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【兆恒機(jī)械】芯片級(jí)封裝

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  • 添加日期:2021年04月20日

COB(邦定):邦定是英文“bonding”的音譯,是芯片生產(chǎn)工藝中一種打線的方式,一般用于封裝前將芯片內(nèi)部電路用金線與封裝管腳連接。一般bonding后(即電路與管腳連接后)用黑色膠體將芯片封裝,同時(shí)采用先進(jìn)的外封裝技術(shù)COB,這種工藝的流程是將已經(jīng)測(cè)試好的晶圓植入到特制的電路板上,然后用金線將晶圓電路連接到電路板上,再將融化后具有特殊保護(hù)功能的有機(jī)材料覆蓋到晶圓上來(lái)完成芯片的后期封裝。

COB工藝流程及基本要求

清潔PCB---滴粘接膠---芯片粘貼---測(cè)試---封黑膠加熱固化---測(cè)試---入庫(kù)

1. 清潔PCB

清洗后的PCB板仍有油污或氧化層等不潔部分用皮擦試幫定位或測(cè)試針位對(duì)擦拭的PCB板要用毛刷刷干凈或用氣槍吹凈方可流入下一工序。對(duì)于防靜電嚴(yán)的產(chǎn)品要用離子吹塵機(jī)。清潔的目的的為了把PCB板邦線焊盤上的灰塵和油污等清除干凈以提高邦定的品質(zhì)。

2. 滴粘接膠

滴粘接膠的目的是為了防止產(chǎn)品在傳遞和邦線過(guò)程中DIE脫落

在COB工序中通常采用針式轉(zhuǎn)移和壓力注射法

針式轉(zhuǎn)移法:用針從容器里取一小滴粘劑點(diǎn)涂在PCB上,這是一種非常迅速的點(diǎn)膠方法

壓力注射法:將膠裝入注射器內(nèi),施加一定的氣壓將膠擠出來(lái),膠點(diǎn)的大小由注射器噴口口徑的大小及加壓時(shí)間和壓力大小決定與與粘度有關(guān)。此工藝一般用在滴粘機(jī)或DIE BOND自動(dòng)設(shè)備上

膠滴的尺寸與高度取決于芯片(DIE)的類型,尺寸,與PAD位的距離,重量而定。尺寸和重量大的芯片膠滴量大一些,也不宜過(guò)大以保證足夠的粘度為準(zhǔn),同時(shí)粘接膠不能污染邦線焊盤。如要一定說(shuō)是有什么標(biāo)準(zhǔn)的話,那也只能按不同的產(chǎn)品來(lái)定。硬把什么不能超過(guò)芯片的1/3高度不能露膠多少作為標(biāo)準(zhǔn)的話,實(shí)沒有這個(gè)必要。

3. 芯片粘貼

芯片粘貼也叫DIE BOND(固晶)粘DIE邦DIE 邦I(lǐng)C等各公司叫法不一。在芯片粘貼中,要求真空吸筆(吸咀)材質(zhì)硬度要?。ㄒ残┕静捎妹藓炚迟N)。吸咀直徑視芯片大小而定,咀尖必須平整以免刮傷DIE表面。在粘貼時(shí)須檢查DIE與PCB型號(hào),粘貼方向是否正確,DIE巾到PCB必須做到“平穩(wěn)正”“平”就是指DIE與PCB平行貼緊無(wú)虛位“穩(wěn)”是批DIE與PCB在整個(gè)流程中不易脫落“正”是指DIE與PCB預(yù)留位正貼,不可偏扭。一定要注意芯片(DIE)方向不得有貼反向之現(xiàn)象。

4. 邦線(引線鍵合)

邦線(引線鍵合)Wire Bond 邦定 連線叫法不一這里以邦定為例

邦定依BONDING圖所定位置把各邦線的兩個(gè)焊點(diǎn)連接起來(lái),使其達(dá)到電氣與機(jī)械連接。邦定的PCB做邦定拉力測(cè)試時(shí)要求其拉力符合公司所訂標(biāo)準(zhǔn)(參考1.0線大于或等于3.5G 1.25線大于或等于4.5G)鋁線焊點(diǎn)形狀為橢圓形,金線焊點(diǎn)形狀為球形。

邦定熔點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)

鋁線:

線尾大于或等于0.3倍線徑小于或等于1.5倍線徑

焊點(diǎn)的長(zhǎng)度 大于或等于1.5倍線徑 小于或等于5.0倍線徑

焊點(diǎn)的寬度 大于或等于1.2倍線徑 小于或等于3.0倍線徑

線弧的高度等于圓劃的拋物線高度(不宜太高不宜太低具體依產(chǎn)品而定)

金線:

焊球一般在線徑的2.6—2.7倍左右

在邦線過(guò)程中應(yīng)輕拿輕放,對(duì)點(diǎn)要準(zhǔn)確,操任人員應(yīng)用顯微鏡觀察邦線過(guò)程,看有無(wú)斷線,卷線,偏位,冷熱焊,起鋁等到不良現(xiàn)象,如有則立即通知管理工或技術(shù)人員。在正式生產(chǎn)之前一定得有專人首檢,檢查其有無(wú)邦錯(cuò),少邦,漏邦拉力等現(xiàn)象。每隔2個(gè)小時(shí)應(yīng)有專人核查其正確性。

5. 封膠

封膠主要是對(duì)測(cè)試OK之PCB板進(jìn)行點(diǎn)黑膠。在點(diǎn)膠時(shí)要注意黑膠應(yīng)完全蓋住PCB太陽(yáng)圈及邦定芯片 鋁線,不可有露絲現(xiàn)象,黑膠也不可封出太陽(yáng)圈以外及別的地方有黑膠,如有漏膠應(yīng)用布條即時(shí)擦拭掉。在整個(gè)滴膠過(guò)程中針咀或毛簽都不可碰到DIE及邦定好的線。烘干后的黑膠表面不得有氣孔,及黑膠未固化現(xiàn)象。黑膠高度不超過(guò)1.8MM為宜,特別要求的應(yīng)小于1.5MM點(diǎn)膠時(shí)預(yù)熱板溫度及烘干溫度都應(yīng)嚴(yán)格控制。(振其BE-08黑膠FR4PCB板為例:預(yù)熱溫度120±15度時(shí)間為1.5—3.0分鐘 烘干溫度為140±15度時(shí)間為40—60分鐘)封膠方法通常也采用針式轉(zhuǎn)移法和壓力注射法。有些公司也用滴膠機(jī),但其成本較高效率低下。通常都采用棉簽和針筒滴膠,但對(duì)操作人員要有熟練的操作能力及嚴(yán)格的工藝要求。如果碰壞芯片再返修就會(huì)非常困難。所以此工序管理人員和工程人員必須嚴(yán)格管控。

6. 測(cè)試

因在邦定過(guò)程中會(huì)有一些如斷線,卷線,假焊等不良現(xiàn)象而導(dǎo)致芯片故障,所以芯片級(jí)封裝都要進(jìn)行性能檢測(cè)

根據(jù)檢測(cè)方式可分非接觸式檢測(cè)(檢查)和接觸式檢測(cè)(測(cè)試)兩大類,非接觸式檢測(cè)己從人工目測(cè)發(fā)展到自動(dòng)光學(xué)圖象分析(AOI)X射分析,從外觀電路圖形檢查發(fā)展到內(nèi)層焊點(diǎn)質(zhì)量檢查,并從單獨(dú)的檢查向質(zhì)量監(jiān)控和缺陷修補(bǔ)相結(jié)合的方向發(fā)展。

雖然邦定機(jī)裝有自動(dòng)焊線質(zhì)量檢測(cè)功能(BQM)因邦定機(jī)自動(dòng)焊線質(zhì)量檢測(cè)主要采用設(shè)計(jì)規(guī)則檢測(cè)(DRC)和圖形識(shí)別兩種方法。DRC是按照一些給定的規(guī)則如熔點(diǎn)小于線徑的多少或大于多少一些設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢查焊線質(zhì)量。圖形識(shí)別法是將儲(chǔ)存的數(shù)字化圖象與實(shí)際工作進(jìn)行比較。但這都受工藝控制,工藝規(guī)程,參數(shù)更改等方面影響。具體采用哪一種方法應(yīng)根據(jù)各單位生產(chǎn)線具體條件,以及產(chǎn)品而定。但無(wú)論具備什么條件,目視檢驗(yàn)是基本檢測(cè)方法,是COB工藝人員和檢測(cè)人員必須掌握的內(nèi)容之一。兩者之間應(yīng)該互補(bǔ),不能相互替代。


Cob(Chip-on-Board ),也稱之為芯片直接貼裝技術(shù),是采用粘接劑或自動(dòng)帶焊、絲焊、倒裝焊等方法,將集成電路芯片裸die直接綁定貼裝在電路板上。
COB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
1、性能更優(yōu)越:采用cob技術(shù),將芯片裸die直接綁定在pcb板上,消除了對(duì)引線鍵合連接的要求,增加了輸入/輸出(I/O)的連接密度,產(chǎn)品性能更加可靠和穩(wěn)定。
2、集成度更高:采用cob技術(shù),消除了芯片與應(yīng)用電路板之間的鏈接管腳,提高了產(chǎn)品的集成度。
3、體積更小:采用cob技術(shù),由于可以在pcb雙面進(jìn)行綁定貼裝,相應(yīng)減小了cob應(yīng)用模塊的體積,擴(kuò)大了cob模塊的應(yīng)用空間。
 
4、更強(qiáng)的易用性、更簡(jiǎn)化的產(chǎn)品工藝流程:采用了獨(dú)創(chuàng)的集束總線技術(shù),cob板和應(yīng)用板之間采用插針方便互連,免除了使用芯片必須經(jīng)過(guò)的焊接等工藝流程,降低了產(chǎn)品使用難度,簡(jiǎn)化了產(chǎn)品流程,同時(shí)使得產(chǎn)品更易更換,增強(qiáng)了產(chǎn)品易用性。
 
5、更低的成本:cob技術(shù)是直接在pcb板上進(jìn)行綁定封裝,免除了芯片需要植球、焊接等加工過(guò)程的成本,且用戶板的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單,只需要單層板就可實(shí)現(xiàn),有效降低了嵌入式產(chǎn)品的成本。