1. 核心应用场景：为什么需要它？

这种载具主要用于混合技术（Hybrid Technology）PCB的制造，具体场景如下：

• PCB双面SMT+COB工艺：

  1. 假设PCB的A面已经完成了COB封装（贴好了芯片并键合了金线，涂覆了软质黑胶但尚未完全固化）。

  2. PCB的B面需要贴装普通的SMD元件（如电阻、电容、小型IC）。

  3. 为了节省流程，需要将整个PCB放入回流焊炉中，通过高温焊锡膏将B面的SMD元件焊接好。

  4. 与此同时，A面COB部分的黑胶也会在回流焊的热量下实现最终固化。

• 在此过程中，载具必须解决两个核心问题：

  1. 保护敏感的COB面：防止回流焊的热风、助焊剂烟雾、高温氧化环境影响芯片和金线。

  2. 承受极端高温：必须在持续250°C以上的高温环境中保持结构稳定、不变形、不释放污染物。

2. 载具的核心功能与要求

1. 极致耐高温性：

   • 必须能长期耐受260°C - 300°C的峰值温度，且在此温度下物理性质和尺寸极其稳定，不会弯曲、膨胀、软化或释放气体（outgassing）。

2. 优异的隔热性：

   • 载具本身需要成为一个“隔热盾”，尽可能减少传递到COB面的热量。虽然COB面也需要一定热量来固化黑胶，但必须避免局部过热，尤其是保护脆弱的金线。

3. 高尺寸稳定性（低CTE）：

   • 热膨胀系数（CTE）必须非常低，且与PCB材料匹配。在剧烈的温度变化下，载具的型腔尺寸必须保持不变，否则会挤压或拉伸PCB，导致其变形或损坏。

4. 精准定位与支撑：

   • 需要为PCB提供精确的定位，并为B面需要焊接的元件提供支撑，防止“墓碑效应”。

5. 轻量化：

   • 厚重的载具会吸走大量热量，增加能耗并影响炉温曲线。需要在保证刚性的前提下尽可能轻。

3. 材料选择（这是关键）

能够满足以上苛刻要求的材料选择有限，且成本高昂。

结论：高性能合成石（如PO系列）是制造耐高温COB回流焊载具的最理想材料。

4. 特殊结构设计

除了材料，其设计也与众不同：

1. “窑洞式”型腔设计：

   • 载具会做一个很深的型腔，将整个COB面（包括黑胶）完全包裹在内，使其与回流焊炉内的热风和助焊剂烟雾完全隔离。

   • 型腔顶部与COB面留有微小间隙，避免接触。

2. 精密隔热盖板：

   • 对于一些结构，甚至会在载具上增加一个可开关的合成石盖板，在进入回流焊炉前盖上，为COB面创造一个完全封闭的隔热空间。

3. 优化的真空气路：

   • 真空吸附孔的设计需避开敏感区域，防止热风被吸入。通常只在载具边缘布置吸附孔。

4. 耐高温密封材料：

   • 如果设计有盖板，其密封条必须使用耐高温的硅胶或橡胶材料。

5. 工作流程

1. 装载：将已完成A面COB的PCB放入载具的深型腔内。

2. 覆盖：合上耐高温盖板（如果设计有）。

3. 固定：启动真空吸附，固定PCB。

4. 过炉：将整个载具组件通过回流焊炉，炉温曲线需同时满足B面SMT焊接和A面黑胶固化的要求。

5. 冷却取出：出炉冷却后，打开盖板，释放真空，取出完成双面加工的PCB。

6. 挑战与注意事项

• 炉温曲线监控：必须使用炉温跟踪仪（Thermal Profiler）实际测量PCB B面（焊接面）和A面（COB保护面） 的温度，确保两者都符合工艺要求（焊接面达到峰值温度，COB面不超过黑胶和金线的耐温极限）。

• 热容量影响：厚重的载具会改变炉子的热动力学，需要重新优化炉温曲线。

• 清洁维护：高温环境下，助焊剂残留更容易凝结在载具上，需要定期高温清洗，防止积累影响平整度和真空吸附。

• 成本高昂：高性能合成石材料和精密加工的成本都非常高。

总结