板上晶片
板上晶片（Chip on Board，COB）是一種電路板封裝技術，即將積體電路（例如微處理器）直接粘接或鍵合在印製電路板上，並以一層環氧樹脂覆蓋。[1]該方法省略了傳統單個半導體元件封裝的步驟，從而使最終產品在成本、重量和體積方面更具優勢。在某些情況下，COB結構還可以通過減少積體電路引腳的電感和電容，改善射頻系統的性能。
COB 技術有效地整合了電子封裝的兩個層級：一級封裝（元件）與二級封裝（線路板），有時也被稱為「1.5級封裝」。[2]
結構製程
[編輯]完成的半導體晶圓首先被切割成單個裸晶，每個晶片隨後被固定在PCB上。晶片的端子與PCB上的導電走線之間的連接方式主要有三種。
倒裝晶片
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在打線接合中，晶片通過膠粘劑固定在電路板上。晶片上的每一個焊盤通過一根細引線分別與PCB上的相應焊點連接。這一製程類似於傳統的封裝方式中晶片與引腳框架之間的連接，但在COB中，晶片直接與PCB連接。[1]
打線接合
[編輯]在倒裝晶片技術中，晶片被倒置安裝，其頂層金屬化面朝向電路板。PCB的焊盤上預先放置微小焊球，在經過回流焊製程後，晶片與PCB形成電氣連接。
球頂封裝
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球頂封裝是COB封裝製程中的一種保護手段，也屬於「敷形塗層」（conformal coating）的一種變體。該製程通過在半導體晶片及其打線接合區域上覆蓋一滴專門配製的環氧樹脂或樹脂材料，以提供機械支撐，並防止如指紋殘留等污染物干擾電路的正常工作。[3]球頂封裝廣泛應用於電子玩具和低端電子設備中。[4]
柔性電路板
[編輯]在載帶自動鍵合製程中，使用扁平金屬帶將晶片引腳連接至PCB，通過焊接實現電氣連接。
無論採用哪種方式，晶片與其連接部位最終都會被封裝材料包覆，以防止濕氣或腐蝕性氣體侵入晶片，同時保護引線或載帶連接件免受物理損傷，並協助晶片散熱。[2]
PCB基板可直接組裝進最終產品中，例如口袋計算器，或在多晶片模塊中作為插拔模塊使用。對於功耗較高的元件（如LED照明或功率半導體），基板通常包含散熱層；而對於工作在微波頻率下的設備，則需採用低損耗特性材料製成的基板。
COB LED模塊
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COB技術也廣泛應用於LED照明領域，通過將多個發光二極體（LED）晶片集成於同一封裝中，顯著提高了照明效率。[5]COB LED模塊通常使用一層含有黃色Ce:YAG螢光粉的矽膠封裝，可將藍光LED發出的光轉換為白光。此類COB結構通常安裝在鋁基板上，以便實現良好的熱傳導至散熱片。COB LED模塊可與多晶片模塊或混合積體電路相比較，三者均可將多個晶片整合為單一功能單元。在部分新型LED燈泡中，COB結構的基板材料可能為玻璃、藍寶石，甚至普通酚醛樹脂。
若使用透明基板，LED晶片可「倒置」安裝，使光線自下而上透過基板發出，從而提升出光效率。通常製程流程為：晶片使用紫外光固化膠固定於基板，完成電氣互連後，以一步製程施加封裝層及螢光粉，並添加背部反射層，以引導更多光線向外輸出。
參考
[編輯]- ^ 1.0 1.1 How Chip-On-Boards are Made - learn.sparkfun.com. learn.sparkfun.com. [2022-05-08]. （原始內容存檔於2023-08-26）.
- ^ 2.0 2.1 John H. Lau, Chip On Board: Technology for Multichip Modules, Springer Science & Business Media, 1994 ISBN 0442014414 pages 1-3
- ^ Nandivada, Venkat. Enhance Electronic Performance with Epoxy Compounds. Design World. 2013-01-16 [2013-01-16].
- ^ Kelly, Joe. Improving Chip on Board Assembly. empf.com. December 2004. （原始內容存檔於2006-09-23）.
- ^ Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths: Including Actinides. Elsevier Science. 1 August 2016: 89. ISBN 978-0-444-63705-5.