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這是一位網(wǎng)友提出的問(wèn)題：「早期時(shí)候很多的手機(jī)電路板都會(huì)使用PCBA加工BGA底部填充膠(underfill)，最近發(fā)現(xiàn)大部分的手機(jī)電路板已經(jīng)沒(méi)有在使用填充膠了，填充膠使用究竟有沒(méi)有必要，填與不填跟產(chǎn)品品質(zhì)關(guān)系如何？如何界定？」

其實(shí)填充膠(underfill)最早的時(shí)候是設(shè)計(jì)給覆晶晶片(Flip Chip)使用以增強(qiáng)其信賴度用的，后來(lái)BGA開(kāi)始流行，很多的CPU也開(kāi)始使用起B(yǎng)GA封裝，但礙于當(dāng)時(shí)的科技，BGA其實(shí)是有一定的厚度，而且隨著CPU的功能越來(lái)越強(qiáng)，BGA的尺寸也就越來(lái)越大顆，也就是說(shuō)BGA封裝晶片具有一定的重量，這個(gè)重量非常不利摔落的沖擊。

 

也因?yàn)閹缀跛惺謾C(jī)的CPU都采用BGA封裝，手機(jī)又是手持裝置，使用者經(jīng)常不小心一個(gè)沒(méi)有拿好就可能從耳朵的高度(150cm或180cm)掉落地上，再加上BGA的焊錫強(qiáng)度嚴(yán)重不足，只要手機(jī)一掉落到地上，CPU的錫球就可能會(huì)發(fā)生破裂(Crack)，甚至還有整顆CPU從板子脫落的情形發(fā)生，客訴問(wèn)題當(dāng)然就接不完啦，于是開(kāi)始有人把原本用于覆晶的底部填充膠拿來(lái)運(yùn)用到BGA底下以增強(qiáng)其耐高處摔落、耐沖擊的能力。只是這底部填充膠也不是萬(wàn)能的就是了，深圳宏力捷就見(jiàn)過(guò)連底部填充膠都破裂的案例。

如果你還不是很了解何謂「底部填充膠(underfill)」？

 

還好，隨著科技的進(jìn)步，最大的進(jìn)步在晶圓制程的進(jìn)步，依據(jù)摩爾定律的預(yù)測(cè)，積體電路上的電晶體數(shù)目大約每隔18個(gè)月就會(huì)增加一倍，而且積體電路上的「閘極長(zhǎng)度（Gate length）」也越來(lái)越細(xì)，密度也越來(lái)越高，于是積體電路的功能增加了，但是體積卻變小了，手機(jī)CPU的重量也就跟著減重，掉落地上的耐摔壓力也就跟著降低，iPhone7采用16奈米制程，iPhone8可能采用10奈米制程或更小的制程，這也是為何現(xiàn)今很多手機(jī)板可以不需要添加底部填充膠(underfill)的原因之一。

 

或許，你還是沒(méi)有看明白這個(gè)道理，沒(méi)關(guān)系，下面用白話再說(shuō)得清楚一點(diǎn)～

PCBA加工BGA底部填充膠(underfill)加不加？通常必須在新品驗(yàn)證時(shí)決定，一般新品上市前要通過(guò)研發(fā)公司內(nèi)部的信賴度測(cè)試，這些測(cè)試包含高溫/高濕及高低溫循環(huán)測(cè)試，還有高處落下的耐沖擊試驗(yàn)，另外有些比較龜毛的公司還會(huì)再加滾動(dòng)測(cè)試(tumbling)…等，如果在驗(yàn)證的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有BGA錫球破裂造成失效問(wèn)題，就會(huì)考慮PCBA加工添加BGA底部填充膠(underfill)。

 

只是想解決BGA錫球破裂問(wèn)題不是只有PCBA加工添加BGA底部填充膠(underfill)一個(gè)方法，透過(guò)加強(qiáng)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)抗沖擊能力也是可以改善BGA錫球破裂的問(wèn)題，而且有些產(chǎn)品先天設(shè)計(jì)就不良，就算PCBA加工添加了BGA底部填充膠(underfill)也不見(jiàn)得就可以解掉BGA錫球破裂的問(wèn)題。

（下面兩張照片就顯示既使添加了底部填充膠underfill，經(jīng)過(guò)摔落后還是發(fā)生BGA錫球破裂的問(wèn)題，因?yàn)檫BUnderfill膠都裂開(kāi)了。）

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[案例]BGA錫球裂開(kāi)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)改善對(duì)策 

如何從設(shè)計(jì)端強(qiáng)化BGA以防止其焊點(diǎn)開(kāi)裂？ 

電路板零件掉落，該如何著手分析、判斷并理清問(wèn)題點(diǎn)
 

當(dāng)然最后決定PCBA加工要不要添加BGA底部填充膠(underfill)會(huì)經(jīng)過(guò)公司內(nèi)部一些相關(guān)部門(mén)的爭(zhēng)論，還有費(fèi)用增加評(píng)估與品質(zhì)保證損失之間的拉扯。一般如果產(chǎn)品上市的時(shí)間還充裕，就可能會(huì)要求RD作設(shè)計(jì)改善，最好改善后可以不需要添加Underfill膠，如果上市的時(shí)間過(guò)于緊迫，添加了Underfill膠以后問(wèn)題就可以解決，則可能會(huì)采用Underfill膠制程。

所以PCBA加工加不加BGA底部填充膠(underfill)會(huì)關(guān)系到：

1、產(chǎn)品信賴度測(cè)試后BGA錫球是否失效？

2、產(chǎn)品上市時(shí)間的急迫性？

3、添加Underfill膠是否可以確實(shí)防止BGA錫球破裂？

4、添加Underfill膠會(huì)增加生產(chǎn)成本。