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1. 核心設(shè)計(jì)目標(biāo)與挑戰(zhàn)
陶瓷基板COB載具主要用于芯片貼裝（Die Bonding - 共晶/銀燒結(jié)）、引線鍵合（Wire Bonding）、光學(xué)檢測(cè)和老化測(cè)試等關(guān)鍵制程。
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超高溫穩(wěn)定性：共晶焊接或銀燒結(jié)工藝溫度遠(yuǎn)高于普通SMT，通常在250°C - 350°C之間。載具材料必須在此溫度下長(zhǎng)期工作而不變形、不退化、不釋放污染物。
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的熱管理：既要能在高溫工藝中快速升溫（熱容量小），又要能在測(cè)試中高效散熱（導(dǎo)熱性好），設(shè)計(jì)矛盾突出。
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超高精度與平整度：陶瓷基板本身非常平整，載具的平整度必須更高，以確保芯片焊接和鍵合的均勻性，精度常要求在±5μm以內(nèi)。
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化學(xué)惰性與超高潔凈度：載具不能與助焊劑、燒結(jié)膏等發(fā)生任何反應(yīng)，不能釋放任何可能污染焊點(diǎn)或芯片表面的氣體和顆粒。
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抗熱震性（Thermal Shock Resistance）：必須能承受反復(fù)的急劇升溫和冷卻。
2. 關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素與技術(shù)方案
2.1 材料選擇：耐高溫是首要前提
普通鋁合金和工程塑料在此完全失效。可選材料梯隊(duì)如下：
| 材料 |
使用溫度 |
特點(diǎn)與應(yīng)用建議 |
| 石墨（Graphite） |
>500°C（真空/惰性氣體） |
選擇之一。***的熱穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱、低熱容、CTE小。但在空氣中易氧化，需在氮?dú)夥諊蛘婵窄h(huán)境下使用。 |
| 碳化硅（SiC） |
>1600°C |
性能之選。硬度高、導(dǎo)熱性好（~270 W/m·K）、化學(xué)性質(zhì)***穩(wěn)定。但成本極高、加工難度***。 |
| 殷鋼（Invar） |
~400°C |
CTE極低（~1.6×10??/°C），可確保與陶瓷基板在熱脹冷縮時(shí)同步，避免應(yīng)力。但重量大、成本高。 |
| 鈦合金（如TC4） |
~500°C |
強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕。導(dǎo)熱性較差（~7 W/m·K），適合作為結(jié)構(gòu)件而非直接接觸熱源。 |
| 高溫合金（如因康鎳合金Inconel） |
~1000°C |
高溫強(qiáng)度極好，但重量大、成本高、加工難，通常用于***環(huán)境。 |
結(jié)論：對(duì)于大多數(shù)高溫COB工藝，【高純度等靜壓石墨】是性價(jià)比和性能綜合的選擇。
2.2 真空吸附系統(tǒng)
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精細(xì)真空孔設(shè)計(jì)：使用激光鉆孔加工出微米級(jí)的吸附孔陣列。孔位需避開基板下方的敏感電路和焊盤。
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多區(qū)域獨(dú)立控制：將真空區(qū)域劃分為多個(gè)小型獨(dú)立單元，允許同時(shí)放置不同尺寸的陶瓷基板，提高設(shè)備利用率。
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高溫密封：在真空槽內(nèi)嵌入高溫硅膠條或石墨箔作為密封材料，替代常溫下的橡膠密封圈。
2.3 精準(zhǔn)定位與對(duì)位
2.4 熱管理策略
2.5 表面處理與潔凈度
3. 典型應(yīng)用場(chǎng)景工作流程（以共晶焊為例）
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準(zhǔn)備：在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境中，將涂有共晶焊料的陶瓷基板通過真空吸附固定在石墨載具上。
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放置：通過精密陶瓷定位銷和機(jī)器視覺，將LED芯片***放置在每個(gè)焊盤上。
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工藝：將整個(gè)載具傳送至共晶焊爐（回流爐或真空共晶爐）中。
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加熱：在氮?dú)饣蛘婵辗諊拢垂に嚽�加熱至共晶溫度（如280°C）以上，焊料熔化形成合金，實(shí)現(xiàn)芯片與基板的牢固連接。
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冷卻：完成后冷卻至室溫。
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轉(zhuǎn)移：將完成固晶的基板從載具上取下，進(jìn)入下一道鍵合工序。
4. 總結(jié)：陶瓷基板載具的特殊性
陶瓷基板COB載具是材料科學(xué)和精密工程在***條件下的體現(xiàn)。
| 特性 |
普通金屬基板COB載具 |
陶瓷基板COB載具 |
| 工作溫度 |
室溫 ~ 150°C |
250°C ~ 350°C+ |
| 核心材料 |
鋁合金 |
高純度石墨、碳化硅、殷鋼 |
| 工作環(huán)境 |
空氣 |
氮?dú)猓∟?）、真空（Vacuum）、甲酸氣體 |
| 精度要求 |
±10-25μm |
±1-5μm |
| 潔凈度 |
高 |
超高（半導(dǎo)體級(jí)） |
結(jié)論：
這類載具的設(shè)計(jì)和制造門檻極高，其選擇嚴(yán)重依賴于具體的封裝工藝和氛圍要求。石墨載具是高溫、高精度應(yīng)用的主流選擇，但必須注意其使用的大氣環(huán)境。通常需要與專業(yè)的高溫治具供應(yīng)商合作，他們不僅提供產(chǎn)品，更能提供整套的工藝氛圍解決方案。熱仿真（FEA） 和氣流仿真（CFD） 對(duì)于設(shè)計(jì)其加熱和冷卻過程至關(guān)重要。
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