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作者：是德科技产品营销经理 Choon-Hin Chang

摘要

随着各行业对高效完成大批量生产的需求日益增强，构建稳健的测试策略也变得至关重要。此篇是德科技署名文章旨在深入探讨简易电路板生产制造领域中适用的创新测试方法，力求在保障质量的前提下，实现生产效率的最优化。

本文探讨了制造商在PCBA（印刷电路板组件）电路板批量测试环节中所面临的种种挑战，并揭示了创新技术如何重塑电子制造业的格局。文章通过聚焦前沿测试方法、先进测试装备及经过优化的精简测试流程，系统阐述了促使PCBA测试理念革新的核心要素。通过这些改进，制造商有望提升测试效率、节约时间与成本、提高工作效率、提升产品品质，并推动产量增长。

引言

当今，电子产品已渗透到人们日常生活的方方面面，随着物联网（IoT）设备、消费医疗设备及汽车电子等各类互联电子产品的不断兴起，它们成为了不可或缺的存在。这些产品普遍具备一个共同特征：生产规模庞大，但电路板设计相对简单。这一特点给制造商带来了严峻挑战，他们既需保持高效运转的生产速度，又需对电路板进行大规模测试。因此，探寻一种更具成本效益的大规模生产和测试方式，成为了当务之急。

随着科技的迅猛进步，市场对高性价比电子产品的需求急剧上升，也推动了整个社会对大规模生产制造的需求空前高涨。制造商正承受着革新生产工艺、削减成本及优化生产周期的巨大压力，急需解决上述挑战，进而应对电子设备需求的持续增长。在此背景下，针对这些产品的在线测试流程也需与时俱进，紧密贴合行业发展的动态需求。

面对行业格局的持续变迁，制造商正站在转型的十字路口。当前的首要任务是降低电子产品的生产成本，同时提升运营效率和灵活性。他们需要克服多方面的挑战，包括生产流程的精简、运营成本的削减以及生产周期的加速等。为实现这一目标，制造商必须巧妙融合创新方法与先进技术，从而优化在线测试流程，并确保电子产品的质量与功能，如图1所示。

图 1： 包含多个测试站点的典型生产线

传统测试方法面临的困境与挑战

近年来，整个市场对大批量生产PCB电路板的需求大幅增长，这就要求制造商必须简化生产流程，以缩短生产周期。

确保生产高质量的关键之一在于测试流程，尤其对于那些需要定期测试和闪存编程的电路板而言，这一环节至关重要。传统的测试方案通常设置多个测试站点，包括在线测试（ICT）、闪存编程和功能测试。但这种方法因测试吞吐量受限，且需设置多个测试站点导致成本高昂，并不适用于大规模生产。

借助行业方法和解决方案，轻松应对大批量生产

为了应对大批量生产简易电路板过程中出现的测试难题，一种有效的解决方案是采用电路板拼板生产技术。在制造业中，使用高多层PCB拼板已蔚然成风，这一技术能够显著提升生产效率和产量。鉴于低成本电子产品往往体积小且简单，因此可以将多块这样的电路板拼合成一个尺寸适中的面板，进而便于管理和操作。

PCB拼板技术是指制造商将多块电路板组合成一块，并将它们装配成一个整体阵列。该技术通过将这些体积小、简易的电路板拼合成一个尺寸适中的面板，使得它们在生产线上的传输更加经济高效。

通过拼板技术，操作人员只需加载一个面板文件，便能同时测试所有电路板。在组装完成后的分割环节中，面板会被拆分成单独的PCB，这一过程被称之为裁板。随后，每块电路板都能轻松完成裁板或是从阵列中分离，然后进行封装或是安装到产品中。

在生产过程中，简易电路板的组装通常十分高效，这就要求测试环节也需具备较快的周转速度，以确保与生产速度相匹配。

许多行业都在大量使用简易的电路板器件，例如：

• 汽车电子元器件，例如传感器电路板、控制器电路板和发动机控制单元（ECU）

• 医疗器械，例如血糖仪、血压监测仪和脉搏血氧仪

• 物联网设备，例如智能音箱、智能门锁和家庭安防系统

• 移动设备，例如智能手机、可穿戴设备和平板电脑

PCB拼板技术不仅使小型电路板能够更好地适应标准生产流程，还显著提升了生产效率。其优势包括节省时间与成本、提升工作效率、增强产品质量以及提高产量。

PCB面板并行测试如何提高测试效率？

采用并行测试方法，可以同时测试多块电路板。这种PCB面板并行测试的方式，能够高效地进行在线测试，以满足大规模生产的需求（见表1）。

表 1：顺序测试与并行测试的用时比较

举例来说，如果单块电路板的测试时间为6秒，那么为了满足大规模生产的需求，就必须确保每6秒能测试4块电路板，即每小时的测试总量需达到2,400块。若测试人员每次仅测试一块电路板，显然无法满足这一要求。因此，为了达到所需的测试吞吐量，制造商需考虑以下两种方案：

• 购买4台测试仪，但这需要配备更多操作人员并占用更大的测试场地

• 购买一台能够并行测试4块电路板的测试仪

若使用一台测试仪依次测试4块电路板，所需时间将是单块电路板测试时间的4倍，总计达16秒。但若能实现4块电路板的并行测试，则整体测试时间可缩减至约6秒。相较于顺序测试，这种方法能节省10秒的测试时长。

大规模并行测试——尽最大可能提高测试效率，缩短测试时间

对大批量简易的PCBA执行测试，需采用一种集ICT（在线测试）、闪存编程与功能测试于一体的测试系统，以满足大批量生产的作业要求。而对电路板执行大规模的并行测试，则能借助多个测试核心点位实现多块电路板的同时测试。

在传统的测试配置中，在线测试设备通常仅支持同时测试最多4块电路板。但在追求高效能与大批量生产的制造环境中，对更多电路板执行并行测试的需求日益增长。为了满足这一需求，在线测试设备需具备同时测试10至20块电路板的能力。

由于采用了更简单且更紧凑的电路板设计，因此简易的电子产品可以在一块尺寸大小相宜的面板上布置20块电路板。而具备大规模并行测试能力的在线测试设备，其配备的测试核心点位能够同时对面板上的所有电路板进行测试。这种测试方式实际上是将多个测试设备的功能整合到了一个完整的系统中。

此外，大规模并行测试能够显著提升面板测试的密度，实现在同一块面板上同时对更多电路板进行并行测试。这样一来，对于额外的装置、测试人员以及占地面积的需求便大大减少，进而降低成本并增强生产的可扩展性。总的来说，大规模并行测试相较于标准并行测试，在大批量生产制造领域展现出了更为显著的优势。

表2展示了针对单块电路板、集成了4块电路板的PCB面板以及集成了6块电路板的PCB面板所进行的基准测试结果。测试结果显示，随着PCB面板上电路板数量的增加，测试吞吐量也相应提升。这一成效得益于并行测试能够同时对多个电路板进行测试，从而有效缩短了整体的测试时间。

表 2：顺序测试与并行测试 PCBA 的测试时间

相较而言，顺序测试一次只测试一块电路板。由于需要对其完成所有测试才能开始测试下一块电路板，因此测试速度比较慢，容易在测试流程中形成瓶颈，进而影响整体测试效率。而若采用并行测试，即同时检测多个单元，则能有效缩短每个单元的测试时间。这一改进对于提升整体测试的吞吐量和效率具有重要意义，能够极大地优化测试流程。

结语

在简易PCB的大批量生产制造中，为了优化测试流程，制造商除了使用并行测试系统之外，还采用了拼板技术。此技术能够将尺寸较小、结构较简单的电路板整合为易于管理的拼板尺寸中，不仅提升了成本效益，还大幅缩短了装载与测试所需的时间。同时，通过实施大规模并行测试，操作人员能够同时对多块电路板进行测试，这不仅确保了测试的高效进行，还简化了功能测试的测量流程，并为应对大批量生产制造简易电路板过程中遇到的挑战，提供了经济高效的解决方案。因此，大规模并行测试已成为在电路板大批量生产环境中执行测试不可或缺的核心方案，能够迅速提供准确可靠的测试结果。

关于是德科技

是德科技（NYSE：KEYS）启迪并赋能创新者，助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司，我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案，旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署，同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手，加速创新，创造一个安全互联的世界。了解更多信息，请访问是德科技官网 www.keysight.com。

• 全新 TMS320F28P55x 系列 C2000™ MCU 集成了边缘人工智能 (AI) 硬件加速器，可实现更智能的实时控制，故障检测准确率高达 99%。

• 全新 F29H85x 系列中的新型 64 位 C29 内核的实时控制性能比现有各代产品提高了一倍多，其完整性等级可达到汽车安全完整性等级 ASIL-D 和 SIL-3。

德州仪器 (TI)（纳斯达克代码：TXN）近日推出了两个全新系列的实时微控制器，这些产品的技术进步可帮助工程师在汽车和工业应用中实现更智能、更安全的处理。德州仪器的 TMS320F28P55x 系列 C2000™ MCU 是业内率先推出的具有集成神经处理单元 (NPU) 的实时微控制器产品系列，可实现高精度、低延迟的故障检测。F29H85x 系列基于德州仪器的新型 64 位 C29 数字信号处理器内核构建，提供具有集成功能安全和信息安全功能的先进架构。德州仪器已于日前携这两款器件亮相2024德国慕尼黑国际电子元器件展。

如需了解更多信息，请参阅 ti.com/TMS320F28P550SJ、ti.com/TMS320F28P559SJ-Q1、ti.com/F29H850TU 和 ti.com/F29H859TU-Q1。

"在探索设计创新的过程中，针对汽车与工业应用的搭配尚存优化空间。为此，工程师们正致力于开发出能效更高、决策更快的创新应用，这推动了对可扩展性更高的处理能力、更大的内存以及片上功能安全和信息安全机制的需求，"德州仪器全球高级副总裁、嵌入式处理产品负责人 Amichai Ron 表示，"几十年来，我们的 C2000 MCU 一直在帮助制造商测量和高效处理实际数据。现在，我们在 C2000 产品系列中引入了增强型实时性能和边缘 AI，这将赋能工程师解决更复杂的问题，实现更高水平的系统效率、安全性和可持续性。"

通过支持边缘 AI 的 MCU 实现更智能、更高效的系统

当今，工程师们面临的挑战是设计出能够实时做出准确、智能决策的系统，以便执行太阳能和储能系统中的电弧故障检测，以及用于预测性维护的电机轴承故障检测等功能。作为业界率先推出的具有集成神经处理单元的实时 MCU，德州仪器的新型 C2000 TMS320F28P55x 系列可通过保障实时处理的一致性能来应对上述挑战。 

TMS320F28P55x 系列MCU 使用集成神经网络处理单元 (NPU) 运行卷积神经网络 (CNN) 模型，能够减轻主CPU的负担，因此其延迟时间比软件实现低 5 到 10 倍，因而可实现更快、更准确的决策。此外，在集成 NPU 上运行的模型可通过训练学习和适应不同的环境，帮助系统实现高于 99% 的故障检测准确率，从而在边缘做出更明智的决策。德州仪器完整的 AI 工具链包括针对特定应用进行优化和测试的模型，可帮助不同经验水平的工程师轻松完成 AI 模型开发过程。

德州仪器中国区技术支持总监师英表示："凭借我们在神经处理单元领域的深厚积累与领先优势，我们将为工程师们在设计能够实时做出准确、智能决策的系统过程中所面临的挑战提供强有力的支持。"

如需详细了解支持 AI 的实时控制应用，请阅读技术文章"借助支持边缘 AI 的 MCU 优化实时控制系统中的系统故障检测"。

实现业界先进的实时控制性能以及高级功能安全和信息安全

设计人员日益需要在单个 MCU 中集成更大容量的闪存存储器、更强的计算能力和更多的功能。随着汽车从分立式解决方案向集成式解决方案转变，这种需求尤为明显。在集成式解决方案中，单个芯片能够处理动力总成中的各种计算和辅助控制功能。德州仪器的新型 C29 内核，基于 64 位架构设计，其实时信号链性能相较于 C28 内核实现了翻倍的增长。

F29H85x 系列具有全方位的诊断和故障检查机制，其设计符合国际标准化组织 26262 和国际电工委员会 61508 汽车和工业安全标准，级别高达 ASIL D 和 SIL 3。这些 MCU 还具有网络安全功能，其完全隔离的硬件安全模块可保护系统免受未经授权的访问和网络威胁。此外，德州仪器专有的功能安全和信息安全单元采用先进的情境感知存储器保护单元，能够对 CPU 任务进行硬件隔离，保障其不受干扰和自测试过程的影响。这一设计在不影响性能的情况下提供运行时功能安全和信息安全。

德州仪器中国区技术支持总监师英指出："当前汽车行业与工业领域正加速迈向高能效、快速决策系统的时代。德州仪器关注到这一趋势，并通过不断的技术创新推动实现单芯片实时控制功能，并融入功能安全与信息安全机制，以应对日益复杂的系统挑战。"

如需详细了解德州仪器如何帮助工程师解决处理和安全设计难题，请阅读文章"采用创新型 C29 内核的 MCU 如何提升高压系统的实时性能"。

封装、供货情况

• TMS320F28P550SJ 和 TMS320F28P559SJ-Q1 可通过 ti.com.cn/C2000 购买，F29H850TU 和 F29H859TU-Q1 将于 2024 年底上市。

• 支持多种付款方式和发货方式。

• 提供配套评估模块。

关于德州仪器

德州仪器是一家全球性的半导体公司，从事设计、制造和销售模拟和嵌入式处理芯片，用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用，让世界更美好。如今，每一代创新都建立在上一代创新的基础上，使我们的技术变得更可靠、更经济、更节能，从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用。

登陆 TI.com.cn 了解更多详情。

稿源：美通社

业界先进的汽车零部件制造商Valeo Group（以下简称“法雷奥”）与全球知名半导体及电子元器件制造商ROHM Co., Ltd.（以下简称“罗姆”）将通过结合双方在功率电子领域的专业知识和技术优势，联合开发面向牵引逆变器的新一代功率模块。作为双方合作的第一步，罗姆将为法雷奥的新一代动力总成解决方案提供碳化硅（SiC）塑封型模块“TRCDRIVE pack™”。

法雷奥从电动摩托车等小型车辆到主流轿车，甚至大型电动卡车，跨越各种车辆类型和市场，扩大了高效电动移动出行的支持领域。此次合作将法雷奥拥有的机电、热控制以及软件开发的专业知识与罗姆的功率模块相结合，推动功率电子解决方案，助力全球汽车系统的性能和效率提升以及节能减排。

法雷奥和罗姆自2022年开始合作以来，一直在开展旨在提高牵引逆变器性能和效率的技术交流，而牵引逆变器是电动汽车（EV）和插电式混合动力汽车（PHEV）推进系统的重要组成部分。双方致力于通过改进功率电子技术来优化冷却系统和机电一体化，以改善散热性能、提高效率，从而优化性价比。另外，还通过采用碳化硅封装来提高整个系统的可靠性。

稳固的合作关系：法雷奥和罗姆利用双方的优势和密切的交流，实现高性能动力总成系统。

法雷奥电源逆变器平台总监 Nicolas GELEZ（右）、

法雷奥动力采购副总裁 Christophe CHEVALIER（中）、

罗姆半导体欧洲总裁 Wolfram HARNACK（左）

法雷奥动能系统事业部首席执行官Xavier Dupont表示：“对于法雷奥动能系统事业部来说，此次合作意味着在提供先进且高效率功率电子产品方面向前迈出重要一步。双方将共同致力于通过建立高耐压逆变器的新行业标准，加快向更高效、更经济电动出行的转型速度。”

罗姆半导体欧洲总裁Wolfram HARNACK表示：“很高兴罗姆的功率半导体能够为汽车零部件行业的领航企业法雷奥提供支持。罗姆的TRCDRIVE pack™实现了高功率密度，有助于提高功率转换效率。我们将通过与法雷奥的合作，为高效率动力总成系统的开发贡献力量。”

这些突破对于满足延长续航里程、实现高速充电功能以及适用于BEV和PHEV的性能高且经济实惠的逆变器等需求而言至关重要。

法雷奥计划于2026年初开始供应该项目的第一批产品。法雷奥和罗姆将共同为新一代xEV逆变器的效率提升和小型化贡献力量。

关于TRCDRIVE pack™的背景

TRCDRIVE pack™是牵引逆变器驱动用碳化硅塑封型模块的专用商标。该商标产品的功率密度高，并采用罗姆自有的引脚排列方式，有助于解决牵引逆变器需要解决的小型化、效率提升和减少工时等主要课题。碳化硅功率器件能够在高电压条件下以很低的损耗进行功率转换，因此将法雷奥的组件技术和外壳加工技术以及热控制技术优势与罗姆的功率模块技术优势相结合，将会产生协同效应。法雷奥和罗姆通过在车载功率电子领域的合作，来提高牵引逆变器的性能和效率，从而为实现无碳社会做出贡献。

如需了解更多信息，欢迎访问TRCDRIVE pack™页面：https://www.rohm.com.cn/news-detail?news-title=2024-06-11_news_trcdrive-pack&defaultGroupId=false

・TRCDRIVE pack™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。

关于法雷奥

法雷奥作为一家技术公司，是全球汽车制造商和新型交通参与者的合作伙伴。公司始终积极创新，致力于打造更安全且更智能、可持续的移动出行。法雷奥在电动化、驾驶辅助系统、舱内体验重塑和照明技术这四个领域拥有行业先进的技术和领导者地位，是移动出行变革进程中的重要发展原动力。

法雷奥相关数据：2023年销售额达220亿欧元，拥有109,600名员工，业务遍及全球28个国家，拥有159家工厂，64个研发中心，19个销售平台（截至2024年6月30日）

https://www.valeo.com/cn/

法雷奥已在巴黎证券交易所上市。

关于罗姆

罗姆是成立于1958年的半导体及电子元器件制造商。通过铺设到全球的开发与销售网络，为汽车和工业设备市场以及消费电子、通信等众多市场提供高品质和高可靠性的IC、分立半导体和电子元器件产品。

在罗姆自身擅长的功率电子领域和模拟领域，罗姆的优势是提供包括碳化硅功率元器件及充分地发挥其性能的驱动IC、以及晶体管、二极管、电阻器等外围元器件在内的系统整体的优化解决方案。

https://www.rohm.com.cn/

来源：奥松传感