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一、UNDERFILL底部填充胶之基本简介篇

underfill

UNDERFILL,中文名有很多:底部填充胶、底填胶、下填料、底部填充剂、底填剂、底填料、底充胶等等。其实从这个英文词来是Under和Fill两个词的组合,原本应该是一个动词,这是应用在这个领域逐步演变成了一个名词。其实用了几个在线的工具,翻译出来的结果都略有差异:最原始的翻译是Underfill  [‘ʌndəfil]  n. 未充满;填充不足。而上述的中文名基本上只能在网络释义或专业释义里查的,分别称为底部填充剂(谷歌翻译)、底部填充胶(金山词霸)及底部填充(百度翻译及有道翻译)。所以基本上称为底部填充剂(胶)应该是最贴近在电子行业实际应用中的名称。

 

记得2005年底06年初的时候,拿到的是韩国元化学的技术资料,韩文以及英文对照的,而英文里面对此也没做太多的解释。当时由于需要制作中文版的资料,所以最后参考了乐泰的技术资料最后形成了中文的版本。 底填胶里面最经典的型号之一乐泰的3513对此产品的英文版本描述如下:

“3513 is a single component, epoxy adhesive designed for use as a reworkable underfill resin for CSP(FBGA) or BGA. It cures rapidly on exposure to heat. It is designed to give excellent protection from failure due to mechanical stress. The low viscosity allows filling in gaps under CSP or BGA.”

最后我这边成文的中文版描述如下:(为避免广告之嫌疑略去了品牌及型号)

“×××是一种单组分环氧密封剂,用于CSP或BGA 底部填充制程。它能形成一致和无缺陷的底部填充层,能有效降低由于硅芯片与基板之间的总体温度膨胀特性不匹配或外力造成的冲击。受热时能快速固化。较低的粘度特性使得其能更好的进行底部填充;较高的流动性加强了其返修的可操作性。”

后面国内的很多中文版资料都大同小异。甚至有些公司是一模一样原文照抄的!不过现在看来最后一句中文貌似有些小问题,返修性貌似和流动性并没有什么太多直接的关系的。估计当时也是为了突出这两个客户最关注的两个指标(流动性、返修性)而凑的一句话。

 

如果要把UNDERFILL讲得很清楚,其实非常有必要先去了解电子元器件的封装形式(上面的提到的BGA、CSP等),以及电子元器件如何装配到基板上等知识,这个讲起来又涉及更多内容,如果需要了解可以去看看本周内“笔记”栏目里面的关于IC封装的内容。个人认为可以将UNDERFILL简单定义为“用于保护电子产品中某些芯片焊接后的锡球的一种胶粘剂”。而以锡球(这是形成毛细底部填充的条件之一)形成焊点的芯片主要还是以BGA、CSP等为主,所以UNDERFILL也是伴随这种封装形式的芯片而诞生的。其实后期很多底部填充胶不仅仅用在对锡球的保护,也陆陆续续用到对焊点(锡球也是一种焊点形成形式)的保护,而相应的对胶粘剂的一些要求也在发生变化。

 

上面写了这么多,相信如果没有行业背景的朋友看了估计也还是一头雾水。所以有机会大家可以留意一下品牌手机的CPU等芯片,周边一般都是有一圈胶水的。大家可以到网上搜索一些热门手机的拆机图可以略知一二。

 

最后做为UNDERFILL的使用者,关注的性能如下:

操作性及效率性方面:粘度(填充速度)、 固化温度和固化时间及固化方式、返修……

功能性方面:填充效果(气泡、空洞)、兼容性方面、耐温性、跌落……

可靠性方面:表面绝缘电阻、恒温恒湿、冷热冲击……

以上我会在后面的章节再细讲,每个项目细细展开估计都可以写成一篇文章了。当然同时我也会结合UNDERFILL技术资料上的一些参数(尤其是一些相对比较直观的参数)和以上使用者的关注对比阐述的。其实很多产品最终的性能都是由多个胶水参数以及施胶工艺等共同决定的,所以过于要求胶水的某些参数,或者过于要求某些可靠性效果其实往往是得不偿失的,如果追求一个平衡才是最重要,或者说真正适合自己的才是最重要的。可惜的是即使作为国内目前手机一线品牌的厂商,在这个平衡上还没能形成自己的独立的观念,这个在后面测试篇我也会再提及。

电子胶水达人!

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