熱門搜索 導(dǎo)熱硅脂、低溫?zé)峁棠z、BGA底部填充膠、PUR熱熔膠、紫外線光固化膠、導(dǎo)熱環(huán)氧膠、AB結(jié)構(gòu)膠
作者：信息發(fā)布員 來源：東莞市華圳電子科技有限公司 時(shí)間：2020/4/26 16:29:06
全球電子制造業(yè)正進(jìn)入一個(gè)創(chuàng)新密集和新興企業(yè)快速發(fā)展的時(shí)期，隨著元件封裝的飛速發(fā)展，越來越多的PBGA、CBGA、CCGA、QFN、0201、01005，03015阻容元件等得到廣泛運(yùn)用，表面貼裝技術(shù)亦隨之快速發(fā)展，在其生產(chǎn)過程中，焊接品質(zhì)越來越受到工程師們的重視。
回流焊技術(shù)在電子制造領(lǐng)域并不陌生，我們智能手機(jī)內(nèi)使用的各種PCBA板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，SMT回流焊是通過熔化預(yù)先放置的焊料面形成焊點(diǎn)，在焊接過程中不再加任何額外焊料的一種焊接方法，通過設(shè)備內(nèi)部的加熱電路，將空氣或氮?dú)饧訜岬阶銐蚋叩臏囟群蟠迪蛞呀?jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的錫膏焊料融化后與主板粘結(jié)，這種工藝的優(yōu)勢(shì)是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。
回流焊已成為SMT的主流工藝，我們常用的智能手機(jī)板卡上的元件大都是通過這種工藝焊接到線路板上的 , 是靠熱氣流對(duì)焊點(diǎn)的作用，膠狀的焊劑在一定的高溫氣流下進(jìn)行物理反應(yīng)達(dá)到SMD的焊接；之所以叫"回流焊"是因?yàn)闅怏w在焊機(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生高溫達(dá)到焊接及固化目的。
焊接及固化，是電子板組裝作業(yè)中的重要工序，如果沒有很好的掌握它，不但會(huì)出現(xiàn)許多“臨時(shí)故障”還會(huì)直接影響焊點(diǎn)的壽命。
▲SMT回流焊溫度曲線▲
典型底部填充固化工藝
底部填充技術(shù)上世紀(jì)七十年代發(fā)源于IBM公司，目前已經(jīng)成為電子制造產(chǎn)業(yè)重要的組成部分。起初該技術(shù)的應(yīng)用范圍只限于陶瓷基板，直到工業(yè)界從陶瓷基板過渡到有機(jī)（疊層）基板，底部填充技術(shù)才得到大規(guī)模應(yīng)用，并且將有機(jī)底部填充材料的使用作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定下來。
在電子制造工藝中另一種需要固化的工藝是底部填充工藝，這是將填充材料灌注入芯片與基板之間的空隙中，這是因?yàn)樾酒c基板材料之間膨脹系數(shù)不一致，而填充材料則能保護(hù)焊點(diǎn)不受這種應(yīng)力的影響。還有是球狀封頂以及圍壩填充技術(shù)，這兩種技術(shù)是用覆蓋材料將已焊接的裸芯片加以封裝的工藝。
隨著芯片針腳密度越來愈高，芯片面積越來愈大點(diǎn)膠逐漸成了保護(hù)電路板的重要工藝，在其他工藝水平同等條件下，點(diǎn)膠會(huì)顯著提升產(chǎn)品可靠性與壽命”。那么點(diǎn)膠為什么會(huì)起到保護(hù)作用的？
點(diǎn)膠通過對(duì)芯片焊球或元器件焊點(diǎn)的保護(hù)來避免跌落、擠壓、彎折后焊接開裂而引發(fā)的功能失效；點(diǎn)膠也具有防水、防光透、密封等不同作用。底部填充膠水添加之后還需要再經(jīng)過高溫烘烤以加速環(huán)氧樹脂的固化時(shí)間，另外也可以確保晶片底下的充填膠水真的固化，一般環(huán)氧樹脂擺放在室溫下雖然也可以慢慢的固化，但至少需要花費(fèi)24小時(shí)以上的時(shí)間，根據(jù)與空氣接觸的時(shí)間長(zhǎng)短而有所不同，有些環(huán)氧樹脂的成份裡面還會(huì)添加一些金屬元素的添加膠水，選用的時(shí)候必須要留意其液態(tài)及固態(tài)時(shí)的表面阻抗，否則有機(jī)會(huì)產(chǎn)生漏電流(current leakage)問題。
過去，底部填充膠在消費(fèi)類產(chǎn)品中一般不知加固為何物，有何作用，而軍工級(jí)SSD從芯片開始進(jìn)行加固，首先會(huì)使用底部填充膠對(duì)芯片底部進(jìn)行完全填充，然后加熱160°C固化，底部填充膠不僅可以起到PCB和芯片之間粘合劑的作用，還能把芯片管腳之間的空氣完全排出，防止日后芯片管腳的氧化，同時(shí)，也可以起到防水作用。
近年的消費(fèi)類智能手機(jī)也表現(xiàn)出了不俗的耐摔性，耐跌落的秘訣才被引入于大眾的視線里------點(diǎn)膠。廠商對(duì)手機(jī)關(guān)鍵部件點(diǎn)膠與否，點(diǎn)膠實(shí)施到什么程度有多好，都極大程度上決定著手機(jī)的穩(wěn)健與可靠。
UNDERFILL中文名有很多：底部填充膠、底填膠、下填料、底部填充劑、底填劑、底填料、底充膠等等，基本上稱為底部填充劑（膠）應(yīng)該是最貼近在電子行業(yè)實(shí)際應(yīng)用中的名稱；是一種單組分環(huán)氧密封劑，用于CSP或BGA 底部填充制程。它能形成一致和無缺陷的底部填充層，能有效降低由于硅芯片與基板之間的總體溫度膨脹特性不匹配或外力造成的沖擊。受熱時(shí)能快速固化。較低的粘度特性使得其能更好的進(jìn)行底部填充；較高的流動(dòng)性加強(qiáng)了其返修的可操作性。
市場(chǎng)對(duì)于縮小體積的需求，使CSP（如FLIP CHIP）得到較多應(yīng)用，這樣元件貼裝后具有更小的占地面積和更高的信號(hào)傳遞速率。填充或灌膠被用來加強(qiáng)焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)使其能抵受住由于硅片與PCB材料的熱膨脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力，一般常會(huì)采用上滴或圍填法來把晶片用膠封起來。許多這樣的封裝膠都需要很長(zhǎng)的固化時(shí)間，對(duì)于在線生產(chǎn)的爐子來講是不現(xiàn)實(shí)的，通常會(huì)使用成批處理的烘爐，但是垂直烘爐已經(jīng)被證明可以成功地進(jìn)行固化過程，并且其溫度曲線比普通回流爐更為簡(jiǎn)單，垂直烘爐使用一個(gè)PCB傳輸系統(tǒng)來扮演緩沖區(qū)/堆積區(qū)的作用，這樣就延長(zhǎng)了PCB板在一個(gè)小占地面積的烘爐中駐留的時(shí)間。
底部填充包封材料起初應(yīng)用于提高早期氧化鋁(Al2O3)基材的倒裝芯片的可靠性。在芯片最外圍的焊點(diǎn)易疲勞而導(dǎo)致芯片功能失效。相對(duì)較小的硅片和基材間的熱膨脹差異是芯片在經(jīng)受熱循環(huán)時(shí)產(chǎn)生這種問題的根源。這樣，熱循環(huán)的溫度范圍及循環(huán)的次數(shù)就決定了芯片的使用壽命。在芯片和基板間填充可固化的包封材料，可以很好地把熱膨脹差異帶來的集中于焊點(diǎn)周圍的應(yīng)力分散到整個(gè)芯片所覆蓋的范圍。
幾乎所有這幾種封裝材料都需要很長(zhǎng)的固化時(shí)間，所以用在線式連續(xù)生產(chǎn)的固化爐是不實(shí)際的，平時(shí)大家經(jīng)常使用“批次烘爐”，但垂直烘爐的技術(shù)也趨于完善，尤其在加熱曲線比回流爐簡(jiǎn)單時(shí)，垂直烘爐完全能夠勝任。垂直烘爐使用一個(gè)垂直升降的傳送系統(tǒng)作為“緩沖與累加器”，每一塊PCB都必須通過這一道工序循環(huán)。這樣的結(jié)果就是得到了足夠長(zhǎng)的固化時(shí)間，而同時(shí)減少了占地面積。
垂直固化爐加熱系統(tǒng)擁有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、極大地縮短設(shè)備了長(zhǎng)度，提高空間利用率，占地面積。
2、垂直加熱系統(tǒng)傳動(dòng)方式采用步進(jìn)方式，智能化拓展空間要大。如果采用機(jī)械手就可以取消人工手工放板，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)一人就可以完成供料維護(hù)；
3、垂直加熱系裝置布置遠(yuǎn)少于水平運(yùn)輸模式，節(jié)能效果明顯。
▲溫度曲線（用戶可以調(diào)整）▲
▲垂直固化爐工藝流程▲
▲傳統(tǒng)點(diǎn)膠固化方式▲
▲垂直固化爐點(diǎn)膠固化方式▲
垂直固化爐全自動(dòng)入板出板，完全取消離線固化爐需要反復(fù)取放產(chǎn)品的人工；
沒有了取放產(chǎn)品動(dòng)作對(duì)爐溫穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，產(chǎn)品質(zhì)量一致性好；
采用在運(yùn)輸系統(tǒng)雙側(cè)布置加熱模塊的布局，熱量補(bǔ)充速度更快，爐內(nèi)溫度均勻性更好。
在線式垂直固化爐應(yīng)對(duì)die attach, flip chip underfill 和 COB封裝等；
使用垂直型固化爐可提高產(chǎn)能和質(zhì)量同時(shí)降低成本。
使用在線式垂直爐實(shí)現(xiàn)環(huán)氧膠固化工藝在3個(gè)方面突顯出了極大優(yōu)勢(shì)：
相對(duì)于離線式固化爐，由于在線式自動(dòng)進(jìn)出產(chǎn)品提高了產(chǎn)量，減少了離線式固化爐所需的反復(fù)進(jìn)出板的人工，充分利用車間高度空間，垂直固化爐相比較水平運(yùn)輸?shù)墓袒，在同等的產(chǎn)能情況下將設(shè)備占地面積大幅度縮小。
相對(duì)于離線式固化爐，由于在線式由于無需頻繁開啟和關(guān)閉爐門而節(jié)省了時(shí)間和熱量損失，所以工藝一致性好而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
由于整個(gè)工廠車間，特別是凈化房?jī)?nèi)的裝修成本極高，而垂直爐只需要6英尺大的占地面積即可實(shí)現(xiàn)4小時(shí)的固化工藝，從而節(jié)約了裝修成本。
底部填充膠的工藝步驟
底部填充膠工藝步驟：烘烤——預(yù)熱——點(diǎn)膠——垂直固化爐固化——檢驗(yàn)。
底部填充膠烘烤環(huán)節(jié)：建議在120—130°C之間，溫度過高會(huì)直接影響到焊錫球的質(zhì)量。取樣并通過不同時(shí)間段進(jìn)行稱量PCBA的重量變化，直到重量絲毫不變?yōu)橹埂?/span>
底部填充膠預(yù)熱環(huán)節(jié)：這一環(huán)節(jié)取決于所用填充物的特性。其目的主要是加熱使得填充物流動(dòng)加速。反復(fù)的加熱勢(shì)必會(huì)使得PCBA質(zhì)量受到些許影響，所以建議這個(gè)環(huán)節(jié)建議溫度不宜過高，建議控制在70°C一下。
具體參數(shù)確定方法為：在不同溫度下對(duì)典型SMA元件實(shí)施underfill，測(cè)量其完全流過去所需要的時(shí)間，根據(jù)線體平衡來確定所需要的溫度，同時(shí)也建議參考填充物供貨商的最佳流動(dòng)所需要的溫度做為參數(shù)。
底部填充膠點(diǎn)膠環(huán)節(jié)：通常實(shí)施方法有操作人員的手動(dòng)填充和機(jī)器的自動(dòng)填充。無論是手動(dòng)和自動(dòng)，一定需要借助于膠水噴涂控制器，其兩大參數(shù)為噴涂氣壓和噴涂時(shí)間設(shè)定。不同的產(chǎn)品，不同的PCBA的布局，所用的這兩個(gè)參數(shù)不同，使用者可以根據(jù)具體產(chǎn)品來具體確定。
1 盡量避免不需要填充的元件被填充 ；
2 絕對(duì)禁止填充物對(duì)扣屏蔽罩有影響。依據(jù)這兩個(gè)原則可以確定噴涂位置。
底部填充膠固化環(huán)節(jié)：固化條件往往需要根據(jù)填充物的特性來制定profile曲線，這也是選取填充物的一個(gè)重要條件。溫度過高，仍然會(huì)造成對(duì)焊錫球的影響，甚至影響到很多其他元器件特性。通常建議采用160°C以下的條件去實(shí)施。
主要用于烘干固化SMT紅膠，三防漆，F(xiàn)PC油墨，PCB綠油，封裝半導(dǎo)體固化等電子行業(yè)。
粘接工藝密封膠水的使用，取代了多數(shù)的螺絲、膠帶，使產(chǎn)品變得更美觀。
底部填充的目的，是為了加強(qiáng)BGA與PCB板的貼合強(qiáng)度，分散和降低因震動(dòng)引起的BGA突點(diǎn)張力和應(yīng)力。
底部填充膠工藝有四角綁定（如上圖）、I型、L型、U型。也有保護(hù)圍堰工藝，四角綁定底部填充膠的工藝要求。
1、應(yīng)用在產(chǎn)品為筆記本電腦等產(chǎn)品PCB與BGA的加固貼合。
2、在BGA的四邊拐角上點(diǎn)膠水，形成保護(hù)堰。
3、加強(qiáng)BGA和PCB的貼合強(qiáng)度。
4、分散和降低因震動(dòng)所引起的BGA突點(diǎn)張力和應(yīng)力。
主流電子產(chǎn)品以Apple為代表，不僅關(guān)鍵的字庫、CPU、memory等IC實(shí)施了點(diǎn)膠，基本上所有的元器件，包含電阻、按鍵switch等微小元器件也實(shí)施了點(diǎn)膠，以保護(hù)其焊接點(diǎn)，也起到防水防震的作用。點(diǎn)膠的使用點(diǎn)在擴(kuò)展，變得越來越多。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，指紋模組生產(chǎn)過程中不管是CSP，還是COB封裝方案，在點(diǎn)膠工藝?yán)锩，主要是芯片UnderFill膠和芯片周圍的封邊膠處理，通常用四個(gè)邊都來點(diǎn)膠的方式，工藝的基本要求，第一點(diǎn)四邊都要非常均勻點(diǎn)膠，第二點(diǎn)單邊距離小于0.4毫米。其中膠水受環(huán)境因素影響非常大，底部不能有空洞或者氣泡的情況，UPH要大于1500個(gè)。
1、SMT/SMD/SMC電子膠水——貼片紅膠，低溫固化膠SMT系列貼片膠是環(huán)氧樹脂（快速熱硬化作用）粘合劑，有的具有高剪切稀釋粘性特征，所以適用于高速表面貼片組裝機(jī)（針筒式）點(diǎn)膠機(jī)用，特別適用于各種超高速點(diǎn)膠機(jī)（如：HDF）。 有的型號(hào)的粘度特性和扱搖變性，特別適用于鋼網(wǎng)/銅網(wǎng)印膠制程，并能獲得良好成形而有效預(yù)防PCB板的溢膠現(xiàn)象。產(chǎn)品均按無公害產(chǎn)品的要求，設(shè)計(jì)開發(fā)成要求高溫耐熱性的無鉛（Pb-Free）焊接上適用的產(chǎn)品。低溫固化膠是單組份、低溫?zé)峁袒牧夹铜h(huán)氧樹脂膠粘劑。該產(chǎn)品用于低溫固化，并能在極短的時(shí)間內(nèi)在各種材料之間形成最佳粘接力。產(chǎn)品工作性能優(yōu)良，具有較高的保管穩(wěn)定性，適用于記憶卡、CCD/CMOS等裝置。特別適用于需要低溫固化的熱敏感元件。
2、COB/COG/COF電子膠水——圍堰填充膠，COB邦定黑膠圍堰填充膠系列單組分環(huán)氧膠，適用于環(huán)氧玻璃基板的IC封裝之用途，如電池線路保護(hù)板等產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐焊性和耐濕性，低熱膨脹系數(shù)以減少變形，優(yōu)異的溫度循環(huán)性能和較佳的流動(dòng)性。COB邦定黑膠系單組分環(huán)氧樹脂膠，是IC邦定之最佳配套產(chǎn)品。專供IC電子晶體的軟封裝用，適用于各類電子產(chǎn)品，例如計(jì)算器、PDA、LCD、儀表等。其特點(diǎn)是流動(dòng)性較大，易于點(diǎn)膠且膠點(diǎn)高度較低。固化后具有阻燃、抗彎曲、低收縮、低吸潮性等特性，能為IC提供有效保護(hù)。此包封劑的設(shè)計(jì)是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的溫度/濕度/通電等測(cè)試和熱度循環(huán)而研制成的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
3、 BGA/CSP/WLP電子膠水——底部填充膠底部填充膠(underfill)是單組分環(huán)氧密封劑，用于CSP&BGA底部填充制程。它能形成一致和無缺陷的底部填充層，能有效地降低硅芯片與基板之間的總體溫度膨脹特性不匹配或外力造成的沖擊。較低的黏度特性使其更好的進(jìn)行底部填充；較高的流動(dòng)性加強(qiáng)了其返修的可操作性。
4、MC/CA/LE/EP封裝材料——導(dǎo)電銀膠導(dǎo)電銀膠是一種以銀粉為介質(zhì)的單組份環(huán)氧導(dǎo)電膠。它具有高純度、高導(dǎo)電性、低模量的特點(diǎn)，而且工作時(shí)效長(zhǎng)。該類產(chǎn)品具有極好的常溫貯存穩(wěn)定性，較低的固化溫度，離子雜質(zhì)含量低，固化物有良好的電學(xué)和機(jī)械性能以及耐溫?zé)岱(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品成功應(yīng)用于LED、LCD、石英諧振器、片式鉭電解電容器、VFD、IC等方面的導(dǎo)電粘接，適用于印刷或點(diǎn)膠工藝。
5、特種有機(jī)硅電子封裝材料——特種有機(jī)硅灌封/粘結(jié)材料許多組裝過程中都用到有機(jī)硅黏合劑。有機(jī)硅的耐候性，對(duì)紫外線和高溫的抗老化性使得它們?cè)谔柲，照明設(shè)備，家用電器等組裝行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
下一篇：沒有了!
