소개:
COB(Chip On Board) 기술은 전자 제조 부문에서 안정된 상태에 도달했습니다. 과거에는 사람들이 COB를 사용하여 보다 저렴한 소비재를 생산했습니다. COB는 전자 장치의 크기가 계속 작아짐에 따라 제한된 공간에서 사용하기에 IC보다 더 적합합니다. 이번 포스팅에서는 칩온보드(Chip-on-Board)에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
PCB 온보드 칩 이해
칩을 탑재한 인쇄회로기판은 패키징 방식이다. 전자 부품은 칩 온 보드를 통해 인쇄 회로 기판에 조립될 수 있습니다. 이 방법은 보드 표면의 베어 집적 회로를 연결합니다. 또한 개별 구성요소를 구성할 필요도 없습니다.
보드의 칩은 전자 장치를 더 가볍고 작게 만드는 데 도움이 됩니다. 세라믹이나 플라스틱 포장과 같은 이러한 방법은 기존 방법과 다릅니다.
칩 장착을 위해 납땜 균열이나 접착제를 사용하면 칩을 작고 효율적으로 조립할 수 있습니다. 반도체가 보드에 결합되면 더 짧은 전기 경로가 생성됩니다. 이는 전기적 성능을 향상시키고 신호 손실을 줄입니다. 칩을 보드의 열 패드나 방열판에 연결하여 열을 잘 관리하는 데 도움이 됩니다.
칩온보드는 어떻게 만들어지나요?
기판 준비:
그들은 깨끗한 기판을 사용하여 인쇄 회로 기판을 준비합니다. 그런 다음 전도성 물질로 된 끈끈한 층을 추가하여 칩이 달라붙을 영역을 만듭니다.
다이 부착:
코팅되지 않은 칩을 접착제로 코팅된 보드 영역에 놓습니다. 이 절차에는 특수 장비 또는 픽 앤 플레이스 장치가 사용됩니다.
본딩:
칩은 솔더 릿지를 사용하여 구성됩니다. 이러한 납땜 능선은 보드에 접착됩니다. 이 연결은 칩의 접촉 영역과 보드의 전도성 트레이스를 연결합니다.
와이어 본딩:
특정 조건에서 가는 와이어는 와이어 본딩을 통해 본딩 패드를 보드 트레이스에 연결합니다. 이 절차는 보드와 칩 사이의 전기 신호 전송을 용이하게 합니다.
캡슐화:
밀봉재로 전체 어셈블리를 덮을 수 있습니다. 외부 구성 요소로부터 칩과 와이어 본드를 보호합니다. 또한 에폭시 코팅이 드러납니다.
테스트:
COB 조립 중에 테스트 기술이 적용됩니다. COB의 기능성과 신뢰성을 보장합니다. 전기 테스트, 육안 검사, 온도 순환 등의 프로세스가 실행됩니다. 이 단계는 COB의 작동을 확인합니다.
최종 조립:
모든 테스트 단계를 완료하면 칩 온보드 어셈블리가 전자 장치에 통합될 준비가 됩니다. 이는 스마트폰과 LED 칩 온보드 조명에만 국한되지 않습니다.
칩온보드의 주요 장점
- 칩 온보드는 컴팩트한 디자인을 가지고 있습니다. COB를 통해 베어 반도체 칩을 기판에 장착하면 공간 효율적인 솔루션이 생성됩니다. 이 속성은 차원에 대한 제한이 중요한 상황에서 유용합니다.
- COB 기술은 향상된 신뢰성으로 구별됩니다. COB는 탄력적인 성능을 보장합니다. 이는 와이어 본딩 실패 및 기타 잠재적인 위험에 대비한 고압 환경을 제공합니다. 이러한 탄력성은 지연이 허용되지 않는 애플리케이션에 매우 중요합니다. 이들은 산업 제어 및 자동차 전자 장치입니다.
- COB에는 열 제어 기능이 있습니다. 베이스에 회로를 추가하면 베이스가 냉각되므로 전력이 필요한 전자 제품 및 LED 조명에 적합합니다.
- 대규모 생산으로 경제적 이익을 얻을 수 있습니다. 포장재 필요성을 없애고 조립 공정을 최적화합니다. IC에 비해 비용을 낮게 유지할 수 있습니다.
COB(칩 온 보드) LED의 단점
- 반도체 장치의 기판 부착 및 밀봉. 이는 구성요소를 교체하거나 강화하는 능력을 방해합니다. 이러한 경직성은 조정 능력이 필요한 상황에서 어려움을 초래할 수 있습니다.
- 이는 제조 공정의 복잡성에 기여합니다. COB 기술은 기존 IC 패키징 방법보다 설정 및 사용이 더 어렵습니다. 특별한 도구와 기술이 필요하기 때문입니다. 이러한 복잡성으로 인해 초기 비용이 증가하고 생산 리드 타임이 연장될 수 있습니다.
- COB 기술에는 특수한 재료와 장치가 필요하기 때문에 초기 비용이 많이 들 수 있습니다. 그러나 대규모 생산에는 재정적 이점이 있습니다. 그러나 소규모 계획이나 프로토타입의 경우 초기 투자 비용이 많이 들 수 있습니다.
Chip On Board의 응용
자동차 전자 장치:
자동차 센서 및 제어 장치는 COB 기술을 사용합니다. 그들은 내구성과 환경 조건에 대한 저항성을 가지고 있습니다.
의료 기기:
의료 기기는 COB 기술에 의존하는 경우가 많습니다. 컴팩트한 크기와 안정적인 특성을 갖추고 있습니다.
LED 조명:
사람들은 애플리케이션에 칩 온보드 조명을 사용합니다. 높은 광도, 안정적인 작동, 컴팩트한 디자인을 자랑합니다.
산업 제어:
열 성능과 내구성으로 인해 산업 제어 시스템 및 자동화 도구에는 COB가 사용됩니다.
칩 온보드 LED 조명이란 무엇입니까?
"Chip on Board LED"는 사파이어 또는 실리콘 카바이드로 구성된 기판에 LED 회로를 직접 부착하는 것을 의미합니다. 이 과정을 통해 LED 어레이가 생성됩니다. 칩 온보드 LED는 시장에 더욱 최근에 정교하게 진입한 제품입니다. 이는 이전 LED 기술과 비교하여 많은 중요한 이점을 제공합니다.
PCB 칩 기술은 증가된 루멘 밀도를 보여줍니다. 이전 LED 반복에서는 많은 다이오드를 통해 구현된 DIP 1개 또는 SMD LED 3개만 사용합니다. LED의 다이오드 수가 증가하면 빛이 더욱 일관되고 강렬해지며 필요한 공간도 줄어듭니다. COB 기술은 반도체의 다이오드 수가 중요하지 않은 경우 두 개의 접점을 갖춘 단일 회로 설계를 사용하여 LED를 단순화합니다.
칩 온 보드 PCB에 대한 설계 고려 사항
노출된 접점이 있는 반도체 다이는 칩 온 보드 방식을 사용하여 인쇄 회로 기판에 납땜됩니다.
또한 인터포저, 기판, 리드 프레임(와이어 본딩에 필요함)이 없습니다. 칩을 붙인 후 PCB에 에폭시로 덮어 칩과 와이어 본딩 패드를 보호할 수 있습니다.
표준 인쇄 회로 기판의 보드에 칩을 배치하고 장착하는 데 널리 사용되는 두 가지 접근 방식이 있습니다.
PCB 레이아웃
통합 PCB 편집기 및 실시간으로 많은 도메인에 연결됩니다.
- 다이와 PCB 사이의 직접 와이어 본딩.
- 플립칩 어셈블리에서는 칩이 BGA처럼 부착됩니다.
부착 및 조립 후 제조업체는 칩을 에폭시 또는 컨포멀 코팅으로 포장합니다. 이러한 코팅은 열이나 자외선으로 경화할 수 있습니다. PCB 레이아웃에서 가장 중요한 설계 요소는 PCB에 다이 부착을 용이하게 하는 설치 공간입니다.
플립칩
플립 칩은 BGA 팬아웃처럼 PCB에 부착된 캡슐화되지 않은 구성 요소입니다. 언더필은 중요한 요소인 과도한 기계적 응력으로부터 솔더 접합부를 캡슐화합니다. PCB 라미네이트는 FR4 등급 표준 재료, 플렉스, PTFE 또는 기타 특수 재료로 구성될 수 있습니다.
이 접근 방식을 사용하면 풋프린트가 BGA 풋프린트처럼 제작되어야 합니다. 그러나 조립 과정은 독특합니다. FCOB에는 납땜을 PCB에 플럭스하는 작업이 포함됩니다. 땜납이 다이에 달라붙지 않습니다. 칩은 배치된 후 다른 SMD 구성 요소와 동일한 방식으로 다시 채워집니다. 따라서 안정적인 조립을 보장하려면 일부 설치 공간 기반 DFA가 필요합니다.
노출된 패드 크기는 솔더 마스크와 페이스트 마스크를 활용하여 BGA에 사용되는 일반적인 범위 내에 들어가도록 조정되어야 합니다. 범프 피치가 대형 솔더 마스크 조각을 생성하기에 충분할 경우 솔더 마스크를 댐(SMD 패드)으로 사용하십시오. 솔더 마스크 조각이 능선 사이에서 분리되는 것을 방지하려면 NSMD 패드를 사용하십시오.
와이어 본딩
다이 부착 패드가 PCB에 부착됩니다. 와이어 연결은 칩을 둘러싸는 패드와 다이의 접촉 영역을 통해 이루어집니다. 이 설계에서는 와이어 연결부와 다이를 에폭시로 캡슐화하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 환경 노출로부터 보호받을 수 있습니다. 이렇게 하면 도체가 부식 및 기계적 손상으로부터 보호됩니다.
고속 PCB 설계
PCB의 와이어 본딩 패드에 대한 설치 공간이 생성되면 패드가 과도해집니다. 설치 공간에는 다음 매개변수를 고려해야 합니다.
- 접촉 패드 형상
- 접촉 패드 크기
- 접촉 패드 피치
직사각형 패드는 QFN 또는 LQFP 패키지와 같이 포장된 후 부품에 사용된 것과 동일한 크기일 수 있습니다. 그러나 사각형 패드도 허용됩니다. 와이어를 PCB에 연결하는 데 사용되는 접촉 구의 폭은 20~30미크론입니다.
접촉 패드 너비는 50에서 150까지이며 동일한 값을 사용하여 패드 피치를 계산합니다. 패드 피치와 크기 값을 사용하면 PCB 설치 공간 내에 다양한 패드를 배열하여 와이어 본드를 지원할 수 있습니다.
결론
칩 온보드(Chip on Board) 기술은 전자 산업을 변화시켰습니다. 이는 전통적인 포장 방법에 비해 장점을 제공합니다. 직접 결합으로 인해 칩을 기판에 직접 결합한 전자 장치는 더 작고, 가벼우며, 더 효율적입니다.
과도한 포장을 제거하고 전기 경로를 줄임으로써 탁월한 전기적 성능을 달성합니다. 신호 손실이 최소화되고 효과적인 열 관리가 가능합니다. 이 방법은 다양한 산업 분야에서 소규모 첨단 기술을 창출하는 데 필수적입니다. 전자부품을 소형화하는데 필수적이다.
다양한 애플리케이션을 제공하며 칩 온보드 조명 시스템, 자동차 애플리케이션 및 휴대폰 장치로 사용됩니다.