COB (Chip On Board)在電子制造業(yè)并不是一項新鮮的技術(shù)，但最近我卻常常被問(wèn)到相關(guān)的問(wèn)題及數據索取。 也許真的是產(chǎn)品越來(lái)越小了，而較進(jìn)階的技術(shù)又太貴，所以又有人回過(guò)頭來(lái)考慮COB的制程。

這里我就把多年前架設及操作COB的經(jīng)驗重新整理，一方面是提醒自己這項工藝，另一方面是提供參考，當然有些信息可能并不是最新，僅供參考。

IC、COB、及Flip Chip (COG)的演進(jìn)歷史

下圖可以了解電子芯片封裝的的演進(jìn)歷史從 IC封裝 → COB → Flip Chip (COG)，尺寸越來(lái)越小。 其中COB只能說(shuō)是介于目前技術(shù)的中間過(guò)度產(chǎn)品。

COB是直接將裸晶圓(die)黏貼在電路板(PCB)上，并將導線(xiàn)/焊線(xiàn)(wire)直接焊接(Bonding)在PCB的鍍金線(xiàn)路上，再透過(guò)封膠的技術(shù)，有效的將IC制造過(guò)程中的封裝步驟轉移到電路板上直接組裝。

以前COB技術(shù)一般運用對信賴(lài)度比較不重視的消費性電子產(chǎn)品上，如玩具、計算器、小型顯示器、鐘表等日常生活用品中，因為一般制作COB的廠(chǎng)商大都是因為低成本(Low Cost)的考慮。 現今，有越來(lái)越多的廠(chǎng)商看上它的小尺寸，以及產(chǎn)品輕薄短小的趨勢，運用上有越來(lái)越廣的趨勢，如手機，照相機等要求短小的產(chǎn)品之中。

COB還有另一項優(yōu)點(diǎn)使某些PCBA加工廠(chǎng)家特別鐘愛(ài)它。 由于需要封膠的關(guān)系，一般的COB會(huì )把所有的對外導線(xiàn)接腳全部都封在環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)之中，對那些喜歡破解別人設計的黑客可能因為這個(gè)特性而需要花更多的時(shí)間來(lái)破解，間接的達到防駭安全等級的提升。 (※：防駭安全等級是由花費時(shí)間以破解一項技術(shù)的多寡來(lái)決定的)

COB的環(huán)境要求

建議要有潔凈室 (Clean Room)且等級(Class)最好在100K以下。 因為COB的制程屬于晶圓封裝等級，任何小小的微粒沾污于焊接點(diǎn)都會(huì )造成嚴重的不良。

基本的無(wú)塵衣帽也有其必要，不需套頭包成肉粽式的無(wú)塵衣，但基本的帽子、衣服、及靜電鞋都是必須的。

還有，潔凈室應嚴格管制紙箱及任何容易夾帶或產(chǎn)生毛屑的物品進(jìn)入。 所有的包裝都應該在潔凈室以外拆封后才可進(jìn)入潔凈室，這是為了保持潔凈室的干凈并延長(cháng)潔凈室的壽命。

COB的制造流程圖 (Process flow chart)

COB 的 PCB 設計要求

1. PC板的成品表面處理必須是鍍金，而且要比一般的PC板鍍金層要厚一點(diǎn)，才可以提供Die Bonding的能量所需，形成金鋁或金金的共金。

2. 在COB的 Die Pad 外的焊墊線(xiàn)路布線(xiàn)位置(layout)，盡量考慮使每條焊線(xiàn)長(cháng)度固定，也就是說(shuō)焊點(diǎn)從晶圓(Die)到PCB焊墊的距離盡量一致。 所以有對角線(xiàn)的焊墊設計就不符合要求。 建議可以縮短PCB焊墊間距來(lái)取消對角線(xiàn)焊墊的出現。

3. 建議一個(gè)COB晶圓至少要有兩個(gè)以上的定位點(diǎn)，希望使用十字形定位點(diǎn)取代傳統的圓形定位點(diǎn)，因為Wire Bonding(焊線(xiàn))機器再做自動(dòng)定位時(shí)會(huì )抓直線(xiàn)來(lái)做定位。 可能有些Wire Bonding machine不太一樣。 建議先參考一下機器性能來(lái)做設計。

4. PCB的(Die Pad)大小應該比實(shí)際的晶圓(die)要大一點(diǎn)，以限制擺放晶圓時(shí)的偏移，但又不可以大太多以避免晶圓旋轉太嚴重。 建議各邊的晶圓焊墊比實(shí)際的晶圓大0.25~0.3mm。

5. COB需要灌膠的區域最好不要layout導通孔(vias)，如不能避免，那這些導通孔必須100%完全塞孔，目的是避免Epoxy膠滲透過(guò)PCB的另外一側。