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1. 核心概念解析

• COB (Chip-On-Board):

  • 一種封裝技術，將裸露的芯片（Naked Die）直接粘貼在PCB板上，然后通過引線鍵合（Wire Bonding）實現電氣連接，最后用環氧樹脂膠（黑膠）進行保護封裝的整個過程。

  • 流程簡述: 點膠（Die Attach） → 貼片（Chip Placement） → 固化（Curing） → 鍵合（Wire Bonding） → 封膠（Encapsulation）。

  • 特點： 成本低、體積小、散熱好、可靠性高，廣泛應用于LED照明、顯示屏、攝像頭模組、RFID、集成電路卡等領域。

• 真空吸附治具 (Vacuum Chuck / Vacuum Fixture):

  • 一種利用真空負壓來固定、定位和平整待加工工件的治具。

  • 它通常由一個治具本體、內部的氣路通道以及表面的吸附孔組成。當真空泵啟動時，吸附孔產生吸力，將工件牢牢吸在治具表面。

• COB芯片真空吸附治具：

  • 顧名思義，這是專門為COB生產流程中的芯片貼裝（Die Bonding） 和引線鍵合（Wire Bonding） 工位設計的真空吸附治具。

  • 它的核心作用是固定PCB板，確保其在高速高精度的自動化操作中保持絕對穩定和絕對平整。

2. 為什么COB工藝必須使用真空吸附治具？

COB工藝，尤其是Die Bonding和Wire Bonding，對精度要求極高（微米級）。

• 貼片精度： 貼片機需要將微小的芯片（可能小于1mm x 1mm）精確定位到PCB的焊盤上，誤差通常在±25µm以內。

• 鍵合精度： 鍵合機的焊頭需要將比頭發絲還細的金線或鋁線準確地焊接到芯片的焊盤和PCB的焊盤上。

• 平整度（共面性）： 如果PCB板存在任何彎曲或翹曲，會導致：

  • 貼片高度不一致，影響后續鍵合和膠水厚度。

  • 對焦失敗，視覺系統無法同時看清所有特征點。

  • 鍵合壓力不均，造成虛焊、焊盤損傷或斷線。

真空吸附治具通過強大的均勻吸力，將PCB板牢牢地“拉平”并固定在治具的基準平面上，為后續所有高精度工序提供了一個穩定、平整的基準。 這是機械夾持無法實現的。

3. 治具的組成與關鍵設計要點

一個典型的COB真空吸附治具通常包括以下幾個部分：

1. 治具本體 (Body):

   • 材料： 通常采用鋁合金（輕便、導熱好）或不銹鋼（耐磨、變形小），對于熱膨脹系數有嚴格要求的場合，甚至會使用殷鋼或合成石。

   • 型腔 (Pocket): 治具上會銑出一個與PCB外形匹配的型腔，用于精準定位PCB。型腔深度通常比PCB厚度小0.05mm左右，確保吸緊后PCB不會移動。

2. 真空氣路系統 (Vacuum System):

   • 主氣路： 治具內部會加工有真空通道，連接到外部真空發生器或真空泵。

   • 吸附孔 (Vacuum Holes): 在治具型腔的底部，會鉆有大量微小的吸附孔。孔的布局至關重要，必須確保：

     • 全覆蓋： 能覆蓋PCB的整個面積，尤其是中間區域，防止因吸力不足導致中間部分拱起。

     • 避讓開孔： 必須避開PCB上原有的通孔，否則會漏氣導致真空度不足。

     • 孔徑適中： 孔徑太小易被堵塞，太大可能在被黑膠污染后難以清理。

3. 隔熱/ESD防護設計 (Optional):

   • 某些治具會集成加熱功能，用于膠水的預熱和固化。

   • 可能會采用防靜電材料或設計，防止靜電擊穿敏感的芯片。

4. 定位與夾緊機構 (Positioning & Clamping):

   • 除了真空吸附，通常還會有定位銷和邊緣夾鉗（通常是氣動或手動），在吸附之前對PCB進行粗定位，并在吸附后提供額外的機械保障。