有行鲨鱼电子行业板级底部填充胶：冷热冲击，无可“焊”动

　　前言 焊点可靠性至关重要

　　作为电子产品核心的电子组件，往往要经受温度循环和力学振动/冲击等恶劣环境条件的考验。在采用表面组装工艺进行互联的电子产品中，元器件与印制电路板之间主要通过焊点实现机械支撑和电气互联。焊点的可靠性直接影响到产品的使用寿命，如果发生故障与失效可能造成巨大的损失，因此焊点稳定、可靠、安全地运行显得尤为重要。

　　同时，焊点又是电子组件结构内最薄弱的位置。焊点互联失效的表征主要为焊点开裂，阵列封装器件采用底部焊端的方式与基板互联，当环境温度冷热循环或元器件本身的功率发热时，由于元器件与基板之间的热膨胀系数不一致产生热应力，进而产生相对位移，导致整个元件失效，这也是导致元器件焊点开裂的主要因素之一。

　　解决方案 底部填充胶(Underfill)

　　一款可靠的底部填充胶是避免上述现象产生的有效方式。同时还起到保护焊球、加强器件抗跌落性等作用，进一步提高了封装器件的可靠性。

　　重点关注性能 可靠性

　　解决温度变化产生的内应力问题是底部填充胶发明的初衷。因此评判底部填充胶的可靠性，应重点关注以下指标：

　　热膨胀系数(CTE)、玻璃化转变温度(Tg)、模量、固化温度。

　　底部填充胶对热膨胀系数、玻璃化转变温度和弹性模量的要求可能因具体应用而有所不同，一般来说，应满足低热膨胀系数(低CTE)，高玻璃化转变温度(高Tg)，低模量，低固化温度的要求。

　　有行鲨鱼—电子行业板级底部填充胶SHARK 1162

　　冷热冲击 无可“焊”动

　　SHARK 1162 是有行鲨鱼推出的一款电子行业板级底部填充胶，主要用于 BGA 与 CSP 芯片焊点填充，是一款单组分加热固化的环氧胶粘剂，为低卤环保产品。该产品具备良好的填充性、可靠性和返修性等特点，在实际工业应用表现上表现优异。

　　特点及优势

　　超低粘度，流动性能好，低CTE，高Tg ，低模量，可返修清洗

　　技术参数

　　固化前特性

　　典型固化性能

　　推荐固化条件: 10 min @ 130°C (可以根据客户固化设备、烘箱温度的不同做适当调整)

　　固化热失重: < 1%

　　固化后特性

　　为验证SHARK 1162 的可靠性，我们将对比其与同类产品 3808 的相关实验热学数据。

　　产品性能测试(二)

　　01 TMA实验-热机械分析(CTE&Tg)

　　设备：TMA450。参数设置：-50℃到180℃，升温速率10℃/min

　　测得：

　　SHARK 1162 玻璃化转变温度123.44℃;玻璃态膨胀系数60.546ppm/℃，高弹态膨胀系数151.982ppm/℃;

　　对照组 3808 玻璃化转变温度110.53℃;玻璃态膨胀系数60.799ppm/℃，高弹态膨胀系数154.764ppm/℃。

　　实验结论

　　SHARK 1162 比对照组 3808 的玻璃化转变温度(Tg)略高，热膨胀系数(CTE)两者表现一致，呈现出优良的耐热性。

　　解读：较低的热膨胀系数(CTE)表明胶粘剂在高温下能够较好地适应材料的热膨胀和收缩，从而减少应力的产生。同时相关试验表明，当热膨胀系数(CTE)较低时，玻璃化转变温度(Tg)越高，热循环疲劳寿命就越长。因为一些高温环境下的应用，胶粘剂需要具备较高的玻璃化转变温度(Tg)，以保持填充胶的性能和稳定性。

　　02 DMA实验(主要关注室温25℃下模量)

　　设备：DMA850。参数设置：振幅20um，振荡频率1Hz，温度范围从室温开始以5℃/min的速率升温，主要关注室温25℃下模量对比。

　　测得：

　　SHARK 1162 储能模量为2569.21MPa，在Tg点处模量为1230.02MPa;

　　对照组 3808 储能模量为2585.37MPa，在Tg点处模量为1500.07MPa。

　　实验结论

　　SHARK 1162 比对照组 3808 的模量要略低，呈现出更好的韧性，抗冲击能力。

　　解读：底部填充胶的低弹性模量，兼备一定的柔韧性，决定了填充胶在加载过程中的变形程度和恢复能力。适度的弹性模量可防止底部填充胶界面和本体开裂，提高底部填充胶的抗翘曲性能和可靠性。

　　03 DSC实验-差示扫描量热仪分析(放热起始及峰值温度)

　　设备：DSC25。参数设置：-30℃到200℃，升温速率5℃/min。

　　测得：

　　SHARK 1162 固化放热峰值出现在121.97℃;

　　对照组 3808 固化放热峰值出现在116.51℃。

　　实验结论

　　两者放热峰值都是在120℃，因此推荐固化温度为130℃，平衡效率及可靠性要求。

　　解读：SHARK 1162 推荐固化条件为130°C，10 min。较低的固化温度在提高效率的同时，能够减少底部填充胶固化后的残余应力。

　　总结

　　SHARK1162与对照组 3808 呈现出基本一致，甚至更优的实验结果。SHARK1162 具备低热膨胀系数(低CTE)，高玻璃化转变温度(高Tg)，低固化温度和低模量等特质。即使在高低温等极端条件下，SHARK1162 依然保持良好性能和稳定性，具备高可靠性。

　　需要注意的是，底部填充胶的性能还受到具体应用场景的影响，比如环境因素(如温度、湿度等)、使用条件(如震动、振动等)以及施胶工艺等。因此在选择底部填充胶时，应结合具体情况进行综合考虑和评估。