COB

Chip on board describe un circuito integrado o un chip LED montado directamente sobre una placa de circuito impreso sin encapsulado intermedio. El silicio en sí, típicamente de 2 a 10 milímetros cuadrados, se une al sustrato mediante epoxi o soldadura, y luego se conecta a través de delgados cables de oro o aluminio a las almohadillas de contacto de la placa. Este conjunto de chip desnudo se encapsula luego en un revestimiento de resina protectora. El resultado es un tamaño mucho menor y un costo más bajo que un circuito integrado tradicional en un encapsulado DIP o QFP de plástico.

COB es común en dos aplicaciones distintas. En iluminación LED, los conjuntos COB agrupan docenas o cientos de diodos individuales en un solo sustrato, creando fuentes de luz uniformes de alto brillo para focos, downlighters y luminarias de panel. La lente de resina moldeada sobre los chips también actúa como difusor. En electrónica de consumo, COB se utiliza para microcontroladores, memoria y circuitos analógicos en productos con limitaciones de espacio: básculas de cocina, controladores LED, amplificadores de audio y cargadores de batería a menudo ocultan un conjunto COB bajo su carcasa de plástico.

Montaje y fiabilidad

El proceso de montaje utiliza unión por hilo, donde un hilo fino se fusiona ultrasónicamente desde una almohadilla en el chip a una pista de la placa, generalmente en una matriz de 40 a 200 uniones por chip. La resina de encapsulado debe tener un coeficiente de expansión térmica cercano al del silicio para evitar el agrietamiento por estrés durante los ciclos de temperatura. La entrada de humedad bajo la capa de encapsulado puede causar corrosión de los hilos de unión y la metalización de la placa; los COB de calidad se ensamblan en humedad controlada y se sellan con recubrimiento conformado si es necesario para entornos hostiles.

Los modos de fallo son específicos. El levantamiento del hilo de unión, causado por choque térmico o mecánico, abre una conexión sin signo visible. La delaminación entre el chip y la placa, o entre el encapsulante y el sustrato, atrapa la humedad y conduce a una degradación lenta. Los huecos en las bolas de soldadura en el punto de unión del chip pueden causar fallos eléctricos intermitentes. La reelaboración o reparación es difícil porque el conjunto está enterrado bajo resina.

El nombre COB surgió en la década de 1980 como una abreviatura de esta alternativa de ahorro de costos a los encapsulados dual in-line. Se sitúa entre los circuitos completamente integrados (que incluyen unión y encapsulado internos) y los componentes discretos por un lado, y los módulos multichip (que albergan varios circuitos integrados encapsulados en una sola carcasa) por el otro. Para la fabricación de alto volumen sensible al costo, COB sacrifica la capacidad de prueba y la reemplazabilidad por la densidad y la simplicidad.