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COB 是什麼:Chip On Board 的製程流程、和 IC 封裝的差別、和 SMT 的先後,從認識到評估要不要用的 5 個階段

COB 是什麼:Chip On Board 的製程流程、和 IC 封裝的差別、和 SMT 的先後,從認識到評估要不要用的 5 個階段

COB(Chip On Board,板上晶片)是把沒有封裝的裸晶直接黏在電路板上,用打線連到板上的焊墊,再用封膠把晶片和線蓋起來。一篇研討會論文寫,COB 是裸晶市場裡成熟、較大的一塊,製程分成固晶、打線、封膠三個基本步驟;和 SMT 零件放在同一塊板子時,原則上先做哪一邊都可以,但一般先做 SMT 的流程比較單純,尤其 COB 有好的清潔步驟時,並建議用電漿清洗等步驟準備接合面。同一家電路板製造與組裝廠的兩篇文章寫,COB 少了封裝那一層,通常更小、更薄,但裸晶比較脆弱、怕汙染,打線封膠以後也不能像封裝零件那樣拆下重焊;要不要用,要把占板面積、成本、重工、環境保護、設計複雜度與開發時程一起看。 本文談的是 COB 是什麼、製程怎麼走、和 SMT 怎麼排先後;打線機與點膠機的參數怎麼調、覆晶(Flip Chip)與底部填充的細節,不在範圍內。分成 5 個階段:

  • 階段①|先認識 COB: 是什麼、從哪裡來、和覆晶差在哪。
  • 階段②|和 IC 封裝差在哪: 連接方式、保護、外形、散熱、拿取、成本與重工。
  • 階段③|製程:固晶、打線、封膠: 三個步驟各要注意什麼。
  • 階段④|和 SMT 的先後與清潔: 先做哪一邊、為什麼打線前要清潔、裸晶怎麼拿。
  • 階段⑤|檢查,以及評估要不要用 COB: 目視檢查,和五個要一起看的因素。

下面每個階段寫:怎麼做、公開資料怎麼說,有對應時再寫嘉鴻能幫的;來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況,仍需視個案而定。

① 認識 COB 裸晶 直接黏在電路板上 打線 用細線連到板上焊墊 封膠 蓋住晶片和線 要有:知道 COB 是什麼 ② 和封裝比 外形 通常更小、更薄 散熱 很多設計裡熱更直接散 重工 封膠後不能拆下重焊 要有:知道差在哪 ③ 三個步驟 固晶 上膠、放晶片、固化 打線 金線或鋁線 封膠 點膠或轉注成型 要有:晶片連好、保護好 ④ 和 SMT 先後 先後都可,一般先 SMT 清潔 打線前接合面要乾淨 拿取 裸晶脆弱、怕汙染 要有:打線良率穩 ⑤ 檢查評估 檢查 目視檢查是關鍵 因素 面積、成本、重工等五項 一起看 沒有單一因素能決定 要有:決定用不用 COB 示意圖
圖 1 COB 的五個階段:認識 COB、和封裝比、三個步驟、和 SMT 的先後、檢查與評估(示意圖)

階段①:先認識 COB

怎麼做:

  • 先弄清楚 COB 指的是什麼:把要打線的裸晶直接裝在電路板上,叫做 COB,是裸晶市場裡成熟、較大的一塊;它有四個特徵:裸晶裝在基板或電路板上、用導電或不導電的環氧樹脂固定、用打線做電氣連接、用一層保護殼(封膠)蓋住(來源 1)。
  • 裸晶和封裝裡的晶片是同一種:晶片產品裡容易取得的是裸晶,和多數單顆封裝裡用的晶片相同,在封裝裡,它們是打線到導線架或基板上(來源 1)。
  • 少了封裝那一步:一般 SMT(Surface Mount Technology,表面黏著技術)用的零件,是晶片廠先把晶片封在有引腳或錫球的保護殼裡,再焊到電路板上;COB 把這一步拿掉,裸晶直接黏到板上、連線,再就地封膠(來源 3)。
  • 常見的樣子:封膠常是黑色的環氧樹脂,堆成一個圓頂或小黑點,COB 模組有時從這個圓頂或小黑點被認出來(來源 3)。
  • 「1.5 級封裝」:COB 把零件封裝和板子組裝合成一道製程,業界有時把它叫做介於晶片級封裝與板級組裝之間的「1.5 級封裝」(來源 3)。
  • COB 有時專指 COB LED:「COB」有時被拿來泛稱 COB LED 模組,那是用這種方法做的一種照明產品;本文和來源 3 一樣,談的是組裝方法。
  • 裸晶直接裝在基板上不是新東西:裸晶直接裝在多晶片基板上,1960 年代就開始用,航太的混合模組是早期的例子;1990 年代中期 BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)與晶片尺寸封裝出現後,業界開始大舉轉向面陣列的封裝(來源 1)。
  • COB 和覆晶的分別:沒有外殼的裸晶有兩種裝法:COB 是晶片正面朝上、用打線連到板子;覆晶是在晶片焊墊上做凸塊、把晶片翻過來正面朝下接到板子上,不需要打線與固晶膠(來源 2)。

公開資料怎麼說: 一篇放在 IPC 技術資源庫的研討會論文(檔案標 2003 年 9 月製作;作者來自一個裸晶產品的業者聯盟)寫:裸晶直接裝在多晶片基板上,從 1960 年代就在用,航太的混合模組是早期的例子,技術穩定發展到 1990 年代中期,BGA 與晶片尺寸封裝出現後,業界開始大舉轉向面陣列封裝;晶片產品裡容易取得的是裸晶,和多數單顆封裝裡用的晶片相同;把打線的晶片直接裝在電路板上叫 COB,是裸晶市場裡成熟、較大的一塊;COB 的特徵是裸晶裝在基板或電路板上、以導電或不導電的環氧樹脂固定、以打線連接、以保護殼封住。一個電子組裝產業網站上的設計專欄(2004 年 6 月;作者是一家 IC 封裝技術公司的應用工程師)寫:為了縮小產品,不少公司在 SMT 設計裡用了沒有外殼的裸晶,裝法有 COB 與覆晶兩種;COB 的晶片正面朝上,以金線打線連到基板;覆晶不需要打線與固晶膠,晶片焊墊上先做好凸塊。一家電路板製造與組裝廠的部落格文章(頁面標 2026 年 7 月 10 日更新;這家廠提供 COB 組裝服務)寫:COB 是把裸晶直接裝到基板(通常是電路板)上,不先封進塑膠或陶瓷封裝,連好線後用封膠保護,常見的是黑色環氧樹脂的圓頂;省掉封裝這一步,COB 常被說成晶片級的組裝方法,和放置封裝好零件的 SMT 不同;業界有時叫它「1.5 級封裝」;「COB」有時被拿來泛稱 COB LED 模組(備註表 1)。

階段②:和 IC 封裝差在哪

怎麼做:

  • 連接方式不同:COB 用打線,封裝零件用焊錫(引腳或錫球)(來源 3)。
  • 保護什麼時候加:封裝零件的保護,出廠前就做在封裝裡;COB 的保護,是組裝後才上的封膠(來源 3)。
  • 外形:沒有獨立的封裝本體,COB 模組通常更小、更薄(來源 3);裝上去的面積接近晶片本身(來源 4)。
  • 散熱:晶片和基板之間沒有封裝材料,在很多設計裡,熱可以更直接散出去(來源 3)。
  • 多顆晶片可以靠得很近:有時可以把多顆晶片放在同一片基板上、彼此靠近,做成小型的多晶片模組(來源 3)。
  • 拿取比較敏感:裸晶比封裝零件脆弱,也更怕汙染,要在受控的條件下拿取(來源 3)。
  • 成本要算,不要先假設:裸晶的單價常比封裝好的便宜,省了封裝基板、導線架與模封;但 COB 要打線設備、固晶材料與封膠點膠,這些步驟有自己的設備與設定成本;量少到中量時,固定成本可能抵掉裸晶省下的錢,量大時每片省下的封裝費用往往會累積;要用實際的晶片成本、目標產量與製程費用算過,不要先假設 COB 一定比較便宜(來源 4)。
  • 重工:打線、封膠以後,晶片不能像封裝零件那樣拆下來重焊;晶片壞了,通常那個位置的組件就報廢(來源 4)。
COB:裸晶直接做在板上 電路板 裸晶 封膠 打線 板上焊墊 固晶膠 晶片焊墊 封裝零件:先封好,再焊到板上 電路板 封裝(殼) 殼裡的晶片 引腳 焊錫 示意圖,依來源一、三;比例不照實際
圖 2 COB 與封裝零件的剖面:COB 是裸晶黏在板上、打線、再封膠;封裝零件是晶片先封在殼裡、再用焊錫焊到板上(示意圖,依來源 1、3)

公開資料怎麼說: 前面那篇部落格文章寫:一般 SMT 是晶片廠先把晶片封在有引腳或錫球的保護殼裡,再焊到電路板上,封裝提供保護、統一焊墊外形、讓拿取簡單;COB 把這一步拿掉,裸晶直接黏到板上、連線、封膠。COB 模組通常更小更薄,熱在很多設計裡可以更直接散出,裸晶比封裝零件脆弱、怕汙染,要在受控的條件下拿取,多顆晶片有時可以靠近放在同一片基板上;文章的對照表把兩者分成晶片狀態、連接方式、保護、外形、拿取敏感度五項比較。同一家廠的另一篇部落格文章(頁面標 2026 年 7 月 28 日更新)寫:COB 去掉晶片與板子之間的封裝層,裝上去的面積接近晶片本身;裸晶常比封裝好的便宜,但打線設備、固晶材料與封膠點膠有自己的設備與設定成本,量少到中量時可能抵掉省下的,量大時封裝的節省往往會累積,要用實際數字算,不要假設 COB 本來就比較便宜;晶片打線並以封膠蓋住後,就不能像封裝零件那樣拆下重焊,壞的晶片通常讓那個位置的組件報廢(備註表 2)。

階段③:製程:固晶、打線、封膠

怎麼做:

  • 三個基本步驟:固晶(把晶片黏到基板)、打線(把晶片的焊墊連到基板的線路)、封膠(保護晶片與線)(來源 1、3)。
  • 固晶:上膠、放晶片、固化:固晶讓晶片牢牢固定在基板上,要先上膠、再精準放晶片,然後讓膠固化(來源 1);依用的膠,也可能同時提供電或熱的連接(來源 3)。
  • 固晶膠要什麼:附著力高、導熱與導電好、製程溫度可以接受;常見的是含銀的環氧樹脂,也有銀玻璃膏與液態焊料,多用在高功率的應用(來源 1);固晶膠也不能損害板面線路的機械完整性,也不能影響它蓋住的電信號(來源 2)。幾種固晶材料的長處與限制,見備註表 3。
  • 上膠的方式:依晶片大小,可以點膠、鋼板印刷或針轉印,點膠常用(膜狀的膠除外);點膠的圖形依晶片大小與形狀而定,但都要讓膠層沒有空洞(來源 1)。
  • 放晶片:要準、方向要對、要平;放進膠裡時要施壓,確保附著,也決定膠層厚度;放的方向與精度,會直接影響打線的長度和晶片周圍要留的淨空與間距;後面如果還有底部填充等步驟,放晶片時就要先考慮(來源 1)。
  • 放晶片的流程:用基準點辨識基板、取晶片、影像與角度校正、放下;晶片可以用晶圓、華夫盒(Waffle Pack)或捲帶供料,怎麼選看前段製程、晶圓良率、晶片大小與分類需求(來源 1)。
  • 打線:打線機把細線(常見是鋁線或金線)焊在晶片的每個焊墊和基板上對應的焊墊之間(來源 1);來源 2 描述的是連到基板上鍍金的焊墊。
  • 金線球焊與鋁線楔焊:現在多數 IC 的連線用金線熱超音波球焊,它需要的溫度比熱壓焊低,可以用在塑膠、積層板與較敏感的晶片上;鋁線超音波楔焊在室溫進行,主要把鋁線焊到金或鋁的焊墊上(來源 1);兩種的長處與限制,見備註表 3。
  • 封膠:封膠保護晶片和線,避免在拿取與後續製程時受損,方式有液態點膠與轉注成型,看應用而定;較大的模組、裝在大型混合技術基板上的晶片,通常用液態封膠(來源 1);常見的是環氧樹脂膠點(Glob Top),擋住水氣、灰塵與碰觸(來源 3);也可以用噴或浸的保形塗層蓋住所有零件,或在組裝後蓋上預先成型的蓋子(來源 2)。
  • 封膠材料要什麼:透濕低、能擋住游離離子、能擋紫外線、可見光與 α 粒子,機械、電氣與物理性質要好,介電常數要低、導熱要好;要依應用與使用條件來選(來源 1)。

公開資料怎麼說: 前面那篇研討會論文寫:COB 組裝有三個基本步驟:固晶、打線、封膠;固晶要上膠、精準放晶片、再固化;打線機把細線(通常是鋁或金)焊在晶片焊墊與基板焊墊之間,兩端焊墊都要乾淨,焊點才牢、良率才高;封膠保護晶片與線,在某些系統級封裝的應用裡也當作打標記的表面,方式是液態點膠或轉注成型;固晶膠要附著力高、導熱導電好、製程溫度可接受,常見的是含銀的環氧樹脂,高功率常用銀玻璃膏與液態焊料;上膠以點膠常用,膠層要沒有空洞;放晶片要準、方向對、平整,放進膠裡時要施壓,確保附著,也決定膠層厚度;晶片可用晶圓、華夫盒或捲帶供料;現在多數 IC 用金線熱超音波球焊,鋁線超音波楔焊在室溫進行;較大的模組通常用液態封膠,封膠材料要透濕低、擋游離離子、介電常數低、導熱好。前面那個設計專欄寫:固晶膠不能損害板面線路的機械完整性,也不能影響它蓋住的電信號;晶片焊墊以很細的金線或鋁線連到基板上鍍金的焊墊;打線後,晶片與焊點區通常以封膠或保形塗層保護,封膠用點膠,保形塗層用噴或浸,也可以在組裝後蓋上預先成型的蓋子。前面那篇部落格文章把封膠寫成常見的環氧樹脂膠點,用來擋水氣、灰塵與碰觸(備註表 3)。

階段④:和 SMT 的先後與清潔

怎麼做:

  • 先決定先做 SMT 還是 COB:同一塊板子上有 COB 和 SMT 零件時,製程順序可能很關鍵;原則上 COB 可以在 SMT 之前或之後做,但一般先做 SMT 的流程比較單純,尤其 COB 有好的清潔步驟時(來源 1)。
  • 打線前要清潔接合面:建議用電漿清洗之類的步驟準備接合面(來源 1);固晶與打線之前要先清潔那個區域,常見的是電漿清洗,讓固晶與打線的介面可靠(來源 2)。
  • 為什麼要清潔:接合時表面不乾淨,打線的良率會低、可靠度會差;多數打線問題是有機汙染造成的,可以用氧或氬的電漿,或比較簡單的紫外線臭氧清除;有些汙染和焊墊化學結合,要在晶圓階段處理(來源 1)。
  • 很薄的汙染也有影響:論文引的一份研究發現,幾埃(Å)厚的碳膜就會影響打線,清乾淨的金面(碳少於 1 Å)在 150 °C 就能可靠地打線,論文寫這對熱超音波打線是偏低的溫度(來源 1)。
  • 裸晶要小心拿:裸晶比封裝零件脆弱,也更怕汙染,要在受控的條件下拿取(來源 3)。
  • 板上的空間要先留:晶片放的方向與精度會影響打線長度與淨空(來源 1);COB 有焊墊佈局、打線線弧高度與淨空、封膠點膠圖形等規則,是一般封裝零件的佈局不需要的(來源 4)。

公開資料怎麼說: 前面那篇研討會論文寫:COB 和 SMT 零件放在同一片基板時,組裝順序的設計可能很關鍵;原則上 COB 可在 SMT 之前或之後,但一般先做 SMT 流程較單純,特別是 COB 有好的清潔製程時;建議用電漿清洗等步驟準備接合面;接合時表面不乾淨,打線的良率低、可靠度差;過去很少有專為打線設計的清潔步驟,高可靠度的混合電路業先開始在打線前做分子級的清潔;有些汙染和焊墊化學結合,要在晶圓階段清;多數打線問題是有機汙染,可以用氧或氬電漿,或較簡單的紫外線臭氧,在封裝階段去除;論文引的一份研究發現幾埃厚的碳膜就會影響打線,論文也附了電漿清洗與沒清洗的表面在打線缺陷上的比較曲線。前面那個設計專欄寫:固晶與打線前,那個區域要先清潔,常見的是電漿清洗。前面那篇部落格文章寫:裸晶比封裝零件脆弱、怕汙染,要在受控的條件下拿取。同一家廠的另一篇文章寫:COB 有封裝零件佈局不需要的焊墊佈局、線弧高度與淨空、膠點點膠圖形等規則(備註表 4)。

一個封膠相關清潔的例子:模封實驗做到第 12 次,結果顯示電漿是顯著因子,助焊劑清洗不是顯著因子,清洗時間也不是越長越好。底填端有助焊劑殘留問題,依文獻研究的說法,連續清洗 10 分鐘較好、化學藥劑能改善清洗結果、用 50 倍顯微鏡檢查就足夠,並計畫嘗試活性較低的助焊劑與奈米氣泡清洗。會議結論寫電漿的功率與時間不宜過度。結論只有顯著與否,沒有數值,文獻的說法也不是自己的實驗。這個例子是模封與底填,不是 COB 的點膠封膠;可以提醒的是:封膠前的清潔,電漿與助焊劑清洗要分開看各自的影響,電漿也不是越強越久越好,引用文獻的做法時要分清楚哪些是自己試出來的。

嘉鴻能幫的:

  • 打線、封膠前要做電漿清洗時,〈在線式真空電漿清洗機〉商品頁寫「晶圓、COB 封裝與相機模組在打線、點膠、封膠之前,表面若殘留有機物或活性不足,後段的附著力與良率就守不住。」用途列了「各類晶圓與 COB 封裝的精密清洗」,是串在前後線體之間的在線式機型。
  • 研發、打樣或中小量時,〈箱式真空電漿清洗機〉商品頁寫是箱式機型、單機放料取料,用途列了「打線(Wire Bond)前處理」;射頻功率 0 到 600 W、13.56 MHz。

階段⑤:檢查,以及評估要不要用 COB

怎麼做:

  • 目視檢查是關鍵:COB 的品質與良率靠良好的製造習慣,目視檢查是成功的關鍵;基板、固晶、打線與封膠的缺陷都可能用目視檢出,包括電測抓不到的(來源 1)。
  • 要不要用:五個因素一起看:占板面積、量產時的成本、重工、環境保護、設計複雜度與開發時程;沒有單一個因素能決定,要對照產品與產量一起評估(來源 4)。
  • 占板面積:板面空間是主要的限制時(例如穿戴裝置、小型感測模組、手持儀器),省空間常是選 COB 的主要理由;外殼放得下一般封裝零件時,這個好處就沒那麼重要(來源 4)。
  • 成本:見階段②,要用實際數字算(來源 4)。
  • 重工:這一點常是關鍵,而且對 COB 不利;要能在現場維修,或晶片良率還沒摸清楚、試產期需要重工的彈性時,COB 的風險較高;晶片良率已經清楚、這一層本來就當作不修時,影響較小(來源 4)。
  • 環境保護:沒有氣密封裝時,封膠保護裸晶與打線;產品會遇到濕氣、振動,或在現場常被拿取時,這是實在的好處;產品已經裝在密封良好的外殼裡時,好處就較小(來源 4)。
  • 設計與時程:COB 要多一套焊墊佈局、線弧高度與淨空、封膠點膠圖形的規則,也要靠組裝廠有驗證過的固晶與打線能力,多數情況還要有穩定的已知良好晶片(Known-Good Die)供應;時程緊、團隊沒有什麼裸晶經驗時,要及早預留設計修改的時間(來源 4)。
  • 哪些情況要重新考慮:要能在現場維修、晶片良率還沒驗證、板面空間其實不緊,或那顆料號沒有穩定的已知良好晶片供應時,這家廠寫一般 SMT 或 BGA 封裝常是較務實的選擇(來源 4)。
  • 常見的用途:LED 模組(多顆 LED 晶片放在同一片基板、同一層封膠下)、感測器、穿戴裝置,以及智慧卡、小型相機模組等空間有限的產品;這只是常見的例子,不是完整清單(來源 3)。
占板面積 較有利 板面空間是主要的限制 較不利 外殼放得下一般封裝零件 量產成本 較有利 量大,省下的往往會累積 較不利 量少,固定成本抵掉省下的 重工 較有利 良率已清楚、這一層不修 較不利 要現場維修、良率還沒摸清 環境保護 較有利 常遇到濕氣、振動或拿取 較不利 外殼已密封良好,好處較小 設計與時程 較有利 組裝廠能固晶打線、晶片供應穩 較不利 時程緊、沒有裸晶經驗 對 COB 較有利或較不利;示意圖,依來源四
圖 3 要不要用 COB 的五個因素:占板面積、量產成本、重工、環境保護、設計與時程,各自對 COB 較有利與較不利的情況(示意圖,依來源 4)

公開資料怎麼說: 前面那篇研討會論文寫:COB 的品質與良率靠良好的製造習慣,目視檢查是成功的關鍵;基板、固晶、打線與封膠的缺陷都可能用目視檢出,包括電測等其他方法抓不到的。前面那篇談 COB 何時划算的部落格文章寫:決定通常看五個實際的因素:占板面積、量產時的成本、重工、環境保護、設計複雜度與時程;板面空間是主要限制時,省空間常是主要理由;重工常是關鍵,而且對 COB 不利,打線並封膠後不能像封裝零件那樣拆下重焊;封膠在沒有氣密封裝時保護裸晶與打線,產品已在密封良好的外殼裡時好處較小;COB 要多一套佈局規則、靠組裝廠的固晶與打線能力,也要有已知良好晶片的供應;要能現場維修、良率未驗證、空間不緊或缺已知良好晶片供應時,一般 SMT 或 BGA 常是較務實的選擇;沒有單一因素能決定,要一起評估。前面那篇談 COB 是什麼的部落格文章寫:常見用途有 LED 模組、感測器、穿戴裝置、智慧卡與小型相機模組等,這是常見的例子而不是完整清單,每個產品要看自己的電氣、熱與機械需求(備註表 5)。

嘉鴻能幫的:

  • 固晶、打線、封膠後要目視檢查、留下照片紀錄時,可用 7 吋數位顯微鏡 拍照記錄(商品頁寫 JH-G1200 是 1 到 1,200 倍連續變焦(JH-G1600 是 1 到 1,600 倍)、鏡頭角度可調以避開反光,可拍照錄影留品管紀錄;存檔用的記憶卡,商品頁寫含於進階配件組)。
  • 嘉鴻工程部可以協助看 PCB 設計好不好生產,包括拼板。

常見問題

Q1:COB 和 COB LED 是同一個東西嗎?

不完全一樣:COB 是一種組裝方法,把裸晶直接黏在電路板上、打線再封膠;COB LED 是用這種方法做出來的照明產品,把多顆 LED 晶片放在同一片基板、同一層封膠下。上網搜「COB」時,結果常是燈具與光源,若您要找的是電路板上的裸晶組裝,可以加「打線」「板上晶片」「Chip On Board 製程」等字一起搜。除了 LED 模組,感測器、穿戴裝置、智慧卡、小型相機模組也常用 COB 組裝(見本頁階段①、⑤)。

Q2:COB 的打線焊墊,電路板要用哪種表面處理?

要先和板廠、負責打線的組裝廠一起確認,表面處理要配合線材與打線方式來選。本頁引用的設計專欄,寫的是把細金線或鋁線連到基板上鍍金的焊墊;ENEPIG(化鎳鈀浸金)在美國馬里蘭大學先進生命週期工程中心(CALCE)一篇 2014 年 11 月的文獻回顧裡,被提到有人稱它為從打線到焊錫連接都能用的「通用表面處理」,但作者也指出它在電路板上的表現仍有需要補做的測試。同一塊板上同時有 SMT 焊墊與打線焊墊時,下單前請把兩種焊墊的需求一起寫給板廠,並用打樣板實際打線驗證。

Q3:COB 封膠後晶片壞了,可以修嗎?要怎麼減少報廢?

通常不能修:晶片打線並以封膠蓋住後,不能像封裝零件那樣拆下重焊,那個位置的組件通常就報廢(見本頁階段②)。比較實際的做法是把檢查往前排,在打線後、封膠前先做目視檢查;本頁引用的論文寫,基板、固晶、打線的缺陷都可能用目視檢出,包括電測抓不到的。封膠前要不要再加一道電性或功能測試,依您的產品與組裝廠的能力決定(見本頁階段⑤)。

Q4:先做 SMT 再做 COB,打線前要注意什麼?

先做完 SMT 的板子,回焊與清洗留下的殘留可能落在之後要固晶、打線的區域,打線前要把那一區清乾淨。本頁引用的論文寫,多數打線問題是有機汙染造成的,幾埃厚的碳膜就會影響打線,可以用氧或氬的電漿或紫外線臭氧清除。助焊劑殘留要不要先洗、用什麼洗,和電漿清洗是兩件事,建議分開驗證各自的效果,電漿的功率與時間也不宜過度(見本頁階段④)。

延伸閱讀

想把相關的製程環節一起看完,可以接著讀這幾篇:

備註:來源與例外

以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。晶片供應商、打線與點膠設備廠、膠材廠的資料,您的產品規範與您自己的驗證,和本文不同時,以它們為準。

各階段的出處

來源用在哪裡與出處
來源 1階段①、③、④、⑤:COB 的定義與四個特徵、裸晶的歷史、三個步驟、固晶材料、上膠與放晶片、金線與鋁線打線、封膠與材料、和 SMT 的先後、打線前的清潔、目視檢查;一篇放在 IPC 技術資源庫的研討會論文(檔案標 2003 年 9 月製作;作者來自一個裸晶產品的業者聯盟)
來源 2階段①、③、④:COB 與覆晶兩種裝法、固晶與打線前的清潔、固晶膠不能損害線路、鍍金的打線焊墊、封膠與保形塗層;一個電子組裝產業網站上的設計專欄(2004 年 6 月;作者是一家 IC 封裝技術公司的應用工程師)
來源 3階段①至⑤:COB 是什麼、1.5 級封裝、和 SMT 零件的對照、散熱、拿取、膠點封膠、常見用途;一家電路板製造與組裝廠的部落格文章(頁面標 2026 年 7 月 10 日更新;這家廠提供 COB 組裝服務)
來源 4階段②、④、⑤:占板面積、成本、重工、環境保護、設計與時程五個因素,以及要重新考慮的情況;同一家廠的另一篇部落格文章(頁面標 2026 年 7 月 28 日更新)
嘉鴻資料「嘉鴻能幫的」與延伸閱讀;在線式與箱式真空電漿清洗機、7 吋數位顯微鏡的商品頁,嘉鴻已上線文章,以及嘉鴻工程部的協助範圍

表 1|COB 是什麼

項目公開資料怎麼說
定義打線的裸晶直接裝在電路板上;裸晶市場裡成熟、較大的一塊(來源 1)
四個特徵裸晶裝在基板上、環氧樹脂固定、打線連接、保護殼封住(來源 1)
少了哪一步不先封進塑膠或陶瓷封裝;連線後就地封膠(來源 3)
別名有時叫 1.5 級封裝;「COB」有時泛稱 COB LED 模組(來源 3)
歷史1960 年代就在用;1990 年代中期轉向面陣列封裝(來源 1)
和覆晶COB 正面朝上、打線;覆晶正面朝下、凸塊,不用打線與固晶膠(來源 2)

來源:見各列。

表 2|COB 和封裝零件

項目COB封裝零件
晶片裸晶封裝好的晶片
連接方式打線焊錫(引腳或錫球)
保護組裝後上封膠出廠前做在封裝裡
外形通常較小、較薄較大、外形統一
拿取較敏感(裸晶脆弱)較不敏感(封裝保護晶片)
重工打線封膠後不能拆下重焊(來源 4)可以拆下重焊(來源 4)

來源:前五列是來源 3 的對照表,重工一列是來源 4;成本不在表裡,要看晶片成本、產量與製程費用(來源 4)。

表 3|固晶材料與打線方式

固晶材料長處限制
有機膠製程溫度低熱穩定性差
金屬填充環氧樹脂可緩和應力、成本低導熱低
玻璃膠熱穩定性好製程溫度高
軟焊料(含鉛的錫鉛、鉛銦)可緩和應力、成本低熱疲勞、潛變
硬焊料(金錫、金矽、金鍺)沒有熱疲勞、強度高不能緩和應力、成本高
打線方式長處限制
金線球焊產出快、強度高、不受方向限制、細間距要加溫、材料成本較高、可能形成介金屬
鋁線楔焊室溫製程、線材成本較低、細間距強度與產出、非氣密的應用不理想

來源:1(論文的表 1 與打線參數整理;固晶材料表引自論文所列的參考書)。兩種打線都要控制功率、力量、時間、線徑、線長、間距與接合表面的狀況;金線球焊另外要控制溫度,鋁線楔焊另外要控制接合角度與正打或反打(來源 1)。

表 4|和 SMT 的先後與清潔

項目公開資料怎麼說
先後原則上 COB 可在 SMT 之前或之後;一般先 SMT 流程較單純,尤其 COB 有好的清潔步驟時(來源 1)
清潔方式建議電漿清洗等步驟準備接合面(來源 1);固晶與打線前清潔,電漿清洗很常見(來源 2)
汙染多數打線問題是有機汙染,可用氧或氬電漿、紫外線臭氧清除;有些要在晶圓階段清(來源 1)
很薄的汙染研究發現幾埃厚的碳膜就會影響打線(來源 1 引的研究)
拿取裸晶脆弱、怕汙染,要受控拿取(來源 3)
佈局焊墊佈局、線弧高度與淨空、封膠點膠圖形(來源 4)

來源:見各列。

表 5|要不要用 COB 的五個因素

因素對 COB 較有利對 COB 較不利
占板面積板面空間是主要限制外殼放得下一般封裝零件
量產成本量大,省下的封裝費用往往會累積量少到中量,固定成本抵掉省下的
重工晶片良率已清楚、這一層當作不修要現場維修、良率還沒摸清
環境保護產品會遇到濕氣、振動、現場拿取外殼已經密封良好,好處較小
設計與時程組裝廠有固晶打線能力、已知良好晶片供應穩定時程緊、沒有裸晶經驗、缺已知良好晶片供應

來源:4。表格把每個因素的兩種情況並列,是照來源 4 各段的寫法整理成表。

例外與限制

  • 看到什麼:本文讀到的是 4 份公開資料:一篇研討會論文(來源 1)、一篇產業網站的設計專欄(來源 2),以及同一家電路板製造與組裝廠的兩篇部落格文章(來源 3、4);沒有讀到 COB 的標準條文。
  • 有立場的來源:來源 3、4 出自提供 COB 組裝服務的廠商;兩篇文末是這家廠的服務介紹,沒有引用。
  • 年代:來源 1、2 是 2003、2004 年的資料,打線、固晶與封膠的設備與材料之後有很多進展;論文裡的數字(例如碳膜厚度、打線溫度)是它引用的研究條件,不是通用值。
  • 範圍:打線機與點膠機的參數、覆晶與底部填充、COB 的可靠度驗證、晶片的靜電防護,不在這一篇的範圍。
  • 本文的整理:表 5 的並列方式,以及圖 1 到圖 3(圖 2 依來源 1、3,圖 3 依來源 4),是本文的整理;其餘句子都能在來源或嘉鴻的頁面找到對應的敘述。
  • 嘉鴻的頁面:「嘉鴻能幫的」只寫嘉鴻工程部的協助範圍、站上已發佈頁面的原句與商品頁的描述;商品規格以商品頁為準,連結文字沒有寫商品頁的型號與廠牌。

本文為一般情況的整理,不是標準條文的轉述,也不是對某一家晶片供應商、設備廠或組裝廠的背書,更不構成對您產品與製程的保證。請以晶片供應商、設備廠與膠材廠的資料、您的產品規範,以及您自己的驗證為準;此為一般情況,仍需視個案而定。

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