PCB測試技術的適用目的方面,飛針測試是目前最適合使用于小量產及樣品的電性測試設備,但是若要運用于中大量產時,則由于測速慢以及設備價格昂貴,將會使得測試成本大幅提高,而泛用型及專用型無論是用于何種層級的板子,只要產量達到一定的數量,測試成本均可達到規(guī)模經濟的標準,而且約只占售價的2~4%,這也是為何泛用型及專用型為目前量產型的測試機種的主要原因。但是隨著電子產品的變化速度加快,使得單一電路設計版本的產品生命周期變短(如,目前手機板的生命周期大約為6個月),這個現象對于PCB廠商無論在更新泛用測試治具或專用測試設備來說,均會帶來極高的成本威脅,根據數據顯示,若用于高密度板,當平均產量小于150平方公尺以下時,測試成本將會高于$200(18%)以上,這已經不是一般生產所能承擔的成本,因此電子產品的發(fā)展趨勢將是PCB廠商在選購測試設備時,不容忽視的一個課題。目前尚在積極改良的E-Beam、CEM或電漿放電(Plasma Discharge)技術,若能在測試效率上提升,將是電性測試上良好及可行的解決方案。

電性測試的方法有:專用型(Dedicated)、泛用型(Universal Grid)、飛針型(Flying Probe)、非接觸電子束(E-Beam)、導電布(膠)、電容式(Capacity)及刷測(ATG-SCAN MAN),其中最常使用的設備有三種,分別是專用測試機、泛用測試機及飛針測試機。為了更了解各種設備的功能,以下將分別比較三種主要設備的特性。

        1、專用型(Dedicated)測試

  專用型的測試之所以為專用型,主要是因為其所使用的治具(Fixture, 如電路板進行電性測試的針盤)僅適用于一種料號,不同料號的板子就無法測試,而且無法回收使用。測試點數方面,單面板在10,240點、雙面各8,192點以內均可作測試,在測試密度方面,由于探針頭粗細的關系,較適合運用于 pitch以上的板子。

        2、泛用型(Universal Grid)測試

  泛用型測試的基本原理是PCB線路的版面是依據格子(Grid)來設計,一般所謂線路密度就是指grid的距離,也就是以間距(Pitch)來表示(部份時候也可用孔密度 來表示),而泛用測試就是依據此一原理,依據孔位置以一G10的基材作Mask,只有在孔的位置探針才能穿過Mask進行電測,因此治具的制作簡易而快速,而且探針可重復使用。泛用型測試具有極多測點的標準Grid固定大型針盤,可分別按不同料號而制作活動式探針的針盤,量產時只要改換活動針盤,就可以對不同料號量產測試。另外,為保證完工的PCB板線路系統(tǒng)通暢,需在使用高壓電(如250V)多測點的泛用型電測母機上,采用特定接點的針盤對板子進行Open/Short電性測試,此種泛用型的測試機稱之為「自動化測試機」 (ATE, Automatic Testing Equipment)。

  泛用型測試點數通常在1萬點以上,測試密度在 或是 的測試稱為on-grid測試,若是運用于高密度板,由于間距太密,已脫離on-grid設計,因此屬于off-grid測試,其治具就必須要特殊設計,通常泛用型測試的測試密度可達 QFP。

        3、飛針(Flying Probe)測試

  飛針測試的原理很簡單,僅僅需要兩根探針作x、y、z的移動來逐一測試各線路的兩個端點,因此不需要另外制作昂貴的治具。但是由于是端點測試,因此測速極慢,約為10~40 points/sec,所以較適合樣品及小量產;在測試密度方面,飛針測試可適用于極高密度板( ),如MCM。

      三、技術比較

  典型的飛針測試產出大約在1~20 之間,若知道孔密度便可轉換成每小時測試的總面積( ),則其測試面積的范圍大約是15 (探針20 及32 板)至0.04 (探針1 及600 板),差距375倍的原因在于板子的密度及間距。一般性能較好的飛針測試設備的產出大約維持在10 ~15 之間,可適用于密度為30 的商用板到600 的高密度板,對于多層板而言,在最佳狀態(tài)下每一部飛針測試機每年測試總面積大約是3,000 ~5,000平方?。

  而針盤式(Bed-of-Nails)的測試設備如專用型及泛用型,在于高密度板的測試能力比不上飛針測試,因此比較少用于高密度板的測試。然而理論上,針盤式的產出面積可達200~400 ,但以目前的生產狀況而言,實際生產線上專用型則為30~100 ,而泛用型為15~50 (兩者的比較基礎在于專用型通常運用于大量產,而泛用型多運用于中小量產),理論與實際的差異除了因設備本身的因素外,還可能包含生產管理上的問題,在此不加以詳述。在一般最佳狀態(tài)下,專用型測試設備平均每年約有300,000 ,泛用型則為150,000 。但是每部設備產量的多寡可能因PCB廠商的生產計劃而有顯著的差異;例如,若以最先進的ATE檢測手機板,每年每部測試設備約可產出600,000 ,但是若用于0.5~0.8mm-pitch的CSP時,測試速率則大約僅達1/4,每年每部測試設備產出為150,000 。