底部填充劑(Underfill)原本是設計給覆晶芯片(Flip Chip)使用以增強其信賴(lài)度用的。

因為硅材料做成的覆晶芯片的熱膨脹系數遠比一般基板(PCB)材質(zhì)低很多，因此在熱循環(huán)測試(Thermal cycles)中常常會(huì )有相對位移產(chǎn)生，導致機械疲勞而引起焊點(diǎn)脫落或斷裂的問(wèn)題，后來(lái)這項技術(shù)被運用到了一些BGA芯片底下以提高其焊接于電路板后落下/摔落時(shí)的可靠度。

底部填充劑的材料通常使用環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)，它利用毛細作用原理將 Epoxy涂抹在芯片的邊緣讓其滲透到覆晶芯片或BGA的底部，然后再加熱予以固化(cured)。 因為它能有效提高焊點(diǎn)的機械強度，從而提高芯片的使用壽命，所以目前大多被運用在一些手持裝置，如手機的電路板設計之中，因為手持裝置必須要通過(guò)嚴苛的裸機跌落試驗(Drop test)與滾動(dòng)試驗(Tumble test)，很多BGA的焊點(diǎn)幾乎都無(wú)法承受這樣的嚴苛測試條件，尤其是一些ENIG表面處理的板子。

添加底部填充劑的步驟通常會(huì )被安排在電路板組裝完成，也就是完成 SMT、Wave Solder、手焊零件，并且完全通過(guò)電性測試后確定板子的所有功能都沒(méi)有問(wèn)題了才會(huì )執行，因為執行了underfill之后的芯片就很難再對其進(jìn)行修理(repair)或重工(rework)的動(dòng)作。

底部填充劑添加之后還需要再經(jīng)過(guò)高溫烘烤以加速環(huán)氧樹(shù)脂的固化時(shí)間，另外也可以確保芯片底下的充填劑真的固化，一般環(huán)氧樹(shù)脂擺放在室溫下雖然也可以慢慢的固化，但至少需要花費24小時(shí)以上的時(shí)間，根據與空氣接觸的時(shí)間長(cháng)短而有所不同，有些環(huán)氧樹(shù)脂的成份里面還會(huì )添加一些金屬元素的添加劑，選用的時(shí)候必須要留意其液態(tài)及固態(tài)時(shí)的表面阻抗， 否則有機會(huì )產(chǎn)生漏電流(current leakage)問(wèn)題。

添加底部填充劑時(shí)一般只會(huì )在芯片的相鄰兩邊進(jìn)行Ｌ型的路徑填加環(huán)氧樹(shù)脂。

底下是使用 Loctite 3536 操作 underfill 的一些步驟，僅供參考：

1、Loctite 3536 必須儲存與于5℃的低溫（Loctite 要求溫度需介于2℃~8℃,之間），灌膠以前必須將之回到室溫至少 1 個(gè)小時(shí)才可使用。

2、灌膠時(shí)需要將待 underfil l的電路板預熱到 70℃。

3、開(kāi)始給 BGA 芯片做 Ｌ型路徑的第一次點(diǎn)膠，如下圖將 Loctite 3536 點(diǎn)在 BGA 芯片的邊緣。

4、等待約30~60秒的時(shí)間，待 Loctite 3536 滲透到BGA底部。

5、給 BGA 芯片在做第二次 Ｌ型路徑點(diǎn)膠，膠量要比第一次少一點(diǎn)，等待約60秒左右，觀(guān)察黑膠有否擴散到 BGA 的四周并形成斜坡包覆芯片。 (此目的在確保芯片底下的 underfill 有最少的氣泡或空洞)

6、確認灌膠無(wú)誤后將灌好膠的電路板放進(jìn)烤箱，烤到130℃ ＋ 20分鐘。 （Loctite不建議140℃ 以上的溫度烘烤）

7、烘烤后，檢查灌膠的外觀(guān)是否黑亮，用指甲輕觸并感覺(jué)是否光滑堅硬。