一、 COB封裝關(guān)鍵工序及良率痛點(diǎn)
在討論治具之前,我們首先要明白COB流程中哪些環(huán)節(jié)容易導(dǎo)致良率問題:
固晶(Die Bonding):芯片放置位置精度(X, Y, θ)、膠水/銀漿厚度和均勻性、芯片破損。
焊線(Wire Bonding):焊點(diǎn)強(qiáng)度、線弧形狀、短路/斷路、金線損傷。
點(diǎn)膠/封裝(Dispensing/Encapsulation):膠體形狀、尺寸、氣泡、爬膠高度、污染焊盤。
測試(Testing):探針接觸可靠性、測試穩(wěn)定性。
清潔與靜電防護(hù)(Cleaning & ESD Protection):污染物(塵埃、纖維)、靜電擊傷芯片。
二、 提升良率的關(guān)鍵治具及其功能
針對(duì)以上痛點(diǎn),相應(yīng)的治具解決方案如下:
1. PCB承載治具(Panel Carrier Jig)
功能:用于固定一整批PCB面板,在自動(dòng)化設(shè)備上進(jìn)行批量處理(如印刷、SPI、貼片、回流焊)。
提升良率的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
高精度定位孔:與設(shè)備軌道和攝像頭識(shí)別系統(tǒng)匹配,確保每次上料位置一致,減少校準(zhǔn)時(shí)間和位置誤差。
平整性與剛性:使用合金或特殊工程塑料(如PEEK),確保在高溫過程(如回流焊)中不變形,避免因變形導(dǎo)致的焊接不良或芯片移位。
Thermal Match:材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)應(yīng)盡量與PCB匹配,防止熱脹冷縮過程中產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致芯片開裂或焊點(diǎn)失效。
真空吸附設(shè)計(jì):治具底部設(shè)計(jì)真空吸附孔,將PCB牢牢吸附在治具上,防止在高速移動(dòng)中移位。
2. 點(diǎn)膠/封裝治具(Dispensing/Encapsulation Jig)
功能:在點(diǎn)熒光膠或封裝膠時(shí),控制膠水的形狀和范圍,防止膠水污染周邊區(qū)域(特別是金手指和焊盤)。
提升良率的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
型腔設(shè)計(jì)(Mold Cavity):治具上開出與理想膠體形狀完全一致的型腔,膠水被限制在型腔內(nèi)流動(dòng),保證每次點(diǎn)膠的形狀和體積高度一致。
避讓結(jié)構(gòu):避讓已焊好的金線、芯片邊緣和不需要涂膠的區(qū)域。
表面處理:治具內(nèi)腔表面進(jìn)行特氟龍(Teflon)等防粘處理,便于脫模,減少膠體殘留和拉絲。
密封性:與PCB接觸的邊緣需要有良好的密封性,防止膠水溢出。通常使用耐高溫硅膠條或精密加工的金屬邊緣。
3. 焊線保護(hù)與輔助治具(Wire Bonding Protection Jig)
功能:在焊線過程中,保護(hù)已焊好的金線,并為焊頭(Capillary)提供穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境。
提升良率的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
金線避讓槽:治具上設(shè)計(jì)凹陷的通道,讓已經(jīng)打好的金線可以“躺”在槽內(nèi),避免后續(xù)操作(如點(diǎn)膠、搬運(yùn))中碰傷或壓斷金線。
局部壓板:只壓住芯片和PCB的關(guān)鍵部位,暴露需要焊線的區(qū)域,同時(shí)避免治具本身干擾焊頭的運(yùn)動(dòng)軌跡。
靜電消散(ESD)材料:治具材料應(yīng)使用ESD-safe材料,防止積累靜電荷擊傷敏感的芯片。
4. 測試治具(Test Socket / Probe Jig)
