PCB工艺 COB 制程介绍_注意事项_上篇

COB (Chip On Board)在电子制造业并不是一项新鲜的技术，但最近我却常常被问到相关的问题及数据索取。 也许真的是产品越来越小了，而较进阶的技术又太贵，所以又有人回过头来考虑COB的制程。

这里我就把多年前架设及操作COB的经验重新整理，一方面是提醒自己这项工艺，另一方面是提供参考，当然有些信息可能并不是最新，仅供参考。

IC、COB、及Flip Chip (COG)的演进历史

下图可以了解电子芯片封装的的演进历史从 IC封装 → COB → Flip Chip (COG)，尺寸越来越小。 其中COB只能说是介于目前技术的中间过度产品。

COB是直接将裸晶圆(die)黏贴在电路板(PCB)上，并将导线/焊线(wire)直接焊接(Bonding)在PCB的镀金线路上，再透过封胶的技术，有效的将IC制造过程中的封装步骤转移到电路板上直接组装。

以前COB技术一般运用对信赖度比较不重视的消费性电子产品上，如玩具、计算器、小型显示器、钟表等日常生活用品中，因为一般制作COB的厂商大都是因为低成本(Low Cost)的考虑。 现今，有越来越多的厂商看上它的小尺寸，以及产品轻薄短小的趋势，运用上有越来越广的趋势，如手机，照相机等要求短小的产品之中。

COB还有另一项优点使某些PCBA加工厂家特别钟爱它。 由于需要封胶的关系，一般的COB会把所有的对外导线接脚全部都封在环氧树脂(Epoxy)之中，对那些喜欢破解别人设计的黑客可能因为这个特性而需要花更多的时间来破解，间接的达到防骇安全等级的提升。 (※：防骇安全等级是由花费时间以破解一项技术的多寡来决定的)

COB的环境要求

建议要有洁净室 (Clean Room)且等级(Class)最好在100K以下。 因为COB的制程属于晶圆封装等级，任何小小的微粒沾污于焊接点都会造成严重的不良。

基本的无尘衣帽也有其必要，不需套头包成肉粽式的无尘衣，但基本的帽子、衣服、及静电鞋都是必须的。

还有，洁净室应严格管制纸箱及任何容易夹带或产生毛屑的物品进入。 所有的包装都应该在洁净室以外拆封后才可进入洁净室，这是为了保持洁净室的干净并延长洁净室的寿命。

COB的制造流程图 (Process flow chart)

COB 的 PCB 设计要求

1. PC板的成品表面处理必须是镀金，而且要比一般的PC板镀金层要厚一点，才可以提供Die Bonding的能量所需，形成金铝或金金的共金。

2. 在COB的 Die Pad 外的焊垫线路布线位置(layout)，尽量考虑使每条焊线长度固定，也就是说焊点从晶圆(Die)到PCB焊垫的距离尽量一致。 所以有对角线的焊垫设计就不符合要求。 建议可以缩短PCB焊垫间距来取消对角线焊垫的出现。

3. 建议一个COB晶圆至少要有两个以上的定位点，希望使用十字形定位点取代传统的圆形定位点，因为Wire Bonding(焊线)机器再做自动定位时会抓直线来做定位。 可能有些Wire Bonding machine不太一样。 建议先参考一下机器性能来做设计。

4. PCB的(Die Pad)大小应该比实际的晶圆(die)要大一点，以限制摆放晶圆时的偏移，但又不可以大太多以避免晶圆旋转太严重。 建议各边的晶圆焊垫比实际的晶圆大0.25~0.3mm。

5. COB需要灌胶的区域最好不要layout导通孔(vias)，如不能避免，那这些导通孔必须100%完全塞孔，目的是避免Epoxy胶渗透过PCB的另外一侧。