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PCB治具设计、制造和管理


治具设计、 PCB 治具设计、制造和管理
【摘 要】治具是一种以 PCB 板为模型而设计的、用于电性能通断测试的一种专用夹具,有单面治具、双

面治具之分。在高精密线路板的生产时,采用通用的治具来测试其电能,给治具制造和测试方面都带来了 一定的困难,同时还存在载线测试技术时背面电流驱动、可靠性等问题的困扰。我们公司制造设计的通用 测试治具,能适应高精密度印制板的电性能测试,测试可靠性达到 100%,从而节约治具的制造费用。 1. 治具设计 1.1 治具工艺步骤
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电脑图形的形成→孔径区分和电路连线图形成→NC 数控文件→治具的板面钻孔→治具的装配→布针→ 配线→治具安装和检查→管理 1.3 治具选点的方法 1.3.1 IC 面使用义错选点方法,(以 IC 导线宽度 0.15mm,间距 0.15mm,总 IC 脚 128,
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1.2 探针规格的选择:Φ0.45mm

Φ0.65mm

Φ0.90mm

Φ1.40mm

Φ1.70mm

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有三个 IC 不同位置组成 PCB 板为例来设计;如果 IC 面不能使用 1.2 条规格的探针,也可用导电胶)。 1.3.2 在同一图形线上有三个以上分歧点的图形,若焊盘和导线靠得很近而不能明显区分,则不作为 他歧点。
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1.3.3 一般导线的两端或中间有两个以上的焊盘孔的图形只取两端的焊盘作为校对点。

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1.4 单面治具高度为 6cm;双面板治具的高度:底为 3.56cm、顶为 4.5-3.5cm,也可用 6cm 的复合治具。
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1.5 治具使用 3 块环氧板和 2 块透明膜的结构形式. 1.6 治具的垫板制造
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1.6.1 当 CNC 数控文件发放后用一块透明膜的垫板试钻,检验文件是否合格。试钻后的透明膜垫板用 菲林图形校对,孔位是否准确、是否有漏选点,检验合格后才能钻治具的垫板。 和垂直度。 1.6.3 钻孔时必须在环氧垫板和透明膜板上用记号笔标注正反面标记,防止做治具用错垫板的方向。 1.6.4 在 0.4 厘米透明膜垫板上制作成不同规格孔径:用 Φ0.45mm 探针,孔径选择为 Φ0.35mm;用 Φ0.65mm 探针,孔径选择为 Φ0.60mm;用 Φ0.90mm 探针,孔径选择为 Φ1.01mm;用 Φ1.40mm 探针,孔 径选择为 Φ2.00mm;用 Φ1.70mm 探针,孔径选择为 Φ2.50mm。
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1.6.2 需钻高密度测试治具的垫板时要放在高精度数控钻床上钻孔,防止手工钻孔而影响探针的精度

1.6.5 在 1.2 厘米透明膜垫板上制作成不同规格孔径,用 Φ0.45mm 探针,将孔径在制造治具时用刀片 划掉不要孔。用 Φ0.90mm 探针孔径不变。用 0.65mm、用 0.75mm、Φ1.40mm、Φ1.70mm 孔径选择与 1.6.4 款一致。
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1.6.6 在 2 厘米环氧垫板上制作成不同规格孔径。 Φ0.45mm 探针, 用 孔径选择为 Φ0.45mm; Φ0.65mm 用 探针,孔径选择为 Φ0.65mm;用 Φ0.90mm、Φ1.40mm、Φ1.70mm 规格探针时,孔径选择不变。 1.6.7 在 4 厘米环氧垫板上选择的孔径应按 1.6.6 款选择原则选取五种规格的探针孔径。 2. 治具的制造 2.1 将未钻好孔的治具底层 4 厘米垫板和上层钻好孔的 4 厘米垫板用钻孔机钻 5-7 个螺丝孔,特别是在四 个角上钻 4 个,这时需千万注意不能钻到孔上,以防垫板上的孔位叠孔和布针时的漏孔。 始,使绕线的时候有利方便作业。
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2.2 将钻好孔的 4 厘米垫板用记号笔在反面画线。 在每 1-16 点标识数字画线时要求距离板边最近的位置开
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2.3 在 4 厘米垫治具板画线画好后,再用试钻孔好的 0.40cm 厚透明膜上重合在画线的 4 厘米环氧板垫上, 核对板上画线图,这样就做成的找点图,0.40cm 厚的透明膜垫板所标识找点图一定要和 4 厘米垫板上的找

点图形一致。 数。

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2.4 画好线的 4 厘米环氧板上放置排线座,其长度的板面上具中,同时钻螺丝孔。钻孔时一定要检查总点
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2.5 画线好的 4 厘米垫板用螺丝将 4 个铜柱固定,画线的一面朝下。在用一块 4 厘米和一块 2 厘米垫板放 在固定好的 4 厘米垫板上,将孔位对准后再用 3.175mm 的合金钻柄将三块板固定好。 外套线一小圈上应标有 8 种颜色的导线,插入的探针外套要用实心的铜柱敲下。 2.7 将未钻孔的透明膜垫板放在插好外套的治具上用胶带贴好,再将外套面朝下。 2.8 绕线枪有两个孔,中间一个孔是插探针外套,边上一个小孔是插导线的,先将剥好皮的导线插入绕线 枪的小孔中,再把线枪中间的孔插入探针外套的 2/3 处绕线,每个探针外套上要绕的均匀结实。 2.9 用 34 芯的排线座插口面朝上,将剥好皮的导线插入线枪,再把线枪中间孔插入排线座针上绕结实。 2.10 将选好的测试点按每 16 点标出一点,走线由上到下的排列,按连接孔距离最近的走线布线。 是要依照探针外套管上线的颜色对照,与布线颜色一致绕入排线座。 2.12 每绕好有 6 个排线座就要把导线用塑龙胶带扎好。 Φ1.70mm。
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2.6 三块板固定好后将探针的 Φ1.70mm 外套插入在 Φ1.40mm、Φ0.90mm、Φ0.65mm、Φ0.45mm 的孔位上,

2.11 绕排线座线是要按画好线位及治具垫板上标识位置绕线,同时 Φ0.45mm、Φ0.65mm、Φ0.90mm 的线

2.13 所有线绕好后将治具面朝上插入探针, 插入探针的顺序是先 Φ0.45mm、 Φ0.65mm、 Φ0.90mm、 Φ1.40mm、
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2.14 插完针后用双面胶粘将 2 厘米厚的环氧垫板粘上,再重叠一层 1.2 厘米的保护垫板,上面再放一层 Φ0.40 厘米的透明膜垫板。
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2.15 做好治具后应做好标识,治具技术参数和治具登记表都需要登记。 2.16 在治具技术参数表上填写制造成日期、探针规格、总点数、客户、型号。并将治具参数表贴在治具上 便于管理。
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. 质量要求
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3.1 电路走线图应正确绘制;布局应合理、无遗漏;编号位应正确。 3.2 治具垫板面的钻孔应有较好的垂直度和同心度,孔位不能偏斜;孔壁光洁无毛刺、无缺损、选用治具 垫板应平整无损;保持原有的透明度,不得擦伤。 3.3 配线时排线座插头编号应垫板标识的孔位,编号要一致,不得错配和漏配;插头上的顺序号不得错乱, 连接导线不得有断损的打拆,连接触针之间不能有短路。 探针的针头能在同一个平面上。 4. 治具的管理 验收→入库→保管→领用→归库 4.1 治具的验收
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3.4 使用 5 块垫板制造治具的方法,关键的在于第一片垫板、第三片垫板。在测试时使每种大小不一样的

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4.1.1 检验治具是否有贴《治具技术参数表》。 4.1.2 治具支架牢固,应符合使用要求。 4.1.3 当测试第一次产品治具时,由操作员在测试机上检验治具是否有探针短路、断路;治具做反各 自检探针是否会压伤 PCB 板;核对《治具技术参数表》上的总点数是否一致,如开路数、短路数。 4.1.4 如检验合格后由操作员填写质量记录,在治具上标识。 格通知单反馈治具制作组便于改进。 4.2 治具入库
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4.1.5 如果治具在检验不合格时,比如短路、断路一些问题出现时应有操作员负责处置,并填写不合

4.2.1 复合治具要用软垫放在治具探针上,使上下治具的探针不会损坏,并用塑料袋完全套住治具。 4.2.2 新制作的治具(包括更改的治具)要填写好《治具领用记录表》。 4.2.3 在治具使用完后,操作员要负责即时归位,并与治具管理员做好相应交接手续,并登记测试数 量和治具状况。 4.2.4 新做的治具放置应在治具库中相应的空位中,一般同一客户,登帐时要同一页或统一本台帐; 且放置在治具库同一层次的相同或相邻空位内,便于检索。 4.2.5 原治具对照帐本应放入相应编号的位置。 4.2.6 双面治具在治具库存放时,上、下治具要横放,并复合在一起。 4.2.7 单面治具在治具存放时则要求站立放置。 4.3 治具保管 4.3.1 需控制治具库的温湿度在一定的技术参数内,温度控制≤35℃,75%RH,严禁阳光直射。 4.3.2 治具放置柜与放置柜之间,即要有利取治具的过道宽度,又要保持治具规格 100mm。 4.3.3 放置柜每个格子的宽度、长度、高度的设计要符合治具宽度、长度、高度的距离。 4.3.4 对于每个治具放置柜,不同层次,治具放置的位置均要编上相应的编码。 4.3.5 治具上的编码和放置柜上的编码一致,在入库时可以直接放置原位。 4.3.6 治具的存放必须整齐、平稳、有标识。 行回收处置。 4.4 治具领用
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4.3.7 更改或取消的客户应及时清理其使用的治具,从帐目上注销,并将此治具交于治具库管理员进

4.4.1 治具管理的人员要依据生产流程卡指示,对的客户、型号、以及相关的更改事宜进行核实后发 放,核对《治具使用帐本》进行登记,在相应治具存放的位置上取出治具。 4.4.2 取出时应稍微移开边上的治具,顺治具放置的方向平直取出,如上面有治具时,应抬起取出上 面治具,再取下面的治具,两治具之间要避免碰撞,防止损坏探针。 4.4.3 小心卸下治具上的塑料袋,把塑料袋折好放回相应治具放置处。 4.4.4 操作员使用完毕后应在《治具领用记录表》上进行标识归还日期,使用数量,他管员核实检验 后进行归档保存。 5.结论 治具的制造和管理上许多企业有其不同的制造和管理的方法,但由于我们采用了系统的管理模式,使 得治具在制造、维护、领用、管理方面得到规范;使得公司设计的通用测试治具能适用高精密多片 IC 的 PCB 电性能检测;治具的使用寿命延长;误判率底;杜绝了由于治具设计不利和管理不善而带来的检测品 质和稳定性。


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