1. 核心設計目標與挑戰

電視背光COB治具主要用于固晶（Die Bonding）、焊線（Wire Bonding）、點熒光膠（Phosphor Coating）、老化測試（Burn-in）及光學測試（LOP/BIN）等工序。

超大尺寸下的平整度：治具的尺寸可能超過1米，但整個工作面的平面度必須極小（例如<0.1mm/m），否則會導致芯片高度不一、膠水厚度不均，造成終屏幕出現亮度不均（Mura）。

熱管理的均勻性：在老化測試中，需要同時點亮數千甚至上萬顆Mini LED芯片，總功***，發熱巨大。治具必須能均勻地將熱量帶走，避免局部過熱。

微米級定位精度：對于Mini LED背光，芯片間距很小，治具需要為固晶和焊線設備提供穩定且***的基準。

與自動化：治具需要支持快速上下料，與自動化生產線無縫集成，以提高產能。

潔凈度與防刮傷：治具不能產生顆粒，且不能刮傷或污染昂貴的COB基板（通常是陶瓷或金屬基板）。

2. 關鍵設計要素與技術方案

2.1 材料選擇：穩定性的基石

花崗巖（Granite）或聚合物花崗巖（Epoxy Granite）：

材料。用于超大尺寸治具的底座。具有***優異的尺寸穩定性、高阻尼特性（減振）、低熱膨脹系數且***。

聚合物花崗巖（由花崗巖碎料和環氧樹脂混合澆鑄）性能類似，更容易加工出復雜結構，成本***。

鋁合金：用于制作上層的夾具體和模塊。推薦6061-T651并經深冷處理和時效處理以釋放應力。表面進行硬質陽極氧化以增加硬度。

殷鋼（Invar）：用于對局部熱變形***敏感的場合，如固晶工位的基準模塊，但其成本和重量較高。

2.2 平整度與應力控制

精密加工工藝：

底座在恒溫車間（20±1°C）內，使用大型龍門式加工中心進行粗加工、半精加工和精加工。

每步加工后都需進行自然時效或振動時效，充分釋放加工應力。

終的精加工（磨削或精銑）必須在與使用環境一致的恒溫條件下完成。

模塊化設計：

將大尺寸治具設計成由多個精密模塊拼裝在穩定底座上的結構。

每個模塊可以單獨調平，從而化解超大平面難以加工的問題，也便于維護和更換。

2.3 熱管理：均勻散熱的藝術

分區控溫的水冷系統：

在治具內部集成多路獨立的冷卻流道，而不是一條長流道。

“一進多出”或“蛇形并行”布局，確保冷卻液流經所有區域時的溫升和壓降一致，從而實現整個治具的溫度均勻性（如±1°C以內）。

高性能導熱界面：

使用導熱硅膠墊（Gap Pad）或相變材料（PCM）。對于背光測試，硅膠墊更常用，因其可重復使用，便于維護。

治具工作面（與COB接觸面）需精密磨削，確保平整。

2.4 真空吸附與固定

多區域獨立真空控制系統：

將大尺寸治具的真空吸附區劃分為多個小型獨立區域，每個區域有單獨的真空通道和開關閥。

優點：

即使COB基板尺寸不同，也可只開啟對應區域，節約能源。

即使某個區域發生泄漏（如基板破裂），不影響其他區域的吸附，***生產。

柔性密封：使用嵌入式硅膠或聚氨酯密封條，而非直接鉆孔吸附，以適應基板的微小形變，確保密封可靠性。

2.5 基準與對位系統

全球面基準：在治具的底座上加工高精度的基準網格，包含基準孔和光學對位標記（Fiducial Mark）。

視覺對位：固晶機、焊線機的視覺系統通過識別治具上的標記，建立全局坐標系，再通過識別基板上的標記進行補償對位，確保所有芯片和焊線的精度。

2.6 自動化接口

機器人導向機構：設計導向槽、定位銷等，便于AGV小車或機械手進行對接和上下料。

電氣快換接頭：集成氣動快換接頭（用于控制壓臂）、電連接器（用于供電和信號傳輸）和冷卻液快換接頭，實現治具與生產線的快速連接與分離。

3. 典型應用場景工作流程（以老化測試為例）

上料：機械手將電視背光COB面板放入治具的定位框內。

吸附與壓緊：真空系統啟動，將面板吸附平整；周邊壓臂（可選）下壓，固定面板。

連接：治具上的彈針模組（Pogo Pin Module）與面板的電極接觸，實現通電。

測試：

冷卻系統啟動，循環恒溫冷卻液。

通入大電流，點亮所有LED芯片，模擬長時間工作狀態。

系統監測每個面板的電壓、電流、亮度及色度參數。

下料：測試完成后，破真空、抬起壓臂，機械手將面板取出，根據測試數據進行分選。

清潔與維護：定期清潔治具工作面，檢查密封條和彈針的磨損情況。

4. 總結：電視背光治具的特殊性

電視背光COB治具是精密機械工程、材料科學和熱力學在大尺度上的***結合。

特性普通COB治具電視背光COB治具尺寸小 - 中超大（可達1m以上）核心挑戰精度、散熱超大尺寸下的平整度、均勻散熱基礎材料鋁合金花崗巖/聚合物花崗巖底座 + 鋁合金模塊熱管理單路水冷多路并行、分區控溫的水冷系統真空系統單區域多區域獨立可控真空精度保障加工精度應力控制、模塊化調平、恒溫加工

結論：

這類治具的設計和制造是一項系統工程，必須從材料、結構、熱力、控制等多方面進行統籌規劃。熱仿真（CFD）和結構仿真（FEA）是設計過程中***的環節，用于預測和優化溫度場、應力分布和變形情況。通常需要與具備大型精密工裝制造經驗的供應商合作，才能確保治具滿足電視制造業苛刻的良率和效率要求。