1. 核心設(shè)計(jì)目標(biāo)與挑戰(zhàn)
超高精度：核心目標(biāo)，通常要求定位精度在±10μm以內(nèi)，甚至更高（如鍵合工序）。
真空吸附與穩(wěn)定夾持：必須平穩(wěn)、無應(yīng)力地固定PCB基板，防止任何微小的移動(dòng)或翹曲。
熱管理：在某些情況下（如熱壓鍵合），夾具可能需要具備加熱或冷卻功能，且需保持熱穩(wěn)定性，避免熱變形影響精度。
多工序兼容性：夾具可能需要在不同設(shè)備間流轉(zhuǎn)（如從貼片機(jī)到鍵合機(jī)），需要統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。
防靜電（ESD）保護(hù)：必須使用防靜電材料保護(hù)敏感的裸芯片和電路。
自動(dòng)化兼容：設(shè)計(jì)需便于自動(dòng)化設(shè)備（機(jī)械手）上下料，可能集成傳感器。
潔凈度：不能產(chǎn)生顆粒污染物。
2. 關(guān)鍵技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 基準(zhǔn)體系（Benchmarking System）
精密基準(zhǔn)孔/銷：夾具本體上必須加工有高精度的機(jī)械基準(zhǔn)孔（如M2、φ3h5），其位置公差需小于±5μm。這些孔與設(shè)備平臺(tái)上的定位銷（Dowel Pin） 配合，實(shí)現(xiàn)夾具在設(shè)備上的定位。
光學(xué)對(duì)位標(biāo)記（Fiducial Mark）：
在夾具上嵌入高對(duì)比度的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)位標(biāo)記（如陶瓷十字標(biāo)、鉻版標(biāo)）。
機(jī)器視覺系統(tǒng)通過識(shí)別夾具上的標(biāo)記和PCB板上的標(biāo)記，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，補(bǔ)償PCB本身的制造誤差和放置誤差，從而實(shí)現(xiàn)芯片與焊盤的***對(duì)位。
2.2 PCB固定與夾持機(jī)制
真空吸附系統(tǒng)（）：
多區(qū)域獨(dú)立真空氣路：夾具表面有精心布局的吸附孔陣列。對(duì)于不同尺寸的PCB，可通過軟件關(guān)閉不使用的區(qū)域，確保吸附力集中且均勻。
密封槽：在吸附區(qū)域加工密封槽并嵌入O型圈或聚氨酯密封條，確保真空密封性，即使PCB有輕微翹曲也能牢牢吸平。
真空通道：內(nèi)部設(shè)計(jì)高效的真空氣路，快速抽真空和破真空，提高生產(chǎn)節(jié)拍。
微動(dòng)力夾緊機(jī)構(gòu)：
在真空吸附的基礎(chǔ)上，可在PCB邊緣關(guān)鍵位置增加微型氣缸驅(qū)動(dòng)或精密的肘夾的壓塊，提供輔助夾緊力。
壓塊接觸面使用PEEK、Vespel或鑲陶瓷等軟質(zhì)耐磨材料，避免劃傷PCB。
2.3 夾具本體材料
低膨脹合金/陶瓷：對(duì)于精度的應(yīng)用（如光通信器件封裝），殷鋼（Invar） 或碳化硅（SiC）陶瓷。它們的極低熱膨脹系數(shù)（CTE）可確保溫度波動(dòng)時(shí)定位尺寸幾乎不變。
航空鋁合金：常用的平衡了性能與成本的材料，如7075-T6或6061-T6。經(jīng)過熱處理和深冷處理以釋放內(nèi)應(yīng)力，***長期的尺寸穩(wěn)定性。
表面處理：硬質(zhì)陽極氧化（Hard Anodizing），增加表面硬度、耐磨性和抗腐蝕性。
