邦定技能培训(理论部分).ppt
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高华制造部邦定技能培训教程n什么是什么是COB技术技术?
COB(ChipOnBoard)技术就是将未经封装的IC芯片直接组合到PCB上的技术。
由于生产过程中使用的是沒有封裝IC芯片,因此对IC的保存、包装、PCB以及加工过程中的环境条件都有一定要求。
nCOB技术的优点:
nOB组装技术具有低成本,高密度,小尺寸及自动化的生产特点,使得采用COB技术加工的电子产品具有轻,薄,短,小的特点。
nCOB技术的缺点:
n由于IC体积小,本身对于加工过程的专业度有一定的要求,而目前的COB加工大部分仍停留在小型或家庭工厂,较少具备IC专业包装厂的无尘作业环境,其技术来自经验,缺乏工作规范和品管规范等,因此导致品质差距悬殊、生产不良率难于控制、对产品可靠度也会造成重大影响。
COB生产流程IC进货IC检测清洗PCB粘IC点胶烘烤镜检邦定OTP烧录封胶测试QC检验入库IC进货及储存nIC进货时真空包裝应是完整的,不得有破损。
n存储环境温度应控制在22湿度控制在相对湿度4510%RH。
n存储环境与作业环境须一致,以免温差造成结露存储环境与作业环境须一致,以免温差造成结露现象。
现象。
n要较长时间存储,最好放置于封闭性氮气柜中。
n使用抗静电材料包装,以防范静电破坏。
IC检验n1、检验的目的:
n发现来料IC中外观上的不良。
n有利于和IC的供应商责任分割。
n2、检验的方法n通过50倍放大镜对来料IC进行抽检,对IC的型号和外观进行确认。
检验的结果n1、对IC型号不符的拒绝接收。
n2、ICPAD上无测试点拒收,须有半数以上的PAD有测试点方可接收。
n3、PAD表面颜色不一样或发黑拒收。
n4、表面有刮伤痕迹的拒收。
清洗PCB作用n去除PCB及金手指表面的污渍及氧化物。
方法n用橡皮擦拭相应表面,最后用防静电刷子刷掉表面的残留物。
点胶作用在PCB板上IC的位置点上胶,用来粘接IC。
方法带好静电手环,手持胶筒,将胶点在需要的位置上。
注意事项n胶有导电银胶、缺氧胶和红胶之分,要根据需要选择合适的胶。
n胶量应合适,避免过多或过少。
粘ICn方法n确认IC的粘接方向,用防静电吸笔吸取一片IC,轻轻放在已点好胶的PCB上,尽量一次放正,然后用吸笔头轻压IC,使之粘接牢固。
烘烤n目的n烘烤的目的是要将前一道的工序中的胶烘干,使得IC在PCB上粘牢,以确保下一道工序中IC在邦定过程中不会移动。
n注意事项n对于不同的胶,需要的烘烤时间和温度是不一样的。
n各种胶的烘烤时间和温度的参考值如下:
n胶型温度时间n缺氧胶9010minn银胶12090minn红胶12030min邦定(BOND)n邦定是借助邦定机,用铝线或金线将IC的PAD和PCB上对应的金手指连接起来,以完成电气的连接。
n邦定是COB技术中最为重要的一个工序,在这一道工序中,所用的帮定机型号、邦机的参数设定、线的型号和材质、线径的大小、线的硬度都会对最后产品的品质和可靠性产生很重要的影响。
也是产生不良品的主要工序。
以下做简单的讨论:
邦定邦定参数参数的设定的设定n通常我们最关注的邦定参数有:
n邦定的功率,这是指邦定时超声波的功率。
n邦定的时间,指的是超声波作用的时间。
n邦定的压力,指的是钢嘴在邦定点上的压力。
n以上的参数设定会直接影响邦定焊点的质量,要根据不同的IC做不同的设定,参数设定是不是合理,可以通过焊点的大小和焊点可以承受拉力来判定。
n线的选择n线根据线径的大小可以有粗线和细线之分,粗线的线径是1.25mil。
而细线的线径是1.0mil。
要根据IC的PAD大小选择线径。
n线根据硬度的不同分为硬线和软线,由于线在邦定过程中会有一个弧度出现,不同硬度的线要求焊点能承受的拉力不一样,而拉力又受到ICPAD和线径的限制。
邦定线的說明n根据线的材质不同可以分为金线和铝线,在通常的COB生产中使用的都是铝线,金线通常应用在CMOS器件中,如IC内部的连接线和CMOS管中的连接线。
n邦定注意事项n1、要根据IC厚度及封胶高度的要求,选择邦定方式。
n2、铝线也要根据邦定及IC焊垫金属的性质加以选择,特别注意伸张度,因为它会影响焊点附着品质(表现为拉力和连接的可靠性)。
n3、邦定要随时注意邦定机的情况并作适当的调整。
如:
压力、对准、时间、超音波能量等。
n4、注意铝线与铝线、铝线与IC之间以及垂直距离、短路等问题。
n5、PCB的清洁度也是影响邦定合格率的重要因素。
n6、PCB邦定的金手指的宽度以及镀金层的厚度对Bonding的品质和可靠都有影响。
焊点判定的依据n在以上的说明中,邦定参数的选择和线的选择都与邦定的焊点有关,那么,如何判定焊点的好坏呢?
邦定良好的焊点应具有如下的特点:
n1、线尾凹面的宽度最好达到线径的.5倍。
W=1.5D;D=线径W=焊点的凹面宽度n2、线之高度以离开IC表面mil为宜。
(如图)n3、线的拉力强度要大于510g以上。
拉力的测试需要特定的设备,拉力的定义是在邦定好的线上施加一定的拉力时,焊点不不松动脱落的最大力,对于邦定线而言,在ICPAD上的拉力和在PCB上的拉力是不相等的。
图中L=810mil镜检n镜检是指在邦定完成以后,在显微镜下对邦定的质量做目测,主要检查邦定线、焊点以及邦定线之间有没有短路。
如有不良品,则进行修理补焊。
确保进入下一工序的产品是良好的。
OTP烧录n对需要烧录程序的OTPMCU的加工,在邦定完成以后,通过镜检测试,对没有问题的产品,就要进行OTP的烧录。
对于不用烧录程序的IC,就不必要做这一步,而直接进行初步测试。
测试n对于不同的产品,进行加电测试,检测产品的功能是否正常,这是对邦定和IC的电性能测试。
n注意事项n1、已邦好的线不能碰触任何物体。
n2、检测前检验工装是否处于正常状态。
n3、加电检测前检验电压等参数是否正常。
封胶n为保护邦定线和IC不在以后的搬运和生产过程中损坏,在IC的表面滴一层黑胶,称之为封胶。
n胶分为冷胶和热胶两种。
对于不同的胶,在封胶的过程是不一样的。
他们的主要区别在于:
n对于冷胶,一般在配胶时需添加稀释剂来调节胶体的流动性,调节封胶的高度。
滴胶时PCB不用加热。
n对于热胶,一般不要加稀释剂,而是用加热的方法来调节胶体的流动性。
最好是将PCB预热到110。
胶体的典型参数胶体的典型参数热胶冷胶固化条件150/20-30min100115/9060min热变形温度220120125表面电阻25ohm143.41014710抗拉强度kg/mm211131719体积电阻:
ohm-cm153.21015510膨胀系数:
%0.150.25粘度(Pa.s,25):
100200120150固化n将封好胶的产品放入烘箱,根据不同的胶体,调节烘箱的温度和烘烤的时间,将胶体烘干固化。
封胶注意事项n1、胶体一般都要冷藏,所以取用时一定要到达室温后才可以使用。
因为胶在常温下会有化学变化,每次按需取量。
n2、封胶时注意碰线问题,封胶范围及厚度,不可露线。
n3、封胶硬化条件要注意避免发生针孔、起泡、变色情形,急速硬化会产生气泡孔及造成拉力过大,严重时还会将线拉断。
n4、使用的黑胶要采用黑色不透光,低离子含量,不易吸收水气的材质。
n5、调和封胶的溶液须使用低离子含量,中性不具腐蚀性材质,胶与溶剂调和不可过稀。
n6、封胶烘烤必须参照作业指导书,不可任意提高温度或缩短烘干时间,也不可用烘盘烘烤,也不得急速改变产品的温度。
n7、封胶完的产品若要回流焊,烘烤时间应再加长。
且回流焊的温度不应太高,低于235。
胶后测试n胶后测试和胶前的测试的方法是一样的,但胶后测试的目的是为了检测在固化过程中是不是不良现象。
不良品分析n不良的常见现象n1、IC粘在PCB板上时容易脱落。
n2、邦定时线头粘不稳,ICPAD很容易脱落甚至PAD上不留任何痕迹,或整个PAD表面都被粘掉。
n3、邦定完好,但测试COB功能不正常或工作电流大。
n4、封胶后测试功能不全,不正常或无任何功能。
n5、做成成品后测试工作不正常或工作不稳定。
n6、邦定时ICPAD被打穿问题。
1、IC粘在PCB板上时容易脱落n可能的原因可能的原因n胶的粘性不够强。
n烘烤温度或时间不够,导致胶不干。
nIC背面粗糙度不够或有异物。
nPCB表面氧化或有脏污。
n解決的解決的办法办法n改用粘性强的胶。
n严格按照说明书规定的烘烤时间和温度作业。
n要求代工厂加大打磨力度。
n将PCB擦干净再上IC。
2、打线时线头粘不稳ICPAD很容易脱落甚至PAD上不留任何痕迹,或整个PAD表面都被粘掉。
n可能的原因可能的原因n邦机的邦定压力,超音波能量以及压焊时间等参数设置不当。
nICPAD氧化或有油渍等异物。
3、邦定OK,但测试产品功能不正常或工作电流大。
n可能的原因可能的原因nPCB布局有误,断线或短路。
n测试架接线错误或接触不良。
n邦定位置不在PAD中央,因偏离造成短路。
n因邦定压力过大将ICPAD击穿而造成ICPAD上下层漏电。
n机器漏电导致IC被静电击坏。
nPCB变形或机台底盘不平,造成IC各PAD受力不均。
n解决的办法解决的办法n做好PCB布局工作以便严格控制好PCB的质量。
n按照产品原理图仔细搭接好测试架。
n定位时尽量使接触点位于ICPAD的正中间。
n尽量减小邦定压力,具体情况见下面的案例分析。
n邦定机一定要接地,要用有三相电源供电。
n調整邦定机底盘.并确保PCB不变型。
4、封胶后测试功能不全,不正常或无任何功能n可能的原因可能的原因n胶的膨胀系数太大,在烘烤中将邦线拉断。
n烘烤时因温度的骤变造成胶体膨胀或收缩厉害,将邦线拉断。
n胶的纯度不够或烘烤时间和温度不合要求。
n烤箱漏电造成IC损坏。
nIC在粘贴时歪斜造成邦线角过大,封胶后邦线间短路。
n邦定时PAD就已轻微损坏,受热后出现不良。
n解決的方法解決的方法n使用膨胀系数较小的胶。
n烘烤时尽量使温度均匀变化,不要有突冷或突热的情况发生。
n保证胶的纯度并按胶的说明书设定烘烤时间和温度。
n保証烤箱外壳良好的接地性.n贴IC时尽量把IC放在金手指的正中央,不倾斜,不偏离。
n调整邦定力度。
5、做成成品后测试工作不正常或工作不稳定n可能的原因可能的原因n外围元件不良造成功能不正常。
nPCB布线时震荡器距离IC太远,震荡不稳定造成IC工作不正常。
n解決的解決的方法方法n使用质量可靠的元器件,以避免不必要的麻烦。
n布线时使震荡器越靠近IC的震荡部分越好。
故障现象n1、焊点超出IC的PADn2、焊点有污渍n3、IC表面有异物n4、邦定线和IC的夾角过小n5、IC表面被割伤n6、特殊的断线。
n7、沒有打上线n8、焊点剥落n9、邦定方向出现偏差20
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