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Chip On Board (COB)

Photo COBHeutzutage ist die elektronische Miniaturisierung eine der Hauptaufgaben für EMS-Dienstleister. Seit fast 50 Jahren gewährleistet éolane seine technologische und industrielle Souveränität, indem es seine Expertise in der Hochtechnologie-Elektronik entwickelt, um seine Kunden bei der Produktentwicklung zu unterstützen und ihre Leistungsfähigkeit zu steigern. Die elektronische Funktion von Baugruppen ist nicht mehr das einzige Leistungselement des Systems. Mechanische Eigenschaften wie Größe, Gewicht und Integrationsfähigkeit in ein Gehäuse, das den beabsichtigten Verwendungszwecken des Produkts entspricht, werden immer wichtiger. Die Miniaturisierung von Geräten ist heute ein wichtiger Faktor für die Leistung und Qualität von elektronischen Systemen.
Um den sich verändernden Anforderungen gerecht zu werden, verfügt éolane über 2 COB-Linien auf seinem Standort in Angers in der MITTEL Region. Die Chip-On-Board-Technologie (COB) ist eine Montagetechnologie für LED-Chips, die mehr Funktionen in einem begrenzten Volumen im Vergleich zu anderen Verfahren bietet. Die Vorteile dieser Technologie sind vielfältig:

  • Verbesserte thermische Leistung
  • Reduziertes Gewicht, Volumen und Stromverbrauch
  • Verbesserte Signalperformance
  • Reduzierung von parasitären Impedanzen
  • Radiofrequenz und Hochfrequenz

Die Besonderheiten dieser Technologie

Photo de Wafers
Wafers

Alle elektronischen Chips werden aus Silizium hergestellt. Zunächst werden Siliziumzylinder hergestellt, die dann in Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten werden. Der Wafer wird dann durch chemische und fotografische Verfahren an seiner Oberfläche modifiziert, und nach mehreren Umwandlungsschritten entsteht ein mit Chips beschichteter Wafer. Es können mehrere Tausend Chips auf einem einzigen Wafer platziert werden.
Diese Chips sind sehr empfindlich und empfindlich gegenüber Staub und Licht. Sie können nicht direkt verwendet werden. Sie müssen von ihrem Träger (dem Wafer) entfernt und mit der Außenwelt verbunden werden, um ihre Funktionen zu nutzen. Die gängigste Methode besteht darin, jeden Chip auf eine kleine Trägerplatte zu setzen und den Chip mit Anschlüssen zu verbinden, um den Kontakt mit der Außenwelt zu ermöglichen. Der Chip wird dann in isolierendes und schützendes Material eingebettet, um eine klassische elektronische Komponente in einem kleinen Gehäuse zu erhalten.

COB verwendet die gleichen Chips wie zuvor, aber die Montagetechnik ist anders und komplexer. Anstatt den nackten und empfindlichen Chip in ein Kunststoffgehäuse zu setzen, das dann auf einer Leiterplatte gelötet wird, wird der gleiche nackte Chip direkt auf die Leiterplatte gelegt. Deshalb heißt diese Technologie COB (Chip On Board), was "Chip auf Leiterplatte" bedeutet. Anschließend werden Verbindungen zwischen dem Chip und der Leiterplatte hergestellt (dies wird als Drahtbonding bezeichnet).

Photo salle blanche d'Angers
Reinraum ISO 8

Diese komplexe Montage, die beherrscht werden muss, muss in einem Reinraum durchgeführt werden, in dem die Anzahl der Partikel pro Kubikmeter Luft kontrolliert und begrenzt wird. Anschließend muss der Chip und seine Kontaktanschlüsse entweder mit einem Gel bedeckt oder mit einer Abdeckung versehen werden.
Die direkt auf einer Leiterplatte platzierten Chips benötigen weniger Platz, sind vibrationsresistenter und bieten den Benutzern bessere Leistung als Chips, die in Gehäuse eingesetzt werden, die dann wiederum auf einer Leiterplatte platziert werden.

Herstellungsprozess

Dank hochpräziser industrieller Ausrüstung und Fachkenntnissen in verschiedenen Montagetechniken passt sich éolane immer genau den Anforderungen seiner Kunden an.

  • Die attach, prozess zur Befestigung von Chips, wenn das Produkt die Integration mehrerer Komponenten zu einer einzelnen Einheit oder Untereinheit erfordert.
  • Reflow-Löten, prozess zur Befestigung von Chips mit Hilfe einer Lötpaste, die durch kontrollierte Wärme (mit Hilfe eines Reflow-Ofens oder einer Infrarotlampe) die Verbindungen lötet. 
    • Konvektionsöfen
    • Konvektionsabsaugung
    • Dampfabsaugung
  • Röntgen
  • Reiniger
    • HFE
    • Vigon A200
  • Wire Bonding 
    • Al / Au: (dünner Draht) von 17,5 bis 60µm
    • AL: (schwerer Draht) von 100 bis 600µ

Photo process ball bonding

  • Ball bonding Au: von 20 bis 50 µm, Montageprozess mit umgekehrtem Chip (Flip Chip)
  • Underfill
  • Dam & fill Prozess zur Erzeugung einer Hohlkammer mit Hilfe eines Damms, diese Technik ermöglicht die Minimierung der auf die Drahtverbindungen ausgeübten Spannungen
  • Glop top, abschließender Montageprozess, bei dem die Chips und ihre Drahtverbindungen einzeln mit einem Kunststoffgehäuse ummantelt werden, um ihnen Schutz und Widerstandsfähigkeit gegenüber anspruchsvollen Umgebungen (Staub, organische Substanzen, Korrosion, Oxidation, thermische Stöße, Reverse Engineering usw.) zu bieten.
  • Induktionsversiegelung, prozess der vollständigen Abdichtung, der zur Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) beiträgt.