アセック株式会社技術部

野　口　俊　治

　 　 　 　 2005 年 5 月17 日

　 　　 　 CSP　CSP　UnderfillUnderfill 　 　 　 　　 　 　 　 移動移動

電話的適用例電話的適用例

移動電話的市場趨勢

•設計方面• 小型• 薄型• 質軽

•性能面• 多功能化（上網、相機、電視）• 操作簡便化• 大容量化• 高輸出化

保証高可靠性在滿足上列條件下

集成電路的動向

印刷線路板（主板：複合線路板）

ＣＳＰ的結構組成ＩＣ CHIP

支座（挿入件）

ＣＳＰ UNDERFILL

ＣＳＰ的優點

• 與 Bare Chip 的大小幾乎相同。

• 連接 Pump 直徑和間隙比 Bare 大１位。

• 可使用現有的表面安装流程和系統。　　　 （無需浄室）

• 在回流旱接時可獲得自調節效果。

• 所提供的集成電路封装均已檢驗合格。

• 原則上無需 Underfill 。

W ＣＳＰ

那麼、為什麼移動電話用的ＣＳＰ需要用 Underfill 呢？

対ＣＳＰ旱接部施加的応力

at High Temp.

at Low Temp.

Low CTE

High CTE

Stress cycle

Break of Solder Connection

1) Thermal Stress

2) Mechanical Stress (Bend, Warp)

3) Drop Impact, Vibration

熱應力

機械應力　（彎曲、扭曲

落下衝撃、振動　（曲げ、ねじれ）

高温時

低温時

熱膨張率小

熱膨張率大

重複施加応力

旱接部位的断裂

對ＣＳＰ Underfill 的要求

• Pump 間的浸透和填補性：　　 0.8→0.5mm 間隔、 0.6→0.3mm 間隙

• 低温速固性： ＜ 100℃ 、＜ 30 分鐘加熱

• 対錫旱接続部位的保護／補強効果：　与各種材質的粘合性、機械強度

• 耐久可靠性

•再使用性

ＣＳＰ連接可靠性試験条件例

• 冷熱沖撃試験 ‐（ 40℃ ～＋ 85℃ ） ×1000 サイクル（ 30 分間ずつ）

• 高温高湿偏置試験 85℃ 、 85 ％ R.H. 、 DC5V×1000 小時

• 落下沖撃試験 高度 1.5 m 、混土底面、 6 面 × 各 5 次

• 彎曲試験（鍵頂圧試験） 5 kgf （ 50 N ） ×1000 次

Acetite AS-3903AS-3903 CSP UnderFILL

項　　目 AS-3903AS-3903

外　　　観 黑色液体

粘　　　度 （ 25℃ 、 mPa ･s ） E 型 2000

固化条件 120 X5℃ 分鐘以上， 100 ×10℃ 分鐘以上

熱膨張率 （ ppm ／℃）α1 60

α2 180

玻璃化転移点 （℃） Tg 100

比重 (20 ℃) 1.2

高溫保存條件 >48Hrs/23 ℃

保 管 条 件 6 月以內／ 5℃ 以下

一般性状

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903 的固化性

※ 噴砂処理鋼板

0

5

10

15

20

25

30

0 30 60 90 120

　加熱時間 （分）

　M

Pa引

張剪

断強

度（

）

50℃60℃70℃80℃100℃160℃

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903 的滲透性

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 2 4 6 8 10 12

　放置時間 （分）

　m

m浸

透長さ

（）

23℃40℃50℃60℃80℃100℃

※ 玻璃／玻璃、間隙： 100μm

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903 的耐熱性

※ 粘付体昇温　　　到 235℃後、在継続加熱 50秒鐘

粘付体材質抗拉剪断強度 MPa　(kgf/cm2) 強度保持率 (％

)初　期 235℃暴露後

環氧玻璃 １６ .０ (163) ２１ .８ (222) １３６

鋼　板 ２１ .４ (218) ２５ .４ (259) １２６

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5

　加熱時間 （分）

　℃

被着

体温

度（

）

ガラエポ鋼板

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903 的気体産生性物質名 発生ガス量 （ ng ／ g ※）

総ガス発生量 20080.18　（ 20.080 ppm ）

Benzene 126.512-Ethyl acryl aldehyde 1158.63Ethyl 2-propenoic acid 2821.26Methyl isobutyl ketone 98.39Toluene 1761.032-Methyl-4-methylene hexane 345.38

Chlorobenzene 18.07Xylene 114.46Phenol 3891.532-Ethyl hexanol 26.102-Methyl benzofuran 202.81Naphthalene 30.12n-Hexadecane 319.27その他炭化水素 5184.70その他 3755.01

※　毎単位粘合剤的気体産生量

條件

・ 100 ×1℃ 小時固化

・気体収集方法　 DHS 、 85℃×3 小時

・分析方法　 GC-MS

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903採用品的再使用１再使用作業的挙例

① 使用加熱槍等工具対電路板的上下両面加熱到 300℃左右。② 取下封装件。③ 一辺加熱、一辺使用刮具清除残留在線路板上的旱料和樹脂。

① ② ③

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903採用産品的再使用２

上方熱風噴口

下方熱風噴口

刮具的挙例

旱槍前端呈刀形

再使用装置系統

• 使用産品：手機 BGA

• 封装／線路板用• BGA ： Width: 8mm, Length: 8mm ,thickness: 1.1mm

96 balls, Ball diameter: 0.35mm, pitch: 0.65mm. • 安装線路板： 多層複合線路板 t = 0.6mm 間隙： 0.3mm

• 固化条件 預熱：回復常溫 (22ºC) 加溫 120 ×10℃ 分鐘

• 評価試験 樹脂特性試験 可靠性試験

Ａｃｅｔｉｔｅ AS-3903AS-3903 的使用例

Acetite AS-3903AS-3903 的評価試験結果• 樹脂特性試験

浸透性： CSP被完全充填 + 填角（比現用品好） → OK 固化性：符合要求条件→ OK 固定性：作為一般的粘接強度没有問題→ OK 再使用性：与目前産品同等水平（此次不要）

• 可靠性試験 熱沖激：〔 -40℃ ⇔ +85℃〕 ×1,000 回後無開裂→ OK THB ：〔 85℃ 、 85%RH 、 DC5V〕 × 1,000 小時後無開裂→ OK掉 落試験：高度 1.5m 、 6 面 8角 ×500 次後無開裂→ OK 回流旱試験：樹脂固化後試験（詳見下一頁）

共晶回流旱⇒没有問題 OK無 Pb 回流旱⇒ Pump変形／無開裂→ OK （目前産品経常発生開裂）

Acetite AS-3903AS-3903 的回流旱試験結果１

Acetite AS-3903AS-3903 的回流旱試験結果２

回流旱前 共晶回流旱後 無鉛回流旱後 ・共晶回流旱（ 220℃）

　低于旱球融点

・無鉛（ 245℃ ）

　高于旱球融点由於樹脂的熱膨張造成孔拡大

＋旱料溶化／流動

↓

在孔縮小之前旱料凝固