引言： PCB在电子产品中被广泛使用，它是所有电子元器件实现电气连接的纽带，同时也是电子元器件发挥作用和功能的载体。将PCB通过SMT、插件、焊接、检测、老化，装配等工序形成PCBA的过程中，不可避免的需要使用一些治具，如钢网、焊接治具、测试治具、老化治具，装配治具等加以辅助，以提升效率及产品质量。

1.治具零部件设计流程及要求

治具通常指大批量生产制程当中，用于固定、夹持产品，控制产品位置或动作（或两者皆有），便于加工、装配，测试，用于稳定产品品质，提高生产效率的一种专用工具，也就是通常所说的工装夹具。

治具设计的流程如下：

1、获取测试PCBA板的CAD图纸，geber文件，设计尺寸以mm为单位；

2、确定PCBA卡的测试点；

3、创建PCBA卡的三维模型，绘制相对定位板、探头固定板、推拉式夹持板等零件，直至完成整个治具的设计；

治具设计的要求如下：

1、确保零件定位的准确性以及可靠性；

2、接头对接处应光滑无毛刺；

3、装置的加载板/压力盘应合理布置；

4、治具的可视面应有治具型号、名称、PCBA版本号，制造日期等信息或粘贴相应信息的铭牌；

5、每一个按键都应有标识，明确用途和操作注意事项。

2.治具零部件设计要求

2.1治具分类及组成

2.1.1兼容性要求

治具是实现电子元器件实现电气连接的纽带，适合各种各样的元器件与之匹配和兼容，因此，治具平台设计首先应考虑具备较强的通用性和兼容性，同时该平台还必须具有良好的便携性以及良好的可扩展性，各功能模块采用标准化及模块化设计，能够根据实际需要，通过添加、移除，替换硬件模块，以满足各种条件下的功能需求。

2.1.2自动化要求

治具设计应提升治具的自动化要求。除了通过人工干预装卸外，其余动作都应能够自动检测。确保人员操作简单使用方便，避免过多的人为操作导致出错。软件部分需为用户提供方便、易用，友好的界面，并且具备一定的智能化，支持卡片标识码（QR码）的扫描和标识输入，并与卡片的唯一标识号绑定，测试编号数据信息上传MES可追溯系统，有利于质量追溯;同时应具备设备自检功能，具有故障诊断能力，根据测试数据，智能判断测试结果，给出测试结论，生成测试报告，协助测试人员进行待测板故障定位。

2.2探针选型

为确保测试信号的完整性，测试点必须接触可靠，因而测试探针的选择尤显重要。在选择测试探针时，首先须根据测试点的几何形状（例如，平面、通孔、销或柱）来选择合适的探针头部形状如针形、锥形、梅花形，其次根据测试信号类型选择合适直径、针的直径常用规格有φ0.45mm，φ0.65mm，φ0.90mm，φ1.40mm，φ1.70mm等几种，对电源等大电流的接触点，相应的针也需要选择直径较粗的针，而对于弱电的控制信号，则相应的探针也可以相对较细的规格。

2.3压棒选型

     压棒选型时有以下注意事项：

2.4板材选型

选型表1是常用到的几种板材的规格以及名称的分类， 板材料通常为所有ESD材料。常用材料如BAQUELITE ESD、TEFLON ESD、ESDPOM等。

表1  常用板材规格表

2.5定位要求

一般情况下有两种常见的载板的定位，一种是精轴定位，也称之为定位销的精准定位；另一种就是外形轮廓定位；精轴定位一般选择PCB板的精细定位孔，一侧留0.05 ~ 0.075mm，但由于精度控制能力的原因，当使PCB板更容易取放时，一侧留0.075mm；外形轮廓定位通常单侧留有0.1mm，且应具有防拉伸设计。

针板探头安装孔，一般为75mil正极，一般为1.4mm；100mil为1.75mm；当材料为透明挂板当以减小0.05mm为宜，即75mil对应1.35mm，100mil对应1.7mm；正常针套安装孔公差±0.01mm。3.治具制造要求

3 加工及装配要求

装置设计完成后，可自行加工或外协加工，具体加工可根据自身的加工设备以及工艺的要求按照实际情况选择。

独立加工，首先要将CAD导出为DWG格式。根据3D图纸绘制的情况，需要将图纸复制到工业中心二层精切室计算机上，按照提前设定好的精切程序进行自动化加工。

其次根据实际装配要求，重点确定加工件安装孔的位置，这一点在加工的过程中需要特别的注意，因为安装设计以及加工是否精准直接影响到接下来的安装环节能否顺利进行；确定好安装空的各项参数以后就需要根据安装孔根部数据，螺纹孔尺寸选择合适的钻头钻出合适的孔；根据孔的大小，使用专用工具进行攻丝。

外协加工方法须特别注意提供完整的图纸，外加工按公司严格按照详细图纸的工艺要求来完成相应的加工程序。外协加工完成后，要按图纸要求检查加工是否符合设计要求。

3.1 组装与调试要求

    治具在制造过程中所用到的各种外购件以及自制件采购或者加工完成后，按照技术要求开展安装与调试工作。

组装时，须严格按设计图纸要求装配，先安装被测零件的直接相关零件，经预置后即可满足测试要求，然后继续安装其它零件。固定时，各部件的连接进行第一次预紧，便于调整，以满足后续安装超调的调试要求。装配过程应注意细节，保证压板与支撑板的平行度，支撑板与面板的垂直度，以确保装置的试验精度。

组装后，根据本装置探头、定位针等的具体使用情况，准备好备品备件；储存备件的数量须有严格要求，正常情况下备件的数量为使用数量的1～2倍即可，然后将准备好的备件放入工装中，以便后续装置维护保养时进行更换。。

4.结束语

PCBA治具对于提升产品质量和生产效率作用功不可没，本文围绕治具的设计流程、探针、压棒、板材选型要求、治具定位、自动化、加工装配要求，对治具零部件的设计及选型以及制造工艺进行探讨，为治具的设计和器件选型及加工制造提供参考。

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