1. 核心概念解析

• COB (Chip-On-Board):

  • 一种封装技术，将裸露的芯片（Naked Die）直接粘贴在PCB板上，然后通过引线键合（Wire Bonding）实现电气连接，最后用环氧树脂胶（黑胶）进行保护封装的整个过程。

  • 流程简述: 点胶（Die Attach） → 贴片（Chip Placement） → 固化（Curing） → 键合（Wire Bonding） → 封胶（Encapsulation）。

  • 特点： 成本低、体积小、散热好、可靠性高，广泛应用于LED照明、显示屏、摄像头模组、RFID、集成电路卡等领域。

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

  • 一种利用真空负压来固定、定位和平整待加工工件的治具。

  • 它通常由一个治具本体、内部的气路通道以及表面的吸附孔组成。当真空泵启动时，吸附孔产生吸力，将工件牢牢吸在治具表面。

• COB芯片真空吸附治具：

  • 顾名思义，这是专门为COB生产流程中的芯片贴装（Die Bonding） 和引线键合（Wire Bonding） 工位设计的真空吸附治具。

  • 它的核心作用是固定PCB板，确保其在高速高精度的自动化操作中保持绝对稳定和绝对平整。

2. 为什么COB工艺必须使用真空吸附治具？

COB工艺，尤其是Die Bonding和Wire Bonding，对精度要求极高（微米级）。

• 贴片精度： 贴片机需要将微小的芯片（可能小于1mm x 1mm）精确定位到PCB的焊盘上，误差通常在±25µm以内。

• 键合精度： 键合机的焊头需要将比头发丝还细的金线或铝线准确地焊接到芯片的焊盘和PCB的焊盘上。

• 平整度（共面性）： 如果PCB板存在任何弯曲或翘曲，会导致：

  • 贴片高度不一致，影响后续键合和胶水厚度。

  • 对焦失败，视觉系统无法同时看清所有特征点。

  • 键合压力不均，造成虚焊、焊盘损伤或断线。

真空吸附治具通过强大的均匀吸力，将PCB板牢牢地“拉平”并固定在治具的基准平面上，为后续所有高精度工序提供了一个稳定、平整的基准。 这是机械夹持无法实现的。

3. 治具的组成与关键设计要点

一个典型的COB真空吸附治具通常包括以下几个部分：

1. 治具本体 (Body):

   • 材料： 通常采用铝合金（轻便、导热好）或不锈钢（耐磨、变形小），对于热膨胀系数有严格要求的场合，甚至会使用殷钢或合成石。

   • 型腔 (Pocket): 治具上会铣出一个与PCB外形匹配的型腔，用于精准定位PCB。型腔深度通常比PCB厚度小0.05mm左右，确保吸紧后PCB不会移动。

2. 真空气路系统 (Vacuum System):

   • 主气路： 治具内部会加工有真空通道，连接到外部真空发生器或真空泵。

   • 吸附孔 (Vacuum Holes): 在治具型腔的底部，会钻有大量微小的吸附孔。孔的布局至关重要，必须确保：

     • 全覆盖： 能覆盖PCB的整个面积，尤其是中间区域，防止因吸力不足导致中间部分拱起。

     • 避让开孔： 必须避开PCB上原有的通孔，否则会漏气导致真空度不足。

     • 孔径适中： 孔径太小易被堵塞，太大可能在被黑胶污染后难以清理。

3. 隔热/ESD防护设计 (Optional):

   • 某些治具会集成加热功能，用于胶水的预热和固化。

   • 可能会采用防静电材料或设计，防止静电击穿敏感的芯片。

4. 定位与夹紧机构 (Positioning & Clamping):

   • 除了真空吸附，通常还会有定位销和边缘夹钳（通常是气动或手动），在吸附之前对PCB进行粗定位，并在吸附后提供额外的机械保障。