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干货 COB封装技术的历史与发明的详细介绍与COB封装芯片工艺清洗

👁 3683 Tags:COB封装芯片工艺清洗COB封装技术COB封装
Chip-On-Board(COB)封装技术是一种将裸芯片(无外部封装)直接连接到印刷电路板(PCB)上的封装方法。这种封装技术的历史可以追溯到早期的电子制造时期,尤其在20世纪初和中期的无线电和电子设备中得到广泛应用。以下是COB封装技术的历史与发明的详细介绍:

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一、COB封装技术

在早期的电子制造中,集成电路芯片的封装通常是一个昂贵和复杂的过程。为了简化制造流程和降低成本,研究人员开始探索将芯片直接连接到印刷电路板上的方法。这种直接连接的方式不仅减少了封装所需的材料,还提高了电路的可靠性和稳定性。

20世纪60年代和70年代,随着集成电路技术的发展,COB封装技术开始得到广泛采用。这个时期的电子设备,尤其是计算机和通信设备,对小型化和高性能提出了要求。COB封装技术正好满足了这些需求,因为它可以实现更高的集成度和更小的封装体积。

COB封装技术并没有一个具体的发明人或发明事件,而是随着电子制造技术的发展逐渐演变和成熟起来的。最早的COB封装过程涉及将裸芯片的金属焊线连接到PCB上的导电路径上。这种连接方式通常使用微观焊丝,需要高度精密的操作。

随着制造技术的进步,COB封装过程得到了改进和优化。现代COB封装通常使用微电极阵列(Micro-Electrode Array)和粘附剂将芯片精确地连接到PCB上。这种技术可以实现高密度、高可靠性的封装,适用于各种应用,包括传感器、医疗设备和消费电子产品等。

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二、COB封装具有以下显著特点:

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1.尺寸小巧:采用COB封装技术可以将芯片封装在极小的体积内,实现超小型化的设计,适用于微型电子设备的应用需求。


2.重量轻:不需要额外的外壳或支架,使得芯片整体更加轻巧,可以更灵活地设计和布局。


3.可靠性高:COB封装技术将芯片直接封装于印制电路板上,不存在芯片与引脚之间的联系点,减少了氧化、机械疲劳和温度应力等问题,提高了产品的可靠性。


4.成本低:由于COB封装省去外壳和支架等部件,使得生产成本更低,尤其是大规模生产时更为明显。


5.适用范围广:COB封装技术适用于各种芯片类型,如ARM、DSP、微控制器等,能够满足多种不同领域的需求,是目前应用最广泛的封装技术之。


6.可定制化:可以根据客户需求进行个性化定制,适应各种不同的应用场景和设计需求。


三、COB封装的工艺流程一般包括以下步骤:


1.微型印制电路板(PCB) 设计: 设计印制电路板的形状、大小、布线和引脚位置.


2.裸片切割: 将芯片从芯片晶圆上切割下来,得到裸片。


3.裸片打标:在每个裸片上打上识别码,以便将来的追溯


4.裸片表面处理: 在裸片表面涂上导电胶,使芯片的引脚能够与印制板的线路连接。


5.将裸片放置在印制电路板上,使用精密机器将芯片的引脚与电路板的线路连接。


6.金属线或铜线连接:使用导线将芯片的引脚与印制电路板的连接点连接起来,通常使用焊接或电子粘合剂进行连接


7.焊接: 使用热风或红外线焊接机,在接线处融化导线并将其粘接到印制电路板上


8.电路板覆盖:使用硅胶或封装胶覆盖整个芯片及其线路,保护芯片以及外露的引脚和导线。


9.芯片测试: 将封装好的芯片进行电性能测试,以确保芯片工作正常。


10.样品组装: 将测试合格的芯片组装成样品或批量运营产品。


四、COB封装的优缺点

COB封装的优点包括:


1.尺寸小巧: 直接将芯片封装在PCB上,节省了外壳和支架等部件,可以实现超小型化的设计。


2.重量轻:不需要外壳或支架等附加配件,使得整体更加轻巧,可以更灵活的设计和布局。


3.可靠性高:没有芯片与引脚之间的联系点,减少了机械疲劳和温度应力等问题,提高了产品的可靠性。


4.成本低:省去了外壳和支架等部件,使得生产成本更低,尤其是大规模生产时更为明显。


5.生产效率高:使用自动化生产线,减少了人工操作,提高了生产效率。


COB封装的缺点包括:


1.维护困难: 由于芯片封装在PCB上,如果需要更换芯片,必须对整个PCB进行更换。


2.热处理要求高:需要在高温下完成芯片与PCB的粘接过程,如果不严格按照工艺要求进行处理,容易导致芯片损坏


3.可靠性依赖于PCB:的可靠性依赖于PCB工艺和质量,如果PCB出现问题,将导致整个封装的可靠性降低。


4.不适用于高频率和高功率应用: 由于没有外壳和支架等部件,不太适合高频率和高功率应用。

五、COB封装应用

COB封装技术适用于微电子制造领域,对于一些要求小尺寸、高可靠性的电子产品,COB封装有比较好的应用。


以下是COB封装的一些应用:


1.LED照明灯具:COB封装技术可以使LED芯片密集布置,让LED照明灯具更加亮度高、能效高,同时尺寸更加紧凑。

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2.小型化电子产品: 可以使封装更加紧凑,体积更小,比如手机、手表、耳机、音响等小型化电子产品


3.传感器:在传感器的应用中比较广泛。COB封装可以实现高密度的载体,使得传感器的体积更小,具有更高的精度


4.汽车电子:可用于汽车电子系统中,比如车灯、指示器、收音机和各种控制板等方面。


5.医疗器械: 在微型医疗器械和健身器材中, COB 封装的高可靠性和精度可以提高产品性能和准确性


6.智能家居设备: COB封装技术可以实现各种类型的智能家居设备的高密度布局,如智能门锁、智能家电等.

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综上所述,COB封装广泛应用于各种类型的微型电子产品,包括消费电子、汽车电子、医疗电子和智能家居设备等领域。


六、COB封装芯片工艺清洗:

在倒装芯片通过回流焊焊接在基板上后,需用填充料对裸片进行填充,故任何的焊后残留都会让填充效果存在分层、空洞和条纹等界面缺陷。所以对芯片和基材之间狭小空间里的助焊剂残留物是一项不可缺少的工序。 研发的清洗剂具有高效的清洗能力和渗透能力,将残留去除,有效防止分层和条纹缺陷;清洗后可为倒装芯片的底部填充提供适当的润湿度,有效防止空洞产生。

以上内容是对倒装芯片封装技术和优缺点与倒装贴片后清洗的介绍, 为您提供专业倒装芯片工艺水基清洗工艺解决方案。如需进一步了解电子制程工艺中精密清洗相关解决方案,可以使用电话、微信、邮件与我们联络咨询。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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