一、 COB封装关键工序及良率痛点
在讨论治具之前,我们首先要明白COB流程中哪些环节容易导致良率问题:
固晶(Die Bonding):芯片放置位置精度(X, Y, θ)、胶水/银浆厚度和均匀性、芯片破损。
焊线(Wire Bonding):焊点强度、线弧形状、短路/断路、金线损伤。
点胶/封装(Dispensing/Encapsulation):胶体形状、尺寸、气泡、爬胶高度、污染焊盘。
测试(Testing):探针接触可靠性、测试稳定性。
清洁与静电防护(Cleaning & ESD Protection):污染物(尘埃、纤维)、静电击伤芯片。
二、 提升良率的关键治具及其功能
针对以上痛点,相应的治具解决方案如下:
1. PCB承载治具(Panel Carrier Jig)
功能:用于固定一整批PCB面板,在自动化设备上进行批量处理(如印刷、SPI、贴片、回流焊)。
提升良率的设计要点:
高精度定位孔:与设备轨道和摄像头识别系统匹配,确保每次上料位置一致,减少校准时间和位置误差。
平整性与刚性:使用合金或特殊工程塑料(如PEEK),确保在高温过程(如回流焊)中不变形,避免因变形导致的焊接不良或芯片移位。
Thermal Match:材料的热膨胀系数(CTE)应尽量与PCB匹配,防止热胀冷缩过程中产生应力,导致芯片开裂或焊点失效。
真空吸附设计:治具底部设计真空吸附孔,将PCB牢牢吸附在治具上,防止在高速移动中移位。
2. 点胶/封装治具(Dispensing/Encapsulation Jig)
功能:在点荧光胶或封装胶时,控制胶水的形状和范围,防止胶水污染周边区域(特别是金手指和焊盘)。
提升良率的设计要点:
型腔设计(Mold Cavity):治具上开出与理想胶体形状完全一致的型腔,胶水被限制在型腔内流动,保证每次点胶的形状和体积高度一致。
避让结构:避让已焊好的金线、芯片边缘和不需要涂胶的区域。
表面处理:治具内腔表面进行特氟龙(Teflon)等防粘处理,便于脱模,减少胶体残留和拉丝。
密封性:与PCB接触的边缘需要有良好的密封性,防止胶水溢出。通常使用耐高温硅胶条或精密加工的金属边缘。
3. 焊线保护与辅助治具(Wire Bonding Protection Jig)
功能:在焊线过程中,保护已焊好的金线,并为焊头(Capillary)提供稳定的作业环境。
提升良率的设计要点:
金线避让槽:治具上设计凹陷的通道,让已经打好的金线可以“躺”在槽内,避免后续操作(如点胶、搬运)中碰伤或压断金线。
局部压板:只压住芯片和PCB的关键部位,暴露需要焊线的区域,同时避免治具本身干扰焊头的运动轨迹。
静电消散(ESD)材料:治具材料应使用ESD-safe材料,防止积累静电荷击伤敏感的芯片。
4. 测试治具(Test Socket / Probe Jig)
