基板或電子部件的翹曲分析方法、基板或電子部件的翹曲分析系統及基板或電子部件的翹曲分析程序技術方案

一種基板翹曲分析方法，根據基板及包含在基板上安裝的各種部 件在內的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算基板 的翹曲，該基板翹曲分析方法包括以下處理：按照預定時間分割表示 電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；在根據溫度與時間的換算 規則在基準溫度下合成的電子部件涉及的主曲線的時間軸上進行位 移，從而獲取與分割的時間對應的電子部件的松弛彈性模量；根據位 移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算電子部件涉及的固化度； 按照所計算的固化度的值，根據與固化度對應的所述主曲線上的松弛 彈性模量，或根據利用固化度與彈性常數的關系計算的松弛彈性模量， 分析電子部件的翹曲。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種基板或電子部件的翹曲分析方法、基板或電子部件的翹曲分析系統及基板或電子部件的翹曲分析程序，能夠高精度地預測由于BGA(Ball?Grid?Array，球柵陣列封裝)和CSP(Chip?SizePackage，芯片尺寸封裝)等LSI(Large?Scale?Integration，大規模集成電路)封裝體的成型而產生的翹曲、以及使用樹脂的電子部件整體的翹曲，求出在利用焊料將上述具有翹曲的電子部件安裝在印刷布線基板上的回流焊工序中、用于防止因在印刷布線基板和電子部件上產生的翹曲而造成連接可靠性下降的最佳條件。
技術介紹
近年來，在快速推進電子設備的輕薄短小化，對安裝技術強烈要求高密度和高可靠性，而且伴隨高功能化，LSI(Large?Scale?Integration)封裝體由于多管腳化而具有尺寸變大變薄的趨勢。因此，在多個LSI成型時，在成型樹脂固化收縮過程中，在LSI封裝體上產生翹曲。另外，在將上述LSI封裝體安裝在印刷布線基板上的回流焊工序中，除了成型時產生的翹曲，在回流焊工序受到加熱，使得成型樹脂和印刷布線基板出現復雜的翹曲方式。該翹曲有可能引發回流焊時與焊錫連接不良，成為大幅降低連接可靠性的原因。另外，很難將形成翹曲的印刷布線基板裝配于較薄的框體，成為不良率上升的原因。為了解決上述問題，由于很難分析成型樹脂的固化收縮，所以首先在相關企業、大學、研究機構等中開展了預先掌握回流焊時的翹曲方式并在設計的上游階段采取降低翹曲的措施為目的的技術開發。關于該技術開發，在高溫下通過實驗來監控LSI封裝體和印刷布線基板-->的翹曲方式很困難，所以積極研究了各種翹曲預測技術。作為初期的研究，如非專利文獻1所述，根據對彈性梁理論(Elastic?beam?theory)進行擴展的多層梁理論(Multilayered?beam?theory)進行基板翹曲預測的研究，另外為了計算安裝有電子部件的印刷布線基板的翹曲，采用有限元方法(FEM：Finite?Element?Method)進行模擬，例如專利文獻1提出了通過彈性分析來計算印刷布線基板的翹曲的系統。另外，作為把基板和安裝于基板上的電子部件所使用的樹脂的粘彈性也考慮在內的高精度預測技術，提出了非專利文獻2和非專利文獻3所記載的FEM粘彈性分析技術。作為相關技術的示例的該非專利文獻1和專利文獻1披露的方法是彈性分析的預測技術，彈性分析結果與實際測量的翹曲存在較大差異，這已在非專利文獻3中有所記載。為了解決這種問題，需要考慮基板和安裝于基板上的部件所使用的各種樹脂材料的粘彈性，需要實施非專利文獻2和非專利文獻3記載的FEM粘彈性分析。但是，在非專利文獻2和非專利文獻3使用的粘彈性分析方法中，以在樹脂材料的固化(cure)工藝中固化后的粘彈性特性為基礎進行分析。因此，例如在相關技術的一例即非專利文獻4中論述了能夠考慮該樹脂材料的固化度(成型(固化度<1)、回流焊(固化度＝1))的分析方法，能夠進行考慮了樹脂的固化工藝的分析。專利文獻1：日本專利特開2004-013437號公報非專利文獻1：尾田十八著“多層ばり理論によるプリント基板の応力·変形の評価(基于多層梁理論的印刷布線基板的應力和變形的評價)”，日本機械學會論文集，59巻563號，pp.203-208，1993.非專利文獻2：K.Miyake，“Viscoelastic?Warpage?Analysis?ofSurface?Mount?Package”，Journal?of?Electronic?Packaging(電子封裝期刊)，Vol.123(2001)，pp.101-104.非專利文獻3：平田、橋口著，“FEM粘彈性解析によるLSIパ-->ツケ—ジの反り変形の研究(基于FEM粘彈性分析的LSI封裝的翹曲變形研究)”，Mate2005，pp.329-332，2005.非專利文獻4：伊奈等著，“熱硬化型樹脂注型品の硬化プロセス解析技術の開発(熱固化型樹脂澆鑄品的固化工藝分析技術進展)”，デンソ—テクニカルレビユ—(Denso?Technical?Review)，Vol.7，No2.(2002)，pp.69-75.非專利文獻5：三宅著，“BGAパツケ—ジの硬化収縮を考慮した反り粘弾性解析(考慮了BGA封裝的固化收縮因素的翹曲粘彈性分析)”，エレクトロニクス実裝學會誌(Transactions?of?Japan?Institute?ofElectronics?Packaging，電子學安裝學會志)，Vol.7，No1.(2004)，pp.54-61.但是，以非專利文獻4為一例的分析方法是彈性分析，不能同時做到粘彈性分析。其原因在于，以往是分別獨立地研究粘彈性和樹脂固化，因此尚未發現將各自與時間的關系相結合的方法。作為解決該問題的方法，目前唯一可以提及的是非專利文獻5。但是，該方法沒有使用非專利文獻4中使用的樹脂的固化度的理論公式，而是將固化度的變化和由此產生的體積收縮轉換為線膨脹系數的變化。因此，如果在加熱過程中直接使用線膨脹系數，則樹脂的體積膨脹，產生不能研究固化收縮的問題，所以該方法進行把線膨脹系數轉換為負的操作。另外，該線膨脹系數僅是溫度的參數，與時間沒有關系。因此，該方法在與同時間有關的粘彈性分析結合時只使用溫度，遠不是考慮了伴隨時間經過而變化的樹脂固化度(與時間有關)的粘彈性分析。(專利技術目的)本專利技術的目的在于，提供一種能夠解決上述課題的基板或電子部件的翹曲分析方法、基板或電子部件的翹曲分析系統及基板或電子部件的翹曲分析程序，使用樹脂固化度、楊氏模量變化、體積變化的時-->間函數的理論公式，引入將該理論公式與粘彈性特征曲線(主曲線)的時間軸結合的算法，從而能夠實現正確地考慮了隨著時間經過而變化的樹脂固化度的粘彈性分析，高精度地預測LSI封裝體從成型到回流焊為止樹脂的變化，由此能夠得到在開發設計階段抑制翹曲的最佳設計。尤其提供一種基板或電子部件的翹曲分析方法、基板或電子部件的翹曲分析系統及基板或電子部件的翹曲分析程序，能夠求出用于防止因輕薄短小化趨勢的發展、彎曲剛性下降而使得明顯產生翹曲的、在便攜式電子設備中所使用的印刷布線基板和LSI封裝體等使用樹脂材料的電子部件翹曲的最佳條件。
技術實現思路
本專利技術的一種基板翹曲分析方法，對基板的翹曲進行分析，根據所述基板及包含在所述基板上安裝的各種部件在內的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算基板的翹曲，該基板翹曲分析方法包括以下處理：按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的所述電子部件的溫度分布；在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件涉及的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量；根據位移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算所述電子部件涉及的固化度；按照所計算的所述固化度的值，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，或根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲。根據本專利技術，能夠進行高精度的翹曲預測，即使不進行高溫下困難且需要時間的實驗，也能夠容易統一影響翹曲的因素，因此能夠降低由翹曲引起的錫焊連接不良，提高連接可靠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基板翹曲分析方法，對基板的翹曲進行分析，其特征在于，根據所述基板及包含在所述基板上安裝的各種部件在內的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算基板的翹曲，　該基板翹曲分析方法包括以下處理：　按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；　在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件相關的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量；　根據位移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算所述電子部件相關的固化度；和　按照所計算的所述固化度的值，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，或根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2006.6.27 JP 176389/20061.一種基板翹曲分析方法，對基板的翹曲進行分析，其特征在于，根據所述基板及包含在所述基板上安裝的各種部件在內的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算基板的翹曲，該基板翹曲分析方法包括以下處理：按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件相關的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量；根據位移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算所述電子部件相關的固化度；和按照所計算的所述固化度的值，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，或根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲。2.根據權利要求1所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，所述電子部件相關的主曲線是對涂敷所述電子部件的樹脂表示松弛彈性模量與時間的關系的曲線。3.根據權利要求1或2所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，所述電子部件相關的固化度是涂敷所述電子部件的樹脂在進行所述位移后的該時間點的固化度。4.根據權利要求1～3中任一項所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，在所計算的所述固化度表示固化結束時，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力，在所述固化度表示固化沒有結束時，根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力。5.根據權利要求1～4中任一項所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，將該分析處理重復所述溫度分布的時間分割數。6.根據權利要求5、權利要求1所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，按照預定時間分割所述溫度分布而按每個分割單位分別進行的所述分析包括：按照預定時間分割所述溫度分布的時間分割步驟；將表示所述分割單位的分割序號的參數初始化的初始化步驟；按照升序或降序變更表示所述分割序號的參數的分割序號變更步驟；和判斷變更后的所述分割序號是否超過總分割數的判斷步驟，在超過總分割數時結束運算，在沒有超過時，計算與所述分割單位對應的松弛彈性模量。7.根據權利要求6所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，作為所述溫度分布的時間軸細分方法，所述時間分割步驟進行均等分割，或細分溫度急劇變化的部分。8.根據權利要求6或7所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，為了將表示所述分割序號的所述參數初始化，所述初始化步驟對所述參數賦予值0。9.根據權利要求6～8中任一項所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，所述分割序號變更步驟是對所述分割序號進行加法運算的處理，加上1或1以上。10.根據權利要求6～9中任一項所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，在計算與所述分割單位對應的松弛彈性模量時，在所述變更后的所述分割序號的所述溫度分布的時間和溫度下，計算根據位移因素在所述主曲線的時間軸上位移后的所述分割序號的松弛彈性模量。11.一種電子部件翹曲分析方法，對電子部件的翹曲進行分析，其特征在于，根據所述電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算電子部件的翹曲，該電子部件翹曲分析方法包括以下處理：按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件相關的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量；根據位移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算所述電子部件相關的固化度；和按照所計算的所述固化度的值，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，或根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲。12.根據權利要求11所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，所述電子部件相關的主曲線是對涂敷所述電子部件的樹脂表示松弛彈性模量與時間的關系的曲線。13.根據權利要求11或12所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，所述電子部件相關的固化度是涂敷所述電子部件的樹脂在進行所述位移后的該時間點的固化度。14.根據權利要求11～13中任一項所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，在所計算的所述固化度表示固化結束時，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力，在所述固化度表示固化沒有結束時，根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力。15.根據權利要求11～14中任一項所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，將該分析處理重復所述溫度分布的時間分割數。16.根據權利要求15、權利要求11所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，按照預定時間分割所述溫度分布而按每個分割單位分別進行的所述分析包括：按照預定時間分割所述溫度分布的時間分割步驟；將表示所述分割單位的分割序號的參數初始化的初始化步驟；按照升序或降序變更表示所述分割序號的參數的分割序號變更步驟；和判斷變更后的所述分割序號是否超過總分割數的判斷步驟，在超過總分割數時結束運算，在沒有超過時，計算與所述分割單位對應的松弛彈性模量。17.根據權利要求16所述的基板翹曲分析方法，其特征在于，作為所述溫度分布的時間軸細分方法，所述時間分割步驟進行均等分割，或細分溫度急劇變化的部分。18.根據權利要求16或17所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，為了將表示所述分割序號的所述參數初始化，所述初始化步驟對所述參數賦予值0。19.根據權利要求16～18中任一項所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，所述分割序號變更步驟是對所述分割序號進行加法運算的處理，加上1或1以上。20.根據權利要求16～19中任一項所述的電子部件翹曲分析方法，其特征在于，在計算與所述分割單位對應的松弛彈性模量時，在所述變更后的所述分割序號的所述溫度分布的時間和溫度下，計算根據位移因素在所述主曲線的時間軸上位移后的所述分割序號的松弛彈性模量。21.一種基板翹曲分析系統，對基板的翹曲進行分析，其特征在于，根據所述基板及包含在所述基板上安裝的各種部件在內的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算基板的翹曲，該基板翹曲分析系統包括：分割單元，按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；獲取單元，在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件相關的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量；固化度計算單元，根據位移后的時間與實際施加的溫度的關系，計算所述電子部件相關的固化度；和分析單元，按照所計算的所述固化度的值，根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，或根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力。22.根據權利要求21所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，所述電子部件相關的主曲線是對涂敷所述電子部件的樹脂表示松弛彈性模量與時間的關系的曲線。23.根據權利要求21或22所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，所述電子部件相關的固化度是涂敷所述電子部件的樹脂在進行所述位移后的該時間點的固化度。24.根據權利要求21～23中任一項所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，在所計算的所述固化度表示固化結束時，所述分析單元根據與所述固化度對應的所述主曲線上的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力，在所述固化度表示固化沒有結束時，所述分析單元根據利用所述固化度與所述彈性常數的關系計算的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力。25.根據權利要求21～24中任一項所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，所述獲取單元、所述固化度計算單元和所述分析單元將該處理重復所述溫度分布的時間分割數。26.根據權利要求21～25中任一項所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，包括：所述分割單元；將表示所述分割單位的分割序號的參數初始化的初始化單元；按照升序或降序變更表示所述分割序號的參數的分割序號變更單元；和判斷變更后的所述分割序號是否超過總分割數的判斷單元，在超過總分割數時結束運算，在沒有超過時，由所述獲取單元獲取與該分割的時間對應的所述電子部件的松弛彈性模量，由所述固化度計算單元計算固化度，由所述分析單元按照所計算的所述固化度的值，根據與所述分割單位對應的松弛彈性模量，分析所述電子部件的翹曲和應力，該基板翹曲分析系統按照預定時間分割所述溫度分布，按每個分割單位分別進行所述處理。27.根據權利要求26所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，作為所述溫度分布的時間軸細分方法，所述分割單元進行均等分割，或細分溫度急劇變化的部分。28.根據權利要求26或27所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，為了將表示所述分割序號的所述參數初始化，所述初始化單元對所述參數賦予值0。29.根據權利要求26～28中任一項所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，所述分割序號變更單元對所述分割序號加上1或1以上。30.根據權利要求26～29中任一項所述的基板翹曲分析系統，其特征在于，在由所述獲取單元計算與所述分割單位對應的松弛彈性模量時，在所述變更后的所述分割序號的所述溫度分布的時間和溫度下，計算根據位移因素在所述主曲線的時間軸上位移后的所述分割序號的松弛彈性模量。31.一種電子部件翹曲分析系統，對電子部件的翹曲進行分析，其特征在于，根據包含各種部件的電子部件的至少包括形狀和彈性常數的模型數據，計算電子部件的翹曲，該電子部件翹曲分析系統包括：分割單元，按照預定時間分割表示所述電子部件的溫度與時間的關系的溫度分布；獲取單元，在根據溫度與時間的換算規則在基準溫度下合成的所述電子部件相關的主曲線的時間軸上進行位移，從而獲取與所述分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：平田一郎，
申請(專利權)人：日本電氣株式會社，
類型：發明
國別省市：JP