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Chip On Board (COB)

Aujourd’hui la miniaturisation électronique est un des enjeux majeur des EMS. Depuis près de 50 ans éolane a développé son expertise afin d’accompagner ses clients dans leurs développements de produits afin de les rendre plus performants, or la fonction électronique des assemblages n’est plus l’élément exclusif de performance du système. En effet, les caractères mécaniques tels que l’encombrement, le poids, et la capacité d’intégration dans un boîtier dessiné aux usages prévus du produit, sont de plus en plus prépondérants et  la miniaturisation des dispositifs est aujourd’hui un axe important de performance des systèmes électroniques. 
Pour répondre à l’évolution de la demande, éolane possède 2 lignes COB sur son site d’Angers. La technologie Chip On Board (COB) est une technologie d’assemblage de puces led offrant plus de fonctions dans un volume limité par rapport à d’autres procédés. Les atouts de cette technologie sont variés : 

  • Augmentation des performances thermiques 
  • Réduction du poids, du volume et de la consommation
  • Amélioration de la performance des signaux 
  • Réduction des impédances parasites
  • Radiofréquence et hyperfréquence

Les spécificités de cette technologie

Photo de Wafers
Wafers

Les puces électroniques sont toutes réalisées à partir de silicium. D’abord sont fabriqué des cylindres de silicium qui sont ensuite découpés en disques appelés wafers. Le wafer est ensuite modifié à sa surface par des procédés chimiques et photographiques, et, après un certain nombre d’étapes de transformation, est obtenu un wafer recouvert de puces. Il est possible de mettre jusqu’à plusieurs milliers de puces sur un seul wafer.  
Ces puces sont très fragiles et très sensibles aux poussières et la lumière. Elles ne sont pas utilisables telles quelles. Il faut les retirer de leur support (le wafer) et les connecter vers le monde extérieur pour utiliser leurs fonctions. La manière la plus courante consiste à poser chaque puce sur un petit support, et relier la puce à des pattes pour permettre le contact avec l’extérieur. La puce est ensuite plongée dans de la matière isolante et protectrice afin d’obtenir un composant électronique classique, contenu dans un petit boitier.
Le COB utilise les mêmes puces au départ mais la technique d’assemblage est différente et plus complexe. Au lieu de mettre la puce nue et fragile dans un boitier plastique qui sera ensuite soudé sur une carte électronique, la même puce nue prise sur le wafer est directement posée sur la carte électronique, c’est pour cela que cette technologie s’appelle COB (Chip On Board) qui signifie « puce sur carte ». Sont ensuite réaliser les connexions entre la puce et la carte électronique (on parle alors de wire bonding). 

Photo salle blanche d'Angers
Salle blanche ISO 8, site d'éolane Angers

Cet assemblage complexe à maitriser doit être effectué en salle blanche (salle où le nombre de poussières par mètre cube d’air est contrôlé et limité). Il faut ensuite protéger la puce et ses fils de contact soit en recouvrant le tout d’un gel, soit en posant un couvercle par-dessus.
Les puces ainsi posées directement sur une carte prennent moins de place, elles résistent mieux aux vibrations et offrent de meilleures performances aux utilisateurs que les puces mises en boitier qui sont ensuite eux-mêmes posés sur une carte électronique.

Processus de fabrication

Grâce à des équipements industriels de haute précision et une expertise dans la réalisation des différentes techniques d’assemblage, éolane s’adapte toujours au plus près des besoins de ses clients. 

  • Die attach, processus de fixation des puces lorsque le produit nécessite l'intégration de plusieurs composants dans un seul ensemble ou sous-ensemble 
  • Soudure par refusion, processus de fixation des puces avec l’utilisation d’une pâte à souder qui, soumise à une chaleur contrôlée (à l’aide d’un four à refusion ou d’une lampe infrarouge) soude les joints 
    • fours à convection
    • aspirateur de convection
    • aspirateur à vapeur de phase
  • Rayons X
  • Nettoyeur 
    • HFE
    • Vigon A200
  • Wire Bonding 
    • Al / Au: (fil fin) de 17,5 à 60µm
    • AL: (fil lourd) de 100 à 600µ

Photo process ball bonding

  • Ball bonding Au: de 20 à 50 µm, processus de montage avec puce retournée (flip chip)
  • Sous-remplissage
  • Dam & fill (barrage et remplissage en français), processus consistant à créer une cavité à l’aide d’un barrage, cette technique permet de minimiser les contraintes exercées sur les liaisons par fil
  • Glop top, processus de montage final recouvrant individuellement les puces et ses liaisons filaires d'un moulage en plastique afin de leurs fournir une protection et de leurs permettre de résister dans des environnements sévères (poussière, matières organiques, corrosion, oxydation, chocs thermiques, ingénierie inverse…etc.)  
  • Scellage par induction, processus d'étanchéité parfaite participant à l’OEE (efficacité globale de l'équipement)