PCB趨向高精化 在線自動測試全面升級
根據印制電路板(PCB)市場分析機構Prismark的調查報告預測，未來幾年中國PCB行業將保持快速增長的勢頭，從2012年至2017年，中國PCB產值年復合增長率可達6.0%左右，到2017年總產值可實現289.72億美元，在全球PCB市場的占有率也將上升至44.13%。而另一方面，縱觀當前PCB市場的發展特征，可以發現，由于個人電腦、筆記本電腦用量的不斷萎縮，終端市場逐漸向智能手機、平板電腦等移動通信產品傾斜，PCB因而也正朝著輕薄化、高密度、多層板的方向演進；加上可穿戴電子產品的興起，也令到柔性電路板的需求開始上升，所有這些應用變化，都使得PCB在線自動測試系統在市場需求量“井噴”的同時也面臨著嚴峻的考驗。
PCB集成度上升，功能更豐富
在線自動測試系統按照測試內容或者應用方向的不同，可分為在線測試(ICT)和功能測試(FCT)兩大類。ICT在線測試主要是針對PCBA上單個零件的好壞、線路上的開短路等問題，它相當于一臺自動化程度非常高的萬用表，查找PCBA上的零件問題、開短路問題，而不涉及PCBA的整體功能；而FCT測試則恰恰相反，它主要針對的是整個PCBA或半成品/成品的整體功能，即測試出待測物是否能滿足當初設計所想要達到的功能。但總之，無論是ICT還是FCT，這些在線自動測試系統都是由“信號采集-信號調理-數據處理-人機接口-報表輸出”這幾大部分所組成。
談到目前市場的變化，專注于自動化測試系統、自動化生產設備研發的全天自動化能源科技(東莞)有限公司工程師楊坤介紹道，隨著制造工藝的進步，現在PCB電路板的集成度越來越高，這種發展趨勢極大地滿足了人們對于電子產品精美小巧、高性能、結實耐用等需求，同時也對產品在出廠前的檢驗測試提出了諸多挑戰，尤其是對于工廠在線自動測試這一領域。
盡管ICT作為一項較為成熟的應用技術，經過了幾十年的發展，但目前無論是壓床式還是飛針式，均無法擺脫需要探針接觸的方式，即探針通過與PCBA上測試點或者零件腳的接觸，從而施加和采集信號，進而實現測量。而隨著電路板元件密度的不斷提高，電路板設計的緊湊性也不斷提升，這也必然導致在PCBA上能下針的地方越來越少，且下針越來越難，這就從源頭上降低了ICT測試的覆蓋率，進而影響到真個系統的可測率。針對這一挑戰，雖然近年來ICT系統增加了新的先進測量技術，如TestJet與邊界掃描技術，但由于技術專利等原因，均為ICT的附加選件并且價格不菲。
另一方面，FCT作為在線自動測試系統的另一個分支，同樣也面臨著全面升級的需求。“由于FCT側重于整體功能的測試，所以元件的密度增加對于系統的數據采集前端即UUT接觸界面沒有太大的影響。但是在電路板密度不斷增加，集成度逐步提升的同時，它的功能也更加豐富與多樣化，這就對現代自動化測試系統提出了更加全面、高效的要求，推動FCT功能測試必須朝著全自動化的方向發展。”楊坤說。
非標準化滿足不同測試要求
想讓產品測試又快又準，是每一個廠商的不懈追求，但實際上，在線自動測試系統的可測率與測試速度本身就是一對矛盾體，要協調解決好這一難題，需要從多方面著手。對此，楊坤談到，首先要從工廠流水線的生產流程上開始抓起，按照產品工藝流程，合理安排測試站別是第一步，也是關鍵的一步，應將產品的所有測試項目科學、合理地分布于產線的不同階段，例如ICT必須放置于FCT前面，而AOI與ICT是否需要同時設置？誰放置于前面？等等都必須依據實際情況來做出安排。
其次，應盡可能地實現無人值守的全自動測試模式。這樣就可以讓整個測試環節與其它組裝、涂覆等工序一樣實現無人化生產，以大幅提高產品的日產量，并且還能杜絕人為因素所造成的干擾與誤判等問題。此外，還可以嘗試進行測試設備的多樣化設置，例如ICT與AOI測試都是檢測PCBA元件好壞、開短路等項目，但它們的測試原理或測試方向完全不同，一種是從電學角度測試，另一種是從光學角度測試，如果把兩者結合起來，令產品的測試可以從多個角度來進行，就能更有利于提升系統的測試效率。
總體而言，在線自動測試是一門實踐性非常強的技術，包括硬件、軟件的設計，以及系統集成等等，隨著人們對于測試系統或測控技術的要求更加多樣化，正驅動著現代測控技術朝微型化、集成化、遠程化、網絡化、虛擬化等方向邁進，為提高生產效率、改進制造水平做出更大的貢獻。
就現階段在線自動測試系統的兩大主要開發方向——標準測試系統與非標測試系統，楊坤表示，標準測試指的是ICT測試、電源功能測試系統等；而非標測試系統則是下一個極具潛力的應用開發領域。這主要是因為當前不同產品的差異性非常大，而且即使是同一類產品，由于工藝流程不同，測試的側重點也會不一樣，為了實現最佳的測試性價比，現在越來越多的工廠往往會選擇這類非標測試系統的產品，其優勢在于可以完全按照客戶的應用需求來選擇所測試的內容，從而剔除了冗長的、客戶不必要的測試項目。據了解，目前針對不同的行業應用，全天自動化已開發出包括音響功放、電磁爐整機、LED驅動電源、點鈔機主控板、電子相冊主控板等在內的一系列在線自動測試系統。
對于在線自動測試系統的選型，其中的重要性能指標有：精度、分辨率和測量速度，這些也是工程師在決定如何收集和測量數據時所必須要考慮的。另外，在許多應用中，環境因素對于系統結構可能起到決定性作用，例如應用場所的電噪聲大小、傳感器的位置距離等等。
該文章轉載于：PCB網城
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