在当今电子产品小型化的趋势下，集成电路（IC）封装技术不断革新，其中芯片尺寸包封（Chip Scale Package，CSP）技术凭借其诸多优势，在手机、笔记本电脑、对讲机及军品等移动手持电子设备领域广泛应用。不过，CSP 在使用过程中也面临着可靠性方面的挑战，而底部填充技术则成为解决这些问题的关键。今天，我们就来深入探讨 CSP 底部填充技术相关知识。
一、CSP 与底部填充技术的必要性
（一）CSP 与 BGA 的基本概念
CSP 全称为 Chip Scale Package，即芯片尺寸包封，是一种将芯片封装尺寸做到与芯片自身大小基本一致的先进封装形式。BGA 则是 Ball Grid Array，也就是球栅阵列封装，它通过在芯片底部以矩阵形式排列的焊球实现电气连接 。从封装形式上看，BGA 的焊球分布在芯片底部，CSP 可以看作是更小型化、更高集成度的 BGA 衍生技术，其焊球间距更小、尺寸更接近芯片本体。
（二）底部填充的原因
随着电子产品微型化发展，BGA/CSP 面临着应力集中的问题。在实际使用中，会受到冷热应力和机械应力（如弯曲、扭曲、冲击）的影响。由于芯片、焊球和电路板的热膨胀系数（CTE）不同，在温度变化时，这种差异会导致热应力产生。当温度升高或降低时，不同材料膨胀或收缩程度不同，反复的应力循环最终可能致使焊球连接断裂，严重影响产品的可靠性和使用寿命。底部填充技术应运而生，它能有效缓解应力集中，增强芯片与电路板之间的连接稳定性。
二、底部填充技术详解
（一）底部填充工艺流程
施胶前准备
：在施胶前，需确保待填充的芯片、电路板表面清洁，无灰尘、杂质等污染物，避免影响底部填充胶的填充效果和粘接性能。施胶
：底部填充胶的施胶模式和方法多种多样。施胶模式有多种选择，而施胶方法方面，可预热以降低胶的粘度，提高其流动性，便于填充。标准胶量 / 形态要求外溢胶层高度达到芯片厚度的 2/3 为最佳，这样既能保证良好的填充效果，又能避免过多的胶水浪费和对周边元件的影响。固化
：以 可维修型 CSP/Flipchip 底部填充剂为例，它采用增韧剂配方，能有效缓解 CSP 应力集中。具有快速热固化的特性，最低 100°C 即可固化。这种单组分、低吸潮率的填充剂，在常温下工作寿命可达 10 天，且采用无卤配方，呈浅黄透明颜色，符合环保要求。
（二）填充原理
底部填充胶利用毛细作用原理进行填充。在芯片与电路板之间形成的微小间隙中，胶水在毛细力的驱动下，自动向四周流动，从而实现对芯片底部间隙的均匀填充。这种填充方式能确保胶水充分覆盖焊球，增强连接的稳定性，有效分散应力。
三、可返修型 CSP Underfill 的返修方法
当 CSP/BGA 出现故障时，需要进行返修操作，具体步骤如下：
剔除 CSP/BGA 周边的胶
：可以使用加热除胶的方式，将热风枪温度设置到 150°C 左右，对 PCB 板的 BGA 区域进行加热；若使用维修工作台，温度同样设置在 150°C 左右，注意温度不要超过焊球熔点，以免去胶时碰掉周边小元件。也可以在基板底部使用热风，加热至 100 - 150°C，此时使用尖锐木制工具（如牙签等）去除元器件周围的胶粘剂；对于熟练的维修人员，还可以使用高温尖头烙铁直接去除芯片周边的胶。卸下 CSP/BGA
：调整热风枪加热温度至 BGA 焊球熔点以上（如 350°C ），并保持一定时间使焊球熔化，但加热时间正常应小于 1 分钟。使用维修工作台时可设置温度曲线，根据实际情况相应调整，在保证焊球熔化的前提下，温度尽可能低。待焊球熔化后，使用金属镊子在芯片一角轻撬芯片，使其从基板分离。清除残留焊锡
：在 PCB 板上添加助焊剂，然后用烙铁加吸锡带尽量清除残留的焊锡，要使焊盘表面光滑无毛刺，避免在去残胶时带起焊盘，同时注意不要损坏 PCB 板上的焊盘。去残胶
：在显微镜下，先用加热器加热，再用尖头镊子清除残胶。也可以用棉签涂助焊剂于 PCB 上残胶处，将热风枪设置至 150°C 加热残胶，然后用尖头镊子小心去除。助焊剂可帮助残胶软化，且温度越低，PCB 板所受热冲击越小，焊盘强度越大。焊盘上锡 & 重新焊上新的 CSP/BGA
：用烙铁和锡丝给焊盘再上锡（滚锡），确保焊盘上无残胶或其它杂质污染，均匀上锡。这样做是为了保证 BGA 再次安装后，芯片底部无杂质影响再次 underfill，同时滚锡也能验证焊盘上无污染。完成上锡后，按照标准焊接工艺将新的 CSP/BGA 焊接到 PCB 板上。
CSP 底部填充技术在保障电子产品可靠性方面起着举足轻重的作用。随着技术的不断发展，未来底部填充材料和工艺也将持续优化，以适应更复杂、更高要求的 IC 封装需求。如果您在 CSP 底部填充技术方面有任何疑问或经验分享，欢迎在留言区交流讨论。
