什么是板载芯片？

本文介绍了什么是板载芯片、制造商如何制造它以及它的不同应用。了解更多有关这种节约成本、保护性强的高效制造工艺的信息。

导言

打开电子组件时，您可能会看到电路板上有一个看起来很奇怪的圆球。它最初看起来可能很奇怪，因为它似乎已经变形。然而，经过测试，你会发现这个圆球确实起到了预期的作用。这个奇怪的电路组件有一个 电路板上的芯片 (简称 COB）内。

什么是板载芯片？

顾名思义，板上芯片就是在 PCB 板上的芯片组件。COB 包括通过电路板上的焊盘进行线键合或焊接的集成电路（芯片或硅片切片）。粘合或焊接完成后，机器会注入环氧树脂或塑料涂层。这种涂层可以保护敏感的裸片和线键免受潮湿的影响。它还能保护它们免受机械和电气应力的影响。

木板上芯片的历史

电子制造商开发芯片板（COB）是为了降低制造成本。它们省去了集成电路封装，节省了电路布局空间。你通常可以在廉价电子产品（如计算器、LCD、电子玩具等）上找到 COB。您还可以在 LED 照明和射频应用等领域找到 COB。它们还用于微型电子产品，如手机和智能卡。

COB 非常适合 LED 照明。这是因为 LED 芯片可以挤在一块电路板上，形成一个 LED 封装（稍后您将看到）。此外，COB 还具有良好的散热和节能特性。这些特性对上述应用非常有用。

COB 可使射频电子电路受益，因为 COB 组件无需引线框架，从而缩短了引线长度。这一特性改善了电路的电容和电感特性。这对射频电路非常有利。

如今，由于电子产品小型化的趋势仍在继续，制造商广泛采用 COB。因此，越来越多的 PCB 制造公司可能会提供 COB 制造服务。最好与他们联系，了解他们的 COB 制造能力。

电路板上的芯片是如何构造的？

制作 COB 需要几个步骤。您需要知道如何处理和线键合用于线键合 COB 的芯片裸片。您还需要准备一些化学材料来放置芯片和封装集成电路组件。具体步骤如下：

1.生产商在制造印制电路板时，会将焊盘准备好，以接收芯片裸片或晶片切片。设计人员应计算这些焊盘的间距，以便能快速可靠地将它们用导线粘接在芯片裸片上。

2.对印刷电路板进行清洁，准备接收芯片裸片。芯片落在印刷电路板的基板部分，然后在基板部分涂上一层薄薄的粘合材料将其固定。

3.处理芯片裸片，并将其放置在印刷电路板上带有粘合材料的裸露基板上。操作员应使用芯片贴片机仔细对齐这些芯片。它们与基板表面的裸露铜焊盘相连，以便接线。

4.焊线机将芯片焊盘与印刷电路板裸露焊盘的图案粘合在一起。PCB 焊盘必须能承受焊线过程中的热量。因此，焊盘应设计成金色或有较厚的铜轨。

5.我们在组件表面涂上封装材料，通常是环氧树脂。它可以保护敏感部件（芯片、PCB 焊盘和接线组件）免受环境影响。这部分主要是你在电路板顶部看到的黑色圆球。

木板上芯片的一些变体

COB 有不同的变体，它们各有自己的优势和特殊用途。

1.倒装芯片 COB

倒装芯片 COB 将芯片与芯片连接垫放在基板下面。这就是这个术语的由来；它们在组装时看起来像倒转的芯片。这种配置使用 BGA 型连接方式与 PCB 基底面连接。这种设置意味着它们下面有焊接凸点。封装剂通常沿着焊点和芯片下方，称为底部填充。操作人员不需要在顶部裸片上进行焊线焊接。因此，用于 LED 应用的 COB 比线键合的非倒装芯片 COB 亮得多。LED 制造商使用倒装芯片 COB，使表面贴装 LED 芯片裸片之间的空间更小。这种配置会产生某种单一光源的效果。

倒装芯片 LED 芯片通常与其他倒装芯片 LED 连接，形成一个串联电路。该电路的两端连接到基板上的焊盘，从而减少了 LED 封装上的焊盘数量。挤在基板上的 LED 数量决定了 LED 封装所能提供的亮度水平。

2.线键合 COB

a.线键合 COB（用于 LED）

与倒装芯片一样，制造商也在 LED 应用中采用线键合 COB。在一些大功率表面贴装 LED 中，你会看到线键合 COB 配置。从顶部芯片连接到基板上相应电气连接的金线键合应该可以看到。这种组装方式使 LED 具有很高的电气和热效率。不过，倒装芯片 COB 的效率更高。它们的电气和热效率更高。这是因为它们没有可能导致功率损耗的线键。

与倒装芯片 LED 相似，线键合 LED 也可以串联。这就形成了一个串联电路，减少了 LED 封装中的焊盘数量，同时使其更加明亮。不过，倒装芯片有一个额外的优势，因为它们不需要线键合。

b.带封装的线键合 COB

线键合 COB 的顶部裸片连接线键合到 PCB 的裸露焊盘上。之后，制造商将其封装在环氧树脂涂层中作为保护。你会在许多廉价电子产品上发现这种配置，如计算器、玩具和 LCD 模块。与集成电路封装的同类产品相比，线键合 COB 的批量生产成本低廉。采用这种配置还可以节省项目空间。此外，您还可以使用封装技术使元件更加坚固。它还能使元件具有热效率并受到保护。

COB 上的一些封装技术

COB 组件很脆弱；芯片和导线键对物理应力很敏感。此外，湿气和其他化合物也会影响 COB 部件，使其性能随着时间的推移而降低。因此，需要采用封装技术来保护组件。以下是常用的封装方法。

1.Glob Top 喷点

这种封装技术使用环氧树脂（或一种紫外线固化型）化合物，干燥后可保护整个 COB 组件。化合物通过一个狭窄的针阀涂抹，然后让其在整个 COB 上流动。测量化合物的粘度对于确保封装过程中不会损坏任何导线接合点至关重要。此外，操作员还应注意化合物的分配量。这样可以防止 COB 的高度达到允许的限度。

球顶封装可以对 COB 进行绝缘。它还能防止危险化学品和湿气进入。这种技术还能支撑整个 COB 结构。在搬运过程中，它还能避免机械应力。

2.筑坝和加注点胶

筑坝和填充式点胶使用两种粘度材料。第一种是高粘度材料，可在 COB 的两侧形成坝，第二种是低粘度材料，可在坝的内侧形成坝。

高粘度材料会限制低粘度材料的流动。它的作用范围在水坝保护区域之外。之后，与高粘度材料相比，制造机以更高的速度分配低粘度材料。

这种点胶技术比球顶技术更快。它的结构更好、更均匀。结构可预测，公差更小。由于上述特性，筑坝和填充点胶技术更多地应用于小尺寸电子产品。

板上芯片的不同应用

制造商可以在多种应用中使用贴片电路板。下面是一些例子。

1.照明应用

COB 的功率和热效率特性使其非常适合 LED 照明应用。线键合 COB 具有非常短的线键，是优良的导电体。这些导线包括金、铝、铜和银。倒装芯片 COB 更好，因为它们不使用线键合，可以直接通过焊接凸点与焊盘或轨道进行电气连接。

2.射频电路

COB 更适合用于射频电路。这些电路受材料的电感和电容特性影响。它们通过非常短的电气连接来实现这一点。COB 取消了集成电路的引线框架和封装。芯片通过线键或类似 BGA 的焊接凸点与电路焊盘/轨道相连。

3.廉价集成电路

如前所述，制造商广泛使用 COB 制造廉价电子产品。使用无封装集成电路可降低成本，从而使这些产品受益。制造过程中存在初始设置成本。但是，通过大规模生产制造出的大量产品会使这些成本黯然失色。

4.航空航天工程

随着时间的推移，COB 可以变得可靠耐用。这样，它就能经受恶劣条件的考验。这种条件非常适合航空航天。他们需要长期低故障率的元件。

COB 的紧凑特性有助于满足对航空航天工程至关重要的空间受限设计。例如，设计人员可以将 COB 应用于电路。电路被嵌入电路板中，挤在空间有限的航天飞机的不同模块中。

操作人员可能会让航空航天组件承受高热应力。高端嵌入式计算设备就是一个例子。阳极氧化铝可用于 COB 封装，以提高整体导热性。

结论

COB 制造是一种节约成本和空间的工艺。它可以帮助大多数电子设计公司。本文讨论了 COB 的历史、构造、各种封装技术和各种应用。