一、 核心功能與應用場景功能：在高速旋轉的離心機上，、可靠地固定住承載了COB芯片的基板（通常是鋁基板、陶瓷基板等），使其承受巨大的離心力（通常用G力表示，如1000G）而不產生任何位移。

典型工藝：

熒光粉涂覆：在離心法封裝中，通過高速旋轉，利用離心力使滴涂在芯片表面的熒光膠液均勻鋪展，并排出氣泡。

底部填充：某些工藝可能用于Underfill膠水的填充。

核心要求：高剛性、高可靠性、平衡性、防污染。

二、 治具結構設計方案

治具通常由治具底座（適配離心機轉子）和芯片固定模塊兩部分構成。

1. 治具底座 (Fixture Base)

功能：連接離心機轉子，并承載所有固定模塊。這是整個治具的核心。

材質：高強度鋁合金（7075-T6等）或不銹鋼。必須保證在高速旋轉下不會斷裂或變形。

設計要點：

動平衡：治具本身必須進行高精度動平衡校正（通常要求達到G2.5或更高等級）。不平衡會導致離心機劇烈震動，損壞設備甚至引發(fā)事故。設計上需對稱，并在底座上預留配重調節(jié)孔或區(qū)域。

機械接口：必須與目標離心機轉子的接口（如螺栓孔 pattern）完全匹配，確保緊固無誤。

輕量化：在保證強度前提下，減輕重量可以降低離心機負載，提高性。

2. 芯片固定模塊 (Chip Fixing Module)

這是直接接觸和固定產品的部分，需要精心設計。

方案A：蓋板壓覆式（常用、可靠）

組成：

優(yōu)點：固定力巨大且均勻，非?？煽?。

缺點：裝卸相對耗時。

下模/載板：帶有定位槽，用于放置COB基板。定位方式可以是銷釘或仿形槽。

上蓋板：一塊開有窗口的厚板，窗口尺寸大于芯片發(fā)光區(qū)但小于基板邊框。

緊固方式：使用高強度內六角螺釘或快夾鉗將上蓋板牢牢壓緊在下模上，通過摩擦力固定基板。嚴禁使用普通螺絲或塑料件。

方案B：彈性壓臂式（適用于快速裝卸）

組成：在底座上設計多個獨立的、帶有硅膠或軟金屬墊片的彈性壓臂。通過壓臂的彈力將基板壓住。

優(yōu)點：操作非常迅速，適合大批量生產。

缺點：對于的G力（如 >2000G），可靠性可能不如蓋板式，需要精密計算和測試彈力是否足夠。

方案C：真空吸附式（特殊應用）

組成：治具表面有氣路，通過旋轉接頭在離心時提供真空，將基板吸附住。

優(yōu)點：固定力均勻，不遮擋產品。

缺點：系統復雜，成本高，有泄漏風險，需額外配置真空系統。

3. 材料選擇關鍵

與芯片接觸部分：使用不銹鋼、陽極氧化鋁或高性能工程塑料（如PEEK、Vespel）。確保無金屬屑、耐腐蝕、不易與膠水粘連。

密封材料：如果需要防止膠水飛濺，可使用耐化學腐蝕的硅膠或氟橡膠密封圈。

三、 設計考量與注意事項（重中之重）力學仿真與分析 (FEA)

應力分析：模擬在目標離心力下，治具各部件（尤其是螺釘、壓臂、底座）的應力分布，確保遠低于材料的屈服強度，有足夠的系數（通常 >4）。

形變分析：檢查治具在受力下的形變量，必須確保形變不會導致產品被壓碎或移位。

必須進行：在設計階段，必須使用有限元分析軟件（如ANSYS）對治具進行靜力學和動力學仿真。

分析內容：

動平衡 (Dynamic Balance)

加工完成的治具必須上動平衡機進行校正。通過在不平衡點去重（鉆孔）或加重（加配重螺絲/墊片）的方式，將不平衡量控制在離心機要求的范圍內。

防污染設計

所有表面應光滑無毛刺，避免刮傷產品或產生顆粒。

設計應易于清潔，無殘留膠水的死角。

如果處理液態(tài)膠水，治具應考慮防濺設計，如增加可更換的防濺襯板或收集槽。

冗余

主要緊固件（如螺釘）應選擇高于實際需求規(guī)格的產品。

可考慮雙重 locking機制，例如在壓板上再加一個防松卡扣。

標識與管理

治具上應清晰刻印其允許轉速（RPM）和對應的G力。

每個治具應有編號，并建立檔案，記錄其使用次數和保養(yǎng)情況。

四、 設計流程總結明確輸入：確認COB基板尺寸、離心機型號及接口、工藝要求的轉速/G力。

概念設計：選擇固定方案（蓋板壓覆式）。

3D建模與FEA仿真：迭代優(yōu)化設計，確保強度和性。

圖紙輸出：標注關鍵尺寸、公差、材料和表面處理要求（如陽極化）。

加工與制造：選擇有經驗的精密機械加工商。

動平衡校正：交付專業(yè)機構進行動平衡調試。

現場測試與驗證：

先在低速下空載測試，檢查震動和噪音。

逐步提高轉速至工藝要求，進行滿載測試。

檢查產品 after離心，確認無移位、無損傷。

結論與建議

對于COB芯片高速離心這種極端工況，性和可靠性是的位。

推薦采用“高強度鋁合金底座 + 蓋板壓覆式固定”的方案。這是經過驗證的可靠的方式。

不能省略FEA力學仿真和動平衡校正這兩個步驟，它們是防止惡性事故發(fā)生的技術保障。

治具的設計和制造是一項專業(yè)性極強的任務，強烈建議與具有航空航天或汽車領域精密工裝設計經驗的工程師和供應商合作。