从测不到到测得准：破解高密度 ICT 测试难题

作者：Anson Liu，资深经理｜技术工程部（TED, Technology Engineering Department）

一块电路板要出货，得先通过层层电性测试 (test)；而在测试工程师眼中，最头疼的从来不是“测出坏板”，而是“根本测不到”。当客户为了抗干扰，把板子上供探针接触的测试焊盘 (PAD) 全部用阻焊绿油覆盖，传统测试等于当场“失明”：没有落针的地方，覆盖率 (Coverage) 直接跌到三成。

在 USI 环旭电子，我们长年把测试工程 (test engineering) 当成品质的最后一道防线，测试工程最终追求的结果就是「测试良率」，这也被视为企业制造竞争力的一项关键指标。所以我们这一次要谈的，是USI技术工程团队如何用一套“软性压合 + 视觉定位 + 机械手”的组合拳，在没有测试点的板子上，把 ICT (In-Circuit Test，在线测试) 覆盖率重新拉回 90% 以上、测试良率做到 95%＋，单片测试时间还从 23 秒压缩到 5 秒以内。

图 1｜已稳定量产的 ICT 自动化测试设备：机械臂取代人工取放、CCD 视觉完成对位，一人可同时看护两台设备。

麻烦的起点：一块“没有测试点”的板子

先把问题讲清楚。客户的 X／B 机种出于抗干扰考虑，采用绿油覆盖焊盘的布线方式，板面上几乎找不到可供探针接触的测试点。ICT 靠的是探针一根根“扎”在测试点上测量电性，没有点，就没有测试 (test)，这正是高密度布线与微缩时代，ICT 共同撞上的天花板。

为了攻克这一关，USI 先后试过两条路，各有硬伤：

• 导电棉测试：以导电棉间接接触取代探针，工艺简单。但可测范围太小，测试覆盖率 (Coverage) 只有约 30%；导电棉又容易磨损、沾污，误判 (NDF) 率偏高，按这种模式量产，后续出货的质量风险相当大。

• FPC 压合金手指（人工版）：改用板对板 (board-to-board) 方式，模拟客户端的压合绑定 (bonding)，把测试点“借”到金手指 (gold finger) 上，覆盖率一举冲上 90%＋。问题出在对位：金手指 pin 间距仅 0.165mm、pin 宽 0.25mm，对位规格 (SPEC) 严苛到 ±0.05mm，全靠人工目视对准，稍有错位就误判；测试员极易疲劳，测试良率只有 75% 左右，撑不起量产。

图 2｜PCBA 上的测试焊盘被阻焊绿油覆盖，探针无点可测，这是整个难题的起点

USI 解决方案：让机器接手最难的对位

思路其实很直接：FPC 压合金手指的覆盖率已经足够好，真正拖累它的是“人工对位”。那就别让人去做机器更擅长的事，USI 团队开发的 ICT 自动化方案，保留 FPC 压合金手指的高覆盖率，再用“CCD 视觉定位 + 拉扣式治具 + 机械臂”把人力从对位与取放中解放出来。

那么金手指究竟要怎么变成测试点？FPC 表面以软胶压制，压合到产品金手指时不会刺伤接点，而每一根金手指的 pin 都能当作独立测试点。这等同于把“植针率”一次拉高，覆盖率自然上得去，且属于非破坏式测试，对产品更友好。

±0.05mm 的对位，怎么交给机器？这正是整套解决方案的技术关键。CCD (Charge-Coupled Device) 视觉相机实时抓取 PCBA 与 FPC 金手指的位置，系统再微幅驱动电机自动补偿校正，确保每一次压合都落在 ±0.05mm 以内。人眼会累、会抖，CCD 不会，这就意味着精度与稳定性可以同时到位。

待测板由拉扣式治具自动锁定定位，机械臂 (robotic arm) 负责上料、送测、下料与分流 (pass／NG)，整条测试流程无需作业员逐片手动操作。一位人员可同时看护两台设备，人力配置直接减少一半。

图 3｜ICT 自动化测试设备分为上料、测试、下料三大工位，由机械臂串起全自动流程

一次算清三笔账：能测到、测得对、测得完

自动化到底值不值得投资，终究要回到账面上验证。我们把导入前后的关键指标并列，最直接的变化其实只有三句话：能测到的变多了、测对的变多了、测完的变快了。

前两行是“质量账”：覆盖率稳定在九成以上，测试良率从人工的 75% 提升到 95%＋，过去漏测与误判留下的缺口几乎补平。后三行是“效率账”：单片测试从 23.1 秒缩短到 4.9 秒，机台由两台并为一台、一人可看两机，单台设备的每小时产出 (UPH) 却从 156 跃升到 735。难得的是，这三笔账不是彼此拉扯的取舍，而是同时朝好的方向走。

守住那 0.05mm：机器没有第八小时的疲态

这套方案能否量产，其实卡在一个很现实的问题：0.165mm 的金手指间距，对位一旦超过 ±0.05mm 就可能误判，而这种精度，人的手眼很难整班维持。再熟练的老师傅，也会眼花、会手抖，也会在第八小时走样。

我们的做法，是不让系统“相信”任何一次固定。每一块板子进来，CCD 相机先测出金手指的实际位置，控制端实时算出偏移量，再驱动电机把 FPC 微调补偿回来，最后才下压压合；放板、对位、下压、压合测试环环相扣，每一轮都重新对准一次，而不是靠治具“校一次、用到底”。也正因为每块板都重新校准，即使面对这么细的间距，对位依然守得住规格线——准不准，不再取决于当班是谁、做到第几块。

图 4｜CCD 自动补偿精确校准流程：放板 → 对位 → 下压 → 压合测试，每一轮都自动重新校准

省下的人力与工时，就是客户的竞争力

技术指标之外，这项成果真正的价值，在于它把“质量风险”与“量产成本”同时往下压，让客户拥有更大的设计与供货弹性：

• 更高的质量保障：即使采用无测试点的高抗干扰设计，仍能维持 90%＋覆盖率与 95%＋测试良率，把不良品拦截在出货之前。

• 更低的测试成本：机台由 2 台精简为 1 台、人力 1 人 2 机、单片工时砍掉近八成，导入后的测试成本结构全面改善。

• 更快的量产节奏：UPH 由 156 提升到 735，产能翻倍有余，交期更有底气。

在供应链中，USI 扮演的不只是制造者，更是“把工艺痛点转化为可复制方案”的整合者。这项 ICT 自动化测试原是亚洲厂区的首创技术，目前已陆续在全球各个生产基地落地实施。再往前看，先进封装与高密度布线只会让“无测点、微间距”的板卡越来越多，非破坏、可视觉定位的测试方式也会越来越吃重。我们会把这套平台持续推广到更多机种与基地，让它从单一产线的一次成功，沉淀为 USI 交付质量时的一项常备能力。

＊文中数据为工程参考值与量产实绩，实际规格以项目设计为准。