칩 온 보드(Chip On Board)는 무엇인가? - 그 적용, 포장 및 기능

개요

안녕하세요, 이 전자 학습 플랫폼에 오신 것을 환영합니다. 이 튜토리얼에서는 "칩 온 보드(Chip On Board)", 즉 COB에 대한 자세한 개념을 알아보겠습니다. 전자 기기가 얼마나 작고 강력하며 컴팩트하게 만들어지는지 생각해 본 적이 있다면, 바로 이 기술이 바로 칩 온 보드 기술입니다. DIY 전자 취미인이든, 기술 애호가이든, 아니면 단순히 전자 기기의 작동 원리를 알고 싶은 분이든, COB에 대한 심도 있는 이해는 전자 소형화의 미래에 대한 유익한 통찰력을 제공할 것입니다.

칩온보드(Chip on Board)의 기본 원리를 살펴보며, 이 혁신적인 패키징 기술이 전자 부품 통합에 어떻게 혁신을 일으키고, 더 작고 효율적인 장치를 만드는 데 기여하는지 알아보겠습니다. 또한, 칩온보드의 산업적 이점과 실제 응용 분야를 살펴보며 현대 전자 기술의 발전을 이해하는 데 필요한 정보를 제공합니다. 자, 그럼 칩온보드 기술에 대해 자세히 살펴보겠습니다!

칩온보드 PCB란 무엇인가요?

칩 온 보드(COB) 인쇄 회로 기판은 PCB 기판에 전자 부품을 조립하는 데 사용되는 패키징 방식입니다. 이 방식에서는 기판에 개별 부품을 배치하지 않고, 기판 표면에 베어 집적 회로(Break Integrated Circuit)를 연결합니다. 이 기술을 사용하면 세라믹이나 플라스틱 패키징과 같은 기존 패키징 기술의 사용을 줄일 수 있으며, 이를 통해 전자 장치 및 프로젝트의 크기와 무게를 줄일 수 있습니다. 

칩 실장에는 솔더 범프나 접착제를 사용하여 소형화되고 효율적인 조립을 구현합니다. 직접 본딩으로 인해 칩과 보드 사이에 생성되는 전기 경로가 줄어들어 우수한 전기적 성능을 제공하고 신호 손실을 줄입니다. 또한, 이 기술은 칩이 보드의 방열판이나 서멀 패드에 직접 연결되므로 열 관리가 용이합니다.

이러한 특징들은 우수한 전기적 성능, 소형 크기, 그리고 우수한 열적 특성을 제공하여 웨어러블 기술, 휴대폰, LED 조명, 전력 전자 장치 등 공간이 제한된 프로젝트에 적합합니다. 또한, 이 기술은 전자 시스템의 소형화 및 집적화를 촉진합니다.

칩온보드가 만들어지는 방법

1. 기판 준비: PCB 보드는 세척 보드 표면을 통해 준비되고 칩이 결합되는 곳에 전도성 물질의 접착층이 적용됩니다.

2. 다이 부착: 베어 칩(bare chip)을 기판의 접착제가 도포된 부분에 위치시킵니다. 이 과정에는 픽앤플레이스(pick-and-place) 장비나 특수 장비가 사용됩니다.

3. 본딩: 칩이 구성될 때 전도성 솔더 범프를 사용하여 보드와 접합됩니다. 이 접합 공정은 칩의 접촉 패드와 보드 전도성 트레이스 간의 안정적인 연결을 보장합니다.

4. 와이어 본딩: 어떤 조건에서는 얇은 와이어를 사용하여 본딩 패드를 보드 트레이스와 연결하기 위해 와이어 본딩이 수행됩니다. 이 프로세스는 칩과 보드 사이에서 전기 신호가 전송되는 데 도움이 됩니다.

5. 캡슐화: 외부 부품으로부터 칩과 와이어 본드를 보호하기 위해, 전체 어셈블리에 봉지재를 사용할 수 있습니다. 이 재료는 투명 에폭시 코팅에도 사용됩니다.

6. 테스트: COB 조립에는 적절한 신뢰성과 기능을 보장하기 위해 다양한 테스트 방법이 사용됩니다. 온도 사이클링, 전기적 테스트, 육안 검사 등 COB의 기능을 검증하기 위해 다양한 테스트 방법이 수행됩니다.

7. 최종 조립: 칩온보드 어셈블리가 모든 테스트를 통과하면 이제 LED 조명, 전화기 또는 기타 프로젝트와 같은 최종 전자 장치에 통합할 준비가 됩니다.

PCB기본 플립칩 기술을 사용하여 칩을 PCB에 아래로 향하게 연결할 수도 있습니다. 웨이퍼 레벨에서 미리 도포된 솔더볼을 사용하거나 당사의 내부 범핑 공정을 사용할 수 있습니다. 그런 다음, 글로브 탑(Glob Top) 또는 댐/필(Dam/Fill) 패키징 공정을 사용하여 칩을 보호합니다. 대부분의 칩온보드(COB) 어셈블리는 당사의 빠른 처리 서비스와 함께 제공됩니다.

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PCB 칩 기술은 접착제를 사용하여 반도체 칩을 PCB 기판에 직접 연결합니다. 기판의 기존 회로 패턴에 와이어 본딩하여 패키징합니다. 칩 온 보드(Chip on Board)는 표면 실장 기술(SMT)을 극한으로 끌어올립니다. COB(Chip on Board)와 SMT의 주요 차이점은 다음과 같습니다. COB(Chip on Board)는 일반적으로 리드 수가 많고 활성 소자를 사용하며, 세라믹이나 성형 플라스틱으로 제작된 외부 소자 패키징이 필요하지 않습니다.

투석 칩 온 보드 응용 프로그램

칩온보드(Chip on Board)는 PCB에 직접 장착된 베어칩(bare chip)입니다. 전선을 연결한 후 에폭시나 플라스틱 볼을 사용하여 칩을 덮어 연결합니다. 베어칩은 PCB 칩 보드에 접착하여 와이어본딩을 한 후, 에폭시 수지를 부어 절연 및 보호합니다.

패키지되지 않은 집적 회로(IC)는 라미네이트 기판과 신호 조정 또는 지원 회로에 실장됩니다. IC가 금도금 와이어 본딩을 통해 해당 기판 상호 연결부에 연결되면 전기적 연결이 형성됩니다. 그런 다음 칩과 와이어 본드를 보호하기 위해 칩 상단에 접합 코팅재를 도포할 수 있습니다.

So pcb 칩 소형 회로에 탁월한 선택입니다. 기존 조립 기술로는 설계 매개변수를 충족할 수 없는 경우, 칩온보드(COB) 솔루션이 등장합니다.

한편, 칩온보드(CBO)의 주요 장점은 회로의 무게와 품질을 낮출 수 있다는 것입니다. 무게와 품질이 중요한 문제인 경우, 칩온보드 기술은 회로 소형화를 위한 이상적인 솔루션입니다.

또한, 칩온보드(CBO) 기술은 시스템 설계자에게 고유한 조립 옵션을 제공합니다. 이 기술에서는 실리콘 칩을 칩과 PCB 또는 AL2O3 사이의 인쇄 회로 기판 표면에 직접 접착하여 전기적 연결을 구축합니다. 칩에 불투명 에폭시 수지 코팅을 입혀 충격과 빛으로부터 보호합니다.

칩온보드의 특징과 장점:

1. 고압 및 저압 설계

2. 맞춤형 코팅

3. 다층, 양면

4. 기능 보드 테스트

5. 볼륨 높음 또는 낮음

6. 넓은 온도 범위

7. 비용 경쟁력 있는 솔루션

8. 턴키 애플리케이션

칩온보드 LED 조명이란?

칩온보드(COB) LED는 SiC나 사파이어와 같은 기판에 LED 칩을 직접 장착하여 LED 어레이를 만드는 방식을 말합니다. COB LED는 시장에 새롭게 진입한 기술로, 기존 LED 기술과 비교했을 때 여러 가지 중요한 장점을 가지고 있습니다.

예를 들어, PCB 칩 LED 기술은 더 높은 루멘 밀도를 보입니다. 이는 여러 개의 다이오드를 사용하여 달성되는 반면, 이전 LED 제품들은 일반적으로 DIP LED 하나 또는 SMD LED 세 개만 사용합니다. LED에 다이오드를 더 많이 사용하면 차지하는 공간을 줄이는 동시에 더 높고 균일한 광량을 얻을 수 있습니다. 칩에 다이오드가 몇 개든 COB(칩 온 보드) 기술은 LED를 더 간단하게 만들기 위해 두 개의 접점을 가진 단일 회로 설계를 사용합니다.

칩온보드 LED의 다른 장점은 다음과 같습니다.

1. 매우 컴팩트하고 작은 사이즈의 디자인입니다.

2. 특히 가까운 거리에서 더 큰 강도

3. 근거리 작업 시에도 높은 균일성

4. 더 간단한 단일 회로 설계

5. 뛰어난 열 성능으로 안정성과 신뢰성을 향상시킵니다.

칩온보드 패키징 공정

다른 포장 기술과 비교했을 때, PCB C엉덩이 te이 기술은 비용이 저렴하고(동일 칩의 약 1분의 3에 불과함), 공간을 절약하며, 숙련된 장인 정신을 갖추고 있습니다. 하지만 어떤 기술이든 처음 등장했을 때 완벽할 수는 없습니다. Chip On Board 기술은 추가 용접기와 패키징 기계가 필요하고, 때로는 속도가 따라가지 못하며, PCB 패치의 환경 요건이 더 엄격하고, 유지 보수가 어렵다는 단점도 있습니다.

특정 칩 온보드 레이아웃은 패키지 대부분 또는 전부를 제거하고 기생 성분도 대부분 또는 전부 제거하여 IC 신호 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 기술을 사용하면 성능 문제가 발생할 수 있습니다. PCB 칩 이러한 모든 설계에 리드 프레임 칩이나 BGA 로고가 있는 경우, 기판이 VCC 또는 접지에 제대로 연결되지 않았을 수 있습니다. 따라서 Chip on Board 기술에서 발생할 수 있는 문제로는 열팽창 계수(CTE) 문제 및 기판 연결 불량 등이 있습니다.

1단계: 결정 확장

확장 기계는 제조업체에서 제공한 전체 LED 칩 필름을 균일하게 확장하여 필름 표면에 부착된 촘촘히 배열된 LED 다이가 분리되어 가시 결정을 용이하게 하는 데 사용됩니다.

2단계: 접착제

은 페이스트 층이 긁혀 나온 백킹 머신 표면에 확장된 크리스털 링을 놓고 은 페이스트를 뒷면에 바릅니다. 은 페이스트는 소량입니다. 대량 LED 칩에 적합합니다. 디스펜싱 머신을 사용하여 PCB 인쇄 회로 기판에 적정량의 은 페이스트를 도포합니다.

3단계: PCB에 LED 칩을 뚫습니다.

은 페이스트로 준비한 크리스털 확장 링을 크리스털 피어싱 홀더에 넣습니다. 작업자는 현미경 아래에서 피어싱 펜을 사용하여 PCB의 LED 칩을 뚫습니다.

4단계: 피어싱된 PCB를 열 사이클 오븐에 넣습니다.

피어싱한 PCB 인쇄 회로 기판을 열 사이클 오븐에 넣고 잠시 그대로 두세요. 은 페이스트가 경화되면 꺼내세요(오랫동안 방치하지 마세요. 그렇지 않으면 LED 칩 코팅이 황변, 즉 산화되어 작업의 어려움을 초래할 수 있습니다). LED 칩 본딩이 있는 경우 위 단계가 필요하며, IC 칩 본딩만 있는 경우 위 단계가 취소됩니다.

5단계: 칩을 붙입니다

디스펜서를 사용하여 PCB의 IC 위치에 적당량의 빨간색 접착제를 바릅니다. 그런 다음 정전기 방지 장치를 사용하여 IC 다이를 빨간색 접착제 또는 검은색 접착제 위에 정확하게 놓습니다.

6단계: 건조 

접착된 다이를 큰 평평한 가열판이 있는 열 사이클 오븐에 넣고 일정한 온도에서 잠시 동안 그대로 두거나 자연적으로(더 오랜 시간) 경화시킬 수 있습니다.

7단계: 본딩(와이어 본딩)

알루미늄 와이어 본딩 머신은 칩(LED 다이 또는 IC 칩)과 PCB 보드의 해당 패드의 알루미늄 와이어를 연결하는 데 사용됩니다. 즉, COB의 내부 리드가 용접됩니다..

8단계: 사전 테스트

특수 검사 도구(COB용은 다른 목적의 장비, 간단히 고정밀 안정화 전원 공급 장치)를 사용하여 COB 보드를 검사하고 부적격 보드를 다시 수리합니다.

9단계: 분배 

접착제 디스펜서를 사용하여 준비된 AB 접착제를 본딩된 LED 다이에 적당량 도포합니다. 그리고 IC는 검은색 접착제로 포장한 후 고객 요구 사항에 맞춰 외관을 포장합니다.

10단계: 경화

밀봉된 PCB 인쇄 회로 기판을 열 사이클 오븐에 넣고 일정한 온도로 방치합니다. 건조 시간은 필요에 따라 다르게 설정할 수 있습니다.

11단계: 사후 테스트

패키지된 PCB 보드는 특수 테스트 도구를 사용하여 전기적 성능을 테스트하여 좋은 것과 나쁜 것을 구별합니다.

제품 개요

칩온보드(COB) 기술은 전자 산업에 혁명을 일으켰으며, 기존 패키징 기술과는 다른 장점을 제공합니다. 베어 칩을 기판에 직접 접합함으로써, 칩온보드는 전자 장치의 소형화, 경량화, 그리고 더욱 효율적인 설계를 가능하게 했습니다. 벌크 패키징을 제거하고 전기 경로를 단축함으로써 우수한 전기적 성능, 신호 손실 감소, 그리고 우수한 열 관리 기능을 제공합니다. 이 기술은 전자 부품의 소형화에도 중요한 역할을 하며, 다양한 산업 분야에서 최첨단 소형 기술을 구현하는 데 중요한 역할을 했습니다. 

COB는 소형 휴대폰 기기부터 조명 시스템, 자동차 애플리케이션까지 다양한 애플리케이션을 제공합니다. 전자 제품이 우리 삶에 완벽하게 통합되어 향상된 기능과 성능을 제공하는 미래로 나아가는 가운데, COB의 약속을 받아들이는 것은 엔지니어, 디자이너, 그리고 소비자 모두에게 힘을 실어줄 것입니다.