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IC封装形式解释
    1、BGA(ball grid array)
    球形触点陈列,表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚,在印刷基板的正面装配LSI 芯片,然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也 称为凸 点陈列载体(PAC)。引脚可超过200,是多引脚LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如,引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方;而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚QFP 为40mm 见方。而且BGA 不 用担心QFP 那样的引脚变形问题。 该封装是美国Motorola 公司开发的,首先在便携式电话等设备中被采用,今后在美国有可能在个人计算机中普及。最初,BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm,引脚数为225。现在 也有 一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为,由于焊接的中心距较大,连接可以看作是稳定的,只 能通过功能检查来处理。 美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC,而把灌封方法密封的封装称为GPAC(见OMPAC 和GPAC)。
    
     2、BQFP(quad flat package with bumper)
    带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一,在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫) 以 防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC 等电路中 采用 此封装。引脚中心距0.635mm,引脚数从84 到196 左右(见QFP)。
    
     3、碰焊PGA(butt joint pin grid array) 表面贴装型PGA 的别称(见表面贴装型PGA)。
    
     4、C-(ceramic)
    表示陶瓷封装的记号。例如,CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。
    
     5、Cerdip
    用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装,用于ECL RAM,DSP(数字信号处理器)等电路。带有 玻璃窗口的Cerdip 用于紫外线擦除型EPROM 以及内部带有EPROM 的微机电路等。引脚中 心 距2.54mm,引脚数从8 到42。在日本,此封装表示为DIP-G(G 即玻璃密封的意思)。
    
     6、Cerquad
    表面贴装型封装之一,即用下密封的陶瓷QFP,用于封装DSP 等的逻辑LSI 电路。带有窗 口的Cerquad 用于封装EPROM 电路。散热性比塑料QFP 好,在自然空冷条件下可容许1. 5~ 2W 的功率。但封装成本比塑料QFP 高3~5 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。
    
     7、CLCC(ceramic leaded chip carrier)
    带引脚的陶瓷芯片载体,表面贴装型封装之一,引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形 。 带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。此封装也称为 QFJ、QFJ-G(见QFJ)。
    
     8、COB(chip on board)
    板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与 基 板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用 树脂覆 盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB 和 倒片 焊技术。
    
     9、DFP(dual flat package)
    双侧引脚扁平封装。是SOP 的别称(见SOP)。以前曾有此称法,现在已基本上不用。
    
     10、DIC(dual in-line ceramic package)
    陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(见DIP).
    
     11、DIL(dual in-line)
    DIP 的别称(见DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。
    
     12、DIP(dual in-line package)
    双列直插式封装。插装型封装之一,引脚从封装两侧引出,封装材料有塑料和陶瓷两种 。 DIP 是最普及的插装型封装,应用范围包括标准逻辑IC,存贮器LSI,微机电路等。 引脚中心距2.54mm,引脚数从6 到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm 和10.16mm 的封装分别称为skinny DIP 和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加 区分, 只简单地统称为DIP。另外,用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为cerdip(见cerdip)。
    
     13、DSO(dual small out-lint)
    双侧引脚小外形封装。SOP 的别称(见SOP)。部分半导体厂家采用此名称。
    
     14、DICP(dual tape carrier package)
    双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于 利 用的是TAB(自动带载焊接)技术,封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI,但多数为 定制品。 另外,0.5mm 厚的存储器LSI 簿形封装正处于开发阶段。在日本,按照EIAJ(日本电子机 械工 业)会标准规定,将DICP 命名为DTP。
    
     15、DIP(dual tape carrier package)
    同上。日本电子机械工业会标准对DTCP 的命名(见DTCP)。
    
     16、FP(flat package)
    扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP 或SOP(见QFP 和SOP)的别称。部分半导体厂家采 用此名称。
    
     17、flip-chip
    倒焊芯片。裸芯片封装技术之一,在LSI 芯片的电极区制作好金属凸点,然后把金属凸 点 与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有 封装技 术中体积最小、最薄的一种。 但如果基板的热膨胀系数与LSI 芯片不同,就会在接合处产生反应,从而影响连接的可 靠 性。因此必须用树脂来加固LSI 芯片,并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。
    
     18、FQFP(fine pitch quad flat package)
    小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采 用此名称。
    
     19、CPAC(globe top pad array carrier)
    美国Motorola 公司对BGA 的别称(见BGA)。
    
     20、CQFP(quad fiat package with guard ring)
    带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP 之一,引脚用树脂保护环掩蔽,以防止弯曲变 形。 在把LSI 组装在印刷基板上之前,从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L 形状)。 这种封装 在美国Motorola 公司已批量生产。引脚中心距0.5mm,引脚数最多为208 左右。
    
     21、H-(with heat sink)
    表示带散热器的标记。例如,HSOP 表示带散热器的SOP。
    
     22、pin grid array(surface mount type)
    表面贴装型PGA。通常PGA 为插装型封装,引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA 在封装的 底面有陈列状的引脚,其长度从1.5mm 到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法,因而 也称 为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm,比插装型PGA 小一半,所以封装本体可制作得 不 怎么大,而引脚数比插装型多(250~528),是大规模逻辑LSI 用的封装。封装的基材有 多层陶 瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。
    
     23、JLCC(J-leaded chip carrier)
    J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC 和带窗口的陶瓷QFJ 的别称(见CLCC 和QFJ)。部分半 导体厂家采用的名称。
    
     24、LCC(Leadless chip carrier)
    无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是 高 速和高频IC 用封装,也称为陶瓷QFN 或QFN-C(见QFN)。
    
     25、LGA(land grid array)
    触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现 已 实用的有227 触点(1.27mm 中心距)和447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,应用于高速 逻辑 LSI 电路。 LGA 与QFP 相比,能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外,由于引线的阻 抗 小,对于高速LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂,成本高,现在基本上不怎么使用 。预计 今后对其需求会有所增加。
    
     26、LOC(lead on chip)
    芯片上引线封装。LSI 封装技术之一,引线框架的前端处于芯片上方的一种结构,芯片 的 中心附近制作有凸焊点,用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面 附近的 结构相比,在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 左右宽度。
    
     27、LQFP(low profile quad flat package)
    薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm 的QFP,是日本电子机械工业会根据制定的新QFP 外形规格所用的名称。
    
     28、L-QUAD
    陶瓷QFP 之一。封装基板用氮化铝,基导热率比氧化铝高7~8 倍,具有较好的散热性。 封装的框架用氧化铝,芯片用灌封法密封,从而抑制了成本。是为逻辑LSI 开发的一种 封装, 在自然空冷条件下可容许W3的功率。现已开发出了208 引脚(0.5mm 中心距)和160 引脚 (0.65mm 中心距)的LSI 逻辑用封装,并于1993 年10 月开始投入批量生产。
    
     29、MCM(multi-chip module)
    多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可 分 为MCM-L,MCM-C 和MCM-D 三大类。 MCM-L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高,成本较低 。 MCM-C 是用厚膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件,与使 用多层陶瓷基板的厚膜混合IC 类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM-L。
    MCM-D 是用薄膜技术形成多层布线,以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al 作为基板的组 件。 布线密谋在三种组件中是最高的,但成本也高。
    
     30、MFP(mini flat package)
    小形扁平封装。塑料SOP 或SSOP 的别称(见SOP 和SSOP)。部分半导体厂家采用的名称。
    
     31、MQFP(metric quad flat package)
    按照JEDEC(美国联合电子设备委员会)标准对QFP 进行的一种分类。指引脚中心距为 0.65mm、本体厚度为3.8mm~2.0mm 的标准QFP(见QFP)。
    
     32、MQUAD(metal quad)
    美国Olin 公司开发的一种QFP 封装。基板与封盖均采用铝材,用粘合剂密封。在自然空 冷 条件下可容许2.5W~2.8W 的功率。日本新光电气工业公司于1993 年获得特许开始生产 。
    
     33、MSP(mini square package)
    QFI 的别称(见QFI),在开发初期多称为MSP。QFI 是日本电子机械工业会规定的名称。
    
     34、OPMAC(over molded pad array carrier)
    模压树脂密封凸点陈列载体。美国Motorola 公司对模压树脂密封BGA 采用的名称(见 BGA)。
     35、P-(plastic)
    表示塑料封装的记号。如PDIP 表示塑料DIP。
    
     36、PAC(pad array carrier)
    凸点陈列载体,BGA 的别称(见BGA)。
    
     37、PCLP(printed circuit board leadless package)
    印刷电路板无引线封装。日本富士通公司对塑料QFN(塑料LCC)采用的名称(见QFN)。引
    脚中心距有0.55mm 和0.4mm 两种规格。目前正处于开发阶段。
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COB铝线和金线线径

COB硅铝线直径:0.8mil,1.0mil,1.25mil

COB金线直径:0.9mil, 1.0mil, 2mil, 3mil

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COB技术概述

COB

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COB
COB
(Cache on board,板上集成缓存)在处理器卡上集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:奔腾II

COB:(chip On board)被邦定在印制板上,由于IC供应商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP(SMT的一种)封装的产量。因此,在今后的产品中传统的SMT方式逐步被代替。

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COB - 相关解释

1    COB:(Cache on board,板上集成缓存)在处理器卡上集成的缓存,通常指的是二级缓存,例:奔腾II

2    COB:(chip On board)被邦定在印制板上,由于IC供应商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP(SMT的一种)封装的产量。因此,在今后的产品中传统的SMT方式逐步被代替。

3    COB(chip on board) 板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一,半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆 盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB 和倒片焊技术。 

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COB - 板上芯片封装(COB)

COB
板上芯片(Chip On Board, COB)工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点,然后将硅片直接安放在基底表面,热处理至硅片牢固地固定在基底为止,随后再用丝焊的方法在硅片和基底之间直接建立电气连接。

裸芯片技术主要有两种形式:一种是COB技术,另一种是倒装片技术(Flip Chip)。板上芯片封装(COB),半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性。虽然COB是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TAB和倒片焊技术。

COB主要的焊接方法:

(1)热压焊

利用加热和加压力使金属丝与焊区压焊在一起。其原理是通过加热和加压力,使焊区(如AI)发生塑性形变同时破坏压焊界面上的氧化层,从而使原子间产生吸引力达到“键合”的目的,此外,两金属界面不平整加热加压时可使上下的金属相互镶嵌。此技术一般用为玻璃板上芯片COG

(2)超声焊

超声焊是利用超声波发生器产生的能量,通过换能器在超高频的磁场感应下,迅速伸缩产生弹性振动,使劈刀相应振动,同时在劈刀上施加一定的压力,于是劈刀在这两种力的共同作用下,带动AI丝在被焊区的金属化层如(AI膜)表面迅速摩擦,使AI丝和AI膜表面产生塑性变形,这种形变也破坏了AI层界面的氧化层,使两个纯净的金属表面紧密接触达到原子间的结合,从而形成焊接。主要焊接材料为铝线焊头,一般为楔形。

(3)金丝焊

球焊在引线键合中是最具代表性的焊接技术,因为现在的半导体封装二、三极管封装都采用AU线球焊。而且它操作方便、灵活、焊点牢固(直径为25UM的AU丝的焊接强度一般为0.07~0.09N/点),又无方向性,焊接速度可高达15点/秒以上。金丝焊也叫热(压)(超)声焊主要键合材料为金(AU)线焊头为球形故为球焊。

COB封装流程

第一步:扩晶。采用扩张机将厂商提供的整张LED晶片薄膜均匀扩张,使附着在薄膜表面紧密排列的LED晶粒拉开,便于刺晶。

第二步:背胶。将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上,背上银浆。点银浆。适用于散装LED芯片。采用点胶机将适量的银浆点在PCB印刷线路板上。

第三步:将备好银浆的扩晶环放入刺晶架中,由操作员在显微镜下将LED晶片用刺晶笔刺在PCB印刷线路板上。

第四步:将刺好晶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置一段时间,待银浆固化后取出(不可久置,不然LED芯片镀层会烤黄,即氧化,给邦定造成困难)。如果有LED芯片邦定,则需要以上几个步骤;如果只有IC芯片邦定则取消以上步骤。

第五步:粘芯片。用点胶机在PCB印刷线路板的IC位置上适量的红胶(或黑胶),再用防静电设备(真空吸笔或子)将IC裸片正确放在红胶或黑胶上。

第六步:烘干。将粘好裸片放入热循环烘箱中放在大平面加热板上恒温静置一段时间,也可以自然固化(时间较长)。

第七步:邦定(打线)。采用铝丝焊线机将晶片(LED晶粒或IC芯片)与PCB板上对应的焊盘铝丝进行桥接,即COB的内引线焊接。

第八步:前测。使用专用检测工具(按不同用途的COB有不同的设备,简单的就是高精密度稳压电源)检测COB板,将不合格的板子重新返修。

第九步:点胶。采用点胶机将调配好的AB胶适量地点到邦定好的LED晶粒上,IC则用黑胶封装,然后根据客户要求进行外观封装。

第十步:固化。将封好胶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置,根据要求可设定不同的烘干时间。

第十一步:后测。将封装好的PCB印刷线路板再用专用的检测工具进行电气性能测试,区分好坏优劣。

与其它封装技术相比,COB技术价格低廉(仅为同芯片的1/3左右)、节约空间、工艺成熟。但任何新技术在刚出现时都不可能十全十美,COB技术也存在着需要另配焊接机及封装机、有时速度跟不上以及PCB贴片对环境要求更为严格和无法维修等缺点。

某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信号性能,因为它们去掉了大部分或全部封装,也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而,伴随着这些技术,可能存在一些性能问题。在所有这些设计中,由于有引线框架片或BGA标志,衬底可能不会很好地连接到VCC或地。可能存在的问题包括热膨胀系数(CTE)问题以及不良的衬底连接。

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COB - COB工艺流程及基本要求

COB
清洁PCB---滴粘接胶---芯片粘贴---测试---封黑胶加热固化---测试---入库

1.  清洁PCB

清洗后的PCB板仍有油污或氧化层等不洁部分用皮擦试帮定位或测试针位对擦拭的PCB板要用毛刷刷干净或用气枪吹净方可流入下一工序。对于防静电严的产品要用离子吹尘机。清洁的目的的为了把PCB板邦线焊盘上的灰尘和油污等清除干净以提高邦定的品质。

2.  滴粘接胶

滴粘接胶的目的是为了防止产品在传递和邦线过程中DIE脱落

在COB工序中通常采用针式转移和压力注射法

针式转移法:用针从容器里取一小滴粘剂点涂在PCB上,这是一种非常迅速的点胶方法

 压力注射法:将胶装入注射器内,施加一定的气压将胶挤出来,胶点的大小由注射器喷口口径的大小及加压时间和压力大小决定与与粘度有关。此工艺一般用在滴粘机或DIE BOND自动设备上

胶滴的尺寸与高度取决于芯片(DIE)的类型,尺寸,与PAD位的距离,重量而定。尺寸和重量大的芯片胶滴量大一些,也不宜过大以保证足够的粘度为准,同时粘接胶不能污染邦线焊盘。如要一定说是有什么标准的话,那也只能按不同的产品来定。硬把什么不能超过芯片的1/3高度不能露胶多少作为标准的话,实没有这个必要。

3.  芯片粘贴

芯片粘贴也叫DIE BOND(固晶)粘DIE邦DIE 邦IC等各公司叫法不一。在芯片粘贴中,要求真空吸笔(吸咀)材质硬度要小(也些公司采用棉签粘贴)。吸咀直径视芯片大小而定,咀尖必须平整以免刮伤DIE表面。在粘贴时须检查DIE与PCB型号,粘贴方向是否正确,DIE巾到PCB必须做到“平稳正”“平”就是指DIE与PCB平行贴紧无虚位“稳”是批DIE与PCB在整个流程中不易脱落“正”是指DIE与PCB预留位正贴,不可偏扭。一定要注意芯片(DIE)方向不得有贴反向之现象。

4.  邦线(引线键合)

邦线(引线键合)Wire Bond 邦定 连线叫法不一这里以邦定为例

邦定依BONDING图所定位置把各邦线的两个焊点连接起来,使其达到电气与机械连接。邦定的PCB做邦定拉力测试时要求其拉力符合公司所订标准(参考1.0线大于或等于3.5G 1.25线大于或等于4.5G)铝线焊点形状为椭圆形,金线焊点形状为球形。

邦定熔点的标准

铝线:

线尾大于或等于0.3倍线径小于或等于1.5倍线径

焊点的长度 大于或等于1.5倍线径 小于或等于5.0倍线径

焊点的宽度 大于或等于1.2倍线径 小于或等于3.0倍线径

线弧的高度等于圆划的抛物线高度(不宜太高不宜太低具体依产品而定)

金线:

焊球一般在线径的2.6—2.7倍左右

在邦线过程中应轻拿轻放,对点要准确,操任人员应用显微镜观察邦线过程,看有无断线,卷线,偏位,冷热焊,起铝等到不良现象,如有则立即通知管理工或技术人员。在正式生产之前一定得有专人首检,检查其有无邦错,少邦,漏邦拉力等现象。每隔2个小时应有专人核查其正确性。

5.  封胶
封胶主要是对测试OK之PCB板进行点黑胶。在点胶时要注意黑胶应完全盖住PCB太阳圈及邦定芯片 铝线,不可有露丝现象,黑胶也不可封出太阳圈以外及别的地方有黑胶,如有漏胶应用布条即时擦拭掉。在整个滴胶过程中针咀或毛签都不可碰到DIE及邦定好的线。烘干后的黑胶表面不得有气孔,及黑胶未固化现象。黑胶高度不超过1.8MM为宜,特别要求的应小于1.5MM点胶时预热板温度及烘干温度都应严格控制。(振其BE-08黑胶FR4PCB板为例:预热温度120±15度时间为1.5—3.0分钟 烘干温度为140±15度时间为40—60分钟)封胶方法通常也采用针式转移法和压力注射法。有些公司也用滴胶机,但其成本较高效率低下。通常都采用棉签和针筒滴胶,但对操作人员要有熟练的操作能力及严格的工艺要求。如果碰坏芯片再返修就会非常困难。所以此工序管理人员和工程人员必须严格管控。

6.  测试

因在邦定过程中会有一些如断线,卷线,假焊等不良现象而导致芯片故障,所以芯片级封装都要进行性能检测

根据检测方式可分非接触式检测(检查)和接触式检测(测试)两大类,非接触式检测己从人工目测发展到自动光学图象分析(AOI)X射分析,从外观电路图形检查发展到内层焊点质量检查,并从单独的检查向质量监控和缺陷修补相结合的方向发展。

虽然邦定机装有自动焊线质量检测功能(BQM)因邦定机自动焊线质量检测主要采用设计规则检测(DRC)和图形识别两种方法。DRC是按照一些给定的规则如熔点小于线径的多少或大于多少一些设定标准来检查焊线质量。图形识别法是将储存的数字化图象与实际工作进行比较。但这都受工艺控制,工艺规程,参数更改等方面影响。具体采用哪一种方法应根据各单位生产线具体条件,以及产品而定。但无论具备什么条件,目视检验是基本检测方法,是COB工艺人员和检测人员必须掌握的内容之一。两者之间应该互补,不能相互替代.

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COB - COB芯片板上组装技术

摘 要:混合集成电路,芯片板上直接组装技术经许多年的发展,在电路组件的小型化,制造工艺及成本等方面都达到一个新水平。本文对有关COB的主要技术及相关加工设备作一介绍。

关键词:COB,铝丝超声键合金丝球焊

1.混合集成技术

当今电子产品的趋势,在一个小型组件或整机内,不断集成越来越多的器件和功能。混合集成技术成为