1. 核心设计目标与挑战

陶瓷基板COB载具主要用于芯片贴装（Die Bonding - 共晶/银烧结）、引线键合（Wire Bonding）、光学检测和老化测试等关键制程。

• 超高温稳定性：共晶焊接或银烧结工艺温度远高于普通SMT，通常在250°C - 350°C之间。载具材料必须在此温度下长期工作而不变形、不退化、不释放污染物。

• 的热管理：既要能在高温工艺中快速升温（热容量小），又要能在测试中高效散热（导热性好），设计矛盾突出。

• 超高精度与平整度：陶瓷基板本身非常平整，载具的平整度必须更高，以确保芯片焊接和键合的均匀性，精度常要求在±5μm以内。

• 化学惰性与超高洁净度：载具不能与助焊剂、烧结膏等发生任何反应，不能释放任何可能污染焊点或芯片表面的气体和颗粒。

• 抗热震性（Thermal Shock Resistance）：必须能承受反复的急剧升温和冷却。

2. 关键设计要素与技术方案

2.1 材料选择：耐高温是首要前提

普通铝合金和工程塑料在此完全失效。可选材料梯队如下：

结论：对于大多数高温COB工艺，【高纯度等静压石墨】是性价比和性能综合的选择。

2.2 真空吸附系统

• 精细真空孔设计：使用激光钻孔加工出微米级的吸附孔阵列。孔位需避开基板下方的敏感电路和焊盘。

• 多区域独立控制：将真空区域划分为多个小型独立单元，允许同时放置不同尺寸的陶瓷基板，提高设备利用率。

• 高温密封：在真空槽内嵌入高温硅胶条或石墨箔作为密封材料，替代常温下的橡胶密封圈。

2.3 精准定位与对位

• 机械定位：使用精密陶瓷销（如氧化锆ZrO?）或碳化硅销作为定位针。它们硬度高、耐磨、耐高温且绝缘。

• 光学对位：在载具上加工或镶嵌高对比度的耐高温对位标记（Fiducial Mark），如铂金（Pt）或铬（Cr）镀层标记。键合机的视觉系统通过识别这些标记来建立坐标系。

2.4 热管理策略

• 对于封装工艺（如共晶焊）：

  • 载具设计应低热容（如采用薄板设计），以便能跟随加热台的温度变化快速升温，减少工艺周期。

• 对于测试工艺（老化测试）：

  • 必须集成主动水冷系统。可在石墨载具底部镶嵌或焊接一个不锈钢或铜合金水冷板。

  • 关键：必须使用高温钎焊或电子束焊接等工艺将石墨与水冷板连接，确保在热循环下不会开裂或泄漏。

2.5 表面处理与洁净度

• 石墨表面涂层：为防止石墨掉粉污染环境，可在其表面沉积一层热解碳（Pyrolytic Carbon） 或碳化硅（SiC）涂层。这能密封表面孔隙，形成极硬、极光滑、化学惰性的保护层。

• 精密抛光：所有工作面需经过精密抛光，达到镜面级光洁度（Ra <0.1μm），减少颗粒吸附和粘附。

3. 典型应用场景工作流程（以共晶焊为例）

1. 准备：在氮气保护环境中，将涂有共晶焊料的陶瓷基板通过真空吸附固定在石墨载具上。

2. 放置：通过精密陶瓷定位销和机器视觉，将LED芯片***放置在每个焊盘上。

3. 工艺：将整个载具传送至共晶焊炉（回流炉或真空共晶炉）中。

4. 加热：在氮气或真空氛围下，按工艺曲线加热至共晶温度（如280°C）以上，焊料熔化形成合金，实现芯片与基板的牢固连接。

5. 冷却：完成后冷却至室温。

6. 转移：将完成固晶的基板从载具上取下，进入下一道键合工序。

4. 总结：陶瓷基板载具的特殊性

陶瓷基板COB载具是材料科学和精密工程在***条件下的体现。

结论：
这类载具的设计和制造门槛极高，其选择严重依赖于具体的封装工艺和氛围要求。石墨载具是高温、高精度应用的主流选择，但必须注意其使用的大气环境。通常需要与专业的高温治具供应商合作，他们不仅提供产品，更能提供整套的工艺氛围解决方案。热仿真（FEA） 和气流仿真（CFD） 对于设计其加热和冷却过程至关重要。