{"id":6268,"date":"2026-09-28T08:00:00","date_gmt":"2026-09-28T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.topfastpcb.com\/?p=6268"},"modified":"2026-08-05T19:27:04","modified_gmt":"2026-08-05T11:27:04","slug":"bga-underfill-pcba","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/","title":{"rendered":"Remplissage sous les puces BGA : am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 des assemblages de circuits imprim\u00e9s face aux chocs m\u00e9caniques et aux contraintes thermiques"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_74 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-custom ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Table des mati\u00e8res<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Introduction_to_BGA_Underfill_and_PCBA_Reliability\" >Introduction au remplissage des espaces vides sous les bo\u00eetiers BGA et \u00e0 la fiabilit\u00e9 des assemblages de circuits imprim\u00e9s (PCBA)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#The_Physics_of_Solder_Joint_Failure_in_High-Density_Packages\" >La physique de la d\u00e9faillance des joints de soudure dans les bo\u00eetiers \u00e0 haute densit\u00e9<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Coefficient_of_Thermal_Expansion_CTE_Mismatch\" >Incompatibilit\u00e9 des coefficients de dilatation thermique (CTE)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Mechanical_Shock_and_Vibrational_Fatigue\" >Chocs m\u00e9caniques et fatigue due aux vibrations<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Types_of_BGA_Underfill_Materials\" >Types de mat\u00e9riaux de remplissage pour les bo\u00eetiers BGA<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Capillary_Underfill_CUF\" >Remplissage capillaire (CUF)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#No-Flow_Underfill_NUF\" >Sous-remplissage sans \u00e9coulement (NUF)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Molded_Underfill_MUF\" >Remplissage sous moulage (MUF)<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Key_Material_Properties_of_Underfill\" >Principales propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux d'underfill<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Glass_Transition_Temperature_Tg\" >Temp\u00e9rature de transition vitreuse (Tg)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-11\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Coefficient_of_Thermal_Expansion_CTE\" >Coefficient de dilatation thermique (CTE)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-12\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Youngs_Modulus\" >Module d'Young<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-13\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Viscosity_and_Filler_Content\" >Viscosit\u00e9 et teneur en charges<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-14\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#How_to_Apply_Capillary_BGA_Underfill_Step-by-Step_Guide\" >Comment appliquer un sous-remplissage capillaire pour BGA (guide \u00e9tape par \u00e9tape)<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-15\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Defect_Analysis_and_Reliability_Testing\" >Analyse des d\u00e9fauts et essais de fiabilit\u00e9<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-16\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Advanced_Considerations_Reworkability_and_Flux_Compatibility\" >Consid\u00e9rations avanc\u00e9es : possibilit\u00e9 de retouche et compatibilit\u00e9 avec les flux<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-17\" href=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/fr\/blog\/bga-underfill-pcba\/#Frequently_Asked_Questions_FAQ\" >Foire aux questions (FAQ)<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Introduction_to_BGA_Underfill_and_PCBA_Reliability\"><\/span>Introduction au remplissage des espaces vides sous les bo\u00eetiers BGA et \u00e0 la fiabilit\u00e9 des assemblages de circuits imprim\u00e9s (PCBA)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>\u00c0 mesure que les assemblages de circuits imprim\u00e9s (PCBA) continuent de se miniaturiser et d\u2019int\u00e9grer des interconnexions \u00e0 haute densit\u00e9 (HDI), l\u2019utilisation de composants de type Ball Grid Array (BGA), de bo\u00eetiers \u00e0 l'\u00e9chelle de la puce (CSP) et de bo\u00eetiers \u00e0 l'\u00e9chelle de la puce au niveau de la plaquette (WLCSP) est devenue omnipr\u00e9sente dans le secteur de la fabrication \u00e9lectronique. Si ces technologies de conditionnement offrent des performances \u00e9lectriques sup\u00e9rieures, des chemins de signal plus courts et des configurations d\u2019E\/S \u00e0 haute densit\u00e9, elles posent \u00e9galement des d\u00e9fis m\u00e9caniques importants et complexes. La vuln\u00e9rabilit\u00e9 structurelle fondamentale r\u00e9side dans l\u2019int\u00e9grit\u00e9 des joints de soudure SMT qui relient le bo\u00eetier rigide en silicium au substrat de carte de circuit imprim\u00e9 FR-4 ou en polyimide, relativement souple. Pour att\u00e9nuer de mani\u00e8re d\u00e9cisive ces vuln\u00e9rabilit\u00e9s, les ing\u00e9nieurs en mat\u00e9riel et les sp\u00e9cialistes de la fabrication ont recours au sous-remplissage BGA \u2014 un encapsulant \u00e9poxy sp\u00e9cialis\u00e9 et hautement sophistiqu\u00e9, con\u00e7u pour combler enti\u00e8rement l\u2019espace interstitiel entre la puce du composant et le substrat de la carte, encapsulant ainsi compl\u00e8tement les sph\u00e8res de soudure.<\/p>\n<p>La fonction principale du sous-remplissage BGA est de d\u00e9tourner les charges structurelles et m\u00e9caniques des joints de soudure fragiles et de les r\u00e9partir uniform\u00e9ment sur toute la surface de l\u2019empreinte du composant. Dans les applications \u00e0 haute fiabilit\u00e9 et critiques, telles que les modules de commande automobiles, l\u2019avionique a\u00e9rospatiale, les infrastructures de t\u00e9l\u00e9communications et l\u2019\u00e9lectronique industrielle renforc\u00e9e, les joints de soudure non prot\u00e9g\u00e9s sont tr\u00e8s sensibles \u00e0 la fatigue, aux microfractures et \u00e0 la d\u00e9faillance finale provoqu\u00e9es par des cycles thermiques extr\u00eames, des chocs m\u00e9caniques et des vibrations harmoniques continues. En couplant de mani\u00e8re rigide le BGA au substrat, le sous-remplissage am\u00e9liore consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance du circuit imprim\u00e9 assembl\u00e9 (PCBA) face \u00e0 des contraintes op\u00e9rationnelles extr\u00eames, garantissant ainsi la long\u00e9vit\u00e9 et la fiabilit\u00e9 du produit final.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"The_Physics_of_Solder_Joint_Failure_in_High-Density_Packages\"><\/span>La physique de la d\u00e9faillance des joints de soudure dans les bo\u00eetiers \u00e0 haute densit\u00e9<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Pour bien saisir la n\u00e9cessit\u00e9 et les principes techniques qui sous-tendent le remplissage des BGA, il faut avoir une compr\u00e9hension approfondie des m\u00e9canismes de d\u00e9faillance inh\u00e9rents aux joints de soudure de la technologie de montage en surface (SMT), en particulier ceux impliquant des couches de mat\u00e9riaux distinctes pr\u00e9sentant des propri\u00e9t\u00e9s thermom\u00e9caniques divergentes.<\/p>\n<div style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-1.jpg\" alt=\"Remplissage sous les composants BGA sur circuit imprim\u00e9\" width=\"600\" height=\"389\" class=\"aligncenter size-full wp-image-6449\" srcset=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-1.jpg 600w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-1-300x195.jpg 300w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-1-18x12.jpg 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/div>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Coefficient_of_Thermal_Expansion_CTE_Mismatch\"><\/span>Incompatibilit\u00e9 des coefficients de dilatation thermique (CTE)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>La menace la plus r\u00e9pandue et la plus in\u00e9vitable pour la fiabilit\u00e9 des BGA est le cycle thermique. Une puce de silicium nue typique pr\u00e9sente un coefficient de dilatation thermique (CTE) d'environ 2,6 ppm\/\u00b0C. \u00c0 l'inverse, un substrat de circuit imprim\u00e9 FR-4 standard pr\u00e9sente un CTE compris entre 14 et 18 ppm\/\u00b0C dans le plan X-Y. Lorsque l\u2019assemblage circuit imprim\u00e9 (PCBA) subit d\u2019importantes fluctuations de temp\u00e9rature \u2014 qu\u2019elles soient dues \u00e0 des changements de l\u2019environnement ambiant ou \u00e0 d\u2019intenses cycles de mise sous tension\/hors tension internes provenant du circuit int\u00e9gr\u00e9 lui-m\u00eame \u2014, le substrat se dilate et se contracte \u00e0 un rythme nettement plus \u00e9lev\u00e9 que le bo\u00eetier rigide en silicium.<\/p>\n<p>Cette forte diff\u00e9rence de CTE g\u00e9n\u00e8re d'immenses contraintes de cisaillement au niveau des joints de soudure reliant les deux mat\u00e9riaux disparates. Au fil des cycles thermiques r\u00e9p\u00e9t\u00e9s, cette \u00e9nergie de d\u00e9formation s\u2019accumule, provoquant l\u2019apparition de microfissures aux points de concentration des contraintes. Ces points de concentration des contraintes se situent g\u00e9n\u00e9ralement pr\u00e8s de l\u2019interface entre la pastille et la soudure ou au sein de la couche de compos\u00e9 interm\u00e9tallique (IMC) fragile qui se forme entre la pastille de cuivre et l\u2019alliage de soudure. \u00c0 mesure que les cycles thermiques se succ\u00e8dent sans rel\u00e2che, ces fissures microscopiques se propagent \u00e0 travers toute la masse de soudure, entra\u00eenant \u00e0 terme un circuit ouvert complet et une d\u00e9faillance du syst\u00e8me. Le sous-remplissage des BGA att\u00e9nue directement ce ph\u00e9nom\u00e8ne gr\u00e2ce \u00e0 un CTE sp\u00e9cialement con\u00e7u pour combler l\u2019\u00e9cart entre le silicium et le FR-4, ce qui verrouille efficacement l\u2019ensemble et supprime la contrainte de cisaillement localis\u00e9e sur les bosses de soudure individuelles.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Mechanical_Shock_and_Vibrational_Fatigue\"><\/span>Chocs m\u00e9caniques et fatigue due aux vibrations<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Au-del\u00e0 des contraintes thermiques, les appareils \u00e9lectroniques portables modernes et les sous-ensembles automobiles sont soumis de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9t\u00e9e \u00e0 des chocs m\u00e9caniques violents (par exemple, des chutes) et \u00e0 des vibrations incessantes. Lors d\u2019une chute dynamique, le circuit imprim\u00e9 subit une flexion et une d\u00e9formation rapides. Cette flexion dynamique g\u00e9n\u00e8re d\u2019importantes contraintes de traction et de compression qui peuvent facilement provoquer la rupture des joints de soudure fragiles en quelques millisecondes. Cela est particuli\u00e8rement vrai pour les assemblages modernes utilisant des alliages SAC (\u00e9tain-argent-cuivre) sans plomb, qui sont intrins\u00e8quement plus rigides, plus rigides et plus fragiles que la soudure SnPb (\u00e9tain-plomb) traditionnelle, plus souple. Le sous-remplissage agit comme un puissant amortisseur de chocs m\u00e9caniques et un renfort de rigidit\u00e9, offrant un amortissement et une rigidit\u00e9 qui emp\u00eachent la flexion du circuit imprim\u00e9 de se traduire directement par un cisaillement des joints de soudure.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Types_of_BGA_Underfill_Materials\"><\/span>Types de mat\u00e9riaux de remplissage pour les bo\u00eetiers BGA<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Le choix d'un mat\u00e9riau de sous-remplissage adapt\u00e9 n'est pas arbitraire ; il d\u00e9pend fortement du d\u00e9roulement sp\u00e9cifique du processus de fabrication, de l'architecture complexe du composant et de l'environnement d'exploitation pr\u00e9vu. Les trois principales cat\u00e9gories de sous-remplissage utilis\u00e9es en SMT sont les mat\u00e9riaux capillaires, les mat\u00e9riaux non fluides et les mat\u00e9riaux moul\u00e9s.<\/p>\n<div style=\"text-align: center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-2.jpg\" alt=\"Remplissage sous les composants BGA sur circuit imprim\u00e9\" width=\"600\" height=\"385\" class=\"aligncenter size-full wp-image-6450\" srcset=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-2.jpg 600w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-2-300x193.jpg 300w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-2-18x12.jpg 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/div>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Capillary_Underfill_CUF\"><\/span>Remplissage capillaire (CUF)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Le sous-remplissage capillaire constitue la m\u00e9thode la plus r\u00e9pandue et la plus robuste pour l'encapsulation post-reflow dans la fabrication de produits \u00e0 haute fiabilit\u00e9. Le mat\u00e9riau \u2014 g\u00e9n\u00e9ralement une r\u00e9sine \u00e9poxy \u00e0 faible viscosit\u00e9 fortement charg\u00e9e en silice \u2014 est d\u00e9pos\u00e9 avec pr\u00e9cision le long d\u2019un ou deux bords du BGA une fois que le composant a \u00e9t\u00e9 soud\u00e9 avec succ\u00e8s sur le circuit imprim\u00e9 et a pass\u00e9 l\u2019inspection initiale. Gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019action capillaire naturelle, la r\u00e9sine liquide est aspir\u00e9e avec force sous le composant, s\u2019\u00e9coulant sans heurts entre les billes de soudure dens\u00e9ment dispos\u00e9es jusqu\u2019\u00e0 ce qu\u2019elle ressorte du c\u00f4t\u00e9 oppos\u00e9. Cela forme une couche d\u2019encapsulation continue et un filet structurel essentiel tout autour du p\u00e9rim\u00e8tre du bo\u00eetier. Ce proc\u00e9d\u00e9 repose en grande partie sur la dynamique de la tension superficielle et sur un chauffage pr\u00e9cis du substrat afin de maintenir une viscosit\u00e9 d\u2019\u00e9coulement optimale.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"No-Flow_Underfill_NUF\"><\/span>Sous-remplissage sans \u00e9coulement (NUF)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Le sous-remplissage sans \u00e9coulement (NUF) est int\u00e9gr\u00e9 directement dans le processus principal d\u2019assemblage SMT, ce qui \u00e9limine la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019une \u00e9tape secondaire co\u00fbteuse de dosage apr\u00e8s refusion. Le NUF est g\u00e9n\u00e9ralement appliqu\u00e9 sous forme de gouttelette hautement visqueuse et dos\u00e9e avec pr\u00e9cision, directement sur l\u2019empreinte du plot BGA sur le circuit imprim\u00e9 nu, avant l\u2019op\u00e9ration de placement. Le composant BGA est ensuite enfonc\u00e9 dans le sous-remplissage. Au cours du cycle standard du four de refusion, le NUF agit \u00e0 la fois comme un agent de flux actif \u2014 r\u00e9duisant les oxydes pr\u00e9sents sur les billes de soudure et les pastilles du circuit imprim\u00e9 afin de faciliter une liaison m\u00e9tallurgique ad\u00e9quate \u2014 et comme un encapsulant robuste qui se thermodurcit et durcit \u00e0 mesure que la soudure se solidifie. Si le NUF rationalise consid\u00e9rablement la fabrication, il ne pr\u00e9sente souvent pas la teneur en charge extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e du CUF, ce qui le rend l\u00e9g\u00e8rement moins efficace pour optimiser la r\u00e9duction du CTE. <strong>En savoir plus sur <a href=\"\/fr\/blog\/crosstalk-mitigation-high-speed-pcb\/\">R\u00e9duction de la diaphonie : techniques de routage avanc\u00e9es pour minimiser les interf\u00e9rences NEXT et FEXT dans les circuits imprim\u00e9s \u00e0 haute vitesse<\/a>.<\/strong><\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Molded_Underfill_MUF\"><\/span>Remplissage sous moulage (MUF)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Le sous-remplissage moul\u00e9 est principalement utilis\u00e9 dans les bo\u00eetiers de semi-conducteurs avanc\u00e9s et ultra-denses, tels que les \u00ab System-in-Package \u00bb (SiP), les modules d\u2019int\u00e9gration h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes et les empilements de m\u00e9moire avanc\u00e9s. Dans les proc\u00e9d\u00e9s MUF, un compos\u00e9 de moulage solide ou tr\u00e8s visqueux est inject\u00e9 de force dans les cavit\u00e9s microscopiques sous une chaleur et une pression extr\u00eames, encapsulant simultan\u00e9ment la puce interne et les interconnexions BGA. Cela offre une rigidit\u00e9 structurelle et une protection environnementale maximales, mais cette technique est g\u00e9n\u00e9ralement limit\u00e9e \u00e0 la phase de fabrication au niveau des composants plut\u00f4t qu\u2019\u00e0 la phase d\u2019assemblage PCBA au niveau de la carte.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Key_Material_Properties_of_Underfill\"><\/span>Principales propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux d'underfill<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Pour choisir le sous-remplissage appropri\u00e9, il est n\u00e9cessaire d'\u00e9tudier en profondeur ses propri\u00e9t\u00e9s rh\u00e9ologiques et thermom\u00e9caniques sp\u00e9cifiques. Le choix d'une formulation de sous-remplissage incompatible peut en effet provoquer une rupture pr\u00e9matur\u00e9e sous contrainte, au lieu de la pr\u00e9venir.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Glass_Transition_Temperature_Tg\"><\/span>Temp\u00e9rature de transition vitreuse (Tg)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>La temp\u00e9rature de transition vitreuse (Tg) correspond au seuil thermique critique \u00e0 partir duquel la matrice polym\u00e8re de l\u2019underfill passe d\u2019un \u00e9tat rigide et vitreux \u00e0 un \u00e9tat plus souple, plus mall\u00e9able et caoutchouteux. En dessous de la Tg, l\u2019underfill pr\u00e9sente un faible CTE et un module de rupture exceptionnellement \u00e9lev\u00e9, ce qui permet de maintenir efficacement le BGA en place. Au-dessus de la Tg, le CTE du mat\u00e9riau augmente consid\u00e9rablement et son module de flexion diminue. Pour une fiabilit\u00e9 maximale, la Tg du sous-remplissage devrait id\u00e9alement \u00eatre sup\u00e9rieure \u00e0 la temp\u00e9rature maximale de fonctionnement en continu du circuit imprim\u00e9 assembl\u00e9 (PCBA), garantissant ainsi que le mat\u00e9riau reste dans son \u00e9tat rigide et hautement protecteur tout au long du cycle de vie du produit. <strong>En savoir plus sur <a href=\"\/fr\/blog\/m-sap-technology-pcb\/\">Technologie M-SAP : atteindre une largeur de ligne et un espacement inf\u00e9rieurs \u00e0 25 microns pour l'\u00e9lectronique de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration<\/a>.<\/strong><\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Coefficient_of_Thermal_Expansion_CTE\"><\/span>Coefficient de dilatation thermique (CTE)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Comme nous l\u2019avons d\u00e9j\u00e0 \u00e9voqu\u00e9, il est primordial de combler efficacement l\u2019\u00e9cart de CTE. Une formulation d\u2019underfill id\u00e9ale pr\u00e9sentera un CTE tr\u00e8s proche de celui des joints de soudure eux-m\u00eames (g\u00e9n\u00e9ralement entre 20 et 25 ppm\/\u00b0C) afin d\u2019emp\u00eacher l\u2019underfill durci d\u2019exercer une contrainte ind\u00e9pendante et destructrice sur les bosses fragiles. Les fabricants de produits chimiques atteignent ces valeurs cibles pr\u00e9cises de CTE en m\u00e9langeant la r\u00e9sine \u00e9poxy liquide de base avec des charges de silice sph\u00e9riques microscopiques.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Youngs_Modulus\"><\/span>Module d'Young<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>Le module de Young d\u00e9termine la rigidit\u00e9 et la fermet\u00e9 de l'underfill une fois compl\u00e8tement durci. Un underfill \u00e0 module \u00e9lev\u00e9 (rigide) offre une excellente protection contre la fatigue thermique en assurant un couplage solide entre le composant et le circuit imprim\u00e9. Cependant, si ce module est excessivement \u00e9lev\u00e9, il peut transmettre une contrainte m\u00e9canique trop importante aux couches di\u00e9lectriques \u00ab low-k \u00bb tr\u00e8s fragiles situ\u00e9es \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur m\u00eame de la puce de silicium, entra\u00eenant des fissures catastrophiques de la puce ou un d\u00e9collement des couches. La conception d\u2019un module correct et \u00e9quilibr\u00e9 constitue un probl\u00e8me d\u2019optimisation complexe pour les scientifiques sp\u00e9cialis\u00e9s dans les mat\u00e9riaux.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Viscosity_and_Filler_Content\"><\/span>Viscosit\u00e9 et teneur en charges<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>La viscosit\u00e9 d\u00e9termine pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019efficacit\u00e9 avec laquelle un sous-remplissage capillaire s\u2019\u00e9coulera sous un composant \u00e0 pas serr\u00e9 et \u00e0 faible d\u00e9gagement. Une forte teneur en charge (atteignant souvent 60 \u00e0 70% en poids) est absolument n\u00e9cessaire pour r\u00e9duire le CTE et augmenter le module de rigidit\u00e9. Cependant, l\u2019ajout de charges rigides augmente consid\u00e9rablement la viscosit\u00e9 du fluide et ralentit la vitesse d\u2019\u00e9coulement capillaire. Les sous-remplissages modernes de pointe utilisent des sph\u00e8res de silice submicroniques et des modificateurs de rh\u00e9ologie chimiques sp\u00e9cialis\u00e9s pour atteindre des densit\u00e9s de charge \u00e9lev\u00e9es tout en conservant des caract\u00e9ristiques d\u2019\u00e9coulement adapt\u00e9es aux pas de bosses ultra-fins pouvant descendre jusqu\u2019\u00e0 100 microns.<\/p>\n<h2><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill.jpg\" alt=\"Remplissage sous les composants BGA sur circuit imprim\u00e9\" width=\"600\" height=\"393\" class=\"aligncenter size-full wp-image-6448\" srcset=\"https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill.jpg 600w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-300x197.jpg 300w, https:\/\/www.topfastpcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/PCB-BGA-Underfill-18x12.jpg 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/h2>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"How_to_Apply_Capillary_BGA_Underfill_Step-by-Step_Guide\"><\/span>Comment appliquer un sous-remplissage capillaire pour BGA (guide \u00e9tape par \u00e9tape)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><div class=\"schema-how-to wp-block-yoast-how-to-block\"><p class=\"schema-how-to-description\">Respectez ces r\u00e8gles techniques. <strong>En savoir plus sur <a href=\"\/fr\/blog\/sequential-lamination-hdi\/\">Laminage s\u00e9quentiel : ma\u00eetriser le processus de fabrication des cartes HDI, quelle que soit le nombre de couches<\/a>.<\/strong><\/p> <ol class=\"schema-how-to-steps\"><li class=\"schema-how-to-step\" id=\"how-to-step-1\"><strong class=\"schema-how-to-step-name\">Pr\u00e9paration de la planche et pr\u00e9chauffage<\/strong> <p class=\"schema-how-to-step-text\">Le circuit imprim\u00e9 assembl\u00e9 (PCBA) doit \u00eatre soigneusement nettoy\u00e9 ou, \u00e0 d\u00e9faut, un syst\u00e8me de flux \u00ab no-clean \u00bb strictement compatible doit \u00eatre utilis\u00e9, car les r\u00e9sidus de flux n\u2019ayant pas r\u00e9agi peuvent entraver consid\u00e9rablement l\u2019\u00e9coulement capillaire et r\u00e9duire drastiquement l\u2019adh\u00e9rence chimique. L\u2019ensemble complet est ensuite transf\u00e9r\u00e9 sur un plateau chauffant ou dans une zone de chauffage en ligne. Le pr\u00e9chauffage du substrat \u00e0 une temp\u00e9rature tr\u00e8s pr\u00e9cise (g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 70 \u00b0C et 100 \u00b0C) est essentiel pour r\u00e9duire artificiellement la viscosit\u00e9 de la r\u00e9sine de sous-remplissage, ce qui lui permet de s'\u00e9couler rapidement et uniform\u00e9ment sous le bo\u00eetier sans d\u00e9clencher une polym\u00e9risation pr\u00e9matur\u00e9e.<\/p> <\/li><li class=\"schema-how-to-step\" id=\"how-to-step-2\"><strong class=\"schema-how-to-step-name\">Dosage pr\u00e9cis<\/strong> <p class=\"schema-how-to-step-text\">\u00c0 l\u2019aide d\u2019\u00e9quipements automatis\u00e9s de pointe pour la distribution de fluides, \u00e9quip\u00e9s de pompes \u00e0 vis sans fin sp\u00e9cialis\u00e9es ou de vannes d\u2019injection \u00e0 grande vitesse, un volume pr\u00e9cis et micro-calcul\u00e9 de sous-remplissage est d\u00e9pos\u00e9 le long d\u2019un bord (motif en L ou en I) du BGA. L'aiguille de distribution doit \u00eatre positionn\u00e9e avec une grande pr\u00e9cision sur l'axe Z afin de garantir que le mat\u00e9riau entre en contact avec le bord du composant, d\u00e9clenchant ainsi l'effet capillaire essentiel, sans entrer en collision physique avec la puce ni contaminer les microcomposants adjacents.<\/p> <\/li><li class=\"schema-how-to-step\" id=\"how-to-step-3\"><strong class=\"schema-how-to-step-name\">Temps d'attente de l'\u00e9coulement capillaire<\/strong> <p class=\"schema-how-to-step-text\">Une fois le fluide d\u00e9pos\u00e9, l\u2019ensemble est maintenu en permanence \u00e0 la temp\u00e9rature de pr\u00e9chauffage afin de permettre \u00e0 l\u2019action capillaire naturelle d\u2019aspirer progressivement et enti\u00e8rement le fluide sous la matrice du bo\u00eetier. La dur\u00e9e n\u00e9cessaire d\u00e9pend fortement des dimensions des composants, de la densit\u00e9 de disposition des bosses, de la hauteur de l\u2019espace libre sur l\u2019axe Z et de la viscosit\u00e9 sp\u00e9cifique du mat\u00e9riau. Si cette \u00e9tape critique est pr\u00e9cipit\u00e9e, cela entra\u00eenera in\u00e9vitablement la formation de poches d\u2019air (vides) sous la puce, qui peuvent se dilater violemment lors des cycles thermiques suivants et provoquer l\u2019extrusion des joints de soudure ou le d\u00e9laminage des composants.<\/p> <\/li><li class=\"schema-how-to-step\" id=\"how-to-step-4\"><strong class=\"schema-how-to-step-name\">Inspection des filets<\/strong> <p class=\"schema-how-to-step-text\">Une fois le remplissage consid\u00e9r\u00e9 comme termin\u00e9, le sous-remplissage doit d\u00e9border des c\u00f4t\u00e9s oppos\u00e9s du composant, formant ainsi un filet continu et parfaitement concave. Ce filet assure un soutien structurel essentiel contre les chocs m\u00e9caniques violents. Une inspection optique automatis\u00e9e (AOI) ou une inspection visuelle manuelle \u00e0 fort grossissement est utilis\u00e9e pour v\u00e9rifier que le filet est complet et uniforme, sans d\u00e9bordement excessif de mati\u00e8re sur les pastilles environnantes.<\/p> <\/li><li class=\"schema-how-to-step\" id=\"how-to-step-5\"><strong class=\"schema-how-to-step-name\">Durcissement thermique<\/strong> <p class=\"schema-how-to-step-text\">Le circuit imprim\u00e9 enti\u00e8rement sous-rempli est ensuite transf\u00e9r\u00e9 avec pr\u00e9caution dans un four \u00e0 convection par lots ou dans un four de durcissement en ligne. L'ensemble est soumis \u00e0 un profil thermique strictement contr\u00f4l\u00e9 (par exemple, 150 \u00b0C pendant 30 \u00e0 45 minutes) afin de r\u00e9ticuler solidement les cha\u00eenes polym\u00e8res complexes et de durcir l'\u00e9poxy jusqu'\u00e0 son \u00e9tat final. Une attention particuli\u00e8re doit \u00eatre port\u00e9e \u00e0 la vitesse de mont\u00e9e en temp\u00e9rature afin d\u2019\u00e9viter le d\u00e9gazage rapide de tout compos\u00e9 volatil pi\u00e9g\u00e9, susceptible de former des vides microscopiques internes au sein de la matrice enti\u00e8rement durcie.<\/p> <\/li><\/ol><\/div><p>Une m\u00e9thodologie d'application ad\u00e9quate est tout aussi cruciale que le choix des mat\u00e9riaux eux-m\u00eames. Des param\u00e8tres de traitement inadapt\u00e9s peuvent facilement entra\u00eener la formation de vides importants, une couverture incompl\u00e8te des composants et une incompatibilit\u00e9 avec le flux, ce qui annule compl\u00e8tement les avantages escompt\u00e9s du sous-remplissage.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Defect_Analysis_and_Reliability_Testing\"><\/span>Analyse des d\u00e9fauts et essais de fiabilit\u00e9<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Apr\u00e8s l'application, un contr\u00f4le qualit\u00e9 rigoureux est n\u00e9cessaire pour valider le processus de sous-remplissage. Le d\u00e9faut le plus courant est la formation de vides. Ces vides agissent comme de puissants concentrateurs de contraintes. Si un vide vient \u00e0 englober une bosse de soudure, le joint non soutenu est extr\u00eamement vuln\u00e9rable \u00e0 la fatigue, et la p\u00e9n\u00e9tration d'humidit\u00e9 dans le vide peut entra\u00eener de la corrosion.<\/p>\n<p>La couche de remplissage \u00e9tant dissimul\u00e9e sous le circuit int\u00e9gr\u00e9, il est impossible de la contr\u00f4ler visuellement. Les ing\u00e9nieurs ont donc recours \u00e0 la microscopie acoustique \u00e0 balayage (C-SAM) pour obtenir une image non destructive de cette couche. La technique C-SAM utilise des ondes ultrasonores \u00e0 haute fr\u00e9quence pour d\u00e9tecter les variations de densit\u00e9 du mat\u00e9riau, ce qui permet de mettre clairement en \u00e9vidence les poches d'air emprisonn\u00e9es ou les zones de d\u00e9lamination. <strong>En savoir plus sur <a href=\"\/fr\/blog\/skew-compensation-fwe-pcb\/\">Compensation de l'asym\u00e9trie : gestion de l'effet d'entrelacement des fibres (FWE) et alignement des longueurs pour le PCIe Gen 6<\/a>.<\/strong><\/p>\n<p>Pour la validation finale du produit, les assemblages avec sous-remplissage sont soumis \u00e0 des essais de fiabilit\u00e9 rigoureux, conform\u00e9ment aux normes JEDEC. Ces essais comprennent notamment des tests de choc thermique (par exemple, des cycles rapides entre -40 \u00b0C et +125 \u00b0C) et des tests de chute hautement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s visant \u00e0 simuler les chocs rencontr\u00e9s en conditions r\u00e9elles, afin de garantir que le sous-remplissage r\u00e9pond aux crit\u00e8res de dur\u00e9e de vie requis.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Advanced_Considerations_Reworkability_and_Flux_Compatibility\"><\/span>Consid\u00e9rations avanc\u00e9es : possibilit\u00e9 de retouche et compatibilit\u00e9 avec les flux<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Historiquement, l\u2019application r\u00e9ussie d\u2019un underfill impliquait que le BGA soit coll\u00e9 de mani\u00e8re permanente et irr\u00e9versible au circuit imprim\u00e9, rendant ainsi physiquement impossible toute retouche apr\u00e8s assemblage. Si un composant \u00e9chouait au test, l\u2019ensemble du circuit imprim\u00e9 assembl\u00e9 (PCBA), tr\u00e8s co\u00fbteux, devait \u00eatre mis au rebut. Aujourd\u2019hui, les fabricants de produits chimiques ont r\u00e9ussi \u00e0 mettre au point des sous-remplissages avanc\u00e9s pouvant \u00eatre retravaill\u00e9s thermiquement. Ces mat\u00e9riaux sont sp\u00e9cialement con\u00e7us pour se d\u00e9grader intentionnellement et perdre leur pouvoir adh\u00e9sif lorsqu\u2019ils sont soumis \u00e0 des temp\u00e9ratures nettement sup\u00e9rieures aux profils de refusion SMT normaux (par exemple, 220 \u00b0C \u2013 260 \u00b0C). Au cours d\u2019un cycle de retouche, une chaleur localis\u00e9e et hautement contr\u00f4l\u00e9e est appliqu\u00e9e, ce qui permet de soulever d\u00e9licatement le composant d\u00e9fectueux et de racler m\u00e9caniquement ou de dissoudre chimiquement le sous-remplissage d\u00e9grad\u00e9 r\u00e9siduel des pastilles en cuivre du circuit imprim\u00e9.<\/p>\n<p>Un autre aspect absolument essentiel \u00e0 prendre en compte est la compatibilit\u00e9 des flux. Lorsqu'on utilise un proc\u00e9d\u00e9 SMT standard \u00ab no-clean \u00bb, des r\u00e9sidus de flux inoffensifs persistent autour des joints de soudure imm\u00e9diatement apr\u00e8s la refusion. Cependant, si la composition chimique sp\u00e9cifique du sous-remplissage est incompatible avec celle de ces r\u00e9sidus de flux, cela peut entra\u00eener une mauvaise adh\u00e9rence au niveau des interfaces microscopiques, un d\u00e9laminage localis\u00e9 au fil du temps, voire de graves probl\u00e8mes d\u2019\u00e9lectromigration (croissance de dendrites). Des essais empiriques approfondis de fiabilit\u00e9 et une qualification de compatibilit\u00e9 sont n\u00e9cessaires pour garantir que le sous-remplissage encapsule proprement les r\u00e9sidus de flux sans aucune interaction chimique n\u00e9faste \u00e0 long terme.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Frequently_Asked_Questions_FAQ\"><\/span>Foire aux questions (FAQ)<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><div class=\"schema-faq wp-block-yoast-faq-block\"><div class=\"schema-faq-section\" id=\"faq-question-1\"><strong class=\"schema-faq-question\">Quelle est la principale diff\u00e9rence entre un sous-remplissage capillaire et un sous-remplissage sans \u00e9coulement ?<\/strong> <p class=\"schema-faq-answer\">Le sous-remplissage capillaire est appliqu\u00e9 de mani\u00e8re dynamique une fois le processus de refusion SMT termin\u00e9 ; il repose en grande partie sur la chaleur externe et l\u2019action capillaire naturelle pour s\u2019\u00e9couler uniform\u00e9ment sous un composant enti\u00e8rement soud\u00e9. Le sous-remplissage non fluide est d\u00e9pos\u00e9 directement sur le circuit imprim\u00e9 nu avant le placement des composants ; il agit \u00e0 la fois comme un flux actif facilitant le soudage et comme un encapsulant structurel qui durcit simultan\u00e9ment pendant le processus standard de refusion de la soudure. Les sous-remplissages capillaires offrent g\u00e9n\u00e9ralement une protection thermom\u00e9canique sup\u00e9rieure et durable gr\u00e2ce \u00e0 leur teneur en silice nettement plus \u00e9lev\u00e9e.<\/p> <\/div> <div class=\"schema-faq-section\" id=\"faq-question-2\"><strong class=\"schema-faq-question\">Est-il possible de retoucher un composant BGA apr\u00e8s l'application du sous-remplissage ?<\/strong> <p class=\"schema-faq-answer\">Oui, mais uniquement si un \u00ab underfill r\u00e9usinable \u00bb sp\u00e9cialement formul\u00e9 a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 intentionnellement lors de l\u2019assemblage d\u2019origine. Ces r\u00e9sines \u00e9poxy hautement techniques sont con\u00e7ues pour se d\u00e9composer physiquement et se d\u00e9tacher \u00e0 des temp\u00e9ratures extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9es, ce qui permet de retirer le composant avec pr\u00e9caution et de pr\u00e9parer l\u2019emplacement pour un nouveau circuit int\u00e9gr\u00e9. Les sous-remplissages standard, hautement r\u00e9ticul\u00e9s et non r\u00e9utilisables, rendent en effet le BGA totalement permanent ; toute tentative de r\u00e9usinage d\u00e9chirera presque \u00e0 coup s\u00fbr les d\u00e9licates pastilles de cuivre directement du substrat du circuit imprim\u00e9.<\/p> <\/div> <div class=\"schema-faq-section\" id=\"faq-question-3\"><strong class=\"schema-faq-question\">En quoi la composition de la r\u00e9sine de remplissage influe-t-elle sur les performances du sous-remplissage ?<\/strong> <p class=\"schema-faq-answer\">Le fabricant ajoute des charges (g\u00e9n\u00e9ralement des sph\u00e8res microscopiques de silice) afin de r\u00e9duire consid\u00e9rablement le coefficient de dilatation thermique (CTE) et d\u2019augmenter de mani\u00e8re significative le module de Young de l\u2019underfill, ce qui am\u00e9liore fondamentalement sa capacit\u00e9 \u00e0 prot\u00e9ger les joints SMT contre les cycles thermiques extr\u00eames. Cependant, une teneur \u00e9lev\u00e9e en charge augmente intrins\u00e8quement la viscosit\u00e9 de base de la r\u00e9sine non durcie, ce qui peut entraver consid\u00e9rablement l'\u00e9coulement capillaire et rendre son utilisation extr\u00eamement difficile sur des composants \u00e0 pas \u00e9troit et \u00e0 faible hauteur de montage.<\/p> <\/div> <div class=\"schema-faq-section\" id=\"faq-question-4\"><strong class=\"schema-faq-question\">Quelles sont les causes de la formation de cavit\u00e9s dans le sous-remplissage des BGA, et en quoi cela est-il dangereux ?<\/strong> <p class=\"schema-faq-answer\">La formation de vides (bulles d\u2019air pi\u00e9g\u00e9es dans l\u2019\u00e9poxy durci) peut \u00eatre due \u00e0 des sch\u00e9mas d\u2019application inappropri\u00e9s (pi\u00e9geant l\u2019air avant qu\u2019il ne puisse s\u2019\u00e9chapper), \u00e0 un pr\u00e9chauffage insuffisant du substrat, au d\u00e9gazage du flux pendant le cycle de durcissement ou \u00e0 un durcissement trop rapide du mat\u00e9riau. Les vides sont extr\u00eamement dangereux car ils constituent des points de concentration des contraintes. Si un vide se trouve \u00e0 proximit\u00e9 imm\u00e9diate d\u2019une bosse de soudure, l\u2019air qui se dilate au cours d\u2019un cycle thermique peut exercer une pression physique intense sur le joint, entra\u00eenant une rupture m\u00e9canique pr\u00e9matur\u00e9e ou l\u2019extrusion forc\u00e9e de la soudure dans l\u2019espace vide.<\/p> <\/div> <div class=\"schema-faq-section\" id=\"faq-question-5\"><strong class=\"schema-faq-question\">Le sous-remplissage est-il n\u00e9cessaire pour tous les composants BGA d'un circuit imprim\u00e9 assembl\u00e9 (PCBA) ?<\/strong> <p class=\"schema-faq-answer\">Non. L'underfill est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9serv\u00e9 aux BGA \u00e0 pas fin, aux WLCSP (Wafer-Level Chip Scale Packages) fragiles, aux composants tr\u00e8s massifs ou aux assemblages fonctionnant dans des environnements particuli\u00e8rement hostiles, soumis \u00e0 d'importants cycles thermiques ou \u00e0 des vibrations incessantes. Les BGA \u00e0 pas standard utilis\u00e9s dans des environnements grand public cl\u00e9ments et contr\u00f4l\u00e9s ne n\u00e9cessitent souvent pas de sous-remplissage, car les joints de soudure poss\u00e8dent eux-m\u00eames une souplesse inh\u00e9rente suffisante pour r\u00e9sister aux contraintes thermom\u00e9caniques mineures et quotidiennes.<\/p> <\/div> <\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introduction to BGA Underfill and PCBA Reliability As printed circuit board assemblies (PCBAs) continue to miniaturize and incorporate higher-density interconnects (HDI), the utilization of Ball Grid Array (BGA), Chip Scale Package (CSP), and Wafer-Level Chip Scale Package (WLCSP) components has become ubiquitous across the electronics manufacturing sector. 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