【芯片底部填（tián）充膠（jiāo）】的性能（néng）特點及應用工藝注意事（shì）項？

在半導體封裝（zhuāng）領域，芯片底部填充膠（Underfill）作為關鍵材料，通過填充（chōng）芯片與基板間的微米級間隙，顯著提升了電子產品的可靠（kào）性。接下來，研泰化學膠（jiāo）粘劑應用工（gōng）程師將淺析其性能特點與工藝控製要點。

一（yī）、核（hé）心性能特點

1. 高（gāo）流動性（xìng）與精準填充能力

底部填充膠采用低黏度（dù）環氧樹脂體係，黏度普遍低於（yú）0.5 Pa·s，可借助毛細作用在10-50秒內滲透至BGA芯（xīn）片底部10μm級間隙。

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（shù）差異，優質填充膠通過（guò）以下設計實現應力平衡：

• 低CTE配方（fāng）：球型二氧化矽填（tián）料占比達70-85%，將（jiāng）CTE控製在12-18×10⁻⁶/K

• 梯（tī）度玻璃化轉變溫度（Tg）：采（cǎi）用雙酚A/F環氧樹脂共混體係，形（xíng）成80-150℃分段固化特性，適（shì）應（yīng）不同熱循環場景

• 高彈性模量（liàng）：固化後模量達8-12 GPa，有效（xiào）分（fèn）散焊點應力，使BGA組件抗跌落性能提升300%

3. 快速固化與工藝（yì）兼容（róng）性

主流產品支持（chí）80℃/10min-150℃/2min的（de）梯度固（gù）化方案，漢高HT係列更（gèng）開發出UV-熱雙固化體係，實現30秒初固+5分鍾完全固化。與SAC305等無鉛（qiān）焊料兼容性測試顯示，在260℃回流焊（hàn）3次後，剪切強度衰減率低於8%。

4. 可靠性（xìng）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衝擊後開路率＜0.1%

• 濕度敏（mǐn）感度：85℃/85%RH/168h後吸水率＜0.15%

二、應用工藝關鍵控製點

1. 前處理工藝優（yōu）化

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

• 等（děng）離子清洗：O₂/CF₄混合氣體等離子處理（lǐ）（功率300W，時（shí）間3min），使基板表（biǎo）麵能提升至65mN/m以上

• 助焊劑殘留控製：采用免清洗助焊（hàn）劑+在線式離子汙（wū）染測試儀（IPC-TM-650 2.3.28），確（què）保離（lí）子殘留量＜1.5μg NaCl/cm²

2. 精密點膠技術

設備選型：采用壓（yā）電噴（pēn）射閥（精度±25μm）或螺旋泵（流量穩定性±1%）

路徑規劃：

• BGA封裝：采用"L"型路徑，點膠速度（dù）100-300mm/s

• Flip-Chip封裝：采用螺旋填充路徑，轉速500-2000rpm

• 膠量控製：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（dù），ε：冗餘係數1.05-1.1）

3. 固化工藝窗口管理

• 紅外熱（rè）成像監（jiān）控：在固化爐（lú）內設置5個溫度監測點，確保溫差＜±3℃

• 階梯固化曲線：

• 在線X-Ray檢測：采用160kV微焦點X射線係統，檢測空洞率標準：

• 單個空洞直徑＜0.2mm

• 總麵（miàn）積空洞率＜5%

三、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（zì）控推出（chū）的AI視覺點膠係統，通過（guò）深度學習算法實現：

• 元件識別準（zhǔn）確率99.97%

• 路徑規劃時（shí）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（sù）淘汰含（hán）鹵素阻燃劑，納米氮化硼替代方案使阻燃等級達到UL94 V-0，同時保（bǎo）持CTE穩定性。

芯片底部（bù）填（tián）充膠技術已進入納米級精度（dù）控製時代，其性能（néng）優化與工藝創新（xīn）直接關（guān）係到（dào）5G基站（zhàn）、自動駕（jià）駛域控製器等（děng）高端電子產品的可靠（kào）性。企業需建（jiàn）立從材料研發到（dào）工藝驗證的全鏈條質量（liàng）管控體係，方能在半導體封裝微縮化趨勢中占據（jù）競爭優勢。如（rú）需了解更多關（guān）於芯（xīn）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學技術人員。作為專業的（de）電子膠粘（zhān）劑生（shēng）產廠家，研泰近20載專注（zhù）於研發生產各類電子膠粘劑，為了方便大家更好的使用和保存膠粘劑（jì），同步也會在（zài）官網分享一些膠粘劑的相關知識給大家，歡（huān）迎大家隨時關注—研泰官網。