Einführung
Hallo, wir begrüßen Sie auf dieser elektronischen Lernplattform. In diesem Tutorial lernen wir das Konzept von „Chip on Board“ (COB) im Detail kennen. Wenn Sie sich schon einmal gefragt haben, wie kompakte, leistungsstarke und kompakte elektronische Geräte hergestellt werden, lautet die Antwort: Chip-on-Board-Technologie. Ob Sie Elektronikbastler, Technikbegeisterter oder einfach nur wissen möchten, wie Ihre elektronischen Geräte funktionieren – ein tiefes Verständnis von COB liefert Ihnen wertvolle Einblicke in die Zukunft der elektronischen Miniaturisierung.
Anhand der Grundlagen von Chip-on-Board-Technologie erfahren Sie, wie diese innovative Verpackungstechnologie die Integration elektronischer Komponenten revolutioniert und zur Herstellung kleinerer und effizienterer Geräte beiträgt. Wir behandeln außerdem die industriellen Vorteile und die praktische Anwendung von Chip-on-Board-Technologie und vermitteln Ihnen die nötigen Informationen, um die Fortschritte in der modernen Elektronik zu verstehen. Lassen Sie uns also loslegen und die Chip-on-Board-Technologie im Detail betrachten!
Was ist eine Chip-on-Board-Leiterplatte?
Eine Chip-on-Board (COB)-Leiterplatte ist ein Verpackungsverfahren für die Montage elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte. Bei diesem Verfahren werden keine einzelnen Bauteile auf der Platine angeordnet, sondern unbestückte integrierte Schaltkreise auf der Platinenoberfläche verbunden. Der Einsatz dieser Technologie reduziert den Einsatz älterer Verpackungstechniken wie Keramik- oder Kunststoffverpackungen und trägt so zur geringen Größe und dem geringen Gewicht elektronischer Geräte und Projekte bei.
Zur Montage der Chips werden Lötperlen oder Klebstoffe verwendet, um eine kompakte und effektive Montage zu gewährleisten. Durch die direkte Verbindung entstehen kleinere elektrische Pfade zwischen Chip und Platine, was für eine gute elektrische Leistung und geringere Signalverluste sorgt. Diese Technologie bietet zudem ein gutes Wärmemanagement, da die Chips direkt mit Kühlkörpern oder Wärmeleitpads auf der Platine verbunden sind.
Dank ihrer guten elektrischen Leistung, ihrer kompakten Größe und ihrer guten thermischen Eigenschaften eignet sich diese Technologie ideal für Projekte mit begrenztem Platzangebot, wie z. B. tragbare Technologien, Mobiltelefone, LED-Leuchten und Leistungselektronik. Diese Technologie fördert außerdem die Miniaturisierung und Integration elektronischer Systeme.
Wie Chip-on-Boards hergestellt werden
1. Untergrundvorbereitung: Die Leiterplatte wird durch eine Reinigungsplattenoberfläche vorbereitet und die Klebeschicht aus leitfähigem Material dort aufgetragen, wo die Chips verklebt werden
2. Die Attach: Die nackten Chips werden auf den mit Klebstoff beschichteten Bereichen der Platine positioniert. Für diesen Prozess werden Pick-and-Place-Maschinen oder spezielle Geräte verwendet.
3. Verklebung: Bei der Konfiguration von Chips werden diese mithilfe von leitfähigen Lötperlen mit der Platine verbunden. Dieser Bondprozess gewährleistet eine zuverlässige Verbindung zwischen den Kontaktflächen der Chips und den Leiterbahnen der Platine.
4. Drahtbonden: Unter bestimmten Bedingungen wird Drahtbonden durchgeführt, um Bondpads mithilfe feiner Drähte mit Leiterbahnen auf der Platine zu verbinden. Dieser Prozess hilft bei der Übertragung elektrischer Signale zwischen Chip und Platine
5. Kapselung: Zum Schutz von Chips und Drahtverbindungen vor äußeren Komponenten kann ein Vergussmaterial auf die gesamte Baugruppe aufgetragen werden. Dieses Material verfügt auch über eine klare Epoxidbeschichtung.
6. Testen: Bei der COB-Montage werden verschiedene Testmethoden eingesetzt, um die ordnungsgemäße Zuverlässigkeit und Funktionalität sicherzustellen. Beispielsweise werden Temperaturzyklen, elektrische Tests und Sichtprüfungen durchgeführt, um die Funktion des COB zu überprüfen.
7. Endmontage: Wenn die Chip-on-Board-Baugruppe alle Tests besteht, ist sie nun bereit für die Integration in die endgültigen elektronischen Geräte wie LED-Leuchten, Telefone oder andere Projekte
PCBasic Wir können auch Flip-Chip-Technologie verwenden, um den Chip mit der Vorderseite nach unten mit der Leiterplatte zu verbinden. Dies kann durch vorab auf Waferebene aufgebrachte Lötkugeln oder unser internes Bumping-Verfahren erfolgen. Anschließend schützen wir den Chip mit dem Glob-Top- oder Dam/Fill-Verpackungsverfahren. Die meisten Chip-on-Board-Baugruppen können auch mit unserem schnellen Turnaround-Service kombiniert werden.
Für weitere professionelle Anforderungen kontaktieren Sie bitte Pcbasic für eine detaillierte technische Überprüfung.
PCB-Chip Die Chip-on-Board-Technologie nutzt Klebstoffe, um Halbleiterchips direkt mit dem Leiterplattensubstrat zu verbinden. Durch Drahtbonden mit einem vorhandenen Schaltungsmuster auf der Platine wird der Chip anschließend verpackt. Chip-on-Board (COB) ist die ultimative Methode zur Oberflächenmontage (SMT). Der wesentliche Unterschied zwischen COB (Chip-on-Board) und SMT besteht darin, dass COB (Chip-on-Board) üblicherweise eine hohe Anzahl an Anschlüssen und aktive Bauelemente aufweist und keine externe Bauelementverpackung aus Keramik oder geformtem Kunststoff benötigt.
Dialyse-Chip-on-Board-Anwendung
Der Chip auf der Platine ist ein nackter Chip, der direkt auf der Leiterplatte montiert ist. Nach dem Anschließen der Drähte wird der Chip mit einer Kugel aus Epoxidharz oder Kunststoff abgedeckt, um die Verbindung herzustellen. Der nackte Chip PCB-Chip wird auf die Platine geklebt und per Drahtverbindung verbunden, und Epoxidharz wird zur Isolierung und zum Schutz gegossen.
Ein unverpackter integrierter Schaltkreis (IC) ist auf einem Laminatsubstrat und Signalaufbereitungs- oder Unterstützungsschaltungen montiert. Durch die Verbindung des IC mit der entsprechenden Substratverbindung durch Golddrahtbonden entsteht eine elektrische Verbindung. Anschließend kann eine Verbindungsbeschichtung auf den Chip aufgetragen werden, um den Chip und die Drahtverbindungen zu schützen.
So PCB-Chip ist eine ausgezeichnete Wahl für miniaturisierte Schaltungen. Wenn die herkömmliche Montagetechnologie die Designparameter nicht erfüllen kann, bietet sich eine Chip-on-Board-Lösung (COB) an.
Der Hauptvorteil eines Chips auf einer Platine besteht einerseits darin, das Gewicht und die Qualität der Schaltung zu reduzieren. Wenn dies ein wesentliches Problem darstellt, ist die Chip-on-Board-Technologie die ideale Lösung zur Miniaturisierung Ihrer Schaltung.
Darüber hinaus bietet die Chip-on-Board-Technologie Systementwicklern einzigartige Montagemöglichkeiten. Bei dieser Technologie wird der Siliziumchip direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte zwischen Chip und PCB oder AL2O3 geklebt, um elektrische Verbindungen herzustellen. Eine opake Epoxidharzbeschichtung schützt den Chip vor Stößen und Licht.
Funktionen und Vorteile von Chip on Board:
1. Hoch- und Niederdruckdesign
2. Kundenspezifische Beschichtung
3. Mehrschichtig, doppelseitig
4. Funktionstest der Platine
5. Hohe oder niedrige Lautstärke
6. Großer Temperaturbereich
7. Kostengünstige Lösung
8. Schlüsselfertige Anwendung
Was sind Chip-on-Board-LED-Leuchten?
Chip-on-Board-LED bezeichnet die direkte Montage von LED-Chips auf einem Substrat wie SiC oder Saphir zur Herstellung von LED-Arrays. COB-LEDs sind ein neuerer und fortschrittlicherer Marktteilnehmer. Im Vergleich zur alten LED-Technologie bieten sie viele wesentliche Vorteile.
Beispielsweise weist die PCB-Chip-LED-Technologie eine höhere Lumendichte auf. Dies wird durch den Einsatz mehrerer Dioden erreicht, während ältere LED-Versionen meist nur eine DIP-LED oder drei SMD-LEDs verwenden. Der Einsatz mehrerer Dioden in der LED bedeutet eine höhere und gleichmäßigere Lichtintensität bei gleichzeitig reduziertem Platzbedarf. Unabhängig von der Anzahl der Dioden auf dem Chip verwendet die COB-Technologie (Chip on Board) ein Einzelschaltungsdesign mit zwei Kontakten, um die LEDs einfacher zu gestalten.
Weitere Vorteile einer Chip-on-Board-LED sind:
1. Sehr kompaktes und kleines Design;
2. Höhere Intensität, insbesondere im Nahbereich;
3. Hohe Gleichmäßigkeit auch bei Arbeiten im Nahbereich;
4. Einfacheres Einzelschaltungsdesign;
5. Hervorragende Wärmeleistung zur Verbesserung von Stabilität und Zuverlässigkeit.
Chip-on-Board-Verpackungsprozess
Im Vergleich zu anderen Verpackungstechnologien Leiterplatte cHüfte teDie Technologie ist kostengünstig (nur etwa ein Drittel des gleichen Chips), platzsparend und ausgereift. Allerdings kann keine Technologie perfekt sein, wenn sie zum ersten Mal erscheint. Die Chip-on-Board-Technologie hat auch Nachteile, wie den Bedarf an zusätzlichen Schweiß- und Verpackungsmaschinen, manchmal nicht mithaltende Geschwindigkeit, strengere Umweltanforderungen an den PCB-Patch und die mangelnde Wartungsfreundlichkeit.
Das Layout eines bestimmten Chips auf der Platine kann die IC-Signalleistung verbessern, da die meisten oder alle Gehäuse und parasitären Komponenten entfernt werden. Bei diesen Technologien kann es jedoch zu Leistungsproblemen kommen. Da pcb Chip Bei all diesen Designs ist ein Leadframe-Chip oder ein BGA-Logo vorhanden. Das Substrat ist möglicherweise nicht gut mit VCC oder Masse verbunden. Mögliche Probleme der Chip-on-Board-Technologie sind daher Probleme mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten (C TE) und schlechte Substratverbindungen.
Schritt 1: Kristallausdehnung
Mit der Expansionsmaschine wird die gesamte vom Hersteller bereitgestellte LED-Chipfolie gleichmäßig expandiert, sodass die dicht angeordneten, an der Folienoberfläche befestigten LED-Chips auseinandergezogen werden, um den Dornkristall zu erleichtern.
Schritt 2: Klebstoff
Legen Sie den expandierten Kristallring auf die Oberfläche der Trägermaschine, wo die Silberpastenschicht abgekratzt wurde, und tragen Sie die Silberpaste auf die Rückseite auf. Etwas Silberpaste. Geeignet für große LED-Chips. Verwenden Sie eine Dosiermaschine, um eine angemessene Menge Silberpaste auf die Leiterplatte aufzutragen.
Schritt 3: Durchstechen Sie den LED-Chip auf der Leiterplatte
Legen Sie den mit Silberpaste vorbereiteten Kristall-Expansionsring in den Durchstechkristallhalter. Und der Bediener durchsticht den LED-Chip auf der Leiterplatte mit einem Durchstechstift unter dem Mikroskop.
Schritt 4: Legen Sie die durchbohrte Leiterplatte in einen Thermocycler
Legen Sie die durchbohrte Leiterplatte in einen Thermocycler und lassen Sie sie einige Zeit ruhen. Nachdem die Silberpaste ausgehärtet ist, nehmen Sie sie heraus (nicht zu lange, da sonst die Beschichtung des LED-Chips vergilbt bzw. oxidiert, was zu Problemen führen kann). Bei LED-Chip-Bonding sind die oben genannten Schritte erforderlich; bei reinem IC-Chip-Bonding entfallen diese Schritte.
Schritt 5: Chip aufkleben
Tragen Sie mit einem Dispenser eine angemessene Menge roten Kleber auf die IC-Position auf der Leiterplatte auf. Verwenden Sie anschließend ein Antistatikgerät, um den IC-Chip korrekt auf dem roten oder schwarzen Kleber zu platzieren.
Schritt 6: Trocknen
Legen Sie den geklebten Würfel in einen Thermocycler auf eine große, flache Heizplatte und lassen Sie ihn eine Weile bei konstanter Temperatur stehen, oder er kann auf natürliche Weise (längerer Zeitraum) ausgehärtet werden.
Schritt 7: Bonden (Drahtbonden)
Die Aluminiumdraht-Bonding-Maschine wird verwendet, um den Chip (LED-Chip oder IC-Chip) mit dem Aluminiumdraht des entsprechenden Pads auf der Leiterplatte zu verbinden. Das heißt, die innere Leitung des COB wird verschweißt..
Schritt 8: Vortest
Verwenden Sie spezielle Inspektionswerkzeuge (unterschiedliche Ausrüstung für COB für andere Zwecke, einfach hochpräzise stabilisierte Stromversorgung), um die COB-Platine zu inspizieren und die nicht qualifizierte Platine erneut zu reparieren.
Schritt 9: Abgabe
Mit einem Klebstoffspender wird eine geeignete Menge des vorbereiteten AB-Klebers auf den geklebten LED-Chip aufgetragen. Der IC wird mit schwarzem Klebstoff verpackt und anschließend entsprechend den Kundenanforderungen optisch verpackt.
Schritt 10: Aushärten
Legen Sie die versiegelte PCB-Leiterplatte in einen Thermocycler und lassen Sie sie bei konstanter Temperatur ruhen. Je nach Bedarf können unterschiedliche Trocknungszeiten eingestellt werden.
Schritt 11: Nachtest
Anschließend wird die elektrische Leistung der verpackten Leiterplatten mit speziellen Testwerkzeugen geprüft, um zwischen Gut und Böse zu unterscheiden.
Zusammenfassung
Die Chip-On-Board (COB)-Technologie hat die Elektronik revolutioniert und bietet gegenüber herkömmlichen Verpackungstechniken verschiedene Vorteile. Durch die direkte Verklebung der Chips auf der Platine ermöglicht der Chip-On-Board-Aufbau kleine, leichte und leistungsfähigere elektronische Geräte. Der Verzicht auf Massenverpackungen und kürzere Stromwege sorgen für eine gute elektrische Leistung, geringere Signalverluste und ein optimales Wärmemanagement. Diese Technik ist auch für die Miniaturisierung elektronischer Komponenten wichtig und ebnete den Weg für modernste und kompakte Technologien in verschiedenen Branchen.
COB bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, von kleinen Mobiltelefonen über Beleuchtungssysteme bis hin zu Automobilanwendungen. Auf dem Weg in eine Zukunft, in der Elektronik nahtlos in unser Leben integriert ist und verbesserte Funktionalität und Leistung bietet, bietet das Potenzial von COB Ingenieuren, Designern und Verbrauchern gleichermaßen neue Möglichkeiten.
