Introduzione
Ciao, ti diamo il benvenuto su questa piattaforma di apprendimento elettronico. In questo tutorial, approfondiremo il concetto di "Chip On Board" o COB. Se hai mai pensato a quanto siano compatti, potenti e compatti i dispositivi elettronici, la risposta è la tecnologia chip-on-board. Che tu sia un appassionato di elettronica fai da te, un appassionato di tecnologia o semplicemente voglia sapere come funzionano i tuoi dispositivi elettronici, una profonda conoscenza del COB ti fornirà spunti utili per il futuro della miniaturizzazione elettronica.
Attraverso l'analisi dei principi fondamentali di un chip on board, scopriremo come questa innovativa tecnologia di packaging, che sta rivoluzionando l'integrazione dei componenti elettronici, contribuisca alla realizzazione di dispositivi più compatti ed efficienti. Parleremo anche dei vantaggi industriali e delle applicazioni pratiche dei chip on board, fornendovi le informazioni necessarie per apprezzare i progressi dell'elettronica moderna. Iniziamo quindi a esaminare i dettagli della tecnologia Chip On Board!
Che cosa è un PCB Chip-on-Board?
Un circuito stampato Chip On Board (COB) è un metodo di packaging utilizzato per l'assemblaggio di componenti elettronici sulla scheda PCB. In questo metodo, non ci sono singoli componenti configurati sulla scheda, ma circuiti integrati nudi collegati sulla superficie della scheda. L'utilizzo di questa tecnologia riduce l'impiego di vecchie tecniche di packaging, come il packaging in ceramica o plastica, riducendo così le dimensioni e il peso di dispositivi e progetti elettronici.
Per il montaggio dei chip vengono utilizzati punti di saldatura o adesivi, per rendere l'assemblaggio compatto ed efficace. Grazie alla saldatura diretta, si creano percorsi elettrici più brevi tra chip e scheda, garantendo buone prestazioni elettriche e minori perdite di segnale. Questa tecnologia garantisce anche una buona gestione termica, poiché i chip sono collegati direttamente ai dissipatori di calore o ai pad termici sulla scheda.
Queste caratteristiche, come le buone prestazioni elettriche, le dimensioni compatte e le buone proprietà termiche, rendono questa tecnologia ideale per progetti in cui lo spazio è limitato, come la tecnologia indossabile, i telefoni cellulari, le luci a LED e l'elettronica di potenza. Questa tecnologia favorisce anche la miniaturizzazione e l'integrazione dei sistemi elettronici.
Come vengono realizzati i chip-on-board
1. Preparazione del substrato: La scheda PCB viene preparata attraverso una superficie di pulizia della scheda e viene applicato lo strato adesivo di materiale conduttivo dove sono incollati i chip
2. Attacco della matrice: I chip nudi vengono prelevati e posizionati sulle aree rivestite di adesivo della scheda. Per questo processo vengono utilizzate macchine pick-and-place o strumenti specializzati.
3. Incollaggio: Quando i CIP sono configurati, vengono saldati alla scheda tramite l'uso di punti di saldatura conduttivi. Questo processo di saldatura garantisce una connessione affidabile tra i pad di contatto dei chip e le tracce conduttive della scheda.
4. Collegamento dei cavi: In alcune condizioni, il wire bonding viene effettuato per collegare i pad di collegamento alle tracce della scheda utilizzando fili sottili. Questo processo aiuta la trasmissione dei segnali elettrici tra il chip e la scheda
5. Incapsulamento: Per proteggere trucioli e fili dai componenti esterni, è possibile utilizzare un materiale incapsulante sull'intero assemblaggio. Questo materiale offre anche un rivestimento epossidico trasparente.
6. Analisi: Esistono diversi metodi di collaudo utilizzati nell'assemblaggio dei COB per garantirne la corretta affidabilità e funzionalità. Per verificarne il funzionamento, vengono eseguiti cicli di temperatura, test elettrici e ispezioni visive.
7. Assemblaggio finale:Quando il chip di bordo supera tutti i test, è pronto per essere integrato nei dispositivi elettronici finali come luci a LED, telefoni o qualsiasi altro progetto
PCBBasic È anche possibile utilizzare la tecnologia flip-chip per collegare il chip con la faccia rivolta verso il basso al PCB, utilizzando sfere di saldatura pre-applicate a livello del wafer o il nostro processo di bumping interno. Successivamente, il chip viene protetto con il processo di packaging Glob Top o Dam/Fill. La maggior parte degli assemblaggi chip-on-board può essere completata con il nostro servizio di consegna rapida.
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Chip PCB La tecnologia utilizza adesivi per collegare i chip semiconduttori direttamente al substrato del PCB. Collegandoli tramite wire bonding a uno schema circuitale esistente sulla scheda, vengono poi confezionati. Il chip-on-board porta la tecnologia a montaggio superficiale (SMT) all'estremo. La differenza essenziale tra COB (chip-on-board) e SMT è che il COB (chip-on-board) di solito prevede un elevato numero di conduttori, dispositivi attivi e non richiede un packaging esterno in ceramica o plastica stampata.
Applicazione Chip on Board per dialisi
Il chip sulla scheda è un chip nudo montato direttamente sul PCB. Dopo aver collegato i fili, utilizzare una sfera di resina epossidica o di plastica per ricoprire il chip e collegarli. Il chip nudo Chip PCB viene fissato e legato alla scheda tramite filo metallico, e la resina epossidica viene colata per isolarla e proteggerla.
Un circuito integrato (IC) non confezionato viene montato su un substrato laminato e su circuiti di condizionamento del segnale o di supporto. Quando l'IC viene collegato alla corrispondente interconnessione del substrato mediante saldatura a filo d'oro, si forma una connessione elettrica. Un materiale di rivestimento della giunzione può quindi essere applicato sulla parte superiore del chip per proteggere il chip e le saldature a filo.
So circuito stampato È un'ottima scelta per i circuiti miniaturizzati. Quando la tecnologia di assemblaggio tradizionale non riesce a soddisfare i parametri di progettazione, si ricorre alla soluzione chip-on-board (COB).
Da un lato, il vantaggio principale di un chip su scheda è la riduzione del peso e della qualità del circuito. Quando questo rappresenta un problema significativo, la tecnologia chip-on-board è la soluzione ideale per miniaturizzare il circuito.
Inoltre, la tecnologia chip-on-board offre ai progettisti di sistemi opzioni di assemblaggio uniche. In questa tecnologia, il chip di silicio viene incollato direttamente alla superficie del circuito stampato, tra il chip e il PCB o l'AL2O3, per stabilire connessioni elettriche; un rivestimento opaco in resina epossidica viene depositato sul chip per proteggerlo da urti e luce.
Caratteristiche e vantaggi del Chip on board:
1. Progettazione ad alta e bassa pressione
2. Rivestimento personalizzato
3. Multistrato, bifacciale
4. Test funzionale della scheda
5. Volume alto o basso
6. Ampia gamma di temperature
7. Soluzione economicamente competitiva
8. Applicazione chiavi in mano
Cosa sono le luci LED Chip on Board?
Il termine "chip on board" si riferisce al montaggio diretto di chip LED su un substrato come SiC o zaffiro per produrre array di LED. I LED COB sono una tecnologia più recente e avanzata. Rispetto alla vecchia tecnologia LED, presentano numerosi vantaggi significativi.
Ad esempio, la tecnologia chipled su PCB offre una maggiore densità di lumen. Questo risultato si ottiene utilizzando più diodi, mentre le vecchie versioni di LED di solito utilizzano un solo LED DIP o tre LED SMD. L'utilizzo di più diodi nel LED garantisce un'intensità luminosa maggiore e più uniforme, riducendo al contempo lo spazio occupato. Indipendentemente dal numero di diodi presenti sul chip, la tecnologia COB (chip on board) utilizza anche un singolo circuito con due contatti per semplificare i LED.
Altri vantaggi di un LED chip on board includono:
1. Design estremamente compatto e di piccole dimensioni;
2. Maggiore intensità, soprattutto a distanza ravvicinata;
3. Elevata uniformità anche lavorando a distanza ravvicinata;
4. Progettazione più semplice del singolo circuito;
5. Eccellenti prestazioni termiche per migliorare stabilità e affidabilità.
Processo di confezionamento Chip on Board
Rispetto ad altre tecnologie di imballaggio, PCB Canca teLa tecnologia è economica (costituita solo da circa 1/3 dello stesso chip), consente di risparmiare spazio e vanta una lavorazione consolidata. Tuttavia, nessuna tecnologia può essere perfetta fin dalla sua apparizione. La tecnologia Chip On Board presenta anche svantaggi, come la necessità di saldatrici e confezionatrici aggiuntive, a volte la velocità non è sufficiente a tenere il passo, i requisiti ambientali più severi per la patch del PCB e l'impossibilità di gestirne la manutenzione.
Il layout di un determinato chip su scheda può migliorare le prestazioni del segnale IC poiché rimuove la maggior parte o tutti i package e la maggior parte o tutti i componenti parassiti. Tuttavia, con queste tecnologie, potrebbero verificarsi alcuni problemi di prestazioni. pcb patata fritta Se in tutti questi progetti è presente un chip lead frame o un logo BGA, il substrato potrebbe non essere ben collegato a VCC o a massa. Pertanto, tra i possibili problemi con la tecnologia Chip on Board rientrano problemi di coefficiente di dilatazione termica (CTE) e connessioni inadeguate del substrato.
Fase 1: Espansione dei cristalli
La macchina di espansione viene utilizzata per espandere in modo uniforme l'intera pellicola del chip LED fornita dal produttore, in modo che il dado LED strettamente disposto e attaccato alla superficie della pellicola venga separato per facilitare il cristallo di spine.
Fase 2: Adesivo
Posizionare l'anello di cristallo espanso sulla superficie della macchina di supporto, dove è stato raschiato lo strato di pasta d'argento, e applicare la pasta d'argento sul retro. Un po' di pasta d'argento. Adatta per chip LED sfusi. Utilizzare una macchina dosatrice per distribuire la quantità appropriata di pasta d'argento sul circuito stampato.
Fase 3: forare il chip LED sul PCB
Inserire l'anello di espansione del cristallo preparato con pasta d'argento nel supporto per il cristallo perforante. L'operatore perforerà il chip LED sul PCB con una penna perforante sotto il microscopio.
Fase 4: Mettere il PCB forato in un forno a ciclo termico
Inserire il circuito stampato PCB forato in un forno a ciclo termico e lasciarlo riposare per un po' di tempo. Una volta che la pasta d'argento si è indurita, estrarla (non per troppo tempo, altrimenti il rivestimento del chip LED ingiallirà, ovvero si ossida, causando difficoltà). Se è presente un'incollatura del chip LED, i passaggi precedenti sono necessari; se è presente solo un'incollatura del chip IC, i passaggi precedenti vengono annullati.
Fase 5: attaccare il chip
Utilizzare un dispenser per applicare una quantità adeguata di colla rossa sulla posizione del circuito integrato sul PCB. Quindi, utilizzare un dispositivo antistatico per posizionare correttamente il die del circuito integrato sulla colla rossa o nera.
Passaggio 6: asciugatura
Mettere il dado incollato in un forno a ciclo termico su una grande piastra riscaldante piana e lasciarlo riposare a temperatura costante per un po', oppure può essere polimerizzato naturalmente (per un tempo più lungo).
Fase 7: Saldatura (saldatura a filo)
La macchina per la saldatura del filo di alluminio viene utilizzata per collegare il chip (LED o chip IC) con il filo di alluminio del pad corrispondente sulla scheda PCB; ovvero, il conduttore interno del COB viene saldato.
Fase 8: Pre-test
Utilizzare strumenti di ispezione speciali (attrezzature diverse per COB destinate ad altri scopi, semplicemente un alimentatore stabilizzato ad alta precisione) per ispezionare la scheda COB e riparare nuovamente la scheda non qualificata.
Passaggio 9: erogazione
Un dispenser di colla viene utilizzato per applicare una quantità adeguata di colla AB preparata sul die LED incollato. Il circuito integrato viene quindi confezionato con colla nera e poi confezionato con l'aspetto desiderato dal cliente.
Passaggio 10: polimerizzazione
Inserire il circuito stampato PCB sigillato in un forno a ciclo termico e lasciarlo a temperatura costante. È possibile impostare tempi di asciugatura diversi a seconda delle esigenze.
Fase 11: Post-test
Le prestazioni elettriche delle schede PCB imballate vengono poi sottoposte a test con speciali strumenti di collaudo per distinguere il bene dal male.
Sintesi
La tecnologia Chip-On-Board (COB) ha rivoluzionato il mondo dell'elettronica e offre diversi vantaggi rispetto alle tecniche di packaging convenzionali. Grazie all'incollaggio diretto dei chip nudi sulla scheda, il chip-on-board ha reso i dispositivi elettronici più piccoli, leggeri ed efficienti. L'eliminazione del packaging di massa e la riduzione dei percorsi elettrici offrono buone prestazioni elettriche, minori perdite di segnale e una buona gestione termica. Questa tecnica è importante anche per la miniaturizzazione dei componenti elettronici e ha aperto la strada a tecnologie all'avanguardia e compatte in diversi settori.
Il COB offre diverse applicazioni, dai piccoli dispositivi di telefonia mobile ai sistemi di illuminazione e alle applicazioni automobilistiche. Mentre ci muoviamo verso un futuro in cui l'elettronica si integra perfettamente nelle nostre vite e offre funzionalità e prestazioni migliorate, abbracciare la promessa del COB offre maggiori opportunità a ingegneri, progettisti e consumatori.
