Underfill(底部填充胶)的功能与应用?为什么要用底填胶?解决PCBA上的一个关键问题,CSP/BGA存在的隐患-应力集中;热应力:因为芯片和基材的线性膨胀系数(CTE)不一样,在冷热循环测试时,高CTE和低CTE的材料之膨胀系数之差会导至焊球受到相互的约束,使其不能完全自由胀缩,而发生形变,终导致焊点断裂;机械应力:结合应用端的使用情况,一些如PCB板材发生弯曲,扭曲,另外还有跌落和震动等;引脚应力不均匀分布,各焊球应力不均匀,周边比中间大的多。使用底部填充一些韧性好的材料,可以适当的分散应力增加芯片的可靠性; 对于材料的特性要求: 1) 流动性要好可以很容易的通过毛细现象渗透进BGA底部,便于操作; 2) 适当的韧性和强度,分散和降低焊球的应力; 3) 降低芯片和基材的CTE之差; 4) 达到高低温循环之要求; 5) 可以返维且工艺简单。底部填充胶的流动性或者说填充速度往往是客户非常关注的一个指标。南宁消费电子填充胶厂家
底部填充胶(underfill)中空洞的去除方法: 在许多底部填充胶(underfill)的应用中,包括从柔性基板上的较小芯片到较大的BGA封装,底部填充胶(underfill)中出现空洞和气隙是很普遍的问题。这种在底部填充胶(underfill)部位出现空洞的后果与其封装设计和使用模式相关,典型的空洞会导致可靠性的下降,本文将探讨减少空洞问题的多种策略。 如果已经确定了空洞产生的位置,你可能就已经有了检测空洞的方法,不同的方法对问题的解决都是有用的。其中较常用的三种检测空洞的方法分别是:利用玻璃芯片或基板,超声成像和制作芯片剖面或将芯片剥离的破坏性试验。 采用玻璃芯片或基板会十分有效,这种方法能对测试结果提供即时反馈,并且能有助于理解何种流动类型能使下底部填充胶(underfill)的流动速率达到较优化,而采用不同颜色的底部填充胶(underfill)材料也可帮助实现流动直观化。这种方法的缺点在于玻璃器件上底部填充胶(underfill)的流动和空洞的形成行与实际的器件相比可能有些细微的偏差。南京led底部填充胶厂家底部填充胶的固化环节,要再经过高温烘烤以加速环氧树脂的固化时间。
兼容性问题指的是底部填充胶与助焊剂之间的兼容性。助焊剂在焊接过程中起到保护和防止氧化的作用,它的成分主要是松香树脂、有机酸活性剂、有机溶剂等。虽然在芯片焊接后会对助焊剂进行清洗,但是并不能保证助焊剂被彻底清理。底部填充胶是混合物,主要是由环氧树脂、固化剂和引发剂等组成。底部填充胶中的成分有可能会与助焊剂的残留物发生反应,这样底部填充胶配比发生了变化,可能发生胶水延迟固化或不固化的情况。因此在选择底部填充胶的时候要考虑兼容性问题。兼容性测试可以通过切片分析来观察,也可以将胶水与锡膏混合后固化来快速判断。混合后的底部填充胶和锡膏按照规定时间温度固化后没有气泡或不固化情况,就说明没有兼容性问题。如果不能判定是否完全固化,可以使用差示扫描量热仪DSC 测试是否有反应峰来验证。
相对于其他底部填充系统来说,非流动型底部填充的较大优点在于对工艺的改进,在材料性能方面并没有明显差异。为了让底部填充的填充过程与传统的表面组装工艺更好的兼容,非流动型底部填充不能使用控温精确度很高的固化炉。通过将助焊性能集成到底部填充材料中,CSP的粘片和材料固化工艺合二为一。在组装过程中,在元件放置之前先将非流动型底部填充材料涂覆到粘片位置上。当线路板进行再流时,底部填充材料可以作为助焊剂,协助获得合金互连,并且本身在再流炉中同步完成固化。所以可以在传统的表面组装工艺线上完成底部填充 从设备和人员投入的角度来讲,非流动型底部填充系统节约了成本和时间,但自身也受到一些限制。与毛细管底部填充不同,非流动型底部填充材料中必须含有填充物。在底部填充材料中的填充材料可能正好位于焊料球和电路板焊盘之间。底部填充胶还能很好的减少焊接点的应力,将应力均匀分散在芯片的界面上。
PCBA元件底部填充胶的选用要求:PCBA上,在BGA器件与PCB基板间形成高质量的填充和灌封底部填充胶的品质与性能至为重要。首先我们需要了解底部填充胶的基本特性:用于BGA/CSP等器件的底部填充胶,是以单组份环氧树脂为主体的液态热固胶粘剂,有时在树脂中添加增韧改性剂,是为了改良环氧树脂柔韧性不足的弱点。底部填充胶的热膨胀系数(CTE)﹑玻璃转化温度(Tg)以及模量系数(Modulus)等特性参数,需要与PCB基材、器件的芯片和焊料合金等相匹配。通常胶水的Tg的点对CTE影响巨大,温度低于Tg的点时CTE较小,反之CTE剧烈增加。模量系数的本义是指物质的应力与应变之比,胶水模量是胶水固化性能的重要参数,通常模量较高表示胶水粘接强度与硬度较好,但同时胶水固化时残留的应力会较大。底部填充胶的应用原理是利用毛细作用使得胶水迅速流过BGA 芯片底部芯片底部。河南ic固定胶厂家
在芯片踢球阵列中,底部填充胶能有效的阻击焊锡点本身因为应力而发生应力失效。南宁消费电子填充胶厂家
底部填充胶的应用原理是利用毛细作用使得胶水迅速流过BGA 芯片底部,其毛细流动的较小空间是10um。 这也符合了焊接工艺中焊盘和焊锡球之间的较低电气特性要求,因为胶水是不会流过低于4um的间隙,所以保障了焊接工艺的电气安全特性。随着手机、电脑等便携式电子产品,日趋薄型化、小型化、高性能化,IC封装也日趋小型化、高聚集化,CSP/BGA得到快速普及和应用,CSP/BGA的封装工艺操作要求也越来越高。底部填充胶的作用也越来越被看重。BGA和CSP,是通过微细的锡球被固定在线路板上,如果受到冲击、弯折等外部作用力的影响,焊接部位容易发生断裂。而底部填充胶特点是:疾速活动,疾速固化,能够迅速浸透到BGA和CSP底部,具有优良的填充性能,固化之后可以起到缓和温度冲击及吸收内部应力,补强BGA与基板连接的作用,进而大幅度增强了连接的可信赖性.南宁消费电子填充胶厂家