تعریف تراشه روی برد

Chip on board فرآیندی برای نصب تراشه های نیمه هادی در سطح یک بستر عایق است. تراشه‌ها معمولاً با چندین دستگاه ساخته می‌شوند و قالب‌های فردی ممکن است قبل از نصب آن‌ها روی بسته، از ویفر بریده شوند. به این ترتیب می توان از بسترهای نازک تری استفاده کرد که باعث صرفه جویی در هزینه، فضا و وزن مواد می شود.

در ساخت دستگاه های نیمه هادی، ویفرها برای ساخت مدارهای مجتمع (IC) مراحل پردازش زیادی را پشت سر می گذارند. در طی هر مرحله، برخی از آی سی ها به دلیل ناخالصی یا سایر عیوب معیوب خواهند بود. به جای دور انداختن این قالب ها/ویفرهای هنوز مفید اما غیر معیوب، گاهی اوقات آنها را به قطعات کوچکتر به نام قالب یا چیپس خرد می کنند. این قطعات را می توان بعداً روی یک بستر بزرگتر یا برد مدار چاپی (PCB) نصب کرد تا یک مجموعه الکترونیکی تشکیل شود.

یکی از تکنیک های قبلی که برای نصب قالب ها استفاده می شد، اتصال سیم است. که شامل اتصال یک سیم کوچک برای اتصال دو قسمت به یکدیگر است. این روش ممکن است بسیار موثر باشد. اما اگر یکی از سیم های متعدد متصل از کار بیفتد. کل دستگاه را بی استفاده می کند. بعداً، یک فناوری جایگزین به نام تراشه روی کشتی توسعه دهید. تراشه با استفاده از چسب رسانا مستقیماً روی PCB نصب می شود. قالب های متصل به هم و بستر PCB سپس از طریق لحیم کاری مجدد یا اتصال قالب یوتکتیک ذوب می شوند. تراشه روی بردها چندین مزیت نسبت به اتصالات سیم دارد: هزینه و اندازه کمتر. دوم، قابلیت اطمینان بالاتر زیرا نقاط خرابی کمتری وجود دارد. با این حال، تراشه روی برد نیز دارای معایبی است، مانند اتلاف حرارت کم. زیرا بیشتر گرمای تولید شده توسط قطعات به تراشه نزدیک است.

تفاوت اصلی این دو فناوری در بستر استفاده شده است. در دستگاه‌های COB، یک قالب انفرادی معمولاً روی یک برد مدار چاپی با هسته فلزی یا PCB (گاهی اوقات به عنوان MCPCB شناخته می‌شود) نصب می‌شود. از سوی دیگر، دستگاه های Chip on Flex (COF) از یک بستر آلی انعطاف پذیر استفاده می کنند.

LED های COB می توانند اتلاف گرمای بهتری را در مقایسه با فناوری های LED نصب سطحی معمولی ارائه دهند.

با این حال، آنها همچنین دارای معایبی هستند. استفاده از یک برد هسته فلزی برای نصب یک تراشه نیمه هادی نیازمند فرآیند تولید پیچیده تری است. تخته هسته فلزی نیاز به قالب گیری و لمینیت با تراشه دارد. فقط می تواند روی مواد دیگری مانند پلاستیک یا فلز نصب شود. با افزایش الزامات پیچیدگی، این گران تر می شود. یکی دیگر از معایب این فناوری کاهش چگالی توان خروجی به دلیل افزایش مقاومت حرارتی بین قطعات است.

LED چیپ روی برد (COB) نوعی دیود ساطع کننده نور است. که از بسته بندی در مقیاس تراشه استفاده می کند که به آن اجازه می دهد بسیار کوچکتر از LED های سنتی باشد و نقاط اتصال کمتری دارد. این دستگاه ها از بسترهای سبک و با رسانایی حرارتی بالا استفاده می کنند. برخلاف سایر فناوری‌های نصب سطحی. مانند تراشه روی برد (Chip On Board) با استفاده از بردهای مدار چاپی با هسته فلزی یا PCB و تراشه روی فلکس با استفاده از بسترهای آلی. مخفف COB برای این فناوری توسط Cree، یکی از تولید کنندگان پیشرو LED COB ایجاد شده است.

1) بهبود کیفیت نور

یکی از بزرگترین مزایای استفاده از روشنایی LED COB این است که می تواند نوری با کیفیت برتر در مقایسه با گزینه های نورهای رشته ای و فلورسنت ارائه دهد. در واقع، چراغ‌های COB می‌توانند نور سفید واضحی را با اعوجاج بسیار کم یا سایه‌های رنگی ایجاد کنند. از این نظر، این چراغ های LED نزدیک به نور خورشید هستند که شامل تمام رنگ های طیف مرئی از مادون قرمز تا طول موج فرابنفش است.

2) دقت رنگ بالا

دقت رنگ به این اشاره دارد که رنگ های مختلف تولید شده توسط LED چقدر با مقادیر مورد نظرشان مطابقت دارند. از این منظر، فناوری LED تراشه روی برد یکی از بهترین ها برای روشنایی همه منظوره است. برای استفاده در فضاهای اداری و اتاق های نشیمن به دلیل توانایی آن در ایجاد سایه های غنی از سفید بدون اعوجاج رنگ قابل توجه است.

3) بهره وری انرژی

یک لامپ رشته ای معمولی بیش از 90 درصد انرژی کل خود را به جای نور به صورت گرما ساطع می کند. این به این دلیل است که رشته ای که در داخل لامپ قرار دارد باید تا 2,550 درجه سانتیگراد یا 4,600 درجه فارنهایت گرم شود تا نور ساطع شود. از سوی دیگر، چراغ‌های ال‌ای‌دی تنها 10 تا 30 درصد انرژی خود را برای تولید نور مصرف می‌کنند در حالی که 70 تا 90 درصد آن به صورت گرما دفع می‌شود. این بدان معناست که فناوری LED تراشه روی برد به زمان و تلاش کمتری برای تولید همان مقدار لومن در مقایسه با LEDهای استاندارد یا CFL نیاز دارد.

4) دمای عملیاتی پایین تر

دمای کار پایین‌تر مرتبط با روشنایی COB LED مزیت دیگری است زیرا نیاز به تجهیزات خنک‌کننده خاص را از بین می‌برد. از این نظر، فناوری LED تراشه روی برد گزینه خوبی برای محیط‌هایی با دمای بالا مانند اتاق زیر شیروانی یا انبارها است.

5) کارایی لومن بیشتر

یک لامپ رشته ای معمولی دارای بازده لومن تقریباً 12 لومن بر وات است در حالی که لامپ های LED دارای محدوده 50 تا 100 لومن بر وات هستند. علاوه بر این، اگر از LED های COB به جای LED های معمولی استفاده می کنید، می توانید تا 150 درصد خروجی نور بیشتری نسبت به لامپ های CFL و 30 درصد بیشتر از لامپ های رشته ای سنتی دریافت کنید.

6) طول عمر بیشتر

لامپ های LED COB بسته به سازنده، طول عمر تخمینی بین 40,000 تا 50,000 ساعت دارند. این بدان معناست که می تواند حتی بیشتر از اکثر CFL ها و چراغ های هالوژن که معمولاً فقط تا 6,000 ساعت دوام می آورند، دوام بیاورد.

7) استقلال انرژی

یک چراغ LED COB معادل 100 وات در حین کار کمتر از 10 وات برق مصرف می کند. این امر آن را به گزینه ای ارزان تر برای خانه ها و مشاغل حتی با افزایش هزینه های انرژی تبدیل می کند. در واقع، شرکت های برق در برخی مناطق تخفیف یا تخفیف هایی را بر روی تجهیزات روشنایی COB ارائه می دهند که می تواند هر ماه قبض برق را کاهش دهد.

8) سازگار با محیط زیست

در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای سنتی، فناوری LED بر روی تراشه بر روی فلزات کمیاب مانند جیوه و گازهای آرگون استوار نیست. همچنین حاوی مواد سمی مانند سرب یا بریلیوم نیست

9) دفع بهتر گرما

اگر گرمای دفع شده توسط یک لامپ رشته ای را با لامپ های LED COB مقایسه کنید، متوجه خواهید شد که تفاوت قابل توجهی وجود دارد. از این نظر، فناوری استفاده شده در LED های COB به آن اجازه می دهد تا به راحتی گرما را از طریق باله ها یا پین های خود در مقایسه با گزینه های روشنایی سنتی که دارای رشته های فلزی در داخل هستند، پخش کند.

10) سطح روشنایی بیشتر

فناوری LED چیپ روی برد، سطح خروجی نور بیشتری را در مقایسه با سایر لامپ های LED معمولی ارائه می دهد. اگر از تجهیزات COB LED به جای سخت افزار LED استاندارد استفاده می کنید، می توانید سطوح روشنایی را بدون به خطر انداختن بهره وری انرژی افزایش دهید.

11) دامنه کاربرد گسترده

فناوری LED چیپ روی برد در مقایسه با سایر اشکال نورپردازی LED تطبیق پذیرتر است. شما می توانید از آن برای بسیاری از کاربردها از نورپردازی داخلی گرفته تا نورپردازی در فضای باز استفاده کنید. آنقدر کارآمد است که تقریباً برای هر نوع کاربرد بدون ایجاد گرمای اضافی یا تلفات قابل توجه در بهره وری انرژی مورد استفاده قرار گیرد.

12) نیاز به تعویض لامپ را از بین می برد

زیرا LED های COB برای عملکرد در دمای بالا طراحی شده اند. بر خلاف لامپ های CFL که دارای رشته ای هستند که پس از مدت زمان مشخصی می سوزد، نیازی به تعویض این لامپ ها نیست. حتی اگر هنوز هم نور ساطع می کنند. به شرطی که آنها را به درستی بخرید و در شرایط عادی کار قرار دهید. لامپ های تراشه روی برد باید بین شش ماه تا سه سال بسته به درجه و توان آنها دوام بیاورند.

13) انعطاف پذیری بیشتر در طراحی

شما می توانید از روشنایی COB LED تقریباً در هر مکانی استفاده کنید. بر اساس برنامه ای که از آن استفاده می کنید به درستی طراحی شده است. این نوع فناوری همچنین با بسیاری از انواع لامپ ها، اپتیک ها و پایه های لامپ در مقایسه با LED های استاندارد که تنها به چند گزینه محدود می شوند، سازگار است.

14) استفاده و نصب آسان

چراغ های COB به دلیل اندازه کوچک خود می توانند در انواع وسایل نصب شوند. این شامل شمع‌های بی‌ربون، آویز، نورپردازی مسیر، بسته‌های دیواری، وسایل سقفی و بسیاری موارد دیگر است.

15) سازگاری با بسیاری از برنامه ها

تراشه چراغ LED روی برد فشرده و قدرتمند است. جایگزینی راه حل های روشنایی سنتی کافی است. راه حل های استاندارد یا خیلی حجیم هستند یا به اندازه کافی روشن نیستند. بنابراین از این چراغ ها در ادارات، انبارها، استادیوم ها، مراکز خرید، پارکینگ ها و مکان های دیگر استفاده می شود.

می‌تواند از فرآیندی که به عنوان پیوند ویفری شناخته می‌شود برای تولید تراشه‌ها روی تخته‌ها استفاده کند.
ویفرهایی از مواد نیمه رسانا را می توان از یک شمش کریستال به دست آورد.
این ویفرها بریده، تمیز و صیقل داده می شوند تا صاف، مسطح و موازی شوند. سپس یک لایه نازک بر روی هر یک از این سطوح قرار می گیرد تا اتصالات الکتریکی مورد نیاز برای LED را تشکیل دهد. سپس این "ساندویچ" با انرژی مافوق صوت یا روش چسباندن و چسباندن به هم متصل می شود، که می تواند دو سطح را بدون درگیر شدن مواد چسبنده متصل کند.

هنگامی که این روش به پایان رسید، آنها می توانند با برش دادن بخش هایی از مجموعه، تراشه هایی را با تمام قطعات الکترونیکی خود تولید کنند. رایج ترین روشی که در حال حاضر استفاده می شود با اره کردن هر یک از ویفرها در دو طرف با استفاده از تیغه ای با نوک الماس شروع می شود. این فرآیند با برش، سیم اره، یا اچ پلاسما تکمیل می شود که همگی برای حذف نواحی خاص استفاده می شوند.

ویفرهایی که به تراشه‌های جداگانه جدا شده‌اند، سپس بر روی یک تخته رسانای الکتریکی نصب می‌شوند تا مونتاژ کامل شود. هر تراشه معمولاً با استفاده از نیروهایی بین 1 اونس و 10 اونس بر روی این ماده فشرده می شود. با LED های COB، لحیم کاری می تواند برای اتصالات الکتریکی به جای سیم استفاده شود. زیرا در مقایسه با فناوری‌های روشنایی سنتی، هدایت حرارتی بهتری را ممکن می‌سازند.

فناوری LED چیپ روی برد یک راه ساده و مقرون به صرفه برای ادغام LED ها در انواع مختلف وسایل روشنایی است. شما می توانید از این راه حل در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده کنید، از منابع نور منطقه، نورهای پایین، نمایشگرهای نور پس زمینه، علائم و نشانه ها برای نام بردن از چند مورد.

مزایای بسیاری مانند عدم وجود سیستم های نوری پیچیده مانند لنزها یا بازتابنده ها را ارائه می دهد که ساخت آنها را آسان تر می کند. آنها همچنین سطوح شدت بالاتری را در مقایسه با جایگزین های معمولی ارائه می دهند زیرا لومن بیشتری در هر وات تولید می کنند. طراحی تراشه روی برد آنها در مقایسه با سایر راه حل های روشنایی مانند OLED ها، اتلاف گرمای کارآمدتر و نرخ تخریب کمتری را امکان پذیر می کند.