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La ligne de production de puces retournées Mini COB, standard de l'industrie, se compose de cinq étapes principales avec 13 processus principaux, couvrant le flux de travail complet du prétraitement du substrat, du montage et du soudage des puces, de l'assemblage des circuits et des tests initiaux, du revêtement et des post-tests, ainsi que de l'assemblage des modules finis.

En tant que premier processus de l’ensemble de la chaîne de production, la déshumidification constitue la base d’une qualité de soudure stable. Les substrats PCB tels que FR-4 sont hygroscopiques. Si de l'humidité résiduelle reste à l'intérieur des cartes, une vaporisation rapide sous une température de refusion élevée déclenchera des défauts de lot, notamment le délaminage des PCB, des cloques en surface, des vides de soudure et des billes de soudure.

Ce processus élimine l'humidité adsorbée à l'intérieur et à la surface des cartes grâce à une cuisson à température constante pour contrôler la teneur en humidité des cartes, empêchant ainsi les dommages au substrat et aux joints de soudure causés par la soudure à haute température provenant de la source.

Des pochoirs de haute précision et des machines d'impression automatiques sont adoptés pour enduire uniformément et précisément la pâte à souder sur les plots PCB correspondant aux positions des puces. La pâte à souder est un mélange de poudre et de flux d'alliage d'étain, servant de support clé pour une liaison fiable entre les puces et les substrats. L'épaisseur, l'uniformité et la précision d'alignement de la pâte à souder imprimée déterminent directement le rendement de soudure ultérieur, ce qui en fait l'un des processus les plus critiques en termes de précision dans la technologie des puces retournées.

L'équipement SPI optique 3D est déployé immédiatement après l'impression de la pâte à souder en tant que procédure de contrôle qualité en amont. Basé sur la mesure de triangulation laser, le système détecte automatiquement l'épaisseur, le volume, la zone de couverture, le décalage et l'état de formation de la pâte à souder sur chaque pastille, présélectionnant les défauts d'impression tels que l'impression manquante, la soudure excessive, le décalage d'alignement et le pontage des pastilles. Les données de l'industrie montrent que 70 % des défauts de soudure proviennent d'une impression anormale de la pâte à souder. L'inspection SPI réduit considérablement les coûts de reprise en aval et constitue la première barrière critique pour stabiliser le rendement de production.

Les soudeurs de puces de haute précision équipés de systèmes de positionnement visuel alignent avec précision les bosses métalliques sur les puces LED à puce retournée avec de la pâte à souder sur les plots de PCB et placent les puces de manière stable. Le Mini COB nécessite une précision d'alignement de fixation de puce inférieure à ± 10 μm pour garantir que toutes les bosses de puce entrent entièrement en contact avec la pâte à souder, jetant ainsi les bases d'un brasage par fusion ultérieur.

Le brasage par refusion est le processus principal permettant de former des connexions mécaniques et électriques fiables entre les puces et les substrats. Les PCB avec puces montées sont envoyés dans un four de refusion, passant successivement par quatre zones de température : préchauffage, trempage, refusion et refroidissement.

• Zone de préchauffage : montée lente de la température pour évaporer le solvant du flux ;
• Zone de trempage : éliminez les couches d'oxydation sur les tampons et les surfaces des copeaux ;
• Zone de refusion : la température dépasse le point de fusion de la pâte à souder (environ 217 ℃ pour la pâte à souder SAC305). La pâte à souder fondue enveloppe les bosses de puce et les plots de PCB sous une tension superficielle ;
• Zone de refroidissement : refroidissement rapide pour solidifier la pâte à souder et former des joints de soudure stables.

Un contrôle précis des paramètres de la courbe de température est vital. Une température excessivement élevée brûlera les copeaux, tandis qu'une température insuffisante entraînera des joints de soudure froids et une mauvaise liaison.

Après le soudage des puces LED, des processus SMT standard sont appliqués pour monter des composants électroniques périphériques, notamment des circuits intégrés de commande, des résistances et des condensateurs, afin de construire un circuit de commande complet pour les modules d'affichage. Conformément au traitement SMT conventionnel des cartes de circuits imprimés, les monteurs placent les composants avec précision, suivis d'un soudage par refusion secondaire pour réaliser une conduction du circuit complet des modules.

La soudure en circuit complet est suivie du premier test de mise sous tension. Les inspecteurs mesurent de manière exhaustive les paramètres électriques (tension, courant), les performances d'éclairage (lampes éteintes, lampes faibles, dominante de couleur) et détectent les défauts de circuit ouvert/court-circuit afin d'éliminer à l'avance les produits semi-finis défectueux.

Les produits semi-finis marqués NG (Not Good) lors des tests initiaux entrent dans la station de reprise. Un équipement de retouche spécialisé répare les joints de soudure défectueux ou remplace les puces LED et les composants électroniques défectueux. Les produits réparés sont testés à nouveau pour minimiser la perte de déchets de carton.

Les modules qui réussissent les tests initiaux subissent un vieillissement accéléré à la mise sous tension de longue durée avant le revêtement. Sous une température, une humidité et un courant de commande standard fixes, un éclairage continu accélère l'exposition des premières défaillances latentes des puces et des joints de soudure. Les défauts détectés après le revêtement entraîneront des difficultés de reprise et des pertes de matériaux considérablement plus élevées ; par conséquent, le contrôle du vieillissement est une procédure essentielle pour garantir un fonctionnement stable à long terme des produits finis.

Également connu sous le nom d’empotage, il s’agit du processus emblématique du packaging COB. La résine époxy optique ou l'encapsulant polymère sont enduits uniformément sur toute la surface de la lampe pour envelopper entièrement toutes les puces LED et les joints de soudure. Les trois fonctions principales du revêtement sont les suivantes :

1. Protection physique : isole l'humidité et la poussière, améliore les performances anti-collision et antistatiques des modules ;
2. Optimisation optique : ajustez l'angle d'émission de la lumière, améliorez l'uniformité du mélange de lumière et unifiez les performances de la couleur noire ;
3. Renforcement structurel : augmente la résistance mécanique globale des modules et réduit le risque de détachement des copeaux.

Les surfaces de revêtement brillantes ou mates peuvent être personnalisées en fonction des exigences de l'application pour s'adapter à divers scénarios d'affichage.

Après le durcissement complet de l'encapsulant, la deuxième série de tests complets est effectuée. Les inspecteurs se concentrent sur la vérification si le processus de revêtement endommage les puces et les circuits, et testent simultanément les indicateurs optiques, notamment la luminosité, la longueur d'onde d'émission et la température de couleur, pour garantir une conformité unifiée des paramètres optiques sur tous les modules.