半導(dǎo)體芯片BGA/CSP用的底填膠水

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體芯片，電子封裝，膠粘劑（膠水，粘接劑），膠接工藝，膠粘技術(shù)

引言：膠接是通過(guò)具有黏附能力的物質(zhì)，把同種或不同種材料牢固地連接在起的方法。具有黏附能力的物質(zhì)稱為膠粘劑或黏合劑，被膠接的物體稱為被粘物，膠粘劑和被黏物構(gòu)成的組件稱為膠接接頭。其主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高；工藝靈活、快速、簡(jiǎn)便；接頭可靠、牢固、美觀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和加工工藝簡(jiǎn)單；省材、省力、成本低、變形小。容易實(shí)現(xiàn)修舊利廢接技術(shù)可以有效地應(yīng)用于不同種類的金屬或非金屬之間的聯(lián)接等。

膠水的固化方式，一般有以下幾種：1、常溫固化；2、加熱固化；3、UV固化；4、復(fù)合型固化。

UNDERFILL 底部填充技術(shù)

一

底部填充技術(shù)の簡(jiǎn)介

底部填充技術(shù)上世紀(jì)七十年代發(fā)源于IBM公司，已經(jīng)成為電子制造產(chǎn)業(yè)重要的組成部分。起初該技術(shù)的應(yīng)用范圍只限于陶瓷基板，直到工業(yè)界從陶瓷基板過(guò)渡到有機(jī)（疊層）基板，底部填充技術(shù)才得到大規(guī)模應(yīng)用，并且將有機(jī)底部填充材料的使用作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定下來(lái)。

隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展趨向微型化、薄型化、高性能化，IC封裝也趨于微型化、高度集成化方向發(fā)展。通過(guò)采用底部填充可以分散芯片表面承受的應(yīng)力進(jìn)而提高整個(gè)產(chǎn)品的可靠性，因而底部填充成為提高電子產(chǎn)品可靠性的必要工藝。底部填充工藝(underfill)是將環(huán)氧樹(shù)脂膠水點(diǎn)涂在倒裝晶片邊緣，通過(guò)“毛細(xì)管效應(yīng)”，膠水被吸往元器件的對(duì)側(cè)，完成底部充填過(guò)程，然后通過(guò)加熱使膠水固化。底部填充可以解決精密電子元件的諸多問(wèn)題，比如對(duì)于CSP、BGA、POP等工藝，底部填充能極大提高其抗沖擊能力；對(duì)FLIP CHIP而言，因其熱膨脹系數(shù)（CTE）不一致產(chǎn)生熱應(yīng)力極易導(dǎo)致焊球失效，底部填充能有效提高抵抗熱應(yīng)力的能力。Under Fill點(diǎn)膠工藝廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子行業(yè)，如手機(jī)、穿戴、TWS、汽車電子等相關(guān)聯(lián)PCB或FPC。

二

底部填充技術(shù)の主要工藝流程

原理：底部填充膠的應(yīng)用原理是利用毛細(xì)作用使得膠水迅速流過(guò)BGA 芯片底部芯片底部，其毛細(xì)流動(dòng)的最小空間是10um。這也符合了焊接工藝中焊盤和焊錫球之間的最低電氣特性要求，因?yàn)槟z水是不會(huì)流過(guò)低于4um的間隙，所以保障了焊接工藝的電氣安全特性。

（1）毛細(xì)管底部填充從器件 邊緣注入。

使用的底部填充系統(tǒng)可分為三類：毛細(xì)管底部填充、助焊（非流動(dòng)）型底部填充和四角或角-點(diǎn)底部填充系統(tǒng)。每類底部填充系統(tǒng)都有其優(yōu)勢(shì)和局限，但使用最為廣泛的是毛細(xì)管底部填充材料。毛細(xì)管底部填充的應(yīng)用范圍包括板上倒裝芯片（FCOB）和封裝內(nèi)倒裝芯片（FCiP）。通過(guò)采用底部填充可以分散芯片表面承受的應(yīng)力進(jìn)而提高了整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。

在傳統(tǒng)倒裝芯片和芯片尺寸封裝（CSP）中使用毛細(xì)管底部填充的工藝類似。首先將芯片粘貼到基板上已沉積焊膏的位置，之后進(jìn)行再流，這樣就形成了合金互連。在芯片完成倒裝之后，采用分散技術(shù)將底部填充材料注入到CSP的一條或兩條邊。材料在封裝下面流動(dòng)并填充CSP和組裝電路板之間的空隙。盡管采用毛細(xì)管底部填充可以極大地提高可靠性，但完成這一工藝過(guò)程需要底部填充材料的注入設(shè)備、足夠的廠房空間安裝設(shè)備以及可以完成精確操作的工人。由于這些投資要求以及縮短生產(chǎn)時(shí)間的壓力，后來(lái)開(kāi)發(fā)出了助焊（非流動(dòng)）型底部填充技術(shù)。

（2）非流動(dòng)型底部填充工藝流程 及優(yōu)點(diǎn)。

相對(duì)于其他底部填充系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，非流動(dòng)型底部填充的最大優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)工藝的改進(jìn)，在材料性能方面并沒(méi)有明顯差異。為了讓底部填充的填充過(guò)程與傳統(tǒng)的表面組裝工藝更好的兼容，非流動(dòng)型底部填充不能使用控溫精確度很高的固化爐。通過(guò)將助焊性能集成到底部填充材料中，CSP的粘片和材料固化工藝合二為一。在組裝過(guò)程中，在元件放置之前先將非流動(dòng)型底部填充材料涂覆到粘片位置上。當(dāng)線路板進(jìn)行再流時(shí)，底部填充材料可以作為助焊劑，協(xié)助獲得合金互連，并且本身在再流爐中同步完成固化。所以可以在傳統(tǒng)的表面組裝工藝線上完成底部填充。從設(shè)備和人員投入的角度來(lái)講，非流動(dòng)型底部填充系統(tǒng)節(jié)約了成本和時(shí)間，但自身也受到一些限制。與毛細(xì)管底部填充不同，非流動(dòng)型底部填充材料中必須含有填充物。在底部填充材料中的填充材料可能正好位于焊料球和電路板焊盤之間。從設(shè)計(jì)上考慮，為了改善再流過(guò)程中焊料鍵合，要求該系統(tǒng)內(nèi)不能含有微粒。如果沒(méi)有微粒，底部填充材料的熱膨脹系數(shù)（CTE）比較高，經(jīng)過(guò)溫度循環(huán)后其性能就不如毛細(xì)管底部填充穩(wěn)定。另外，如果采用傳統(tǒng)的再流工藝，而不進(jìn)行精確溫度控制也會(huì)降低再流工藝的成品率。此外電路板上吸附的濕氣再流時(shí)也會(huì)被釋放出來(lái)形成孔洞。但新的改進(jìn)工藝已經(jīng)克服了上述缺點(diǎn)。

（3）預(yù)成型底部填充應(yīng)用的工 藝流程。

對(duì)于帶 中間插入層或邊角陣列的CSP來(lái)說(shuō)，采用毛細(xì)管底部填充或非流動(dòng)型底部填充系統(tǒng)都不如角-點(diǎn)底部填充方法更合適。這種方法首先將底部填充材料涂覆到CSP對(duì)應(yīng)的焊盤位置。與非流動(dòng)型底部填充不同，角-點(diǎn)技術(shù)與現(xiàn)有的組裝設(shè)備和常規(guī)的焊料再流條件兼容。由于這類底部填充是可以返修的，制造商們也避免了因?yàn)橐粋€(gè)器件缺陷就廢棄整個(gè)電路板的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)的轉(zhuǎn)換需要提高可靠性 由于器件及其引腳節(jié)距變得更小、功能要求更多，并且需要產(chǎn)品工藝實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛化，因此在下一代電子產(chǎn)品中，底部填充技術(shù)的應(yīng)用變得越來(lái)越重要。底部填充可以提高CSP中無(wú)鉛焊料連接的可靠性，與傳統(tǒng)的錫-鉛焊料相比，無(wú)鉛互連更容易產(chǎn)生CTE失配造成的失效。由于無(wú)鉛工藝的再流溫度較高，封裝基板的翹曲變得更為強(qiáng)烈，而無(wú)鉛焊料本身延展性又較低，因此該種互連的失效率較高。向無(wú)鉛制造轉(zhuǎn)換的趨勢(shì)和無(wú)鉛焊料本身的脆性等綜合作用，使得在器件中使用底部填充技術(shù)已經(jīng)成為成本最低，選擇最為靈活的解決方案。

隨著產(chǎn)業(yè)鏈向引腳節(jié)距0.3mm的CSP、節(jié)距小于180祄的倒裝芯片封裝以及更小尺寸發(fā)展，采用底部填充材料幾乎是唯一可以保證全線成品率的方法。即將出現(xiàn)的可能 除了滿足不斷變化的機(jī)械要求，保證高可靠性之外，電子產(chǎn)品制造商還必須讓產(chǎn)品的成本更具競(jìng)爭(zhēng)力。面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，尚處于研發(fā)階段的新底部填充技術(shù)，盡管仍處于一個(gè)產(chǎn)品的嬰兒期，已經(jīng)顯示出很好的前景。非流動(dòng)型底部填充的優(yōu)勢(shì)在于工藝效率較高，并且減少了設(shè)備和人員成本。但在使用底部填充材料時(shí)遇到的技術(shù)難題使這些優(yōu)勢(shì)都變得不重要了。不過(guò)市場(chǎng)上出現(xiàn)了含有50%填充成分的非流動(dòng)型底部填充材料。采用了該比例填充料之后，在保持非流動(dòng)型底部填充工藝流程的同時(shí)，改善了產(chǎn)品的溫度循環(huán)性能。另一個(gè)備受關(guān)注的創(chuàng)新是預(yù)成型底部填充技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)有望在后道封裝中完全消除底部填充工藝，而在CSP進(jìn)行板級(jí)組裝之前涂覆底部填充材料，或者在晶圓級(jí)工藝中涂覆底部填充材料。預(yù)成型底部填充在概念上很好，但要實(shí)施到當(dāng)前的產(chǎn)品中，在工藝流程上還有一些挑戰(zhàn)需要面對(duì)。在晶圓級(jí)底部填充材料的涂覆中，可以在凸點(diǎn)工藝之前或之后涂覆預(yù)成型底部填充材料，但兩種方法都需要非常精確的控制。如果在凸點(diǎn)工藝之前涂覆，必須考慮工藝兼容問(wèn)題。與之相反，如果在凸點(diǎn)工藝之后涂覆，則要求預(yù)成型底部填充材料不會(huì)覆蓋或者損壞已完成的凸點(diǎn)。此外還需考慮到晶圓分割過(guò)程中底部填充材料的完整性以及一段時(shí)間之后產(chǎn)品的穩(wěn)定性，這些在正式使用底部填充材料到產(chǎn)品之前都需要加以衡量。盡管某些材料供應(yīng)商對(duì)預(yù)成型底部填充材料的研發(fā)非常超前，但將這一產(chǎn)品投入大規(guī)模應(yīng)用還有更多的工作要完成。

（4）預(yù)成型底部填充應(yīng)用 的工藝流程。

結(jié)論 如果沒(méi)有底部填充材料的使用，當(dāng)今的窄節(jié)距器件就無(wú)法克服可靠性問(wèn)題。此外為了降低無(wú)鉛焊料連接位置由CTE失配引起的失效率，無(wú)鉛制造的工藝流程和溫度要求都要求使用底部填充材料。新工藝流程的要求、器件功能的不斷增多和封裝尺寸的減小，這些要素都要求越來(lái)越多地使用牢固的底部填充系統(tǒng)。盡管已有很多種不同類別的底部填充技術(shù)，為了滿足電子產(chǎn)品多功能、低成本的要求，還需要開(kāi)發(fā)出下一代低成本、工藝流程簡(jiǎn)單的底部填充技術(shù)。

三

底部填充技術(shù)の作用

隨著手機(jī)、電腦等便攜式電子產(chǎn)品，日趨薄型化、小型化、高性能化，IC封裝也日趨小型化、高聚集化，CSP/BGA得到快速普及和應(yīng)用，CSP/BGA的封裝工藝操作要求也越來(lái)越高。底部填充膠的作用也越來(lái)越被看重。BGA和CSP，是通過(guò)微細(xì)的錫球被固定在線路板上，如果受到?jīng)_擊、彎折等外部作用力的影響，焊接部位容易發(fā)生斷裂。而底部填充膠特點(diǎn)是：疾速活動(dòng)，疾速固化，能夠迅速浸透到BGA和CSP底部，具有優(yōu)良的填充性能，固化之后可以起到緩和溫度沖擊及吸收內(nèi)部應(yīng)力，補(bǔ)強(qiáng)BGA與基板連接的作用，進(jìn)而大大增強(qiáng)了連接的可信賴性。舉個(gè)例子，我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)，從2米高地方落地，開(kāi)機(jī)仍然可以正常運(yùn)作，對(duì)手機(jī)性能基本沒(méi)有影響，只是外殼刮花了點(diǎn)。很神奇對(duì)不對(duì)？這就是因?yàn)閼?yīng)用了BGA底部填充膠，將BGA/CSP進(jìn)行填充，讓其更牢固的粘接在PBC板上。

四

使用UNDERFILL底部填充膠水の注意事項(xiàng)

（1）流動(dòng)性：流動(dòng)性或者說(shuō)填充速度往往是客戶非常關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)，尤其是作為實(shí)際使用的SMT廠家，而實(shí)際對(duì)于可靠性要求非常高的一些行業(yè)，這個(gè)倒是其次的。就目前SMT行業(yè)的普遍要求，一般在1～30分鐘理論上都是可接受的（當(dāng)然手機(jī)行業(yè)一般是在2-10分鐘以內(nèi)，有些甚至要求以秒計(jì)，這個(gè)也需要結(jié)合芯片的大?。?。測(cè)試方法：最簡(jiǎn)單的方法當(dāng)然是直接在芯片上點(diǎn)膠進(jìn)行測(cè)試，而且評(píng)估不同膠水的流動(dòng)性時(shí)最好是同時(shí)進(jìn)行平行測(cè)試（最好樣板數(shù)要5-10個(gè)以上）。在研發(fā)段對(duì)流動(dòng)性的測(cè)試就是用兩塊玻璃片間膠水的流動(dòng)速度來(lái)判斷研發(fā)方向的。影響流動(dòng)性的因素有很多，在平行的測(cè)試條件下，下面有些可以檢討的因素：主要因素：1）粘度：毋庸置疑粘度肯定是影響流動(dòng)速度最關(guān)鍵的因素之一，目前像粘度在幾百cps的膠水基本上都是可以不需要預(yù)熱點(diǎn)膠的，填充速度基本上都是一兩分鐘以內(nèi)的；而像粘度稍大一些的達(dá)到幾千cps的膠差別就比較大了（從幾分鐘到十幾分鐘不等）；2）預(yù)熱溫度：這也是一個(gè)非常關(guān)鍵的影響因素，尤其是對(duì)一些粘度在一千以上的膠水，一般在預(yù)熱（預(yù)熱溫度就需要結(jié)合各家的產(chǎn)品的特性，一般可以膠水的粘溫曲線做參考，當(dāng)并非一一直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系）的情況下，粘度為幾千的膠水能降到幾百，流動(dòng)性會(huì)顯著增大，但要注意預(yù)熱溫度過(guò)高過(guò)低都可能會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性變差；3）基板的差別（芯片的尺寸及錫球的分布、錫球球徑及數(shù)量、錫球間距、助焊劑殘留、干燥程度等），這個(gè)對(duì)填充速度也是有一定影響的，在某些情況下影響也是非常明顯的。當(dāng)然這些差別對(duì)另一個(gè)底填膠的指標(biāo)影響更大，后面會(huì)細(xì)說(shuō)。當(dāng)然如果是幾種膠水平行測(cè)試，這個(gè)因素的影響是一致的。次要因素：1）施膠量（點(diǎn)膠方式）；2）基板角度（有些廠家會(huì)將點(diǎn)膠后的基板傾斜一定角度加快流動(dòng)性）；3）環(huán)境溫度（不預(yù)熱的情況下）。說(shuō)明：以上的一些因素的主次也都是相對(duì)而言的，如果客戶能接受預(yù)熱的方式的話，同時(shí)客戶對(duì)流動(dòng)性的要求不會(huì)精確到秒的話，那么上述因素的影響都會(huì)變小了。不預(yù)熱的情況下要求快速填充的話，除了把膠的常溫粘度做小外貌似沒(méi)有更好的辦法。另外同樣是預(yù)熱的條件下，流動(dòng)速度就和膠水體系自身的設(shè)計(jì)思路有很大的關(guān)系了。同樣一款2000cps左右粘度的膠水，預(yù)熱的情況下流動(dòng)速度也可以差幾倍時(shí)間的。最后對(duì)于預(yù)熱這個(gè)環(huán)節(jié)每家的說(shuō)法都不一樣，很多客戶不愿意預(yù)熱其實(shí)也是為了點(diǎn)膠操作的便利性，然而站在理論分析的角度，基板預(yù)熱可以起到烘烤芯片的作用，而且也可以減少填充時(shí)產(chǎn)生空洞（氣泡）的概率，當(dāng)然加快填充速度也是必然的。

（2）、固化溫度和時(shí)間（固化度）：這個(gè)指標(biāo)其實(shí)在研發(fā)端是比較容易判斷的，用DSC曲線就很容易判斷出來(lái)，當(dāng)然由于DSC在測(cè)試時(shí)膠量是以mg來(lái)測(cè)試，所以一般建議給客戶的固化溫度是在DSC的理論時(shí)間上乘以4倍的（韓國(guó)元化學(xué)的建議）。然而在客戶端如果判斷，其實(shí)簡(jiǎn)單的方法就是按膠商TDS上建議的固化溫度和時(shí)間還是比較保險(xiǎn)的。另外有些客戶經(jīng)常會(huì)問(wèn)如果不完全按TDS建議會(huì)如何，簡(jiǎn)單的推斷的方法同等溫度下時(shí)間加長(zhǎng)或者同等時(shí)間下溫度升高，理論上都是會(huì)完全固化的，但反向推斷的話最好找供應(yīng)商確認(rèn)下。因?yàn)槊糠N膠特性不一樣，低于某個(gè)溫度時(shí)間即使加幾倍時(shí)間也未必能固化，同理也不是溫度越高時(shí)間就會(huì)越短，就目前接觸到的底填膠水的固化溫度沒(méi)有建議高過(guò)150度的（SONY曾經(jīng)有款手機(jī)，使用SUNSTAR的膠水，在150度快速固化時(shí)后期測(cè)試時(shí)會(huì)有些缺陷，同樣改用130度加長(zhǎng)時(shí)間固化后就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題了）。太高溫固化和太快速固化對(duì)膠水的后期一些性能還是有著蠻大的影響的（有些體系的膠水會(huì)影響更明顯）。另外對(duì)于固化程度的判斷，這個(gè)做為使用者的客戶可能不大好判斷，因?yàn)槟繙y(cè)的完全固化時(shí)間和理論上的完全固化還是有差別的，客戶一般容易從固化后的硬度，顏色等判斷，但這個(gè)些指標(biāo)可能在膠水只固化了80%以上時(shí)已經(jīng)沒(méi)法分辨出來(lái)了，如果能增加一些粘接力等測(cè)試輔助可能會(huì)更準(zhǔn)確些，當(dāng)然更精確的方法還是要用會(huì)DSC等一些熱力學(xué)測(cè)試的設(shè)備和方法了。而在實(shí)際應(yīng)用中，膠水達(dá)到90%或95%以上的固化已經(jīng)算是完全固化了，具體要達(dá)到百分之九十幾這個(gè)就要看后期可靠性的要求了。未完全固化的膠水是很難真正全面發(fā)揮應(yīng)有作用的，尤其是后期測(cè)試要求很嚴(yán)格的時(shí)候。所以建議客戶最好使用相對(duì)保險(xiǎn)的固化條件，如果設(shè)置在臨界值的話，固化溫度或固化時(shí)間少有偏差就可能導(dǎo)致固化不完全。

膠水（膠粘劑）の紹介

一

膠粘劑的組成

現(xiàn)在使用的膠粘劑均是采用多種組分合成樹(shù)脂膠粘劑，單一組分的膠粘劑已不能滿足使用中的要求。合成膠粘劑由主劑和助劑組成，主劑又稱為主料、基料或粘料；助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑等，根據(jù)要求與用途還可以包括阻燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。
1.主劑主劑是膠粘劑的主要成分，主導(dǎo)膠粘劑粘接性能，同時(shí)也是區(qū)別膠粘劑類別的重要標(biāo)志。主劑一般由一種或兩種，甚至三種高聚物構(gòu)成，要求具有良好的粘附性和潤(rùn)濕性等。通常用的粘料有:
·天然高分子化合物如蛋白質(zhì)、皮膠、魚(yú)膠、松香、桃膠、骨膠等。2)合成高分子化合物①熱固性樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等。②熱塑性樹(shù)脂，如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇及縮醛類樹(shù)脂、聚苯乙烯等。③彈性材料，如丁腈膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠等。④各種合成樹(shù)脂、合成橡膠的混合體或接枝、鑲嵌和共聚體等。

2.助劑為了滿足特定的物理化學(xué)特性，加入的各種輔助組分稱為助劑，例如：為了使主體粘料形成網(wǎng)型或體型結(jié)構(gòu)，增加膠層內(nèi)聚強(qiáng)度而加入固化劑(它們與主體粘料反應(yīng)并產(chǎn)生交聯(lián)作用)；為了加速固化、降低反應(yīng)溫度而加入固化促進(jìn)劑或催化劑；為了提高耐大氣老化、熱老化、電弧老化、臭氧老化等性能而加入防老劑；為了賦予膠粘劑某些特定性質(zhì)、降低成本而加入填料；為降低膠層剛性、增加韌性而加入增韌劑；為了改善工藝性降低粘度、延長(zhǎng)使用壽命加入稀釋劑等。包括：
1）固化劑固化劑又稱硬化劑，是促使黏結(jié)物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)加快固化的組分,它是膠粘劑中最主要的配合材料。它的作用是直接或通過(guò)催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應(yīng)，固化后把固化劑分子引進(jìn)樹(shù)脂中，使原來(lái)是熱塑性的線型主體聚合物變成堅(jiān)韌和堅(jiān)硬的體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
固化劑的種類很多，不同的樹(shù)脂、不同要求采用不同的固化劑。膠接的工藝性和其使用性能是由加人的固化劑的性能和數(shù)量來(lái)決定的。
2）增韌劑

增韌劑的活性基團(tuán)直接參與膠粘劑的固化反應(yīng)，并進(jìn)入到固化產(chǎn)物最終形成的一個(gè)大分子的鏈結(jié)構(gòu)中。沒(méi)有加入增韌劑的膠粘劑固化后，其性能較脆，易開(kāi)裂，實(shí)用性差。加入增韌劑的膠接劑，均有較好的抗沖擊強(qiáng)度和抗剝離性。不同的增韌劑還可不同程度地降低其內(nèi)應(yīng)力、固化收縮率，提高低溫性能。

常用的增韌劑有聚酰胺樹(shù)脂、合成橡膠、縮醛樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂等。

3）稀釋劑稀釋劑又稱溶劑，主要作用是降低膠粘劑粘度，增加膠粘劑的浸潤(rùn)能力，改善工藝性能。有的能降低膠粘劑的活性，從而延長(zhǎng)使用期。但加入量過(guò)多，會(huì)降低膠粘劑的膠接強(qiáng)度、耐熱性、耐介質(zhì)性能。常用的稀釋劑有丙酮、漆料等多種與粘料相容的溶劑。
4）填料填料一般在膠黏劑中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使用填料可以提高膠接接頭的強(qiáng)度、抗沖擊韌性、耐磨性、耐老化性、硬度、最高使用溫度和耐熱性，降低線膨脹系數(shù)、固化收縮率和成本等。常用的填料有氧化銅、氧化鎂、銀粉、瓷粉、云母粉、石棉粉、滑石粉等。5）改性劑改性劑是為了改善膠黏劑的某一方面性能，以滿足特殊要求而加入的一些組分，如為增加膠接強(qiáng)度，可加入偶聯(lián)劑，還可以加入防腐劑、防霉劑、阻燃劑和穩(wěn)定劑等。

二

膠粘劑的分類

（一）、按成分來(lái)分：

膠粘劑種類很多，比較普遍的有：脲醛樹(shù)脂膠粘劑、聚醋酸乙烯膠粘劑、聚丙烯酸樹(shù)脂膠粘劑,聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯膠粘劑、熱熔膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、合成膠粘劑等等。

1、有機(jī)硅膠粘劑

是一種密封膠粘劑，具有耐寒、耐熱、耐老化、防水、防潮、伸縮疲勞強(qiáng)度高、永久變形小、無(wú)毒等特點(diǎn)。近年來(lái)，此類膠粘劑在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，但目前我國(guó)有機(jī)硅膠粘劑的原料部分依靠進(jìn)口。

2、聚氨酯膠粘劑

能粘接多種材料，粘接后在低溫或超低溫時(shí)仍能保持材料理化性質(zhì)，主要應(yīng)用于制鞋、包裝、汽車、磁性記錄材料等領(lǐng)域。

3、聚丙烯酸樹(shù)脂

主要用于生產(chǎn)壓敏膠粘劑，也用于紡織和建筑領(lǐng)域。

建筑用膠粘劑：主要用于建筑工程裝飾、密封或結(jié)構(gòu)之間的粘接。

4、 熱熔膠粘劑

根據(jù)原料不同，可分為EVA熱熔膠、聚酰胺熱熔膠、聚酯熱熔膠、聚烯烴熱熔膠等。目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)和使用的是EVA熱熔膠。聚烯烴系列膠粘劑主要原料是乙烯系列、SBS、SIS共聚體。

5、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑

可對(duì)金屬與大多數(shù)非金屬材料之間進(jìn)行粘接，廣泛用于建筑、汽車、電子、電器及日常家庭用品方面

6、脲醛樹(shù)脂、酚醛、三聚氰胺－甲醛膠粘劑

主要用于木材加工行業(yè)，使用后的甲醛釋放量高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

木材加工用膠粘劑：用于中密度纖維板、石膏板、膠合板和刨花板等

7、合成膠粘劑

主要用于木材加工、建筑、裝飾、汽車、制鞋、包裝、紡織、電子、印刷裝訂等領(lǐng)域。目前，我國(guó)每年進(jìn)口合成膠粘劑近20萬(wàn)噸，品種包括熱熔膠粘劑、有機(jī)硅密封膠粘劑、聚丙烯酸膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、汽車用聚氯乙烯可塑膠粘劑等。同時(shí)，每年出口合成膠粘劑約2萬(wàn)噸，主要是聚醋酸乙烯、聚乙烯酸縮甲醛及壓敏膠粘劑。

（二）、按用途來(lái)分：

1、密封膠粘劑

主要用于門、窗及裝配式房屋預(yù)制件的連接處。高檔密封膠粘劑為有機(jī)硅及聚氨酯膠粘劑，中檔的為氯丁橡膠類膠粘劑、聚丙烯酸等。在我國(guó)，建筑用膠粘劑市場(chǎng)上，有機(jī)硅膠粘劑、聚氨酯密封膠粘劑應(yīng)是今后發(fā)展的方向，目前其占據(jù)建筑密封膠粘劑的銷售量為30％左右。

2、建筑結(jié)構(gòu)用膠粘劑

主要用于結(jié)構(gòu)單元之間的聯(lián)接。如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外部修補(bǔ)，金屬補(bǔ)強(qiáng)固定以及建筑現(xiàn)場(chǎng)施工，一般考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂系列膠粘劑。

3、汽車用膠粘劑

分為4種，即車體用、車內(nèi)裝飾用、擋風(fēng)玻璃用以及車體底盤用膠粘劑。

目前我國(guó)汽車用膠粘劑年消耗量約為4萬(wàn)噸，其中使用量最大的是聚氯乙烯可塑膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑及瀝青系列膠粘劑。

4、包裝用膠粘劑

主要是用于制作壓敏膠帶與壓敏標(biāo)簽，對(duì)紙、塑料、金屬等包裝材料表面進(jìn)行粘合。紙的包裝材料用膠粘劑為聚醋酸乙烯乳液。塑料與金屬包裝材料用膠粘劑為聚丙烯酸乳液、VAE乳液、聚氨酯膠粘劑及氰基丙烯酸酯膠粘劑。

5、電子用膠粘劑

消耗量較少，目前每年不到1萬(wàn)噸，大部分用于集成電路及電子產(chǎn)品，現(xiàn)主要用環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅膠粘劑。用于5微米厚電子元件的封端膠粘劑我們可以自己供給，但3微米厚電子元件用膠粘劑需從國(guó)外進(jìn)口。

6、制鞋用膠粘劑

年消費(fèi)量約為12.5萬(wàn)噸，其中氯丁橡膠類膠粘劑需要11萬(wàn)噸，聚氨酯膠粘劑約1.5萬(wàn)噸。由于氯丁橡膠類膠粘劑需用苯類作溶劑，而苯類對(duì)人體有害，應(yīng)限制發(fā)展，為滿足制鞋業(yè)發(fā)展需求，采用聚氨酯系列膠粘劑將是方向。

（三）、按物理形態(tài)來(lái)分：

1、密封膠

1.1 按密封膠硫化方法分類

（1）濕空氣硫化型密封膠

此類密封膠系列用空氣中的水分進(jìn)行硫化。它主要包括單組分的聚氨酯、硅橡膠和聚硫橡膠等。其聚合物基料中含有活性基團(tuán)，能同空氣中的水發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，使密封膠硫化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

（2）化學(xué)硫化型密封膠

雙組分的聚氨酯、硅橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠和環(huán)氧樹(shù)脂密封膠都屬于這一類，一般在室溫條件下完成硫化。某些單組分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡膠密封膠以及聚氯乙烯溶膠糊狀密封膠則須在加熱條件下經(jīng)化學(xué)反應(yīng)完成硫化。

（3）熱轉(zhuǎn)變型密封膠

用增塑劑分散的聚氯乙烯樹(shù)脂和含有瀝青的橡膠并用的密封膠是兩個(gè)不同類型的熱轉(zhuǎn)變體系。乙烯基樹(shù)脂增塑體在室溫下是液態(tài)懸浮體，通過(guò)加熱轉(zhuǎn)化為固體而硬化；而橡膠-瀝青并用密封膠則為熱熔性的。

（4）氧化硬化型密封膠

表面干燥的嵌逢或安裝玻璃用密封膠主要以干性或半干性植物油或動(dòng)物油為基料，這類油料可以是精制聚合的、吹制的或化學(xué)改性的。

（5）溶劑揮發(fā)凝固型密封膠

這是以溶劑揮發(fā)后無(wú)粘性高聚物為基料的密封膠。這一類密封膠主要有丁基橡膠、高分子量聚異丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡膠等密封膠。

1.2 按密封膠形態(tài)分類

（1）膏狀密封膠

此類密封膠基本上用于靜態(tài)接縫中，使用期一般為2年或2年以上。通常采用3種主體材料：油和樹(shù)脂、聚丁烯、瀝青。

（2）液態(tài)彈性體密封膠

此類密封膠包括經(jīng)硫化可形成真正彈性狀態(tài)的液體聚合物，它們具有承受重復(fù)的接縫變形能力。彈性體密封膠所使用的聚合物彈性體包括液體聚硫橡膠、巰端基聚丙烯醚、液體聚氨酯、室溫硫化硅橡膠和低分子丁基橡膠等。該類密封膠通常配合成兩個(gè)組分，使用時(shí)將兩個(gè)組分混合。

（3）熱熔密封膠

熱熔密封膠又叫熱施工型密封膠。指以彈性體同熱塑性樹(shù)脂摻合物為基料的密封膠。這類密封膠通常在加熱（150～200℃）情況下經(jīng)一定口型模型直接擠出到接縫中。熱施工可改進(jìn)密封膠對(duì)被粘基料的濕潤(rùn)能力，因此對(duì)大多數(shù)被粘基料具有良好的粘接力。一經(jīng)放入適當(dāng)位置，就冷卻成型或成膜，成為收縮性很小的堅(jiān)固的彈性體。熱施工密封膠的主體材料主要是異丁烯類聚合物、三元乙丙橡膠和熱塑性的苯乙烯嵌段共聚物。它們通常同熱塑性樹(shù)脂如EVA、EEA、聚乙烯、聚酰胺、聚酯等摻合。

（4）液體密封膠

該類密封膠主要用于機(jī)械接合面的密封，用以代替固體密封材料即固體墊圈以防止機(jī)械內(nèi)部流體從接合面泄漏。該類密封膠通常以高分子材料例如橡膠、樹(shù)脂等為主體材料，再配以填料及其它組分制成。液體密封膠通常分不干性粘著型、半干性粘彈性、干性附著型和干性可剝型等4類。根據(jù)具體使用部位及要求選擇。

1.3 按密封膠施工后性能分類

（1）固化型密封膠

固化型密封膠可分成剛性密封膠和柔性密封膠兩種類型：a)剛性密封膠硫化或凝固后形成堅(jiān)硬的固體，很少具有彈性；此類密封膠有的品種既起密封作用又起膠接作用，其代表性密封膠是以環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚丙烯酸酯、聚酰胺和聚乙酸乙烯酯等樹(shù)脂為基料的密封膠。b）柔性密封膠在硫化后保持柔軟性。它們一般以橡膠彈性體為基料。柔性變化幅度大，硬度（邵爾A）在10～80范圍內(nèi)。這類密封膠中有些品種是純橡膠，大多數(shù)具有良好膠粘劑的性能。

（2）非固化型密封膠

這類密封膠是軟質(zhì)凝固性的密封膠，施工之后仍保持不干性狀態(tài)。通常為膏狀，可用刮刀或刷子用到接縫中，可以配合出許多不同粘度和不同性能的密封膠。

2、按膠粘劑硬化方法分類

低溫硬化代號(hào)為a;常溫硬化代號(hào)為b;加溫硬化代號(hào)為c;適合多種溫度區(qū)域硬化代號(hào)為d;與水反應(yīng)固化代號(hào)為e;厭氧固化代號(hào)為f;輻射(光、電子束、放射線)固化代號(hào)為g;熱熔冷硬化代號(hào)為h;壓敏粘接代號(hào)為i;混凝或凝聚代號(hào)為j，其他代號(hào)為k。

3、按膠粘劑被粘物分類

多類材料代號(hào)為A;木材代號(hào)為B;紙代號(hào)為C;天然纖維代號(hào)為D;合成纖維代號(hào)為E;聚烯烴纖維(不含E類)代號(hào)為F;金屬及合金代號(hào)為G;難粘金屬(金、銀、銅等)代號(hào)為H;金屬纖維代號(hào)為I，無(wú)機(jī)纖維代號(hào)為J;透明無(wú)機(jī)材料(玻璃、寶石等)代號(hào)為K;不透明無(wú)機(jī)材料代號(hào)為L(zhǎng);天然橡膠代號(hào)為M;合成橡膠代號(hào)為N;難粘橡膠(硅橡膠、氟橡膠、丁基橡膠)代號(hào)為O，硬質(zhì)塑料代號(hào)為P，塑料薄膜代號(hào)為Q;皮革、合成革代號(hào)為R，泡沫塑料代號(hào)為S; 難粘塑料及薄膜(氟塑料、聚乙烯、聚丙烯等)代號(hào)為T;生物體組織骨骼及齒質(zhì)材料代號(hào)為U;其他代號(hào)為V。

4、膠水狀態(tài)

無(wú)溶劑液體代號(hào)為1;2有機(jī)溶劑液體代號(hào)為2;3水基液體代號(hào)為3，4膏狀、糊狀代號(hào)為4，5粉狀、粒狀、塊狀代號(hào)為5;6片狀、膜狀、網(wǎng)狀、帶狀代號(hào)為6;7絲狀、條狀、棒狀代號(hào)為7。

5、其它膠粘劑: (不常用到)

金屬結(jié)構(gòu)膠、聚合物結(jié)構(gòu)膠、光敏密封結(jié)構(gòu)膠、其它復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠

熱固性高分子膠：環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚氨酯(PU)膠、氨基樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠、丙烯酸樹(shù)脂膠、呋喃樹(shù)脂膠、間笨二酚-甲醛樹(shù)脂膠、二甲笨-甲醛樹(shù)脂膠、不飽和聚酯膠、復(fù)合型樹(shù)脂膠、聚酰亞胺膠、脲醛樹(shù)脂膠、其它高分子膠

密封膠粘劑：室溫硫化硅橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂密封膠、聚氨酯密封膠、不飽和聚酯類、丙烯酸酯類、密封膩?zhàn)?、氯丁橡膠類密封膠、彈性體密封膠、液體密封墊料、聚硫橡膠密封膠、其它密封膠

熱熔膠：熱熔膠條、膠粒、膠粉、EVA熱熔膠、橡膠熱熔膠、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚胺酯熱熔膠、苯乙烯類熱熔膠、新型熱熔膠、聚乙烯及乙烯共聚物熱熔膠、其他熱熔膠

水基膠粘劑：丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、聚乙烯醇縮醛膠、乳液膠、其它水基膠

壓敏膠(不干膠)：膠水、膠粘帶、無(wú)溶劑壓敏膠、溶劑壓敏膠、固化壓敏膠、橡膠壓敏膠、丙烯酸酯壓敏膠、其它壓敏膠

溶劑型膠：樹(shù)脂溶液膠、橡膠溶液膠、其它溶劑膠

無(wú)機(jī)膠粘劑：熱熔無(wú)機(jī)膠、自然干無(wú)機(jī)膠、化學(xué)反應(yīng)無(wú)機(jī)膠、水硬無(wú)機(jī)膠、其它無(wú)機(jī)膠

熱塑性高分子膠粘劑：固體高分子膠、溶液高分子膠、乳液高分子膠、單體高分子膠、其它熱塑性高分子膠

天然膠粘劑：蛋白質(zhì)膠、碳水化合物膠粘劑、其他天然膠

橡膠粘合劑：硅橡膠粘合劑、氯丁橡膠粘合劑、丁腈橡膠粘合劑、改性天然橡膠粘合劑、氯磺化聚乙烯粘合劑、聚硫橡膠粘合劑羧基橡膠粘合劑、聚異丁烯、丁基橡膠粘合劑、其它橡膠粘合劑

耐高溫膠：有機(jī)硅膠、無(wú)機(jī)膠、高溫模具樹(shù)脂膠、金屬高溫粘合劑、其它耐高溫膠

聚合物膠粘劑：丁腈聚合物膠、聚硫橡膠粘合劑、聚氯乙烯膠粘劑、聚丁二烯膠、過(guò)氯乙烯膠粘劑、其它聚合物膠

修補(bǔ)劑：金屬修補(bǔ)劑、高溫修補(bǔ)劑、緊急修補(bǔ)劑、耐磨修補(bǔ)劑、耐腐蝕修補(bǔ)劑、塑膠修補(bǔ)劑、其它修補(bǔ)劑

醫(yī)用膠、紙品用膠、導(dǎo)磁膠、防磁膠、防火膠、防淬火膠、防淬裂膠、動(dòng)物膠、植物膠、礦物膠、食品級(jí)膠粘劑、其它膠水。

膠水（膠粘劑）技術(shù)原理の簡(jiǎn)介

二步固化膠水、雙固化膠水、雙重固化膠水の紹介

一

二步固化

分兩步固化：預(yù)固化，本固化。

二

雙固化

有兩種固化方式，比如：可以加熱或UV或常溫等。

三

雙重固化

需要兩種固化方式才能完全固化，比如：先UV后常溫，或先UV后加熱。

半導(dǎo)體芯片BGA/CSP用の底填膠水

一

概述

3808是一種單組份環(huán)氧的可維修的底部填充環(huán)氧樹(shù)脂，適用CSP(FBGA)以及 BGA,加熱可快速固化，抗機(jī)械力出色。低粘度樹(shù)脂可充分填充CSP和BGA的底部，同時(shí)具備高速固化點(diǎn)膠可返工特性。

二

特性

固化速度快；

點(diǎn)膠可返工。

三

產(chǎn)品參數(shù)、固化條件