Le montage Chip on Board (COB) — qui consiste à fixer directement une puce nue sur le substrat et à l’encapsuler avec une résine glob top — répond efficacement à un ensemble spécifique de problèmes d’ingénierie, tout en introduisant des contraintes par ailleurs. Pour les ingénieurs qui comparent le COB aux méthodes conventionnellesSMTPour le boîtier BGA, la décision repose généralement sur cinq facteurs pratiques : l’empreinte, la sensibilité au coût à grande échelle, les attentes en matière de retouche, les exigences de protection environnementale, ainsi que la complexité de conception et le calendrier qu’une équipe est prête à assumer. Les sections ci-dessous examinent comment chaque facteur plaide pour ou contre le COB.
Contraintes d’empreinte
La technologie COB élimine la couche d'encapsulation entre la puce et la carte, de sorte que l’empreinte une fois montée se rapproche de la taille de la puce elle-même. Lorsque l’encombrement sur la carte est la contrainte déterminante — objets portables, modules de capteurs compacts, instruments portatifs — cette efficacité en termes d’espace est fréquemment la principale justification du choix de la technologie COB plutôt qu’unecircuit intégré encapsulé. Lorsque le boîtier offre suffisamment d’espace pour un QFN standard,BGAou un boîtier SOIC, cet avantage a moins de poids et les facteurs restants deviennent plus déterminants.
Sensibilité aux coûts à volume de production
Les puces nues sont souvent moins chères à l’unité que leurs équivalents encapsulés, puisque le coût du substrat de boîtier, du leadframe et du moulage est évité. Le COB, cependant, nécessite des équipements de wire bonding, des matériaux de fixation de puce (die-attach) et la dépose de glob-top — des étapes de procédé ayant leurs propres coûts d’investissement et de mise en route, qui évoluent différemment du seul coût de la puce. À faibles ou moyens volumes, les frais fixes de procédé peuvent annuler les économies réalisées grâce aux puces nues. À plus grands volumes, les économies d’encapsulation par unité ont tendance à se cumuler. Le facteur déterminant dépend du coût spécifique de la puce considérée, du volume visé et des frais généraux de procédé, et il justifie une modélisation à partir de chiffres réels plutôt que de partir du principe que le COB est intrinsèquement l’option la moins coûteuse.
Considérations relatives à la retouche et à la réparation
Ce facteur est souvent déterminant et il joue en défaveur du COB. Une fois qu’un dé està connexion par filset encapsulé dans un glob top, il ne peut pas être retouché comme un composant encapsulé qui peut être retiré et refondu. Une puce défectueuse conduit généralement à mettre au rebut l’assemblage à cet emplacement plutôt qu’à le réparer. Lorsque la maintenabilité sur le terrain est une exigence, ou lorsque le rendement de la puce n’est pas encore bien caractérisé et que la flexibilité de retouche est précieuse lors des premières phases de production, le COB introduit un risque supplémentaire. Lorsque la puce est bien caractérisée et que l’assemblage est considéré comme non réparable à ce niveau, cette préoccupation a moins de poids.
Exigences en matière d’encapsulation et de protection de l’environnement
Glob-topL’encapsulation remplit une fonction qui va au-delà de l’apparence : elle protège la puce nue et les connexions par fils de l’humidité, des contaminants et des contraintes mécaniques en l’absence de boîtier hermétique. Pour les produits exposés à l’humidité, aux vibrations ou à la manipulation sur le terrain, cette protection constitue un véritable avantage du COB par rapport à une puce exposée. Cet avantage est moins marqué lorsque le produit est déjà placé dans un boîtier bien étanche qui assure sa propre protection environnementale, ce qui réduit le bénéfice marginal du glob top.
Complexité de conception et calendrier de développement
La technologie COB introduit des règles de disposition des pastilles de connexion, des considérations relatives à la hauteur de boucle de bonding par fil et aux zones d’exclusion, ainsi que des schémas de dépôt de glob-top qui ne sont pas requis dans une disposition standard de composants encapsulés. Elle dépend également de la capacité qualifiée de l’EMS partenaire en matière de fixation de puce (die-attach) et de bonding par fil, et, dans la plupart des cas, d’une chaîne d’approvisionnement établie pour des puces connues comme bonnes (known-good die). Lorsque le calendrier est serré et que l’équipe de conception a une expérience limitée avec les puces nues, il faut anticiper, dès le début, des itérations supplémentaires de conception pour l’assemblage plutôt que de les découvrir lors de la revue DFM.
Quand la COB n’est pas le bon choix
La technologie COB convient mal lorsque la réparabilité sur le terrain est requise, lorsque le rendement des puces reste non éprouvé et que la flexibilité de retouche est précieuse lors des premières séries, ou lorsque l’espace sur la carte n’est pas réellement contraint. Dans ce dernier cas, un composant standard encapsulé offre souvent des performances équivalentes avec un approvisionnement plus simple, une retouche plus aisée et aucune dépendance vis-à-vis du procédé de connexion par fils (wire-bond). L’utilisation de la COB mérite également d’être reconsidérée lorsqu’une organisation ne dispose pas d’une chaîne d’approvisionnement établie pour des puces de qualité garantie (known-good die) correspondant précisément au composant requis, car l’incertitude d’approvisionnement peut l’emporter sur les avantages de cette approche d’encapsulation. Dans ces circonstances, l’assemblage SMT ou BGA classique est généralement un choix plus pragmatique plutôt qu’un compromis.
Mise en balance des facteurs ensemble
Aucun facteur unique ne détermine le résultat de manière isolée. L’empreinte, le coût, la réparabilité, la protection et le degré de préparation de la conception doivent être évalués conjointement en fonction du produit spécifique et du volume de production concernés. Pour les équipes qui abordent cette décision, examiner le procédé sous-jacent et les détails des capacités constitue une prochaine étape raisonnable.
Pour les équipes d’ingénierie qui évaluent la technologie COB par rapport à d’autres approches de conditionnement, l’équipe d’assemblage de PCBCart peut examiner les exigences de conception spécifiques et fournir des conseils sur les capacités de fixation de puce, de connexion par fil (wire-bond) et d’encapsulation.Soumettez les détails de votre projetpour recevoir un devis et une évaluation des capacités pour votre application.
Ressources utiles
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