圍壩填充膠（Dam & Fill，也稱Dam-and-Fill或圍堰填充）工藝是芯片封裝中一種常見的底部填充（Underfill）或局部保護(hù)技術(shù)，主要用于對芯片、焊點或敏感區(qū)域提供機(jī)械支撐、熱應(yīng)力緩沖以及環(huán)境防護(hù)（如防潮、防塵、抗化學(xué)腐蝕等）。該工藝特別適用于需要局部加固但又不能整體灌封的場合，比如CSP（Chip Scale Package）、BGA（Ball Grid Array）、Flip Chip（倒裝芯片）等先進(jìn)封裝形式。

一、圍壩填充膠工藝的基本原理

圍壩填充膠工藝分為兩個主要步驟：

圍壩（Dam）：

使用高粘度、快固化的膠水（通常為環(huán)氧樹脂類）在芯片周圍或特定區(qū)域涂布一圈“圍壩”，形成一道物理屏障。這道圍壩的作用是：防止后續(xù)填充膠溢出到不需要保護(hù)的區(qū)域；控制填充膠的流動范圍；提供一定的結(jié)構(gòu)支撐。

填充（Fill）：

在圍壩形成的封閉區(qū)域內(nèi)注入低粘度、流動性好的填充膠（通常是毛細(xì)作用型底部填充膠），使其通過毛細(xì)作用滲入芯片與基板之間的間隙，包裹焊球/凸點，固化后形成牢固連接。

二、具體應(yīng)用場景

Flip Chip封裝：

倒裝芯片的焊點非常微小且密集，容易因熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配產(chǎn)生應(yīng)力開裂。圍壩填充可有效緩解熱機(jī)械應(yīng)力，提升可靠性。

高可靠性電子產(chǎn)品：

如汽車電子、航空航天、工業(yè)控制等領(lǐng)域，對封裝可靠性要求極高，圍壩填充可增強(qiáng)抗振動、抗沖擊能力。

異質(zhì)集成與2.5D/3D封裝：

在多芯片堆疊或硅中介層（Interposer）結(jié)構(gòu)中，圍壩填充可用于局部區(qū)域加固，避免全局灌封影響散熱或信號完整性。

維修與返工：

對已失效的BGA器件進(jìn)行返修后，可通過圍壩填充增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度和長期可靠性。

三、工藝流程簡述

表面清潔與預(yù)處理：確?；搴托酒砻鏌o污染，提高膠粘附力。

點膠形成圍壩：使用精密點膠設(shè)備（如噴射閥、螺桿泵）沿芯片邊緣施加圍壩膠。

圍壩膠初步固化（可選）：部分工藝會先進(jìn)行UV或熱預(yù)固化，以穩(wěn)定圍壩形狀。

注入填充膠：在圍壩內(nèi)注入低粘度填充膠，依靠毛細(xì)作用或壓力輔助填充間隙。

整體固化：通過熱固化或UV+熱雙重固化方式使膠體完全交聯(lián)硬化。

檢測與返修：通過AOI、X-ray或超聲掃描檢查填充是否完整、有無氣泡或空洞。

四、材料選擇要點

圍壩膠（漢思HS745）：高粘度（>10,000 cP）、觸變性好、快速定位、低收縮率。

填充膠（漢思HS700系列）：低粘度（<500 cP）、良好流動性、低吸濕性、匹配CTE、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。

兩者需具備良好的兼容性，避免界面分層。

五、優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

優(yōu)勢：

精準(zhǔn)控制膠體分布，節(jié)省材料；

提升封裝可靠性，延長產(chǎn)品壽命；

適用于復(fù)雜布局和高密度互連。

挑戰(zhàn)：

工藝窗口窄，對點膠精度要求高；

圍壩高度與寬度需優(yōu)化，否則影響填充效果；

氣泡、空洞、膠體溢出等缺陷風(fēng)險較高；

固化過程中的應(yīng)力管理需謹(jǐn)慎。

總結(jié)

圍壩填充膠工藝是一種兼顧可靠性與工藝靈活性的先進(jìn)封裝保護(hù)技術(shù)，通過“先圍后填”的策略，在關(guān)鍵區(qū)域?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)加固與密封。隨著先進(jìn)封裝向更小間距、更高集成度發(fā)展，該工藝在高端電子制造中的應(yīng)用將持續(xù)擴(kuò)大。#圍壩填充膠#