CQFP-底部填充胶问题讨论
高可靠性电子产品工艺设计及案例分析
作者：王威
现代电子装联工艺学
作者：刘哲 编著
费盟：各位专家咨询一个问题，图中这种cqfp器件，因为振动量级高必须底部打胶，但是由于管脚软，手工焊接效果不好，目前打算回流焊焊接，请问下在用回流炉焊接的状态下，怎么保证底部有胶?
金辉岁月：这个器件回流焊接时最好不要先涂胶，焊接时胶会膨胀造成器件虚焊。设计PCB时，在器件的中心点留有个3㎜的孔，焊接后再灌胶进去为好。
费盟：谢谢，不过现在麻烦的是pcb已经定型不好改了，我想问下，能不能采用类似underfill工艺，用注射器把胶液打到底部去
金辉岁月：只要器件底部有空隙也可以试试看。
吴海瑞：你这是需要成型的器件吧
费盟：是供应商成好给我们的，硅橡胶是否有推荐牌号
吴海瑞：我们是用南大705把四边管腿全部点上胶
费盟：这种工艺貌似部分航天产品见过，长期可靠性怎么样呢
吴海瑞：暂时没发现问题，用的挺好
费盟：因为在一个振动量级比较大的位置，所以客户反馈经常出问题，就是管脚脱焊
莫名字：我们模拟过硅橡胶加固方式，硅橡胶的加固作用比较微小，高低温下热应力却又大。不是一个好选择
费盟：我们之前试了一下，先打硅胶，然后把器件用手工焊焊接，发现比以前不打胶稍微好点，但是这个器件手工焊比较难，管脚很短很软，所以还是计划用回流炉焊接，但是怎么固定就不太清楚了。
卷芯四叶草：量级过大的话考虑四角粘环氧。陶瓷封装的器件，粘固的硅胶吃不掉形变量。引脚/焊点最后还是会出现疲劳断裂。
费盟：这个器件四周空间比较小，四周打胶我们试了一下，没有特别明显的增益
林垭南：CQFP我们有两种加固方式，一是底部预涂环氧胶，手工焊接后四角再点适量环氧；二是芯片焊接后用D04硅橡胶（透明无色）对四边引脚和部分陶瓷体进行包封，涂敷前先对胶液抽真空或做离心去掉气泡
费盟： 感觉后者适合我们这种场景，您们是采用涂覆前抽真空吗，就是抽好真空后再把胶打到器件管脚上?
林垭南：是的，用了好些年，目前没发现有啥问题，涂敷后抽真空有个问题，胶液如果到处跑 ，没法控制
马连杰：可以尝试底部填充使用UF3811填充胶。
卷心四叶草：底部填充了谨慎使用
费盟： 马老师，uf3811是采用典型的底部填充工艺往器件和pcb缝隙里面灌是吗？
马连杰：对，底部预热，L形打胶。
费盟：还有一个想咨询各位专家，就是做了这些改良以后，怎么来评估这个新工艺改良了性能，又不带来新的问题呢?
林垭南：航天的产品现在都要求底部预填环氧，不涂满，只打几个点，避开过孔和走线，我们采用第二种方式，要求改成第一种。
吴海瑞：第一种，如何实现的？先涂环氧胶，然后回流焊？
林垭南： 手工焊接
费盟：我们以前的经验是，焊后底部填充的话，如果胶的线膨胀系数和pcb和器件不匹配的话，热循环可能会产生较大应力，但是这个只是理论上的，我们也没实验过，所以现在也比较愁，如果引入新工艺，怎么开展实验验证？
卷心四叶草：底涂环氧就只能等它固化以后再手工焊接，环氧经历SMT加热后，基本就没用了，目前有专门用于底部填充了的胶
费盟：是的各位老师，工艺是要和材料匹配才行，所以得试试，大家用的器件和pcb，以及板子在机箱里紧固的方法都不一样，我感觉得设计实验验证一下
高虎：不是这样的，你得看用什么样的底部填充胶，芯片封装内部会用到底部填充胶，回流次数可不止一次
卷心四叶草：普通环氧树脂应该是不行的，可以根据间隙尺寸选择对应的底部填充胶，普通的双组分环氧直接过回流，还是要再多想想。
莫名字：是这个道理。硅橡胶在室温下其实模量很小，很多应力可以通过自身变形释放，因此对于力学环境下加固效果很有限。
高虎：底部填充看下IPC030，胶水CTE同时匹配元器件封装和印制板不太现实
费盟：是的，所以要试下，这种热失配对焊点是不是有直接影响
高虎：底部填充一般用于BGA，QFP找找相关论文
莫名字：手工焊接没有问题，因为硅橡胶不会发生明显受热膨胀的问题，但是回流过程是肯定会发生膨胀，导致器件引进受力，这样器件可靠性大大折扣
费盟：是的，主要是我们这边发现焊盘比较小，手工焊焊出来焊点不好，而且管脚很软，手工焊容易出问题，才不得已选择回流焊，毕竟设备做一致性高，且不受人员技能水平影响。
莫名字：其实点胶加固，只考虑力学环境，只要胶足够多，胶接面积足够，都能起到固定增强抗力学作用，但是热环境是点胶的限制环节，胶量越大，界面和器件遭受热应力越大，那么其实是得不偿失。
费盟：是的，目前正在和客户沟通振动环境，想做个验证板实验一下
莫名字：从热膨胀系数来说，硅橡胶比环氧高的多，如果一定要用胶底部预固定，个人觉得环氧比硅橡胶更合适，具体用哪种材料我们还没这么试过。
硅橡胶的热膨胀系数在200-500，印制板Z轴方向大约在30-80，陶瓷在10-20左右，环氧大概30-120。如果是为了回流，可以选择玻璃化温度较高的，耐高温较好的，热膨胀系数偏小的试试。
费盟：好的，我们试试，谢谢各位老师答疑！