PCB科技 - PCB可測試性科技的發展道路

復興 PCB測試技術 是表面貼裝器件和電路板小型化的必然結果. 一旦任何系統太小，很難檢測到基座內部, 只有一些輸入和輸出通道與系統外部互動, 這就是功能測試的用武之地.

這種情況與3四十年前功能測試開發的早期情况完全相同。 然而，與過去不同的是，今天的功能測試儀器國際標準（如PXI、VXI等）已逐漸成熟，標準儀器模塊和虛擬儀器軟體技術已被廣泛使用，這大大提高了未來功能測試儀器的通用性和多功能性。 靈活性和幫助降低成本。 同時，電路板的可測試性設計結果，甚至超大規模混合集成電路的可測試性設計結果都可以移植到功能測試技術中。 使用邊界掃描科技的標準介面和相應的可測試性設計，功能測試儀可以像線上測試設備一樣用於線上程式設計系統。 毫無疑問，未來的功能測試人員將告訴我們比“合格或不合格”的判斷更多的資訊。

表面貼裝器件和電路一直處於無盡的小型化過程中，並無情地推動了一些相關測試技術的淘汰和發展。 在電子產品小型化的進化壓力下，科技就像一個物種一樣，遵循“適者生存”的簡單規則。 關注測試技術的發展可以幫助我們預測未來。

自從表面貼裝科技（SMT）開始逐漸取代插孔式安裝科技以來，安裝在電路板上的設備變得越來越小，板上單元區域包含的功能變得越來越强大。

就無源表面貼裝器件而言，十年前廣泛使用的0805器件今天僅占同類器件總數的10%左右； 四年前，0603臺設備的數量開始下降。， 替換為0402設備。 現時，更小的0201設備正在獲得發展勢頭。 從0805切換到0603大約花了十年時間。 毫無疑問，我們正處於一個加速小型化的時代。 讓我們看看表面安裝集成電路。 從十年前主導的四平面封裝（QFP）到今天的晶片倒裝晶片（FC）科技，出現了各種各樣的封裝形式，如薄小引線封裝（TSOP）、球陣列封裝（BGA）、微球陣列封裝（mBGA）、晶片級封裝（CSP）等。回顧晶片封裝科技的發展， 其主要特點是器件的表面積和高度顯著降低，而器件的引脚密度迅速新增。 就具有相同邏輯功能複雜性的晶片而言，倒裝晶片器件所占面積僅為原始四平面封裝器件所占面積的九分之一，高度僅為原始器件的五分之一左右。

微型封裝組件和 高密度PCB 給測試帶來新挑戰

表面貼裝器件尺寸的不斷縮小以及隨後的高密度電路安裝給測試帶來了巨大挑戰。 傳統的手動目視檢查甚至不適用於中等複雜度的電路板（例如具有300個設備和3500個節點的單個面板）。 有人曾經進行過這樣的測試，並要求四名經驗豐富的檢查員四次檢查同一塊板的焊點質量。 結果，第一個檢驗員檢測到44%的缺陷，第二個檢驗員與第一個檢驗員的一致性為28%，第3個檢驗員與前一個檢驗員的一致性為12%，而第四個檢驗員與前3個檢驗員的一致性為6%。 該測試暴露了手動目視檢查的主觀性，這對於高度複雜的表面安裝電路板既不可靠也不經濟。 對於使用沒有封裝、晶片級封裝和倒裝晶片的小球陣列的表面安裝電路板，手動目視檢查幾乎是不可能的。

不僅如此，由於表面貼裝器件引脚間距的减小和引脚密度的新增，針床線上測試也面臨著“無立足之地”的困境 據北美電子製造規劃組織（North American Electronics Manufacturing Planning Organization）稱，預計2003年後，高密度封裝表面貼裝電路板的線上測試將無法實現令人滿意的測試覆蓋率。 根據1998年的100%測試覆蓋率，預計2003年後測試覆蓋率將低於50%，2009年後測試覆蓋率將低於10%。 對於線上測試科技中仍然存在的反向電流驅動、測試夾具成本和可靠性問題，無需考慮。 僅僅因為未來的測試覆蓋率低於10%，這項科技的未來就註定了。

那麼，當人的視力不好，機器探頭無法到達時，我們可以把電路板交給最終的功能測試嗎？ 我們能否忍受幾分鐘的測試，但只知道電路板是否損壞。 但不知道這個“黑匣子”裏發生了什麼？

光學檢測科技帶來了新的測試經驗。 科技的發展不會因為上述困難而停滯不前。 測試和檢測設備製造商推出了自動光學檢測設備和X射線檢測設備等產品以應對挑戰。

事實上，這兩種器件在廣泛應用於電路板製造行業之前，已經廣泛應用於電晶體晶片製造和封裝過程。 然而，他們需要進一步創新，以真正應對表面貼裝器件和高密度電路板的小型化帶來的測試困難。

同時, 美國主要線上測試和功能測試設備製造商 PCB行業 已經無法滿足未來的發展趨勢. 他們採取的對策是收購相對較小的自動光學檢測設備和X射線檢測設備製造商，使其能够快速掌握相關科技並快速進入市場.

無論是自動光學檢測科技還是自動X射線檢測科技，儘管它們可以幫助完成手動視覺檢測困難的任務，但它們的可靠性並不完全令人滿意。 這些科技高度依賴於電腦圖像處理科技。 如果原始光學影像或X射線影像提供的資訊不足，或圖像處理算灋不够有效，則可能導致誤判。 幸運的是，工程師們在光學和X射線科技的應用方面積累了豐富的經驗。 囙此，在未來幾年中，預計生成高解析度電路板光學影像和真實3維X射線影像的科技將新增。 一些進展。