日本環(huán)氧樹脂收縮應(yīng)力測(cè)量技術(shù)

大量的半導(dǎo)體封裝被安裝在諸如移dong電話和膝上型計(jì)算機(jī)之類的信息終端設(shè)備中使用的半導(dǎo)體產(chǎn)品上。

些半導(dǎo)體封裝中，IC芯片用作為熱固性樹脂的環(huán)氧樹脂密封，填充在IC芯片和印刷電路板之間并固化，這對(duì)于確保電子部件的強(qiáng)度可靠性起著重要作用。

環(huán)氧樹脂通常伴隨粘性流體固化過程中的化學(xué)反應(yīng)而引起交聯(lián)密度和體積收縮率的變化，固化后，材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)變。

由于這引起諸如半導(dǎo)體封裝的強(qiáng)度降低和翹曲變形之類的缺陷，所以必須闡明在從液體到固體的固化過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和翹曲變形行為的發(fā)生機(jī)理。

此外，各種功能性粘合劑，例如結(jié)合了UV固化和熱固性的混合產(chǎn)品也正在廣泛使用。

毫不夸張地說，沒有諸如電力，設(shè)備，汽車和建筑等未使用的領(lǐng)域，例如涂膜形成和結(jié)構(gòu)構(gòu)件固定。

為了保持國際競爭力并繼續(xù)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須降低產(chǎn)量，穩(wěn)定生產(chǎn)效率并降低產(chǎn)品成本。

作為其一部分，需要精que地掌握少量涂覆的樹脂或涂覆有薄膜的樹脂的收縮率，收縮應(yīng)力以及隨時(shí)間的變化。

到目前為止，在收縮率的測(cè)量中，已經(jīng)通過諸如JIS K7112中描述的粘彈性測(cè)量裝置或水下替代方法之類的方法從樹脂收縮前后的體積變化來測(cè)量收縮率。一直沒有一種方法可以連續(xù)，基本地測(cè)量少量的高性能樹脂。

一種稱為Custron（固化收縮率和應(yīng)力分析系統(tǒng)）的設(shè)備，可以連續(xù)測(cè)量痕量的樹脂的固化收縮率和應(yīng)力。

這次，我們將從通過Custron測(cè)量的數(shù)據(jù)分析以及應(yīng)力測(cè)量方法來描述樹脂收縮的基本原理，環(huán)氧樹脂的固化收縮。另外，該方法將由JIS在2018財(cái)年建立。

環(huán)氧樹脂固化收縮率模型

首先，下面顯示環(huán)氧樹脂固化的模型圖。

設(shè)C為室溫下的液態(tài)A在固化溫度B下加熱并反應(yīng)并終止反應(yīng)的點(diǎn)。從這一點(diǎn)開始使樣品冷卻，并達(dá)到D（該固化系統(tǒng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg），然后達(dá)到室溫E以完成此循環(huán)。

在該模型圖中，由于固化反應(yīng)引起的收縮發(fā)生在BC之間，而由于固化后的冷卻導(dǎo)致的收縮由CDE表示。

但是，由于D對(duì)應(yīng)于該系統(tǒng)的Tg，因此玻璃態(tài)區(qū)域中的收縮（<Tg）對(duì)應(yīng)于DE之間，而橡膠狀區(qū)域中的收縮（> Tg）則出現(xiàn)在CD之間。

為了進(jìn)一步說明，將A和E之間的收縮稱為總收縮，將BE之間的收縮稱為最大收縮。常規(guī)熱固性環(huán)氧樹脂的收縮率在A和E之間進(jìn)行測(cè)量。

在Yanoka等的關(guān)西大學(xué)的替代密度測(cè)量示例中，對(duì)于乙二胺，總收縮率AE為5.1％，最大收縮率BE為10.5％。

測(cè)量裝置的概要

樹脂固化收縮率/固化應(yīng)力測(cè)量儀Custron最初是針對(duì)測(cè)量UV固化樹脂而開發(fā)的，但隨著市場(chǎng)需求的多樣化，對(duì)熱固性樹脂的應(yīng)用需求逐漸增加，為此我們進(jìn)行了多次改進(jìn)。 。

到目前為止，我們已經(jīng)將支持范圍擴(kuò)展到各種材料（如UV固化樹脂和熱固性樹脂）的固化收縮率和固化應(yīng)力，并已積累了作為可連續(xù)測(cè)量的設(shè)備的往績記錄。

該原理和方法于2016年1月27日獲得專li。熱固性樹脂通常通過加熱到約80°C至300°C來固化，因此需要各種精que的控制措施，例如由于熱量導(dǎo)致的外殼膨脹和傳感器靈敏度的變化，但是已經(jīng)進(jìn)行了許多更改和改進(jìn)。通過消除影響測(cè)量精度的因素，可以測(cè)量高性能熱固性樹脂的固化收縮率和固化應(yīng)力。

在測(cè)量中，用激光照射測(cè)量材料的樹脂固化收縮位移以獲取數(shù)據(jù)，但是同時(shí)，測(cè)量基礎(chǔ)始終保持在均勻的溫度下。

另外，可以自由地改變UV光和熱曲線（常溫至300℃），不僅可以連續(xù)測(cè)量該狀態(tài)下的收縮率和固化應(yīng)力，而且可以連續(xù)地測(cè)量表面溫度。

也可以通過程序設(shè)置這些溫度的升高和降低。

固化反應(yīng)或多或少地產(chǎn)生熱量，并且環(huán)氧樹脂的反應(yīng)達(dá)到相當(dāng)高的溫度，這可能會(huì)影響被粘物，因此測(cè)量由樹脂本身產(chǎn)生的反應(yīng)熱非常重要。

設(shè)備配置

Custron由控制單元，測(cè)量單元，數(shù)據(jù)PC和冷卻器組成。測(cè)量單元包括用于加熱和控制材料的臺(tái)，用于測(cè)量的激光器，測(cè)力傳感器，輻射溫度計(jì)，UV LED，高壓水銀燈等。基本規(guī)格如下。

1. 在反應(yīng)之前，期間和之后連續(xù)測(cè)量收縮率，膨脹率和應(yīng)力
2. 樹脂表面溫度測(cè)量
3. 實(shí)測(cè)樹脂量約1cc
4. 加熱，紫外線照射（高壓汞燈，紫外線LED）
5. 程序控制

另外，該裝置的顯著特征是可以自由設(shè)置20種模式的溫度曲線，并且可以再現(xiàn)影響樹脂的溫度狀態(tài)。

在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，用于固化樹脂的熱量具有多種加熱條件，并且在整個(gè)生產(chǎn)過程中都會(huì)采用各種溫度條件，這會(huì)導(dǎo)致樹脂膨脹和收縮，并ji大地影響產(chǎn)品質(zhì)量。 ，此設(shè)備可以重現(xiàn)該條件。

• 樹脂固化收縮率應(yīng)力測(cè)量儀CUSTRON