PCB板上芯片封裝的焊接方法及封裝流程

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現(xiàn)，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)，并用樹脂覆蓋以確?？煽啃?。雖然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術(shù)，但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術(shù)。

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，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)相比，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*技術(shù)在剛出現(xiàn)時都不可能十全十美，COB技術(shù)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(huán)境要求更為嚴格和無法維修等缺點。

某些板上芯片（CoB）的布局可以改善IC信號性能，因為它們?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)計中，由于有引線框架片或BGA標(biāo)志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地?？赡艽嬖诘膯栴}包括熱膨脹系數(shù)（CTE）問題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)，因為現(xiàn)在的半導(dǎo)體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操作方便、靈活、焊點牢固（直徑為25UM的AU絲的焊接強度一般為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）聲焊主要鍵合材料為金（AU）線焊頭為球形故為球焊。

COB封裝流程

第一步：擴晶。采用擴張機將廠商提供的整張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，便于刺晶。

第二步：背膠。將擴好晶的擴晶環(huán)放在已刮好銀漿層的背膠機面上，背上銀漿。點銀漿。適用于散裝LED芯片。采用點膠機將適量的銀漿點在PCB印刷線路板上。

第三步：將備好銀漿的擴晶環(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間，待銀漿固化后取出（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；如果只有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間，也可以自然固化（時間較長）。

第七步：邦定（打線）。采用鋁絲焊線機將晶片（LED晶?；騃C芯片）與PCB板上對應(yīng)的焊盤鋁絲進行橋接，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，簡單的就是高精密度穩(wěn)壓電源）檢測COB板，將不合格的板子重新返修。

第九步：點膠。采用點膠機將調(diào)配好的AB膠適量地點到邦定好的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行電氣性能測試，區(qū)分好壞優(yōu)劣。