1. 核心應(yīng)用場(chǎng)景與目標(biāo)
這種專(zhuān)用夾具主要用于對(duì)潔凈度有極高要求的環(huán)境,其根本目標(biāo)是:在COB生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,為裸露的芯片和鍵合線創(chuàng)造一個(gè)局部的、超潔凈的微環(huán)境。
關(guān)鍵應(yīng)用工位:
2. 污染來(lái)源與夾具的應(yīng)對(duì)策略
污染源 |
夾具應(yīng)對(duì)策略 |
環(huán)境空氣中的塵埃 |
設(shè)計(jì)密封蓋板,為芯片區(qū)域創(chuàng)造一個(gè)物理屏障。 |
人員帶來(lái)的顆粒物 |
減少開(kāi)放操作,采用帶蓋夾具周轉(zhuǎn),避免人手直接暴露芯片區(qū)。 |
機(jī)械摩擦產(chǎn)生的碎屑 |
使用低析出、抗磨損材料,避免夾具自身產(chǎn)生顆粒。 |
靜電吸附的灰塵 |
采用防靜電(ESD)材料,防止靜電吸附空氣中的懸浮顆粒。 |
上一工序的殘留物 |
設(shè)計(jì)無(wú)死角、易清潔的結(jié)構(gòu),并定期進(jìn)行清潔維護(hù)。 |
冷凝水汽 |
設(shè)計(jì)透氣孔或安裝干燥劑盒(可選),在密封的同時(shí)控制濕度。 |
3. 夾具的關(guān)鍵設(shè)計(jì)與特征
這類(lèi)夾具通常是帶蓋子的專(zhuān)用載具,其設(shè)計(jì)比普通載具復(fù)雜得多。
1. 密封蓋板系統(tǒng)
這是最核心的特征。蓋子不僅僅是防塵,更是創(chuàng)造一個(gè)微環(huán)境。
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剛性透明蓋:通常采用防靜電亞克力(PMMA) 或防靜電聚碳酸酯(PC) 制成。透明度便于在不打開(kāi)蓋子的情況下進(jìn)行視覺(jué)檢查。
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密封條:在蓋子和底座接觸的邊緣,會(huì)有一圈密封條,材料通常是硅膠或氟橡膠,因其耐高溫、低析出、柔軟性好。
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鎖緊機(jī)構(gòu):采用無(wú)塵設(shè)計(jì)的鎖緊方式,如:
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磁性鎖扣:嵌入在蓋子和底座內(nèi)的磁鐵,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)閉合和鎖緊。
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凸輪鎖緊機(jī)構(gòu):手動(dòng)旋轉(zhuǎn)即可壓緊蓋子。
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避免使用容易產(chǎn)生摩擦碎屑的彈簧或復(fù)雜鉸鏈。
2. 材料選擇
3. 凈化與環(huán)境控制(高級(jí)功能)
對(duì)于要求極高的場(chǎng)合(如激光芯片、光學(xué)傳感器),夾具會(huì)集成更高級(jí)的功能:
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充氣接口:夾具上設(shè)計(jì)有快插充氣嘴,可以在閉合后通入高純氮?dú)猓∟₂) 或其他惰性氣體,排出內(nèi)部的濕氣和氧氣,防止氧化。
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干燥劑倉(cāng):在夾具內(nèi)部設(shè)計(jì)一個(gè)小倉(cāng),用于放置變色硅膠等干燥劑,吸收密封腔內(nèi)的水汽。
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正壓設(shè)計(jì):通過(guò)持續(xù)通入少量潔凈氣體,使夾具內(nèi)部壓力略高于外部,有效阻止外部污染物進(jìn)入。
4. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
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芯片避空:蓋內(nèi)部有足夠的空間,確保蓋上的任何部分都不會(huì)接觸到脆弱的鍵合線。
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定位設(shè)計(jì):內(nèi)部有精準(zhǔn)的定位柱或邊框,確保PCB放入后不會(huì)移動(dòng),避免與蓋子摩擦產(chǎn)生碎屑。
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無(wú)銳角、光滑表面:所有內(nèi)部結(jié)構(gòu)都采用圓角設(shè)計(jì),表面光滑,減少顆粒積聚的死角,便于清潔。
4. 工作流程
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開(kāi)蓋:在相對(duì)潔凈的操作區(qū),打開(kāi)夾具蓋子。
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放置:將已完成貼片或鍵合的PCB放入夾具底座,定位好。
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合蓋密封:蓋上蓋子并鎖緊,形成一個(gè)密閉空間。
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周轉(zhuǎn):此時(shí)夾具可以在普通車(chē)間環(huán)境下安全周轉(zhuǎn)和短時(shí)間存儲(chǔ)。
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開(kāi)蓋操作:只有當(dāng)夾具被送入下一個(gè)工位(如鍵合機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、測(cè)試站)的潔凈環(huán)境下,才會(huì)被打開(kāi)并進(jìn)行操作。操作完成后立即再次密封。
5. 優(yōu)勢(shì)總結(jié)
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大幅提升良率:從根本上杜絕了因污染導(dǎo)致的短路、虛焊、打火等問(wèn)題。
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降低環(huán)境成本:不需要將整個(gè)車(chē)間都升級(jí)為超高等級(jí)的無(wú)塵室,只需在關(guān)鍵工位保證局部潔凈即可,大大節(jié)省了運(yùn)營(yíng)成本。
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提高流程靈活性:允許生產(chǎn)流程中有合理的等待和周轉(zhuǎn)時(shí)間,而不用擔(dān)心產(chǎn)品被污染。
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保護(hù)高價(jià)值產(chǎn)品:對(duì)于昂貴芯片(如激光器、傳感器)的生產(chǎn)至關(guān)重要。
6. 使用與維護(hù)注意事項(xiàng)
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定期清潔:必須建立嚴(yán)格的清潔規(guī)程。使用無(wú)塵布、無(wú)塵紙蘸取高純度異丙醇(IPA) 進(jìn)行擦拭。清潔工作應(yīng)在潔凈工作臺(tái)中進(jìn)行。
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定期檢查密封性:檢查密封條是否有破損、老化、變形。
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監(jiān)測(cè)靜電:定期測(cè)量夾具表面的電阻值,確保其防靜電功能有效。
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專(zhuān)用化:不同型號(hào)的PCB應(yīng)使用專(zhuān)用夾具,混用可能因尺寸不匹配導(dǎo)致密封失效或產(chǎn)生摩擦碎屑。
總結(jié)
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