1、PCB電測方法及技術解析（doc6）PCB電測技術分析會與PCB制造廠商就測試條件及測試方法達成一致的規格，因此 c%*'J 0雙方會先就以下事項清楚的定義出來：1、測試資料來源與格式2、測試條件，如電壓、電流、絕緣及連通性3、設備制作方式與選點4、測試章5、修補規格 n B if 4在PCB的制造過程中，有三個階段必須作測試:內層蝕刻后2、外層線路蝕刻后3、，成品每個階段超常會有23次的10Q%測斌，篩選出不良板再作重工處理。因此，測試站也是一個分析制程問題點的最佳資料收集來源， , ,9 * * ° * * Q ,* 。I ， k.fJi ' I - 經由統計結果

2、，可以獲得斷路、短路及其它絕緣問題的百分比，重 ° * S,工后再行檢測，將數據資料整理之后，利用品管方法找出問題的根源，加以解決。二、電測的方法與設備電性測試的方法有：專用型(Dedicated)、泛用型(Universal Grid)、 飛針型(Flying Probe)、非接觸電子束(EBeam)、導電布(膠卜電 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。為了更了解一、電性測試PCB板在生產過程中，難免因外在因素而造成短路、斷路及漏電等電性上的瑕疵，再加上PCB不斷朝高密度，細間距及多層次的

3、演 進，若未能及時將不良板篩檢出來，而任其流入制程中，勢必會造 成更多的成本浪費，因此除了制程控制的改善外，提高測試的技術F * , - *， . >1 * * 11 e H e *尸. a ' . 二工也是可以為PCB制造者提供降低報廢率及提升產品良率的解決方7 . » . - - 4.C - - cb r» r d ：r j f 方喂 一 = " » " » - 1。 .Ay 丁案。在電子產品的生產過程中，因瑕疵而造成成本的損失，在各個階段 都有不同的程度，越早發現則補救的成本越低J'The Rule of

4、10's”就是一個常被用來評估PCB在不同制程階段被發現有瑕疵時的補 救成本。舉例而言，空板制作完成后，若板中的斷路能實時檢測出 來，通常只需補線即可改善瑕疵，或者至多損失一片空板；但是若 未能被檢測出斷路，待板子出貨至下游組裝業者完成零件安裝，也 過爐錫及舊重熔，然而卻在此時被檢測發現線路有斷路的情形，一般的下游組裝業者會向讓空板制造公司要求賠償零件費用、重工 費、;檢驗費等。若更不幸的，瑕疵的板子在組裝業者的測試仍未被 發現，而進入整體系統成品，如計算機、手機.汽車零件等，這時再作測試才發現的損失，將是空板及時檢出的百倍、千倍，甚至更高。因此，電性測試對于PC業者而言，為的就是及早

5、發現線路Ub 丁,，? a 二° D F "功能缺陷的板子。 4° L F： <,=<»<»下游業者通常會要求PCB制造廠商作百分之百的電性測試，因此0 %.”小 :喟 ，式0：. b c B t». /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 . 電 . S < o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

6、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以上的板子塞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 J 二 > ' r 二 01* o4 尸 « 9 9 9 可重復使用。泛用型測試具有極多測點的標準Gr

7、id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 * M V o 5.»« ° ""'' « *v*""0"*° ：« 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, AutomaticTesting Equipment)»泛用型測試點數通常在

8、1萬點以上，測試密度在或是的測試稱為,0 ' .»» 小 , T。/ V.n'一, « w «o 門omgrid測試,若是運用于高密度板，由于間距太密，已脫離ongrid0，。77 p .一' x> 設計,因此屬于offgrid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40 Pomts/sec,所以較適合樣

9、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 MCMc三、:技術比較 典型的飛針測試產出大約在仁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平方尺而針盤式（BedofNai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

10、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200400，但以目前的 生產狀況而言，實際生產線上專用型則為30/00 ,而泛用型為 1550 （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下，專用型測試設備平均每年約有300,000 ,泛用型則為 "* " , « I , » N. , <sf > 1 - 0 , _ . ,9， . V , 二二 、. 、 _，_ _ J 2 D 一 , .一«/

11、一 逑 .。廣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0.50.8mmpitch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口 < " * , . . . p .r f L. 00 . b. . . Fd . q b ' .r r -r" w 150,000 o綜合以上的介紹可歸納出如表(一)的分析表。首先，在測試技術的 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

12、，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 規模經濟的標準，而且約只占售價的24%,這也是為何泛用型及；- »。V".。®»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，這己經不是一般生產所能承擔的成本，因此電子產品的發展趨勢將是PCB廠商在選 " a1 r ° P Q' ° F ° " 0' ，,rr L rf ,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。表（一）主要測試設備的功能與特性 專用型測試 泛用型測試飛針測試 治具專用型無法回收可更換兩根探針PCB料號單一料號各種料號各種料號測試點