COB倒装芯片封装工艺技术详细介绍

一、技术概述

COB（Chip on Board，板上芯片封装）是一种先进的LED封装技术，而倒装COB是将倒装芯片技术与COB封装技术相结合的创新工艺。倒装COB通过将LED芯片倒置直接焊接在基板表面，形成更直接的散热路径，有效解决LED散热问题，同时实现更小的点间距和更高的显示品质。

二、技术原理

倒装COB采用板上直装方式，通过将LED芯片倒置（电极朝下）焊接在基板表面，取代传统正装芯片的键合焊接工艺。这种结构设计使热流路径大大缩短，热阻显著降低，同时实现高密度互连。

倒装芯片技术的核心原理：

• 在芯片连接点制作凸块

• 将芯片翻转后使凸块直接与基板键合

• 取代传统打线互连方式

• 具有高密度互连、短信号路径和散热性能优势

三、工艺流程

倒装COB封装工艺流程包含以下核心环节：

1. 扩晶：采用扩张机将厂商提供的整张LED晶片薄膜均匀扩张，使紧密排列的LED晶粒拉开，便于后续处理。

2. 背胶：将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上，背上银浆，为芯片固定提供基础。

3. 刺晶：将LED晶片用刺晶笔精确刺在PCB印刷线路板上，实现芯片的初步定位。

4. 烘干：将刺好晶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置，使银浆固化。

5. 粘芯片：在PCB印刷线路板的指定位置点涂适量的红胶(或黑胶)，将芯片准确放置于胶上。

6. 邦定（打线）：采用铝丝焊线机将芯片与PCB板上对应的焊盘铝丝进行桥接，实现电气连接。

7. 前测：使用专用检测工具检测COB板，剔除不合格产品。

8. 点胶：采用点胶机将调配好的AB胶适量地点到邦定好的LED晶粒上，进行保护封装。

9. 固化：将封好胶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置，使胶体完全固化。

10. 后测：将封装好的PCB印刷线路板用专用检测工具进行电气性能测试，确保产品质量。

四、关键技术

1. 清洗环节：采用水基清洗剂，通过超声波与喷淋复合工艺，清除助焊剂残留。清洗后的表面粗糙度需控制在0.1μm以内，以保证邦定界面可靠性。

2. 倒装芯片结构：芯片电极朝下，无需传统键合工艺，简化了封装流程，提高了生产效率。

3. 热管理：通过缩短热流路径，使系统热阻显著降低。COB封装的系统热阻为：芯片-固晶胶-铝材，而传统SMD封装的系统热阻为：芯片-固晶胶-焊点-锡膏-铜箔-绝缘层-铝材。

五、技术优势

1. 散热性能优异：有源层更贴近基板，缩短了热源到基板的热流路径，具有较低的热阻，使LED具有业内领先的热流明维持率（95%）。

2. 光品质提升：颜色一致性好，视角大（可达140-170度），光斑均匀，亮度高，混色效果好。

3. 空间利用率高：优化器件空间利用率，降低封装成本约25%。

4. 集成化生产：集成化生产流程，适用于大规模制造。

5. 可靠性高：优越的可靠性，可提高产品寿命，降低产品维护成本。

6. 工艺简化：COB剔除了支架概念，无电镀、无回流焊、无贴片，工序减少1/3。

六、应用领域

倒装COB封装技术因其出色的性能，被广泛应用于多个对性能、体积或可靠性有高要求的领域：

• 高密度显示：是Mini/Micro LED显示器的关键封装技术。它能实现芯片级像素间距，带来高亮度、高对比度和高可靠性的显示效果，是超高清大屏的主流方案。

• 高端半导体：在高性能计算（HPC）、人工智能（AI）和服务器领域不可或缺。用于连接CPU/GPU核心与高带宽内存（HBM），以及实现3D芯片堆叠（如3D V-Cache），是提升算力密度的核心手段。

• 特殊要求领域：应用于智能卡（如SIM卡、银行卡），可制造更薄、更坚固的模块；在汽车电子和传感器中，满足高可靠性和耐候性需求。

1. LED显示屏：特别是小间距LED显示屏，如P1.5、P1.2、P0.9等规格，广泛应用于会议室、商超、展厅等场景。

2. 高端显示设备：如BOE MLED BYH V1 P1.25系列，采用全倒装芯片与表面覆膜结构，在可靠性与防护性方面表现出色，支持防尘、防潮、防划伤及IP65级防护要求。

3. 专业显示应用：满足高端场景对稳定性的严苛要求，通过优化大视角下的色彩均匀性，结合7680Hz超高刷新率与99.5% DCI-P3宽色域方案，提供更流畅、真实的视觉体验。

七、与传统封装技术对比

八、技术局限性

1. 设备要求高：需要专用焊接设备，设备投入成本较高。

2. 无法返修：封装后无法进行返修，影响生产效率。

3. 环境敏感度高：对生产环境要求更为严格，需要洁净的界面保证产品可靠性。

九、技术发展趋势

倒装芯片技术本身仍在快速演进，以支持更极致的电子系统：

• 互连技术微缩：焊料凸点的间距正在不断缩小，从数百微米向80微米甚至更小发展，以连接更复杂的芯片。混合键合等无凸点直接铜-铜键合技术正在成为前沿方向。

• 工艺持续优化：热压键合等新工艺被引入，以实现更精细间距的可靠连接。针对不同应用，也在开发更低成本、更高可靠性的底部填充材料和工艺。

• 集成度提升：倒装芯片是构建2.5D/3D先进封装（如CoWoS、HBM）的基础单元，通过硅通孔等技术在垂直方向堆叠，持续推动摩尔定律延伸。

1. 小间距LED：随着技术进步，COB倒装封装可实现更小的点间距（如P0.9以下）。

2. 高可靠性：通过优化表面黑化处理与百万级对比度设计，进一步提升显示品质。

3. 多功能集成：结合共阴技术，实现更低功耗（如320W/㎡）与更高显示对比度。

4. 环境适应性：支持IP65级防护要求，满足更广泛的应用场景。

倒装COB封装技术作为LED显示领域的先进技术，通过优化热管理、提升光学性能和简化工艺流程，正在推动LED显示屏向更高清晰度、更高可靠性、更小间距的方向发展，为高端显示应用提供更优质的解决方案。

倒装COB封装清洗- 锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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