底部填充膠（Underfill）作爲一種重要的集成電路封裝電子膠黏劑，在先進封裝如2.5D、3D封裝中，用於緩解芯片封裝中不同材料之間熱膨脹系數不匹配帶來的應力集中問題，進而提高器件封裝可靠性。底部填充膠是一種低黏度、低溫固化的毛細管流動底部填充料，流動速度快，工作壽命長，翻修性能佳，其在加熱的條件下可以固化，将底部空隙大面積填滿，從而達到加固的目的 ，增強封裝芯片和PCBA之間的抗跌落性能。
從使用場景上來看，底部填充膠分爲兩種 ，一種是倒裝芯片底部填充膠(Flip-Chip Underfill)，用於芯片與封裝基闆互連凸點之間間隙的填充 ，此處的精度一般爲微米級，對於底部填充膠提出瞭很高的要求 ，使用方一般爲先進封裝企業；另一種是（焊）球栅陣列底部填充膠(BGA Underfill)，用於封裝基闆與PCB印制電路闆之間互連的焊球之間的填充，焊球之間的間隙精度爲毫米級，對底部填充膠要求相對較低。
一、關於底部填充材料
底部填充膠是由多種成分組成 ，不同成分對材料的作用不同 。從工藝角度看，較低的黏度可以縮短填充速度，需要具備(bèi)合适的固化溫度和固化時間 ，一般還應易於(yú)返修；從可靠性角度而言 ，底部填充膠需具備(bèi)良好的填充效果以減少氣泡和空穴 ，具備(bèi)與基闆和焊點之間的兼容性，以及重新分配不同組件的熱應力；同時需要滿足較高的表面電阻，耐溫耐濕能力，以及耐熱沖擊能力等。
底部填充膠的性能指标主要包括以下幾個方面：粘度(Viscosity)，直接影響工藝的填充性能和填充時間 ，一般底部填充膠的粘度越低，加工的效率越高；熱膨脹系數(CTE)，因爲矽芯片(2.5×10－6 /K)和印刷電路闆(18×10－6 /K～24×10－6 /K)之間的熱膨脹系數差别很大，解決溫度變(biàn)化産(chǎn)生的内應力問題是底部填充膠發明的初衷，應在保證其他性能的前提下盡可能減小熱膨脹系數；玻璃化轉變(biàn)溫度(Tg)和彈性模量(Elastic Modulus)，玻璃化轉變(biàn)溫度和彈性模量直接影響器件的耐熱機械沖擊的能力，而這兩者對性能的影響較爲複雜且會相互制約 ，需要找到平衡點以得到合适性能的産(chǎn)品。
底部填充膠的主體材料一般是環氧樹脂，通常包含雙酚A、雙酚F等類型的環氧樹脂。除去環氧樹脂，底部填充膠一般還包含填料 、硬化劑 、催化劑、助粘劑、阻燃劑 、顔料、增韌劑和分散劑等成分。底部填充膠所使用的填料一般爲球型二氧化矽(guī)，主要爲瞭(le)降低熱膨脹系數 、增強模數和降低吸濕性等 。底部填充膠所含成分及其功能如下圖所示 ，這些成分的組合以增強底部填充膠固化後性能爲目的，大大提高瞭(le)倒裝芯片封裝的可靠性。
二、底部填充工藝
倒裝芯片的底部填充工藝一般分爲三種：毛細填充（流動(dòng)型）、無流動(dòng)填充和模壓填充，其各自的工藝流程如下圖。一般底部填充工藝過程主要包括兩個(gè)工藝，即初始底部填充工藝和随後的固化工藝 。
三、底部填充膠(jiāo)應用中常見(jiàn)問題及解決方法
1）膠粘劑固化後(hòu)會産(chǎn)生氣泡
氣泡一般是因爲水蒸汽而導(dǎo)緻，水蒸氣産(chǎn)生的原因有SMT（電子電路表面組裝技術）數小時後會有水蒸氣附在PCB闆（印制電路闆）上，或膠粘劑沒有充分回溫也有可能造成此現象。常見的解決方法是将電路闆加熱至110℃，烘烤一段時間後再點膠；以及使用膠粘劑之前将膠粘劑充分回溫 。
2）膠(jiāo)水滲(shèn)透不到芯片底部空隙
這種情況屬膠水粘度問題，也可以說是選型問題，膠水滲透不進底部空隙，隻有重新選擇合适的産品 ，專業廠家底部填充膠，流動性好，在毛細作用下 ，對BGA封裝模式的芯片進行底部填充，再利用加熱的固化形式 ，快達3-5分鍾完全固化，将BGA底部空隙大面積填滿（填充飽滿度達到95%以上），形成一緻和無缺陷的底部填充層，並(bìng)且适合高速噴膠、全自動化批量生産，幫(bāng)助客戶提高生産效率，大幅縮減成本。
3）膠(jiāo)水不完全固化或不固化
助焊劑殘留會蓋住焊點的裂縫，導緻産品失效的原因檢查不出來 ，這時要先清洗殘留的助焊劑。但是芯片焊接後，不能保證助焊劑被徹底清除。底部填充膠中的成分可能與助焊劑殘留物反應，可能發生膠水延遲固化或不固化的情況。要解決由助焊劑影響底部填充膠能否固化的問題，首先要防止助焊劑的殘留，以及要瞭(le)解膠水與助焊劑的兼容性知識，底部填充膠具有工藝簡單 、優異的助焊劑兼容性、毛細流動性 、高可靠性邊角補強粘合等特點 ，並(bìng)且專業廠家可以全方位提供用膠方案 ，有效解決此問題。
四 、研泰化學專業研發(fā)生産(chǎn)底部填充膠
在倒裝芯片封裝中，矽芯片使用焊接凸塊而非焊線直接固定在基材上 ，提供密集的互連，具有很高的電氣性能和熱性能 ，倒裝芯片互連實現瞭(le)終極的微型化，減少瞭(le)封裝寄生效應，並(bìng)且實現瞭(le)其他傳統封裝方法無法實現的芯片功率分配和地線分配新模式。研泰化學技術團隊根據累積經驗案例創新研發的MX-62系列底部填充膠，從搭載無源元器件的大型單芯片封裝，到模塊和複雜的先進 3D 封裝，包含底填CUF封裝膠水、液态塑封料LMC底部填充膠水、顯示模組COF用底填封裝膠水以及多種不同的低成本創新選項 ，研泰化學能提供豐富的倒裝芯片底部填充膠水産品組合解決方案。
總而言之，底部填充膠是增強BGA組裝可靠性的重要輔料，選擇底部填充膠的好壞對産(chǎn)品可靠性有很大影響。如何選擇與評估至關重要．研泰化學深耕電(diàn)子膠粘劑行業十餘載，研發的MX-62系列底部填充膠具有良好的耐冷熱沖擊 、絕緣、抗跌落、低吸濕 、低線性熱膨脹系數 、低粘度、流動性好、可返修等性能，廣泛應用於(yú)通訊設備(bèi)、儀器儀表、數碼電子、汽車電子、家用電器、安防器械等行業。如您遇到電(diàn)子行業用膠難題，例如爲什麽底部填充膠出現氣隙等，歡迎通過在線客服、網站留言、來電(diàn)、郵件等方式聯系我們，研泰化學有專門的技術團隊(duì)爲您解決問題，将第一時間響應您的需求。
