DFU夾具設(shè)計指導(dǎo)書.docx
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版本更新記錄 版本 修改內(nèi)容 修改時間 A0 第一次下發(fā) 2013.07.16 1.目的: 規(guī)范同類夾具的設(shè)計,提高設(shè)計效率,降低設(shè)計風(fēng)險,規(guī)避常規(guī)問題。 2.范圍: 適用于本公司DFU及同類夾具的設(shè)計 3.職責(zé): 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計—測試事業(yè)部 4.作業(yè)內(nèi)容 4.1名詞解釋: DFU: Development Firmware Upgrade 的簡稱,指固件強(qiáng)制升級。 UUT 英文Unit Under Test的簡稱,指被測產(chǎn)品。 針板 用來固定若干數(shù)量的測試針,針的數(shù)量及位置與被測產(chǎn)品上的測試點的數(shù)量和位置一一對應(yīng)。DFU的夾具上針板為綠色絕緣玻纖板,厚度10mm。絕緣阻抗要求大約1.0E+12Ω以上。 測試針 一種帶有彈性結(jié)構(gòu)的針,有不同的頭型,有一定的伸縮量,用來實現(xiàn)被測產(chǎn)品與產(chǎn)品周邊負(fù)載的快速連接; DFU夾具選擇QA的探針,探針壓力在1N左右。探針頭型最好是43型的。 針套 用來固定測試針的套,使老化的測試針可以方便的更換而無須焊線的裝置,通常只能與相應(yīng)大小的規(guī)格相匹配,不同品牌的同系列針套可以實現(xiàn)共用。針套有兩種:X-probe和Double-Ended Sockets,DFU使用的是Double-Ended Sockets,即雙頭針。 載板 通常指夾具中用來承載UUT的板。 DFU夾具載板要求材料為單面防靜電綠色玻纖板,防靜電的面為黑色厚度大約為0.6mm,絕緣面為綠色。載板總厚度要求為8mm。防靜電的面阻抗要求為:1.0E+7-1.0E+9Ω之間,絕緣面阻抗要求為:1.0E+12Ω以上。摩擦電壓在正負(fù)100V左右。 上壓板 主要是用來壓住UUT,使UUT在測試過程中保持平整狀態(tài)。同時,在測試的過程中使UUT有一個比較小的變性量,防止探針頂?shù)経UT時導(dǎo)致板子變性過大從而導(dǎo)致原件損壞。DFU夾具需要做應(yīng)力測試(Strain Gage),在上壓板和載板上面要開走線槽。 散熱片 指被測產(chǎn)品在測試過程中某些元器件會溫度升高,會導(dǎo)致被測產(chǎn)品燒壞,通常會在這些元器件上加一個散熱片,降低元器件的溫度;為了保護(hù)客戶產(chǎn)品,通常會在散熱片上加一層散熱硅膠。 彈性銷 由于散熱硅膠和UUT上元器件接觸時,彼此間會產(chǎn)生吸附力,當(dāng)夾具上壓板上升時,這個吸附力會將UUT帶起,造成UUT損壞,故加幾根彈性銷,用于脫料; 定位銷 用來給UUT定位,定位銷的作用是保證操作員可以每次將UUT放到相同的位置。 導(dǎo)向銷/塊 用來給UUT進(jìn)行預(yù)導(dǎo)向,方便操作員可以更快速的將產(chǎn)品放到準(zhǔn)確的位置。 4.2 針板部分設(shè)計 4.2.1 由于DFU夾具使用的是雙頭針(Double-Ended Sockets),針套較長,且針套尾部還有一個小針,這部分需要與Translation Board上面的Pad接觸,連接其他的測試模塊進(jìn)行測試。所以,DFU夾具的針板部分分為三層: 4.2.2上針板 探針套固定在針板上面,針板的厚度為10mm,材料為綠色絕緣玻纖板,此板要求平面度為0.1;阻抗要求為:1.0E+12Ω以上。 載板導(dǎo)向銷 上針板 尾針板 針板支撐板 4.2.3針板支撐板 這一部分主要是做支撐作用。由兩塊鋁板和兩個透明有機(jī)玻璃組成。有機(jī)玻璃可以隨時拿掉,從而把斷在兩塊板之間的探針及其他雜物取出來。但是,鋁塊禁止取掉。 4.2.4尾針板 這個主要是用來對針尾的部分做限位的,防止針尾偏移太大,導(dǎo)致探針和Translation Board上面的Pad對位不準(zhǔn)。尾針板厚度為8mm,材料為綠色絕緣玻纖板,阻抗要求為:1.0E+12Ω以上。同時要注意,尾針板上面要裝一塊電路板,電路板上會有一些電子元器件和焊點,這些需要在尾針板上挖一些避位鑿,這些避位鑿的位置需要和電子工程師進(jìn)行確認(rèn); 4.2.5載板導(dǎo)向銷 因為針板上的針要穿過載板后與UUT接觸,所有載板和針板的對位要求比較精確,所以必須要導(dǎo)向銷來導(dǎo)正; 4.2.6探針安裝孔尺寸設(shè)計:DFU的夾具針板材料為綠色絕緣玻纖板,使用的探針主要有三種, 39mil,50mil, 100mil。為了防止針套裝入時變形,打孔尺寸分別為:39mil 打孔直接為0.8mm+0.01 -0.02,50mil 打孔直徑為1.0mm+0.0 -0.03 ,75mil打孔直接為1.4mm+0.00 -0.03,100mil 打孔直接為1.75mm-0.02 -0.04。尾針板打孔尺寸為:39mil 0.8mm+0.05 -0.02,50mil/75mil/100mil 1.15mm+0.05 -0.02。尾針板上面的過針孔,向上的面需要倒角C0.3mm,如下圖示: 所有針孔的位置公差要求為+/-0.04mm。 4.2.3設(shè)計人員輸出工程圖時必須明確標(biāo)示出針床上安裝孔直徑尺寸及公差,對針床上的關(guān)鍵尺寸必須用橢圓圈住以便QA做為重點檢查。 4.3 載板結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.3.1 載板材料:單面防靜電綠色玻纖板,防靜電面為黑色,厚度0.6mm左右,阻抗要求:1.0E+7-1.0E+9Ω。絕緣面為綠色,阻抗要求為:1.0E+12Ω以上。載板總厚度要求為8mm。載板的平面度要求在0.1mm 4.3.2載板結(jié)構(gòu) 載板結(jié)構(gòu)由載板與定位銷;導(dǎo)向銷等組成,見下圖范例: UUT 載板接地點 連扳導(dǎo)向銷 單板定位銷 Panel防呆銷 單板導(dǎo)向銷 對于DFU的夾具,一次可以同時完成4Pcs產(chǎn)品的測試??蛻裟沁叺腢UT有兩種:單板和連板(Panel),夾具需要能夠兼容。所以,在夾具的載板上面,導(dǎo)向銷分為兩種Panel導(dǎo)向銷/塊,單板導(dǎo)向銷。同時定位銷也分為兩種,單板導(dǎo)向銷和連板定位銷。連板導(dǎo)向銷同時又防呆的作用,保證Panel只能以一種方式放在載板上面。 定位銷的有效定位部分的長度應(yīng)該為UUT板厚度+0.5mm,如下圖示。導(dǎo)向銷與UUT的間隙為0.15mm。導(dǎo)向銷的有效高度部分必須比產(chǎn)品定位銷高2mm,這是為了使產(chǎn)品在完全導(dǎo)正后才開始進(jìn)入產(chǎn)品導(dǎo)向銷;連扳導(dǎo)向銷倒角必須為C1.5以上,這是為了自動化時方便機(jī)械手放板; 4.3.3載板導(dǎo)針孔設(shè)計 DFU夾具測試的產(chǎn)品Pad位直徑比較小,大約為0.5mm。采用我們公司通用的方式無法保證針點對位的準(zhǔn)確性。所以,在夾具的載板上面增加了探針導(dǎo)向孔,用來保證探針的對位的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)如下圖示: 對于不同的探針尺寸A與B是不同的。對于DFU夾具上面使用的到3種探針導(dǎo)針孔為: 39mil A為直徑0.6mm+0.04 -0.02,B為直徑1.2mm+/-0.05; 50mil A為直徑0.7mm+0.04 -0.02,B為直徑1.3mm+/-0.05; 100mil A直徑為1.1mm+0.04 -0.02,B直徑為2.1mm+/-0.05。 同時要注意,在小孔的孔口(即ESD面上)需要倒角C0.3*0.7mm(0.7mm為深度方向),倒角深度需要大于ESD層的厚度。這個主要是為了避免探針接觸到ESD層,而導(dǎo)致探針之間導(dǎo)通。 在大孔和小孔過渡的地方也需要倒角,倒角角度應(yīng)該小于90,便于探針的導(dǎo)向。DFU夾具的針套超出針板的高度為4.2mm,載板上面的大孔是用來讓位針套的,再設(shè)計的時候要考慮到探針裝入針套后超出針套的高度不同(50mil的超出最多,大約有1.2mm左右)在設(shè)計的時候,大孔深度要留出一定的余量,大約是針套高度+1.5mm。對于DFU的夾具,在加工的時候,在鉆頭尖部角度合適的情況下,以底面為基準(zhǔn),向下走6mm深就可以了。 4.3.4 載板ESD設(shè)計 為了方面作業(yè)員放UUT,在載板上面會按照UUT的外形刻線,并且需要把線槽涂白,可以更加容易知道UUT的放置方式。在刻線的時候,特別留意,不能把線槽刻成封閉的圈,防止形成靜電孤島。如下圖示: 除此之外,需要在載板上面打孔,安裝銅柱,如下圖示: UUT刻線不能封閉,需要留出缺口,缺口越大越好,保證ESD檢測可以通過 載板接地銅塊 在接地銅塊的正上方需要安裝接地針,需要保證在夾具沒有壓下的時候探針能夠一直接觸到接地銅柱。如下圖示: 載板接地銅塊 載板接地探針 4.3.5 DFU夾具現(xiàn)在是需要做應(yīng)力測試(Strain Gauge),在設(shè)計載板的時候需要考慮應(yīng)變片的走線問題。不同的UUT客戶那邊的產(chǎn)品形態(tài)和應(yīng)力點的數(shù)量是不一樣的,需要按照客戶的要求來做。 為方便取放板,導(dǎo)向銷距UUT板邊的距離應(yīng)為0.15mm-0.2mm之間。 4.3.6載板導(dǎo)向銷設(shè)計:可以根據(jù)產(chǎn)品實際需要進(jìn)行設(shè)計,不一定是周邊都要有,但是注意一點:導(dǎo)向銷的安裝位置必須錯開PCB分板接口位置,否則會導(dǎo)致取放板不順暢。載板上的各種銷釘高度有時客戶是有要求的,這方面需要與客戶確認(rèn); 4.3.7 載板針孔過孔設(shè)計:載板上給測試針留的過孔尺寸為針套最大外徑+0.5mm. 4.3.8 設(shè)計載板時需考慮夾具是否需要做變形測試,在設(shè)計之初就要咨詢客戶或公司內(nèi)部指定之與客戶溝通的窗口該夾具是否需要做變形測試,如果需要則了解清楚產(chǎn)品上哪些位置需要做變形測試,由于變性測試時需要在PCB板上貼應(yīng)變片,每個應(yīng)變片都有線需要連接到夾具外部的變性測試儀上面,所以凡需要做變形測試的夾具或設(shè)備必須根據(jù)貼應(yīng)變片的位置做好相應(yīng)的走線槽,常規(guī)狀態(tài)下,每4個應(yīng)變片需要寬3mm深3mm的走線槽,實際設(shè)計時根據(jù)應(yīng)變片的數(shù)量及位置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 4.3.9由于UUT上面有一些元器件,載板需要為這些元器件避位,一般要求遠(yuǎn)離元器件3mm左右,深度一般3mm左右;同時為了方便拿板,我們還需要挖一些拿手位,拿手為大蓋寬度30mm左右,深度3到4mm; 4.4 上壓板結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.4.1 材料:通常選擇防靜電玻纖板,必須要求一定的平面度,一般為0.2mm。 4.4.2 上壓板結(jié)構(gòu) 上壓結(jié)構(gòu)主要由上壓板(產(chǎn)品壓板)與中間板和氣缸固定板組成,由于客戶UUT在測試時會發(fā)熱,所以上壓板部分需要一個散熱裝置,我們目前在上面安裝散熱塊(散熱塊采用紫銅為原料)散熱塊直接壓到UUT,為了防止壓壞UUT,我們會在散熱塊上面貼一塊散熱硅膠,由于散熱硅膠會對產(chǎn)品有一點的吸附力,會將UUT帶起,摔壞UUT,為了解決這問題,我們做了一個脫料裝置,加一些彈性銷,防止產(chǎn)品被帶起; 4.4.3 彈性銷要求:彈性銷長度原則上沒有要求,力度我們目前是6牛,脫料長度為3mm; 防夾手擋板 產(chǎn)品壓板 中間板 散熱塊 彈性銷 4.4.4產(chǎn)品壓板設(shè)計要求:產(chǎn)品壓板采用ESD黑色玻纖板,由于UUT上面有元器件和做壓力時過線,我們需要在壓板上做避位,為了使UUT下壓時平整,我們會在上面留一些凸臺做壓柱,是產(chǎn)品受力平衡,這些壓柱的位置取決于UUT上元器件的分布情況,我們會在沒有元器件的地方下壓柱;壓棒位置及數(shù)量依據(jù)產(chǎn)品上面元件多少及測試針受力情況而定,原則上越多越好。 4.4.5為了區(qū)別的壓板的版本,我們需要對每一塊壓板進(jìn)行刻字,以方便確認(rèn); 刻字 壓力線走線鑿 地線針孔 產(chǎn)品壓棒 4.4.6 DFU夾具現(xiàn)在是需要做應(yīng)力測試(Strain Gauge),在設(shè)計載板的時候需要考慮應(yīng)變片的走線問題,我們經(jīng)常會挖走線鑿,鑿的深度根據(jù)應(yīng)力片的數(shù)量而定,鑿越寬越好,這樣方便走線; 4.4.7由于上壓板下壓時,夾具前面還有縫隙,容易造成夾手,因此需要在上壓板上加一個擋板;如左圖示 4.5夾具外框設(shè)計 底部電箱設(shè)計 4.5.1 因為電箱內(nèi)有電路板和電源,我們需要給他們散熱,必須要用到風(fēng)扇,由于夾具擺放空間有限,左右散熱無法實現(xiàn),所以采用前后散熱方式,在進(jìn)風(fēng)口需要增加防塵網(wǎng),防止灰塵進(jìn)入。 4.5.2由于電箱內(nèi)有電源,必須在電源上加一個保護(hù)罩,防止維修時有東西掉到電源內(nèi),造成電路,燒壞電源; 4.5.3電箱上必須要開一個地線孔,用來接地線。地線孔一定要遠(yuǎn)離電源;之前采用香蕉插頭來引出地線和機(jī)柜,后面發(fā)現(xiàn)香蕉插頭容易松動,造成接地不良,后面決定直接用螺絲鎖住線頭的方式; 4.5.4由于蓋在電箱上的大底板經(jīng)常打開,所以需要在電箱上加一個防夾手組件,防止加到手,且需要一個支撐裝置來頂住大底板,由于DFU夾具比較輕,當(dāng)張開角度過大時,會往后面翻倒,所以要加一個角度限位; 防夾手組件 電源 電源保護(hù)罩 散熱風(fēng)扇 角度限位塊 電源插座 地線孔 4.5.5面板設(shè)計 由于要做自動化夾具,預(yù)防機(jī)械手抓產(chǎn)品時碰到,尤其是開關(guān)按鈕,所有在前面板的東西都不要超出面板,所以設(shè)計時要考慮到將所有東西都要沉到面板中; 4.6 壓針和換針注意事項: 在壓針套的過程中,絕對禁止一次下壓壓多根針套的情況出現(xiàn)。而且對于距離比較近的針套,要分開,分幾次壓入。不要一次把針套放完后,然后再開始全部壓到要求的高度。應(yīng)該是按照100mil,50mil39mil的順序,依次擺放壓入。對于,數(shù)量最多的50mil探針,應(yīng)該分為多次擺放,壓完后,再重新擺放壓入。在壓針套的過程中,要留意針的尾部有沒有露出針尾固定板。對于,沒有露出的針套要小心的拔出來,重新壓一只針套。對于,操作空間充足的探針,可以在枕套里面放一只鋼針,100mil的用1.2mm左右的,50mil的用0.7mm左右的,39mil的用0.5mm左右的,然后用尖嘴鉗夾住枕套拔出。對于,沒有什么操作空間的探針,則需要在針套孔里用焊錫焊接一個金屬線出來,然后用鉗子夾住金屬線將針套拔出。除了針套連根斷掉以外,嚴(yán)禁用鉆頭直接打掉壞的針套。在探針安裝完成后,需要打開上面提到的鋁塊,查看針套中間部分有沒有損壞的。有則更換,沒有即完成探針套的安裝。 當(dāng)針套安裝完成并檢查無誤后,就可以取下輔助工具,并在針套中壓入探針,探針必須一根一根的壓入,不能同時壓多根針; 4.7 其它注意事項 4.7.1當(dāng)將載板從夾具中拉出時,必須將上壓板部分抬起,否則造成彈性銷壓棒斷裂; 4.7.2由于載板是單面防靜電,防靜電層厚度為0.6mm,有些地方為了避位元器件,將載板挖空,這樣就會使防靜電面斷開,造成絕緣,而客戶要求所有表面必須是防靜電的,所以挖開的地方需要涂防靜電液,必須要涂3次以上,同時防靜電液的有效期為一個月左右,現(xiàn)場需要根據(jù)實際情況重擦防靜電液; 4.7.3出貨時,一定要做一套透明的載板和產(chǎn)品壓板,一起出貨,這樣的目的是:當(dāng)拿到客戶UUT時,先放在我們的透明載板上,用透明壓板壓,看看有沒有壓到客戶的元器件,或做貼應(yīng)力片時做應(yīng)力線的走線,透明材料一般用透明有機(jī)玻璃;- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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