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    技术支持

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       产品生产技术说明
    我司影像传感芯片封装技术,采用的是目前高端影像传感器所用的主流封装技术——COB(Chip On Board)。
    COB封装技术相对于低端产品采用的BGA锡球焊接,可以将产品做的更薄、更小、像素更高,这方面的优势主要体现在线路焊接部分。COB 封装技术按产品生产前后顺序,主要分为三大部分:芯片贴合部分,线路焊接部分,成品封装部分;
    其主要流程如下图所示(其中▲为关键工序):

     
    一、芯片贴合
    芯片贴合是指将影像传感芯片(COMS)粘结到印刷电路板(PCB)上的过程。其关键技术在于芯片在电路板上的位置精度及平行精度,不同产品其精度要求略有不同,但基本上都需要精确到50微米以下。
    芯片贴合部分包含:PCB贴膜、PCB精密切割、PCB排版、PCB超声波清洗、PCB贴片和芯片热固化六个工序;其中PCB精密切割和贴片是关键工序,其它为辅助工序;以下简单介绍这两个关键工序。
    1. PCB精密切割
    因影像传感器较小,在设计制作电路板时为提高效率和降低成本会制作成多个产品电路板阵列的大电路板,生产时再切割成单个产品的电路板。
    PCB精密切割主要是通过设备的影像识别系统(PR System),和高速切割两个??槔赐瓿?;影像识别系统负责捕捉PCB Panel的标识点并计算其坐标位置,而高速切割??樵蛲ü瓴问訮CB Panel进行切割,切割精度达10微米。高速切割使PCB切割面光滑发尘量低,对于产品的质量有着重大影响。

    印刷电路连板(PCB Panel)
    2. PCB贴片(Die Bonding)
    PCB贴片同样需要设备具备影像识别系统,搭配设备的高精度机械手臂完成贴片功能。PCB在设备上先进行点胶,完成后影像识别系统在晶元片(Wafer)上辨别芯片并计算其中心点,再由机械手臂吸取该芯片贴到PCB上。
    为满足成品的光学同轴度及平面清晰均匀性要求,芯片在PCB上的位置精度通常要求控制在50微米以下,平整度要30微米以下。而为了适应产品在不同的自然环境下正常工作,芯片在PCB上的粘合力要求在10Kg以上。

    PCB贴片
    二、线路焊接
    线路焊接(Wire Bonding)属于COB封装的关键技术,是对COMS芯片上的金属连接点和PCB上的金手指,利用金线进行焊接连通而形成电子元件的制程。其中CMOS芯片借由金线将其IO经封装体的线路延伸出来,与外界的各种视频装置连接而成为一定功能的电子产品。
    线路焊接部分包含线路焊接和线路检查两个工序,以下主要介绍线路焊接工序。
    线路焊接是热压和超声波焊接的结合应用,其焊接过程如下:
    1. 焊针上金线末端由电火花熔化成球状,称为金球;
    2. 焊针将金球压在PCB金手指上,并通过超声波摩擦使金球粘结在金手指上并切断金线与金球的连接;
    3. 焊针返回再次熔一个金球,将金球压焊在芯片金属连接点上;
    4. 焊针通过设定的轨迹移动,拉动金线形成弧形后将金线压焊在PCB金手指上先前粘好的金球上,而后切断金线;完成一条线路的焊接。


    金线焊接示意图
    线路焊接时金球的大小、形状,金球粘结在芯片上和在PCB上的粘力,金线弧度形状等对产品的性能都有直接影响,因此这几个项目都是线路焊接的重点管控项目。金球、金线等都比较细小,只有几十微米,所以需要特殊的测量设备进行测量。
    线路焊接的品质受到材料的影响比较大,比如PCB金手指镀金的好坏,金线、PCB是否受到污染等,不良会造成金球虚焊或金线弹起,直接造成产品功能问题;因此需要在线路焊接后检查焊线状况。
    这种线路焊接的模式比低端产品采用的BGA锡球焊接模式,主要优势在于能够将产品做的更薄,而金线比锡球细小,能够在尺寸有优势的情况下封装更高像素的芯片。
    三、成品封装
    相对于前面对精度的高要求,成品封装则更重于封装的洁净度。
    成品封装是在确保材料完全洁净无灰尘的情况下,用光学玻璃将CMOS芯片完全密封在PCB上;其封装过程与PCB贴片类似。
    成品封装包含:光学玻璃检查、PCB超纯水清洗、光学玻璃与PCB组装、光学玻璃固化、成品电性能测试五个工序。
    光学玻璃与PCB组装对作业环境要求犹为严格,这是由产品的特性决定的。CMOS芯片上的感光元素——光敏像素点,大小约1.5~2.0微米,任何一个比像素点大的灰尘掉落在芯片表面,都会造成灰尘下面的像素点感光不足,导致影像上出现黑色块。因此,光学玻璃密封前材料的清洁和环境的控制是整个产品生产流程中品质保障的最关键环节。

    光学玻璃封装示意图
    产品封装完成后,最后一环则是电性能测试。芯片将透过光学玻璃的影像光线投射在传感芯片表面,传感芯片感光后转换为电子信号;电子信号从印刷电路板四周的引脚输出。电性能测试模拟摄像装置连接引脚输出的信号,对芯片的影像进行检测,拦截影像出现异常的不良品。
    至此,产品封装生产流程完成。

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