COB工艺及其发展趋势

COB工艺及其发展趋势

摘要

本文主要讲了PCB线路板邦定的制备工艺及封装技术的发展趋势，以及化学材料在芯片封装方面的应用及发展方向。 关键词

COB；工艺；发展趋势；材料 前言

集成电路封装的目的在于保护芯片不收或少受外界的影响，并为之提供一个发挥集成电路芯片功能的良好工作环境，以使之稳定可靠、正常的完成电路完成电路功能。但是集成电路芯片封装只能而不能提高芯片的功能。 一、PCB线路板邦定的制备工艺

1. 工艺要求：

把写好程序的芯片（IC）邦定到PCB线路板上；使其能够联接到其他电器元件。 2. 生产原理：

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首先根据客户提供的图纸，将芯片粘接到PCB板上，再用ASM530邦定机将铝线接到芯片和PCB板，烘烤干后质检、检测后用黑胶封住芯片部位，再烘干后再检测，包装。

3. 工艺过程：

a: 首先将购进的PCB板擦拭清洁、排版，按同一方向整齐地放入铝盘中。

b: 开启固晶机,把红胶倒入固晶机的胶盘，对照方向用在固晶机上编好程序，调整好技术参数开始固晶，再将固好晶的PCB板放入120度的烘箱烘烤30分钟，烘干后流入下一段工序。

c: 开启ASM530邦定机，根据PCB调整好机器的功率，依据客户提供的图纸编好程序，使用相应的焊线（铝线、金线）把芯片和PCB板连接在一起，注意不能漏线、断线。

d: 将邦好线的PCB板进行功能检测，如果检测到有次品就进行返修，直至成合格品。 e: 把合格的PCB板进行封胶，启动封胶机，根据铝盘中的PCB板编好程序，调整好气压、出胶高度、胶点大小。开始封胶，注意封胶品质，保证胶点刚好封住芯片部位，并且胶点要刚好在圆圈里不能溢出。

f:将封好胶的PCB板放入120度的烘箱内烘烤120分钟，完全干透后再将其拿出进行外观检测，待合格后再进行包装发货。

4. 设计内容: 工艺方案方框图

擦板→排版→固晶→烘烤→镜检→邦定→检测→烘烤→封胶→检测→包装 5. 工艺过程所需设备

固晶机、超声波焊线机、超声波补线机、COB封胶机、高温干燥箱、高倍显微镜。

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二、先进封装技术发展趋势

电子产品继续在个人、医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到新的应用。为获得推动产业向前发展的创新型封装解决方案（图1），在封装协同设计、低成本材料和高可靠性互连

［1］ 技术方面的进步至关重要。

图1. 封装技术的发展趋势也折射出应用和终端设备的变化。

随着IC技术的不断发展，越来越多的高集成电路被生产和制造出来，从此更多高性能，低功耗的芯片成了我们生活中不可缺少的一部分，我们平时用的MP3、手机、个人掌上电脑等等，可以说我们处处都已经离不开这些数字产品了。

集成电路芯片封装是指利用膜技术及微细连接技术，将芯片及其它要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。此

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概念称为狭义的封装。在更广的意义上讲的“封装”是指封装工程，是将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统或电子机械设备，并确保整个系统综合性能的工程。上面两层封装的含义结合起来，构成了广义的封装概念。将基板技术、芯片封装体、分立器件等全部要素，按电子设备整机要求进行连接和装配，实现电子的、物理的功能，使之转变为适用于机械或系统的形式，成为整机装置或设备的工程称为电子封装工程。

在电子技术快速发展带动下，小型化的携带式电子产品，不再是遥不可及，已成为风行全球的发展趋势。最具代表性的例子，如薄型笔记型电脑、个人数位助理(PDA)、移动电话、数码相机，均是时下最热门的电子产品。这些小型化携带式电子产品中，由于IC晶片的广泛使用，也使得半导体的技术发展一日千里。在未來电子产品不断朝向轻薄、短小、高速、高脚数等特性发展的潮流下，其中除电子元件是主要关键外，COB (Chip On Board)已成为一种普遍的封装技术，各种型式的先进封装方式中，晶片直接封装技术扮演着重要角色。

三、化学材料在芯片封装方面的应用及发展方向

当今全球正迎来以电子计算机为核心的电子信息技术时代，随着它的发展，越来越要求电子产品要具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、便携化以及将大众化普及所要求的低成本等特点。这样必然要求微电子封装要更好、更轻、更薄、封装密度更高，更好的电性能和热性能，更高的可靠性，更高的性能价格比。

微电子封装将由封装向少封装和无封装方向发展。芯片直接安装技术，特别是倒装焊技术将逐步成为微电子封装的主流形式。相对国内微电子封装技术快速发展的现状而言，封装材料业的发展显得不相适应。如果说封装业已从芯片生产的附属位置过渡为一个完整的产业，那么封装材料业还在封装业的附属位置上徘徊，还不能形成一个完整的产业，无法适应当前封装产业发展的需要。虽然国内有基本满足当前封装业的一些材料，如环氧塑料、引线框架、键合金线，

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但相对技术含量较低、精度较差、质量不稳定，很多生产要素还依赖进口。例如，约占12%～15%的环氧树脂需进口，5.7%～10%的酚醛靠进口，75%左右的硅微粉虽然可国内配套，但加工的技术落后只能满足DIP产品和TO产品，还不能满足SOP、SOT产品。引线支架几乎100%靠进口IC支架铜带，90%的分立器件铜带靠进口，一旦铜带供应波动将直接影响整个产业链。随着封装技术的进步，产品向小型化、轻薄化、高可靠、高性能、低成本方向发展，其冲压精度一致性、抗氧化性、包装等一系列问题立即成为“瓶颈”而制约封装业的有序发展。

日前，中国科学院化学研究所成功开发出可用于超大规模集成电路(VLSI)先进封装材料光敏型BTPA-1000和标准型BTDA1000聚酰亚胺专用树脂，并已申请7项国家发明专利。目前，国内多家半导体企业和科研院所准备将这种新型树脂用于芯片及光电器件的制造，年产几十吨的工业中试装置正在建设，可望于今年7月投产。[2]

据悉光敏型BTPA-1000聚酰亚胺树脂具有特殊的光交联机理，无需添加其他光敏助剂即可进行光刻得到精细图形，制图工艺简单，可在最大程度上避免外来杂质对IC芯片表面的污染，适用于多层布线技术制造多层金属互连结构或芯片钝化，是一类有着广泛应用前景的负性光致抗蚀剂。

聚酰亚胺专用树脂是主要用于IC芯片表面钝化、高密度封装器件的应力缓冲内涂层，多层金属互连结构和MCM的层间介电绝缘材料。据中国环氧树脂行业协会专家介绍液体环氧树脂底灌料主要用于倒装焊芯片的电路封装，起降低芯片和有机基板由于热膨胀系数的不匹配引起的内件的封装可靠性。这两种材料都是先进微电子封装技术中的关键配套材料，广泛应用于高精度电子封装和半导造的各个方面。

四小结

先进封装在推动更高性能、更低功耗、更低成本和更小形状因子的产品上发挥着至关重要的

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作用。在芯片-封装协同设计以及为满足各种可靠性要求而使用具成本效益的材料和工艺方面，还存在很多挑战。为满足当前需求并使设备具备高产量大产能的能力，业界还需要在技术和制造方面进行众多的创新研究。

参考文献

[1] Mahadevan Iyer, Texas Instruments, Dallas：先进封装技术发展趋势，半导体国际

[2] 我国大规模集成电路封装材料在化学所实现突破,《新材料产业》2005年 第3期

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