pcb板级功能测试夹具制作指导-8月16日.docx

PCB板级功能测试夹具制作指导
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6/29/11
初始发布文件。

张文双
8/28/2011
修正夹具原理描述,规定PCB夹紧结构的精确尺寸,增加内容和说明图片


前言:
测试夹具是测试系统中重要的一环,是典型非标设备。目前测试夹具的制备是由测试工程师提出基本要求,主要是被测产品电性能要求,将该要求提供给夹具供应商,后期夹具的结构方案,材料,加工等方面都是由供应商确定,因此供应商出于自身的技术水平或成本考虑,制作的夹具又出现许多质量与可靠性问题。要使我们的测试夹具有优秀的质量和高可靠性,就需要制定一个框架,一个规范来约束夹具制作的各个部分,这就是夹具制作的标准。在本文中,利用已知PCB夹具中成熟可靠的方案作基础,把我们测试设备特点结合进去,成为覆盖绝大部分PCB板级功能测试夹具的标准。使PCB功能测试夹具成为标准化设备。其它带外壳产品等需要另外制定标准,在此不做规定。
一:准备材料:
1:在准备做夹具之前,测试工程师应根据被测产品的电路原理图和Spec等文件确定哪些测试点是做这台夹具所必须的,并使用OrCAD软件绘制出夹具的接线图。
所需文件:产品的Schematic,Layout,Test Spec。
2:在确定制作夹具之前,测试工程师应在PCB Gerber File上确定测试点的位置,并将这些测试点位置和电路板样品提供给夹具加工供应商。
所需文件:PCB Gerber files和电路板样品。
二:基本结构:
测试夹具核心部分主要由针板,载板,压板组成的三明治结构,载板上放置待测试PCB。三块板通过精确可靠定位系统串接在一起,其它部件全部围绕这三块板提供结构支撑,定位,驱动力等作用。
1,夹具的驱动力类型:分为手动夹具与自动夹具
手动测试夹具:测试针数量小于20个,测试针板行程小于60mm,PCB面积小于200mmX120mm,选用手动测试夹具,大部分编程夹具可选用手动测试夹具。
自动测试夹具:主要是气动夹具
1),Zero flex à 适用单面较平坦的PCB;
2),Non Zero flex à适用双面元件较多的PCB;

Figure 手动测试夹具 Figure 自动测试夹具
2,PCB的摆放方式:
待测PCB超过60mm宽,必须水平放置方式。夹具要指明PCB放置方向,需要符合人机工程学, 有利于操作工扫描标签,产品容易放进夹具, 产品应放在夹具中心。

Figure 垂直放置PCB Figure 水平放置PCB

3,夹具内的标准部件:
夹具ID,可以采用电阻或8位拨码开关来识别不同的夹具。
在测试机柜上相应安装DMM或DI/O Card作为读取装置。
Board In Sensor,型号:OMRON E3T-FD13
Board In sensor 用于检测PCB是否放置于夹具载板上。采用可见光传感器,实现无机械接触检测。此传感器布置在PCB覆盖的范围内的夹具主体上,靠近PCB中部,且没有测试点的适当位置。Board In sensor 产生信号用于测试开始的使能条件。
Figure Board In Sensor
Fixture Closed Sensor,型号:HAMLIN 59105
Fixture Closed Sensor用于检测测试夹具上盖是否关闭到位,采用磁性开关,实现无机械接触检测。夹具上盖安装磁性元件,夹具主体安装磁敏开关。Fixture Closed Sensor产生信号用于下压气缸的使能条件。新制夹具不允许使用测试站的键盘和鼠标作为夹具开始测试信号。
Figure HAMLIN磁性接近传感器
Fixture Load Sensor,型号:OMRON E2E-X5ME1
Fixture Load Sensor用于检测测试压板下压是否到位,采用金属接近开关,实现无机械接触检测。接近开关安装在夹具主体上,在压板上对应接近开关位置安装金属片,金属片尽量采用铁磁性材料或铜材,禁用铝材与不锈钢。Fixture Load Sensor产生的信号用于给待测试PCB上电及运行软件的使能条件。

Figure OMRON金属接近开关
Scanner,测试夹具上扫描枪应选取固定安装形式,不能选用手持形式。型号:一维码使用MS3;二维码使用Mini Hawk。
Scanner用于读取待测试PCB上的条形码,要求把扫描枪固定安装在夹具内部,等夹具压板到位再进行扫码。Panel PCB测试时,防止扫描PCB甲而实际测试为PCB乙,可以安装两个Scanner。Scan