在电子制造领域，CSP（芯片尺寸封装）和 BGA（球栅阵列封装）技术凭借出色的电气性能与高密度集成优势，广泛应用于各类电子产品。然而，在底部填充过程中，空洞问题却成为影响产品可靠性的关键因素。今天，就让我们深入探讨这一问题的成因与解决之道。

一、CSP 和 BGA 底部填充空洞问题的重要性

CSP 和 BGA 虽能满足一定热循环要求，但在承受机械冲击方面存在短板。像手机需通过跌落测试、汽车和军事电子产品要应对振动与严苛热循环，底部填充就显得尤为重要。优质的底部填充材料，其效果可与最佳焊膏相媲美，而实现无空洞填充则是重中之重。因为空洞会降低封装的可靠性，导致焊点疲劳、信号传输异常等问题，严重影响产品的性能和使用寿命。

二、空洞产生的原因

（一）底部填充胶自身产生的空洞

为使底部填充胶能在元件下快速流动，常采用高温毛细管流动的方式，部分制造商还会添加挥发性强、分子量低的物质降低其黏度。但这些物质在高温固化时易挥发，从而在填充胶内产生空洞。此外，填充胶流动过程中若前端不平整，出现 “手指状” 流动形态，就可能困住空气形成空洞。这通常是由于成分中颗粒尺寸及分布不合理，或者润湿性不佳导致的。

（二）底部填充胶与助焊剂残留相互作用产生的空洞

助焊剂残留中的活性成分可能与底部填充胶发生反应，进而产生空洞。研究人员用两种不同焊膏组装 BGA，并用同一种底部填充胶填充后发现：不同焊膏与填充胶的兼容性差异明显。兼容性差时，焊点周围会出现光晕状空洞，严重时甚至可能导致焊锡桥接，使元件在二次回流焊时面临短路风险。通过对五种底部填充胶和八种共晶免清洗焊膏的测试发现，不同填充胶和焊膏组合产生的空洞数量不同，选择兼容性好的填充胶和焊膏能有效减少空洞。

（三）其他组装材料产生的空洞

一方面，助焊剂残留本身含有的气泡和空腔，在底部填充胶流动和固化过程中，其中的空气会释放到填充胶中，形成空洞。另一方面，电路板或元件中的水分也是空洞的重要来源。如果组装件在填充前长时间处于环境湿度中，吸收的水分在底部填充胶固化时会形成空洞。不过，将组装件在 125°C 烘烤 4 小时，就能去除水分，避免这类空洞的产生。

三、解决空洞问题的策略

（一）材料选择

在选择底部填充胶和焊膏时，应优先考虑兼容性。可以选择能与多种焊膏兼容的底部填充胶，或者能与多种底部填充胶兼容的焊膏。同时，要避免使用助焊剂残留会产生气泡的焊膏，尽量选择低残留助焊剂的焊膏。

（二）工艺控制

在组装过程中，要严格控制湿度。从材料 unpack 到组装加工，以及从焊锡回流到底部填充的时间都要严格把控。若组装后、填充前需长时间存放，应将组装件置于干燥环境或进行烘烤处理。对于已吸收水分的元件或电路板，125°C 烘烤 4 小时是去除水分的有效方法。

CSP 和 BGA 底部填充空洞问题看似复杂，但只要我们从材料选择和工艺控制两方面入手，就能有效解决。希望今天的分享能帮助大家在电子制造过程中更好地应对这一挑战，提升产品质量。如果你在实际生产中还有其他疑问，欢迎在评论区留言讨论。