1. 核心设计目标与挑战

电视背光COB治具主要用于固晶（Die Bonding）、焊线（Wire Bonding）、点荧光胶（Phosphor Coating）、老化测试（Burn-in） 及光学测试（LOP/BIN） 等工序。

• 超大尺寸下的平整度：治具的尺寸可能超过1米，但整个工作面的平面度必须极小（例如<0.1mm/m），否则会导致芯片高度不一、胶水厚度不均，造成最终屏幕出现亮度不均（Mura）。

• 热管理的均匀性：在老化测试中，需要同时点亮数千甚至上万颗Mini LED芯片，总功***，发热巨大。治具必须能均匀地将热量带走，避免局部过热。

• 微米级定位精度：对于Mini LED背光，芯片间距很小，治具需要为固晶和焊线设备提供稳定且***的基准。

• 高效与自动化：治具需要支持快速上下料，与自动化生产线无缝集成，以提高产能。

• 洁净度与防刮伤：治具不能产生颗粒，且不能刮伤或污染昂贵的COB基板（通常是陶瓷或金属基板）。

2. 关键设计要素与技术方案

2.1 材料选择：稳定性的基石

• 花岗岩（Granite）或聚合物花岗岩（Epoxy Granite）：

  • 材料。用于超大尺寸治具的底座。具有***优异的尺寸稳定性、高阻尼特性（减振）、低热膨胀系数且***。

  • 聚合物花岗岩（由花岗岩碎料和环氧树脂混合浇铸）性能类似，更容易加工出复杂结构，成本***。

• 铝合金：用于制作上层的夹具体和模块。推荐6061-T651并经深冷处理和时效处理以释放应力。表面进行硬质阳极氧化以增加硬度。

• 殷钢（Invar）：用于对局部热变形***敏感的场合，如固晶工位的基准模块，但其成本和重量较高。

2.2 平整度与应力控制

• 精密加工工艺：

  • 底座在恒温车间（20±1°C） 内，使用大型龙门式加工中心进行粗加工、半精加工和精加工。

  • 每步加工后都需进行自然时效或振动时效，充分释放加工应力。

  • 最终的精加工（磨削或精铣）必须在与使用环境一致的恒温条件下完成。

• 模块化设计：

  • 将大尺寸治具设计成由多个精密模块拼装在稳定底座上的结构。

  • 每个模块可以单独调平，从而化解超大平面难以加工的问题，也便于维护和更换。

2.3 热管理：均匀散热的艺术

• 分区控温的水冷系统：

  • 在治具内部集成多路独立的冷却流道，而不是一条长流道。

  • “一进多出” 或 “蛇形并行” 布局，确保冷却液流经所有区域时的温升和压降一致，从而实现整个治具的温度均匀性（如±1°C以内）。

• 高性能导热界面：

  • 使用导热硅胶垫（Gap Pad） 或相变材料（PCM）。对于背光测试，硅胶垫更常用，因其可重复使用，便于维护。

  • 治具工作面（与COB接触面）需精密磨削，确保平整。

2.4 真空吸附与固定

• 多区域独立真空控制系统：

  • 将大尺寸治具的真空吸附区划分为多个小型独立区域，每个区域有单独的真空通道和开关阀。

  • 优点：

  1. 即使COB基板尺寸不同，也可只开启对应区域，节约能源。

  2. 即使某个区域发生泄漏（如基板破裂），不影响其他区域的吸附，***生产安全。

• 柔性密封：使用嵌入式硅胶或聚氨酯密封条，而非直接钻孔吸附，以适应基板的微小形变，确保密封可靠性。

2.5 基准与对位系统

• 全球面基准：在治具的底座上加工高精度的基准网格，包含基准孔和光学对位标记（Fiducial Mark）。

• 视觉对位：固晶机、焊线机的视觉系统通过识别治具上的标记，建立全局坐标系，再通过识别基板上的标记进行补偿对位，确保所有芯片和焊线的精度。

2.6 自动化接口

• 机器人导向机构：设计导向槽、定位销等，便于AGV小车或机械手进行精准对接和上下料。

• 电气快换接头：集成气动快换接头（用于控制压臂）、电连接器（用于供电和信号传输）和冷却液快换接头，实现治具与生产线的快速连接与分离。

3. 典型应用场景工作流程（以老化测试为例）

1. 上料：机械手将电视背光COB面板放入治具的定位框内。

2. 吸附与压紧：真空系统启动，将面板吸附平整；周边压臂（可选）下压，固定面板。

3. 连接：治具上的弹针模组（Pogo Pin Module） 与面板的电极接触，实现通电。

4. 测试：

   • 冷却系统启动，循环恒温冷却液。

   • 通入大电流，点亮所有LED芯片，模拟长时间工作状态。

   • 系统监测每个面板的电压、电流、亮度及色度参数。

5. 下料：测试完成后，破真空、抬起压臂，机械手将面板取出，根据测试数据进行分选。

6. 清洁与维护：定期清洁治具工作面，检查密封条和弹针的磨损情况。

4. 总结：电视背光治具的特殊性

电视背光COB治具是精密机械工程、材料科学和热力学在大尺度上的***结合。

结论：
这类治具的设计和制造是一项系统工程，必须从材料、结构、热力、控制等多方面进行统筹规划。热仿真（CFD）和结构仿真（FEA） 是设计过程中***的环节，用于预测和优化温度场、应力分布和变形情况。通常需要与具备大型精密工装制造经验的供应商合作，才能确保治具满足电视制造业苛刻的良率和效率要求。