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什么是底部填充胶(Underfill)?

时间:2024-12-04

底部填充胶(Underfill)是一种用于电子封装领域的胶水。


一、什么是底部填充胶(Underfill)


     底部填充胶是一种在芯片封装过程中,被填充在芯片和基板之间微小间隙的材料。其主要目的是增强芯片与基板之间的连接可靠性。在电子产品的使用过程中,芯片会因为热循环、机械振动等因素而受到应力。底部填充胶可以有效地分散这些应力,防止芯片与基板之间的焊点因应力集中而出现开裂或脱落的情况。例如,在手机、电脑等电子设备中的芯片,在日常使用中会经历温度变化、不小心的碰撞等情况,底部填充胶就像一个 “缓冲卫士”,保障芯片和基板连接的稳定性。

二、底部填充胶(Underfill)成分和特性


  1. 成分
    • 底部填充胶通常是一种环氧树脂基的复合材料。环氧树脂提供了良好的粘结性和机械性能,能够牢固地将芯片和基板粘结在一起。同时,还会包含一些填充材料,如二氧化硅等无机填料。这些填料可以调节胶水的粘度、热膨胀系数等性能。


  2. 特性

    • 低粘度:它具有较低的粘度,这样才能顺利地通过点胶设备填充到芯片和基板之间非常微小的间隙中。一般来说,其粘度在几百到几千毫帕・秒(mPa・s)之间,具体数值会因不同的产品型号和应用场景而有所不同。例如,在精细的 BGA(球栅阵列)封装中,需要使用粘度更低的底部填充胶,以确保能够充分填充间隙。


    • 快速固化:为了提高生产效率,底部填充胶通常具有快速固化的特性。在适当的温度和固化条件下,它可以在几分钟到几十分钟内完成固化过程。固化后的胶水形成一种坚硬而有弹性的固体,能够提供良好的机械支撑。


    • 良好的流动性:能够在芯片底部的狭小空间内自动流动,填充所有的缝隙。这是通过精确设计胶水的成分和物理特性来实现的,确保胶水可以在没有外力辅助的情况下均匀地分布在芯片底部。


    • 高粘结强度:对芯片和基板材料(如硅芯片、PCB 基板等)有很高的粘结强度。这种粘结强度可以保证在复杂的环境条件下,芯片和基板之间的连接不会轻易松动。其粘结强度可以通过专业的拉伸试验等方法来测试,通常能够达到几兆帕(MPa)的强度。


    • 匹配的热膨胀系数:胶水的热膨胀系数与芯片和基板材料的热膨胀系数相近。这样在温度变化时,芯片、胶水和基板可以同步膨胀和收缩,减少因热膨胀差异而产生的应力。例如,如果胶水的热膨胀系数与芯片和基板相差过大,在温度升高时,胶水膨胀的程度与芯片和基板不同,就会产生额外的应力,导致焊点损坏。

产品矢量图 (3).png

Visionchem 底部填充胶(Underfill)


三、底部填充胶(Underfill)应用领域


  1. 消费电子领域
    • 在智能手机、平板电脑、笔记本电脑等设备中广泛应用。例如,手机中的处理器芯片、存储芯片等,通过底部填充胶来确保在日常使用过程中的可靠性。由于这些设备经常会受到温度变化(如在充电时发热)、机械冲击(如不小心掉落)等情况的影响,底部填充胶能够有效延长芯片的使用寿命。


  2. 汽车电子领域
    • 汽车中的电子控制单元(ECU)、发动机控制模块、车载娱乐系统等电子设备也需要使用底部填充胶。汽车的工作环境比较复杂,温度范围从极寒到高温,并且会受到振动和冲击。底部填充胶可以保证汽车电子芯片在这样恶劣的环境下稳定工作,提高汽车电子系统的安全性和可靠性。


  3. 工业控制和通信领域
    • 在工业自动化设备的控制芯片、通信基站的信号处理芯片等方面也有应用。这些芯片通常需要长时间、高可靠性的运行,底部填充胶能够满足这些要求,保障设备的正常运行。例如,在 5G 通信基站中,大量的高频、高功率芯片需要底部填充胶来增强其封装的稳定性,以应对复杂的电磁环境和工作温度变化。



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Visionchem 芯片底部填充(Underfill)