アンダーフィル材とは何か？初心者向けに解説する基本と使い方ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

アンダーフィル材とは？

アンダーフィル材とは、主に電子部品のはんだ付け後の隙間を充填する材料のことです。目的は機械的強度の向上と熱応力の緩和、そして部品間の隙間による空気層の影響を減らすことです。用途は幅広く、スマートフォンやパソコンの基板、セラミックパッケージなどの電子部品の下に充填されます。充填することで衝撃や温度変化による応力を受けにくくし、長く故障しにくい設計を実現します。

主な材料タイプと特徴

エポキシ系は粘度が高く、硬化後の機械的強度が高いのが特徴です。高い接着力と耐熱性を持ち、長寿命の電子機器に適しています。一方、硬化時間が長めの場合もあり、作業工程の管理が必要です。

シリコーン系は柔軟性が高く、熱膨張の差を緩和しやすいのが利点です。高温環境にも安定しやすい反面、エポキシ系に比べて機械強度が若干劣る場合があります。

ポリウレタン系は弾性と耐疲労性のバランスが取りやすい材料です。粘度が中くらいで、複雑な形状にも入りやすい点が魅力ですが、露光や長期耐候性の観点で用途を選ぶことがあります。

使い方のポイント

アンダーフィル材を適切に使うには、まず元の部品と基板の清浄さを確保します。異物や油分があると充填ムラが生じやすく、後の信頼性に影響します。次に粘度と温度条件に合わせた材料を選び、施工方法を決めます。多くのケースで「キャピラリ充填」という方法が用いられ、材料が自重や毛細管現象で隙間に浸透します。最後に適切な硬化条件（温度・時間）を守り、完全に硬化した後の機械強度を確認します。

メリットとデメリット

以下の表は、代表的な underfill 材料の特徴を比較したものです。

タイプ	特徴	主な用途	メリット	デメリット
エポキシ系	硬化後の剛性が高い	高振動環境の電子機器	高い機械強度・耐熱性	硬化時間長め・脆さのリスク
シリコーン系	柔軟性・耐熱性が高い	熱応力緩和が重要な部品	熱膨張差の緩和・耐候性	機械強度がやや低いことがある
ポリウレタン系	中程度の粘度・弾性	複雑形状の隙間充填	作業性・衝撃耐性のバランス良好	耐薬品性や長期耐候性で制限あり

注意点と選び方のヒント

用途によって材料を選ぶときのポイントは、作業条件（温度・湿度・硬化時間）と、部品同士の熱膨張係数の差、そして将来の信頼性です。互換性のある基板材料やはんだとの相性も重要です。初めて取り扱う場合は、メーカーのデータシートをよく読み、試作段階で小さなサンプルから評価を始めましょう。

まとめ

アンダーフィル材は、はんだ付け後の隙間を充填して機械的強度と信頼性を高める重要な材料です。エポキシ系・シリコーン系・ポリウレタン系など、用途に応じたタイプを選ぶことが大切です。適切な充填方法と硬化条件を守ることで、長期間にわたって安定した性能を発揮します。

アンダーフィル材の同意語

アンダーフィル剤: アンダーフィル材と同義。半導体パッケージの下面を樹脂で充填し、熱応力の分散や機械的強度向上を目的とする材料です。
アンダーフィル: アンダーフィル材の短縮形。同じく基板下を充填して保護・信頼性向上を目的とした材料を指します。
下部充填材: 基板やチップの下部を充填する材料の総称。アンダーフィルの機能を指す日常的な表現です。
基板下充填材: 基板の下側を充填する材のこと。アンダーフィルと同義として使われることがあります。
下部フィル材: 下部を充填する材料を表す表現。文献や製品説明でアンダーフィルの同義語として使われることがあります。
アンダー充填材: 英語の 'underfill' の日本語表現として用いられることがある表現。意味はアンダーフィル材とほぼ同じです。
基板下充填エポキシ: エポキシ系の充填材を特に指す呼び方。アンダーフィル材の代表的な材料タイプを示します。

アンダーフィル材の対義語・反対語

オーバーフィル材: アンダーフィルの反対語として、ダイの下ではなく上方を過剰に充填する材料。過充填になると応力集中やはんだボイドの発生リスクが高まることがあります。
上方充填材: ダイの上方を充填する材料。アンダーフィルの逆方向の充填を指す表現で、場合によってはダイ上部の空隙を埋める用途に使われます。
表面封止材: ダイ表面を覆って封止する材料。アンダーフィルはダイと基板の間を埋めるのに対し、表面封止材は表面側を覆う点が対照的です。
未充填材: 充填を行わない材料。アンダーフィルを使わず、空隙を残した状態を指します。
露出状態: 充填を行わず、ダイと配線が露出した状態を指す設計・材料選択のこと。アンダーフィルを使用しない選択肢の一つとして挙げられます。

アンダーフィル材の共起語

エポキシ樹脂: 半導体・電子部品のアンダーフィル材として使われる樹脂。はんだ付け部を保護し、熱による応力を緩和するために隙間を埋める。
アクリル系: アクリル樹脂を用いたアンダーフィル材。透明性が高く、作業性や光学特性が求められる場面で使われることが多い。
セメント系: セメントを主成分とする建築用のアンダーフィル材。床や壁の下地を埋め固め、平滑に仕上げる役割。
モルタル: セメントと砂の混合物で、床や壁の下地の充填・平滑化に使われる材料。アンダーフィルの範囲で使われる表現もある。
充填剤: 隙間を埋めて平滑にする材料の総称。アンダーフィルの基本的な目的は隙間を埋めて平面を作ること。
充填材: 充填剤と同義の表現。隙間を埋めて表面を平らにする材料。
硬化剤: 樹脂系アンダーフィルを反応させて固める薬剤。適切な配合比で硬化させる必要がある。
硬化時間: 材料が完全に硬くなるまでの目安時間。環境条件により前後する。
粘度: 材料の流れやすさを表す指標。低粘度は細かな隙間にも入りやすい。
施工: 実際にアンダーフィル材を塗布・充填する作業全般。前処理・混合・充填・仕上げを含む工程。
施工性: 作業のしやすさ。取り扱いのしやすさ、流動性、清掃性などが影響する。
下地材: アンダーフィルを充填する前の基礎となる材料。床・壁の安定性と平滑性を決める。
密着性: 下地とアンダーフィル材がしっかりくっつく性質。剥離やひび割れを防ぐ鍵。
乾燥時間: 表層が乾くまでの時間。溶剤系や水系で異なる。
収縮: 硬化時に体積が縮む現象。過剰な収縮はクラックの原因になることがある。
ボイド: 内部に空洞が生じる現象。強度低下や欠陥の原因になることがある。
耐熱性: 高温環境でも性能を維持する能力。電子部品・高温環境で重要。
耐久性: 長期にわたり性能を保つ能力。紫外線・湿気・振動などに対する耐性を含む。
防水性: 水の侵入を防ぐ性質。床下や浴室周りなどで重視されることがある。
規格: JISやISOなどの基準。品質や性能の基準として参照される。

アンダーフィル材の関連用語

アンダーフィル材: 半導体パッケージでダイと基板の間を埋め、熱膨張差や機械的応力を緩和して接合部の信頼性を高める充填材。エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などが代表的。
アンダーフィル剤: アンダーフィル材と同義の語。用途に応じてさまざまな樹脂タイプが用いられる。
フリップチップ: ダイの接合面を基板に直接接続する半導体パッケージの方式。アンダーフィル材は接合部の保護・応力緩和に重要。
ダイ: 半導体チップのこと。アンダーフィル材はこのダイと基板の間を埋める役割を持つ。
基板: チップを受ける土台となるプリント基板（PCB）やサブストレートのこと。アンダーフィル材は基板とダイの間の隙間を埋める。
BGAパッケージ: ボールグリッドアレイを用いる代表的な半導体パッケージ。アンダーフィル材はこの構造の信頼性を高める。
充填剤: 空隙を埋めて機械的安定性を高める材料全般。アンダーフィル材はその一種。
エポキシ系樹脂: 硬化後に硬くなる樹脂の代表。アンダーフィル材として広く利用される。
シリコーン系樹脂: 耐熱性と弾性に優れる樹脂で、温度変化の多い環境に適する。
UV硬化型アンダーフィル材: 紫外線で硬化するタイプのアンダーフィル材。製造スピード向上に寄与。
ノーフローアンダーフィル材: ディスペンス工程を省略可能な流動性を持つタイプ。小型パッケージで有用。
低粘度アンダーフィル材: 狭い隙間にも充填しやすい、粘度の低いタイプ。充填性を高める。
非導電性アンダーフィル材: 電気を通さない絶縁タイプ。信号短絡を防ぐ。
導電性アンダーフィル材: 特定用途向けに導電性を持たせ、接触部の導通や熱伝導経路を補強する場合がある。
熱伝導率: 材料が熱を伝える能力を示す指標。高いほど放熱設計が容易になる。
熱膨張係数差（CTE差）: ダイと基板の熱膨張の差。差を小さくすると応力・クラックを低減できる。
ディスペンス: マイクロディスペンス装置でアンダーフィル材をダイと基板の間に滴下する充填工程。
室温硬化型アンダーフィル材: 室温で硬化するタイプ。設備投資を抑えたい場合に有用。
硬化条件: エポキシ系は加熱・時間、UV型は光照射など、材質ごとに定められた硬化プロセス。