COB工艺流程及应用优缺点.ppt

COB(Chip On Board)技术就是将未经封装的IC芯片直接组合 到PCB上的技术。由于生产过程中使用的是沒有封裝IC芯片， 因此对IC的保存、包装、PCB以及加工过程中的环境条件都 有一定要求。,1,什么是COB技术?,COX(Chip On X),X 基板： PCB (Printed circuit board) FPC (Flexible Printed Circuit) Glass 导线焊接 球形焊接（金线） 楔形焊接（铝线或金线） 晶片(Die)：硅晶片IC&LSI，砷化镓，,2,COB(Chip On Board),连接技术 IC电极：Al PCB焊盘：Au/Ni/Cu 连接焊线：Au，Al,PCB,Die,Resin,Wire,COB应用,游戏机，石英钟，玩具，手表，计算器 PDA，阅读机，学习机 扫描仪，硬盘，计算机周边设备 遥控器，定时器，音乐片 IC卡，电话机，智能门锁，温湿度计 液晶和冷光片驱动、照相机CCD,COB工艺流程,领料,擦板,点胶,贴晶片,烤红胶,邦线,前测,封胶,烤黑胶,外观检查,后测,FQA抽检,包装,入库,维修,维修,COB工艺流程擦板,目的：把PCB板邦线焊盘上的灰尘和油污等清除干 净，以提高邦定的品质. 方法：人工用擦试帮定焊盘或测试针焊盘，对擦拭 过的PCB板要用毛刷刷干净或用气枪吹净 注意：对于防静电要求严格的产品要用离子吹尘机.,COB工艺流程点胶,目的：固定晶片，防止在传递和邦线过程中晶片脱落. 方法： 针式转移法：用针从容器里取一小滴粘剂点涂在PCB上，这是一种非常迅速的点胶方法. 压力注射法：将胶装入注射器内，施加一定的气压将胶挤出来，胶点的大小由注射器针头口 径及加压时间和压力大小决定. 胶点尺寸：按晶片（DIE）的类型， 尺寸，重量而定. 胶的种类：红胶，银胶. 注意：保证足够的粘度，同时胶不能污染邦线焊盘.,COB工艺流程贴晶片,手贴方法：使用真空吸笔，吸嘴材质硬度要小，吸嘴直径视芯片大小而定，嘴尖必须平整以免刮伤DIE表面。 要求： 在粘贴时须检查DIE与PCB型号 粘贴方向是否正确 DIE移到PCB上必须做到： 稳：DIE在移动中不能掉落 平：DIE与PCB平行贴紧 正：DIE与PCB预留位要贴正. 注意：晶片(DIE)方向不有贴反向之现象.,COB工艺流程贴晶片,采用自动固晶机 特点： 采用图形方式进行位置校准 生产效率高 品质稳定 可配晶片清洁单元,注意：自动固晶机对晶片的包装形式有一定要求,COB工艺流程烤红胶,作用：使红胶固化 方法：将固晶后的PCB整齐摆放在底部有孔的铝盘中，再将铝盘放入烘箱进行加热. 条件：120 10 30Min 要求： 1.铝盘放入烘箱时，铝盒之间要保持2 cm以上的距离，保证热风循环. 2.在入烘箱、出烘箱时做好记录. 3.在PCB板出炉时，一定要检查红胶是否完全固化. 4.将PCB板连同铝盘从烘箱里取出后，要进行风冷.,COB工艺流程邦定,邦定：依邦定图所定位置把各邦线的两个焊点连接起来，使其达到电气与机械连接。 原理：在常温下利用超声机械振动带动丝线与镀膜进行摩擦，使氧化膜破碎，纯净的金属表面相互接触，通过摩擦产生的热量使金属之间发生扩散，实现连接. 铝线邦定： 金线邦定：,COB工艺流程邦定,邦定机主要参数 压力：向铝线施予的压力 功率：超声震动的幅度 弧度：由整段线路的最高点与晶片最高点间的距离，晶片厚度越高，弧度越大. 熔合时间：铝线与介面亙相熔合所需的时间.,COB工艺流程邦定,邦定熔点标准 熔点的形状 金线焊点形状为球形 焊球直径： D =2.62.7 d 注：d=邦线的直径 铝线焊点形状为椭圆形 焊点的宽度: W=1.21.8 d 焊点的长度: L=2.02.2 d 线尾的长度: T=0.5 d,T,L,W,D,d,COB工艺流程邦定,邦定拉力测试 目的：评估焊点的焊接强度 测量方法：使用拉力计进行测量,Die,PCB,A,B,C,D,E,断线位置及原因 A：晶片表面有污渍，参数调整不适合 B：铝线材质或参数调整不适合 C：铁钩上有棱刃或铝线材质 D：铝线材质或参数调整不适合 E：PCB表面有污渍，参数调整不适合,COB工艺流程邦定,1.25mil铝线拉力标准表,COB工艺流程邦定,邦线质量检查 检查方法：按照COB标准，用显微镜目测检查. 看有无断线，卷线，偏位，冷焊，起铝等到不良现象，如有则立即通知管理工或技术人员. 过程控制：在正式生产之前要有专人首件检件，检查其有无邦错，少邦，漏邦拉力等现象.每隔2个小时应有专人核查其正确性。 焊点检查项目： 焊点的位置 焊点的形状 线有无损伤,COB工艺流程邦定,断线,无尾,缺线,卷线,尾长,过邦,冷邦,偏位,不良的焊点：,线损伤,线损伤,COB工艺流程前测,在邦定过程中会有一些如断线，卷线，假焊等不 良现象而导致芯片故障，所以在芯片封装前要进行性 能检测. 检测方法：通常采用模拟功能测试治具进行检测. 注意：由于晶片和邦线都处于裸露状态，在测试过程中要特别小心，不要碰到晶片和邦线部分.,COB工艺流程封胶,封胶：对测试OK之PCB板进行点黑胶. 作用：固定邦线，封闭晶片. 黑胶的种类： 按固化方式分：热胶和冷胶 热胶在点黑胶时，要先将PCB或装PCB铝盘进行予加热，然后再进行点胶. 预热温度12015度时间为1.53.0分钟 冷胶在点黑胶时不需要对PCB进行予加热. 按亮度分：亮光胶和亚光胶 按堆积高度分：低胶和高胶,COB工艺流程封胶,人工封胶 封胶方法： 针式转移法 压力注射法 要求： 在点胶时要注意黑胶应完全盖住邦定芯片和铝线，不可有露丝现象. 黑胶不可封出太阳圈以外及污染到别的地方，如有漏胶应即时擦拭掉. 在整个滴胶过程中针嘴或棉签都不可碰到DIE及邦定好的线.,COB工艺流程烤黑胶,设备：程序控制热风循环烘箱 加热条件：固化温度14015 时间为4060分钟 注:依黑胶的品牌和型号不同,加热温度和加热时间会有差异. 要求： 铝盘放入烘箱时，铝盒之间要保持2 cm以上的距离，保证热风循环. 将PCB板连同铝盘从烘箱里取出后，要进行冷却. 烘干后的黑胶表面不得有气孔，及黑胶未固化现象 严格控制加热温度和加热时间，防止黑胶过度膨胀造成邦线开焊，收缩后焊点搭接形成虚焊.,COB工艺流程外观检查,外观要求： 合格产品的封胶应饱满，高度符合工艺要求 黑胶边缘整齐无毛刺 黑胶表面无气孔 黑胶边缘无裂缝 不能有露丝现象 不良处理：对于黑胶固化后的产品进行外观检查时，发现封胶高度不足、不饱满、露丝等现象要重新补胶.,OK,COB工艺流程后测,由于封黑胶过程中，因黑胶的热胀冷缩、黑胶内的 杂质、气泡及碰线等因素，使产品产生不良，因此在 封胶后需要对产品进行测试. 检测方法：通常采用模拟功能测试治具进行检测. 不良分析：对于测试不良产品，使用X射线检查机进行分析.,COB工艺流程包装,使用防静电托片摆放COB产品，产品体积较小时可使用编带包装. 外包装采用防静电包装袋封装 包装袋内加干燥剂和干燥指示标签,COB晶片的储存,晶片(Die)的储存及使用条件如下： 储存条件：环境温度须控制于 225 . 环境湿度控制于5010% RH 储存区域应远离水气及废气，最好为正压设计的独立区域. 建议储存与作业环境的温湿度一致，以避免造成结露现象. 晶片产品在上述储存环境条件及静电袋不被拆开或损坏的前提下，品质可保证6个月. 晶片若已开封，需于一周内用完；在此期间，晶片需要用抗静电材料包装后，储存于氮气干燥柜中. 储藏时，避免重物压在晶片上，防止晶片发生崩裂.,26,COB生产环境,进入COB车间必须穿戴无尘衣、无尘帽。 进入COB车间必须经风淋室风淋，严禁两门同时开着。 COB车间内禁止将头发露出无尘帽。 COB车间内所有通向外界之门窗平时不可敞开。 COB内的固定设备都须具备接地设施。 COB车间内温、湿度要求： a.温度范围：1825； b.湿度范围：4060%； 生产废料如黑胶、二甲苯化学物品必须用专用容器盛装并标示，定期交由厂外废物回收人员处理。,COB材料,邦线：晶片与 PCB 的连接，有铝线或金线. 红胶：用于绝缘晶片粘接. 银胶：用于需用导电胶粘接的晶片. 黑胶：用于晶片的包封，有热胶，冷胶，亮光胶，亚光胶，高胶，低胶之分.,COB设备及工具,邦定机：ASM 的 AB520、AB559 滴胶机：点胶或封胶 显微镜40X：检查 烘箱：用于胶的加热固化 检测治具：检查 真空吸笔：吸取晶片 绘图橡皮：清洁焊盘 防静电毛刷：清洁PCB 铝制托盘：用于封胶后固化 加热台：封胶前予热PCB 干燥皿：平时存放晶片，防止受潮.,COB封装的优缺点,与COB类似的电路组装技术还有柔性电路板上芯片(chip on film，COF)和玻璃板上芯片(chip on glass，COG)。前者用于柔性印制电路板电路中，后者用于液晶显示面板等产品制造中。其互连方式也是如图5.4.5所示的方式。 由于传统封装成本较高，一般占集成电路总成本的40%甚至更高，采用COB技术，省去了封装成本，可显著降低产品制造成本，在大批量生产中尤为突出。此外，COB连接方式是封装技术中成熟的技术，相应工艺、设备都可使用，不存在技术难题。 芯片直接安装到印制电路板上，从理论上说是最简洁的封装方式，但由于缺少了中间引线的缓冲作用和封装外壳的保