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ICT通用测试治具设计
发布时间:
2024/08/21
在许多方面,治具的设计和应用的最佳实践与更传统的有线设计非常相似。标准顶板的最小厚度应为 0.187 英寸;轮廓顶板(UUT 直接安装在其上)的范围从 0.250 英寸到 0.375 英寸不等,具体取决于 UUT 的地形。顶板应与探针板对齐,至少有三个锁定导销,以对齐顶板和探针板。

无线装置的探针板厚度从 0.500 英寸到 0.562 英寸不等,具体取决于几个因素,包括 UUT 特性、标准插座或无插座探针类型以及装置尺寸。装置供应商将选择正确的厚度,以保持每个应用所需的探针接触力。
现在,由于有害物质限制 (RoHS) 引入了会影响制造过程的新参数,因此应该以不同的方式看待探针行程。接触力应该被视为新标准,而不是探针行程,因为探针尖端的接触力用于穿透 UUT 上的助焊剂和污染物。
所需的接触压力取决于被接触的特征、表面光洁度和制造工艺。一般而言,对于免清洗无铅焊料,测试焊盘、通孔和引线设备需要 4 到 8 盎司的接触力。
对于接触直径小于 0.028 英寸的测试焊盘的夹具,建议使用引导探针技术。应在导板上安装两个对角相对的工具销,以实现 UUT 与钉床的准确对准。厚度和尺寸与 UUT 相同的透明观察板将在夹具不使用时保持探针清洁。
选择最佳驱动方法
三种主要方法可可靠地将测试板与测试夹具中的钉床接合:
真空驱动
真空驱动是行业标准,重量轻且可靠,适用于多达 6.500 个节点的应用。这些多功能夹具允许双面和双级探测以及使用侧面探测功能。大多数主要测试平台也提供无线版本。

气动驱动
气动驱动提供非常平衡和可控的压力分布,从而更可靠地接触最小 0.012 英寸的测试焊盘。驱动和回缩的速度以及时间都可以控制,从而可以执行专门的测试。可以轻松完成双面和多级探测。
气动夹具为接合电路板和连接器提供了一个非常坚固的平台,并增加了对探针可能无法覆盖的网络的测试覆盖范围。这些夹具通常用于需要更彻底测试的更复杂、密度更高的电路板。由于其性质,这些夹具将比真空夹具更具破坏性。同样,大多数主要测试平台都提供无线选项。
电路板处理器
电路板处理器因制造商而异,因此很难做出适用于所有制造商的陈述。一些电路板处理器夹具可能更便宜,因为驱动方法不必并入每个夹具中。
但是,有几个缺点需要考虑。购买电路板处理器本身需要大量的一次性投资。此外,迁移到其他夹具方法或其他制造设施可能很困难甚至不可能。
对于测试焊盘直径不小于 0.030 英寸的大批量产品来说,这是一个很好的选择。复杂测试和无线选项有限。夹具的价格和重量将根据处理器类型而有所不同。
特殊设计考虑因素
一些额外的设计考虑因素特别适用于无线夹具,例如需要探测 UUT 底部的高连接器。通常,使用无线夹具探测高度超过 0.200 英寸的连接器需要采用更加定制的方法。
当今的测试工程师更熟悉 PCB 设计,因此无线夹具日益增长的趋势为他们提供了影响 T-Board 设计的机会。通常,客户提供非常有价值的设计输入,例如指出需要隔离的潜在攻击者或受害者信号。
无线夹具支持一种独特的 ECO 实现方法。每个无线夹具设计有多达 100 个 ECO 插座,分布在 UUT 的周围,这些插座连接到测试仪的开放资源。可以通过从顶部安装插座和探针并将插座连接到探针板顶部的 ECO 位置来添加新的测试点。
使用无线夹具实现 ECO
这种方法比更改其他夹具设计要容易得多,因为没有电线质量,因此钻孔、装载或接线插座变得困难。结果为 ECO 节省了大量时间。即使需要将新的探针位置添加到夹具中,通常也不需要移除 T-Board。
夹具设计的经济性
无线夹具能够处理大量节点,尤其是超过 7.000 个节点,因此有可能使用单板、单测试器、单夹具方法。在某些应用中,可以用一个 ICT 系统替换两个 ICT 系统,从而减少资本设备、人工、维护和占地面积成本。
在使用 ICT 系统并为每个 UUT 更换夹具的情况下,由于无需更换夹具,因此可以将节拍率降低一半,并且劳动力成本大大降低。测试开发时间也可以大大减少,因为每个板只需要开发一个程序。

不同测试/夹具策略之间的比较
表格显示了使用两个夹具测试电路板的缺点。尽管无论使用一个还是两个夹具,构建夹具的成本大致相同,但使用单个长线夹具设计两个夹具的前期成本要低于两个长线夹具,而使用单个无线夹具则要低得多。这是因为长线夹具需要耗费大量的时间来决定在每个夹具上放置探针的位置,而无线过程可以使用 PCB 布线软件执行。
案例研究中的数字假设单个测试仪可用于单夹具和双夹具方法。实际上,如果该过程涉及的节拍率比更换夹具所能实现的节拍率更快,那么双夹具方法将需要两个测试仪。如果只使用一个测试仪和两个夹具,那么多夹具方法的节拍率仅为每班 182 块电路板,不到一个测试仪、一个夹具方法的节拍率的一半。
要使用多夹具方法实现大致相同的吞吐量,就需要投资另一台测试仪。这将涉及额外的资本支出以及持续的人工成本。
同样,多夹具方法必然涉及大量测试重叠。结果是测试时间更长,为 100 秒,而本例中单个无线夹具方法的测试时间为 60 秒,这意味着在整个组装过程中,节拍率更低,产能浪费。本例中,多夹具方法还需要大约 700 个额外的探针,这意味着更高的初始成本和更高的维护成本。
最后,使用多夹具方法,无法控制和隔离许多组件,例如,无法测试不相邻的短路。同样,多夹具方法不能用于多级禁用或抑制。
另一方面,单测试仪、单夹具方法可以访问所有组件并实现多级测试。通过这种方式,它可以提供最大程度的能力来防止缺陷流入现场,从而避免产生维修和召回费用。
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