1. 核心設(shè)計目標(biāo)與挑戰(zhàn)
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(dǎo)致芯片高度不一、膠水厚度不均,造成終屏幕出現(xiàn)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(shù)千甚至上萬顆Mini LED芯片,總功***,發(fā)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(shè)備提供穩(wěn)定且***的基準(zhǔn)。
高效與自動化:治具需要支持快速上下料,與自動化生產(chǎn)線無縫集成,以提高產(chǎn)能。
潔凈度與防刮傷:治具不能產(chǎn)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(guān)鍵設(shè)計要素與技術(shù)方案
2.1 材料選擇:穩(wěn)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(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、高阻尼特性(減振)、低熱膨脹系數(shù)且***。
聚合物花崗巖(由花崗巖碎料和環(huán)氧樹脂混合澆鑄)性能類似,更容易加工出復(fù)雜結(jié)構(gòu),成本***。
鋁合金:用于制作上層的夾具體和模塊。6061-T651并經(jīng)深冷處理和時效處理以釋放應(yīng)力。表面進行硬質(zhì)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(zhǔn)模塊,但其成本和重量較高。
2.2 平整度與應(yīng)力控制
精密加工工藝:
底座在恒溫車間(20±1°C) 內(nèi),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(yīng)力。
終的精加工(磨削或精銑)必須在與使用環(huán)境一致的恒溫條件下完成。
模塊化設(shè)計:
將大尺寸治具設(shè)計成由多個精密模塊拼裝在穩(wěn)定底座上的結(jié)構(gòu)。
每個模塊可以單獨調(diào)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(shù)
分區(qū)控溫的水冷系統(tǒng):
在治具內(nèi)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(jīng)所有區(qū)域時的溫升和壓降一致,從而實現(xiàn)整個治具的溫度均勻性(如±1°C以內(nèi))。
高性能導(dǎo)熱界面:
使用導(dǎo)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(fù)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。

