Underfill(底部填充膠)的功能與應(yīng)用？為什么要用底填膠？解決PCBA上的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，CSP/BGA存在的隱患-應(yīng)力集中；熱應(yīng)力：因?yàn)樾酒突牡木€(xiàn)性膨脹系數(shù)（CTE）不一樣，在冷熱循環(huán)測(cè)試時(shí)，高CTE和低CTE的材料之膨脹系數(shù)之差會(huì)導(dǎo)至焊球受到相互的約束，使其不能完全自由脹縮，而發(fā)生形變，終導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂；機(jī)械應(yīng)力：結(jié)合應(yīng)用端的使用情況，一些如PCB板材發(fā)生彎曲，扭曲，另外還有跌落和震動(dòng)等；引腳應(yīng)力不均勻分布，各焊球應(yīng)力不均勻，周邊比中間大的多。使用底部填充一些韌性好的材料，可以適當(dāng)?shù)姆稚?yīng)力增加芯片的可靠性； 對(duì)于材料的特性要求： 1） 流動(dòng)性要好可以很容易的通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象滲透進(jìn)BGA底部，便于操作； 2） 適當(dāng)?shù)捻g性和強(qiáng)度，分散和降低焊球的應(yīng)力； 3） 降低芯片和基材的CTE之差； 4） 達(dá)到高低溫循環(huán)之要求； 5） 可以返維且工藝簡(jiǎn)單。底部填充膠的流動(dòng)性或者說(shuō)填充速度往往是客戶(hù)非常關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)。南寧消費(fèi)電子填充膠廠家
底部填充膠(underfill)中空洞的去除方法： 在許多底部填充膠(underfill)的應(yīng)用中，包括從柔性基板上的較小芯片到較大的BGA封裝，底部填充膠(underfill)中出現(xiàn)空洞和氣隙是很普遍的問(wèn)題。這種在底部填充膠(underfill)部位出現(xiàn)空洞的后果與其封裝設(shè)計(jì)和使用模式相關(guān)，典型的空洞會(huì)導(dǎo)致可靠性的下降，本文將探討減少空洞問(wèn)題的多種策略。 如果已經(jīng)確定了空洞產(chǎn)生的位置，你可能就已經(jīng)有了檢測(cè)空洞的方法，不同的方法對(duì)問(wèn)題的解決都是有用的。其中較常用的三種檢測(cè)空洞的方法分別是：利用玻璃芯片或基板，超聲成像和制作芯片剖面或?qū)⑿酒瑒冸x的破壞性試驗(yàn)。 采用玻璃芯片或基板會(huì)十分有效，這種方法能對(duì)測(cè)試結(jié)果提供即時(shí)反饋，并且能有助于理解何種流動(dòng)類(lèi)型能使下底部填充膠(underfill)的流動(dòng)速率達(dá)到較優(yōu)化，而采用不同顏色的底部填充膠(underfill)材料也可幫助實(shí)現(xiàn)流動(dòng)直觀化。這種方法的缺點(diǎn)在于玻璃器件上底部填充膠(underfill)的流動(dòng)和空洞的形成行與實(shí)際的器件相比可能有些細(xì)微的偏差。南京led底部填充膠廠家底部填充膠的固化環(huán)節(jié)，要再經(jīng)過(guò)高溫烘烤以加速環(huán)氧樹(shù)脂的固化時(shí)間。
兼容性問(wèn)題指的是底部填充膠與助焊劑之間的兼容性。助焊劑在焊接過(guò)程中起到保護(hù)和防止氧化的作用，它的成分主要是松香樹(shù)脂、有機(jī)酸活性劑、有機(jī)溶劑等。雖然在芯片焊接后會(huì)對(duì)助焊劑進(jìn)行清洗，但是并不能保證助焊劑被徹底清理。底部填充膠是混合物，主要是由環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和引發(fā)劑等組成。底部填充膠中的成分有可能會(huì)與助焊劑的殘留物發(fā)生反應(yīng)，這樣底部填充膠配比發(fā)生了變化，可能發(fā)生膠水延遲固化或不固化的情況。因此在選擇底部填充膠的時(shí)候要考慮兼容性問(wèn)題。兼容性測(cè)試可以通過(guò)切片分析來(lái)觀察，也可以將膠水與錫膏混合后固化來(lái)快速判斷。混合后的底部填充膠和錫膏按照規(guī)定時(shí)間溫度固化后沒(méi)有氣泡或不固化情況，就說(shuō)明沒(méi)有兼容性問(wèn)題。如果不能判定是否完全固化，可以使用差示掃描量熱儀DSC 測(cè)試是否有反應(yīng)峰來(lái)驗(yàn)證。
相對(duì)于其他底部填充系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，非流動(dòng)型底部填充的較大優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)工藝的改進(jìn)，在材料性能方面并沒(méi)有明顯差異。為了讓底部填充的填充過(guò)程與傳統(tǒng)的表面組裝工藝更好的兼容，非流動(dòng)型底部填充不能使用控溫精確度很高的固化爐。通過(guò)將助焊性能集成到底部填充材料中，CSP的粘片和材料固化工藝合二為一。在組裝過(guò)程中，在元件放置之前先將非流動(dòng)型底部填充材料涂覆到粘片位置上。當(dāng)線(xiàn)路板進(jìn)行再流時(shí)，底部填充材料可以作為助焊劑，協(xié)助獲得合金互連，并且本身在再流爐中同步完成固化。所以可以在傳統(tǒng)的表面組裝工藝線(xiàn)上完成底部填充 從設(shè)備和人員投入的角度來(lái)講，非流動(dòng)型底部填充系統(tǒng)節(jié)約了成本和時(shí)間，但自身也受到一些限制。與毛細(xì)管底部填充不同，非流動(dòng)型底部填充材料中必須含有填充物。在底部填充材料中的填充材料可能正好位于焊料球和電路板焊盤(pán)之間。底部填充膠還能很好的減少焊接點(diǎn)的應(yīng)力，將應(yīng)力均勻分散在芯片的界面上。
PCBA元件底部填充膠的選用要求：PCBA上，在BGA器件與PCB基板間形成高質(zhì)量的填充和灌封底部填充膠的品質(zhì)與性能至為重要。首先我們需要了解底部填充膠的基本特性：用于BGA/CSP等器件的底部填充膠，是以單組份環(huán)氧樹(shù)脂為主體的液態(tài)熱固膠粘劑，有時(shí)在樹(shù)脂中添加增韌改性劑，是為了改良環(huán)氧樹(shù)脂柔韌性不足的弱點(diǎn)。底部填充膠的熱膨脹系數(shù)（CTE）﹑玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）以及模量系數(shù)（Modulus）等特性參數(shù)，需要與PCB基材、器件的芯片和焊料合金等相匹配。通常膠水的Tg的點(diǎn)對(duì)CTE影響巨大，溫度低于Tg的點(diǎn)時(shí)CTE較小，反之CTE劇烈增加。模量系數(shù)的本義是指物質(zhì)的應(yīng)力與應(yīng)變之比，膠水模量是膠水固化性能的重要參數(shù)，通常模量較高表示膠水粘接強(qiáng)度與硬度較好，但同時(shí)膠水固化時(shí)殘留的應(yīng)力會(huì)較大。底部填充膠的應(yīng)用原理是利用毛細(xì)作用使得膠水迅速流過(guò)BGA 芯片底部芯片底部。河南ic固定膠廠家
在芯片踢球陣列中，底部填充膠能有效的阻擊焊錫點(diǎn)本身因?yàn)閼?yīng)力而發(fā)生應(yīng)力失效。南寧消費(fèi)電子填充膠廠家
底部填充膠的應(yīng)用原理是利用毛細(xì)作用使得膠水迅速流過(guò)BGA 芯片底部，其毛細(xì)流動(dòng)的較小空間是10um。 這也符合了焊接工藝中焊盤(pán)和焊錫球之間的較低電氣特性要求，因?yàn)槟z水是不會(huì)流過(guò)低于4um的間隙，所以保障了焊接工藝的電氣安全特性。隨著手機(jī)、電腦等便攜式電子產(chǎn)品，日趨薄型化、小型化、高性能化，IC封裝也日趨小型化、高聚集化，CSP/BGA得到快速普及和應(yīng)用，CSP/BGA的封裝工藝操作要求也越來(lái)越高。底部填充膠的作用也越來(lái)越被看重。BGA和CSP，是通過(guò)微細(xì)的錫球被固定在線(xiàn)路板上，如果受到?jīng)_擊、彎折等外部作用力的影響，焊接部位容易發(fā)生斷裂。而底部填充膠特點(diǎn)是：疾速活動(dòng)，疾速固化，能夠迅速浸透到BGA和CSP底部，具有優(yōu)良的填充性能，固化之后可以起到緩和溫度沖擊及吸收內(nèi)部應(yīng)力，補(bǔ)強(qiáng)BGA與基板連接的作用，進(jìn)而大幅度增強(qiáng)了連接的可信賴(lài)性.南寧消費(fèi)電子填充膠廠家