隨著各行各業對高效量產的需求與日俱增，穩健的測試策略變得至關重要。本文探討創新的測試方法如何在不影響低復雜度電路板制造品質的前提下最隹化效率。并說明制造商在大量進行印刷電路板組裝（PCBA）測試中遇到的挑戰，以及創新技術如何重塑電子制造業的格局，文中將透過探討頂尖方法、先進測試設備和簡化流程，介紹影響PCBA測試思維的關鍵因素。
隨著物聯網（IoT）設備、消費性醫療設備和汽車電子等連網產品的出現，電子產品已滲透到我們的日常生活，且廣泛應用於各個領域。這些產品具有一個共同特點，即大量生產、低復雜度的電路板。對於制造商而言，如何在大規模測試電路板的同時維持生產率是一項巨大挑戰；因此他們迫切需要一種更具成本效益的大量生產和測試方法。
科技的快速發展引發了對具成本效益電子產品的巨大需求，進一步推動量產的迫切需求。制造商面臨著改進制造流程、降低成本和縮短生產時間的壓力，以滿足市場對電子設備日益增長的需求。因此，針對這些產品所使用的電路測試（ICT）流程也必須隨著快速變化的產業需求進行因應及調整。
面對這一趨勢，制造商正處於轉型的關鍵時刻， 必須以更低的成本生產電子產品，同時實現營運效率和靈活性。此挑戰涵蓋多個面向，包括簡化制造流程、降低營運成本和加快生產周期。如圖一所示，該策略需要創新方法和先進技術的相互配合，來最隹化ICT流程，以確保電子產品品質和功能。
傳統測試方法面臨的挑戰
近年來，量產低復雜度PCB的需求顯著增加，因此必須通過縮短生產時間來簡化制造流程。
確保高品質生產的一個關鍵在於測試過程，特別是對於需要定期測試階段和快閃記憶體程式設計的電路板尤為重要。此類電路板的傳統測試協定通常涉及多個測試站，包括ICT、快閃記憶體程式設計和功能測試。然而，由於測試輸出量的限制和多個測試站的相關成本很高，這種方法不適合大量生產。
駕馭大量生產：業界方法和解決方案
克服大量進行低復雜度 PCB測試的方法之一是采用PCB拼板（panelization）制造技術。使用拼板化電路板已是常見的制造技術，可提高生產的吞吐量和產量。低成本電子產品通常較小且復雜度較低，因此可將多塊此類電路板裝入一個可管理大小的面板中。
在PCB拼板中，制造商將多塊電路板組合成一塊電路板，并將它們組裝成單一陣列。 這種技術將這些較小且較不復雜的電路板裝入一個大小適中的面板，使其在組裝線上移動更具成本效益。
組成面板的電路板使操作員只需裝載一塊面板就可同時測試所有電路板。在組裝後的分割過程中，面板會分成獨立的PCB，這一過程稱為裁切（depanelization）。單個電路板可隨時從陣列中分離出來，以進行包裝或安裝到產品中。
生產過程中，低復雜度電路板的組裝通常很快，因此需要快速的測試周轉時間，以滿足生產速度。
以下是各產業大量、低復雜度電路板設備的例子：
· 車用電子產品，包括感測器電路板、控制器電路板和引擎控制單元（ECU）
· 醫療設備，如血糖儀、血壓計和脈搏血氧儀
· 物聯網設備，包括智慧音響、智慧門鎖和家庭安全系統
· 行動裝置，如智慧手機、穿戴式裝置和平板電腦
PCB拼板不僅能幫助較小的電路板符合標準生產流程，還能提高生產效率。PCB拼板的優點還包括節省時間和成本、提高工作效率、提高產品品質和增加產量。
并聯電路板測試如何提高測試效率？
并聯測試方法可同時測試多個電路板。這種測試有助於進行ICT，從而滿足大量生產的需求（表一）。
表一：順序測試與并行測試時間
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測試方法
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單板測試時間
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電路板數量
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總測試時間
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順序測試
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6 秒
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20
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120 秒
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并聯測試
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6 秒
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20
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30 秒
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例如，如果單個電路板的測試時間為6秒鐘，為了滿足大量生產的需求，必須每6秒測試4塊電路板，每小時測試2,400塊電路板。每臺測試機一次測試一塊電路板不足以滿足這些需求。為達到所需的產量，制造商面臨兩種選擇：購買四臺測試儀，這將需要額外的操作員和占地面積；或是投資一臺能并聯測試所有四塊電路板的測試儀。
使用一臺測試儀順序測試四塊電路板所需的時間是單板測試的四倍，共16秒。然而，并聯測試四塊電路板可將總測試時間縮短至約 6 秒。相比順序測試四塊電路板，該方法可節省10秒鐘的測試時間。
大規模并聯測試最大化測試效率并縮短測試時間
大量、低復雜度PCBA測試需要能夠進行ICT、快閃記憶體程式設計和功能測試的測試系統，以滿足大量生產的需求。大規模并聯電路板測試可使用多個測試核心同時測試多個電路板。
在傳統設置中，ICT測試儀同時測試的極限為四塊電路板。然而，進行大量生產時，效率和產量至關重要，因此需要能夠并聯測試更多電路板。為滿足這項需求，ICT測試儀必須做到能夠并聯測試10到20塊電路板。
由於低復雜度的電路板設計更簡單且小巧，單個可管理大小的面板上可容納20塊電路板。能夠進行大規模并聯測試的ICT測試儀配備測試核心，可同時執行面板上所有電路板的測試。這種方法將多個測試儀整合到一個統一的系統中。
此外，大規模并聯測試可在單個面板上同時測試更多電路板，增加面板測試的密度，減少對夾具、測試操作員和占地面積的需求，從而節省成本并提高生產可擴展性。總結而言，大規模并聯測試比標準并聯測試更具優勢，尤其在大量生產領域。
圖二顯示在單個電路板、四塊電路板和六塊電路板進行的基準測試，證明隨著面板數量的增加，產量也隨之增加。并聯測試將這一結果歸因於同時測試多個電路板，從而縮短整體測試時間。
相比之下，每次只評估一個電路板的順序測試，由於必須完成每個測試才能開始下一個測試，因此測試速度較慢。該方法會導致測試出現瓶頸，從而影響整體測試速度。然而，實施并聯測試可同時評估多個電路板，從而減少測試每個電路板所需的時間。 這一進步顯著提高了測試的產量和效率，最隹化測試流程。
結論
為了最隹化大量、低復雜度PCB制造的測試流程，建議采用并聯測試系統與拼板技術。這種方法有助於將較小且復雜度低的電路板整合到可管理的面板尺寸中，提高成本效益，同時顯著縮短裝載和測試時間。
此外，實施大規模并聯測試允許操作員同時測試多塊電路板，得以快速且增加測試產量、精簡功能測試測量，并以具成本效益的方法克服大量生產低復雜度電路板的挑戰。大規模并聯測試是大量電路板測試生產環境的最隹解決方案，可提供快速可靠的測試結果。
（本文作者Choon-Hin Chang為是德科技制造和電源產品行銷經理）
