底部填充劑(Underfill)原本是設(shè)計給覆晶芯片(Flip Chip)使用以增強其信賴度用的。

因為硅材料做成的覆晶芯片的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比一般基板(PCB)材質(zhì)低很多，因此在熱循環(huán)測試(Thermal cycles)中常常會有相對位移產(chǎn)生，導(dǎo)致機(jī)械疲勞而引起焊點脫落或斷裂的問題，后來這項技術(shù)被運用到了一些BGA芯片底下以提高其焊接于電路板后落下/摔落時的可靠度。

底部填充劑的材料通常使用環(huán)氧樹脂(Epoxy)，它利用毛細(xì)作用原理將 Epoxy涂抹在芯片的邊緣讓其滲透到覆晶芯片或BGA的底部，然后再加熱予以固化(cured)。 因為它能有效提高焊點的機(jī)械強度，從而提高芯片的使用壽命，所以目前大多被運用在一些手持裝置，如手機(jī)的電路板設(shè)計之中，因為手持裝置必須要通過嚴(yán)苛的裸機(jī)跌落試驗(Drop test)與滾動試驗(Tumble test)，很多BGA的焊點幾乎都無法承受這樣的嚴(yán)苛測試條件，尤其是一些ENIG表面處理的板子。

添加底部填充劑的步驟通常會被安排在電路板組裝完成，也就是完成 SMT、Wave Solder、手焊零件，并且完全通過電性測試后確定板子的所有功能都沒有問題了才會執(zhí)行，因為執(zhí)行了underfill之后的芯片就很難再對其進(jìn)行修理(repair)或重工(rework)的動作。

底部填充劑添加之后還需要再經(jīng)過高溫烘烤以加速環(huán)氧樹脂的固化時間，另外也可以確保芯片底下的充填劑真的固化，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24小時以上的時間，根據(jù)與空氣接觸的時間長短而有所不同，有些環(huán)氧樹脂的成份里面還會添加一些金屬元素的添加劑，選用的時候必須要留意其液態(tài)及固態(tài)時的表面阻抗， 否則有機(jī)會產(chǎn)生漏電流(current leakage)問題。

添加底部填充劑時一般只會在芯片的相鄰兩邊進(jìn)行Ｌ型的路徑填加環(huán)氧樹脂。

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底下是使用 Loctite 3536 操作 underfill 的一些步驟，僅供參考：

1、Loctite 3536 必須儲存與于5℃的低溫（Loctite 要求溫度需介于2℃~8℃,之間），灌膠以前必須將之回到室溫至少 1 個小時才可使用。

2、灌膠時需要將待 underfil l的電路板預(yù)熱到 70℃。

3、開始給 BGA 芯片做 Ｌ型路徑的第一次點膠，如下圖將 Loctite 3536 點在 BGA 芯片的邊緣。

4、等待約30~60秒的時間，待 Loctite 3536 滲透到BGA底部。

5、給 BGA 芯片在做第二次 Ｌ型路徑點膠，膠量要比第一次少一點，等待約60秒左右，觀察黑膠有否擴(kuò)散到 BGA 的四周并形成斜坡包覆芯片。 (此目的在確保芯片底下的 underfill 有最少的氣泡或空洞)

6、確認(rèn)灌膠無誤后將灌好膠的電路板放進(jìn)烤箱，烤到130℃ ＋ 20分鐘。 （Loctite不建議140℃ 以上的溫度烘烤）

7、烘烤后，檢查灌膠的外觀是否黑亮，用指甲輕觸并感覺是否光滑堅硬。