El ensamblaje Chip on Board (COB), que consiste en unir directamente un dado desnudo al sustrato y encapsularlo con glob top, resuelve de manera eficaz un conjunto específico de problemas de ingeniería, a la vez que introduce limitaciones en otros aspectos. Para los ingenieros que comparan COB con los métodos convencionalesTecnología de montaje superficialo el encapsulado BGA, la decisión generalmente depende de cinco factores prácticos: el área ocupada, la sensibilidad al costo en grandes volúmenes, las expectativas de retrabajo, los requisitos de protección ambiental y la complejidad de diseño y el plazo que el equipo está dispuesto a asumir. Las secciones siguientes analizan cómo cada factor pesa a favor o en contra del COB.
Restricciones de huella
COB elimina la capa de encapsulado entre el dado y la placa, por lo que la huella montada se aproxima al tamaño del propio dado. Cuando el espacio en la placa es la restricción determinante —dispositivos wearables, módulos de sensores compactos, instrumentación portátil— esta eficiencia de espacio es con frecuencia la justificación principal para elegir COB en lugar de uncircuito integrado encapsulado. Cuando el encapsulado permite espacio suficiente para un QFN estándar,BGAo huella SOIC, esta ventaja tiene menos peso y los factores restantes se vuelven más decisivos.
Sensibilidad al costo en el volumen de producción
El dado desnudo suele ser menos costoso por unidad que su equivalente encapsulado, ya que se evita el costo del sustrato del encapsulado, el marco de plomo y el moldeo. Sin embargo, COB requiere equipos de wire bonding, materiales de fijación del dado y dispensado de glob-top, es decir, etapas del proceso con sus propios costos de capital y de configuración que escalan de forma diferente al costo del dado por sí solo. En volúmenes bajos a moderados, los costos fijos del proceso pueden compensar los ahorros del dado desnudo. En volúmenes más altos, los ahorros de encapsulado por unidad tienden a acumularse. El factor determinante es específico para un costo de dado dado, el volumen objetivo y los costos generales del proceso, y justifica realizar un modelado con cifras reales en lugar de asumir que COB es intrínsecamente la opción de menor costo.
Consideraciones sobre retrabajo y reparación
Este factor es con frecuencia decisivo y pesa en contra del COB. Una vez que un dado escon conexión por cabley encapsulado en glob top, no puede retrabajarse de la misma manera que un componente empaquetado que puede retirarse y volver a soldarse por refusión. Un dado defectuoso suele dar como resultado el desecho del conjunto en esa ubicación en lugar de su reparación. Cuando se requiere capacidad de servicio en campo, o cuando el rendimiento del dado aún no está bien caracterizado y la flexibilidad de retrabajo es valiosa durante la producción inicial, el COB introduce un riesgo adicional. Cuando el dado está bien caracterizado y el conjunto se trata como no reparable a ese nivel, esta preocupación tiene menos peso.
Requisitos de encapsulación y protección ambiental
Encapsulado de resinael encapsulado cumple una función más allá de la apariencia: protege el chip desnudo y los hilos de conexión de la humedad, los contaminantes y el estrés mecánico en ausencia de un encapsulado hermético. Para productos expuestos a humedad, vibración o manipulación en condiciones de campo, esta protección representa una ventaja real del COB frente a un chip expuesto. La ventaja es menos pronunciada cuando el producto ya se encuentra dentro de un recinto bien sellado que proporciona su propia protección ambiental, lo que reduce el beneficio marginal del glob top.
Complejidad del diseño y cronograma de desarrollo
COB introduce reglas de diseño para las almohadillas de conexión, consideraciones sobre la altura del bucle de los hilos de unión y las zonas de exclusión, así como patrones de dispensado de glob-top que no se requieren en un diseño estándar de componentes encapsulados. También depende de la capacidad calificada de unión del dado y de wire-bond del socio EMS y, en la mayoría de los casos, de una cadena de suministro establecida para dados de buena calidad conocidos. Cuando el cronograma es ajustado y el equipo de diseño tiene una experiencia previa limitada con dados desnudos, se debe prever iteraciones adicionales de diseño para ensamblaje desde el principio, en lugar de encontrarlas durante la revisión DFM.
Cuando COB no es la opción correcta
La tecnología COB es poco adecuada cuando se requiere capacidad de reparación en campo, cuando el rendimiento del dado aún no está demostrado y la flexibilidad de retrabajo es valiosa durante las primeras fases de construcción, o cuando el espacio en la placa no está realmente limitado. En este último caso, un componente estándar encapsulado suele ofrecer un rendimiento equivalente con una cadena de suministro más sencilla, retrabajo más fácil y sin dependencia del proceso de wire bonding. También conviene reconsiderar COB cuando una organización carece de una cadena de suministro establecida para dados de calidad comprobada en la pieza específica requerida, ya que la incertidumbre en el abastecimiento puede superar los beneficios del enfoque de encapsulado. En estas circunstancias, el ensamblaje convencional SMT o BGA suele ser la opción más pragmática en lugar de un compromiso.
Sopesando los factores en conjunto
Ningún factor por sí solo determina el resultado de manera aislada. La huella, el costo, la reparabilidad, la protección y el grado de preparación del diseño deben evaluarse en conjunto en función del producto específico y del volumen de producción en cuestión. Para los equipos que se acercan a esta decisión, revisar el proceso subyacente y los detalles de capacidad es un siguiente paso razonable.
Para los equipos de ingeniería que evalúan COB frente a enfoques de empaquetado alternativos, el equipo de ensamblaje de PCBCart puede revisar requisitos de diseño específicos y proporcionar orientación sobre la capacidad de unión de troquel, de wire-bond y de encapsulación.Envía los detalles de tu proyectopara recibir una cotización y una evaluación de capacidades para su aplicación.
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