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℃。胶体的典型参数热胶冷胶固化条件150℃/20-30min100~115℃/90~60min热变形温度220℃120~125℃表面电阻25℃ohm143.4×10147×10抗拉强度kg/mm211～1317~19体积电阻：ohm-cm153.2×10155×10膨胀系数：%＜0.150.25粘度（Pa.s,25℃）：100～200120~150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°