【芯片底部填充膠】的性能特點及應用工藝注（zhù）意事項？

在半（bàn）導體封裝領域（yù），芯片底部填充膠（Underfill）作為（wéi）關鍵材（cái）料，通過填充芯（xīn）片與基板間的微（wēi）米級間隙（xì），顯著提升（shēng）了電子產品的可靠性（xìng）。接下來，研泰化學膠粘劑應用工程師（shī）將淺析其性能特點與工藝（yì）控製要（yào）點。

一、核心（xīn）性能特點

1. 高流動性與精準填充能力（lì）

底部填充膠采用低黏度環氧樹脂體（tǐ）係，黏度普遍低於0.5 Pa·s，可借助毛細作用在10-50秒內（nèi）滲透至BGA芯片（piàn）底部10μm級間（jiān）隙。

2. 熱-機械應力緩衝機製

針對矽芯片（CTE 2.5×10⁻⁶/K）與PCB基板（CTE 18-24×10⁻⁶/K）的熱膨脹係數差異（yì），優質填（tián）充膠通過以下設（shè）計實現應力平衡：

• 低CTE配方（fāng）：球（qiú）型二氧化矽填料占（zhàn）比達70-85%，將CTE控製在12-18×10⁻⁶/K

• 梯度玻璃化轉變溫度（Tg）：采用雙酚A/F環氧樹脂共混（hún）體係，形成80-150℃分段固化特（tè）性，適應（yīng）不同熱循環場（chǎng）景

• 高彈性模量：固化（huà）後模量達8-12 GPa，有（yǒu）效分散焊點應力，使BGA組件抗跌（diē）落性能提（tí）升300%

3. 快速固化與工藝兼容性

主流產品（pǐn）支持80℃/10min-150℃/2min的梯（tī）度固化（huà）方案，漢高HT係列更開發（fā）出（chū）UV-熱雙固化體係，實現30秒初固+5分鍾完全固化。與SAC305等（děng）無鉛（qiān）焊料兼容性測試顯示，在260℃回流焊3次（cì）後，剪切強（qiáng）度衰減（jiǎn）率低於8%。

4. 可靠（kào）性驗證體係

通過JESD22-B111標準測試：

• 熱循環：-40℃~125℃/1000次循環後失效率＜0.5%

• 機械衝擊：1500G/0.5ms衝擊（jī）後開路率＜0.1%

• 濕度敏感度：85℃/85%RH/168h後（hòu）吸（xī）水率＜0.15%

二、應用工藝關鍵（jiàn）控製點

1. 前處理工藝優（yōu）化

• 真空烘烤：采用三段式烘烤（60℃/1h→85℃/2h→125℃/4h），將PCBA含水率降至（zhì）0.05%以下，避免固化氣泡

• 等離子清洗：O₂/CF₄混（hún）合（hé）氣（qì）體等離子處理（功率300W，時間3min），使基板表麵能提升至65mN/m以上

• 助焊劑殘留控製：采用免清洗助焊劑+在線式離子汙染（rǎn）測試儀（IPC-TM-650 2.3.28），確保離子殘留量＜1.5μg NaCl/cm²

2. 精密點膠（jiāo）技術

設備選（xuǎn）型：采用壓電噴射（shè）閥（精（jīng）度（dù）±25μm）或螺旋泵（流量穩定性±1%）

路徑規劃：

• BGA封裝：采用（yòng）"L"型路徑，點膠（jiāo）速度100-300mm/s

• Flip-Chip封（fēng）裝：采用螺旋填充路徑，轉速500-2000rpm

• 膠量控製（zhì）：單點膠量公式：V=4π×(D+2δ)2×h×(1+ε)
（D：焊球直徑，δ：間隙，h：芯片厚度，ε：冗餘係數1.05-1.1）

3. 固化工藝窗口（kǒu）管理

• 紅外熱成像監控：在固化爐內設置5個溫度監測點，確（què）保溫差＜±3℃

• 階梯固化曲線：

• 在線X-Ray檢（jiǎn）測：采用160kV微焦點X射（shè）線係統，檢測空洞率標準：

• 單個空洞直徑＜0.2mm

• 總麵積空洞率＜5%

三（sān）、行業發展趨勢

 1.材料創新：

研發室溫自修複聚氨酯體係，在-40℃~125℃熱（rè）衝擊下實現裂紋自愈合，壽命延長至10年以上。

2.工藝升級：
軸心自控推出的AI視（shì）覺點膠係統，通過深度學習算法實現：

• 元件識別準確（què）率99.97%

• 路徑規劃（huá）時間縮短80%

• 膠量控製CV值＜3%

3.環保要求：

歐盟RoHS 3.0標準實（shí）施後，行業加速淘汰含鹵素阻燃劑，納米氮化硼替代方案（àn）使阻燃等（děng）級（jí）達（dá）到UL94 V-0，同時保持（chí）CTE穩定性。

芯片底部填充膠技術已進入納米（mǐ）級精度控製時代，其性能優化與工藝創新直接關係到（dào）5G基（jī）站（zhàn）、自動駕駛域控製器等（děng）高端電子產（chǎn）品的可靠性。企業需建立從材料研發到工藝驗（yàn）證的全鏈條質量管控（kòng）體係，方能在半導體封裝（zhuāng）微縮化趨勢中占據競（jìng）爭優勢。如需了解更多關於芯片底部填充膠應用方麵的問題，歡迎留言或來電谘詢研泰化（huà）學技術人員。作為專業的（de）電子膠（jiāo）粘劑生產廠（chǎng）家（jiā），研（yán）泰近20載專注於研發生產各類電子膠粘劑，為了方便大家（jiā）更好的（de）使（shǐ）用和保存膠粘劑，同步也會（huì）在官網分享一些膠粘劑的相關知識給大家，歡迎大（dà）家隨時關注—研泰官網。