전극 (4) 간에 일정 전압을 인가한 경우에 흐르는 전류에 의해서 평가된다. 여기서, 입자 (1)의 변형량은 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 하중을 가하는 장치의 능력, 하중을 가했을 때의 입자 (1)의 변형량, 전극 사이에 끼워지는 입자 (1)의 수, 수지 재료 (2)의 점도 변화에 의해서 결정된다. In addition, conductivity is evaluated by the current flowing when a constant voltage is applied between the
[해석 시스템의 구성][Configuration of Analysis System]
다음으로, 입자 (1) 변형에 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정을 예측하기 위해서 이용하는 해석 시스템에 대해서 설명한다. 해석 시스템은 도 12에 도시하는 하드웨어 구성이고 후술하는 도 13, 14, 17의 플로우를 구비한 소프트웨어가 실행됨으로써 기능한다. Next, the analysis system used in order to predict the flow process of the
구체적으로는, 계산 장치 (6), 기록 장치 (10)(하드디스크, MO 등)을 구비한 계산 장치 (7), 이 2개의 계산 장치를 연결하는 LAN (8), 계산 장치 (7)이 구비하는 표시 장치 (9)를 구비하고 있다. 또한, 계산 장치 (6)으로 작성한 CAD 데이터를, LAN (8)을 통해 계산 장치 (7)에 전송하도록 구성할 수도 있다. 계산 장치 (7)에 전송된 CAD 데이터를, 계산 장치 (7)의 기록 장치 (10)(하드디스크, MO 등)에 기록하여 이용할 수도 있다. Specifically, a
계산 장치 (7)은 도 13, 4, 7, 8로 도시하는 플로우차트에 따라서 계산을 실행하고, 결과를 기록 장치 (10)에 기록한 후, 표시 장치 (9)에 결과를 표시한다. 도시하고는 있지 않지만, 계산 장치 (6) 및 (7)에는, 당연히 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스를 구비하고 있다. The
[플로우차트][Flowchart]
다음으로, 도 13의 플로우차트에 따라서 해석 프로그램의 처리를 설명한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 1001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. Next, the processing of the analysis program will be described according to the flowchart of FIG. 13. First, in the model
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 1002에서는, 모델 형상 작성 스텝 1001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 1003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. 또한, A: 반응률, t:시간, T: 온도, dA/dt: 반응 속도, X1, X2: 온도의 함수가 되는 계수, N, M, Xa, Ea, Xb, Eb: 재료 고유의 계수, Q: 임의 시각까지의 발열량, Qo: 반응 종료시까지의 총발열량, dQ/dt: 발열 속도, η: 점도, η0: 초기 점도, t:시간, tO: 겔화 시간, T: 온도, a, b, d, e, f, g: 재료 고유의 상수를 나타낸다. Next, in the physical property
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3][Equation 3]
[수학식 4][Equation 4]
[수학식 5][Equation 5]
[수학식 6][Equation 6]
[수학식 7][Equation 7]
[수학식 8][Equation 8]
[수학식 9][Equation 9]
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 1004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. 여기서, 접수한 반도체 집적 회로 (IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 F를 산출한다. Next, in boundary condition and molding
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분 및 해석 종료 시간 tend를 접수한다. 또한, 해석은 미소한 시간을 증가시켜, 각각의 시간 스텝 마다의 변화를 계산하는 것으로서, 시간 증가분이란 시간 스텝의 간격을 나타낸다. Next, the instruction of an analysis start from an operator, the initial time increment, and the analysis end time tend are received. In addition, the analysis calculates the change for each time step by increasing the minute time, and the time increase represents the interval of the time step.
스텝 1005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. In
여기서, P; 밀도, u; X 방향 속도, υ; y 방향 속도, ω; Z 방향 속도, T; 온도, P; 압력, t;시간, η; 점도, Cp; 정압 비열, β; 부피 팽창 계수, λ; 열전도율을 나타내고 있다.Where P; Density, u; Velocity in the X direction, υ; velocity in y direction, ω; Z direction speed, T; Temperature, P; Pressure, t; time, η; Viscosity, Cp; Constant pressure specific heat, β; Coefficient of volume expansion, λ; The thermal conductivity is shown.
[수학식 10][Equation 10]
[수학식 11][Equation 11]
[수학식 12][Equation 12]
[수학식 13][Equation 13]
[수학식 14][Equation 14]
다음으로, 스텝 1006에서 해석에 있어서의 시간이, 설정한 해석 종료 시간 tend보다도 짧은지의 판정을 행하여, 판정이 아니오인 경우에는 계산의 수속 판정 등을 거쳐서 해석을 종료시키고, 판정이 예인 경우에는, 스텝 1007의 판정으로 진행한다.Next, in
스텝 1007에서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 1008에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N을 출력한다. In
다음의 스텝 1009부터는, 입자 (1)의 변형을 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정의 계산을 행한다. 이 입자 (1)의 변형을 수반하는 수지 재료 (2)의 유동 과정의 계산을 행하는 제1 스텝 (1009)에서는, 입자 (1)의 변형은 무시하고, 전극 (4)의 이동 방향에서의 수지 재료 (2)의 이동량(=입자 (1)의 변형량) △H1을 산출한 후에, 입력한 「입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」으로부터 입자 (1)의 변형량 △H1에 의해서, 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F1을 산출한다. 여기서, 입력한 「온도 변화를 고려한 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량」의 관계의 일례를 도 18에 도시하였다. 여기서, T1, T2, T3은 온도 조건을 나타내고, T1>T2>T3으로 한다. From the
다음 제2 스텝(1010)에 있어서는, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 FJ2는, 설정치의 F로부터 스텝 1009에서 구한 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F1과 스텝 1008에서 구한 전극 사이에 끼워지는 입자수 N의 곱으로 구해지는 값의 차(FJ2=F-N×△F1)를 이용한 계산을 행한다(스텝 1011). In the next
이 하중 FJ2를 가한 경우의 전극 (4)의 이동에 의한 수지 재료 (2)의 이동량 △H2(=입자 (1)의 변형량)을 산출한 후에, 입자 (1)의 변형량 △H2에 의해서 입자 1개당에 가해지는 하중 △F2를 산출하고, FJ3=F-N×△F2를 다음의 시간 스텝의 계산에 있어서의 반도체 집적 회로(IC) (3)에 가해지는 하중 조건으로 한다. After calculating the movement amount DELTA H2 (= strain amount of particle | grains 1) of the
스텝 1012에 있어서, 스텝 1009 내지 1011의 계산을 반복하여, M회째의 스텝에 있어서, 입자 (1)의 변형량 △H(M), 입자 1개당에 가해지는 하중 △F(M)을 산출하여, 입자 (1)의 변형량 및 수지 재료 (2)의 유동 거동을 계산한다(스텝 1012). In
스텝 1013에서 전극 (4) 사이의 간격이 0보다도 큰지, 또는 해석에 있어서의 시간이, 설정한 해석 종료 시간 tend보다도 짧은지의 판정을 행하여, 판정이 아니오인 경우에는 계산의 수속 판정 등을 거쳐서 해석을 종료시키고, 판정이 예인 경우에는, 스텝 1014의 판정으로 진행한다. In
스텝 1014에 있어서는, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 설정치 F로부터 입자 (1)의 1개당에 가해지는 하중 △F(M)과 스텝 1008에서 구한 전극 사이에 끼워지는 입자수 N의 곱으로 구해지는 값을 뺀 값이 0 이하인지의 판정을 행한다(F-N×△F(M)≤0). 판정이 아니오인 경우에는, 스텝 1012의 반복 계산을 행하여, 판정이 예이면, 스텝 1015에 있어서, 전극의 이동 속도가 0인 상태에서의 에너지 방정식 5를 이용한 수지 온도의 계산을 행한다. In
다음으로, 스텝 1016에 있어서 해석에 있어서의 시간이, 설정한 해석 종료 시간 tend보다도 짧은지의 판정을 행하여, 판정이 예인 경우에는, 스텝 1012의 반복 계산을 행한다.Next, a determination is made as to whether the time in the analysis in
여기서, 스텝 1004에서 입력한 압축 하중과 입자 변형량의 관계가 도 18에 나타낸 바와 같이, 온도 의존성을 고려한 물성치를 이용하는 경우에는, 스텝 1015d에서 계산한 수지 온도의 상승에 의해, 동일한 입자 변형량 △H이어도 압축 하중 △F(M)은 작아지기 때문에, 스텝 1014에 있어서, F-NX△F(M)≤0의 판정이 아니오가 된 경우에는, 스텝 1012에 있어서의 전극의 이동 속도가 0이 아닌 계산을 행한다.Here, as shown in FIG. 18, when the relationship between the compressive load and the particle deformation amount input in
또한, 도 18에 도시되는 온도는 해석으로 구한 임의 장소의 수지 온도를 이용할 수 있다. 예를 들면, 1012의 유동 과정의 계산으로 산출한 전극 (4) 사이의 수지 온도의 평균치, 입자 (1) 근방의 수지 온도 등의 온도를 사용할 수 있다. In addition, the temperature shown in FIG. 18 can use the resin temperature of the arbitrary place calculated | required by analysis. For example, temperatures, such as the average value of the resin temperature between the
여기서, 스텝 1016에 있어서의 판정이 아니오인 경우에는, Here, when the determination in
스텝 1017에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 1001 내지 1004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 1018에 있어서 입자 변형의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 입자의 변형량이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 1001 내지 1004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정하는 스텝 1017에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 1018에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 1019에서 계산을 종료한다. In
또한, 스텝 1003에 있어서의 입력 조건으로서, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량의 관계의 예를 설명했지만, 입자 (1)의 복수개당의 하중이 가해진 경우의 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있어, 입자 (1)에 가해지는 응력과 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있는 것으로 한다. 또한, 발열식은 (수학식 7) 내지 (수학식 11)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. In addition, although the example of the relationship of the deformation amount when the load per one of the
또한, 점도식은 (수학식 12) 내지 (수학식 15)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 온도 또는 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. 또한, 수속 판정은 임의의 판정 방법을 사용할 수 있다. 또한, 3차원의 해석뿐만이 아니라, 2차원의 해석도 할 수 있는 것으로 한다. 또한, 이상의 계산은 유한 요소법 또는 유한 체적법 또는 유한 차분법을 이용하여 계산을 행할 수 있는 것으로 한다.In addition, a viscosity formula is not limited to (12)-(15), The arbitrary functions containing the temperature or reaction rate of the resin material (2) can be used. In addition, the procedure determination can use arbitrary determination methods. In addition, not only three-dimensional analysis but also two-dimensional analysis may be performed. In addition, it is assumed that the above calculation can be performed using the finite element method, the finite volume method, or the finite difference method.
실시예 6Example 6
[전극의 속도 ∼ 압력 제어로의 전환][Switching from Electrode Speed to Pressure Control]
다음으로, 도 14의 플로우차트에 따라서 해석 프로그램의 처리를 설명한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 2001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. Next, the processing of the analysis program will be described according to the flowchart of FIG. First, in the model
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 2002에서는, 모델 형상 작성 스텝 2001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 2003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 2004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 초기 이동 속도 Vd 및 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. Next, in the boundary condition and molding
여기서, 접수한 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 하중 Fmax를 산출한다. Here, the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is formed from the maximum pressure applied to the upper portion of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 and the
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분 및 해석 종료 시간 tend를 접수한다. 스텝 2005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. Next, the instruction of an analysis start from an operator, the initial time increment, and the analysis end time tend are received. In
다음으로, 스텝 2006에서 해석에 있어서의 시간이, 설정한 해석 종료 시간 tend보다도 짧은지의 판정을 행하여, 판정이 아니오인 경우에는 계산의 수속 판정 등을 거쳐서 해석을 종료시키고, 판정이 예인 경우에는, 스텝 2007로 진행한다. Next, in
스텝 2007에서, 스텝 2004에서 입력한 초기 이동 속도 Vd에서 전극을 이동시킨 경우에 수지에 가해지는 하중 FJ를, 「이동하는 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉 면적」과 「접촉 부분의 수지 재료 (2)의 압력」의 곱으로서 산출한다. In
스텝 2008에 있어서 전극 (4)의 상부에 가해지는 최대 하중 Fmax와 스텝 2007에서 구한 FJ를 비교하여, Fmax>FJ이면, 스텝 2009에 있어서 스텝 2004에서 입력한 초기 이동 속도 Vd로 전극이 이동하는 계산을 하고, Fmax>FJ가 아니면, 압력 제어로 전환하여, 최대 하중 Fmax가 전극 (4)의 상부에 가해진 경우의 전극의 이동을 계산한다. In
스텝 2010에서 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰 경우에는, 스텝 2005로 되돌아가 계산을 반복하고, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 도 13에서 도시된 스텝 1008 내지 1016의 계산을 행한다. In
스텝 2012에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 2001 내지 2004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 2013에 있어서 입자 변형의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 입자의 변형량이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 2001 내지 2004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정하는 스텝 2012에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 2013에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 2014에서 계산을 종료한다. In
또한, 스텝 2003에 있어서의 입력 조건으로서, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량의 관계의 예를 설명했지만, 입자 (1)의 복수개당의 하중이 가해진 경우의 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있고, 입자 (1)에 가해지는 응력과 변형량(또는 변형률)의 관계를 입력할 수가 있는 것으로 한다. In addition, although the example of the relationship of the deformation amount when the load per one of the
또한, 발열식은 (수학식 7) 내지 (수학식 11)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. 또한, 점도식은 (수학식 12) 내지 (수학식 15)에 한정되는 것은 아니고, 수지 재료 (2)의 온도 또는 반응률을 포함하는 임의의 함수를 사용할 수 있다. In addition, the exothermic expression is not limited to the formulas (7) to (11), and any function including the reaction rate of the resin material (2) can be used. In addition, a viscosity formula is not limited to (12)-(15), The arbitrary functions containing the temperature or reaction rate of the resin material (2) can be used.
또한, 수속 판정은 임의의 판정 방법을 사용할 수 있다. 또한, 3차원의 해석뿐만이 아니라, 2차원의 해석도 할 수 있는 것으로 한다. 또한, 이상의 계산은 유한 요소법 또는 유한 체적법 또는 유한 차분법을 이용하여 계산을 행할 수 있는 것으로 한다. In addition, the procedure determination can use arbitrary determination methods. In addition, not only three-dimensional analysis but also two-dimensional analysis may be performed. In addition, it is assumed that the above calculation can be performed using the finite element method, the finite volume method, or the finite difference method.
[전극의 압력 제어의 해석 사례(1층 수지)][Analysis example of pressure control of electrode (one layer resin)]
여기서, 도 15에 해석 사례의 일례(2차원 해석)을 나타낸다. 초기 상태에 있어서, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)가 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 여기서, 수지 재료 (2)는 초기 온도 30℃로 하여, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 이용하는 것으로 한다. 또한, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)의 상수의 값, 밀도, 열전도율, 비열의 값, 입자의 직경(φD), 밀도를 표 1에 나타내었다. Here, an example (two-dimensional analysis) of an analysis example is shown in FIG. In the initial state, a
[표 1]TABLE 1
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 온도는 일정(185℃)하게 설정하고, 기판 (5)의 방향으로 압력 5 MPa를 가하여 이동시키고, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)를 유동시킨다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2)가 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동하는 과정을 계산할 수 있다. In addition, the temperature of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is set to be constant (185 ° C.), and the
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 해석 상에서는, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉의 계산은 행하지 않는다. 즉, 해석 상에서는, 입자 (1)끼리, 입자 (1)과 전극 (4)가 접촉하는 경우에는, 입자 (1)이 전극 (4)를 빠져나가는 등의 설정을 행함으로써, 수지 재료 (2)만의 유동성의 계산을 행한다. In addition, when the space | interval of the
이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 가하는 압력은 설정치인 5 MPa가 아니고, 도 13의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 도 18에 도시되는 입자의 변형량과 압축 하중의 관계 및 전극 사이에 끼워지는 입자수로부터 구한 하중을 설정 압력과 면적의 곱으로 구한 하중으로부터 뺀 값을 이용한다. At this time, the pressure applied from the upper portion of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is not 5 MPa, which is a set value, but as shown in the flowchart of FIG. 13, the relationship between the deformation amount of the particles and the compressive load shown in FIG. The value obtained by subtracting the load obtained from the number of particles inserted between the electrodes from the load obtained by the product of the set pressure and the area is used.
이 계산의 결과, 전극의 상부로부터 가해지는 하중과, 입자를 변형시키기 위해서 필요한 압축 하중이 동일하게 되면, 전극의 이동 속도가 0이 되고, 전극 이동을 수반하지 않는 수지의 온도 계산을 행한다. 여기서, 수지 온도가 높아지면, 도 18에 도시된 바와 같이 입자를 변형시키기 위해서 필요한 압축 하중이 적어지기 때문에, 재차, 전극 이동을 수반한 계산을 행한다. As a result of this calculation, when the load applied from the upper part of the electrode and the compressive load required to deform the particles become equal, the movement speed of the electrode becomes zero, and the temperature calculation of the resin not involving electrode movement is performed. Here, when the resin temperature is high, since the compressive load required to deform the particles is reduced as shown in Fig. 18, calculation with the electrode movement is performed again.
여기서, 도 18에 도시되는 온도는 해석으로 구한 임의 장소의 온도를 사용할 수 있다. 예를 들면, 도 13으로 나타낸 1012의 유동 과정의 계산으로 산출한 전극 (4) 사이의 수지 온도의 평균치, 입자 (1) 근방의 수지 온도 등의 온도를 사용할 수 있다. 또한, 여기서는 입자 내의 열전도 계산은 행하고 있지 않지만, 입자의 비열, 열전도율, 수지 재료와 입자의 열전달율 등의 입력에 의해, 입자 내의 열전도 계산도 행할 수 있고, 이 전열 계산으로 구한 입자의 임의 위치의 온도를 도 18에 도시되는 온도로서 이용할 수도 있다. Here, the temperature shown in FIG. 18 can use the temperature of arbitrary place calculated | required by analysis. For example, temperature, such as the average value of the resin temperature between the
그 후, 설정한 해석 종료 시간에 해석이 종료한다. 이 때, 전극 사이의 간격으로부터 입자 (1)의 변형량을 구할 수 있다. 또한, 입자의 변형량 △D는 (수학식 6)으로 구할 수 있다. Thereafter, the analysis ends at the set analysis end time. At this time, the deformation amount of the
[수학식 15][Equation 15]
여기서, D: 입자 (1)의 직경, D1: 해석 종료 후의 기판 (4)의 간격을 나타낸다. 또한, 이상에서는 전극 (4)의 이동이 압력에 의해 제어되는 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 도 14의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 전극의 이동을 속도로부터 압력으로 제어하는 것도 가능해진다. Here, D: diameter of particle |
[전극의 압력 제어의 해석 사례(2층 수지)][Analysis example of pressure control of electrode (two-layer resin)]
여기서, 도 16에 수지 재료가 2층으로 나뉘어져 있는 해석 사례(2차원 해석)의 일례를 나타낸다. Here, an example of the analysis example (two-dimensional analysis) by which resin material is divided into two layers is shown in FIG.
초기 상태에 있어서, 도전성을 갖는 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2)의 상부에, 입자 (1)을 포함하는 물성치가 서로 다른 수지 재료 (11)을 포함하는 2층 구조의 수지 재료가, 반도체 집적 회로 (IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 사이에 설치되어 있다. 여기서, 수지 재료 (2)는 초기 온도 30℃로 하여, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 이용하는 것으로 한다. 또한, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)의 상수의 값, 밀도, 열전도율, 비열의 값, 입자의 직경(φD), 밀도에 대해서, 1층째의 수지 재료 (2) 및 입자 (1)은 표 1의 값을 이용하고, 2층째의 수지 재료 (11) 및 입자 (1)의 값을 표 2에 나타내었다. In the initial state, the resin material of the two-layer structure including the
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
여기서, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 온도는 일정(185℃)하게 설정하고, 기판 (5)의 방향으로 압력 5 MPa를 가하여 이동시켜, 수지 재료 (2), (11)을 압축함으로써, 입자 (1)을 포함하는 수지 재료 (2), (11)을 유동시킨다. 이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 수지 재료 (2), (11)의 접촉에 의해, 수지 재료 (2), (11)의 온도가 변화하여, 온도 변화에 수반하는 점도 변화를 발생시키면서, 수지 재료 (2), (11)이 입자 (1)과 함께 압축되면서 유동하는 과정을 계산할 수 있다.Here, the temperature of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is set constant (185 ° C.), and is moved by applying a pressure of 5 MPa in the direction of the
또한, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4)의 간격이 입자 (1)의 직경보다도 작아진 때에는, 해석 상에서는, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉의 계산은 행하지 않는다. 즉, 해석 상에서는, 입자 (1)끼리, 입자 (1)과 전극 (4)가 접촉하는 경우에는, 입자 (1)이 전극 (4)를 빠져나가는 등의 설정을 행함으로써, 수지 재료 (2), (11)만의 유동성의 계산을 행한다.In addition, when the space | interval of the
이 때, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부로부터 가하는 압력은 설정치인 5 MPa가 아니고, 도 13의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 도 18에 도시되는 입자의 변형량과 압축 하중의 관계 및 전극 사이에 끼워지는 입자수로부터 구한 하중을 설정 압력과 면적의 곱으로 구한 하중으로부터 뺀 값을 이용한다. At this time, the pressure applied from the upper portion of the semiconductor integrated circuit (IC) 3 is not 5 MPa, which is a set value, but as shown in the flowchart of FIG. 13, the relationship between the deformation amount of the particles and the compressive load shown in FIG. The value obtained by subtracting the load obtained from the number of particles inserted between the electrodes from the load obtained by the product of the set pressure and the area is used.
이 계산의 결과, 전극의 상부로부터 가해지는 하중과, 입자를 변형시키기 위해서 필요한 압축 하중이 동일하게 되면, 전극의 이동 속도가 0이 되고, 전극 이동을 수반하지 않는 수지의 온도 계산을 행한다. 여기서, 수지 온도가 높아지면, 도 18에 도시된 바와 같이 입자를 변형시키기 위해서 필요한 압축 하중이 적어지기 때문에, 재차, 전극 이동을 수반한 계산을 행한다. As a result of this calculation, when the load applied from the upper part of the electrode and the compressive load required to deform the particles become equal, the movement speed of the electrode becomes zero, and the temperature calculation of the resin not involving electrode movement is performed. Here, when the resin temperature is high, since the compressive load required to deform the particles is reduced as shown in Fig. 18, calculation with the electrode movement is performed again.
여기서, 도 18에 도시되는 온도는 해석으로 구한 임의 장소의 온도를 사용할 수 있다. 예를 들면, 1012의 유동 과정의 계산으로 산출한 전극 (4) 사이의 수지 온도의 평균치, 입자 (1) 근방의 수지 온도 등의 온도를 사용할 수 있다. 또한, 여기서는 입자 내의 열전도 계산은 행하고 있지 않지만, 입자의 비열, 열전도율, 수지 재료와 입자의 열전달율 등의 입력에 의해, 입자 내의 열전도 계산도 행할 수 있고, 이 전열 계산으로 구한 입자의 임의 위치의 온도를 도 18에 도시되는 온도로서 이용할 수도 있다. Here, the temperature shown in FIG. 18 can use the temperature of arbitrary place calculated | required by analysis. For example, temperatures, such as the average value of the resin temperature between the
그 후, 설정한 해석 종료 시간에 해석이 종료한다. 이 때, 전극 사이의 간격으로부터 입자 (1)의 변형량을 구할 수 있다. 또한, 입자의 변형량 △D는 (수학식 6)으로 구할 수 있다. Thereafter, the analysis ends at the set analysis end time. At this time, the deformation amount of the
[수학식 6][Equation 6]
여기서, D: 입자 (1)의 직경, D1: 해석 종료 후의 기판 (4)의 간격을 나타낸다. 또한, 이상에서는 전극 (4)의 이동이 압력에 의해 제어되는 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 도 14의 플로우차트로 도시한 바와 같이, 전극의 이동을 속도로부터 압력으로 제어하는 것도 가능해진다. 또한, 여기서는 입자 내의 열전도 계산은 행하고 있지 않지만, 입자의 비열, 열전도율, 수지 재료와 입자의 열전달율 등의 입력에 의해, 입자 내의 열전도 계산도 행할 수 있다. Here, D: diameter of particle |
또한, 이상에서는 이상일의 수지 재료 (11)에 입자 (1)이 포함되는 해석의 사례를 나타내었지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 이상일의 수지 재료 (11)에는 입자 (1)이 포함되지 않는 상태에서의 해석도 행할 수 있는 것으로 한다. In addition, although the example of the analysis in which the particle |
실시예 7Example 7
[도전성의 예측, 입자의 좌표의 주력(전극 이동의 압력 제어)][Predicting Conductivity, Main Force of Particle Coordinates (Control of Pressure of Electrode Movement)]
도 17은 본 발명의 실시예 7의 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측하는 플로우차트이다. FIG. 17 is a flowchart for predicting the conductivity between the
여기서는, 도 13의 플로우차트로 구한 입자 변형량과 도전성의 관계의 입력에 의해, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 예측한다. 우선, 모델 형상 작성 스텝 3001에서는, 오퍼레이터에 의해서 입력 장치를 통해 특정된 해석 대상 모델, 즉, 해석 대상의 전극, 초기의 입자를 포함하는 수지 재료의 형상, 입자를 포함하는 수지 재료가 유동할 수 있는 공간의 데이터를 기억 장치 (10)으로부터 판독한다. Here, the conductivity between the
다음으로, 3차원 솔리드 요소 작성의 스텝 3002에서는, 모델 형상 작성 스텝 1001에서 판독한 데이터의 형상을 복수의 특정 공간(3차원 솔리드의 유한 요소)으로 분해하고, 각 유한 요소의 형상 데이터를 작성한다. Next, in
다음으로, 물성치 입력 스텝 3003에서는, 해석을 행하는 재료의 물성치인 밀도, 열전도율, 비열, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15), 입자 (1)의 배치, 밀도, 직경, 입자 (1)의 1개당에 하중이 가해진 경우의 변형량, 입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 입력하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 이들의 데이터를 접수한다. Next, in the physical property
다음으로, 경계 조건, 성형 조건 입력 스텝 3004에 있어서, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력의 입력을 하도록 오퍼레이터에게 재촉하는 표시를 행하고, 입력 장치로부터 데이터를 접수한다. 여기서, 접수한 반도체 집적 회로 (IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 상부의 면적으로부터 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 하중 F를 산출한다. Next, in boundary condition and molding
다음으로, 오퍼레이터로부터의 해석 개시의 지시와 초기 시간 증가분 및 해석 종료 시간 tend를 접수한다. 스텝 3005로서, 이 지시에 기초하여 기록 장치에 저장된 연속의 수학식 (1) 및 나비에 스톡스의 수학식 (2) 내지 (4), 에너지 보존식 (5)를 호출하고, 지금까지 입력을 접수한, 초기 시간 증가분, 반도체 집적 회로(IC) (3) 및 전극 (4)의 상부에 가해지는 압력, 수지 재료의 밀도, 비열, 열전도율, 발열식 (수학식 7) 내지 (수학식 11), 점도식 (수학식 12) 내지 (수학식 15)를 대입하여, 전극의 압축에 의한 수지 재료 (2)와 입자 (1)의 유동에 수반하는 속도, 압력, 온도 및 점도를 계산한다. 이 계산 결과를 유한 요소의 위치와 대응시켜 기억 장치에 보존한다. Next, the instruction of an analysis start from an operator, the initial time increment, and the analysis end time tend are received. In
다음으로, 스텝 3006에서 해석에 있어서의 시간이, 설정한 해석 종료 시간 tend보다도 짧은지의 판정을 행하여, 판정이 아니오인 경우에는 계산의 수속 판정 등을 거쳐서 해석을 종료시키고, 판정이 예인 경우에는, 3007의 판정으로 진행한다. Next, in
스텝 3007에서 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰지 여부의 판정을 행한다. 전극 (4) 사이의 간격이 입자의 직경보다도 큰 경우에는, 스텝 3005로 되돌아가 계산을 반복하고, 전극 (4) 사이의 간격이 입자 (1)의 직경(φD)과 동일해진 경우에는, 스텝 3008에 있어서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N 또는 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 좌표를 출력한다. 다음으로, 도 13에서 도시된 스텝 1008 내지 1016의 계산을 행한다. In
다음으로, 스텝 3010에서 입자의 변형량 및 유체 해석으로 구한 전극 (4)의 이동 속도를 출력한다. 스텝 3011에서, 스텝 3010에서 출력한 입자 (1)의 변형량과, 스텝 3003에서 입력한 입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성으로부터 입자 1개당의 도전성을 산출하고, 이 입자 1개당의 도전성과 스텝 3008에서 구한 전극 (4) 사이의 입자수로부터, 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성을 산출한다. Next, the deformation | transformation amount of particle | grains and the moving speed of the
또한, 도전성은 전극 간에 임의의 전압을 인가한 경우의 전류치 I로 한다. 여기서, 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」의 관계의 일례를 도 9에 도시하였다. 또한, 여기서는 입자 (1)의 임의수의 대표치로서, N1, N2, N3의 경우를 나타내고 있고, 스텝 3008에서, 전극 (4) 사이에 끼워지는 접속부의 입자 (1)의 수 N이 N1, N2, N3 이외인 경우에는, 내삽, 외삽으로 값을 구할 수 있다. In addition, electroconductivity is made into the electric current value I when the arbitrary voltage is applied between electrodes. Here, an example of the relationship between the input "deformation amount of arbitrary allowance of the
여기서, 스텝 3012에서 계산의 수속 판정을 행한다. 수속의 판정 수법은 압력과 미리 정하여 놓은 압력 범위를 대비하여, 범위 내에 있는 경우를 수속으로서 판정한다. 수속하지 않은 경우에는 스텝 3001 내지 3004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. Here, in
스텝 3013에서 입자 변형의 적정 판정을 행한다. 여기서는, 입자의 변형량이 규정된 값의 범위 내인지를 판정하여, 규정된 범위 밖인 경우에는 스텝 3001 내지 3004 중 어느 하나로 되돌아간다. 이 때, 오퍼레이터에게 입력을 재촉하여 어느 스텝으로 되돌아갈지를 결정한다. In
스텝 3012에서 계산이 수속한 것을 판정하고, 스텝 3013에서 입자 변형이 적정한 것을 판정한 후, 스텝 3014에서 계산을 종료한다. 또한, 스텝 3003에서 입력한 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」은, 「입자 (1)의 임의수당의 변형량과, 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적」의 관계로부터 구한 「입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적과 반도체 집적 회로(IC) (3)의 전극 (4)와 기판 (5)의 전극 (4) 간의 도전성」을 입력할 수도 있다. 또한, 도전성은 전극 사이에 임의 전압을 인가한 경우의 전류치로 했지만, 본 발명은 이것에만 한정되는 것은 아니고, 전극 사이의 저항치 등을 사용할 수 있다. After it is determined in
여기서, 스텝 3008에서 출력한 전극 (4) 사이에 끼워진 입자 (1)의 좌표와 스텝 3010에서 출력한 전극 (4)의 이동 속도를 이용하여 구조 해석의 입력 조건으로서 사용할 수 있다. 또한, 출력한 입자 (1)의 좌표는 입자 (1)의 임의 위치를 출력할 수 있는 것으로 하고, 여기서는, 입자 (1)의 중심의 좌표를 출력하는 것으로 한다. Here, the coordinates of the
이 유체의 계산으로 출력한 입력 조건(전극 (4) 사이에 끼워진 입자 (1)의 좌표와, 전극 (4) 이동 속도) 및 입자의 물성치(탄성률, 밀도, 푸아송비 등)를 이용한 구조 해석에 의해, 도 20에 도시된 바와 같이, 전극 (4)의 속도를 입력치로 한 기판 (5)에, 좌표가 입력된 입자 (1)이 압축되는 경우의 변형 형태, 입자 (1)과 전극의 접촉 면적을 해석으로 구할 수 있다. For structural analysis using input conditions (coordinates of
또한, 도 21에 도시하는 입자 (1)과 전극 (4)의 접촉 면적과 도전성의 관계를 이용하여, 도 20에서 산출한 입자 (1)과 전극의 접촉 면적으로부터 도전성을 산출할 수도 있다. Moreover, electroconductivity can also be computed from the contact area of the
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2006-275575 | 2006-10-06 | ||
JP2006275575 | 2006-10-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090064428A true KR20090064428A (en) | 2009-06-18 |
Family
ID=39282780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020097006932A KR20090064428A (en) | 2006-10-06 | 2007-10-03 | Method for analyzing fluidity of resin material including particles and fluidity analysis system |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2008044571A1 (en) |
KR (1) | KR20090064428A (en) |
CN (1) | CN101523394A (en) |
TW (1) | TW200834364A (en) |
WO (1) | WO2008044571A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010186395A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Hitachi Chem Co Ltd | Method and system for analyzing particle deformation for resin material containing particle |
JP5190045B2 (en) | 2009-11-11 | 2013-04-24 | 株式会社日立製作所 | Prediction method of void volume change generated in resin filled in porous material |
JP5498523B2 (en) * | 2012-03-07 | 2014-05-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Method and apparatus for simulation of extrusion of plastic material |
CN102707291B (en) * | 2012-05-24 | 2014-03-19 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | Real-time measurement method of high-speed particle flow distribution and measuring device |
US9990455B1 (en) * | 2017-12-13 | 2018-06-05 | Tactotek Oy | Arrangement and method for facilitating electronics design in connection with 3D structures |
KR102455721B1 (en) * | 2018-03-06 | 2022-10-17 | 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 | A method for evaluating the fluidity of a resin composition, a method for screening a resin composition, and a method for manufacturing a semiconductor device |
CN112632813B (en) * | 2020-12-03 | 2022-05-31 | 浙江大学 | Optimization method of curing system of large-thickness resin-based composite material |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05314091A (en) * | 1992-05-01 | 1993-11-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Method for analyzing motion of grain in fluidized substrate |
-
2007
- 2007-10-02 TW TW096136946A patent/TW200834364A/en not_active IP Right Cessation
- 2007-10-03 WO PCT/JP2007/069361 patent/WO2008044571A1/en active Application Filing
- 2007-10-03 CN CNA2007800370914A patent/CN101523394A/en active Pending
- 2007-10-03 KR KR1020097006932A patent/KR20090064428A/en active IP Right Grant
- 2007-10-03 JP JP2008538677A patent/JPWO2008044571A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008044571A1 (en) | 2008-04-17 |
JPWO2008044571A1 (en) | 2010-02-12 |
TWI343992B (en) | 2011-06-21 |
CN101523394A (en) | 2009-09-02 |
TW200834364A (en) | 2008-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20090064428A (en) | Method for analyzing fluidity of resin material including particles and fluidity analysis system | |
Runnels | Feature‐scale fluid‐based erosion modeling for chemical‐mechanical polishing | |
Sahoo et al. | Finite element contact analysis of fractal surfaces | |
JP5355988B2 (en) | Electronic component thermal stress analysis method, resin flow analysis method, and thermal stress analysis device | |
Van Do et al. | Thermal buckling analysis of cracked functionally graded plates | |
Sladek et al. | Dynamic anti-plane crack analysis in functional graded piezoelectric semiconductor crystals | |
US20130247360A1 (en) | Parametrized material and performance properties based on virtual testing | |
Huang et al. | Micromechanical prediction of elastic-plastic behavior of a short fiber or particle reinforced composite | |
Liu et al. | Finite element based surface roughness study for ohmic contact of microswitches | |
JP4820318B2 (en) | Resin molded product design support apparatus, support method, and support program | |
US7139678B2 (en) | Method and apparatus for predicting board deformation, and computer product | |
Lu et al. | Multi-parametric space-time computational vademecum for parametric studies: Application to real time welding simulations | |
Elango et al. | Analysis on the fundamental deformation effect of a robot soft finger and its contact width during power grasping | |
Lin et al. | Three‐dimensional finite element simulation of crack extension in aluminium alloy 2024FC | |
Niaki et al. | A two-phase integrated flow-stress process model for composites with application to highly compressible phases | |
Si et al. | A hybrid method for casting process simulation by combining FDM and FEM with an efficient data conversion algorithm | |
Azizsoltani et al. | Reliability analysis of lead-free solders in electronic packaging using a novel surrogate model and kriging concept | |
Yun et al. | A modified phase field model for predicting the fracture behavior of quasi‐brittle materials | |
Abdellatef et al. | Energy-based coarse graining of the lattice-discrete particle model | |
JP2010186395A (en) | Method and system for analyzing particle deformation for resin material containing particle | |
JP2011103089A (en) | Estimation method of void volume change produced in resin filled in porous body, and flow analysis method of resin material in porous body | |
Huang et al. | A three-dimensional finite element model for powder compaction—time-dependent formulation and validation | |
Ahmadimoghaddamseighalani | A stochastic finite element analysis framework for the multiple physical modeling of filler modified polymers | |
Eliáša et al. | Fracture in random heterogeneous media: I. Discrete mesoscale simulations of load capacity and active zone | |
JP5562807B2 (en) | Shrinkage strain calculation method and analysis program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
NORF | Unpaid initial registration fee |