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1. 核心應(yīng)用場(chǎng)景：為什么需要它？

這種載具主要用于混合技術(shù)（Hybrid Technology）PCB的制造，具體場(chǎng)景如下：

• PCB雙面SMT+COB工藝：

  1. 假設(shè)PCB的A面已經(jīng)完成了COB封裝（貼好了芯片并鍵合了金線，涂覆了軟質(zhì)黑膠但尚未完全固化）。

  2. PCB的B面需要貼裝普通的SMD元件（如電阻、電容、小型IC）。

  3. 為了節(jié)省流程，需要將整個(gè)PCB放入回流焊爐中，通過(guò)高溫焊錫膏將B面的SMD元件焊接好。

  4. 與此同時(shí)，A面COB部分的黑膠也會(huì)在回流焊的熱量下實(shí)現(xiàn)最終固化。

• 在此過(guò)程中，載具必須解決兩個(gè)核心問(wèn)題：

  1. 保護(hù)敏感的COB面：防止回流焊的熱風(fēng)、助焊劑煙霧、高溫氧化環(huán)境影響芯片和金線。

  2. 承受極端高溫：必須在持續(xù)250°C以上的高溫環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不變形、不釋放污染物。

2. 載具的核心功能與要求

1. 極致耐高溫性：

   • 必須能長(zhǎng)期耐受260°C - 300°C的峰值溫度，且在此溫度下物理性質(zhì)和尺寸極其穩(wěn)定，不會(huì)彎曲、膨脹、軟化或釋放氣體（outgassing）。

2. 優(yōu)異的隔熱性：

   • 載具本身需要成為一個(gè)“隔熱盾”，盡可能減少傳遞到COB面的熱量。雖然COB面也需要一定熱量來(lái)固化黑膠，但必須避免局部過(guò)熱，尤其是保護(hù)脆弱的金線。

3. 高尺寸穩(wěn)定性（低CTE）：

   • 熱膨脹系數(shù)（CTE）必須非常低，且與PCB材料匹配。在劇烈的溫度變化下，載具的型腔尺寸必須保持不變，否則會(huì)擠壓或拉伸PCB，導(dǎo)致其變形或損壞。

4. 精準(zhǔn)定位與支撐：

   • 需要為PCB提供精確的定位，并為B面需要焊接的元件提供支撐，防止“墓碑效應(yīng)”。

5. 輕量化：

   • 厚重的載具會(huì)吸走大量熱量，增加能耗并影響爐溫曲線。需要在保證剛性的前提下盡可能輕。

3. 材料選擇（這是關(guān)鍵）

能夠滿足以上苛刻要求的材料選擇有限，且成本高昂。

結(jié)論：高性能合成石（如PO系列）是制造耐高溫COB回流焊載具的最理想材料。

4. 特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

除了材料，其設(shè)計(jì)也與眾不同：

1. “窯洞式”型腔設(shè)計(jì)：

   • 載具會(huì)做一個(gè)很深的型腔，將整個(gè)COB面（包括黑膠）完全包裹在內(nèi)，使其與回流焊爐內(nèi)的熱風(fēng)和助焊劑煙霧完全隔離。

   • 型腔頂部與COB面留有微小間隙，避免接觸。

2. 精密隔熱蓋板：

   • 對(duì)于一些結(jié)構(gòu)，甚至?xí)谳d具上增加一個(gè)可開(kāi)關(guān)的合成石蓋板，在進(jìn)入回流焊爐前蓋上，為COB面創(chuàng)造一個(gè)完全封閉的隔熱空間。

3. 優(yōu)化的真空氣路：

   • 真空吸附孔的設(shè)計(jì)需避開(kāi)敏感區(qū)域，防止熱風(fēng)被吸入。通常只在載具邊緣布置吸附孔。

4. 耐高溫密封材料：

   • 如果設(shè)計(jì)有蓋板，其密封條必須使用耐高溫的硅膠或橡膠材料。

5. 工作流程

1. 裝載：將已完成A面COB的PCB放入載具的深型腔內(nèi)。

2. 覆蓋：合上耐高溫蓋板（如果設(shè)計(jì)有）。

3. 固定：?jiǎn)?dòng)真空吸附，固定PCB。

4. 過(guò)爐：將整個(gè)載具組件通過(guò)回流焊爐，爐溫曲線需同時(shí)滿足B面SMT焊接和A面黑膠固化的要求。

5. 冷卻取出：出爐冷卻后，打開(kāi)蓋板，釋放真空，取出完成雙面加工的PCB。

6. 挑戰(zhàn)與注意事項(xiàng)

• 爐溫曲線監(jiān)控：必須使用爐溫跟蹤儀（Thermal Profiler）實(shí)際測(cè)量PCB B面（焊接面）和A面（COB保護(hù)面） 的溫度，確保兩者都符合工藝要求（焊接面達(dá)到峰值溫度，COB面不超過(guò)黑膠和金線的耐溫極限）。

• 熱容量影響：厚重的載具會(huì)改變爐子的熱動(dòng)力學(xué)，需要重新優(yōu)化爐溫曲線。

• 清潔維護(hù)：高溫環(huán)境下，助焊劑殘留更容易凝結(jié)在載具上，需要定期高溫清洗，防止積累影響平整度和真空吸附。

• 成本高昂：高性能合成石材料和精密加工的成本都非常高。

總結(jié)