底部填充（Underfill）工艺是电子封装领域中的一项关键技术，尤其在倒装芯片（Flip Chip）封装中扮演着至关重要的角色。倒装芯片技术通过直接将芯片的凸点（bumps）与基板上的焊盘对准并焊接，实现了更短的信号路径和更高的组装密度，广泛应用于高性能计算、移动通信、消费电子等领域。然而，这种直接连接方式也带来了热应力集中、机械冲击耐受性降低等问题，底部填充工艺正是为了解决这些问题而发展起来的。
底部填充的作用
1、增强可靠性：倒装芯片封装中的焊点（通常是金锡合金或铅锡合金）在热循环过程中会承受巨大的应力，容易导致焊点疲劳和失效。底部填充材料（通常是一种高粘度的环氧树脂）能够填充芯片与基板之间的空隙，形成一个刚性的支撑结构，有效分散应力，提高封装的整体机械强度和热稳定性。
2、改善热性能：底部填充材料具有一定的热传导性，可以帮助芯片产生的热量更快地传递到基板，进而散发到外部环境中，有助于降低工作温度，提高电子设备的长期可靠性和性能。
3、防潮保护：填充材料可以防止水分渗透到芯片下方，减少由湿气引起的焊点腐蚀或爆裂现象，特别是在回流焊等高温处理过程中，避免了所谓的“爆米花”效应。
4、提升抗冲击能力：在跌落或振动等外力作用下，底部填充能显著增加封装结构的韧性，减少因物理冲击造成的内部损伤。
底部填充工艺流程
1、点胶：首先，在芯片与基板之间预设位置精确施加适量的底部填充材料。这一步骤要求极高的精度，以确保材料仅覆盖需要填充的区域，同时避免污染芯片表面或周边元件。
2、固化：施胶后，通过加热使底部填充材料固化。固化过程需严格控制温度和时间，以确保材料充分流动填充所有间隙，同时避免对芯片和基板造成热损伤。
3、检查与测试：固化完成后，进行光学或X射线检查，以验证底部填充是否均匀、完全，以及是否存在气泡或其他缺陷。随后，还需进行电气性能测试，确保封装后的芯片功能正常。
底部填充材料的选择与挑战
底部填充材料的选择需综合考虑流动性、固化特性、热膨胀系数、热导率、介电性能等因素。随着芯片尺寸的缩小和集成度的提高，对底部填充材料提出了更高要求，如更低的固化温度、更快的固化速度、更好的流动性和更优的热管理能力。
尽管底部填充工艺显著提升了EPM7096LC84-12倒装芯片封装的性能与可靠性，但也面临着成本增加、工艺复杂度提升、检测难度加大等挑战。因此，不断研发新材料和优化工艺流程，以适应未来电子封装技术的发展需求，是该领域持续探索的方向。
总之，底部填充工艺在倒装芯片封装中的应用，是现代微电子封装技术不可或缺的一部分，它通过提高封装的机械强度、热稳定性和环境适应性，保障了电子产品的高质量和长寿命。随着技术的进步，这一工艺将持续演进，以满足日益增长的高性能、小型化和多功能电子设备的需求。
