Invoering:
Chip On Board (COB)-technologie heeft een staat van stabiliteit bereikt binnen de elektronicaproductiesector. In het verleden gebruikten mensen COB om goedkopere consumptiegoederen te produceren. COB is geschikter dan IC voor gebruik in besloten ruimtes, omdat elektronische apparaten steeds kleiner worden. In dit bericht gaan we dieper in op chip-on-board.
Chip-on-board PCB begrijpen
Een printplaat met een chip aan boord is een verpakkingsmethode. De elektronische onderdelen kunnen via chip on board op een printplaat worden gemonteerd. Deze methode verbindt kale geïntegreerde schakelingen op het bordoppervlak. Bovendien hoeft het geen afzonderlijke componenten te configureren.
De chip op het bord zorgt ervoor dat elektronische apparaten lichter en kleiner worden. Deze methoden, zoals keramische of plastic verpakkingen, verschillen van de oude.
U kunt een compacte en efficiënte montage van de chips realiseren door soldeerscheuren of lijmen te gebruiken voor de chipmontage. Wanneer de halfgeleider aan het bord is gebonden, ontstaan er kortere elektrische paden. Dit verbetert de elektrische prestaties en vermindert signaalverliezen. Het helpt de warmte goed te beheren door chips aan te sluiten op thermische pads of koellichamen op het bord.
Hoe worden chip-on-boards gemaakt?
Voorbereiding van de ondergrond:
Ze gebruiken een schoon bord om de printplaat voor te bereiden. Voeg vervolgens een kleverige laag geleidend materiaal toe om het gebied te creëren waar de chips zullen blijven plakken.
Matrijzen bevestigen:
Plaats de ongecoate chips op het gedeelte van het bord dat is bedekt met lijm. Voor deze procedure worden gespecialiseerde instrumenten of pick-and-place-apparaten gebruikt.
Verlijming:
Chips worden geconfigureerd met behulp van soldeerranden. Deze soldeerranden hechten zich aan een bord. Deze koppeling verbindt de contactgebieden van de chip en de geleidende sporen van het bord.
Draadverbindingen:
Onder bepaalde omstandigheden verbinden fijne draden de verbindingspads met plaatsporen via wire bonding. Deze procedure vergemakkelijkt de elektrische signaaloverdracht tussen het bord en de chip.
Inkapseling:
U kunt het gehele geheel bedekken met een inkapselingsmateriaal. Het beschermt chips en draadverbindingen tegen externe componenten. Bovendien wordt de epoxycoating zichtbaar.
Testen:
Tijdens de COB-montage worden testtechnieken toegepast. Het garandeert de functionaliteit en betrouwbaarheid van COB. Processen worden uitgevoerd, inclusief elektrische tests, visuele inspectie en temperatuurcycli. Deze stappen bevestigen de werking van COB.
Eindmontage:
Nadat alle teststappen zijn voltooid, is de chip-on-board-assemblage gereed voor integratie in de elektronische apparaten. Het blijft niet beperkt tot smartphones en LED-chip-boordverlichting.
Belangrijkste voordelen van Chip-On-Board
- Chip on board heeft een compact ontwerp. Door de kale halfgeleiderchips via COB op een substraat te monteren, ontstaan ruimtebesparende oplossingen. Dit attribuut is nuttig in situaties waarin beperkingen op afmetingen van cruciaal belang zijn.
- COB-technologie onderscheidt zich door zijn grotere betrouwbaarheid. COB zorgt voor veerkrachtige prestaties. Het biedt omgevingen met hoge druk vanwege het risico op defecten aan de draadverbinding en andere potentiële risico's. Deze veerkracht is van cruciaal belang voor toepassingen waarbij vertraging onaanvaardbaar is. Dit zijn industriële besturingen en auto-elektronica.
- COB heeft thermische controlefunctionaliteiten. Door circuits aan de basis toe te voegen, koelt deze af, waardoor deze geschikt is voor elektronica en LED-lampen die stroom nodig hebben.
- Grootschalige productie kan economische voordelen opleveren. Het elimineren van de behoefte aan verpakkingsmateriaal en het optimaliseren van het assemblageproces. Vergeleken met IC's zou het de kosten laag kunnen houden.
Nadelen van Chip On Board (COB) LED's
- Substraatbevestiging en afdichting van het halfgeleiderapparaat. Het belemmert de mogelijkheid om componenten te vervangen of te verbeteren. Deze inflexibiliteit kan problemen opleveren in omstandigheden die aanpassingsvermogen vereisen.
- Het draagt bij aan de complexiteit van het productieproces. COB-technologie is een grotere uitdaging om op te zetten en te gebruiken dan traditionele IC-verpakkingsmethoden. Dit komt omdat het specifieke hulpmiddelen en vaardigheden vereist. Deze complexiteit kan bijdragen aan hogere initiële kosten en langere productiedoorlooptijden.
- Vanwege de gespecialiseerde materialen en apparaten die nodig zijn, kan COB-technologie hoge initiële kosten met zich meebrengen. Grootschalige productie kent echter financiële voordelen. Voor kleinschaliger initiatieven of prototypes kan de initiële investering echter kostbaar zijn.
Toepassingen van chip aan boord
Auto-elektronica:
Automotive-sensoren en besturingseenheden maken gebruik van COB-technologie. Ze hebben duurzaamheid en weerstand tegen omgevingsomstandigheden.
Medische apparaten:
Medische apparaten zijn vaak afhankelijk van COB-technologie. Het heeft compacte afmetingen en betrouwbare kenmerken.
LED verlichting:
Mensen gebruiken chip-on-board verlichting in toepassingen. Het heeft een hoge helderheid, betrouwbare werking en een compact ontwerp.
Industriële controles:
Vanwege de thermische prestaties en duurzaamheid gebruiken industriële besturingssystemen en automatiseringstools COB.
Wat zijn chip-on-board led-verlichting?
“Chip on board LED” verwijst naar de directe bevestiging van LED-circuits op een substraat dat bestaat uit saffier of siliciumcarbide. Dit proces creëert LED-arrays. De chip aan boord van LED is een recentere en geavanceerdere nieuwkomer op de markt. Ze bieden veel belangrijke voordelen in vergelijking met de vorige LED-technologie.
PCB-chiptechnologie demonstreert een verhoogde lumendichtheid. Oudere LED-iteraties gebruiken slechts één DIP of drie SMD-LED's, bereikt via veel diodes. Een groter aantal diodes in een LED zal resulteren in een consistenter en intenser licht en minder benodigde ruimte. COB-technologie vereenvoudigt LED's met behulp van een enkel circuitontwerp met twee contacten wanneer het aantal diodes op de halfgeleider niet relevant is.
Ontwerpoverwegingen voor chip-on-board PCB's
Een halfgeleiderchip met blootliggende contacten wordt op de printplaat gesoldeerd met behulp van de chip-on-board-methode.
Bovendien is er geen tussenlaag, substraat of leadframe (wat nodig is voor draadverbinding). Nadat de chip is geplakt, kan deze met epoxy op de printplaat worden bedekt om deze en de draadgebonden pads te beschermen.
Bij het plaatsen en monteren van een chip aan boord in een standaard printplaat zijn er twee gangbare benaderingen:
PCB-indeling
Een geïntegreerde PCB-editor en een realtime verbinding met veel domeinen.
- Directe draadverbinding tussen de chip en de PCB.
- Bij flip-chip-assemblage wordt de chip bevestigd als een BGA.
Na het bevestigen en assembleren omhullen fabrikanten de chip in een epoxy- of conforme coating. U kunt deze coatings thermisch of ultraviolet uitharden. Het meest kritische ontwerpelement in de PCB-indeling is de voetafdruk die de bevestiging van de matrijs aan de PCB vergemakkelijkt.
Flip-Chip
Een flip-chip is een niet-ingekapseld onderdeel dat als een BGA-fan-out op een PCB is bevestigd. Underfill omhult de soldeerverbindingen tegen overmatige mechanische spanning, een cruciaal element. Het PCB-laminaat kan bestaan uit standaardmateriaal van FR4-kwaliteit, flex, PTFE of ander gespecialiseerd materiaal.
Met deze aanpak moet de voetafdruk worden gemaakt als een BGA-voetafdruk. Het montageproces zal echter uniek zijn. FCOB omvat het vloeien van het soldeer op de PCB; het soldeer hecht niet aan de matrijs. De chip wordt na plaatsing op dezelfde manier bijgevuld als andere SMD-componenten. Er is dus enige op de voetafdruk gebaseerde DFA nodig om een betrouwbare montage te garanderen.
De grootte van het blootliggende kussen moet worden aangepast zodat het binnen het typische bereik valt dat wordt gebruikt in een BGA door gebruik te maken van het soldeermasker en het pastamasker. Gebruik het soldeermasker als dam (SMD-pad) als de bultafstand voldoende is om grote soldeermaskersplinters te creëren. Gebruik anders een NSMD-pad om te voorkomen dat soldeermaskersplinters zich tussen de ribbels scheiden.
Draadverbindingen
Op de printplaat is een matrijs bevestigd. Draadverbindingen worden tot stand gebracht via de contactgebieden op de chip en de pads die de chip omringen. Het wordt aanbevolen om bij dit ontwerp de draadverbindingen in te kapselen en af te spuiten met epoxy. Dit zal hen beschermen tegen blootstelling aan het milieu. Dit beschermt de geleiders tegen corrosie en mechanische schade.
PCB-ontwerp met hoge snelheid
De pads zijn buitensporig wanneer de voetafdruk voor de draadverbindingspads in de PCB wordt gegenereerd. Voor de voetafdruk moet rekening worden gehouden met de volgende parameters:
- Vorm van contactpad
- Grootte van contactpad
- Contactvlakafstand
Rechthoekige pads kunnen hetzelfde formaat hebben als de pads die in het onderdeel worden gebruikt nadat het is verpakt, zoals in een QFN- of LQFP-pakket. De vierkante pads zijn echter ook acceptabel. De breedte van de contactbollen die worden gebruikt om een draad met de printplaat te verbinden, zal tussen de 20 en 30 micron bedragen.
De breedte van het contactvlak varieert van 50 tot 150, en we berekenen de padafstand met dezelfde waarde. Door gebruik te maken van de pad-pitch en maatwaarden, kunt u een verscheidenheid aan pads binnen de PCB-voetafdruk plaatsen om de draadverbindingen te vergemakkelijken.
Conclusie
Chip-on-board-technologie heeft de elektronica-industrie veranderd. Het biedt voordelen ten opzichte van traditionele verpakkingsmethoden. Door de directe verbinding zijn elektronische apparaten met chips die direct aan boord zijn gebonden kleiner, lichter en efficiënter.
Het elimineren van overtollige verpakking en het verminderen van elektrische paden zorgen voor uitstekende elektrische prestaties. Het heeft minimale signaalverliezen en effectief thermisch beheer. Deze methode is essentieel voor het creëren van kleine en geavanceerde technologieën in verschillende industrieën. Het is essentieel om elektronische onderdelen kleiner te maken.
Het biedt een verscheidenheid aan toepassingen en wordt gebruikt als chip in verlichtingssystemen, autotoepassingen en mobiele telefoons.