BGA及类似器件的点胶工艺及底部填充的作用
电子产品的点胶工艺多种多样,比如摄像镜头的密封固定(LensLocking),光学镀膜防反射和红外线滤光片粘接(AR/IRFilterAttach),玻璃防护盖(GlassLid)密封固定,镜头框架(LensHolder)与基座或PCB基板粘接,影像芯片COB裸晶邦定(DieAttach),以及CCD/CMOS表面封装器件或其它组件的底部填充,见图3。相机模块的核心器件CCD(ChargeCoupledDevice)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)和其它有源器件,它们主要采用CSP、WLP或FC超小型封装方式。
PCB基板复杂多样,比如厚度1.0mm以下的PCB、Rigid-FlexPC、FPC、CeramicPC、MetalPC等,这些基板在SMT制程中不仅要克服PCB翘曲变形或易碎的问题,在测试组装中更要保护焊点免受外力破坏。而BGA及类似器件的微形焊点对应力非常敏感,为解决其可靠性隐患点胶和底部填充成了必不可少的重要工艺。有研究资料表明,产品经过底部填充和不进行底部填充的跌落试验,两者焊点遭受到的应力迥然不同,经过底部填充的器件焊点感测到的应力轻微许多,反之应力震荡变化或骤然增大,其效果差异见图4。
BGA及类似器件成为影响产品可靠性的关键因素,由于这些器件硅质基材热膨胀系数比一般性的PCB材质要低许多(资料显示硅质为2.6ppm/℃,常用的PCB材质为10-26ppm/℃或更高),在受热时两者会产生相对位移,导致焊点机械疲劳从而引起断裂失效,见图5A。对于这些器件,采用底部填充可以有效地增强器件与基板间的机械连接,降低其现场失效问题。
总之,点胶和底部填充不仅有助于降低材料之间CTE不匹配的热应力破坏,减少基板的翘曲变形、跌落撞击、挤压和振动等机械应力造成焊点破裂失效的风险,见图5B&5C&5D。电子产品在恶劣环境下工作的稳定性及可靠性,通过对BGA及类似器件实施点胶和底部填充是非常有效的。
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