1. 核心應用場景與目標
這種專用夾具主要用于對潔凈度有極高要求的環境,其根本目標是:在COB生產的各個環節中,為裸露的芯片和鍵合線創造一個局部的、超潔凈的微環境。
關鍵應用工位:
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芯片貼裝后、鍵合前的周轉與等待
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引線鍵合過程中
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鍵合完成后、點膠封裝前的周轉與存儲
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中間測試與檢驗工位
2. 污染來源與夾具的應對策略
污染源 |
夾具應對策略 |
環境空氣中的塵埃 |
設計密封蓋板,為芯片區域創造一個物理屏障。 |
人員帶來的顆粒物 |
減少開放操作,采用帶蓋夾具周轉,避免人手直接暴露芯片區。 |
機械摩擦產生的碎屑 |
使用低析出、抗磨損材料,避免夾具自身產生顆粒。 |
靜電吸附的灰塵 |
采用防靜電(ESD)材料,防止靜電吸附空氣中的懸浮顆粒。 |
上一工序的殘留物 |
設計無死角、易清潔的結構,并定期進行清潔維護。 |
冷凝水汽 |
設計透氣孔或安裝干燥劑盒(可選),在密封的同時控制濕度。 |
3. 夾具的關鍵設計與特征
這類夾具通常是帶蓋子的專用載具,其設計比普通載具復雜得多。
1. 密封蓋板系統
這是最核心的特征。蓋子不僅僅是防塵,更是創造一個微環境。
2. 材料選擇
3. 凈化與環境控制(高級功能)
對于要求極高的場合(如激光芯片、光學傳感器),夾具會集成更高級的功能:
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充氣接口:夾具上設計有快插充氣嘴,可以在閉合后通入高純氮氣(N₂) 或其他惰性氣體,排出內部的濕氣和氧氣,防止氧化。
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干燥劑倉:在夾具內部設計一個小倉,用于放置變色硅膠等干燥劑,吸收密封腔內的水汽。
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正壓設計:通過持續通入少量潔凈氣體,使夾具內部壓力略高于外部,有效阻止外部污染物進入。
4. 內部結構
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芯片避空:蓋內部有足夠的空間,確保蓋上的任何部分都不會接觸到脆弱的鍵合線。
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定位設計:內部有精準的定位柱或邊框,確保PCB放入后不會移動,避免與蓋子摩擦產生碎屑。
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無銳角、光滑表面:所有內部結構都采用圓角設計,表面光滑,減少顆粒積聚的死角,便于清潔。
4. 工作流程
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開蓋:在相對潔凈的操作區,打開夾具蓋子。
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放置:將已完成貼片或鍵合的PCB放入夾具底座,定位好。
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合蓋密封:蓋上蓋子并鎖緊,形成一個密閉空間。
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周轉:此時夾具可以在普通車間環境下安全周轉和短時間存儲。
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開蓋操作:只有當夾具被送入下一個工位(如鍵合機、點膠機、測試站)的潔凈環境下,才會被打開并進行操作。操作完成后立即再次密封。
5. 優勢總結
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大幅提升良率:從根本上杜絕了因污染導致的短路、虛焊、打火等問題。
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降低環境成本:不需要將整個車間都升級為超高等級的無塵室,只需在關鍵工位保證局部潔凈即可,大大節省了運營成本。
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提高流程靈活性:允許生產流程中有合理的等待和周轉時間,而不用擔心產品被污染。
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保護高價值產品:對于昂貴芯片(如激光器、傳感器)的生產至關重要。
6. 使用與維護注意事項
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定期清潔:必須建立嚴格的清潔規程。使用無塵布、無塵紙蘸取高純度異丙醇(IPA) 進行擦拭。清潔工作應在潔凈工作臺中進行。
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定期檢查密封性:檢查密封條是否有破損、老化、變形。
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監測靜電:定期測量夾具表面的電阻值,確保其防靜電功能有效。
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專用化:不同型號的PCB應使用專用夾具,混用可能因尺寸不匹配導致密封失效或產生摩擦碎屑。
總結
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