邦定技能培训(理论部分)

高华制造部邦定技能培训教程„什么是COB技术?COB(ChipOnBoard)技术就是将未经封装的IC芯片直接组合到PCB上的技术。由于生产过程中使用的是沒有封裝IC芯片，因此对IC的保存、包装、PCB以及加工过程中的环境条件都有一定要求。„COB技术的优点:„ＣOB组装技术具有低成本，高密度，小尺寸及自动化的生产特点，使得采用COB技术加工的电子产品具有轻，薄，短，小的特点。„COB技术的缺点:„由于IC体积小，本身对于加工过程的专业度有一定的要求，而目前的COB加工大部分仍停留在小型或家庭工厂，较少具备IC专业包装厂的无尘作业环境，其技术来自经验，缺乏工作规范和品管规范等，因此导致品质差距悬殊、生产不良率难于控制、对产品可靠度也会造成重大影响。COB生产流程IC进货IC检测清洗PCB粘IC点胶烘烤镜检邦定OTP烧录封胶测试QC检验入库IC进货及储存„IC进货时真空包裝应是完整的，不得有破损。„存储环境温度应控制在22±３℃．湿度控制在相对湿度45％±10%RH。„存储环境与作业环境须一致，以免温差造成结露现象。„要较长时间存储，最好放置于封闭性氮气柜中。„使用抗静电材料包装，以防范静电破坏。IC检验„1、检验的目的:„发现来料IC中外观上的不良。„有利于和IC的供应商责任分割。„2、检验的方法„通过50倍放大镜对来料IC进行抽检，对IC的型号和外观进行确认。检验的结果„1、对IC型号不符的拒绝接收。„2、ICPAD上无测试点拒收，须有半数以上的PAD有测试点方可接收。„3、PAD表面颜色不一样或发黑拒收。„4、表面有刮伤痕迹的拒收。清洗PCB作用„去除PCB及金手指表面的污渍及氧化物。方法„用橡皮擦拭相应表面，最后用防静电刷子刷掉表面的残留物。点胶作用在PCB板上IC的位置点上胶，用来粘接IC。方法带好静电手环，手持胶筒，将胶点在需要的位置上。注意事项„胶有导电银胶、缺氧胶和红胶之分，要根据需要选择合适的胶。„胶量应合适，避免过多或过少。粘IC„方法„确认IC的粘接方向，用防静电吸笔吸取一片IC，轻轻放在已点好胶的PCB上，尽量一次放正，然后用吸笔头轻压IC，使之粘接牢固。烘烤„目的„烘烤的目的是要将前一道的工序中的胶烘干，使得IC在PCB上粘牢，以确保下一道工序中IC在邦定过程中不会移动。„注意事项„对于不同的胶，需要的烘烤时间和温度是不一样的。„各种胶的烘烤时间和温度的参考值如下：„胶型温度时间„缺氧胶90℃10min„银胶120℃90min„红胶120℃30min邦定（BOND）„邦定是借助邦定机，用铝线或金线将IC的PAD和PCB上对应的金手指连接起来，以完成电气的连接。„邦定是COB技术中最为重要的一个工序，在这一道工序中，所用的帮定机型号、邦机的参数设定、线的型号和材质、线径的大小、线的硬度都会对最后产品的品质和可靠性产生很重要的影响。也是产生不良品的主要工序。以下做简单的讨论：邦定参数的设定„通常我们最关注的邦定参数有：„邦定的功率，这是指邦定时超声波的功率。„邦定的时间，指的是超声波作用的时间。„邦定的压力，指的是钢嘴在邦定点上的压力。„以上的参数设定会直接影响邦定焊点的质量，要根据不同的IC做不同的设定，参数设定是不是合理，可以通过焊点的大小和焊点可以承受拉力来判定。„线的选择„线根据线径的大小可以有粗线和细线之分，粗线的线径是1.25mil。而细线的线径是1.0mil。要根据IC的PAD大小选择线径。„线根据硬度的不同分为硬线和软线，由于线在邦定过程中会有一个弧度出现，不同硬度的线要求焊点能承受的拉力不一样，而拉力又受到ICPAD和线径的限制。邦定线的說明„根据线的材质不同可以分为金线和铝线，在通常的COB生产中使用的都是铝线，金线通常应用在CMOS器件中，如IC内部的连接线和CMOS管中的连接线。„邦定注意事项„1、要根据IC厚度及封胶高度的要求，选择邦定方式。„2、铝线也要根据邦定及IC焊垫金属的性质加以选择，特别注意伸张度，因为它会影响焊点附着品质（表现为拉力和连接的可靠性）。„3、邦定要随时注意邦定机的情况并作适当的调整。如：压力、对准、时间、超音波能量等。„4、注意铝线与铝线、铝线与IC之间以及垂直距离、短路等问题。„5、PCB的清洁度也是影响邦定合格率的重要因素。„6、PCB邦定的金手指的宽度以及镀金层的厚度对Bonding的品质和可靠都有影响。焊点判定的依据„在以上的说明中，邦定参数的选择和线的选择都与邦定的焊点有关，那么，如何判定焊点的好坏呢？邦定良好的焊点应具有如下的特点：„1、线尾凹面的宽度最好达到线径的１.5倍。W=1.5D;D=线径W=焊点的凹面宽度„2、线之高度以离开IC表面８――１０mil为宜。（如图）„3、线的拉力强度要大于5~10g以上。拉力的测试需要特定的设备，拉力的定义是在邦定好的线上施加一定的拉力时，焊点不不松动脱落的最大力，对于邦定线而言，在ICPAD上的拉力和在PCB上的拉力是不相等的。图中L=8~10mil镜检„镜检是指在邦定完成以后，在显微镜下对邦定的质量做目测，主要检查邦定线、焊点以及邦定线之间有没有短路。如有不良品，则进行修理补焊。确保进入下一工序的产品是良好的。OTP烧录„对需要烧录程序的OTPMCU的加工，在邦定完成以后，通过镜检测试，对没有问题的产品，就要进行OTP的烧录。对于不用烧录程序的IC,就不必要做这一步，而直接进行初步测试。测试„对于不同的产品，进行加电测试，检测产品的功能是否正常，这是对邦定和IC的电性能测试。„注意事项„1、已邦好的线不能碰触任何物体。„2、检测前检验工装是否处于正常状态。„3、加电检测前检验电压等参数是否正常。封胶„为保护邦定线和IC不在以后的搬运和生产过程中损坏，在IC的表面滴一层黑胶，称之为封胶。„胶分为冷胶和热胶两种。对于不同的胶，在封胶的过程是不一样的。他们的主要区别在于：„对于冷胶，一般在配胶时需添加稀释剂来调节胶体的流动性，调节封胶的高度。滴胶时PCB不用加热。„对于热胶，一般不要加稀释剂，而是用加热的方法来调节胶体的流动性。最好是将PCB预热到110℃。胶体的典型参数120~150100～200粘度（Pa.s,25℃）：0.25＜0.15膨胀系数：%155×10153.2×10体积电阻：ohm-cm17~1911～13抗拉强度kg/mm2147×10143.4×10表面电阻25℃ohm120~125℃220℃热变形温度100~115℃/90~60min150℃/20-30min固化条件冷胶热胶固化„将封好胶的产品放入烘箱，根据不同的胶体，调节烘箱的温度和烘烤的时间，将胶体烘干固化。封胶注意事项„1、胶体一般都要冷藏，所以取用时一定要到达室温后才可以使用。因为胶在常温下会有化学变化，每次按需取量。„2、封胶时注意碰线问题，封胶范围及厚度，不可露线。„3、封胶硬化条件要注意避免发生针孔、起泡、变色情形，急速硬化会产生气泡孔及造成拉力过大，严重时还会将线拉断。„4、使用的黑胶要采用黑色不透光，低离子含量，不易吸收水气的材质。„5、调和封胶的溶液须使用低离子含量，中性不具腐蚀性材质，胶与溶剂调和不可过稀。„6、封胶烘烤必须参照作业指导书，不可任意提高温度或缩短烘干时间，也不可用烘盘烘烤，也不得急速改变产品的温度。„7、封胶完的产品若要回流焊，烘烤时间应再加长。且回流焊的温度不应太高，低于235℃。胶后测试„胶后测试和胶前的测试的方法是一样的，但胶后测试的目的是为了检测在固化过程中是不是不良现象。不良品分析„不良的常见现象„1、IC粘在PCB板上时容易脱落。„2、邦定时线头粘不稳，ICPAD很容易脱落甚至PAD上不留任何痕迹，或整个PAD表面都被粘掉。„3、邦定完好，但测试COB功能不正常或工作电流大。„4、封胶后测试功能不全，不正常或无任何功能。„5、做成成品后测试工作不正常或工作不稳定。„6、邦定时ICPAD被打穿问题。1、IC粘在PCB板上时容易脱落„可能的原因„胶的粘性不够强。„烘烤温度或时间不够，导致胶不干。„IC背面粗糙度不够或有异物。„PCB表面氧化或有脏污。„解決的办法„改用粘性强的胶。„严格按照说明书规定的烘烤时间和温度作业。„要求代工厂加大打磨力度。„将PCB擦干净再上IC。2、打线时线头粘不稳ICPAD很容易脱落甚至PAD上不留任何痕迹，或整个PAD表面都被粘掉。„可能的原因„邦机的邦定压力，超音波能量以及压焊时间等参数设置不当。„ICPAD氧化或有油渍等异物。3、邦定OK，但测试产品功能不正常或工作电流大。„可能的原因„PCB布局有误，断线或短路。„测试架接线错误或接触不良。„邦定位置不在PAD中央，因偏离造成短路。„因邦定压力过大将ICPAD击穿而造成ICPAD上下层漏电。„机器漏电导致IC被静电击坏。„PCB变形或机台底盘不平，造成IC各PAD受力不均。„解决的办法„做好PCB布局工作以便严格控制好PCB的质量。„按照产品原理图仔细搭接好测试架。„定位时尽量使接触点位于ICPAD的正中间。„尽量减小邦定压力，具体情况见下面的案例分析。„邦定机一定要接地，要用有三相电源供电。„調整邦定机底盘.并确保PCB不变型。4、封胶后测试功能不全，不正常或无任何功能„可能的原因„胶的膨胀系数太大，在烘烤中将邦线拉断。„烘烤时因温度的骤变造成胶体膨胀或收缩厉害，将邦线拉断。„胶的纯度不够或烘烤时间和温度不合要求。„烤箱漏电造成IC损坏。„IC在粘贴时歪斜造成邦线角过大，封胶后邦线间短路。„邦定时PAD就已轻微损坏，受热后出现不良。„解決的方法„使用膨胀系数较小的胶。„烘烤时尽量使温度均匀变化，不要有突冷或突热的情况发生。„保证胶的纯度并按胶的说明书设定烘烤时间和温度。„保証烤箱外壳良好的接地性.„贴IC时尽量把IC放在金手指的正中央，不倾斜，不偏离。„调整邦定力度。5、做成成品后测试工作不正常或工作不稳定„可能的原因„外围元件不良造成功能不正常。„PCB布线时震荡器距离IC太远，震荡不稳定造成IC工作不正常。„解決的方法„使用质量可靠的元器件，以避免不必要的麻烦。„布线时使震荡器越靠近IC的震荡部分越好。故障现象„1、焊点超出IC的PAD„2、焊点有污渍„3、IC表面有异物„4、邦定线和IC的夾角过小„5、IC表面被割伤„6、特殊的断线。„7、沒有打上线„8、焊点剥落„9、邦定方向出现偏差Θ20°