PCB/FPC 电测技术深度解析

一、电性测试的核心价值与意义

在 PCB 板的生产流程中，受外界因素影响，极易出现短路、断路、漏电等电性缺陷。随着 PCB 技术向高密度、细间距、多层次方向快速演进，若不能及时筛选出不良板，任其流入后续制程，将导致显著的成本浪费。因此，除了持续优化制程控制，提升测试技术已成为 PCB 制造商降低报废率、提高产品良率的关键解决方案。
在电子产品生产链条中，瑕疵造成的成本损失在不同阶段差异悬殊，发现越早，补救成本越低。行业内常用 "The Rule of 10's"（十倍法则）评估 PCB 在不同制程阶段发现瑕疵的补救成本：

• 空板制作完成后若检出断路，通常仅需补线修复，最多损失单块空板；
• 若断路未检出，待下游组装完成零件安装、过炉锡及 IR 重熔后才发现，PCB 厂商需赔偿零件费、重工费、检验费等；
• 若瑕疵板流入计算机、手机、汽车零件等终端产品后才发现，损失将是空板及时检出的百倍、千倍甚至更高。

因此，电性测试对 PCB 业者的核心价值在于及早发现线路功能缺陷，从源头控制成本风险。
下游业者通常要求 PCB 厂商执行 100% 电性测试，双方需就以下事项达成明确共识：

1. 测试资料的来源与格式标准
2. 测试条件参数（如电压、电流、绝缘电阻、连通性阈值）
3. 测试设备的制作规范与测点选择原则
4. 测试合格标识（测试章）的样式与加盖要求
5. 不良板的修补标准与验收规范

PCB 制造过程中需进行三次关键测试：

1. 内层蚀刻后测试
2. 外层线路蚀刻后测试
3. 成品出厂前测试

每个阶段通常需进行 2-3 次 100% 全检，筛选出的不良板将进行重工处理。测试站也是制程问题分析的核心数据来源，通过统计断路、短路及绝缘问题的发生比例，结合品管方法可追溯问题根源并制定改进方案。

二、电测方法与设备类型

电性测试的主要方法包括：专用型（Dedicated）、泛用型（Universal Grid）、飞针型（Flying Probe）、非接触电子束（E-Beam）、导电布（胶）测试、电容式（Capacity）测试及刷测（ATG-SCAN MAN）等。其中应用最广泛的三种设备为专用测试机、泛用测试机和飞针测试机，其核心特性对比如下：

1. 专用型（Dedicated）测试

专用型测试的核心特征是治具专用性—— 所使用的测试针盘（Fixture）仅适用于单一料号，不同料号的 PCB 板无法通用，且治具不可回收复用。

• 测试能力：单面板最大测试点数为 10,240 点，双面板每面最大 8,192 点；
• 适用场景：由于探针头粗细限制，更适合间距（Pitch）较大的 PCB 板测试。

2. 泛用型（Universal Grid）测试

泛用型测试基于 PCB 线路的网格（Grid）设计原理，线路密度以网格间距（Pitch）表示（部分场景也用孔密度描述）。其测试治具采用 G10 基材制作掩膜（Mask），仅允许探针在孔位处穿过掩膜进行测试，因此治具制作简便快速，且探针可重复使用。
泛用型测试机配备多测点的标准 Grid 固定大型针盘，可针对不同料号制作活动式探针针盘，量产时只需更换活动针盘即可测试不同料号产品。为确保 PCB 线路系统通畅，通常使用高压电（如 250V）多测点的泛用型电测母机，通过特定接点针盘进行 Open/Short（开路 / 短路）测试，这类设备也被称为自动化测试机（ATE, Automatic Testing Equipment）。

• 测试能力：测试点数通常在 1 万点以上；
• 密度分类：
  • on-grid 测试：适用于常规密度板，间距符合网格设计；
  • off-grid 测试：针对高密度板（间距过密已脱离网格设计），需特殊设计治具，可支持 QFP（Quad Flat Package）等高密度封装测试。

3. 飞针（Flying Probe）测试

飞针测试的原理是通过两根可在 x、y、z 轴方向移动的探针，逐一测试线路的两个端点，因此无需制作专用治具，大幅降低前期准备成本。

• 测试速度：约 10~40 points/sec，速度较慢；
• 适用场景：适合样品测试及小批量生产；
• 密度优势：可适应极高密度板（如 MCM，多芯片模块）的测试需求。

通过对比三种主流测试设备的特性，PCB 制造商可根据产品类型（如密度、批量）、测试效率要求及成本预算选择适配的测试方案，以实现精准检测与成本控制的平衡。