常规的治具设计,大多采用双载板平衡杆和针板平衡杆。在测试过程中压板下压时,如果压板、载板、针板固定不佳,容易产生晃动,从而使UUT产生翘边变形,进行而导致测试针和测试点接触不良或者位置偏移,使得测试针弯曲变形引起误测甚至导致UUT裂损。上述情况的发生,尤其是在UUT的厚度发生较大变化时更容易产生。
根据电路板的不同, 可采用以下几种定位方式根据工件的不同情况。
1、以外缘轮廓定位
对于面积尺寸较小而且外廓一致性较好的电路板,可采用外轮廓定位方式。长边用定位板,限制2个自由度;短边用定位针,限制1个自由度。在另一短边,还可以增加1只定位针,形成所谓的约束性过定位。这种方式中,两根定位柱所限位的尺寸应比UUT尺寸略大,在0.3mm~0.5mm即可。虽然由于此间隙的存在,定位精度会略有降低,但操作方便、制造简单。
2、以“边/孔”定位
对于面积尺寸较大的电路板,可以采用“边/孔”定位,这也属于约束性过定位的一种。定位板限制2个自由度,定位柱限制2个自由度。这种形式中,通常定位柱和UUT定位孔的间隙需要留的更大一些。
3、以“孔/孔”定位
对于狭长形的UUT,由于其容易变形,使用上述1和2的方式均需要用到电路板的外缘轮廓,因此并不准确,此时应采用双孔定位。注意对于变形较大的UUT,此孔的位置也不宜选在电路板的两端,但两孔间距也不宜过小,设计时定位柱和定位孔的间隙适量放大,一般在0.1mm~0.3mm。
综上可见,电路板的定位对于治具设计极为重要,不同的定位方式直接影响到定位精度及测试设备的结构, 因此定位方式的选择很重要。综合考虑以上各种现行方案的优缺点,设计为 “一面两空”的定位方式,如下如所示,即利用UUT的一个平面和两个(或多个)定位孔,特点是制取方法容易、夹具结构简单、制造加工容易,、满足精度要求。
常用治具材料有防静电胶木板、有机玻璃板、高密度环氧树脂板等。有机玻璃板为透明的,容易检查问题,但是钻孔时容易断钻头,一般应用在钻孔密度不高而且孔径较大的情况。高密度环氧树脂板相对的成本略高,但钻头不容易折断,加工时没有胀缩,钻孔精度较高。
如果针孔的精度要求较高,钻孔不精确会造成探针套管与针孔之间隙较大而产生晃动;而且探针孔的孔径较小,钻孔数量较多;所以针板一般是采用高密度环氧树脂板,而对于载板则使用成本较低的有机玻璃板、防静电胶木板等。