О технологии Chip-On-Board, COB / Статьи и обзоры / Элек.ру
Chip-On-Board, COB («Чип на плате») — техпроцесс производства плат, при котором чип кристалла монтируется непосредственно в плату. Это даёт защиту контактов от окисления, очень высокую надёжность, очень малые габариты конечного изделия и отвод тепла с показателями, которых ранее очень трудно было достичь.
Сейчас на рынке СОВ матриц представлено два материала подложек, это Алюминий и Керамика. Разберем основные преимущества и недостатки этих решений.
Керамика отличный диэлектрик и пробивное напряжение керамических матриц значительно выше, поэтому если у вас стоит задача, где требуется пробивное напряжение выше 2 кВ, выбор очевиден. CITIZEN использует керамическую подложку для бездрайверных светодиодов на 220 В. Керамика - очень хрупкий материал, и обеспечить хороший прижим на радиатор без использования коннекторов - очень тонкая задача. Приходится применять либо различные теплопроводные клеи (пасты) и рассчитывать на то, что они не высохнут и продолжат обеспечивать начальную теплопроводность, или использовать коннектор.
Самым важным параметром для продолжительной работы СОВ светодиодов является обеспечение теплоотвода, и здесь задача матрицы - это передача максимального количества тепла на радиатор. Теплопроводность Алюминия 230 Вт/м*К; Керамики 30Вт/м*К. На рисунке ниже показана схема распределения тепла на Алюминиевой и Керамической подложках.
В 2003г. Citizen Electronics выпустила первый в мире СОВ светодиод на алюминиевой подложке и запатентовала структурную схему и технологию монтажа кристаллов. Реальные испытания при температуре на кристалле Tj=120°C показывают, что падение светового потока после 70 000 часов составило 18%, цветность светодиода практически не изменилась (CIE x -0.002; CIE y -0.008). Если рядом зажечь новый светодиод, разницу вы не увидите.
В 5-ом поколении CITIZEN достигла показателей светового потока 19 274 лм при эффективности 165 лм/Вт (Tj=85°C) в модели CLU058-1825C4-50AL7K3.
Концентрированный пучок света дает более качественное освещение, и позволяет избежать теневых искажений.
Светодиоды Chip-On-Board и аксессуары - Seoul Semiconductor
В MJT COB используются запатентованные Seoul Semiconductor технологии множественных переходов (Multi-Junction) и СОВ (Chip on Board). Технология MJT позволила сократить количество коммутационных соединений кристаллов в 3 раза, что повышает надежность изделий и уменьшает их стоимость.
MJT COB отличаются высокой световой отдачей – 185 лм/Вт (CCT= 5000 K, CRI=80, Ts=85°C и P=37,5 Вт), что примерно на 6-10% выше, чем у существующих аналогов.
| Светодиод | Размер, мм | Световой поток, лм@85°C | Мощность,Вт | Напряжение,В | Ток,мА | CCT, ºК | Тип |
| SAW00661A | 13,5 *13,5 | 1030 | 6,3 | 34,9 | 180 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW01062A | 13,5 *13,5 | 1578 | 9,2 | 34,1 | 270 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW01063A | 13,5 *13,5 | 2074 | 12,1 | 33,7 | 360 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW01564A | 19,0 *19,0 | 3233 | 18,4 | 34,1 | 540 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW01565A | 19,0 *19,0 | 4226 | 24,6 | 34,2 | 720 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW01566A | 19,0 *19,0 | 5184 | 31,0 | 34,4 | 900 | 4700. ..7000 |
CRI>70 |
| SAW02296A | 28,0 *28,0 | 6745 | 37,5 | 50,8 | 740 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW02298A | 28,0 *28,0 | 9512 | 56,3 | 51,2 | 1100 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW022AAA | 28,0 *28,0 | 14149 | 85,9 | 57,3 | 1500 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW033EAA | 38,0 *38,0 | 20350 | 120,3 | 80,2 | 1500 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAW033GCA | 38,0 *38,0 | 27857 | 169,8 | 91,8 | 1850 | 4700...7000 | CRI>70 |
| SAWx0661A | 13,5 *13,5 | 920/770 | 6,3 | 34,9 | 180 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx1062A | 13,5 *13,5 | 1475/1230 | 9,2 | 34,1 | 270 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx1063A | 13,5 *13,5 | 1940/1615 | 12,1 | 33,7 | 360 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx1564A | 19,0 *19,0 | 3020/2520 | 18,4 | 34,1 | 540 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx1565A | 19,0 *19,0 | 3950/3295 | 24,6 | 34,2 | 720 | 2600...7000/2600...4200 |
|
| SAWx1566A | 19,0 *19,0 | 4845/4045 | 31,0 | 34,4 | 900 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx2296A | 28,0 *28,0 | 6305/5260 | 37,5 | 50,8 | 740 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx2298A | 28,0 *28,0 | 8890/7422 | 56,3 | 51,2 | 1100 | 2600. ..7000/2600...4200 |
CRI>80/90 |
| SAWx22AAA | 28,0 *28,0 | 13223/11040 | 85,9 | 57,3 | 1500 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx33EAA | 38,0 *38,0 | 19027/15886 | 120,3 | 80,2 | 1500 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
| SAWx33GCA | 38,0 *38,0 | 26035/21737 | 169,8 | 91,8 | 1850 | 2600...7000/2600...4200 | CRI>80/90 |
Аксессуары для COB :
e-mail для связи: [email protected]
Технология Chip-On-Board, COB
Chip-On-Board, COB («Чип на плате») — техпроцесс производства плат, при котором чип кристалла монтируется непосредственно в плату. Это даёт защиту контактов от окисления, очень высокую надёжность, очень малые габариты конечного изделия и отвод тепла с показателями, которых ранее очень трудно было достичь.
Сейчас на рынке СОВ матриц представлено два материала подложек - это Алюминий и Керамика. Разберем основные преимущества и недостатки этих решений.
Керамика отличный диэлектрик и пробивное напряжение керамических матриц значительно выше, поэтому если у вас стоит задача, где требуется пробивное напряжение выше 2 кВ, выбор очевиден. CITIZEN Electronics Co., Ltd использует керамическую подложку для бездрайверных светодиодов на 220 В, где повышенные требования к диэлектрической безопасности. Керамика - очень хрупкий материал, и обеспечить хороший прижим на радиатор без использования коннекторов - очень тонкая задача. Приходится применять либо различные теплопроводные клеи (пасты) и рассчитывать на то, что они не высохнут и продолжат обеспечивать начальную теплопроводность, либо использовать коннектор.
Алюминий более гибкий материал, можно крепить матрицу к радиатору через болтовое соединение. Важным параметром для продолжительной работы СОВ светодиодов является обеспечение теплоотвода, и здесь задача матрицы - это передача максимального количества тепла на радиатор.
Теплопроводность Алюминия 230 Вт/м*К; Керамики 30Вт/м*К. На рисунке ниже показана схема распределения тепла на Алюминиевой и Керамической подложках при одинаковом размере матрицы, с одинаковым числом кристаллов и одинаковой нагрузкой.
Обратите внимание, что на керамической матрице тепло концентрируется в центре, а края матрицы менее прогреты. На алюминиевом образце тепло распределяется более равномерно и температура на кристаллах ниже. При выборе светодиодов особое внимание нужно обращать на коэффициент теплового сопротивления и что под ним подразумевается. Более подробно о коэффициенте теплового сопротивления.
В 2003г. Citizen Electronics Co., Ltd выпустила первый в мире СОВ светодиод на алюминиевой подложке и запатентовала структурную схему и технологию монтажа кристаллов. Реальные испытания при температуре на кристалле Tj=120°C показывают, что падение светового потока после 70 000 часов составляет 18%, цветность светодиода практически не изменилась (CIE x -0.002; CIE y -0.008). Если рядом зажечь новый светодиод, разницы не будет видно.
В 5-ом поколении CITIZEN Electronics Co., Ltd достигла показателей светового потока 19 274 лм при эффективности 165 лм/Вт (Tj=85°C) в модели CLU058-1825C4-50AL7K3.
Матрицы Citizen имеют простую структуру, что позволяет обеспечивать отличную теплопроводность. Специальный отражающий слой под кристаллами, на основе серебра, собирает весь свет со светоизлучающего пятна и направляет в полезную сторону, повышая эффективность системы. Коэффициент отражения этого слоя достиг более 98%.
Светодиоды Citizen не имеют ранжирование по биновке. То есть вам не надо задумываться какой бин по потоку и не надо разбираться в кучах маркировок. По цветовой температуре светодиоды соответствуют значениям, приведенным на графике и тоже не разделяются по бинам.
Далее представляем информацию о тестировании светодиодов Citizen на примере матрицы CLU036-1208C1:
- 1000 часов работы при токе 720мА при температуре окружающего воздуха Та=25°С;
- 1000 часов работы при токе 720мА при температуре кристаллов Тj=140°С;
- 1000 часов хранение при температуре окружающего воздуха Та= - 40°С;
- 1000 часов хранение при температуре окружающего воздуха Та= 100°С;
- 500 часов работы при влажности воздуха 85% и температуре 85°С;
- 100 циклов переходов: температура ОВ Та= - 40°С работает 30 минут, переход температура ОВ Та=100°С работает 30 минут, переход.
..
Светодиоды от Citizen Electronics имеют множество международных сертификатов. Сертификат Фотобиологической безопасности говорит о том, что светодиоды Citizen соответствуют группе риск 1, люминофор не пропускает вредные для человеческого глаза излучения голубых кристаллов. Производителю светильников не обязательно использовать дополнительную защитную оптику.
Концентрированный пучок света дает более качественное освещение, и позволяет избежать теневых искажений.
Технология Chip-on-Board
С приходом светодиодов на современный рынок систем общего освещения и мощных осветительных приборов, многие производители LED-продукции столкнулись с определенными проблемами, которые препятствовали распространению таких изделий.
Технология Chip-On-Board
Чем ярче становились LED-лампы, тем серьезней появлялась необходимость подобрать новые технологические решения, которые должны увеличить эффективность работы прибора и усовершенствовать его теплоотвод. Уже существующие системы изготовления осветительных приборов оказались не слишком эффективными в вопросах теплоотвода для мощных LED-приборов. Речь идет о SMD-технологиях и корпусных LED. В результате длительных разработок в данной сфере, удалось создать новую современную технологию, которая называется multi Chip-On-Board.
Основные преимущества технологии COB
Главным отличием данной технологии от предыдущих являются особенности монтажа полупроводниковых кристаллов: теперь они крепятся к самой плате, которая изготавливается из материалов с высокой теплопроводностью. Так получается обеспечивать качественный отвод тепла и получать достаточно низкое тепловое сопротивление.
Разработка данной технологии является важным шагом на пути к усовершенствованию светодиодных источников света. Представленная технология позволяет добиться максимально возможных показателей светоотдачи для светодиодов – более 110 лм/Вт, что в свою очередь дает возможность изготавливать миниатюрные лампочки с мощным освещением и качественной системой теплоотвода.
Кроме того, лампы, изготовленные по технологии COB имеют меньшую стоимость, чем LED-лампы с таким же уровнем яркости.
Лампы, которые изготавливаются по технологии COB могут быть круглыми, прямоугольными или линейными. Также они могут быть на гибкой основе и заменять галогенные, люминесцентные и прочие осветительные приборы. Изделия COB с большой мощностью обычно монтируются на массивную плату-радиатор.
Раньше, если мощность лампы увеличивалась, то кристаллов на подложке также становилось больше. Сегодня большинство производителей предпочитает формировать надежную современную оптическую систему, которая увеличивает мощность и улучшает качество работы светильника.
Установка светодиодов по COB-технологии проходит в несколько этапов:
- Нанесение адгезии на подложку.
- Установка кристаллов и высыхание слоя защитного покрытия.
- Очистка поверхности при помощи плазмы.
- Соединение контактов кристалла и платы.
- Обработка кристаллов силиконом с люминофором, которые равномерно рассеивают тепло от кристалла до теплоотвода.
- Засыхание герметика.
Преимущества технологии LED COB
- Уменьшение себестоимости светодиодных светильников и улучшение их работы.
- Представленные технологии позволяют добиваться большей яркости света, даже если размеры лампы достаточно компактные.
- При производстве подобных осветительных приборов используется в два раза меньше операций по сравнению с SMD.
- Увеличенный показатель плотности чипа: на одном квадратном сантиметре может быть установлено до семидесяти чипов.
- Более высокий период работы светодиодных ламп COB, при этом они более надежны и эффективны, чем обычные LED.
- Представленные изделия отлично совмещаются с разными пускорегулирующими устройствами и системами диммирования света.
- Световой поток получается равномерным и ярким без эффекта тени.
- Компактные размеры.
Технология Chip-on-Board - GREENEC - мощное светодиодное освещение
По мере расширения областей применения светодиодов, в частности, с их выходом на рынок систем общего освещения и мощной осветительной техники производители led-продукции столкнулись с серьезной проблемой, препятствующей активному распространению светодиодных модулей на рынке. С увеличением яркости led-ламп возникла необходимость поиска новых технологических решений, позволяющих повысить эффективность работы прибора и усовершенствовать систему его теплоотвода. Существующие методики производства светодиодных осветительных приборов (корпусные led, SMD-технология) оказались недостаточно эффективными в решении вопроса теплоотвода для led-приборов повышенной мощности. Результатом многочисленных исследований в этой области стало создание новой, усовершенствованной технологии производства светодиодов под названием multi Chip-On-Board.
Технология COB открывает новые конкурентные преимущества для светодиодных источников света.Технология Chip-On-Board (COB): основные положения и преимущества
Основное отличие технологии COB от предыдущих светодиодных технологий состоит в особенностях монтажа полупроводниковых кристаллов — они прикрепляются непосредственно на плату, изготовленную из материалов, обладающих высокой теплопроводностью. Таким образом, удается получить очень низкое тепловое сопротивление и обеспечить эффективный отвод тепла.
Открытие технологии COB стало важным этапом на пути эволюционного развития светодиодных источников света. Данная разработка обеспечивает максимально возможные показатели светоотдачи для светодиодов (более 110 лм/Вт), позволяет создавать мощные и в тоже время миниатюрные источники искусственного освещения различных конфигураций и с надежной системой теплоотвода. Светотехнические изделия на основе светодиодов COB имеют меньшую стоимость по сравнению с другими led-лампами такого же уровня яркости и отличаются большим сроком службы за счет усовершенствованной системы отвода тепла.
Светодиодные модули, изготовленные по технологии LED COB, могут быть круглой, прямоугольной и линейной формы, иметь жесткую или гибкую основу, использоваться для замены галогенных, люминесцентных и других видов светильников. Мощные светодиоды LED COB, как правило, монтируются на массивную плату-радиатор.
Ранее, с возрастанием мощности светодиодных ламп количество размещенных на подложке кристаллов увеличивалось. В последнее время большинство производителей уделяет внимание формированию надежной современной оптической системы, позволяющей увеличить мощность и эффективность работы осветительного прибора.
Монтаж светодиодов по технологии MCOB: основные производственные стадии
- Нанесение слоя адгезии на подложку.
- Установка кристаллов и затвердевание слоя защитного покрытия.
- Плазменная очистка поверхности с целью удаления загрязнений.
- Соединение контактов кристалла и платы ультратонкими, как правило, золотыми проводниками, толщиной несколько микрон.
- Заливка кристаллов силиконом с люминофором равномерно рассеивающим тепло от всех граней кристаллов до основного теплоотвода.
- Отвердение герметика.
Преимущества технологии LED MCOB
- Снижение себестоимости светодиодных приборов и повышение эффективности их работы.
- Инновационные разработки LED MCOB позволяют добиться высокой яркости светового потока даже при небольших размерах осветительной техники.
- Количество производственных операций снижено вдвое по сравнению с технологией SMD, значительно сократились сроки производства светодиодных приборов.
- Высокий показатель оптической плотности чипа: на 1 см2 площади подложки может быть установлено до 70 чипов.
- Увеличенный срок службы светодиодов MCOB, надежность и эффективность теплоотвода led-приборов.
- Совместимость с различными пускорегулирующими устройствами и системой диммирования света.
- Равномерная яркость светового потока, отсутствие эффекта теней.
- Компактность, небольшие размеры.
Электроника НТБ - научно-технический журнал - Электроника НТБ
Рассмотрим все процессы технологии Chip-on-Board подробнее.
Процессы технологии Chip-on-Board
Нанесение адгезива – достаточно важный вопрос в технологии COB. Наиболее распространенные адгезивы – это эпоксидные смолы (или клей). Они могут иметь различные свойства в зависимости от требований процесса и своего состава (наполнителя). Например, если необходимо получить электрическое соединение между подложкой и кристаллом, то в качестве наполнителя используется серебро. Для того чтобы полученное соединение проводило тепло, в качестве наполнителя используют алюминиевые соединения. Отверждение смол происходит при температурах от 60 до 180°C в течение от 30–60 минут до 6 часов. Отверждение может происходить и в нормальных условиях – в зависимости от типа клея. Существуют также быстро затвердевающие материалы (например, под воздействием УФ-излучения), которые высыхают не более чем за 60 с. Имеются и другие, менее распространенные адгезивы для технологии Chip-on-Board, например, стекло с серебряным наполнителем (silver glass). Для их обработки нужна более высокая температура (приблизительно 300–400°С), поддерживаемая в течение 6–8 мин.
При подборе необходимого адгезива нужно учитывать температурный диапазон его сушки (нельзя применять адгезив, температура плавления которого выше температуры остальных компонентов на подложке).
Существует несколько методов нанесения адгезива. Трафаретная печать – самый дешевый способ и лучше всего подходит для крупного производства. Следующий способ – нанесение адгезива методом переноса (stamping). Он дороже первого, но при этом более гибкий, поскольку позволяет выполнять более точные присоединения, с очень маленьким шагом. Наиболее распространенный способ нанесения адгезива – дозирование. Способ достаточно дорогой, но очень гибкий и универсальный, что позволяет применять его для многих процессов.
Адгезив необходимо наносить таким образом, чтобы он максимально полно покрывал площадь посадки кристалла. Если под кристаллом остаются пустоты, он может треснуть или сломаться на последующих операциях. Такие зоны имеют большее термическое сопротивление. Рекомендуемая толщина наносимой эпоксидной смолы должна, в зависимости от процесса, составлять от 13 до 76 мкм. Более толстый слой отрицательно влияет на термическую устойчивость и уменьшает сцепление.
Сам кристалл устанавливают с помощью вакуумного наконечника для захвата (рис.3). Пинцет применять для захвата кристаллов не следует. Он часто становится причиной повреждения кромок кристалла и легко соскальзывает, что может лишить кристалл работоспособности.
Кристаллы толщиной менее 254 мкм требуют дополнительной защиты для предотвращения появления трещин и разломов. Чем меньше толщина изделия и/или больше площадь, тем больше внимания нужно уделять этому аспекту.
Плазменная чистка – важный шаг в обеспечении чистоты поверхности кристалла и подложки от загрязнений для последующей разварки и заливки жидким компаундом. Он необходим, поскольку на подложке или кристалле могут остаться подтеки смолы, частицы пыли, продукты коррозии и другие загрязнения, возникающие при технологических операциях. Загрязнения также могут стать причиной образования пор при герметизации.
Разварка проволокой – это обязательный в технологии COB процесс. С его помощью получают электрические соединения между контактными площадками кристалла и подложки.
Разварка производится методом ультразвуковой микросварки на специализированном оборудовании. В качестве соединительного материала используют микропроволоку из алюминия, золота и меди. Чаще всего применяют проволоку из алюминия и золота диаметром от 17 до 85 мкм. Для разварки применяют специальные инструменты: для сварочных соединений типа "шарик" – капилляр, для соединений типа "клин" – клин. При разварке необходимо контролировать проволоку на прочность – тестировать ее на отрыв и на сдвиг соединения. Необходимо отслеживать также износ клина и капилляра.
И, наконец, завершающая стадия процесса – заливка кристалла жидким компаундом, или герметизация. Жидкий компаунд – это эпоксидная смола или силикон, хотя смола распространена больше. Компаунды для заливки кристалла должны быть непрозрачными, если только не оговорены специальные условия. В технологии COB существует несколько способов заливки. Первый способ – с помощью наконечника, имеющего специальную форму для заливки. При таком методе остаются отметки на поверхности. Еще один способ – нанесение дозированием с использованием шприца (рис.4). Это более дорогой способ и занимает больше времени, но он более распространен по сравнению с первым, так как подходит для различных процессов.
Заливку кристалла производят различными по вязкости компаундами (рис.5). Первый вариант – использование компаунда единой вязкости. Заливку в этом случае производят как без защитного барьера от растекания (рис.5а), так и с барьером (рис.5б). Заливку с защитным барьером применяют в случае, если окружающие предметы ограничивают нанесение компаунда (рядом есть компоненты, попадание адгезива на которые нежелательно). Вязкость используемого компаунда зависит от высоты барьера. Чем больше его высота, тем меньше должна быть вязкость компаунда. Меньшая вязкость снижает риск образования пор вследствие попадания воздуха.
В другом варианте заливки применяют два компаунда с различной вязкостью (рис.5в). Компаунд с большей вязкостью наносят для образования защитного барьера вокруг корпусируемого компонента, а материалом с меньшей вязкостью заполняют и корпусируют изделие, т.
е. кристалл с разваренными выводами.
Последний вариант – изоляционная защита (рис.5г). При этом способе используют высокое кольцо для ограничения растекания компаунда.
Оборудование для технологии Chip-on-Board
В операциях технологии COB применяют специализированное оборудование. Компания "Совтест АТЕ" предлагает полный спектр оборудования, необходимого для данной технологии. Рассмотрим оборудование для каждой операции.
Как уже упоминалось выше, процесс COB начинается с операции нанесения (дозирования) адгезива для посадки кристалла. В данной операции применяются дозаторы адгезивов (пасты или клеи). Дозатор следует выбирать либо ручной, либо полуавтоматический, либо автоматический – в соответствии с объемом выпуска изделий. В зависимости от типа наносимого адгезива дозаторы оснащают различными видами дозирующих головок.
Компания "Совтест АТЕ" предлагает различные виды дозаторов для COB-технологии (рис.6). Они обладают отличными характеристиками: точность позиционирования дозирующих головок достигает 20 мкм, одна программа может содержать до 100 тыс. точек дозирования. Дозаторы комплектуются специализированным ПО для программирования их работы и библиотеками форм дозирования.
Благодаря универсальности данного оборудования его можно применять и для операции герметизации кристаллов (для нанесения защитных барьеров и последующей заливки кристаллов).
Следующая операция – это монтаж кристалла. Здесь применяются установщики кристаллов, которые подразделяются на ручные, полуавтоматические и автоматические (рис.7). Выбор вида автоматизации зависит также от типа производства и его серийности. Одними из основных характеристик данного оборудования являются точность посадки кристаллов и производительность оборудования. Предлагаемые компанией "Совтест АТЕ" установки могут производить монтаж кристаллов не только по технологии COB, но и другими – практически всеми известными на сегодняшний день – методами (монтаж на клей, эвтектический метод, ультразвуковой метод, термокомпрессия и т.
д.).
Компания "Совтест АТЕ" предлагает также оборудование для высокоточного монтажа кристаллов (с постмонтажной точностью до 0,5 мкм) (рис.8).
Для сушки и отверждения адгезивов в COB применяются печи отверждения. Процесс отверждения в технологии COB аналогичен процессам оплавления припоя и сушки клея в технологии поверхностного монтажа, а соответственно аналогично и используемое оборудование. Разница между двумя процессами заключается лишь в выборе правильного режима отверждения для соответствующего типа адгезива. Компания "Совтест АТЕ" предлагает различные варианты печей с максимальной рабочей температурой до 350°С.
Следующий вид оборудования для технологии COB – установки плазменной очистки. Это установки камерного типа с настольным или отдельно стоящим конструктивным исполнением (рис.9). Существуют и модели конвейерного типа, но в рамках данной статьи они не рассматриваются.
Установки плазменной очистки могут использовать различные газы (кислород, аргон и др.). Они оснащены программируемым логическим контроллером для настройки параметров процесса, а также массовыми расходомерами для настройки подачи рабочего газа. Установки различаются размером рабочей камеры, максимальные габариты которой составляют 400х340х450 мм. Установки оснащены генератором плазмы с частотой 2,45 ГГц и мощностью до 1,2 кВт. К установкам можно подключать до четырех линий подачи газа.
В зависимости от изделия и условий процесса, в технологии COB применяют два способа разварки кристаллов – шариковый и клиновый. Соответственно, оборудование для этих операций также подразделяется на установки шариковой и клиновой сварки. Существуют также и универсальные установки, позволяющие выполнять оба вида сварки. Для операции разварки компания "Совтест АТЕ" предлагает широкий выбор оборудования как для научно-исследовательских целей и мелкосерийного производства (ручные и полуавтоматические установки), так и для серийного и высокопроизводительного производства (высокопроизводительные автоматы) (рис.
10,11).
Оборудование для разварки может работать с алюминиевой и золотой проволокой диаметром от 12,5 до 85 мкм, а также с лентой для клиновой сварки размерами 25х300 мкм. Точность разварки на автоматизированном оборудовании достигает 1 мкм с шагом менее 40 мкм. Максимальная производительность автоматизированного оборудования для клиновой сварки – до 7 соединений в секунду, для шариковой сварки – до 17 соединений в секунду.
Все предлагаемое нашей компанией оборудование для COB может конфигурироваться в соответствии с требованиями заказчика и оснащаться различными оптическими системами (кроме оборудования для плазменной очистки), подогреваемыми монтажными столами, встраиваться в автоматизированную линию и т.д.
К сожалению, в рамках одной статьи невозможно описать все оборудование для технологии COB. Более подробно ознакомиться с предлагаемым оборудованием можно на сайте компании "Совтест АТЕ" (www.sovtest.ru).
Фонарик COB (Chip-on-Board) с карабином
Артикул 6-P513.112
Цвет серый
Бренд 136513
Количество в упаковке 300
Размер товара , ширина 1,8 см.
, высота 6 см.
Материал алюминий
Вес коробки 14,2
Вес 40 гр
Как создаются чип-платы - learn.sparkfun.com
Виктор ДММ
Во время нашей поездки в Китай в 2014 году у нас была возможность встретиться с Виктором, одним из наших производителей цифровых мультиметров (DMM). Мы уже ездили на их фабрику и раньше, но этот тур был особенным по двум причинам:
- После изъятия желтых мультиметров было важно поговорить с Виктором, чтобы выяснить, какие у нас другие варианты цвета (вы можете увидеть наши новые серые мультиметры здесь!).
- Во время второго тура я спросил, как происходил процесс производства COB, или чип-на-плате.Я ожидал, что это будет передано другому объекту, но был удивлен, узнав, что это было сделано на другом этаже того же здания. Мы взволнованно попросили показать это, и наш гид был достаточно любезен, чтобы показать нам, как это делается!
Здесь вы можете увидеть, как рабочие вставляют компоненты со сквозным отверстием в основную плату мультиметра. Черная капля - это основная ИС устройства.
Многие устройства используют COB или чип на плате, чтобы снизить стоимость компонентов и производства.
COB Производство
На рисунке выше показан лоток с кремниевыми кристаллами контроллера, которые служат мозгом мультиметра.Эти ИС производятся другой компанией и заказываются с функциями, которые требуются в общем наборе функций цифрового мультиметра. Хотя я не должен был удивляться, было интересно подумать о том факте, что есть компании, настроенные на создание только ИС контроллеров DMM. Теперь я понимаю, что несколько компаний, производящих мультиметры, владеют всей цепочкой инструментов для создания цифрового мультиметра. Вместо этого есть компании, которые специализируются на небольших домашних хозяйствах: производство цифровых мультиметров, батарей, управляющих ИС и сборка деталей в конечный цифровой мультиметр.
Очень похоже на то, как делают светодиоды, первый шаг - приклеить силиконовый кристалл к печатной плате. Я не совсем уверен, токопроводящий клей или нет, но, судя по открытой площадке, вероятно, так и есть.
Пинцетом плашки устанавливаются вручную (!). Клей схватывается за 5 минут. Это был еще один момент, который застал меня врасплох: я предположил, что для COB требуется чистая комната с точными инструментами и сверхточным размещением. Получается, совсем как пайка SMD в горячей плите; у вас может быть много вариантов, но при этом доска будет полностью функциональна.
ReplaceMeOpen
ReplaceMeClose
Затем печатная плата вставляется в удивительную автоматическую машину для склеивания проводов, которая связывает очень тонкий провод от ИС к печатной плате. Вы можете видеть, что оператор должен время от времени указывать системе визуального распознавания несколько точек выравнивания, но в целом машина быстро спаивает все соединения.
От одного из наших читателей manton :
Маловероятно, что процесс соединения проводов выполняется путем пайки проводов.Обычно это делается с помощью термозвукового соединения, при котором для соединения проводов используется комбинация тепла, давления и ультразвуковых колебаний.
Очень хороший момент! Спасибо, Мантон. Я думал, что это пайка, потому что это то, что я знаю, но это термозвуковое соединение.
ReplaceMeOpen
ReplaceMeClose
На видео выше вы можете видеть, что машина требует некоторого вмешательства оператора, чтобы связать последнее соединение, завершает его, и плата готова.Вы также получите представление о том, насколько грубо можно обращаться с досками, не повреждая соединения. Я ожидал, что соединения, похожие на волосы, будут довольно хрупкими, но вместо этого с платами можно обращаться регулярно. Это очень похоже на то, как жидкая паяльная паста надежно удерживает компоненты SMD на месте, прежде чем они попадут в печь оплавления.
Спустя сорок одно соединение, и все кристаллы соединены. Как видите, небольшое тета-вращение ИС не имеет большого значения.
Следующим шагом является нанесение небольшого количества заливочной массы на всю конструкцию.Этот материал электрически и физически защищает матрицу и проволочные соединения от повреждений.
Вязкость смеси необходимо строго контролировать, чтобы волосы не перегибались и не соединялись с соседними проводами.
Затем жидкий компаунд отверждается в печи в течение четырех часов. После завершения платы тестируются и продолжают процесс преобразования в мультиметр.
Теперь, когда вы видите эти черные пятна на электронном устройстве, например, на нашем базовом ЖК-дисплее 16x2, вы будете знать, как они созданы!
Ресурсы и дальнейшее развитие
Надеемся, вам понравилось читать! Эти уроки требуют много работы, и мы надеемся, что вы чему-нибудь научитесь! Если вам понравилось читать, оставьте комментарий и дайте нам знать.
Теперь, когда вы прочитали, как делают COB, вот несколько руководств, которые могут поразить ваше воображение:
Основы светодиодов Chip-on-Board (COB)
LED Основы светодиодов Chip-on-Board (COB)
Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath
Светодиод Chip-on-Board (COB) - один из последних и наиболее продвинутых игроков на рынке светодиодов, но что делает эти светодиоды намного ярче, потребляют меньше энергии и излучают луч более высокого качества? чем старые светодиодные технологии?
Связанные компании
Чип-на-плате или «COB» относится к установке голого светодиодного чипа в прямом контакте с подложкой (такой как карбид кремния или сапфир) для производства светодиодных матриц.(Источник: SUMBULBS)
Светодиодная технология постоянно совершенствуется, чтобы повысить производительность, создать больше вариантов использования и сделать ее более универсальной. Сейчас, как никогда ранее, светодиоды являются более популярным источником света по сравнению с традиционными лампами накаливания, прежде всего потому, что они могут работать намного дольше - до 25 раз дольше - и потреблять меньше энергии.
Светодиодные фонари бывают разных моделей и типов, например, типа для поверхностного монтажа (SMD) или типа «микросхема на плате» (COB).
Что такое светодиод COB?
COB относится к установке светодиодного чипа непосредственно в контакте с подложкой, такой как карбид кремния (SiC) или сапфир, для производства светодиодных матриц. Светодиоды COB являются более новым и продвинутым игроком на рынке, и у них есть ряд заметных преимуществ по сравнению со старыми светодиодными технологиями.
Технология COB, например, обеспечивает гораздо более высокую плотность просвета. Это достигается за счет использования нескольких диодов - часто девяти или более - в то время как более старые итерации светодиодов обычно используют только один (светодиоды DIP) или три (светодиоды SMD).
Использование большего количества диодов в светодиодах означает, что будет более высокая и более равномерная интенсивность света при одновременном уменьшении занимаемой площади. Технология COB также использует единую схему с двумя контактами независимо от того, сколько диодов находится на микросхеме, что значительно упрощает светодиоды.
Другие преимущества светодиодов COB:
- Очень компактная конструкция небольшого размера;
- Повышенная интенсивность, особенно на близких расстояниях;
- Высокая однородность даже при малых рабочих расстояниях;
- Более простая одноконтурная конструкция; и превосходные тепловые характеристики для повышения стабильности и надежности.
Чем светодиоды COB отличаются от светодиодов SMD?
Сравнение плотности упаковки светодиодных массивов (10 мм X 10 мм)
(Источник: Lightspot)
Светодиод для поверхностного монтажа (SMD) - это наиболее распространенный тип светодиодов, доступных на рынке. Этот тип светодиода неразрывно соединен с печатной платой (PCB) и пользуется большой популярностью благодаря своей универсальности. Лампочки, гирлянды, фонарики для мобильных телефонов и игровые контроллеры - вот лишь несколько примеров того, где можно найти SMD Les.
Одной из самых отличительных особенностей SMD-светодиода является количество используемых в нем контактов и диодов - он может иметь более двух контактов и до трех диодов на одной микросхеме, каждый со своей собственной схемой со своим анодом и катодом. Это может привести к появлению двух, четырех или шести контактов в микросхеме.
Именно такая конфигурация делает SMD более универсальными (особенно по сравнению с COB). Светодиод SMD может включать в себя красный, зеленый и синий диоды, и их можно использовать для создания практически любого цвета в спектре, регулируя выходной уровень.Напротив, светодиоды COB нельзя использовать для создания ламп, меняющих цвет.
Это из-за единой схемы, в которой используются только два контакта; для создания эффекта изменения цвета требуется несколько каналов.
Хотя их неспособность изменять цвет означает, что светодиоды COB имеют меньше применений, чем светодиоды SMD, они более полезны там, где требуется сверхяркий светодиодный свет, например, в телефонных фонариках, сверхъярких портативных аккумуляторных фонариках, автомобильных фарах и фарах. полоски.
(ID: 46400500)
чип-на-плате (COB); Прямое присоединение чипа (DCA)
Чип на плате (COB)
Чип-на-борту, или же COB, относится к Технология сборки полупроводников, в которой микрочип или кристалл напрямую установлен и электрически соединен с его конечной цепью плата вместо традиционной сборки или упаковка как индивидуальная ИС.Устранение обычного устройства упаковка из сборок COB упрощает общий процесс проектирование и производство конечного продукта, а также улучшение его производительность в результате более коротких путей соединения.
Генерал термин для технологии COB на самом деле 'прямое прикрепление чипа', или же DCA.Помимо печатных плат, используемых для COB, различные субстраты доступны для использования в DCA. Есть, например, керамические и стеклокерамические подложки с отличными диэлектрическими и тепловыми характеристиками.
характеристики. Органические субстраты, которые весят и стоят меньше, также существуют обеспечивающие низкую диэлектрическую проницаемость. Это также гибкие субстраты, которые, будучи податливыми, способны изгибаться. Сборки DCA получили ряд других названий помимо COB. на основе этих доступных субстратов, например.г., стружка по стеклу (COG), чип-на-флексе (COF) и т. д.
В COB процесс состоит всего из трех основных шаги: 1) прикрепление штампа или крепление штампа; 2) склейка; и 3) инкапсуляция умирают и провода. Вариант сборки COB, перевернуть плата (FCOB), не требует соединения проводов, так как в ней используется микросхема, контактные площадки имеют неровности, которые непосредственно подключаются к обозначенные контактные площадки на доске.Таким образом, у FCOB есть свои фишки. лицевой стороной вниз (отсюда и название «флипчип»). В стороне от инкапсуляции также необходимо 'недозаполнение' флип-чип для защиты его активной поверхности и ударов от термомеханических и химическое повреждение.
|
Рисунок 1. Пример Сборка чип-на-плате (COB); обратите внимание, что фишки напрямую подключается к печатной плате |
Умереть прикрепить в основном состоит из нанесения клея для прикрепления штампа к доске или подложка и установка чипа или матрицы поверх этого материала для крепления кристалла.
Клей заявление может быть в форма дозирования, трафаретная печать или булавочный перевод. Размещение штампа должен быть достаточно точным, чтобы обеспечить правильную ориентацию и хорошую плоскостность умирают. Далее следует лечение процесс (такой как воздействие тепла или ультрафиолета), что позволяет клею для достижения окончательных механических, термических и электрических свойств.После отверждения органические загрязнения необходимо удалить либо плазма или же растворитель уборка чтобы не повлиять на процесс склейки.
В проволока процесс аналогично тому, что используется в традиционной сборке полупроводников, т.е.э., термозвуковой Au или Cu скрепление мячом или ультразвуковой Al клин может использоваться для соединения проводов между кристаллом и платой или субстрат. Связывание проводов между чипами также может быть выполнено для сборки COB. Излишне говорить, что контактные площадки матрицы и платы или подложки не должно иметь каких-либо загрязнений и дефектов для обеспечения образования хорошие и надежные облигации.
Наконец, смерть и связь провода инкапсулированный защитить их от механических и химических повреждать. Инкапсуляция обычно осуществляется путем дозирования жидкости. герметизирующий материал (обычно на основе эпоксидной смолы) поверх матрицы и проводов или трансферное формование. Инкапсулянты также нужно пройти отверждение, процесс которого зависит от вида использованный герметик.
Преимущества Предлагаемые COB технологии включают: 1) уменьшенные требования к пространству; 2) сниженная стоимость; 3) лучшая производительность за счет снижения межсоединения длины и сопротивления; 4) более высокая надежность за счет лучшее распределение тепла и меньшее количество паяных соединений; 5) shorter (короче) пора торговать; и 6) лучшая защита от реверс-инжиниринга.
См. Также: Die Attach; Проволока; Литье; TAB Assembly; Flip Chip;
IC Производство; Монтажное оборудование
ДОМ
Авторские права 2005 г. www.EESemi.com . Все права защищены.
Как собираются микросхемы на плате (COB)
Если вам нравится открывать электронные устройства, когда они повреждены, чтобы попытаться починить их или использовать для запасных электронных частей, или просто заглянуть внутрь, из любопытства посмотреть, как оно устроено или что внутри, вы может видеть в некоторых устройствах черную микросхему в виде точек, которая кажется частью печатной платы.Некоторые называют это «черной точкой», другие - «эпоксидным чипом» и есть несколько других названий, но правильное название - «Чип на плате» или COB.
Эти микросхемы COB в большинстве случаев представляют собой микроконтроллер (MCU), но они также могут быть памятью или любой другой сложной схемой, цифровой, аналоговой или их комбинацией.
Вы можете найти его в электронных игрушках, или, может быть, в той звуковой открытке, которую вы купили кому-то в подарок, или в электронных инструментах, таких как мультиметры. Вы можете найти его где угодно, где требуется сложная схема, но место ограничено.
Я всегда думал, как делают эти початки. Как они собраны в схеме? Я мог представить себе этот процесс, но совсем не то, чтобы наблюдать, как они это делают.
Ну, я нашел статью на сайте Sparkfun.com о ком-то, кому разрешили делать фотографии и видео на фабрике «Виктор» в Китае. Этот завод производит, помимо прочего, электронное контрольно-измерительное оборудование, например, мультиметры.
Первое изображение, которое вы увидите, - это сборочная линия, на которой рабочие устанавливают некоторые детали в печатные платы.Я не уверен, сделано ли это до или после установки микросхемы COB в схему.
На картинке ниже вы видите контейнер, в который чипы для использования в качестве COB принимаются на заводе. Как видите, в одной емкости 100 фишек. Они переданы на аутсорсинг другой компании со спецификациями, которые запрашивает компания Victor. Они не производят чип, но это их дизайн.
Чипы полностью плоские, как вы можете видеть на картинке выше.Никаких зацепок из этого не выходит. Итак, как это связано с остальной частью схемы на печатной плате? Сначала они приклеивают микросхему к печатной плате, а когда клей схватывается, они используют машину для точечной сварки каждого провода от поверхности микросхемы до контактов на печатной плате.
Ниже вы можете увидеть печатную плату с уже приклеенными микросхемами COB.
Точечную сварку (или склеивание) можно увидеть на двух видео ниже. Как они объяснили, похоже, что это не обычный процесс точечной сварки или пайки, а процесс соединения, который осуществляется с использованием сочетания различных типов энергии, таких как ультразвук, тепло и механическое давление.
Ниже приведена уже приклеенная микросхема COB с присоединенными к печатной плате выводами.
Последний шаг - поставить «Черную точку»! Они вручную покрывают чип COB каким-то веществом, похожим на эпоксидную смолу, для защиты чипа и его выводов. Я говорю «эпоксидная смола», чтобы вызвать некоторое сходство, но правда в том, что на ощупь она похожа на керамику. То, что они используют, похоже на эпоксидную смолу, но определенно более твердую.Может быть, конкретная смесь эпоксидной смолы и других материалов.
Вы можете получить доступ к исходной статье на Spakfun.com, нажав на ссылку ниже:
Сборка Sparkfun COB
Что ищут другие пользователи:
чип на плате Встроенный чип
Чипна плате: лучшее, на что может надеяться светодиод?
Опыт работы
Matrix Visual с чипом на плате LED:
В течение последних двух недель у нас была привилегия предоставить нам в аренду светодиодную стену COB, и после различных экспериментов с множеством настроек, изображений и видео мы теперь готовы дать вам краткую информацию о том, что мы обнаружили:
Первым элементом, который мы заметили, было то, насколько сложно было протолкнуть настоящий черный свет через панель, а также получить идеально черный дисплей, когда панели выключены.
Хотя мы протестировали только один тип COB-светодиодов и не можем обосновать всю технологию, тестируемая стена физически не способна воспроизводить достаточно черного для действительно четкого изображения.
Серые эпоксидные защитные слои оказали огромное влияние на способность выталкивать черный цвет, а естественная серость продукта означала, что, как бы мы ни старались, получить настоящий черный цвет невозможно. Когда мы спросили наших светодиодных экспертов и наших клиентов, какие предложения у них есть по улучшению технологии, мы часто предлагали добавить черную пленку поверх модуля или добавить черные пигменты в саму смолу .
Вторым элементом, который мы заметили, было то, насколько легко было мыть панели и модули. Все очищается простой влажной тканью. , а поскольку светодиоды полностью герметичны и защищены внутри модуля из эпоксидной смолы, не было опасений повредить их.
Наши первые мысли относительно Chip on Board LED заключаются в том, что, хотя она еще находится в зачаточном состоянии, концепция COB LED звучит так, как будто она может быть победителем. В нашей отрасли пиксели становятся все меньше и меньше, но не так уж много инноваций в способах производства панелей.
Светодиодынастолько хрупкие, что почти 20% всех светодиодных панелей возвращаются с выставочных площадок с некоторыми повреждениями. Повышение долговечности за счет герметизации и защиты светодиодов вместе может иметь огромные преимущества и, возможно, снизить частоту поломок, возникающих на выставочной площадке.
В целом, COB еще не готов к аренде и постановке, но мы были очень взволнованы, увидев, что производители пытаются преодолеть реальные проблемы развивающегося рынка светодиодов, взяв за долговечность, простоту ремонта, вес, простоту сборки. и, прежде всего, качество изображения .
Хотя мы еще не приняли решение, хотим ли мы добавить эту новую технологию в наш инвентарь, мы действительно хотим поблагодарить всех, кто пришел в наш выставочный зал и поделился своим мнением о светодиодной стене COB.
COB ICs
Стремление производить все больше и больше устройств на минимальном кремниевом пространстве началось с тех пор, как Дж. К. и Р. Нойс изобрели первые ИС. Этот квест позволил научному сообществу пересечь различные технологические границы. Постоянные усилия по размещению на пластине все большего и большего количества транзисторов привели нас к нанотехнологиям.
В широко используемой электронной технологии полупроводниковые микросхемы (также известные как голые кристаллы) отдельно устанавливаются на корпусе и соединяются проводами с его выводами ввода / вывода. Затем этот пакет устанавливается на печатной плате (PCB). Однако не только упаковка однокристальных ИС стоит дороже, чем стоимость содержащихся в них микросхем, упаковка микросхемы занимает относительно большое количество физического пространства. При использовании обычного единого чипа и стратегии межсоединений на печатной плате на пакет и межкомпонентные соединения также приходилось более 50% бюджета синхронизации.
Тем не менее, появляется новая технология, при которой несколько чипов с голым кристаллом устанавливаются в одном корпусе. Эта технология известна как технология Multi-Chip Module (MCM). Его можно использовать как для стандартных, так и для ASIC-чипов. Полученный корпус можно затем припаять к печатной плате.
Рис. 1: Изображение технологии многочипового модуля
]]>Хотя и отличаются от MCM, технологии Chip-on-Board ( COB ) и Flip-Chip обычно считаются родственными технологиями.В технологии COB полупроводниковый чип помещается непосредственно на печатную плату, что исключает этап упаковки, таким образом, COB состоит из голых кристаллов на органических ламинатных подложках, таких как FR4, вместе с другими устройствами SMT, как упакованными устройствами, так и дискретными компонентами.
В технологии Flip-Chip микросхема устанавливается в перевернутом виде (металлические контакты вниз), обеспечивая прямое электрическое соединение с контактными площадками ввода-вывода, исключая этап соединения проводов.
ТЕХНОЛОГИИ, СВЯЗАННЫЕ С COB
· PWB со сквозным отверстием
В технологии сквозных отверстий выводы компонентов вставляются в предварительно просверленные отверстия на печатных платах с одной стороны, а затем припаиваются к контактным площадкам на противоположной стороне печатной платы.В нем используется технология PTH на печатных платах из жесткого или гибкого ламината. Проводники формируются с помощью медных дорожек. Пассивные компоненты фиксируются с помощью пакетов со сквозными отверстиями.
Хотя бывают исключения, редко можно увидеть использование выводных компонентов и печатных плат со сквозными отверстиями в современной бытовой электронике.
· Технология поверхностного монтажа
В технологии поверхностного монтажа (SMT) электронные схемы собираются путем монтажа активных / пассивных компонентов непосредственно на поверхности (с одной или обеих сторон) печатных плат (PCB).SMT предлагает многочисленные преимущества по сравнению с технологией сквозных отверстий, например, подходит для автоматизированных машин, имеет меньший физический размер, меньше паразитных и низкую стоимость.
· Гибридная технология
Технология гибридных схем- важный метод увеличения плотности корпуса. Гибридная схема объединяет и соединяет несколько пассивных и активных полупроводниковых устройств в единый корпус. Он использует следующие технологии
· Тонкая пленка
В тонкопленочной технологии межсоединения и дорожки гальванически осаждаются на керамической подложке, тогда как резисторы и другие пассивные компоненты добавляются с использованием методов печати и пайки.Наконец, микросхемы размещаются на подложке с помощью клеенаносящих устройств, а соединения между микросхемой и подложкой выполняются с использованием методов соединения проводов. Подложки часто состоят из 99,5% глиноземной керамики, кремния или стекла.
· Толстопленочная
Основное различие между толстой пленкой и тонкой пленкой заключается в способе нанесения металлизации. Толстая пленка - это аддитивный процесс, при котором к подложке добавляются слои материала оконечной нагрузки и резистора, а тонкая пленка - это субтрактивный процесс, при котором нежелательный материал вытравливается в последовательности процессов селективного фототравления.
В толстопленочной технологии межсоединения, дорожки и резисторы создаются путем нанесения паст на разные уровни подложек. Пасты обычно наносятся методом шелкографии на толстопленочные основы, такие как оксид алюминия, нитрид алюминия или бериллий. На выбранную подложку наносится трафаретная печать с рисунком проводника и толстопленочными резисторами. Резисторы с трафаретной печатью обеспечивают множество преимуществ, включая лучшее отслеживание, повышенную надежность межсоединений и гибкость конструкции корпуса за счет уменьшения размера.Печатная паста затем обжигается в многозонных печах с тщательно контролируемой температурой, связывая пасту с основным материалом и становясь неотъемлемой частью схемы. Пассивные и активные полупроводниковые корпуса затем повторно переливаются на печатную основу. Голые кристаллы прикрепляются к подложке с помощью эпоксидной смолы и соединяются между собой связками из золотой проволоки. Для защиты штампа и проволочных соединений могут применяться различные крышки или покрытия.
При использовании гибридной технологии плотность упаковки схемы с количеством активных и пассивных компонентов может быть в несколько раз выше, чем у стандартного SMT.COB имеет много общего с гибридной технологией; разница заключается в материале подложки и в процессе упаковки. Гибридная технология использует керамику в качестве подложки, тогда как COB использует печатные платы. В COB голый кристалл инкапсулируется или покрывается крышкой, тогда как в гибридной технологии он собирается в корпусе.
· Многокристальный модуль (MCM)
Многокристальный модуль (MCM) - это электронная система с двумя или более неизолированными интегральными схемами (голым кристаллом), собранными на подложке.
Подложка представляет собой печатную плату, толстую / тонкую керамическую пленку или кремний с рисунком межсоединений. Подложка является либо составной частью пакета, либо монтируется в корпусе.
вводят уровень упаковки между ASIC и печатными платами, и есть много причин, по которым это может быть выгодно. Использование активной площади кремния составляет около 15% для схем поверхностного монтажа на печатной плате по сравнению с 30-60% для MCM. Другими преимуществами являются интеграция технологий, надежность даже в суровых условиях, стоимость и т. Д.
Теоретически четкой разницы между многокристальным модулем (MCM) и технологиями COB нет. На практике в MCM часто используется меньший размер подложки и меньше активных матриц по сравнению с конструкцией COB. Тремя основными технологиями для MCM являются MCMD, MCM-C и MCM-L (-D, -C и -L представляют различные типы материалов подложки). MCM-D предлагает конструкции подложек с наивысшей плотностью, поскольку использует тонкопленочные процессы для нанесения металлов и диэлектрических слоев на различные жесткие основания.MCM-C обеспечивает конструкции подложек средней плотности и использует технологию толстых пленок для формирования проводящих рисунков на керамических материалах. MCM-L использует ламинатные структуры и технологию PWB для формирования проводящих рисунков на армированных диэлектрических ламинатах.
COB Technology
COB ТЕХНОЛОГИЯ
ТехнологияChip-On-Board (COB) очень похожа на технологию MCM-L и имеет несколько преимуществ. Он поддерживает использование как обычных паяных компонентов, так и голых матриц на ламинированной диэлектрической подложке.Он экономит вес и объем по сравнению с традиционной технологией MCM с герметичными корпусами, поскольку исключает промежуточную подложку и штыри устройства MCM.
Когда параметры конструкции не могут быть соблюдены с помощью традиционных методов сборки, решением может быть чип на плате (COB).
COB - отличный выбор для миниатюризации вашей электрической схемы. При производстве COB неупакованный полупроводниковый кристалл прикрепляется непосредственно к поверхности подложки печатной платы вместе со схемой формирования сигнала или поддержки.Электрические соединения образуются, когда ИС прикрепляется к соответствующей подложке и соединяется с помощью проводов. Затем поверх матрицы наносится материал покрытия стыка (эпоксидная смола или силиконовое покрытие) для герметизации и защиты матрицы и проводных соединений.
Рис. 2: Изображение, показывающее принцип технологии COB
]]> Основным преимуществомCOB является уменьшение веса и массы схемы. Когда это является основной проблемой, технология Chip-On-Board является выбором для решения по миниатюризации схемы.Используя обычные печатные монтажные платы (PWB) и стандартную технологию соединения проводов, технология COB может обеспечить как минимум 10-кратную экономию веса и объема. COB обеспечивает высокую плотность упаковки, быструю обработку, может быть адаптирована к высоким частотам, может сочетать стандартные технологии сборки и применима к большинству подложек. Технология COB также снижает тепловое сопротивление и количество межсоединений между активным кристаллом и подложкой, что потенциально может улучшить общую скорость схемы и надежность конструкции.Это производственное решение, которое позволяет быстро изменять существующие конструкции изделий, даже если пространство ограничено.
COB Производство
ПРОИЗВОДСТВО ПОЧАТОВ
1. Подложка
Используется множество материалов, каждый из которых немного отличается по стоимости и характеристикам. Наиболее часто используемый материал плиты - это стекловолокно, пропитанное эпоксидной смолой, описанное как огнестойкий (FR) номер 4 или FR-4.
В следующей таблице перечислены традиционные ламинатные плиты и их общие свойства.
|
Основной состав |
Общие свойства |
|
|
FR-1 |
Крафт-бумага / фенольная бумага |
Отличная штамповка при комнатной температуре Плохие электрические свойства во влажном состоянии |
|
FR-2 |
Пробивает при комнатной температуре Чрезвычайно плохие электрические свойства во влажном состоянии |
|
|
FR-3 |
Хрупкие, но пробиваемые при нагревании |
|
|
FR-4 |
Эпоксидная смола / стеклоткань |
Высокая прочность на изгиб и удар Отличные электрические свойства Отлично подходит для приложений PTH |
|
FR-5 |
Модифицированная эпоксидная смола / стеклоткань |
Повышенная прочность на изгиб в горячем состоянии по сравнению с FR-4 Отличные электрические свойства |
|
FR-6 |
Полиэстер / стекло |
Превосходные электрические свойства Перфорируется при комнатной температуре Более высокая прочность на изгиб, чем у бумажных изделий |
|
CRM-5 |
Поверхность из полиэстера / стеклоткани Бумажный сердечник из полиэстера / стекловолокна |
Превосходные электрические свойства Перфорируется при комнатной температуре Двойная прочность на изгиб FR-6 |
|
CRM-7 |
Те же свойства, что и FR-6 Более гладкая поверхность |
|
|
CEM-1 |
Превосходные электрические свойства Пробивает при комнатной температуре Двойная прочность на изгиб FR-6 |
|
|
CEM-3 |
Сложнее, чем CEM-1 Хорошие электрические свойства Подходит для приложений PTH |
|
|
G-10 |
Эпоксидная смола / стеклоткань Не огнестойкий |
То же, что FR4 |
Поскольку тефлон показывает хорошие характеристики при более высоких температурах, он предпочтителен для высокотемпературных применений.
Для применений, где колебания температуры очень велики, предпочтителен полиуретан.
В COB дорожки представляют собой обычные медные дорожки, но контактные площадки сделаны из медной основы, покрытой слоем никеля, а поверх нее используется тонкий слой золота.
Рис. 3. Изображение, показывающее различные уровни технологии COB
]]>На склеиваемой поверхности не должно быть никаких загрязнений, не должно быть перекосов, а неровности должны быть очень небольшими.
2. Склеивание штампа
Для приклеивания матрицы к подложке используются клеи, например серебряные эпоксидные пасты. Процесс склеивания требует отверждения (после нанесения пасты) и дегазации при высокой температуре (150 ° C).
Для отвода тепла микросхемы прикрепляются к металлическим пластинам (которые, наконец, соединяются с радиаторами / корпусом), встроенными в плату.
3. Межсоединения
В полупроводниковой промышленности используются три основных типа технологии соединения микросхем:
· Флип-чип
Соединение Flip-chip предлагает более низкую стоимость, увеличивает плотность корпуса, сохраняя или улучшая надежность схемы.Процесс перевернутого кристалла, при котором микросхема собирается лицевой стороной вниз, идеально подходит с точки зрения размера, поскольку нет необходимости в дополнительных контактах на сторонах компонентов. Производительность лучше из-за сокращения пути подключения; надежность хорошая за счет меньшего количества подключений.
Флип-чип - это операция масштабирования пластин, поскольку все связи выполняются одновременно. На всей пластине образуются выпуклости, и пластина нарезается кубиками; отдельные штампы выбираются, флюсовываются и помещаются на подложку. Флюс должен удерживать матрицу на месте для обработки посредством оплавления.ТРис. 4: Изображение техники склеивания Flip-Chip
]]>Для образования межсоединений припой должен быть расплавлен выше его точки плавления.
Недолив и герметизация завершают сборку.
Прикрепление голого кристалла к ламинатной подложке называется COB (чип на плате), соединение флип-чипом голого кристалла с ламинатной подложкой называется DCA (прямое присоединение чипа), flip-chip / ACF (анизотропная проводимость). Film) прикрепление голого кристалла к стеклянным / ЖК-панелям называется Chip-on-glass (COG).
· Автоматическое склеивание лентой
Tape Automated Bonding использует сборный носитель с медными выводами, адаптированными к контактным площадкам IC, вместо одиночных проводов. Использование термина TCP (ленточная упаковка) стало популярной заменой термина TAB
.Металлургия, связанная с TAB attach, сложна. Готовый носитель или лента состоит из перфорированной полиимидной пленки. Затем на эту пленку наклеивается медная фольга, и эта медь структурируется с помощью фотолитографии как гибкая схема.В результате этого процесса в отверстиях ленты образуются свободно стоящие пальцы, которые затем припаиваются или привариваются к выступам, ранее созданным на контактных площадках ИС.
После этого ленту можно удалить. В конечном итоге алюминиевые контактные площадки на микросхеме прикрепляются к припоям или золотым контактным площадкам на подложке с выводной рамкой с медным сердечником, проходящей между ними.Рис. 5: Изображение метода автоматического склеивания ленты
]]>Точные условия времени, температуры и давления, при которых формируется соединение, будут влиять на интерметаллиды, которые образуются, и, в результате, на надежность
TAB был почти забыт из-за широкого распространения проводной сварки в полупроводниковой промышленности.Тем не менее, он предлагает преимущество более высокой плотности упаковки (размер площадок меньше в 2 раза), и это преимущество используется драйверами ЖК-дисплея.
· Проволока
Проволочное соединение - это метод, наиболее широко используемый в большинстве микросхем и используется для соединения между контактными площадками на микросхеме и контактными площадками на подложке по технологии COB .
Связывание проводов лучше всего описать как операцию одноточечного устройства.Каждая облигация изготавливается индивидуально. Гибкость, инфраструктура и стоимость - основные преимущества проводной склейки.
Два типа скрепления проволокой, а именно. используется соединение алюминиевой проволокой и соединение золотой проволокой.
|
Sl. № |
Соединение алюминиевой проволокой |
Соединение золотой проволокой |
|
1 |
Сварка алюминиевой проволокой - это процесс сварки трением.Два металла прижимаются (с заданным давлением) друг к другу, затем обеспечивается вибрация с использованием ультразвуковой энергии до тех пор, пока не произойдет соединение трения |
Соединение золотой проволокой - это термокомпрессионное соединение, при котором сочетание тепла, давления и ультразвуковой энергии приваривает золотой шарик к алюминиевой штамповой подушке |
|
2 |
Это чистый процесс ультразвуковой сварки, выполняемый при комнатной температуре. |
Для склеивания приемлемого качества требуется температура выше 120 ° C |
|
3 |
Время соединения почти в три раза превышает время соединения золотой проволокой из-за потребности в ультразвуковой энергии и вакуумном патроне для удержания подложки |
Время склеивания относительно меньше |
|
4 |
Bond Pad требует тонкого слоя 0.Золото толщиной 1 мм поверх покрытой никелем медной основы. |
Для контактной площадки требуется тонкий слой золота толщиной 1-2 мм поверх покрытой никелем медной основы. |
|
5 |
Используемый инструмент для склеивания, как правило, клин |
Используемый инструмент для склеивания капиллярный |
|
6 |
Стоимость производства относительно меньше |
Стоимость производства выше из-за количества используемого золота, |
|
7 |
Подходит для пластиковой упаковки |
Подходит для керамических корпусов с использованием эвтектической головки Si-Au, но не для пластиковых корпусов (из-за высоких температур) |
На следующем рисунке показано соединение алюминиевых проводов в модуле памяти, изготовленном с использованием COB.
Рис. 6: Рисунок, показывающий соединение алюминиевых проводов в модуле памяти, изготовленном с использованием COB
]]>COB Производство, продолжение.
4. Инкапсуляция
Инкапсуляция выполняется для защиты чипа от внешнего мира. Кроме того, защитный пакет обеспечивает электрические соединения, которые действуют как интерфейс с внешними сигналами.
ИС коммерчески доступны в стандартных корпусах.Эти пакеты имеют особый форм-фактор и количество контактов. Стандартные пакеты коммерчески доступны в ограниченном количестве форм, и количество соединительных штырей также стандартизировано. Это может означать, что кто-то будет вынужден выбрать гораздо больший пакет, даже если требуется только одно дополнительное электрическое соединение, что без необходимости увеличивает размер и стоимость. Чипы с более чем 100 выводами обычно требуют дорогих корпусов, а иногда геометрия корпуса затрудняет соединение, что может привести к повреждению штампа.Специальные ASIC обычно производятся в небольших количествах, что соответственно увеличивает сложность выбора подходящего пакета.
Наибольшие трудности заключаются в изготовлении специальных корпусов с максимально возможным количеством выводов.
COB предлагает лучшее решение в этом случае, поскольку конкретная конструкция платы с необходимым количеством соединений может быть создана за очень короткое время.
После соединения проводов микросхема и все соединения инкапсулируются.Полученный пакет идеально соответствует требованиям, и его нелегко скопировать, что часто является преимуществом там, где требуется защита интеллектуальной собственности. Еще одно преимущество состоит в том, что пассивные компоненты и / или другие микросхемы могут быть интегрированы в один и тот же корпус.
Преимущество этого метода упаковки заключается в миниатюризации, которая была бы невозможна со стандартными упаковками, которые часто в 10 или 20 раз больше, чем сама матрица. Во-вторых, стоимость стандартных корпусов с ASIC с большим количеством выводов часто выше, чем стоимость самих кристаллов.
По сравнению с SMT, готовый продукт с использованием технологии COB (или гибридной) требует меньшего количества этапов процесса. Это изображено на следующем рисунке:
Рис. 7: Рисунок, на котором показано сравнение технологий SMT и COB
Преимущества COB
ПРЕИМУЩЕСТВА COB
Есть несколько областей, в которых одна или несколько из технологий MCM / COB могут предложить преимущество перед альтернативными электронными технологиями:
· Снижение себестоимости продукции
· Более высокая производительность за счет меньшей длины соединения цепи
· Низкое тепловое повреждение
· Более короткий срок вывода на рынок
· Гибкость дизайна
· Лучшая защита от обратного проектирования
В то время как большинство технологий MCM имеют более высокую стоимость, чем альтернативные технологии, Chip-on-Board (COB) обеспечивает самую дешевую форму установленного чипа.
Следовательно, в приложениях, где стоимость является важным вопросом, COB теперь обычно является одним из предпочтительных вариантов. Так обстоит дело с бытовой электроникой, где, например, большинство портативных недорогих калькуляторов используют технологию COB .
COB-1317 Светодиодный модуль на плате (COB) (ПРЕКРАЩЕН) • Helvar
Светодиодный модуль на плате (COB) COB-1317 (ПРЕКРАЩЕННЫЙ)
- Home
- Products
- Светодиодный модуль COB-1317 на плате (COB) (ПРЕКРАЩЕН)
- Типичный световой поток (4000K @Tp) [лм]: 1815
- Типичный КПД (4000K @Tp) [лм / Вт]: 142
- Номинальный рабочий ток [мА]: 360
- Типичное прямое напряжение (4000K @Tp) ) [В]: 35,5
- Размер: 17 × 17 x 1.5 мм
- Начальная однородность цвета: 3 шага МакАдама (2700K-4000K)
- Индекс цветопередачи, мин .: 80
-
Электрические
- Максимальный рабочий ток [мА]: 660
- Рейтинг IP: IP00
-
Характеристики
- Максимальная температура в точке Tc [° C]: 105
- Диапазон рабочих температур: –40… + 105 ° C, Tp = Tc 25 ° C
- Срок службы (ч): 36000
-
Оптический
- Угол свечения [°]: 115
- Цветовая температура: 2700 К, 3000 К, 4000 К, 5000 К
- Группа риска: 1
-
Загрузки и ссылки
- Типичный световой поток (4000K @Tp) [лм]: 780
- Типичный КПД (4000K @Tp) [лм / Вт]: 178
- Номинальный рабочий ток [мА]: 800
- Типичное прямое напряжение (4000K @Tp) ) [В]: 5,5
- Размер: 19.
8 × 139,8 x 6,2 мм - Первоначальная согласованность цвета: 3 шага MacAdam
- Индекс цветопередачи, мин .: 80
-
Электрические
- Максимальный рабочий ток [мА]: 1200
- Рейтинг IP: IP00
-
Характеристики
- Максимальная температура в точке Tc [° C]: 85
- Диапазон рабочих температур: –20… + 50 ° C, Tp = Tc 65 ° C
- Срок службы (ч): 50000
-
Оптический
- Угол свечения [°]: 120
- Цветовая температура: настраиваемый белый, 2700 K, 3000 K, 3500 K, 4000 K, 5000 K, 6500 K
- Группа риска: 1
-
Загрузки и ссылки
- Типичный световой поток (4000K @Tp) [лм]: 2020
- Типичный КПД (4000K @Tp) [лм / Вт]: 170
- Номинальный рабочий ток [мА]: 600
- Типичное прямое напряжение (4000K @Tp) ) [V]: 19,8
- Размер: 23.8 × 559,8 x 6,2 мм
- Первоначальная согласованность цвета: 3 шага MacAdam
- Индекс цветопередачи, мин .: 80
-
Электрические
- Максимальный рабочий ток [мА]: 800
- Рейтинг IP: IP00
-
Характеристики
- Максимальная температура в точке Tc [° C]: 80
- Диапазон рабочих температур: –20… + 50 ° C, Tp = Tc 65 ° C
- Срок службы (ч): 50000
-
Оптический
- Угол свечения [°]: 120
- Цветовая температура: настраиваемый белый, 2700 K, 3000 K, 3500 K, 4000 K, 5000 K, 6500 K
- Группа риска: 1
-
Загрузки и ссылки
- Типичный световой поток (4000K @Tp) [лм]: 2270
- Типичный КПД (4000K @Tp) [лм / Вт]: 161
- Номинальный рабочий ток [мА]: 450
- Типичное прямое напряжение (4000K @Tp) ) [V]: 31,3
- Размер: 23.
