COB

板上芯片封裝

　板上芯片(Chip On Board, COB)工藝過程首先是在基底表面用導(dǎo)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(diǎn)，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(shù)主要有兩種形式：一種是COB技術(shù)，另一種是倒裝片技術(shù)(Flip Chip)。板上芯片封裝(COB)，半導(dǎo)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(shí)現(xiàn)，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實(shí)現(xiàn)，并用樹脂覆蓋以確?？煽啃浴ｋm然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠(yuǎn)不如TAB和倒片焊技術(shù)。

主要焊接方法

　　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(shí)破壞壓焊界面上的氧化層，從而使原子間產(chǎn)生吸引力達(dá)到“鍵合”的目的，此外，兩金屬界面不平整加熱加壓時(shí)可使上下的金屬相互鑲嵌。此技術(shù)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(chǎng)感應(yīng)下，迅速伸縮產(chǎn)生彈性振動(dòng)，使劈刀相應(yīng)振動(dòng)，同時(shí)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(dòng)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(gè)純凈的金屬表面緊密接觸達(dá)到原子間的結(jié)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(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)在的半導(dǎo)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(diǎn)牢固(直徑為25UM的AU絲的焊接強(qiáng)度一般為0.07～0.09N/點(diǎn))，又無方向性，焊接速度可高達(dá)15點(diǎn)/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(kuò)晶。采用擴(kuò)張機(jī)將廠商提供的整張LED晶片薄膜均勻擴(kuò)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(kuò)好晶的擴(kuò)晶環(huán)放在已刮好銀漿層的背膠機(jī)面上，背上銀漿。點(diǎn)銀漿。適用于散裝LED芯片。采用點(diǎn)膠機(jī)將適量的銀漿點(diǎn)在PCB印刷線路板上。

　　第三步：將備好銀漿的擴(kuò)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(shí)間，待銀漿固化后取出(不可久置，不然LED芯片鍍層會(huì)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(gè)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(diǎn)膠機(jī)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(shè)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(shí)間，也可以自然固化(時(shí)間較長)。

　　第七步：邦定(打線)。采用鋁絲焊線機(jī)將晶片(LED晶粒或IC芯片)與PCB板上對(duì)應(yīng)的焊盤鋁絲進(jìn)行橋接，即COB的內(nèi)引線焊接。

　　第八步：前測(cè)。使用專用檢測(cè)工具(按不同用途的COB有不同的設(shè)備，簡單的就是高精密度穩(wěn)壓電源)檢測(cè)COB板，將不合格的板子重新返修。

　　第九步：點(diǎn)膠。采用點(diǎn)膠機(jī)將調(diào)配好的AB膠適量地點(diǎn)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(jìn)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(shè)定不同的烘干時(shí)間。

　　第十一步：后測(cè)。將封裝好的PCB印刷線路板再用專用的檢測(cè)工具進(jìn)行電氣性能測(cè)試，區(qū)分好壞優(yōu)劣。

　　與其它封裝技術(shù)相比，COB技術(shù)價(jià)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(shù)在剛出現(xiàn)時(shí)都不可能十全十美，COB技術(shù)也存在著需要另配焊接機(jī)及封裝機(jī)、有時(shí)速度跟不上以及PCB貼片對(duì)環(huán)境要求更為嚴(yán)格和無法維修等缺點(diǎn)。

　　某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信號(hào)性能，因?yàn)樗鼈內(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(shù)，可能存在一些性能問題。在所有這些設(shè)計(jì)中，由于有引線框架片或BGA標(biāo)志，襯底可能不會(huì)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。

COB工藝流程及基本要求

　　清潔PCB---滴粘接膠---芯片粘貼---測(cè)試---封黑膠加熱固化---測(cè)試---入庫

　　1． 清潔PCB

　　清洗后的PCB板仍有油污或氧化層等不潔部分用皮擦試幫定位或測(cè)試針位對(duì)擦拭的PCB板要用毛刷刷干凈或用氣槍吹凈方可流入下一工序。對(duì)于防靜電嚴(yán)的產(chǎn)品要用離子吹塵機(jī)。清潔的目的的為了把PCB板邦線焊盤上的灰塵和油污等清除干凈以提高邦定的品質(zhì)。

　　2． 滴粘接膠

　　滴粘接膠的目的是為了防止產(chǎn)品在傳遞和邦線過程中DIE脫落

　　在COB工序中通常采用針式轉(zhuǎn)移和壓力注射法

　　針式轉(zhuǎn)移法：用針從容器里取一小滴粘劑點(diǎn)涂在PCB上，這是一種非常迅速的點(diǎn)膠方法

　　壓力注射法：將膠裝入注射器內(nèi)，施加一定的氣壓將膠擠出來，膠點(diǎn)的大小由注射器噴口口徑的大小及加壓時(shí)間和壓力大小決定與與粘度有關(guān)。此工藝一般用在滴粘機(jī)或DIE BOND自動(dòng)設(shè)備上

　　膠滴的尺寸與高度取決于芯片（DIE）的類型，尺寸，與PAD位的距離，重量而定。尺寸和重量大的芯片膠滴量大一些，也不宜過大以保證足夠的粘度為準(zhǔn)，同時(shí)粘接膠不能污染邦線焊盤。如要一定說是有什么標(biāo)準(zhǔn)的話，那也只能按不同的產(chǎn)品來定。硬把什么不能超過芯片的1/3高度不能露膠多少作為標(biāo)準(zhǔn)的話，實(shí)沒有這個(gè)必要。

　　3． 芯片粘貼

　　芯片粘貼也叫DIE BOND（固晶）粘DIE邦DIE 邦I(lǐng)C等各公司叫法不一。在芯片粘貼中，要求真空吸筆（吸咀）材質(zhì)硬度要?。ㄒ残┕静捎妹藓炚迟N）。吸咀直徑視芯片大小而定，咀尖必須平整以免刮傷DIE表面。在粘貼時(shí)須檢查DIE與PCB型號(hào)，粘貼方向是否正確，DIE巾到PCB必須做到“平穩(wěn)正”“平”就是指DIE與PCB平行貼緊無虛位“穩(wěn)”是批DIE與PCB在整個(gè)流程中不易脫落“正”是指DIE與PCB預(yù)留位正貼，不可偏扭。一定要注意芯片（DIE）方向不得有貼反向之現(xiàn)象。

　　4． 邦線（引線鍵合）

　　邦線（引線鍵合）Wire Bond 邦定 連線叫法不一這里以邦定為例

　　邦定依BONDING圖所定位置把各邦線的兩個(gè)焊點(diǎn)連接起來，使其達(dá)到電氣與機(jī)械連接。邦定的PCB做邦定拉力測(cè)試時(shí)要求其拉力符合公司所訂標(biāo)準(zhǔn)（參考1.0線大于或等于3.5G 1.25線大于或等于4.5G）鋁線焊點(diǎn)形狀為橢圓形，金線焊點(diǎn)形狀為球形。

　　邦定熔點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)

　　鋁線：

　　線尾大于或等于0.3倍線徑小于或等于1.5倍線徑

　　焊點(diǎn)的長度 大于或等于1.5倍線徑 小于或等于5.0倍線徑

　　焊點(diǎn)的寬度 大于或等于1.2倍線徑 小于或等于3.0倍線徑

　　線弧的高度等于圓劃的拋物線高度（不宜太高不宜太低具體依產(chǎn)品而定）

　　金線：

　　焊球一般在線徑的2.6—2.7倍左右

　　在邦線過程中應(yīng)輕拿輕放，對(duì)點(diǎn)要準(zhǔn)確，操任人員應(yīng)用顯微鏡觀察邦線過程，看有無斷線，卷線，偏位，冷熱焊，起鋁等到不良現(xiàn)象，如有則立即通知管理工或技術(shù)人員。在正式生產(chǎn)之前一定得有專人首檢，檢查其有無邦錯(cuò)，少邦，漏邦拉力等現(xiàn)象。每隔2個(gè)小時(shí)應(yīng)有專人核查其正確性。

　　5． 封膠

　　封膠主要是對(duì)測(cè)試OK之PCB板進(jìn)行點(diǎn)黑膠。在點(diǎn)膠時(shí)要注意黑膠應(yīng)完全蓋住PCB太陽圈及邦定芯片 鋁線，不可有露絲現(xiàn)象，黑膠也不可封出太陽圈以外及別的地方有黑膠，如有漏膠應(yīng)用布條即時(shí)擦拭掉。在整個(gè)滴膠過程中針咀或毛簽都不可碰到DIE及邦定好的線。烘干后的黑膠表面不得有氣孔，及黑膠未固化現(xiàn)象。黑膠高度不超過1.8MM為宜，特別要求的應(yīng)小于1.5MM點(diǎn)膠時(shí)預(yù)熱板溫度及烘干溫度都應(yīng)嚴(yán)格控制。（振其BE-08黑膠FR4PCB板為例：預(yù)熱溫度120±15度時(shí)間為1.5—3.0分鐘 烘干溫度為140±15度時(shí)間為40—60分鐘）封膠方法通常也采用針式轉(zhuǎn)移法和壓力注射法。有些公司也用滴膠機(jī)，但其成本較高效率低下。通常都采用棉簽和針筒滴膠，但對(duì)操作人員要有熟練的操作能力及嚴(yán)格的工藝要求。如果碰壞芯片再返修就會(huì)非常困難。所以此工序管理人員和工程人員必須嚴(yán)格管控。

　　6． 測(cè)試

　　因在邦定過程中會(huì)有一些如斷線，卷線，假焊等不良現(xiàn)象而導(dǎo)致芯片故障，所以芯片級(jí)封裝都要進(jìn)行性能檢測(cè)

　　根據(jù)檢測(cè)方式可分非接觸式檢測(cè)（檢查）和接觸式檢測(cè)（測(cè)試）兩大類，非接觸式檢測(cè)己從人工目測(cè)發(fā)展到自動(dòng)光學(xué)圖象分析（AOI）X射分析，從外觀電路圖形檢查發(fā)展到內(nèi)層焊點(diǎn)質(zhì)量檢查，并從單獨(dú)的檢查向質(zhì)量監(jiān)控和缺陷修補(bǔ)相結(jié)合的方向發(fā)展。

　　雖然邦定機(jī)裝有自動(dòng)焊線質(zhì)量檢測(cè)功能（BQM）因邦定機(jī)自動(dòng)焊線質(zhì)量檢測(cè)主要采用設(shè)計(jì)規(guī)則檢測(cè)（DRC）和圖形識(shí)別兩種方法。DRC是按照一些給定的規(guī)則如熔點(diǎn)小于線徑的多少或大于多少一些設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來檢查焊線質(zhì)量。圖形識(shí)別法是將儲(chǔ)存的數(shù)字化圖象與實(shí)際工作進(jìn)行比較。但這都受工藝控制，工藝規(guī)程，參數(shù)更改等方面影響。具體采用哪一種方法應(yīng)根據(jù)各單位生產(chǎn)線具體條件，以及產(chǎn)品而定。但無論具備什么條件，目視檢驗(yàn)是基本檢測(cè)方法，是COB工藝人員和檢測(cè)人員必須掌握的內(nèi)容之一。兩者之間應(yīng)該互補(bǔ)，不能相互替代.

1．混合集成技術(shù)

　　當(dāng)今電子產(chǎn)品的趨勢(shì)，在一個(gè)小型組件或整機(jī)內(nèi)，不斷集成越來越多的器件和功能?；旌霞杉夹g(shù)成為增加包含有源與無源器件封裝密度的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　在混合集成各個(gè)制造步序，器件與電路間的互連，某些無源器件如電阻器等，直接在基板上采用厚膜或薄膜工藝淀積制成?；旌?span id="afwpext" class='hrefStyle'>集成電路基板布局布線的設(shè)計(jì)有許多重要的參數(shù)；導(dǎo)線寬度，導(dǎo)線與鍵合盤最近連接的布線，鍵合強(qiáng)度，鍵合引線弧環(huán)的高度，熱耗散等都必須加以考慮。

　　厚膜集成電路工藝，器件與電路間的互連，導(dǎo)線與電阻都是在基板上，采用各種功能漿料印刷燒結(jié)而成。薄膜集成電路工藝，互連與導(dǎo)線采用電鍍或其他PVD方法淀積在陶瓷基板上，光刻制作所需導(dǎo)電圖形，電阻與其他無源器件可印刷或焊接工藝裝連。當(dāng)基板上的無源表貼器件全部裝連完成后，芯片粘貼設(shè)備將電路芯片粘貼到基板的給定位置，接下使用鍵合設(shè)備進(jìn)行金絲或鋁絲的鍵合，實(shí)現(xiàn)芯片與基板電路間的電氣連接，最后封裝。

　　混合集成技術(shù)能在一個(gè)非常小的基板面積上集成大量電路芯片和小型無源器件。如果采用標(biāo)準(zhǔn)SMT表面貼裝工藝，勢(shì)必要占用比混合集成技術(shù)高達(dá)20倍的面積。

　　混合集成電路制造過程需要對(duì)半導(dǎo)體晶圓制造工藝，以及芯片組裝和鍵合工藝的全面掌握。一些小公司不具備這些條件，而且小批量制作混合電路組件，其成本相對(duì)是昂貴的。然而混合集成電路的應(yīng)用涉及醫(yī)療，航天航空，軍用，汽車與通訊領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中，混合集成電路技術(shù)是不可缺少的。

　　2.COB芯片直接板上組裝技術(shù)

　　許多年來，業(yè)界致力于開發(fā)混合集成電路技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，但在制造成本沒獲突破。因此至今印制板組裝工藝在復(fù)雜電路裝聯(lián)仍不失為最好的選擇。只需對(duì)某些方面進(jìn)行改進(jìn)、裸芯片板上直接裝連鍵合工藝無疑是容易，可靠的。

　　COB芯片直接板上組裝技術(shù)首先用于數(shù)字鐘，手表。每塊印制、電路板裝有一塊芯片，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)，計(jì)算器，電話卡與各種智能卡。COB在復(fù)雜的電路組件如裝有5,000個(gè)LED與IC驅(qū)動(dòng)組合的的打印機(jī)模塊，先進(jìn)數(shù)據(jù)處理電路32bitHP9000計(jì)算機(jī)母板安裝22個(gè)IC與一塊modem電路等產(chǎn)品擴(kuò)大了應(yīng)用。

　　今天在單塊印制板組裝超過100個(gè)芯片的多芯片工藝也得到成功，日本的娛樂設(shè)備及乎所有電子組件都已采用COB技術(shù)，在某些應(yīng)用領(lǐng)域COB大有取代SMT之勢(shì)。

　　成本分析表明DIP封裝成本經(jīng)常高出其內(nèi)含的芯片三倍之多。采用COB技術(shù)，省去了封裝成本可顯著降低，著在大批量生產(chǎn)尤為突出。

　　COB技術(shù)在歐州起步晚，應(yīng)用領(lǐng)域也正在不斷擴(kuò)大，至今仍然無法與得以廣泛應(yīng)用的日本和美國相比，尤其在高組裝密度與薄型封裝的應(yīng)用方面。

　　3．COB組裝工藝

　　芯片板上直接組裝模塊與混合集成電路的制造工藝是非常類似的。其主要的差別是兩者使用的基本材料與封裝形式，COB使用的基板是有機(jī)印制電路板，而后者是陶瓷基板。COB的裸芯片被高分子有機(jī)樹脂包封或球形塑封，混合集成電路最后使用金屬外殼封裝。與標(biāo)準(zhǔn)SMT組裝工藝比較，COB與混合集成組裝制過程的工藝步序較少。

　　印制板或PCB是由許多不同材料制成，如酚醛樹脂，聚氨基甲酸樹脂，聚酰胺樹脂，有機(jī)硅，氟塑料等等，氟塑料（聚四氟乙?。┰诟邷丨h(huán)境下，具有高電阻的特性，聚氨基甲酸樹脂能適應(yīng)特別大的溫度變化，如汽車電子，在非常高的溫度條件，要求極小的熱膨脹系數(shù)，此時(shí)氟塑料是最能勝任的。

　　通常，COB印制板使用的導(dǎo)線材料為銅基導(dǎo)線，鍵合盤需要進(jìn)行表面處理，在銅基材上鍍復(fù)2-4μm鎳，接下再鍍復(fù)0.1-0.2μm金(CuNiAu)

　　使用含銀環(huán)氧導(dǎo)電膠將芯片粘接到印制板安裝位置，在250℃固化。功率器件的散熱問題是通過芯片背面與粘接的印制板的銅層形成熱路，最后組裝時(shí)，冷卻板固定安裝在散熱指或封裝體上。

　　芯片與印制板間的電路連接使用鋁絲或金絲。鋁絲鍵合的最大優(yōu)點(diǎn)是鍵合可在室溫進(jìn)行。在產(chǎn)品承受高溫或大的溫度變化時(shí)，鋁絲超聲鍵合顯示很高的可靠性。金絲要達(dá)到鍵合可靠性需要在120℃以上的鍵合溫度。印制板使用的許多材料在較高溫度會(huì)變軟、甚至鍵合盤會(huì)被從印制板基材拉出脫離。當(dāng)使用金絲與芯片上的鋁層鍵合盤進(jìn)行鍵合時(shí)，如果要求最終產(chǎn)品需要承受較高的工作溫度，鍵合盤會(huì)存在損壞的危險(xiǎn)。這種損壞的機(jī)理是由于Kirkendall孔隙造成鍵合盤被拉離。選擇鋁絲或金絲主要取決產(chǎn)品應(yīng)用要求及工作的環(huán)境溫度。

　　完成引線鍵合后，芯片可使用多種工藝進(jìn)行包封保護(hù)，有機(jī)硅可在室溫條件下固化，也有使用環(huán)氧或其他材料的黑膠。芯片也可使用塑料或金屬殼進(jìn)行封蓋，最后COB單元被裝入封裝腔體內(nèi)，使用焊接或鍵合工藝實(shí)現(xiàn)電路連接。

　　4.鋁絲超聲鍵合工藝

　　產(chǎn)品需要高的鍵合質(zhì)量時(shí)，通常使用鋁絲超聲鍵合工藝，其鍵合速度與金絲球焊工藝相比要慢得多，采用鋁絲鍵合工藝的最終產(chǎn)品因?yàn)椴牧媳砻嫣幚淼某杀静毁F，所以最終產(chǎn)品也是價(jià)低的。

　　鋁絲超聲鍵合實(shí)際是一種磨檫焊接工藝，兩種純金屬在予設(shè)置的壓力下，由超聲換能器產(chǎn)生的超聲振動(dòng)相互加壓磨檫，直到完成磨檫鍵合。

　　超聲振動(dòng)的幅度在1-2μm。

　　焊接過程可分為三部分，首先是清洗表面，其二，清除氧化層，第三是兩純金屬相互連接。這兩個(gè)金屬面相互受壓，其間的距離小于一個(gè)原子，得到的焊接是高質(zhì)量高可靠的。

　　芯片金屬化層通常使用純鋁或鋁合金，厚度在0.8-2μm，特別適用與鋁絲超聲鍵合工藝。印制板鍵合盤是銅鎳金復(fù)合金屬層（Cu/Ni2-4μm/Au0.1-0.2μm）金層表面在加工過程中保護(hù)受雜質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的污染。在清洗表面時(shí)金層被去除，但這不影響鍵合過程，磨檫焊接在鋁絲與鎳層間發(fā)生。經(jīng)測(cè)試評(píng)估得在穩(wěn)定性，可靠性，導(dǎo)電性，特別的高使用溫度等鋁與鎳鍵合是最好的。

　　在印制板布局布線設(shè)計(jì)，有許多參數(shù)如鍵合盤尺寸，間距必須考慮。為避免在鍵合時(shí)產(chǎn)生一些問題，必須保證印制板具有高的平整度，不能變形。

　　鋁絲鍵合是室溫超聲焊接工藝，在焊接過程中應(yīng)防止鍵合范圍的印制板移動(dòng)或振動(dòng)，因此在鍵合時(shí)，印制板必須采用真空負(fù)壓夾持固定。在鍵合盤鄰近區(qū)域的銅導(dǎo)線的粘合力也是基本因素，即使存在1μm的振動(dòng)也會(huì)對(duì)鍵合產(chǎn)生不利影響。

　　印制板表面的均勻性是另一個(gè)因素，如鎳層的厚度變化或降低到0.5μm以下，則鍵合質(zhì)量不穩(wěn)定，鍵合力可能減少到另。在鍵合區(qū)內(nèi)的銅層的粗糙度應(yīng)受控制小于2μm。這是由超聲振動(dòng)能補(bǔ)償?shù)淖畲笃睢?/p>

　　5. 金絲球焊工藝

　　與鋁絲超聲鍵合不同，金絲球焊不能在室溫條件下進(jìn)行，其至少在120℃才可得到合格的焊接質(zhì)量。金絲球焊與鋁絲鍵合一樣，在焊接過程，為避免表面溫度的變化及超聲功率損失，印制板必須保持平整。

　　鍵合盤表面金屬化處理，鎳層厚1μm，金層1.5-2μm(CuNiAu)。印制板因使用貴金屬加工成本高于鋁絲鍵合印制板，金絲球焊的速度比鋁絲鍵合快三倍。由于鋁絲是低溫焊接工藝，需要更大的超聲功率與精密的鍵合工作臺(tái)夾持固定印制板，于是影響整個(gè)產(chǎn)能。超聲鍵合使用劈刀及金絲球焊的毛細(xì)管，工具類型也影響加工的速度。

　　6.COB與封裝工藝

　　封裝除了將芯片與外界隔離保護(hù)作用外，還有電路的連接。

　　標(biāo)準(zhǔn)的封裝形式有限，且引腳的數(shù)量也是標(biāo)準(zhǔn)的。這就意味著如需要額外的電氣連接，則必須選用較大的封裝，這樣勢(shì)必會(huì)增加封裝的尺寸與成本。

　　超過100個(gè)引腳的芯片一般需要價(jià)高的封裝，有時(shí)封裝的幾何尺寸給鍵合帶來許多難度，造成對(duì)芯片的損壞。專用集成電路ASIC通常是小批量生產(chǎn)，增加了選擇相應(yīng)的封裝的困難。但最大困難是如何滿足要求盡可能高引腳數(shù)專用封裝的用戶。

　　使用現(xiàn)在的技術(shù)在非常短時(shí)間需要設(shè)計(jì)的印制板實(shí)現(xiàn)大量的互連，今天COB技術(shù)能為其提供滿意的方案。

　　在非常少生產(chǎn)量或低的加工成本，大量的芯片連接與互連可以正確得到解決。引線鍵合完成后，電路芯片與所有的鍵合引線采用上述的工藝進(jìn)行包封。對(duì)于需要知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的小批量ASIC組件，不能容易被復(fù)制，這種封裝提供了優(yōu)點(diǎn)。而且無源器件與其他芯片也可集成在同一個(gè)封裝內(nèi)。

　　COB封裝方法的優(yōu)點(diǎn)首先是封裝體積小型化，而標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸往往是芯片的10倍。其二，高引腳數(shù)ASIC的標(biāo)準(zhǔn)封裝的成本經(jīng)常比芯片自身大得多。

　　7.COB引線鍵合設(shè)備

　　從經(jīng)驗(yàn)得到使用COB技術(shù)加工90%的產(chǎn)品需要100×100mm印制板，每塊印制板芯片少于100，所以用于COB的鍵合設(shè)備必需滿足下面的最低要求；

　　加工的印制板最小尺寸100×100mm。

　　圖形識(shí)別，需存貯多于200個(gè)參考圖形。

　　多芯片高度，可編程聚焦。

　　對(duì)不同反差的芯片加工，大于4個(gè)可編程光源。

　　精細(xì)落地模式，適用不平整表面。

　　檢測(cè)引線損耗的引線控制裝置。

　　大的Z軸行程，適應(yīng)大尺寸電容器的加工。

　　辟刀鍵合時(shí)，具有60度彎曲的能力。

　　真空夾持印制板。

　　鍵合工具應(yīng)有足夠的空間，滿足深腔體封裝的鍵合要求。

　　柔行傳動(dòng)系統(tǒng)，裝載25-15-mm長度印制板

　　8.COB芯片粘接設(shè)備

　　COB芯片粘接設(shè)備的主要功能如下；

　　加工的印制板最小尺寸100×100mm。

　　膠點(diǎn)或邊沿識(shí)別功能，圖形識(shí)別，需存貯多于100個(gè)參考圖形。

　　多芯片高度，可編程聚焦。

　　適合晶圓，華夫盤或Gel包裝芯片送料裝置。

　　能滿足至少4種不同尺寸芯片的可編程點(diǎn)膠裝置。

　　在程序控制下，可選擇或更換需要采用印刷或點(diǎn)膠方法的能力。

　　鍵合工具應(yīng)有足夠的空間，滿足深腔體封裝的鍵合要求。

　　柔行傳動(dòng)系統(tǒng)，裝載25-15-mm長度印制板

　　9.結(jié) 論

　　文章所述COB印制板的工藝參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)，必須加以考慮。掌握這些基本要求，各種可變因素在控制條件下，COB具有在裝載，封裝，組裝密度，可靠性等優(yōu)點(diǎn)，且與標(biāo)準(zhǔn)SMT工藝相比，可減少產(chǎn)品的制造成本。

高光效COB封裝產(chǎn)品

隨著LED封裝技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及國內(nèi)外節(jié)能減排政策的執(zhí)行，LED光源應(yīng)用在照明領(lǐng)域的比例日益增大，新的封裝形式不斷推出。源磊高級(jí)工程師歐陽明華表示：“LED在散熱、光效、可靠性、性價(jià)比方面的表現(xiàn)依然是關(guān)注點(diǎn)，如果這些得不到突破，或者未來有LED以外新的產(chǎn)品能夠取得突破，那么照明領(lǐng)域選擇的可能不會(huì)是LED。”COB(Chip on Board)正是在這種背景下業(yè)界推出的LED封裝產(chǎn)品，相比傳統(tǒng)分立式LED封裝產(chǎn)品，具備更好的一次散熱能力，高密度的光通量輸出。本文除了闡述COB的一些特點(diǎn)外，重點(diǎn)從基本原理上探討如何提高COB的光效，尋求滿足照明核心價(jià)值點(diǎn)的方法。

　　COB具備良好散熱能力

　　在設(shè)計(jì)LED封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡可能降低芯片結(jié)溫。COB封裝芯片的散熱途徑最短，主要可以將工作中芯片的熱量快速傳遞至金屬基板，進(jìn)而傳給散熱片，因此COB比傳統(tǒng)分立式元件組裝具備更好的散熱能力。當(dāng)前COB金屬基板的材質(zhì)選擇有銅、鋁、氧化鋁、氮化鋁等，在綜合成本、散熱能力、防腐蝕等方面上，主要選擇鋁作為金屬基板來制作COB，下圖為源磊COB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。

　　COB可實(shí)現(xiàn)高密度光通量輸出

　　我們?cè)谀＝M化設(shè)計(jì)使用LED時(shí)通常給光源的空間不多，同時(shí)又希望在很小的尺寸里有足夠高的亮度輸出，而在分立元件LED上幾乎找不到這一方案，當(dāng)然有些可能會(huì)選擇3535陶瓷或其他尺寸小光通量相對(duì)高的產(chǎn)品，但都無法與COB或MCOB的高密度光通量輸出媲美。于是COB在產(chǎn)品模組化的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)了出來：幫助了模組化設(shè)計(jì)又保持了較高的光通量。

　　COB的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)非常靈活，應(yīng)用端可以結(jié)合現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)條件選擇COB，滿足低壓到高壓多種方案