隨著電子產品向高密度、微型化方向發展，BGA（球柵陣列）封裝因其高集成度和優異電性能成為主流技術。然而，BGA芯片在熱膨脹系數（CTE）失配、機械應力沖擊等環境下易出現焊點失效問題。BGA點膠工藝通過底部填充膠的精準應用，顯著提升了芯片與PCB（印制電路板）的機械連接強度與長期可靠性。本文將從工藝原理、技術方法、關鍵參數及發展趨勢等方面，全面解析這一技術的核心價值。

一、BGA點膠工藝的核心作用

BGA點膠工藝的核心是通過在芯片與PCB之間的空隙填充專用膠水（如環氧樹脂），形成均勻的支撐層，從而解決以下問題：

機械應力分散：吸收因跌落、振動或溫度循環產生的應力，防止焊點開裂。

熱膨脹系數匹配：緩解芯片（硅材質CTE≈2.6 ppm/℃）與PCB基材（CTE≈10-26 ppm/℃）因溫差導致的位移差，降低熱疲勞風險。

環境防護：密封焊點，避免濕氣、污染物侵蝕，提升耐腐蝕性。

散熱優化：部分導熱型填充膠可增強熱量傳導路徑，改善芯片散熱效率。

二、BGA點膠工藝的主要方法

根據應用場景和技術需求，BGA點膠工藝主要分為以下兩類：

毛細效應底部填充

工藝原理：利用膠水的毛細作用，從芯片邊緣注入膠液，使其自然滲透至底部空隙，覆蓋率達80%以上，隨后加熱固化。

適用場景：標準BGA封裝，尤其適用于高密度組裝基板。

優勢：填充均勻、無氣泡，適用于自動化產線。

角部點膠加固

工藝分類：

再流焊前點膠：在焊膏印刷后、貼片前進行L形點膠，膠水需具備延時固化特性以兼容焊接高溫（如Loctite309膠水），膠長覆蓋2-6個焊球間距時，抗斷裂性能提升18%-25%。

再流焊后點膠：焊接完成后手工或自動補膠，靈活性高，適用于復雜封裝結構。

優勢：針對性增強芯片四角抗沖擊能力，適用于薄型PCB或柔性基板。

三、關鍵工藝參數與設備選型

膠水選擇

性能要求：需兼顧流動性（黏度≤2000 cps）、固化溫度（80-150℃）、導熱性（部分場景需≥1 W/mK）及可返修性（如漢思HS704膠水支持返修）。

推薦型號：漢思HS704單組分環氧膠、Loctite309延時固化膠等。

點膠設備

傳統針筒式點膠：需精確控制針頭與芯片間距（0.25mm以上），易受空間限制。

噴射式點膠（Jetting）：采用超磁致伸縮執行器驅動，精度達10μm，適用于微型封裝，效率提升30%以上。

工藝控制要點

溫度與時間：預熱溫度（通常60-80℃）可優化膠水流動性；固化時間需匹配膠水特性（如HS704固化條件為120℃/30分鐘）。

路徑規劃：采用“L形”或“U形”點膠路徑，確保膠液均勻覆蓋。

四、常見問題與優化策略

氣泡與空洞控制

成因：膠水流動性不足或點膠速度過快。

解決方案：使用真空脫泡機，結合真空+壓力+高溫工藝，消除填充層內氣泡。

返修工藝

可返修膠水：選擇低溫軟化型膠水（如HS704），通過局部加熱（150-180℃）軟化后分離芯片。

自動化檢測

聲波微成像技術：檢測填充層完整性，避免空洞缺陷。

五、未來發展趨勢

高精度噴射技術：結合AI視覺定位，實現0.1mm以下超微間距點膠。

環保材料：開發低VOC、無鹵素膠水，滿足綠色制造需求。

集成化工藝：將點膠與焊接、檢測工序整合，提升產線效率。

結語

BGA點膠工藝是保障高可靠性電子產品的核心技術，其應用從消費電子延伸至汽車、航空航天等領域。通過優化膠水性能、設備精度及工藝參數，可顯著提升封裝良率與產品壽命。未來，隨著新材料與智能化設備的融合，這一技術將推動電子封裝邁向更高性能與更低成本的新階段。