邦定技能培訓(xùn)(理論部分)

1、高華制造部邦定技能培訓(xùn)教程n什么是什么是COB技術(shù)技術(shù)?COB(Chip On Board)技術(shù)就是將未經(jīng)封裝的IC芯片直接組合到PCB上的技術(shù)。由于生產(chǎn)過(guò)程中使用的是沒(méi)有封裝IC芯片，因此對(duì)IC的保存、包裝、PCB以及加工過(guò)程中的環(huán)境條件都有一定要求。nCOB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):nOB組裝技術(shù)具有低成本，高密度，小尺寸及自動(dòng)化的生產(chǎn)特點(diǎn)，使得采用COB技術(shù)加工的電子產(chǎn)品具有輕，薄，短，小的特點(diǎn)。nCOB技術(shù)的缺點(diǎn):n由于IC體積小，本身對(duì)于加工過(guò)程的專業(yè)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廠 ，較少具備IC專業(yè)包裝廠的無(wú)塵作業(yè)環(huán)境，其技術(shù)來(lái)自經(jīng)驗(yàn)，缺乏工作規(guī)范和品管規(guī)范等，因

2、此導(dǎo)致品質(zhì)差距懸殊、生產(chǎn)不良率難于控制、對(duì)產(chǎn)品可靠度也會(huì)造成重大影響。COB生產(chǎn)流程IC進(jìn)貨IC檢測(cè)清洗PCB粘IC點(diǎn)膠烘烤鏡檢邦定OTP燒錄封膠測(cè)試QC檢驗(yàn)入庫(kù)IC進(jìn)貨及儲(chǔ)存nIC進(jìn)貨時(shí)真空包裝應(yīng)是完整的，不得有破損。n存儲(chǔ)環(huán)境溫度應(yīng)控制在22濕度控制在相對(duì)濕度4510% RH。 n存儲(chǔ)環(huán)境與作業(yè)環(huán)境須一致，以免溫差造成結(jié)露存儲(chǔ)環(huán)境與作業(yè)環(huán)境須一致，以免溫差造成結(jié)露現(xiàn)象。現(xiàn)象。 n要較長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，最好放置于封閉性氮?dú)夤裰小?n使用抗靜電材料包裝，以防范靜電破壞。IC檢驗(yàn)n1、檢驗(yàn)的目的:n發(fā)現(xiàn)來(lái)料IC中外觀上的不良。n有利于和IC的供應(yīng)商責(zé)任分割。n2、檢驗(yàn)的方法n通過(guò)50倍放大鏡對(duì)來(lái)料IC

3、進(jìn)行抽檢，對(duì)IC的型號(hào)和外觀進(jìn)行確認(rèn)。檢驗(yàn)的結(jié)果n1、對(duì)IC型號(hào)不符的拒絕接收。n2、 IC PAD上無(wú)測(cè)試點(diǎn)拒收，須有半數(shù)以上的 PAD有測(cè)試點(diǎn)方可接收。 n3、 PAD表面顏色不一樣或發(fā)黑拒收。 n4、表面有刮傷痕跡的拒收。 清洗PCB作用n去除PCB及金手指表面的污漬及氧化物。方法n用橡皮擦拭相應(yīng)表面，最后用防靜電刷子刷掉表面的殘留物。 點(diǎn)膠作用在PCB板上IC的位置點(diǎn)上膠，用來(lái)粘接IC。方法帶好靜電手環(huán)，手持膠筒，將膠點(diǎn)在需要的位置上。注意事項(xiàng)n膠有導(dǎo)電銀膠、缺氧膠和紅膠之分，要根據(jù)需要選擇合適的膠。 n膠量應(yīng)合適，避免過(guò)多或過(guò)少。粘ICn方法n確認(rèn)IC的粘接方向，用防靜電吸筆吸取一片

4、IC，輕輕放在已點(diǎn)好膠的PCB上，盡量一次放正，然后用吸筆頭輕壓IC，使之粘接牢固。 烘烤n目的n烘烤的目的是要將前一道的工序中的膠烘干，使得IC在PCB上粘牢，以確保下一道工序中IC在邦定過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。n注意事項(xiàng)n對(duì)于不同的膠，需要的烘烤時(shí)間和溫度是不一樣的。n各種膠的烘烤時(shí)間和溫度的參考值如下：n 膠型 溫度 時(shí)間n 缺氧膠 90 10minn 銀 膠 120 90minn 紅 膠 120 30min 邦定（BOND）n邦定是借助邦定機(jī)，用鋁線或金線將IC的PAD和PCB上對(duì)應(yīng)的金手指連接起來(lái)，以完成電氣的連接。n邦定是COB技術(shù)中最為重要的一個(gè)工序，在這一道工序中，所用的幫定機(jī)型號(hào)、邦

5、機(jī)的參數(shù)設(shè)定、線的型號(hào)和材質(zhì)、線徑的大小、線的硬度都會(huì)對(duì)最后產(chǎn)品的品質(zhì)和可靠性產(chǎn)生很重要的影響。也是產(chǎn)生不良品的主要工序。以下做簡(jiǎn)單的討論：邦定參數(shù)的設(shè)定邦定參數(shù)的設(shè)定n通常我們最關(guān)注的邦定參數(shù)有：n邦定的功率，這是指邦定時(shí)超聲波的功率。n邦定的時(shí)間，指的是超聲波作用的時(shí)間。n邦定的壓力，指的是鋼嘴在邦定點(diǎn)上的壓力。n以上的參數(shù)設(shè)定會(huì)直接影響邦定焊點(diǎn)的質(zhì)量，要根據(jù)不同的IC做不同的設(shè)定，參數(shù)設(shè)定是不是合理，可以通過(guò)焊點(diǎn)的大小和焊點(diǎn)可以承受拉力來(lái)判定。n線的選擇n線根據(jù)線徑的大小可以有粗線和細(xì)線之分，粗線的線徑是1.25mil。而細(xì)線的線徑是1.0mil。要根據(jù)IC的PAD大小選擇線徑。n線根據(jù)

6、硬度的不同分為硬線和軟線，由于線在邦定過(guò)程中會(huì)有一個(gè)弧度出現(xiàn)，不同硬度的線要求焊點(diǎn)能承受的拉力不一樣，而拉力又受到IC PAD和線徑的限制。邦定線的說(shuō)明n根據(jù)線的材質(zhì)不同可以分為金線和鋁線，在通常的COB生產(chǎn)中使用的都是鋁線，金線通常應(yīng)用在CMOS器件中，如IC內(nèi)部的連接線和CMOS管中的連接線。n邦定注意事項(xiàng)n1、要根據(jù)IC厚度及封膠高度的要求，選擇邦定方式。n2、鋁線也要根據(jù)邦定及IC焊墊金屬的性質(zhì)加以選擇，特別注意伸張度，因?yàn)樗鼤?huì)影響焊點(diǎn)附著品質(zhì)（表現(xiàn)為拉力和連接的可靠性）。n3、邦定要隨時(shí)注意邦定機(jī)的情況并作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。如：壓力、對(duì)準(zhǔn)、時(shí)間、超音波能量等。n4、注意鋁線與鋁線、鋁線與I

7、C之間以及垂直距離、短路等問(wèn)題。 n5、PCB的清潔度也是影響邦定合格率的重要因素。n6、PCB邦定的金手指的寬度以及鍍金層的厚度對(duì)Bonding的品質(zhì)和可靠都有影響。 焊點(diǎn)判定的依據(jù)n在以上的說(shuō)明中，邦定參數(shù)的選擇和線的選擇都與 邦定的焊點(diǎn)有關(guān)，那么，如何判定焊點(diǎn)的好壞呢？邦定良好的焊點(diǎn)應(yīng)具有如下的特點(diǎn)：n1、線尾凹面的寬度最好達(dá)到線徑的.5倍。W=1.5D ;D=線徑 W=焊點(diǎn)的凹面寬度n2、線之高度以離開IC表面mil為宜。（如圖）n3、線的拉力強(qiáng)度要大于510g以上。拉力的測(cè)試需要特定的設(shè)備，拉力的定義是在邦定好的線上施加一定的拉力時(shí)，焊點(diǎn)不不松動(dòng)脫落的最大力，對(duì)于邦定線而言，在 IC

8、 PAD上的拉力和在PCB上的拉力是不相等的。圖中L=810mil鏡檢n鏡檢是指在邦定完成以后，在顯微鏡下對(duì)邦定的質(zhì)量做目測(cè)，主要檢查邦定線、焊點(diǎn)以及邦定線之間有沒(méi)有短路。如有不良品，則進(jìn)行修理補(bǔ)焊。確保進(jìn)入下一工序的產(chǎn)品是良好的。OTP燒錄n對(duì)需要燒錄程序的OTP MCU的加工，在邦定完成以后，通過(guò)鏡檢測(cè)試，對(duì)沒(méi)有問(wèn)題的產(chǎn)品，就要進(jìn)行OTP的燒錄。對(duì)于不用燒錄程序的IC,就不必要做這一步，而直接進(jìn)行初步測(cè)試。測(cè)試n對(duì)于不同的產(chǎn)品，進(jìn)行加電測(cè)試，檢測(cè)產(chǎn)品的功能是否正常，這是對(duì)邦定和IC的電性能測(cè)試。n注意事項(xiàng)n1、已邦好的線不能碰觸任何物體。n2、檢測(cè)前檢驗(yàn)工裝是否處于正常狀態(tài)。n3、 加電檢

9、測(cè)前檢驗(yàn)電壓等參數(shù)是否正常。封膠n為保護(hù)邦定線和IC不在以后的搬運(yùn)和生產(chǎn)過(guò)程中損壞，在IC的表面滴一層黑膠，稱之為封膠。n膠分為冷膠和熱膠兩種。對(duì)于不同的膠，在封膠的過(guò)程是不一樣的。他們的主要區(qū)別在于：n對(duì)于冷膠，一般在配膠時(shí)需添加稀釋劑來(lái)調(diào)節(jié)膠體的流動(dòng)性，調(diào)節(jié)封膠的高度。滴膠時(shí)PCB不用加熱。n對(duì)于熱膠，一般不要加稀釋劑，而是用加熱的方法來(lái)調(diào)節(jié)膠體的流動(dòng)性。最好是將PCB預(yù)熱到110 。膠體的典型參數(shù)膠體的典型參數(shù)熱膠冷膠固化條件150/20-30min100115/9060min 熱變形溫度220120125 表面電阻 25ohm 14 3.410 14710抗拉強(qiáng)度 kg/mm21113

10、 1719 體積電阻：ohm-cm 153.210 15510膨脹系數(shù)： %0.150.25 粘度（Pa.s,25 ）：100200120150固化n將封好膠的產(chǎn)品放入烘箱，根據(jù)不同的膠體，調(diào)節(jié)烘箱的溫度和烘烤的時(shí)間，將膠體烘干固化。封膠注意事項(xiàng)n1、膠體一般都要冷藏，所以取用時(shí)一定要到達(dá)室溫后才可以使用。因?yàn)槟z在常溫下會(huì)有化學(xué)變化，每次按需取量。n2、封膠時(shí)注意碰線問(wèn)題，封膠范圍及厚度，不可露線。n3、封膠硬化條件要注意避免發(fā)生針孔、起泡、變色情形，急速硬化會(huì)產(chǎn)生氣泡孔及造成拉力過(guò)大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)將線拉斷。 n4、使用的黑膠要采用黑色不透光，低離子含量，不易吸收水氣的材質(zhì)。n5、調(diào)和封膠的溶液

11、須使用低離子含量，中性不具腐蝕性材質(zhì)，膠與溶劑調(diào)和不可過(guò)稀。n6、封膠烘烤必須參照作業(yè)指導(dǎo)書，不可任意提高溫度或縮短烘干時(shí)間，也不可用烘盤烘烤，也不得急速改變產(chǎn)品的溫度。n7、封膠完的產(chǎn)品若要回流焊，烘烤時(shí)間應(yīng)再加長(zhǎng)。且回流焊的溫度不應(yīng)太高，低于235。膠后測(cè)試n膠后測(cè)試和膠前的測(cè)試的方法是一樣的，但膠后測(cè)試的目的是為了檢測(cè)在固化過(guò)程中是不是不良現(xiàn)象。不良品分析n不良的常見現(xiàn)象n1、IC粘在PCB板上時(shí)容易脫落。n2、邦定時(shí)線頭粘不穩(wěn)，IC PAD很容易脫落甚至PAD上不留任何痕跡，或整個(gè)PAD表面都被粘掉。 n3、邦定完好，但測(cè)試COB功能不正?；蚬ぷ麟娏鞔?。n4、封膠后測(cè)試功能不全，不正常

12、或無(wú)任何功能。 n5、做成成品后測(cè)試工作不正?；蚬ぷ鞑环€(wěn)定。 n6、邦定時(shí)IC PAD被打穿問(wèn)題 。1、IC粘在PCB板上時(shí)容易脫落n可能的原因可能的原因n膠的粘性不夠強(qiáng)。n烘烤溫度或時(shí)間不夠，導(dǎo)致膠不干。nIC背面粗糙度不夠或有異物。nPCB表面氧化或有臟污。n解決的辦法解決的辦法n改用粘性強(qiáng)的膠。n嚴(yán)格按照說(shuō)明書規(guī)定的烘烤時(shí)間和溫度作業(yè)。 n要求代工廠加大打磨力度。n將PCB擦干凈再上IC。 2、打線時(shí)線頭粘不穩(wěn)IC PAD很容易脫落甚至PAD上不留任何痕跡，或整個(gè)PAD表面都被粘掉。n可能的原因可能的原因n邦機(jī)的邦定壓力，超音波能量以及壓焊時(shí)間等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。n IC PAD氧化或有油漬

13、等異物。3、邦定OK，但測(cè)試產(chǎn)品功能不正常或工作電流大。n可能的原因可能的原因nPCB 布局有誤，斷線或短路。n測(cè)試架接線錯(cuò)誤或接觸不良。n邦定位置不在PAD中央，因偏離造成短路。n因邦定壓力過(guò)大將IC PAD擊穿而造成IC PAD上下層漏電。n機(jī)器漏電導(dǎo)致IC被靜電擊壞。nPCB變形或機(jī)臺(tái)底盤不平，造成IC各PAD受力不均。n解決的辦法解決的辦法n做好PCB 布局工作以便嚴(yán)格控制好PCB的質(zhì)量。n按照產(chǎn)品原理圖仔細(xì)搭接好測(cè)試架。n定位時(shí)盡量使接觸點(diǎn)位于IC PAD的正中間。n盡量減小邦定壓力，具體情況見下面的案例分析。n邦定機(jī)一定要接地，要用有三相電源供電。n調(diào)整邦定機(jī)底盤.并確保PCB不變型。4、封膠后測(cè)試功能不全，不正?；驘o(wú)任何功能n可能的原因可能的原因n膠的膨脹系數(shù)太大，在烘烤中將邦線拉斷。n烘烤時(shí)因溫度的驟變?cè)斐赡z體膨脹或收縮厲害，將邦線拉斷。n膠的純度不夠或烘烤時(shí)間和溫度不合要求。n烤箱漏電造成IC損壞。nIC在粘貼時(shí)歪斜造成邦線角過(guò)大，封膠后邦線間短路。n邦定時(shí)PAD就已輕微損壞，受熱后出現(xiàn)不良。n解決的方法解決的方法n使用膨脹系數(shù)較小的膠。n烘烤時(shí)盡量使溫度均勻變化，不要有突冷或突熱的情況發(fā)生。n保證膠的純度并按膠的說(shuō)明書設(shè)定烘烤時(shí)間和溫度。n保証烤箱外殼良好的接地性.n貼IC時(shí)盡量把IC放在金手指的正中央，不傾斜，不偏離。n調(diào)整邦定力度。5、做成成品后測(cè)試工作