电子封装隐形守护者面临挑战，环氧树脂底部填充胶三大难题

随着电子产品向小型化、高性能化方向发展，环氧树脂底部填充胶作为电子封装的关键材料，其技术瓶颈日益凸显。

在当今快速发展的电子产业中，环氧树脂基底部填充胶是芯片封装过程中不可或缺的材料。它通过毛细作用流动至芯片与基板之间，固化后能有效分散焊点应力，提高芯片连接的结构强度，对抗外部冲击和温度变化带来的影响。

一．三大核心技术难题

热膨胀系数匹配问题首当其冲。电子元器件由不同线膨胀系数的材料组成，在热循环下，由于膨胀尺度不同会产生热应力差。

环氧树脂的CTE一般高于其他封装材料，当温度变化时，会在粘接界面产生应力，可能导致局部开裂。CTE不匹配是导致焊点疲劳失效的主要原因之一。

固化过程中的内部应力难题同样不可忽视。胶粘剂在固化中由于键长改变会产生收缩问题，从液体到完全固化过程中产生较大的内应力，容易导致粘接失效。这种应力可能引发胶层裂纹、粘接脱附甚至器件本身失效。

材料纯度控制也是一大挑战。大部分环氧树脂合成通过环氧氯丙烷开环闭环工艺路线，会产生含氯副产物。氯离子会腐蚀基材，导致粘接失效，其迁移还会影响电子器件的光电性能。

目前，高纯低氯环氧树脂市场由国外企业主导，国内产品在纯度和质量稳定性方面仍有不足。

二．应用过程中的常见问题

在底部填充胶的实际应用过程中，溢胶现象频繁发生。当底部填充胶中的某些成分对基板的粘接力大于底部填充胶内聚力时，就会发生树脂与填料分离，树脂析出形成溢胶。

溢胶会污染元器件，并可能导致底部填充胶在老化过程中从边缘开裂。

空洞和气隙问题同样常见。空洞会导致产品可靠性下降，其形状、尺寸、产生频率和位置都是评估空洞特性的重要指标。水蒸气是产生气泡的主要原因，可能是SMT数小时后水蒸气附着在PCB板上，或胶粘剂没有充分回温造成的。

流动性和填充性能同样是一对矛盾体。黏度是影响填充胶流动性的主要因素，温度则是影响黏度的重要因素。黏度过高会导致流动缓慢，填充不饱满；黏度过低则易导致生产过程中滴胶。

三．解决路径与行业展望

面对这些挑战，材料科学家正在多维度寻求解决方案。在抗溢胶技术方面，研究发现引入笼型倍半硅氧烷可提高底部填充胶的内聚力，使各组分在固化过程中更好地结合，从而抑制溢胶。

这种笼型结构还可终止树脂微裂纹尖端的发展，改善环氧树脂体系的韧性。

优化硬化配方和工艺控制是另一条路径。通过调整固化剂的种类和用量，可优化环氧树脂的硬化时间和过程。引入先进的工艺控制设备，如温度控制系统和自动化硬化设备，可确保硬化过程在最佳条件下进行。

基板表面处理也能有效改善粘附性。将基材表面进行等离子处理、化学清洗或机械打磨，可提高表面粗糙度和活性，增强粘附力。改性环氧树脂，通过引入极性基团或使用增粘剂，也能增强对基材的粘附性能。