一、 COB封裝關鍵工序及良率痛點
在討論治具之前,我們首先要明白COB流程中哪些環節容易導致良率問題:
固晶(Die Bonding):芯片放置位置精度(X, Y, θ)、膠水/銀漿厚度和均勻性、芯片破損。
焊線(Wire Bonding):焊點強度、線弧形狀、短路/斷路、金線損傷。
點膠/封裝(Dispensing/Encapsulation):膠體形狀、尺寸、氣泡、爬膠高度、污染焊盤。
測試(Testing):探針接觸可靠性、測試穩定性。
清潔與靜電防護(Cleaning & ESD Protection):污染物(塵埃、纖維)、靜電擊傷芯片。
二、 提升良率的關鍵治具及其功能
針對以上痛點,相應的治具解決方案如下:
1. PCB承載治具(Panel Carrier Jig)
功能:用于固定一整批PCB面板,在自動化設備上進行批量處理(如印刷、SPI、貼片、回流焊)。
提升良率的設計要點:
高精度定位孔:與設備軌道和攝像頭識別系統匹配,確保每次上料位置一致,減少校準時間和位置誤差。
平整性與剛性:使用合金或特殊工程塑料(如PEEK),確保在高溫過程(如回流焊)中不變形,避免因變形導致的焊接不良或芯片移位。
Thermal Match:材料的熱膨脹系數(CTE)應盡量與PCB匹配,防止熱脹冷縮過程中產生應力,導致芯片開裂或焊點失效。
真空吸附設計:治具底部設計真空吸附孔,將PCB牢牢吸附在治具上,防止在高速移動中移位。
2. 點膠/封裝治具(Dispensing/Encapsulation Jig)
功能:在點熒光膠或封裝膠時,控制膠水的形狀和范圍,防止膠水污染周邊區域(特別是金手指和焊盤)。
提升良率的設計要點:
型腔設計(Mold Cavity):治具上開出與理想膠體形狀完全一致的型腔,膠水被限制在型腔內流動,保證每次點膠的形狀和體積高度一致。
避讓結構:避讓已焊好的金線、芯片邊緣和不需要涂膠的區域。
表面處理:治具內腔表面進行特氟龍(Teflon)等防粘處理,便于脫模,減少膠體殘留和拉絲。
密封性:與PCB接觸的邊緣需要有良好的密封性,防止膠水溢出。通常使用耐高溫硅膠條或精密加工的金屬邊緣。
3. 焊線保護與輔助治具(Wire Bonding Protection Jig)
功能:在焊線過程中,保護已焊好的金線,并為焊頭(Capillary)提供穩定的作業環境。
提升良率的設計要點:
金線避讓槽:治具上設計凹陷的通道,讓已經打好的金線可以“躺”在槽內,避免后續操作(如點膠、搬運)中碰傷或壓斷金線。
局部壓板:只壓住芯片和PCB的關鍵部位,暴露需要焊線的區域,同時避免治具本身干擾焊頭的運動軌跡。
靜電消散(ESD)材料:治具材料應使用ESD-safe材料,防止積累靜電荷擊傷敏感的芯片。
4. 測試治具(Test Socket / Probe Jig)
