板上芯片封裝的焊接方法及工藝流程簡述

片上封裝(COB)，其中半導(dǎo)體芯片安裝在印刷電路板上，芯片和基板之間的電連接通過引線縫合方法實(shí)現(xiàn)，芯片和基板之間的電連接通過引線縫合方法實(shí)現(xiàn)，其覆蓋有樹脂以確?？煽啃?。雖然COB是最簡單的裸芯片安裝技術(shù)，但其封裝密度遠(yuǎn)低于TAB和倒裝芯片焊接技術(shù)。
在片上工藝中，首先在基片表面用導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂(一般為摻銀環(huán)氧樹脂)覆蓋硅片的放置點(diǎn)，然后將硅片直接放置在基片表面，并進(jìn)行熱處理，直至硅片牢固地固定在基片上，然后通過引線鍵合方法直接建立硅片與基片之間的電連接。
與其他封裝技術(shù)相比，COB技術(shù)價(jià)格價(jià)格低廉(只有同一塊芯片的1/3左右)，節(jié)省空間且成熟。然而，任何新技術(shù)在首次出現(xiàn)時(shí)都不可能是完美的。COB技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，比如需要額外的焊接機(jī)和包裝機(jī)，有時(shí)速度跟不上，而且PCB貼片對環(huán)境有更嚴(yán)格的要求，無法修復(fù)。
一些片上芯片(CoB)布局可以提高集成電路信號性能，因?yàn)樗鼈內(nèi)コ舜蟛糠只蛉糠庋b，即大部分或全部寄生器件。但是，使用這些技術(shù)時(shí)，可能會出現(xiàn)一些性能問題。在所有這些設(shè)計(jì)中，由于引線框架芯片或BGA標(biāo)志，基板可能沒有很好地連接到VCC或接地?？赡艿膯栴}包括熱膨脹系數(shù)(CTE)問題和基底連接不良。
COB主焊接方法：
(1)熱壓焊接
金屬絲和焊區(qū)通過熱和壓力被壓力焊接在一起。其原理是通過加熱和加壓使焊區(qū)(如人工智能)發(fā)生塑性變形，破壞鍵合界面上的氧化層，從而產(chǎn)生原子間的吸引力，達(dá)到“鍵合”的目的。此外，當(dāng)兩種金屬之間的界面不均勻時(shí)，在加熱和加壓時(shí)，上部和下部金屬可以相互鑲嵌。這項(xiàng)技術(shù)通常被用作板上玻璃芯片的COG。
(2)超聲波焊接
超聲波焊接利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的能量，換能器在超高頻磁場的感應(yīng)下迅速膨脹和收縮，產(chǎn)生彈性振動(dòng)，使切割刀相應(yīng)振動(dòng)，并對切割刀施加一定的壓力。因此，在這兩種力的共同作用下，劈刀帶動(dòng)鋁線在焊區(qū)，的金屬化層(鋁膜)表面快速摩擦，造成鋁線和鋁膜表面的塑性變形，同時(shí)破壞鋁層界面的氧化層，形成兩種純金屬。主要焊接材料是鋁絲焊頭，一般為楔形。
(3)金絲焊接
球焊是引線焊接中最具代表性的焊接技術(shù)，因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝的第二和第三晶體管封裝現(xiàn)在使用金線球焊。此外，它還具有操作方便靈活、焊點(diǎn)牢固(直徑為25UM的金線焊接強(qiáng)度一般為0.07 ~ 0.09牛頓/點(diǎn))、無方向性、焊接速度可高達(dá)15點(diǎn)/秒以上等優(yōu)點(diǎn)。金線焊接也稱為熱(壓力)(超聲波)焊接。主要的粘合材料是金。引線鍵合頭是球形的，所以它是球形鍵合。
COB包裝過程
步驟1:晶體膨脹。廠家提供的整片發(fā)光二極管晶片薄膜由擴(kuò)張器均勻擴(kuò)張，將貼附在薄膜表面排列緊密的發(fā)光二極管顆粒拉開，便于刺晶。
第二步：背膠。將晶體膨脹的擴(kuò)晶環(huán)放在刮有銀漿層的背膠機(jī)上，用銀漿背襯。點(diǎn)銀紙漿。適用于大容量發(fā)光二極管芯片。用用點(diǎn)膠機(jī)在印刷電路板上點(diǎn)出適量的銀漿。
第三步：將配有銀漿的擴(kuò)晶環(huán)放入穿晶架中，操作者在顯微鏡下用穿晶筆將印刷電路板上的發(fā)光二極管芯片穿入。
第四步：將鉆有晶體的印刷電路板放入中恒溫靜置，的熱循環(huán)烘箱中一段時(shí)間，待銀漿凝固后取出(不要放置太久，否則發(fā)光二極管芯片涂層會脫落)
第五步：粘上芯片。用點(diǎn)膠機(jī)將適量的紅膠(或黑膠)放在印刷電路板的集成電路位置，然后使用防靜電設(shè)備(真空吸筆或接頭)將集成電路芯片正確放置在紅膠或黑膠上。
第六步：干燥。將粘貼好裸片放入熱循環(huán)烘箱中，放在大平面加熱板上進(jìn)行一段時(shí)間的恒定溫靜置，也可以自然固化(長時(shí)間)。
第七步：邦定。鋁線焊接機(jī)用于將晶片(發(fā)光二極管芯片或集成電路芯片)與印刷電路板上相應(yīng)的鋁線橋接，即COB的內(nèi)部引線焊接。
第八步：預(yù)測試。使用專用測試工具(COB根據(jù)不同用途有不同的設(shè)備，簡單的高精度穩(wěn)壓電源)對COB板進(jìn)行測試，不合格的板返工。
第九步：點(diǎn)膠。采用用點(diǎn)膠機(jī)將準(zhǔn)備好的AB膠放在邦定，好的LED管芯上，用黑膠封裝集成電路，然后根據(jù)客戶要求封裝外觀。
步驟10:固化。將用膠水密封的印刷電路板放入中恒， 溫靜置，的熱循環(huán)烘箱中，根據(jù)需要設(shè)定不同的干燥時(shí)間。
步驟11:測試后。用特殊的測試工具測試封裝的印刷電路板的電氣性能，以區(qū)分好的和壞的。