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封裝及Bonding
新聞詳情

板上芯片封裝COB概述

發(fā)布時間:2022-09-06 16:45:15 最后更新:2022-09-07 09:04:06 瀏覽次數(shù):2902


 cob封裝的定義

       COB封裝全稱板上芯片封裝(ChipsonBoard,COB),是為了解決LED散熱問題的一種技術。相比直插式和SMD其特點是節(jié)約空間、簡化封裝作業(yè),具有高效的熱管理方式。

       COB封裝即chipOnboard,就是將裸芯片用導電或非導電膠粘附在互連基板上,然后進行引線鍵合實現(xiàn)其電氣連接。如果裸芯片直接暴露在空氣中,易受污染或人為損壞,影響或破壞芯片功能,于是就用膠把芯片和鍵合引線包封起來。人們也稱這種封裝形式為軟包封?! OB封裝的優(yōu)勢

1.超輕?。嚎筛鶕?jù)客戶的實際需求,采用厚度從0.4-1.2mm厚度的PCB板,使重量最少降低到原來傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/3,可為客戶顯著降低結構、運輸和工程成本。

2.防撞抗壓:COB產(chǎn)品是直接將LED芯片封裝在PCB板的凹形燈位內(nèi),然后用環(huán)氧樹脂膠封裝固化,燈點表面凸起成球面,光滑而堅硬,耐撞耐磨。

3.大視角:COB封裝采用的是淺井球面發(fā)光,視角大于175度,接近180度,而且具有更優(yōu)秀的光學漫散色渾光效果。

4.可彎曲:可彎曲能力是COB封裝所獨有的特性,PCB的彎曲不會對封裝好的LED芯片造成破壞,因此使用COB模組可方便地制作LED弧形屏,圓形屏,波浪形屏。是酒吧、夜總會個性化造型屏的理想基材??勺龅綗o縫隙拼接,制作結構簡單,而且價格遠遠低于柔性線路板和傳統(tǒng)顯示屏模組制作的LED異形屏。

5.散熱能力強:COB產(chǎn)品是把燈封裝在PCB板上,通過PCB板上的銅箔快速將燈芯的熱量傳出,而且PCB板的銅箔厚度都有嚴格的工藝要求,加上沉金工藝,幾乎不會造成嚴重的光衰減。所以很少死燈,大大延長了的壽命。

6、耐磨、易清潔:燈點表面凸起成球面,光滑而堅硬,耐撞耐磨;出現(xiàn)壞點,可以逐點維修;沒有面罩,有灰塵用水或布即可清潔。

7、全天候優(yōu)良特性:采用三重防護處理,防水、潮、腐、塵、靜電、氧化、紫外效果突出;滿足全天候工作條件,零下30度到零上80度的溫差環(huán)境仍可正常使用。

 


 

        板上芯片(Chip On Board, COB)工藝過程首先是在基底表面用導熱環(huán)氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環(huán)氧樹脂)覆蓋硅片安放點,然后將硅片直接安放在基底表面,熱處理至硅片牢固地固定在基底為止,隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。
       裸芯片技術主要有兩種形式:一種是COB技術,另一種是倒裝片技術(Flip Chip)。板上芯片封裝(COB),半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn),芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn),并用樹脂覆蓋以確??煽啃?。雖然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術,但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術。


 

 

COB主要的焊接方法:
(1)熱壓焊
        利用加熱和加壓力使金屬絲與焊區(qū)壓焊在一起。其原理是通過加熱和加壓力,使焊區(qū)(如AI)發(fā)生塑性形變同時破壞壓焊界面上的氧化層,從而使原子間產(chǎn)生吸引力達到“鍵合”的目的,此外,兩金屬界面不平整加熱加壓時可使上下的金屬相互鑲嵌。此技術一般用為玻璃板上芯片COG。(2)超聲焊超聲焊是利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的能量,通過換能器在超高頻的磁場感應下,迅速伸縮產(chǎn)生彈性振動,使劈刀相應振動,同時在劈刀上施加一定的壓力,于是劈刀在這兩種力的共同作用下,帶動AI絲在被焊區(qū)的金屬化層如(AI膜)表面迅速摩擦,使AI絲和AI膜表面產(chǎn)生塑性變形,這種形變也破壞了AI層界面的氧化層,使兩個純凈的金屬表面緊密接觸達到原子間的結合,從而形成焊接。主要焊接材料為鋁線焊頭,一般為楔形。(3)金絲焊球焊在引線鍵合中是最具代表性的焊接技術,因為現(xiàn)在的半導體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操作方便、靈活、焊點牢固(直徑為25UM的AU絲的焊接強度一般為0.07~0.09N/點),又無方向性,焊接速度可高達15點/秒以上。金絲焊也叫熱(壓)(超)聲焊主要鍵合材料為金(AU)線焊頭為球形故為球焊。
COB封裝流程
       第一步:擴晶。采用擴張機將廠商提供的整張LED晶片薄膜均勻擴張,使附著在薄膜表面緊密排列的LED晶粒拉開,便于刺晶。第二步:背膠。將擴好晶的擴晶環(huán)放在已刮好銀漿層的背膠機面上,背上銀漿。點銀漿。適用于散裝LED芯片。采用點膠機將適量的銀漿點在PCB印刷線路板上。第三步:將備好銀漿的擴晶環(huán)放入刺晶架中,由操作員在顯微鏡下將LED晶片用刺晶筆刺在PCB印刷線路板上。第四步:將刺好晶的PCB印刷線路板放入熱循環(huán)烘箱中恒溫靜置一段時間,待銀漿固化后取出(不可久置,不然LED芯片鍍層會烤黃,即氧化,給邦定造成困難)。如果有LED芯片邦定,則需要以上幾個步驟;如果只有IC芯片邦定則取消以上步驟。第五步:粘芯片。用點膠機在PCB印刷線路板的IC位置上適量的紅膠(或黑膠),再用防靜電設備(真空吸筆或子)將IC裸片正確放在紅膠或黑膠上。第六步:烘干。將粘好裸片放入熱循環(huán)烘箱中放在大平面加熱板上恒溫靜置一段時間,也可以自然固化(時間較長)。第七步:邦定(打線)。采用鋁絲焊線機將晶片(LED晶?;騃C芯片)與PCB板上對應的焊盤鋁絲進行橋接,即COB的內(nèi)引線焊接。第八步:前測。使用專用檢測工具(按不同用途的COB有不同的設備,簡單的就是高精密度穩(wěn)壓電源)檢測COB板,將不合格的板子重新返修。第九步:點膠。采用點膠機將調(diào)配好的AB膠適量地點到邦定好的LED晶粒上,IC則用黑膠封裝,然后根據(jù)客戶要求進行外觀封裝。

 

 

 

       第十步:固化。將封好膠的PCB印刷線路板放入熱循環(huán)烘箱中恒溫靜置,根據(jù)要求可設定不同的烘干時間。第十一步:后測。將封裝好的PCB印刷線路板再用專用的檢測工具進行電氣性能測試,區(qū)分好壞優(yōu)劣。與其它封裝技術相比,COB技術價格低廉(僅為同芯片的1/3左右)、節(jié)約空間、工藝成熟。但任何新技術在剛出現(xiàn)時都不可能十全十美,COB技術也存在著需要另配焊接機及封裝機、有時速度跟不上以及PCB貼片對環(huán)境要求更為嚴格和無法維修等缺點。


 

 

       某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信號性能,因為它們?nèi)サ袅舜蟛糠只蛉糠庋b,也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而,伴隨著這些技術,可能存在一些性能問題。在所有這些設計中,由于有引線框架片或BGA標志,襯底可能不會很好地連接到VCC或地??赡艽嬖诘膯栴}包括熱膨脹系數(shù)(CTE)問題以及不良的襯底連接。 

 

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