什麼是釘床測試治具
1 分鐘
在電子產品製造中,測試至關重要。它是決定產品工作狀態最關鍵的一環。產品需要經歷多種測試程序。與組裝公司合作時,測試可能耗費大量時間,為了減少人力與時間,應制定一套操作指引。為此,設計了「釘床測試」(BED OF NAILS),讓我們可以製作一種治具,直接透過連接板上的測試點來測試原型。整個程序由自動化測試控制,操作簡單、快速且高效。這種專業測試工具在大量生產中扮演關鍵角色。我們必須建立一個講求速度、精度與可重複性的環境。本文將介紹什麼是釘床治具,以及如何透過 JIG 進行測試。
什麼是釘床測試治具?
釘床只是一個機械平台,上面裝有彈簧式頂針,系統中稱為「釘子」。這些頂針作為探針,接觸 PCB 上的各種測試點。當電路板放入治具並閉合時,頂針會精準對準 PCB 上的測試點。接著可依產品規格施加或觀察特定訊號,若一切正常,產品即通過測試。
它也是一種歷史悠久、廣泛用於印刷電路板(PCB)線上測試(ICT)的電子測試治具。固定待測物(DUT)所需的力量可手動施加,或透過真空系統將板子向下吸附,確保均勻且穩定的接觸。
釘床治具的關鍵元件
1. 測試探針(Pogo Pins):彈簧式金屬探針,可與 PCB 上的測試點建立暫時接觸。這些探針非常精密,內部有彈簧,需小心使用。
2. 治具底座:機械底座帶有插槽,作為PCB 固定座。機械平台固定測試探針並與 PCB 對準,使 PCB 以微小間隙精準定位即可開始測試。
3. 對準機構:機械導引柱或導銷,確保 PCB 放置準確。必要時可依 Z 軸及 X、Y 軸進行對準。
4. 壓板或真空吸附:施加壓力使 PCB 與測試探針保持接觸,無需手動測試,全自動完成。
5. 介面電路:將探針連接至自動測試設備(ATE)、電腦或測試軟體,對引腳施加訊號並讀取輸出訊號,透過分析輸出訊號完成測試。測試軟體分析訊號以偵測以下故障:
- 開路
- 短路
- 元件值錯誤
- 焊點不良
釘床治具的類型
釘床治具通常分為兩大類:
- 真空治具:利用真空機制將待測物吸附至頂針上。由於壓力均勻且機械變形小,訊號保真度優異,但結構複雜、成本較高。
- 壓合式治具:機械結構簡單且成本較低,但接觸力可能略有差異,影響高精度應用的測試可靠性。
製作測試治具可能需要 1 個月,約 25 至 40 天,視測試複雜度與電路而定。
為何選擇釘床測試
此測試程序可同時連接多個測試點,實現快速測試。由於治具一次製作完成,可測試近 10 萬片 PCB,對量產幫助極大。不僅單點連接,複雜設計中可連接數千支探針,覆蓋率極高。它節省時間與人力,降低整體測試成本。為進一步壓低原型與生產費用,許多工程師選用 JLCPCB 進行經濟的 PCB 製造與組裝,確保生產與測試皆高效。
然而,治具一次性製作成本高昂,但完成後可長期使用。客製化治具價格極高,若設計變更,無法直接放入新 PCB,必須重新製作,這是重大缺點。此外,PCB 需預留多個測試點或銅箔面,在高密度板上不易實現。
釘床測試 vs 飛針測試
結論
儘管初期投資高昂,一旦架設完成,測試將帶來諸多優勢:
- 測試速度快
- 精度高
其一致性的結果使其成為現今快節奏生產環境中維持產品品質的關鍵工具。隨著 PCB 日益複雜,釘床測試持續進化,無論採用真空系統或機械壓合治具,始終是核心策略。
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