（COB）闆上芯片封裝焊接方法及封裝流程

發布來源
：   發布時間：2014-1-9 9:26:01

　　闆上芯片（Chip On Board, COB)工藝過程首先是在基底表面用導熱環氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環氧樹脂)覆蓋矽片安放點，然後将矽片直接安放在基底表面，熱處理至矽片牢固地固定在基底爲止，随後再用絲焊的方法在矽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）。闆上芯片封裝（COB），半導體芯片交接貼裝在印刷線路闆上，芯片與基闆的電氣連接用引線縫合方法實現，芯片與基闆的電氣連接用引線縫合方法實現，並用樹脂覆蓋以確保可靠性。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壓焊在一起。其原理是通過加熱和加壓力，使焊區（如AI）發生塑性形變同時破壞壓焊界面上的氧化層，從而使原子間産生吸引力達到“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。此技術一般用爲玻璃闆上芯片COG。

　　（2）超聲焊

　　超聲焊是利用超聲波發生器産生的能量，通過換能器在超高頻的磁場感應下，迅速伸縮産生彈性振動
，使劈刀相應振動，同時在劈刀上施加一定的壓力，於是劈刀在這兩種力的共同作用下，帶動AI絲在被焊區的金屬化層如（AI膜）表面迅速摩擦
，使AI絲和AI膜表面産生塑性變形，這種形變也破壞瞭AI層界面的氧化層，使兩個純淨的金屬表面緊密接觸達到原子間的結合，從而形成焊接。主要焊接材料爲鋁線焊頭，一般爲楔形。

　　（3）金絲焊

　　球焊在引線鍵合中是最具代表性的焊接技術，因爲現在的半導體封裝二、三極管封裝都採用AU線球焊。而且它操作方便、靈活、焊點牢固（直徑爲25UM的AU絲的焊接強度一般爲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）聲焊主要鍵合材料爲金（AU）線焊頭爲球形故爲球焊。

　　COB封裝流程

　　第一步
：擴晶。採(cǎi)用擴張機将廠(chǎng)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，便於刺晶。

　　第二步：背膠
。将擴好晶的擴晶環放在已刮好銀漿層的背膠機面上，背上銀漿。點銀漿。适用於散裝LED芯片
。採用點膠機将适量的銀漿點在PCＢ印刷線路闆上。

　　第三步：将備好銀漿的擴晶環放入刺晶架中，由操作員在顯微鏡下将LED晶片用刺晶筆刺在PCB印刷線路闆上
。

　　第四步：将刺好晶的PCB印刷線路闆放入熱循環烘箱中恒溫靜置一段時間，待銀漿固化後取出(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；如果隻有IC芯片邦定則取消以上步驟。

　　第五步：粘芯片。用點膠機在PCB印刷線路闆的IC位置上适量的紅膠(或黑膠)，再用防靜電設備(真空吸筆或子)将IC裸片正確放在紅膠或黑膠上。

　　第六步：烘幹。将粘好裸片放入熱循環烘箱中放在大平面加熱闆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)。採用鋁絲焊線機将晶片(LED晶粒或IC芯片)與PCB闆上對應的焊盤鋁絲進行橋接，即COB的内引線焊接。

　　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壓電源)檢測COB闆，将不合格的闆子重新返修。

　　第九步：點膠。採用點膠機将調配好的AB膠适量地點到邦定好的LED晶粒上，IC則用黑膠封裝，然後根據客戶要求進行外觀封裝。

　　第十步：固化。将封好膠的PCB印刷線路闆放入熱循環烘箱中恒溫靜置，根據要求可設定不同的烘幹時間。

　　第十一步：後測
。将封裝好的PCB印刷線路闆再用專用的檢測工具進行電氣性能測試，區分好壞優劣。

　　與其它封裝技術相比，COB技術價格低廉（僅爲同芯片的1/3左右）、節約空間、工藝成熟
。但任何新技術在剛出現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貼片對環境要求更爲嚴格和無法維修等缺點。

　　某些闆上芯片(CoB)的布局可以改善IC信号性能，因爲它們去掉瞭大部分或全部封裝，也就是去掉瞭大部分或全部寄生器件。然而，伴随著這些技術，可能存在一些性能問題。在所有這些設計中，由於有引線框架片或BGA标志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地。可能存在的問題包括熱膨脹系數(CTE)問題以及不良的襯底連接。