COB封装技术首次调查报告(现有正装、倒装COB制造技术调研)
BGACCGA封装形式及相关标准的调查研究报告
1.概述在当今信息时代，随着电子工业的迅猛发展，计算机、移动等产品日益普及。
人们对电子产品的功能要求越来越多、对性能要求越来越强，而体积要求却越来越小、重量要求越来越轻。
这就促使电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向发展。
为实现这一目标，IC芯片的特征尺寸就要越来越小，复杂程度不断增加，于是，电路的I/O 数就会越来越多，封装的I/O密度就会不断增加。
为了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术就应运而生，BGA(Ball Grid Array：焊球阵列封装技术)就是其中之一。
目前BGA封装技术在小、轻、高性能封装中占据主要地位。
与此同时，航空航天电子元器件除了向轻、小、高性能方向发展外，对可靠性的要求也日益增强，CCGA（Ceramic Column Grid Array：瓷柱栅阵列封装）作为一种高密度、高可靠性的面阵排布的表面贴装封装形式，近年来被广泛应用于以航空航天为代表的产品中。
通过对BGA和CCGA 器件功能特性和结构形式的了解，掌握器件基本信息，有助于提高器件在使用和返修过程中的可靠性。
2.BGA封装技术BGA封装出现90年代初期，现已发展成为一项成熟的高密度封装技术。
但是, 到目前为止该技术仅限于高密度、高性能器件的封装, 而且该技术仍朝着细节距、高I/O 端数方向发展。
BGA封装技术主要适用于PC芯片组、微处理器/ 控制器、ASIC、门阵、存储器、DSP、PDA、PLD等器件的封装。
与传统的脚形贴装器件(Leaded Device如QFP、PLCC等)相比, BGA封装器件具有如下特点：1)I/O数较多BGA封装器件I/O数主要由封装体尺寸和焊球节距决定。
由于BGA封装焊料球是以阵列形式排布在封装基片下面，因而可极提高器件的I/O数,缩小封装体尺寸, 节省组装占位空间。
通常,在引线数相同的情况下,封装体尺寸可减小30%以上。
例如:CBGA-49、BGA-320(节距1.27mm)分别与PLCC-44(节距为1.27mm)和MQFP-304 (节距为0.8mm)相比，封装体尺寸分别缩小了84%和47%，如图1所示。
COB
公司：着手量产瓷陶COB封装
据调查，到现在为止COB封装的公司数目在渐渐增多，局部公司已能达到量产，在技术方面也加大投入。
七月，由广东天下行光电自主开发的新式LED COB封装光源板块，通过几年的开发与测试，成功实现半自动化量产。产品质性格能牢稳，制造工艺成熟，并预计说话时的这一年9詜聕份儿正式挂牌投入生产，六大系列百余款产品将推向市场。
LED封装出产的进展阶段
从LED封装进展阶段来看，LED有分立和集成两种封装方式。LED分立部件归属传统封装方式，广泛应用于各个有关的领域，通过近四十年的进展，已形成一系列的主小产品方式。LED的COB板块归属个性化封装方式，主要为一点个性化案件的例子的应用产品而预设和出产。
与传统LED SMD贴片式封装以及大功率封装相儿比，COB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板MCPCB，经过基板直接散热，不止能减损支架的制作工艺及其成本，还具备减损热阻的散热优势。
Chip on board
现时欧债危机不断漫延廓张，在市场情绪紧绷的气氛之下，我国经济进展面对的艰难加重，挑战增添。用电荒、用钱荒、佣人荒、高成本、低利润，中小公司保存生命背景显露出来恶化，"停业潮"来袭的恐慌显如今行业人士的脸上。LED公司也概莫能外，作为朝阳产业的LED，市场还未着手，压低价格割喉战迭起，各项打理成本上升，LED公司特别是LED封装公司的毛利润水准下滑。征求低成本的出产工艺、转嫁传统封装成本压力，已变成LED封装公司武力竞争的焦点。而成本低、散热性好的COB LED封装渐渐回温、渐入LED公司视界。
在成本上，与传统COB光源板块在照明应用中可以节约部件封装成本、光引擎模组制造成本和二次配光成本。在相同功能的汽灯系统中，总体可以减低30百分之百左右的成本，这对于半导体照明的应用推广有着非常重大的意义。在性能上，经过合理地预设和模造微透镜，COB光源板块可以管用地防止分立光源部件组合存在的点光、眩光等弊病，还可以经过参加合适的红色芯片组合，在不减低光源速率和生存的年限的前提下，管用地增长光源的显色性(到现在为止已经可以做到90以上)。
倒装cob产业发展趋势
倒装cob产业发展趋势倒装COB产业发展趋势摘要：本文主要讨论倒装COB（Chip on board）产业的发展趋势。
COB技术是一种将芯片直接挂载在PCB（Printed Circuit Board）上，从而减小封装体积、提高散热效率和抗冲击能力的封装技术。
随着LED照明市场的快速发展，COB技术逐渐成为LED照明领域的主流封装技术之一。
本文首先介绍了COB技术的基本概念和工作原理，然后分析了COB产业的现状和市场需求。
接下来，我们观察了COB产业的主要发展趋势，包括材料的改进、封装工艺的创新、产品性能的提升等。
最后，本文探讨了COB产业面临的挑战和未来的发展前景。
1. 引言COB技术起源于20世纪60年代，最早出现在集成电路封装领域。
由于部分电子元器件需要直接和导线连接，传统封装技术显得笨重和体积庞大，因此COB技术应运而生。
随着集成电路封装技术的进步，COB技术逐渐应用于LED照明领域。
COB技术通过将多个LED芯片直接挂载在PCB上，有效减小了封装体积，提高了散热效率和抗冲击能力，成为LED照明领域的一种主流封装技术。
2. COB技术的基本概念和工作原理COB技术是一种将LED芯片裸露在PCB上的封装技术，其核心是将芯片直接与导线连接，避免了传统封装材料的使用。
COB封装的基本原理如下：2.1 将芯片焊接到PCB上。
首先，将LED芯片按照一定的排列规则焊接在PCB上，芯片与PCB之间通过金丝键合或球限键合等方式进行电气连接。
2.2 覆盖光学材料。
在芯片焊接完成后，需要在芯片表面涂覆光学材料，以提高光的折射效果，增加发光效率。
2.3 封装胶囊。
为了保护芯片免受外界环境的影响，在芯片上覆盖一个透明的封装胶囊，既可防止芯片受潮、受污染等，又可增加散热效果。
3. COB产业的现状和市场需求随着LED照明市场的快速发展，COB技术逐渐成为LED照明领域的主流封装技术之一。
COB产业的发展趋势受到市场需求的驱动，目前市场对COB产品有以下几方面的需求：3.1 高集成度和小封装体积。
SiP：系统集成封装技术
SiP：系统集成封装技术窦新玉清华大学电子封装技术研究中心SiP（System in Package）是近几年来为适应模块化地开发系统硬件的需求而出现的封装技术，在已经开始的新一轮封装技术发展阶段中将发挥重要作用。
SiP利用已有的电子封装和组装工艺，组合多种集成电路芯片与无源器件，封闭模块内部细节，降低系统开发难度，具有成本低、开发周期短、系统性能优良等特点，目前已经在通信系统的物理层硬件中得到广泛应用。
随着半导体制造技术的进步，集成电路芯片引出端（I/O）数与芯片面积的比值将持续上升，现有的二维I/O结构在未来五年里面临着新的挑战，SiP在不改变二维封装结构的前提下作为一个解决方案，有明显的技术优势和市场潜力。
SiP技术的普及能够改变目前封装产业以代工为主的状况，为封装企业拥有自主产品在技术上创造了可能性，封装产业的产值在整个半导体产业中的比重会随之增加。
1．集成电路产业的发展与需求催生SiP技术从第一支晶体管的诞生，到第一颗集成运算放大器的出现，一直到今天，半导体产业的发展可以概括为一个集成化的过程。
多年来，集成化主要表现在器件内晶体管的数量，这个指标在单一功能的器件中目前仍占统治地位，比如存储器。
现代系统集成技术中一个更重要的指标是系统功能的完整化，这样就牵扯到不同IC技术与电路单元的集成。
单一功能的器件比比皆是，但单一功能的电子系统少见。
由于网络与通信技术的普及，纯数字系统（所谓的计算机）几乎已经不存在，物理层硬件是多数系统中必要的组成部分。
最基本的数字系统也至少包含逻辑电路和存储器，两者虽都是数字电路，但半导体制造工艺的细化与优化也已使得这两种最基本电路单元的集成不是一件简单的工作。
移动通信技术的普及使得电子整机系统向着高性能、多功能和小型化方向发展。
这种需求推动了电子封装技术的近十年来的飞速发展，BGA和CSP等先进封装型式因为能够满足多I/O、小型化的技术得到普遍应用。
纵观微电子产业发展的历史，封装技术在满足市场需求方面经常是被动地发挥作用；末端电子产品提出集成的要求，前端半导体设计与制造提出解决方案，封装在两者的约束下做物理实现。
2023年COF基板行业市场调查报告
2023年COF基板行业市场调查报告标题：COF基板行业市场调查报告一、市场概述COF（Chip on Flex）基板是一种新型的柔性电子基板，具有柔韧度高、轻薄短小、可弯曲、可滚动等特点，主要用于手机、平板电脑、智能穿戴设备等移动终端产品的制造。
随着消费电子产品市场的快速发展，COF基板市场也呈现出快速增长的态势。
二、市场规模目前，全球COF基板市场规模已经超过100亿美元，预计到2025年将增长到200亿美元以上。
在手机行业中，COF基板已经成为主流的显示驱动器封装技术，并且随着智能穿戴设备的普及，COF基板在其他领域的应用也越来越广泛。
三、市场驱动因素1.移动终端设备市场增长。
随着智能手机、平板电脑等移动终端设备的飞速发展，COF基板作为一种高性能、高可靠性的封装技术，逐渐成为显示驱动器封装的主流技术之一。
2.柔性电子市场的兴起。
随着柔性电子技术的成熟和相关产品的推出，COF基板作为柔性电子封装的核心技术之一，迎来了快速增长的机会。
3.轻薄化、小型化的需求。
消费电子产品越来越追求轻薄小巧的外观设计，COF基板作为一种非常薄、非常小的封装技术，能够满足这一需求。
4.产品多样化。
COF基板具有可弯曲、可滚动等特点，能够适应各种形状和尺寸的产品设计需求，因此在多样化的产品市场中有着广阔的应用前景。
四、市场竞争格局目前，全球COF基板行业竞争格局主要集中在日本、韩国和中国台湾地区的企业之间。
日本企业以其技术优势和品牌影响力占据主导地位，韩国企业在技术研发和制造能力上有所突破，中国台湾地区的企业则以其成本优势和供应链优势成为市场竞争的一股重要力量。
五、发展趋势1.技术创新。
COF基板行业将继续加大技术研发力度，提升产品的可靠性和性能指标，满足消费电子产品不断升级换代的需求。
2.产业集聚效应。
韩国、中国台湾地区等地的COF基板制造企业通过集聚效应形成了完整的产业链，并逐渐形成了产业集群，提高了整体竞争力。
COB工艺制程简介
COB工艺制程简介1.芯片的焊线连接：1.1芯片直接封装简介：现代消费性电子产品逐渐走向轻、薄、短、小的潮流下，COB（Chip On Board）已成为一种普遍的封装技术。
COB的关键技术在于Wire Bonding（俗称打线）及Molding （封胶成型），是指对裸露的集成电路芯片(IC Chip)，进行封装，形成电子组件的制程，其中IC藉由焊线(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip Chip)、或卷带接合(Tape Automatic Bonding；简称TAB)等技术，将其I/O经封装体的线路延伸出来。
集成电路芯片必须依照设计和外界的电路连接，方能成为具有一定功能的电子组件就如我们所看到的"IC"就是这种已封装好、有外引脚的封装的集成电路。
1.2芯片的焊线连接方式简介：IC芯片必须与封装基板完成电路连接才能发挥既有的功能，现时市面上流行的焊线连接方式有三类 :打线接合(Wire Bonding)、卷带自动接合(Tape Automated Bonding，TAB)与覆晶接合(Flip Chip，FC)，分述如下：1.2.1打线接合（Wire Bonding）打线接合是最早亦为目前应用最广的技术，此技术首先将芯片固定于导线架上，再以细金属线将芯片上的电路和导线架上的引脚相连接。
而随着近年来其它技术的兴起，打线接合技术正受到挑战，其市场占有比例亦正逐渐减少当中。
但由于打线接合技术之简易性及便捷性，加上长久以来与之相配合之机具、设备及相关技术皆以十分成熟，因此短期内打线接合技术似乎仍不大容易为其它技术所淘汰。
图1.2a打线接合的示意图1.2.2卷带式自动接合（Tape Automated Bonding，TAB）卷带式自动接合技术首先于1960年代由通用电子（GE）提出。
卷带式自动接合制程，即是将芯片与在高分子卷带上的金属电路相连接。
而高分子卷带之材料则以polyamide为主，卷带上之金属层则以铜箔使用最多。
8.COB制程技术研究
COB制程技術研究目錄一前言二綁定技术介绍三COB制作工艺流程四COB技朮的發展和應用一前言在電子技術快速發展帶動下，小型化的攜帶式電子產品，不再是遙不可及，已成為風行全球的發展趨勢。
最具代表性的例子，如薄型筆記型電腦、個人數位助理(PDA)、移動電話、數碼相機，均是時下最熱門的電子產品。
這些小型化攜帶式電子產品中，由於IC晶片的廣泛使用，也使得半導體的技術發展一日千里。
在未來電子產品不斷朝向輕薄、短小、高速、高腳數等特性發展的潮流下，其中除電子元件是主要關鍵外，COB（Chip On Board）已成為一種普遍的封裝技術，各種型式的先進封裝方式中，晶片直接封裝技術扮演著重要角色。
二綁定技术介绍2.1 Wire Bonding 是什么？2.2 压焊放大图2.3Wire Bonding 的方式2.4 Wire bonding 所需的设备及物料2.5 压焊的工序控制2.6 丝线压焊生产工艺特点2.7压焊工艺的评估2.1 Wire Bonding 是什么？Wire Bonding (压焊，也称为綁定，键合，丝焊)是指使用金属丝(金线等)，利用热压或超声能源，完成微电子器件中固态电路内部互连接线的连接，即芯片与电路或引线框架之间的连接。
2.2 压焊放大图2.3Wire Bonding 的方式Wire Bonding 的方式有两种：Ball Bonding(球焊)和Wedge Bonding (平焊/楔焊)1 Ball Bonding ( 球焊）金线通过空心夹具的毛细管穿出，然后经过电弧放电使伸出部分熔化，并在表面张力作用下成球形，然后通过夹具将球压焊到芯片的电极上，压下后作为第一个焊点，为球焊点，然后从第一个焊点抽出弯曲的金线再压焊到相应的位置上，形成第二个焊点，为平焊（楔形）焊点，然后又形成另一个新球用作于下一个的第一个球焊点。
Ball Bonding 图2 Wedge Bonding （平焊/楔焊）将两个楔形焊点压下形成连接，在这种工艺中没有球形成。
裸片技术(COB)
板上芯片封装(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。
cob半导体封装工艺
cob半导体封装工艺一、COB的含义COB（Chip On Board），又称芯片直接贴装技术，是一种将裸芯片直接安装在印刷电路板（PCB）上，随后进行引线键合，并利用有机胶将芯片与引线封装保护的工艺技术。
这一过程实现了芯片与电路板电极之间在电气和机械层面的连接。
COB工艺是一种与表面贴装技术（SMD）封装相区别的新型封装方式。
相较于传统工艺，COB具备较高的设备精度，封装流程简便，且间距可以做到更小。
因此，它特别适用于加工线数较多、间隙较细、面积要求较小的PCB板。
在COB工艺中，芯片在焊接压接后采用有机胶进行固化密封保护，从而确保焊点及焊线免受外界损伤，进而实现极高的可靠性。
二、COB封装的工艺流程及步骤：1.擦板：在COB工艺流程中，由于PCB等电子板上存在焊锡残渣和灰尘污渍，下一阶段的固晶和焊线等工序可能会导致不良产品增多和报废。
为解决此问题，厂家需对电子线路板进行清洁。
2.固晶：传统工艺采用点胶机或手动点胶，在PCB印刷线路板的IC位置上涂上适量红胶，再用真空吸笔或镊子将IC裸片正确放置在红胶上。
3.烘干：将涂好红胶的裸片放入热循环烘箱中烘烤一段时间，也可自然固化（时间较长）。
4.绑定：采用铝丝焊线机，将晶片（如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。
5. 前测：使用专用检测工具（根据COB不同用途选择不同设备，简单的高精密度稳压电源）检测COB板，对不合格的板子进行重新返修。
6.封胶：将适量黑胶涂在绑定好的晶粒上，并根据客户要求进行外观封装。
7.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，可根据要求设定不同的烘干时间。
8.测试：采用专用检测工具对封装好的PCB印刷线路板进行电气性能测试，以区分好坏优劣。
相较于其他封装技术，COB技术具有价格低（仅为同芯片的1/3左右）、节约空间、工艺成熟等优势，因此在半导体封装领域得到广泛应用。
三、主要焊接方法1、热压焊：此方法通过加热和加压力使金属丝与焊区紧密结合。
COB制程技术
COB應用領域：
如 PQFP
如: PBGA
陶瓷和塑 料球栅阵列封装
的元器件
陶瓷和塑 料象限扁平封装
的元器件
如 :DRAM
动态随机存 取存储器
COB應用領域
如: 低群延迟接收机
微波及半 导体器件
如 CSP，COB，MCM
小芯片尺寸 的封装器件及
多芯片模块
场效应晶体 管放大器
如 JCA 放大器
END!
紫外线
可靠性和焊接性
溶剂清洁
金属线的硬度
5.4 压焊金属线的物理性质 金属线的拉伸强度
合金成分
帮定技朮介紹
6.絲線压焊生产工艺特点
焊接工藝 操作空間
確認平焊 或球焊
焊接時,先芯 片后基體
主要的方法是 通过对拉力測 試值，焊球剪 切测試值及外 觀检查来控制
球焊焊點位置 高度第1點>2
物料貯存 (如:金線)
Foxconn Technology Group
SMT Technology Center
SMT 技術中心
SMT Technology Development Committee
目錄
➢ 帮定技术介绍 ➢ COB制作工艺流程 ➢ COB技朮的發展和應用
BONDING 機
帮定技术介绍
1.Wire Bonding 是什么？
將擴好晶的擴晶环放在已刮好银浆层的背膠機 面上,背上銀膠.点银浆.适用于散装LED芯片.采 用点膠機将适量的银浆點在PCＢ板上.
第三步 第四步
刺板 固化
將备好银浆的擴晶环放入刺晶架中,由操作员在 顯微鏡下将LED晶片用刺晶笔刺在PCB印刷线路 板上
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).
显示器件制造中的封装技术考核试卷
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述显示器件制造中封装的主要目的和作用。
2.请比较COB封装和TAB封装的优缺点，并说明它们各自适用于哪种类型的显示器件。
3.描述显示器件封装过程中可能出现的常见问题和解决方法。
4.讨论在考虑显示器件的封装设计时，应如何平衡散热性能、电气性能和成本因素。
A. COB封装
B. TAB封装
C. COG封装
D. SMT封装
2.在显示器件制造中，下列哪种情况不适合采用芯片尺寸封装(CSP)？（）
A.高密度安装
B.高性能要求
C.大面积显示器件
D.成本敏感型产品
3.关于显示器件的封装，以下哪种说法错误？（）
A.封装可以提高器件的可靠性
B.封装会影响显示器件的散热性能
1.显示器件制造中，常用的封装材料有塑料、陶瓷和__________。
2.在显示器件封装技术中，__________封装是一种将芯片直接粘接在封装基板上的技术。
3.显示器件的封装不仅起到保护作用，还可以提供__________和电气连接。
4.适用于高密度安装的显示器件封装技术是__________封装。
10.在多芯片模块封装(MCM)中，可以通过__________技术来实现芯片间的连接。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.显示器件的封装技术对器件的性能没有影响。（）
2. COB封装技术适用于所有的显示器件。（）
3.在显示器件封装中，陶瓷材料比塑料材料具有更好的导热性能。（）
A.引线间距
B.引线材料
C.封装基板的设计
COB培训资料
01
02
03
电子产品制造
COB技术广泛应用于各类 电子产品制造领域，如手 机、电视、电脑等。
汽车电子
由于汽车工作环境的特殊 性，COB技术常用于汽车 电子控制单元（ECU）等 关键部件的制造。
航空航天
在航空航天领域，由于对 设备可靠性的极高要求， COB技术也被广泛应用。
COB的常见问题及解决方法
04
COB实施步骤
需求分析
确定培训需求
通过与员工和部门主管进行访谈，了解员工在工作中需要的 技能和知识，确定培训内容和目标。
制定需求分析报告
详细记录员工的需求和公司的期望，为后续的培训计划提供 依据。
系统设计
设计培训课程
根据需求分析结果，设计培训课程和教学计划，包括课程目标、教学内容、 教学方法、评估标准等。
总结词
提高案例分析能力和实战经验
VS
详细描述
通过分析真实案例，引导学员深入了解 COB在实际工作中的应用，提高学员的案 例分析能力和实战经验，为学员在实际工 作中更好地应用COB提供帮助。
06
COB培训效果评估
培训效果评估的方法
问卷调查
通过设计问卷，收集受训人员对培 训内容和质量的反馈，了解他们的 学习效果和满意度。
易维护
COB技术的结构简单、紧凑，方便 进行维修和更换。由于LED芯片直 接贴焊在印刷线路板上，只需要对 线路板进行维修或更换即可，操作 简单方便。
02
COB基础知识
COB的基本概念
01 02
定义
COB（Chip-on-Board）是一种将芯片直接粘贴在印制电路板（PCB ）上的表面贴装技术。它是一种高集成度、高性能、低成本的电子封 装技术。
浅谈COB LED 产品技术小常识,正装与倒装
浅谈COB LED 产品技术小常识当下COB LED主要分两条技术路径：正装与倒装，两种技术应用场景略有差别，但都属于COB大家族的成员，都是面向未来的新型显示技术。
正装COB：沿袭传统的LED封装模式，正向封装。
特点：稳。
适合用于监控中心、控制室、指挥中心等对稳定性、防护性和低维护率要求极高的场合与传统工艺一致，正向焊接芯片，然后灌注光学树脂层。
稳定性高，产品成熟可靠，通过键合线导电，胶层应力影响小。
但是当实像素间距小于0.7mm后，引线会影响像素排布。
传统SMD产品的LED灯珠封装正装COB沿袭传统工艺，性能稳定倒装COB：为了节约空间、简化生产流程，倒向封装。
特点：新。
适用于对于墨色一致性要求较高、对新兴技术有偏好、但对稳定性要求不是太苛刻的应用场景倒置发光芯片，直接焊接在基板上，然后灌注光学树脂层。
可以做到更小点间距，打破传统封装设计，稳定度尚待提高，防护性较差。
传统SMD产品的LED灯珠封装倒装COB芯片倒置，潜在问题较多COB LED不同技术路径关键技术差异点导致的性能区别1、树脂层厚度正装COB采用键合线供电，芯片是用环氧树脂粘合在基板上，因此，灌注的光学树脂厚度可以较厚，形成优良的保护效果。
倒装COB是用架空焊接的形式，没有键合线，因此光学树脂层热胀冷缩的应力变化会拉扯芯片造成不良。
为了降低应力，倒装COB的树脂层很薄。
树脂层厚度产生的影响如下：正装：防潮防水性能好、防静电可达6000V、安装过程不容易崩边、光路折射影响小画面更优质等、视角更广倒装：防潮防水性能差（甚至有些产品因树脂种类不同导致模组边沿吸潮）、防静电能力在1000V左右、安装过程容易崩边、视角略差、像素串色影响画质。
2、焊接方式正装COB：采用低温超声焊，不会因为助焊剂和高温冲击造成故障隐患。
但是当实像素点间距小于0.7mm后，离子迁移造成的影响会比倒装略大。
倒装COB：采用高温焊接，助焊剂和高温冲击会产生一些不良隐患，但是离子迁移较小，适用于将来的超小间距的Micro LED产品3、芯片封装形式正装COB：符合传统LED的封装方式，在光学设计和稳定性方面技术成熟。
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COB封装技术首次调查报告
--现有正装、倒装COB制造技术调研
一、 COB概述（次要部分）
COB LED定义
COB LED即chip On board，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接，COB LED又叫COB LED source,COB LED module。
COB LED主要的焊接方法
正装部分：
(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。
倒装部分：
共晶焊：
共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段，是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。
其熔化温度称共晶温度。
共晶合金的基本特性是：两种不同的金属可在远低于各自的熔点温度下按一定重量比例形成合金。
共晶焊接技术最关键是共晶材料的选择及焊接温度的控制。
GaN基LED，如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用纯锡（Sn）或金锡（Au-Sn）合金作接触面镀层，晶粒可焊接于镀有金或银的基板上。
当基板被加热至适合的共晶温度时，金或银元素渗透到金锡合金层，合金层成份的改变提高溶点，令共晶层固化并将LED紧固的焊于热沉或基板上。
一般正装COB LED封装流程
第一步：扩晶。
采用扩张机将整张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。
第二步：支架点胶。
第三步：Die bond。
将芯片固定在支架上。
第四步：烘烤。
使芯片与支架结合紧密
第五步：bonding(打线)。
使芯片电极与支架上的电源接口连接。
第六步：灌胶。
灌入荧光粉及最外层的硅胶或环氧树脂。
第七步：固化。
将封好胶的基板板放入烘箱中恒温静置，根据要求可设定不同的烘干时间。
第八步：后测。
二、以图片解说常见的正装COB封装及支架的形式（主要部分）
1、封装灌胶形式：多数为直接灌胶，基板四周有阻挡胶水外溢的
阻挡围栏；少部分为每个芯片的固晶位置单独点胶，每个芯片的固晶位置留有点胶的凹痕。
在陶瓷COB基板上常用直接贴胶的形式。
直接整面灌胶：
逐个芯片灌胶：
2、支架布线形式：支架为多层结构，多数是表层走线，然后在导线上覆盖绝缘层；也有少部分是底层走线，层与层之间绝缘，通过
导线连接指定位置。
下图为表层走线，使用绝缘物质覆盖，表层可见走线纹理：下面图片为内部走线，表层无走线纹理：
3、两款正装COB灯珠厂内拆解分析：
上图中，左侧为一般国产的正装铝基COB灯珠，右侧为常见的进口陶瓷基COB灯珠。
铝基灯珠使用液态灌胶，四周有凸起的护栏防止液体四溢；陶瓷基灯珠使用贴片式贴胶，四周没有凸起的护栏。
上图为铝基COB去除表层胶之后的芯片情况，其固晶、焊线与普通单灯完全一致。
COB基板表层有电路连接线。
上图为陶瓷基COB灯珠去除表层胶后的外观。
可见其导线是直接贴在陶瓷表层的，芯片也直接贴在陶瓷基板上。
焊线与普通单灯一致。
三、正装COB封装的几项核心技术（主要部分）
1、COB使用个性化设计，生产者可以自行设计基板电路；目前较常见的COB基板设计基本是单纯的串联或并联，在电路上没有设计难度。
如果采用倒装Led芯片，使用倒装共晶焊接，会提升基板制造难度（此类基板市面上可以直接买到）。
2、散热设计对COB基板的设计至关重要，其中包括基板的选材。
散热问题是COB目前面对的最大的瓶颈，COB的光效及寿命不够理想都是因散热问题导致。
3、基板材料选择：
COB基板材料发展历史：
(1)早期：铜。
现在基本不再使用。
(2)中期普及：铝。
价格便宜，设计简单，散热稍差，会导电。
目前应用最广泛
(3)较高的技术水平为：陶瓷（Al2O3）。
价格较高、生产难度较高，散热较好，不导电。
目前高端COB产品大多使用陶瓷。
(4)台湾最新应用：硅，产出良率低，生产难度高，散热较好，半导体，具备一定绝缘能力。
目前市面上不常见。
4、COB基板的封装与应用一体化，将封装与应用集中在一起可产生较高的效益。
综合来看，正装COB在设计和生产环节上并无太多难度，如果我司想生产陶瓷基的COB灯珠，可以采购现有规格的陶瓷COB基板，根据灯珠的设计功率选择芯片（例如1130或0815都可以使用），再进行固晶和焊线即可。
四、倒装COB封装的几项核心技术（主要部分）
根据目前形式，倒装COB技术的优势越来越明显。
其具备较好的散热能力，同时将固晶、焊线两步整合为一步。
倒装COB具备更可靠、成本更低、光效更高等优点，同时因其制造工艺复杂，其利润也较高。
倒装COB主要有以下几项技术重点：
1、芯片制造：
倒装芯片的制造与一般芯片略有差异，倒装芯片的整个P-GaN 面全部被反光的金属电极覆盖，一般使用银（Ag）作为主要反光材料，使用镍（Ni）作为粘和材料。
N-GaN面同样覆相同材料，但是在P层和N层间的金属需要做绝缘隔离。
2、共晶焊接
倒装芯片与基板之间的结合使用共晶焊接，一般是先在芯片的表面溅射金锡合金Au-Sn（共晶温度278℃，常见浓度为30%Sn）。
然后可直接购买已经电镀好金锡合金镀层的基板，使用共晶焊接的方式将芯片与基板焊接在一起。
3、背出光效率
倒装芯片使用正面反光，反面出光。
光从量子井发出后要经过N型氮化镓、蓝宝石后才能到空气中。
氮化镓折射率约为2.4，蓝宝石折射率约为1.8，荧光粉折射率为1.7，硅胶折射率通常为1.4-1.5，空气为1。
光从高折射率物质向低折射率物质运动时，在穿过物质结合面时会发生全反射，导致光在物质内部被消耗掉，使出光量降低。
因此在设计倒装LED芯片时一定要对出光路径进行设计，以便光可以更容易到达空气中。
目前可以想到的主要办法是通过PSS图形的变化和蓝宝石衬底最下层的表面形貌改善来实现。
总结：整体来看正装COB在制造上没有难度，使用的芯片与我司现有芯片一致；倒装COB具备一定制造难度，也是性能较优秀的一种新产品。
后续我司可根据倒装COB 芯片的几项技术重点展开研发工作。