L’assemblaggio Chip on Board (COB) — che consiste nel collegare direttamente un die nudo al substrato e incapsularlo con glob top — affronta in modo efficace un insieme specifico di problemi di ingegneria, introducendo però vincoli in altri ambiti. Per gli ingegneri che stanno valutando il COB rispetto alle soluzioni convenzionaliSMTPer il packaging BGA, la decisione si basa generalmente su cinque fattori pratici: ingombro, sensibilità ai costi ad alti volumi, aspettative di rilavorazione, requisiti di protezione ambientale e complessità di progettazione e tempistiche che il team è disposto ad assorbire. Le sezioni seguenti esaminano come ciascun fattore pesi a favore o contro il COB.
Vincoli di ingombro
Il COB elimina lo strato di incapsulamento tra il die e la scheda, quindi l’ingombro una volta montato si avvicina alle dimensioni del die stesso. Quando lo spazio disponibile sulla scheda è il vincolo principale — dispositivi indossabili, moduli sensore compatti, strumenti portatili — questa efficienza in termini di spazio è spesso la principale giustificazione per scegliere il COB rispetto a uncircuito integrato confezionato. Quando l'involucro offre spazio sufficiente per un QFN standard,BGAoppure impronta SOIC, questo vantaggio ha meno peso e i fattori rimanenti diventano più decisivi.
Sensibilità ai costi al volume di produzione
Il die nudo è spesso meno costoso per unità rispetto al suo equivalente incapsulato, poiché si evitano i costi del substrato del package, del leadframe e dello stampaggio. Il COB, tuttavia, richiede apparecchiature per il wire bonding, materiali per il die attach e la distribuzione del glob top, ovvero fasi di processo con propri costi di capitale e di setup che scalano in modo diverso rispetto al solo costo del die. A volumi bassi o moderati, i costi fissi di processo possono compensare i risparmi derivanti dal die nudo. A volumi più elevati, i risparmi di packaging per unità tendono a sommarsi. Il fattore determinante è specifico per un dato costo del die, il volume target e i costi generali di processo, e richiede una modellizzazione con dati reali piuttosto che l’assunzione che il COB sia intrinsecamente l’opzione a costo inferiore.
Considerazioni su rielaborazione e riparazione
Questo fattore è spesso decisivo e pesa contro il COB. Una volta che uno stampo ècon filo saldatoed essendo incapsulato in glob top, non può essere rilavorato come un componente confezionato che può essere rimosso e sottoposto a rifusione. Un die difettoso porta tipicamente a scartare l’assieme in quella posizione piuttosto che a ripararlo. Quando la possibilità di assistenza sul campo è un requisito, o quando il rendimento del die non è ancora ben caratterizzato e la flessibilità di rilavorazione è preziosa nelle prime fasi di produzione, il COB introduce un rischio aggiuntivo. Quando il die è ben caratterizzato e l’assieme è considerato non riparabile a quel livello, questa preoccupazione ha un peso minore.
Requisiti di Incapsulamento e di Protezione Ambientale
Glob-topl’incapsulamento ha una funzione che va oltre l’aspetto estetico: protegge il die nudo e i wire bond da umidità, contaminanti e sollecitazioni meccaniche in assenza di un package ermetico. Per i prodotti esposti a umidità, vibrazioni o manipolazioni in condizioni operative sul campo, questa protezione rappresenta un vero vantaggio del COB rispetto a un die esposto. Il vantaggio è meno marcato quando il prodotto è già inserito in un contenitore ben sigillato che fornisce una propria protezione ambientale, riducendo il beneficio marginale del glob top.
Complessità di progettazione e tempistiche di sviluppo
Il COB introduce regole di layout per i bonding pad, considerazioni sull’altezza dell’arco del wire bond e sulle aree di esclusione, e schemi di distribuzione del glob-top che non sono richiesti in un normale layout di componenti confezionati. Esso dipende anche dalla capacità qualificata del partner EMS per il die-attach e il wire bond e, nella maggior parte dei casi, da una catena di fornitura consolidata per die noti come buoni. Quando la tempistica è serrata e il team di progettazione ha esperienza limitata con die nudi, è opportuno prevedere sin dalle prime fasi ulteriori iterazioni di design-for-assembly, invece di imbattersi in queste esigenze solo durante la revisione DFM.
Quando COB non è la scelta giusta
La tecnologia COB è poco adatta quando è richiesta la riparabilità sul campo, quando il rendimento del die non è ancora comprovato e la flessibilità di rework è preziosa nelle prime fasi di costruzione, oppure quando lo spazio sulla scheda non è realmente limitato. In quest’ultimo caso, un componente standard incapsulato offre spesso prestazioni equivalenti con un approvvigionamento più semplice, un rework più agevole e senza dipendenza dai processi di wire bonding. La soluzione COB merita inoltre di essere riconsiderata quando un’organizzazione non dispone di una catena di fornitura consolidata per die noti come buoni nello specifico componente richiesto, poiché l’incertezza di approvvigionamento può superare i vantaggi dell’approccio di packaging. In queste circostanze, l’assemblaggio SMT o BGA convenzionale è generalmente la scelta più pragmatica piuttosto che un compromesso.
Valutazione complessiva dei fattori
Nessun singolo fattore determina il risultato in modo isolato. Ingombro, costo, riparabilità, protezione e grado di maturità del design devono essere valutati insieme in relazione allo specifico prodotto e al volume di produzione in questione. Per i team che si avvicinano a questa decisione, esaminare il processo sottostante e i dettagli delle capacità è un passo successivo ragionevole.
Per i team di ingegneria che stanno valutando il COB rispetto ad approcci di packaging alternativi, il team di assemblaggio di PCBCart può esaminare requisiti di progettazione specifici e fornire indicazioni sulle capacità di die-attach, wire-bond ed incapsulamento.Invia i dettagli del tuo progettoper ricevere un preventivo e una valutazione delle capacità per la tua applicazione.
Risorse utili
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