pcb芯片封裝密度遠(yuǎn)不如TAB和倒片焊技術(shù)
來源：龍人計算機(jī)研究所 作者：站長 時間：2011-05-26 09:39:13
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)，并用樹脂籠蓋以確保可靠性。固然COB是最簡樸的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠(yuǎn)不如TAB和倒片焊技術(shù)。
板上芯片（ChipOnBoard,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)籠蓋硅片安放點(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。
與其它封裝技術(shù)比擬，COB技術(shù)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(shù)在剛泛起時都不可能十全十美，COB技術(shù)也存在著需要另配焊接機(jī)及封裝機(jī)、有時速度跟不上以及PCB貼片對環(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信號機(jī)能，由于它們?nèi)サ袅舜蟛块T或全部封裝，也就是去掉了大部門或全部寄生器件。然而，伴跟著這些技術(shù)，可能存在一些機(jī)能題目。在所有這些設(shè)計中，因?yàn)橛幸�框架片或BGA標(biāo)志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地�？赡艽嬖诘念}目包括熱膨脹系數(shù)(CTE)題目以及不良的襯底連接。
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(dá)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(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感應(yīng)下，迅速伸縮產(chǎn)生彈性振動，使劈刀相應(yīng)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(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)，由于現(xiàn)在的半導(dǎo)體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操縱利便、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晶片薄膜平均擴(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。合用于散裝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，由操縱員在顯微鏡下將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印刷線路板放入熱輪回烘箱中恒溫靜置一段時間，待銀漿固化后掏出(不可久置，不然LED芯片鍍層會烤黃，即氧化，給邦定造成難題)。假如有LED芯片邦定，則需要以上幾個步驟；假如只有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裸片準(zhǔn)確放在紅膠或黑膠上。
第六步：烘干。將粘好裸片放入熱輪回烘箱中放在大平面加熱板上恒溫靜置一段時間，也可以天然固化(時間較長)。
第七步：邦定(打線)。采用鋁絲焊線機(jī)將晶片(LED晶�；騃C芯片)與PCB板上對應(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。使用專用檢測工具(按不同用途的COB有不同的設(shè)備，簡樸的就是高精密度穩(wěn)壓電源)檢測COB板，將分歧格的板子重新返修。
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印刷線路板放入熱輪回烘箱中恒溫靜置，根據(jù)要求可設(shè)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(jìn)行電氣機(jī)能測試，區(qū)分好壞優(yōu)劣。
板上芯片（ChipOnBoard,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)籠蓋硅片安放點(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。
與其它封裝技術(shù)比擬，COB技術(shù)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(shù)在剛泛起時都不可能十全十美，COB技術(shù)也存在著需要另配焊接機(jī)及封裝機(jī)、有時速度跟不上以及PCB貼片對環(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信號機(jī)能，由于它們?nèi)サ袅舜蟛块T或全部封裝，也就是去掉了大部門或全部寄生器件。然而，伴跟著這些技術(shù)，可能存在一些機(jī)能題目。在所有這些設(shè)計中，因?yàn)橛幸�框架片或BGA標(biāo)志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地�？赡艽嬖诘念}目包括熱膨脹系數(shù)(CTE)題目以及不良的襯底連接。
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(dá)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(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感應(yīng)下，迅速伸縮產(chǎn)生彈性振動，使劈刀相應(yīng)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(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)，由于現(xiàn)在的半導(dǎo)體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操縱利便、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晶片薄膜平均擴(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。合用于散裝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，由操縱員在顯微鏡下將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印刷線路板放入熱輪回烘箱中恒溫靜置一段時間，待銀漿固化后掏出(不可久置，不然LED芯片鍍層會烤黃，即氧化，給邦定造成難題)。假如有LED芯片邦定，則需要以上幾個步驟；假如只有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裸片準(zhǔn)確放在紅膠或黑膠上。
第六步：烘干。將粘好裸片放入熱輪回烘箱中放在大平面加熱板上恒溫靜置一段時間，也可以天然固化(時間較長)。
第七步：邦定(打線)。采用鋁絲焊線機(jī)將晶片(LED晶�；騃C芯片)與PCB板上對應(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。使用專用檢測工具(按不同用途的COB有不同的設(shè)備，簡樸的就是高精密度穩(wěn)壓電源)檢測COB板，將分歧格的板子重新返修。
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印刷線路板放入熱輪回烘箱中恒溫靜置，根據(jù)要求可設(shè)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(jìn)行電氣機(jī)能測試，區(qū)分好壞優(yōu)劣。
