一种应用于印制板飞针测试的工装夹具.pdf

2023年7月第4期104徐雅静(南京电子技术研究所，江苏 南京 2 1 0 0 3 9)本文针对异形印制板的飞针测试机工装夹具需求进行了讨论，并进行了一例异形印制板的飞针测试机工装夹具的设计应用，最后对测试效果和测试效率进行了分析。飞针测试机是针对元件布置高密度、层数多、布线密度大、测点距离小的 PCB(印刷电路板)进行测试的一种仪器，主要测试线路板的绝缘和导通值。测试方法一般是采用“真值比较定位法”，能对测试过程和故障点进行实时监控，保证测试的准确性。飞针测试机具有精细节距、不受网格限制、测试灵活、速度快等特点。根据飞针测试时固定 PCB 的方式，飞针测试机的结构可分为竖立式和水平式。印制板的连通性和非连通性测试是印制板成品检测的重要一项，各类标准均要求进行 100%检测。目前进行连通性和非连通性测试的主要设备有针床和飞针测试机。对于多品种、小批量情况，飞针测试机的使用更为普遍。随着电子科学技术的飞速发展，印制电路板的布线越来越密集、层数越来越高、盲埋孔结构越来越普遍，对检测技术提出了更高要求。尤其是随着集成度的提高，设计布线印制板测试点距边越来越近，异形板的使用越来越多，如何正确合理使用工装夹具改善测试效果和提高测试效率是研究的热点1-4。一种应用于印制板飞针测试的工装夹具A Kind of Fixture for PCB Flying Pin TestXu Yajing【摘要】飞针测试方法是印制板电性能筛选检测的必要方法。测试不稳定问题是不规则外形印制板飞针测试中常遇到的难题，本文重点讨论了一种基于工装夹具辅助不规则外形印制板检测的解决办法，并在实际不规则印制板检测中进行了实践。通过实际案例中工装夹具在不规则印制板检测中起的作用，验证了工装夹具设计的有效性。A b s t r a c t T h e f l y i n g p i n t e s t me t h o d i s a n e c e s s a r y me t h o d f o r s c r e e n i n g a n d t e s t i n g t h e e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s o f P C B.T h e p r o b l e m o f t e s t i n s t a b i l i t y i s a c o mmo n p r o b l e m i n t h e f l y i n g p i n t e s t o f i r r e g u l a r s h a p e d P C B.T h i s p a p e r f o c u s e s o n a s o l u t i o n b a s e d o n f i x t u r e t o a s s i s t i n t h e i n s p e c t i o n o f i r r e g u l a r s h a p e d P C B,h a s c a r r i e d o u t p r a c t i c e i n t h e a c t u a l i n s p e c t i o n o f i r r e g u l a r s h a p e d P C B.T h e e f f e c t i v e n e s s o f f i x t u r e d e s i g n i s v e r i f i e d b y t h e r o l e o f f i x t u r e i n t h e d e t e c t i o n o f i r r e g u l a r P C B i n p r a c t i c a l c a s e s.【关键词】印制板；飞针测试；工装夹具K e y Wo r d s P C B;F l y i n g p i n t e s t;T o o l i n g f i x t u r e作者简介：徐雅静，女，1983年生，毕业于南京信息职业技术学院(原南京无线电工业学校)，2007 年进入中国电子科技集团第 14 研究所工作至今，研究方向为印制板检测。0引言1 印制板飞针测试105PCB InformationJUL.2023 NO.4我所的飞针测试机为意大利 SEICA 公司 S24BBT型，为卧式飞针测试机，设备外形及测试导轨及测试针如图 1、2、3 所示：飞针测试机装有 4 至 8 个由电机通过驱动丝杠和皮带来带动的测试探针，探针的移动包括 X、Y、Z 三个方向。图 1 S E I C A飞针测试机外形图图 4 典型异形印制板图 2 S E I C A测试导轨图图 3测试针外形图片图 5 常规印制板装夹图图 4 所示印制板一方面外形不规则，常规的设备装夹会导致接触不稳定；另一方面部分测试点距边过近，会导致飞针无法接触到测试点。印制板装夹后测试机会发生漏测和撞针现象，如图 5 所示。影响印制板飞针测试准确性的因素主要有：a.测试文件制作不正确，测试点选择不合理，致漏测；b.装夹不稳，导致测试不可靠；c.测试点被遮挡不能有效接触，导致测试不可靠。因素可通过正确的文件处理、合理的参数设置避免,这里不做赘述；因素的产生原因主要有印制板的外形设计不规则；因素产生原因主要有：阻焊或字符覆盖测试点、测试点距边过近。其中因素、因素中测试点距边过近问题可通过工装夹具来解决。2.1 典型异形印制板针对一侧有工艺边，另一侧无工艺边且元器件靠近板边缘的印制板，如图 4 所示。2 针对异形印制板的工装夹具设计2.2 解决思路及方案设计的工装夹具需具有一定的刚性，工装的尺寸槽口需配合满足轨道装夹及印制板装夹需求(外形不规则需求)。具体设计方案如下：a.以不锈钢作为材料，通过机械加工，使得其边缘具有能满足检测误差要求的垂直度和平行度；b.工装的两侧为台阶，台阶厚度要保证能够顺利嵌入设备夹条中；c.在工装靠近两侧部位开槽，使得异形板能嵌入其中。2023年7月第4期1062.3 工装实例针对上述异形板的工装设计如下图 6 所示，图中单位为厘米。3总结本文针对一例异形印制板飞针测试工装夹具进行了设计与应用。采用装夹夹具后，设备测试运行平稳，测试点接触效果好，印制板可一次性通过测试，测试准确性、测试效率得到极大提升。说明该工装夹具的设计符合需求，验证了工装夹具的设计思想。参考文献：1 杨维生,雷达用多层微波综合背板制造工艺研究 J.现代雷达,2011,33(10):77-80YANG Wei-sheng.A Study on Processing Technology of the Compositive Microwave Multilayer Printed Circuit Board for Radar J.Modern Radar,2011,33(10):77-80.2 黄东亮,戴苏榕,刘昊.飞针测试机的测量方法研究与实践 J.电子技术,2021,50(2):28-29.Huand Dongliang,Dai Surong,Liu Haoliang.Study on A New Way Discussion of Flying Probe TesterJ.Electronic Technology.2021,50(2):28-29.3 郑毅,邓世恒,杨艺峰.航天型号印制板组件飞针在线测试技术应用 J.电子工艺技术,2017,38(5):254-261Zheng Yi,Deng Shiheng,Yang Yifeng.Fly Probe On-Line Testing of Spaceing Model Products PCBAJ.Electronics Process Technology.2017,38(5):254-261.4 齐林,杜爽,李佳宾,陆明.大尺寸印制板组件防变形技术研究 J.航天制造技术,2015,50(2):28-29.Qi Lin,Du Shuang,Li Jiabin,Lu Ming.Research on Technology Preventing Warpage Deformation of Large Area PCBAsJ.Aerospace Manufacturing Technology.2015,50(2):28-29.(责任编辑 谭雯倩)图 7 本文工装装夹图片图 8 实际测试图图 6 工装设计图 采用装夹夹具后，设备测试时运行平稳，测试点接触效果好，印制板可一次性通过测试，测试准确性、测试效率得到极大提升。实际测试图片如图 8。实际装入印制板和装夹如设备如下图 7 所示。