专利名称：体积测定装置及体积变化测定方法
技术领域：
本发明涉及评价树脂的物性的技术，例如，涉及测定热固性树脂的由加热引起的膨胀和由随后的固化引起的收缩及与固化结束后的冷却相伴的收缩的体积測定装置及体积变化測定方法。
背景技术：
作为半导体元件被倒装连接于基板上的半导体装置中的保护材料，使用填充基板和半导体元件的间隙、再进行热固化的底部填充材料。为了缓和半导体装置在使用上产生的热应力，要求该底部填充材料为更低弹性模量的材料，更好是使用热固化时由其化学反应引起的体积收缩小的材料。这是因为，如果热固化引起的化学反应收缩大，则ー边与半导体元件表面及电路基板表面、或者用作它们的连接部的凸点连接部或者金属引线等粘着，一边收缩，从而其本身就成为半导体装置内的 应カ产生的主要原因。一般，在以底部填充材料为代表的树脂材料中含有无机填料等，以减小固化或冷却引起的收缩量，但无法完全消除收缩。为此，通过另外众所周知的方法測定包含树脂固化物的这些基材的线膨胀系数及弹性模量、玻璃化温度，由这些值计算半导体装置内各处的变形量，能够求出产生的场所和应カ的大小。但是，如果不測定伴随热固性树脂的加热时的化学反应引起的聚合的固化收缩量并将该值考虑在内，则无法完全地计算变形量。因此，作为测定伴随热固性树脂的固化的收缩量的固化收缩測定装置例如能够使用专利文献I所示的装置中的測定固化进度的部位。
图11为使用了该测定固化进度的部位的测定收缩量的装置的结构图。在图11所示的装置中，在可加热的测定平台101上涂布涂料102作为涂膜，通过激光位移计103測定伴随加热而固化的涂料102的涂膜的厚度变化。专利文献专利文献I:日本专利特开2006-038533号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题但是，如上所述的固化收缩測定装置中，在底部填充等在高温下呈低粘度的材料的測定时会发生如下例举的问题。第一由于底部填充材料在高温下呈低粘度，因此在測定平台上，加热时液体大幅扩展，无法区别扩展引起的涂膜的厚度变化与膨胀及收缩引起的涂膜的厚度变化，因而无法准确地测定膨胀量及收缩量。第二 底部填充材料是粘着性大的材料，因此在固化的过程中底部填充与測定平台粘着，底部填充中也产生受到粘着引起的束缚的部分和与空气接触而未受到粘着引起的束缚的部分，难以测定正确的体积变化。本发明考虑现有的固化收缩測定装置的问题，目的是提供能够更准确地测定体积变化的体积測定装置及体积变化測定方法。解决技术问题所采用的技术方案为了达成上述目的，第I项本发明是体积測定装置，其为测定热固性树脂的热固化时的体积的体积測定装置，其具备进行上述热固性树脂的加热的加热用台座部、载放上述热固性树脂的载放部、对上述加热用台座部进行加热的加热部、測定上述加热用台座部的温度的温度測定部、基于由上述温度測定部测得的温度来控制上述加热部的温度的温度调节部、和測定各温度下的载放于上述载放部的上述热固性树脂的体积的体积测定部，上述载放部以凹坑状形成于上述加热用台座部的上表面，至少凹坑状的内表面由表面张カ能为大于15mN/m小于30mN/m的原材料形成。 第2项本发明是体积測定装置，其为测定热固性树脂的热固化时的体积的体积测定装置，其具备进行上述热固性树脂的加热的加热用台座部、载放上述热固性树脂的载放部、对上述加热用台座部进行加热的加热部、测定上述加热用台座部的温度的温度测定部、基于由上述温度測定部测得的温度来控制上述加热部的温度的温度调节部、和測定各温度下的载放于上述载放部的上述热固性树脂的体积的体积测定部，上述载放部以凹坑状形成于上述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由氟化碳树脂形成。第3项本发明如第I或第2项本发明的体积測定装置，其中，上述体积测定部根据上述测得的体积计算体积变化。第4项本发明如第I或第2项本发明的体积測定装置，其中，上述体积测定部使用由非接触式三维形状測定部测得的上述载放部的凹坑部分的体积来測定上述热固性树脂的体积。第5项本发明如第I或第2项本发明的体积測定装置，其中，具有将上述加热用台座部密闭的腔室。第6项本发明如第5项本发明的体积測定装置，其中，上述体积测定部使用由非接触式三维形状測定部测得的上述载放部的凹坑部分的体积来測定上述热固性树脂的体积，上述腔室具有使从上述非接触式三维形状測定部向上述载放部照射的光透过的玻璃窗。第7项本发明如第5项本发明的体积測定装置，其中，上述腔室具有排气ロ，还具有减压泵，该减压泵的减压ロ与上述排气ロ连接，通过上述减压泵的工作，将上述腔室内减压。第8项本发明如第I或第2项本发明的体积測定装置，其中，上述载放部的形状在俯视下其边缘的形状为线对称或点对称，与上述加热用台座部的上表面平行的截面形状和上述载放部的边缘的形状相似，上述截面形状的对称线或对称点的位置与上述边缘的形状的对称线或对称点的位置一致。第9项本发明如第I或第2项本发明的体积測定装置，其中，上述载放部的内表面的构成分子形成为具有微细的凹凸的分形(fractal)结构，上述凹凸的宽度及高度大于IOnm 小于 800 μ m。第10项本发明如第9项本发明的体积測定装置，其中，上述分形结构由多氟烷基化合物的膜形成。第11项本发明如第I或第2项本发明的体积测定装置，其中，上述加热用台座部具有加热平台和配置在上述加热平台的上面的氟化碳树脂板，在上述氟化碳树脂板形成有上述载放部。第12项本发明如第I或第2项本发明的体积测定装置，其中，上述加热用台座部由氟化碳树脂形成。第13项本发明是体积变化测定方法，其为使用体积测定装置来测定上述热固性树脂的热固化时的体积变化的体积变化测定方法，该体积测定装置具有进行上述热固性树脂的加热的加热用台座部和载放上述热固性树脂的载放部，该载放部以凹坑状形成于上述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由表面张力能为大于15mN/m小于30mN/m的原材料形成，上述体积变化测定方法包括载放部体积变化测定计算工序进行使上述热固性树脂固化的温度控制，测定计算上述载放部的凹坑部分的体积变化；载放工序将上述热固性树脂载放于上述载放部；热固性树脂体积变化测定计算工序使用由上述载放部体 积变化测定计算工序得到的体积变化数据，进行使上述热固性树脂固化的温度控制，测定计算上述热固性树脂的体积变化。第14项本发明是体积变化测定方法，其为使用体积测定装置来测定上述热固性树脂的热固化时的体积变化的体积变化测定方法，该体积测定装置具有进行上述热固性树脂的加热的加热用台座部和载放上述热固性树脂的载放部，该载放部以凹坑状形成于上述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由氟化碳树脂形成，上述体积变化测定方法包括载放部体积变化测定计算工序进行使上述热固性树脂固化的温度控制，测定计算上述载放部的凹坑部分的体积变化；载放工序将上述热固性树脂载放于上述载放部；热固性树脂体积变化测定计算工序使用由上述载放部体积变化测定计算工序得到的体积变化数据，进行使上述热固性树脂固化的温度控制，测定计算上述热固性树脂的体积变化。发明的效果 根据本发明，能够提供可以测定更准确的体积变化的体积测定装置及体积变化测
定方法。附图的简单说明图I是本发明的实施方式I的体积测定装置的结构图。图2(a)是本发明的实施方式I的体积测定装置的氟化碳树脂板的截面结构图，图2(b)是本发明的实施方式I的体积测定装置的氟化碳树脂板的俯视结构图。图3是表示本发明的实施方式I的体积变化测定方法的工序的图。图4是用于说明本发明的实施方式I的体积变化测定方法时的热固性树脂的状态的载放部附近的截面结构图。图5是本发明的实施方式2的体积测定装置的结构图。图6是本发明的实施方式1、2的变形例的体积测定装置的局部截面结构图。图7(a)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的俯视结构图，图7 (b)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的截面结构图。图8(a)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的俯视结构图，图8 (b)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的截面结构图。
图9(a)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的俯视结构图，图9(b)是本发明的实施方式1、2的变形例的载放部的截面结构图。图10是表示本发明的实施方式3的体积测定装置中，形成于多氟烷基化合物膜上的微细的凹凸中的凸部与热固性树脂接触的局部放大结构图。图11是现有的体积测定装置的结构图。符号的说明10、110、111 加热平台11氟化碳树脂板12 腔室
13、131、132、133 载放部14减压泵15玻璃窗16加热器17热电偶18底部填充材料19温度调节器20激光位移计21 排气口22 孔23 上部24 下部25、251、252、253 边缘26控制部27氟化碳树脂101测定平台102 涂料103激光位移计123多氟烷基化合物膜124 凹凸
具体实施例方式以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细的说明。(实施方式I)图I为本发明的实施方式I的体积测定装置的结构图，腔室内以截面图表示。此夕卜，在图I中，朝向纸面、铅直向下的箭头A方向表示重力施加的方向。在本实施方式I的体积测定装置中，具有加热平台10、设置于加热平台10的氟化碳树脂板11和将装有氟化碳树脂板11的加热平台10密闭的腔室12。这时，为了降低来自加热平台10的传热的热阻，可以在氟化碳树脂板11和加热平台10之间涂布公知的热传导性硅脂。此外，图I中未图示硅脂。
图2 (a)为氟化碳树脂板11的截面结构图，图2 (b)为氟化碳树脂板11的俯视结构图。后文详述，在氟化碳树脂板11的上表面Ila形成有载放与本发明的热固性树脂的一例对应的底部填充材料18的凹坑状的载放部13。如图I所示，测定载放于该载放部13的底部填充材料18的体积的激光位移计20设于载放部13的上方且在腔室12的外侧。该激光位移计20为能够进行非接触式的三维表面形状测量的公知的仪器，具有激光头及CCD相机等。使从激光位移计20的激光头射向载放部13的光透过的玻璃窗15形成于与载放部13相向的腔室12的上表面的一部分。该玻璃窗15按照从与氟化碳树脂板11的上表面Ila垂直的方向可以看见载放部13的条件安装。对腔室12的开闭处没有特别的限定，但从后述的底部填充材料的液滴的配置时的作业性良好的角度出发，优选包含玻璃窗15的腔壁起到上盖的功能。还有，例如，如果其上盖的4角呈固定于腔室的上盖以外的腔室的特定部位的形状，形成以该所固定的部位为轴自由旋转的结构，则由于易于操作，更加理想。加热平台10中插入有加热器16及热电偶17，它们的导通线穿设于在腔室12的至少I处以上形成的适当的孔22，与设置在腔室12的外部的温度调节器19连接。该孔22 的内侧与连接于加热器16及热电偶17的导通线粘着。此外，在腔室12设有排气口 21，该排气口 21直接连接减压泵14的吸气口 14a，可以减压抽吸密闭在腔室12内的气体。还设置有基于由激光位移计20测得的体积数据和由热电偶17得到的温度数据来获得各温度下的底部填充材料18的体积数据的控制部26。另外，本发明的加热用台座部的一例对应本实施方式的加热平台10及氟化碳树脂板11，本发明的加热部的一例对应本实施方式的加热器16。还有，本发明的温度测定部的一例对应本实施方式的热电偶17,本发明的温度调节部的一例对应本实施方式的温度调节器19。还有，本发明的非接触式三维形状测定部的一例对应本实施方式的激光位移计20，本发明的体积测定部的一例对应本实施方式的激光位移计20及控制部26。此外，加热器16、热电偶17、温度调节器19及减压泵14可以使用公知的仪器。本构成中的设置于加热平台10的氟化碳树脂板11及形成于其表面的凹坑形状的载放部13是本发明的重要部位，以下对其详述。首先，对氟化碳树脂板11没有特别的限定，可例举例如聚四氟乙烯，较好使用杜邦公司(7 - >社)制的Teflon(注册商标)。聚四氟乙烯的表面张力能为18.5mN/m，与此相对作为底部填充的主原料的环氧树脂的一般的表面张力能为46 47mN/m,由于该表面张力能差及氟化碳树脂的化学稳定性，底部填充对氟化碳树脂的粘着降低。基于该观点，也可以适当使用表面张力能为20mN/m的有机硅树脂作为设置于加热平台10的树脂板。另夕卜，上述凹坑状的内表面较好是由表面张力能大于15mN/m小于30mN/m的原材料构成。如果表面张力能小于15mN/m则在热固性树脂的下面卷入空隙的情况增多，准确的体积变化的测定变得略困难一些。此外，如果大于30mN/m，则与热固性树脂的粘着力变强，准确的体积变化的测定变得略困难一些。对该氟化碳树脂板11的厚度没有特别的限定，但较好是大于1mm、小于5mm。如果小于1mm，则强度变�。际髦遄陨碓诩尤仁钡娜缺湫卧龃螅晌舛ú蛔既返脑�。而如果大于5_，则来自加热平台10的热无法充分地传至底部填充材料18，难以均匀地升温，在这一点上不理想。
形成于氟化碳树脂板11的载放部13是为了配置在其中的底部填充材料18的液滴不会在测定中因为振动而改变其位置而设，该振动是由可进行三维表面形状测量的公知的激光位移计20的移动所产生的极其轻微的振动，或者腔室12设置在可动平台等时，伴随它们的移动而产生的极其轻微的振动等。对载放部13的凹坑的形状没有特别的限定，但在配置底部填充材料18时，必须使凹坑的最下部和底部填充材料18之间不产生空隙。这是因为，如果凹坑的最下部和底部填充材料18之间存在空隙，则空隙内的空气因加热引起的升温而膨胀，无法准确地测定底部填充材料18的体积变化。还有，对载放部13的凹坑的边缘25 (参见图2(a)、(b))的形状没有特别的限定，从保持底部填充材料的液滴的对称性、易进行更准确的测定的观点考虑，较好是线对称或点对称，更好是圆形或椭圆形。在图2 (b)中，边缘25被形成为圆形。还有，基于同样的观点，较好是在俯视下，用与氟化碳树脂板11的上表面Ila平行的面将凹坑在任意的深度切割而得的形状与凹坑的边缘25的形状相似，其对称线及对称 中心点的位置在垂直地往下看氟化碳树脂板11的表面时，与凹坑的边缘形状的对称线及对称中心一致。本实施方式I中，如图2(a)、(b)所示，凹坑的截面呈纺锤形。本实施方式I的体积测定装置形成如上所述的结构。接着，说明本实施方式I的体积变化测定方法。首先，说明底部填充材料的体积变化测定方法的概要。如果以一定的升温条件进行加热，则底部填充材料经过加热弓I起的液体的膨胀，超过一定温度时开始固化反应，同时开始收缩。接着，通过在超过固化反应开始温度的一定温度下放置一定时间，收缩结束。接着，停止加热，以自然放置的状态冷却，这次是进行伴随温度下降的收缩。在该加热冷却过程中，利用公知的激光位移计20中的激光头及CCD相机，透过玻璃窗15每隔一定升温间隔、例如每上升5°C测定底部填充材料18的形状变化，藉此得到测定结果、即底部填充材料18的体积的温度依赖性。这里，加热冷却过程可以设定为以I分钟5°C的升温速度从25°C加热至175°C，保持175°C直至热固化反应引起的收缩结束，然后，停止加热及温度保持功能，进行自然冷却的过程。接着，利用附图作更详细的说明。加热冷却过程中的底部填充材料的体积变化的测定方法例如可以是如下的测定方法。图3是表示本发明的实施方式I的体积变化测定方法的工序的图。首先，如图3的步骤SI所示，以I分钟5°C的升温速度从25°C加热至175°C，形成于氟化碳树脂板11的表面的凹坑形状的载放部13的体积数据由激光位移计20透过玻璃窗15测定。该测定每5°C进行一次。在各温度下，载放部13的各位置的高度数据被送至控制部26，控制部26计算体积数据。激光位移计20能够测定距对象物的距离，藉此可以测定计算从上表面Ila起的下侧的凹坑部分的空间的体积。接着，在步骤S2中，以175°C保持一定时间，每隔规定时间获取载放部13的凹坑形状的体积数据。这里，控制部26具有定时器(未图示)，从温度达到175°C的时刻起使定时器工作，每隔规定时间测定载放部13的各位置的高度数据，计算体积数据。还有，一定时间是指底部填充材料18热固化所需的充足的时间，例如为120分钟。另外，测定时间的间隔可以设为5分钟。接着，经过一定时间，在步骤S3，停止加热器16，从175°C自然冷却至25°C，控制部26每隔5°C获取载放部13的各位置的高度数据，计算体积数据。通过这些工序，能够测定上述加热冷却过程中的载放部13的凹坑部分的体积变化。另外，本发明的载放部体积变化测定计算工序的一例对应本实施方式的步骤S1、S2、S3。然后，如步骤S4所示，再次将温度设定在25 °C，取下腔室12的盖部分，滴加底部填充材料18的液滴，使其处于测定在氟化碳树脂板11的表面的加热冷却过程中的形状变化的载放部13的范围内。该步骤S4对应本发明的载放工序的一例。这时，较好是按照利用其表面张力，以使底部填充材料18的液滴的直径的对称性尽可能地提高的方式滴加。基于该观点，虽然没有特别的限定，但较好是透过玻璃窗15观察时的最长径为2mm以上5mm以下。这是因为，如果最长径小于2mm则体积变化量也变小，测定的波动变大。而如果大于5_则因为液滴的自重而液滴的变形及扩展增大，难以测定 准确的体积。这样在氟化碳树脂板11的载放部13滴加了底部填充材料18的液滴的状态下，关闭腔室12的盖子使其密闭，使减压泵14工作，将腔室12内形成低于大气压的气压。这时，对腔室12内的气压没有特别的限定，但基于有效地吸引来自底部填充材料18的挥发成分的观点，可以设定为5. 6kPa。在该状态下，用公知的温度调节器19和加热器16、热电偶17重现上述加热冷却过程，例如，每上升5°C，由非接触式的例如可进行三维表面形状测量的公知的激光位移计20透过玻璃窗15来测定底部填充材料18的未与氟化碳树脂板11接触的表面的形状。若更详细地说明，则在步骤S5中，在减压的状态下与步骤SI同样地以I分钟5°C的升温速度从25°C加热至175°C，这时的载放于载放部13的底部填充材料18的表面的各位置的高度数据由激光位移计20透过玻璃窗15每隔5°C测定。各底部填充材料18的表面的水平方向的各位置的高度数据被送至控制部26，在控制部26计算体积数据。接着，在步骤S6中，在减压的状态下，与步骤S2同样地从温度达到175°C的时刻起控制部26使定时器工作，每隔规定时间获取底部填充材料18的表面的各位置的高度数据，计算体积数据。接着，在步骤S7中，在减压的状态下，与步骤S3同样地停止加热器16，从175°C自然冷却至25°C，控制部26每隔5°C获取底部填充材料18的表面的各位置的高度数据，根据该位置数据计算体积数据。这些步骤S5、S6、S7的测定中，激光位移计20能够测定距对象物体的距离，藉此测定计算载放部13的氟化碳树脂板11的上表面Ila的边缘25以上的底部填充材料18的体积。本发明的热固性树脂体积变化测定计算工序与本实施方式的步骤S5、S6、S7对应。图4为表示底部填充材料18被载放于载放部13的状态的截面结构图。如图4所示，将底部填充材料18与氟化碳树脂和空气同时接触的边缘25以上的底部填充材料18的部分记为上部23，边缘25以下的底部填充材料18的部分记为下部24。该下部24与上部23共有该边缘25，不与空气接触。此外，图4中的虚线是为便于区别底部填充材料的上部23和下部24的图内的虚拟线。S卩，在上述测定中，测定上述加热冷却过程中的各测定温度下的上部23的体积。
接着，在步骤S8中，控制部26将先前由步骤SI、S2、S3测得的上述加热冷却过程中的各测定温度下的载放部13的凹坑部分的体积设定为与底部填充材料18的下部24的体积相同，将各温度下的上部23的体积与载放部13的凹坑部分的体积相加，可以获得各温度下的底部填充材料18的体积。另外，对于步骤S3、S6中的体积，在每个测定时间将上部23的体积与载放部13的凹坑部分的体积相加。如上所述，通过以上的操作可以测定底部填充材料18的加热引起的膨胀量、热固化引起的收缩量及热固化结束后的冷却引起的收缩量，能够得到各自的体积变化。还有，准备固化前的底部填充材料18作为固化性树脂，将底部填充材料18配置于凹坑状的载放部13上。通过将底部填充材料18配置在与底部填充润湿性差的氟化碳树脂板上、且配置于凹坑部，藉此底部填充材料18与氟化碳树脂板11在固化时不粘着，即使粘度低也不扩展、且不会改变其位置。基于上述结构，配置底部填充材料18，因此底部填充材料18既不会在加热冷却工 序的过程中粘着于氟化碳树脂板11上，也不会改变其位置。这样，本实施方式I的体积测定装置与专利文献I所示的装置相比，能够减小由于热固性树脂与测定平台的粘着、及因升温时的低粘度化引起的液体的扩展所导致的体积变化测定的不确定度。现有的专利文献I记载的体积测定装置中，未进行密闭，在与大气接触的状态下进行，因此由于来自底部填充材料的表面的放热，在底部填充材料内，无法控制靠近空气的部分与不靠近空气的部分的温度的不均匀性。因而，在底部填充材料的相内无法进行均匀的加热，固化也变得不均匀，所以存在难以测定准确的体积变化的问题。但是，本实施方式I的体积测定装置中，通过被密闭于腔室12内，底部填充材料18在其液滴内实现均匀的升温、降温。因此，与专利文献I所示的装置相比，可以更准确地测定热固性树脂的体积变化。还有，上述加热冷却过程中，使减压泵14始终工作，从排气口 21减压排气，藉此来自底部填充材料18的低分子量挥发成分在腔室12内不会滞留超过一定浓度，因此玻璃窗15不会�：佣舛ㄖ挡灰撞蟛�。此外，本实施方式中，步骤SI、S2、S3的工序中，没有对腔室12内进行减压，但也可以与步骤S5、S6、S7时同样地进行减压。还有，步骤S3中，进行与步骤S6相同时间的测定，但载放部13的形状没有变化时，可以以短于步骤S6的时间结束。还有，本实施方式I的体积测定装置中，在控制部26求出各温度下的底部填充材料18的体积，但在控制部26，还可以根据得到的体积计算体积变化率。例如，能够计算加热引起的膨胀过程、固化引起的收缩过程及冷却引起的收缩过程的各自过程中的体积变化率。(实施方式2)接着，说明本发明的实施方式2的体积测定装置。本实施方式2的体积测定装置的基本结构与实施方式I相同，但加热平台的结构不同。因此，以该不同点为中心进行说明。图5为表示本发明的实施方式2的体积测定装置的结构的结构图，腔室内以截面图表示。此外，图5中，朝向纸面、铅直向下的箭头A方向表示重力方向。
本实施方式2的体积测定装置中，具有氟化碳树脂制的加热平台110，加热平台110被密闭于腔室12内。在由氟化碳树脂形成的加热平台110上，形成上述凹坑状的载放部13，载放部13的作用与本发明的实施方式I时同样。腔室12内利用减压泵14通过排气口 21的减压、及激光位移计20、温度调节器19、载放部13的凹坑形状及测定方法等也可以与本发明的实施方式I相同。该实施方式2与本发明的实施方式I不同，加热部分为氟化碳树脂一相，因此可以简化装置，还可以减小如上述实施方式I那样将氟化碳树脂板固定于金属制平台时的由氟化碳树脂板的热变形导致的不准确度。还有，本发明的加热用台座部的一例在上述实施方式I中对应加热平台10及氟化 碳树脂板11，在本实施方式2中对应加热平台110。而且在上述实施方式I中，在加热平台10上配置有氟化碳树脂板11，在该氟化碳树脂板11形成有载放部13，本实施方式2中，在由氟化碳树脂形成的加热平台110形成有载放部13，只要至少载放部13的内侧表面由氟化碳树脂形成即可。图6为这样的结构的加热平台111的局部截面结构图。如图6所示，在对应本发明的加热用台座部的一例的加热平台111形成有与实施方式1、2同样的载放部13，该载放部13的内表面由氟化碳树脂27形成。还有，上述实施方式1、2中，只形成有一个凹坑形状的载放部13，但也可以形成多个。还有，上述实施方式1、2中的载放部13的形状在俯视下为圆形，截面呈纺锤形，但并不限于此，可以为各种形状，如上所述，较好是在俯视下，用与氟化碳树脂板11的上表面Ila平行的面将载放部在任意的深度切割而得的形状与载放部的边缘25的形状相似，其对称线及对称中心点的位置在垂直地往下看氟化碳树脂板11的上表面Ila时，与载放部的边缘形状的对称线及对称中心一致。图7(a)为俯视椭圆形状的边缘251的载放部131的俯视结构图，图7(b)为载放部131的截面结构图。如图7(a)、(b)所示，载放部131的边缘251的形状为以点131a为对称点的点对称，将载放部131在任意的深度用与上表面Ila平行的面切割而得的形状与边缘251的形状相似，其对称点的位置与点131a—致。还有，图8 (a)为俯视菱形形状的边缘252的载放部132的俯视结构图，图8 (b)为载放部132的截面结构图。该载放部132的边缘252的菱形形状为以点132a为对称点的点对称。将载放部132在任意的深度用与上表面Ila平行的面切割而得的形状与边缘252的形状相似，其对称点的位置与点132a —致。还有，图9(a)为俯视三角形的边缘253的载放部133的俯视结构图，图9 (b)为载放部133的截面结构图。该载放部133的边缘253的三角形为以线133S为对称线的线对称。将载放部133在任意的深度用与上表面Ila平行的面切割而得的形状与边缘253的形状相似，其对称线与线133S —致。(实施方式3)接着，说明本发明的实施方式3的体积测定装置。在本实施方式3的体积测定装置中，载放部13的内表面呈由多氟烷基化合物构成的分形结构。
多氟烷基化合物只要是具有含氟的疏水基的聚合物，则无特别的限定，例如如日本专利特开2008-189705号公报所示，可以使用在烷基或链烯基中氢原子的至少一部分由氟原子取代的含氟成分。图10为表示在本发明的实施方式3的体积测定装置中，在多氟烷基化合物膜123上形成的微细凹凸124的凸部分与底部填充材料18接触的局部放大结构图。多氟烷基化合物与底部填充材料18的润湿性差，因此如图10所示，这些多氟烷基化合物膜123的表面呈分形结构，由此可以使与底部填充材料18的接触面积比通常的氟化碳树脂更小。因此，与底部填充材料18的粘着性变�。梢越徊郊跣∫蛘匙乓鸬氖康贾碌牟舛ǖ牟蛔既范�。此外，对分形结构的宽度及高度的范围没有特别的限定，较好是大于10nm、小于800 u m的微细凹凸124。这是因为，若小于10nm，则其表面接近于平面，不是凹凸形状，而若大于800 u m,则底部填充因其自重进入凹的部分，无法充分减小接触面积。 此外，对形成分形结构的一个个凹凸的形状没有特别的限定，可以是鳞片状、棱柱状、圆柱状、棱锥状、圆锥状、针状等形状中的任意形状，这些形状也可以混合存在。作为利用多氟烷基化合物的表面的分形结构的形成，如上述文献(日本专利特开2008-189705号公报)所记载，可以由多氟烷基吡咯膜形成。腔室12内利用减压泵14通过排气口 21的减压、及激光位移计20、温度调节器19、载放部13的凹坑形状及测定方法等可以与本实施方式I相同。如上所述，上述实施方式I 3的体积测定装置，对底部填充这样低粘度且对金属等基材粘着力强的热固性树脂，可以在不产生粘着导致的测定的不准确度的情况下，高精度地测定加热引起的体积膨胀、固化引起的体积收缩、固化后的冷却引起的体积收缩的过程中各温度下的体积的变化量。因此，根据上述实施方式I 3的体积测定装置测得的值，例如在向半导体封装的树脂填充固化过程中，可以准确地预测计算半导体装置内产生的应力，从而可以将基于此设计的半导体装置制成所产生的内部应力被减少了的可靠性高的装置。产业上的利用可行性通过本发明的体积测定装置及体积变化测定方法，能够更准确地测定体积变化，作为测定热固性树脂的体积变化的体积测定装置及体积变化测定方法等有用。
权利要求
1.体积测定装置，其为测定热固性树脂的热固化时的体积的体积测定装置，其特征在于，具备 进行所述热固性树脂的加热的加热用台座部、 载放所述热固性树脂的载放部、 对所述加热用台座部进行加热的加热部、 测定所述加热用台座部的温度的温度测定部、 基于由所述温度测定部测得的温度来控制所述加热部的温度的温度调节部、和 测定各温度下的载放于所述载放部的所述热固性树脂的体积的体积测定部， 所述载放部以凹坑状形成于所述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由表面张力能为大于15mN/m小于30mN/m的原材料形成。
2.体积测定装置，其为测定热固性树脂的热固化时的体积的体积测定装置，其特征在于，具备 进行所述热固性树脂的加热的加热用台座部、 载放所述热固性树脂的载放部、 对所述加热用台座部进行加热的加热部、 测定所述加热用台座部的温度的温度测定部、 基于由所述温度测定部测得的温度来控制所述加热部的温度的温度调节部、和 测定各温度下的载放于所述载放部的所述热固性树脂的体积的体积测定部， 所述载放部以凹坑状形成于所述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由氟化碳树脂形成。
3.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于，所述体积测定部根据所述测得的体积计算体积变化。
4.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于，所述体积测定部使用由非接触式三维形状测定部测得的所述载放部的凹坑部分的体积来测定所述热固性树脂的体积。
5.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于，具有将所述加热用台座部密闭的腔室。
6.如权利要求5所述的体积测定装置，其特征在于， 所述体积测定部使用由非接触式三维形状测定部测得的所述载放部的凹坑部分的体积来测定所述热固性树脂的体积， 所述腔室具有使从所述非接触式三维形状测定部向所述载放部照射的光透过的玻璃窗。
7.如权利要求5所述的体积测定装置，其特征在于， 所述腔室具有排气口， 还具有减压泵，该减压泵的减压口与所述排气口连接， 通过所述减压泵的工作，将所述腔室内减压。
8.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于， 所述载放部的形状在俯视下其边缘的形状为线对称或点对称， 与所述加热用台座部的上表面平行的截面形状和所述载放部的边缘的形状相似， 所述截面形状的对称线或对称点的位置与所述边缘的形状的对称线或对称点的位置—致。
9.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于， 所述载放部的内表面的构成分子形成为具有微细的凹凸的分形结构， 所述凹凸的宽度及高度大于IOnm小于800 u m。
10.如权利要求9所述的体积测定装置，其特征在于，所述分形结构由多氟烷基化合物的膜形成。
11.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于， 所述加热用台座部具有加热平台和配置在所述加热平台的上面的氟化碳树脂板， 在所述氟化碳树脂板形成有所述载放部。
12.如权利要求I或2所述的体积测定装置，其特征在于，所述加热用台座部由氟化碳树脂形成。
13.体积变化测定方法，其为使用体积测定装置来测定所述热固性树脂的热固化时的体积变化的体积变化测定方法，该体积测定装置具有进行所述热固性树脂的加热的加热用台座部和载放所述热固性树脂的载放部，该载放部以凹坑状形成于所述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由表面张力能为大于15mN/m小于30mN/m的原材料形成,其特征在于，包括 载放部体积变化测定计算工序进行使所述热固性树脂固化的温度控制，测定计算所述载放部的凹坑部分的体积变化； 载放工序将所述热固性树脂载放于所述载放部； 热固性树脂体积变化测定计算工序使用由所述载放部体积变化测定计算工序得到的体积变化数据，进行使所述热固性树脂固化的温度控制，测定计算所述热固性树脂的体积变化。
14.体积变化测定方法，其为使用体积测定装置来测定所述热固性树脂的热固化时的体积变化的体积变化测定方法，该体积测定装置具有进行所述热固性树脂的加热的加热用台座部和载放所述热固性树脂的载放部，该载放部以凹坑状形成于所述加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由氟化碳树脂形成，其特征在于，包括 载放部体积变化测定计算工序进行使所述热固性树脂固化的温度控制，测定计算所述载放部的凹坑部分的体积变化； 载放工序将所述热固性树脂载放于所述载放部； 热固性树脂体积变化测定计算工序使用由所述载放部体积变化测定计算工序得到的体积变化数据，进行使所述热固性树脂固化的温度控制，测定计算所述热固性树脂的体积变化。
全文摘要
本发明涉及体积测定装置及体积变化测定方法。本发明提供能够更准确地测定体积变化的体积测定装置。体积测定装置，其为测定热固性树脂的热固化时的体积的体积测定装置，其特征是，具备进行热固性树脂的加热的加热用台座部、载放所述热固性树脂的载放部(13)、对加热用台座部进行加热的加热器(16)、测定加热用台座部的温度的热电偶(17)、基于由热电偶测得的温度来控制所述加热器的温度的温度调节器(19)、和测定各温度下的载放于载放部(13)的热固性树脂(18)的体积的激光位移计(20)，所述载放部(13)以凹坑状形成于加热用台座部的上面，至少凹坑状的内表面由表面张力能为大于15mN/m小于30mN/m的原材料形成。加热用台座部具有加热平台(10)和配置于加热平台的上面的氟化碳树脂板(11)，在氟化碳树脂板形成有载放部(13)。
文档编号G01N25/16GK102830133SQ20121019302
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月12日 优先权日2011年6月14日
发明者丰田庆, 樱井大辅, 后川和也 申请人:松下电器产业株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
