Einfache Handhabung von Incircuit- und Funktions-Testsystemen

Bereits schnell nach der Vorstellung der ersten Incircuit- und Funktions-Testsysteme im Jahr 1979 mussten Maßnahmen ergriffen werden, um ein unerlaubtes bewusstes oder auch unbewusstes Ändern/Manipulieren von Prüfprogrammen zu unterbinden. In den 80er und 90er Jahren hat ein Schlüsselschalter das Ändern/Editieren von Prüfprogrammen durch Unbefugte noch verhindert. Nur wer den Schlüssel hatte, konnte das Prüfprogramm ändern und abspeichern. Reinhardt System- und Messelectronic entwickelt und produziert automatische Incircuit- und Funktionstestsysteme, die bei den Kunden in der Elektronikentwicklung zunehmend auch entwicklungsbegleitend eingesetzt werden. So war es die Intention des Unternehmens, eine Incircuit- und Funktions-Testsystem-Software zu entwickeln, die es einem Elektroniker mit Reparaturerfahrung ermöglicht, ein Prüfprogramm zu erstellen und keine Programmiersprachen voraussetzt. Das hätte aber den Nachteil, dass das Prüfprogramm auch von unbedarften Anwendern leicht geändert werden kann. Die neue R.U.M. Anwender-Verwaltung ermöglicht es nun viele Anwender anzulegen, mit Vorname, Name und auch einer Anwendungsidentität. Zudem werden beim Anlegen der Anwender natürlich auch eindeutige Kennworte vergeben. Danach können verschiedenste Gruppen angelegt werden, wie Entwickler, Tester, Servicepersonal usw. sowie welche Berechtigung welcher Bediener hat. So darf ein Entwickler beispielsweise ein Testprogramm laden und ausführen, Testsystemeinstellungen ändern, die Anwenderverwaltung darf er aber nicht ausführen, das darf etwa nur der Administrator. Es ist ihm auch erlaubt, ein Prüfprogramm zu erstellen oder nachträglich zu ändern und vieles mehr. Der Tester hat in den meisten Fällen nur die Berechtigung, den Testablauf zu starten und zu beenden.

Das neue Bohrcenter AAE-CNC 500 mit Prüfadapter. Reinhardt

Kapazität im Prüffeld erhöhen

Da kleine und mittelständische Firmen immer wieder teils unerwartet mit steigenden Stückzahlen ihrer elektronischen Flachbaugruppe konfrontiert werden, wird der Prüfplatz mit Incircuit- und Funktionstest mit IC-Flashen und Boundary Scan oft zum Flaschenhals. Als Maßnahme werden oft Kapazitätserhöhung durch zusätzliche Schichten, ein zweiter Prüfplatz mit einem weiteren Testsystem, eine weitere Adaption oder die Möglichkeit, eventuell im Mehrfachnutzen zu testen, in Erwägung gezogen. Dafür wird eine komplett neue Adaption benötigt und das Testsystem muss entsprechend erweitert werden. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass beim Nutzentrennen ein geprüfter Prüfling nach dem Prüfen beschädigt wird, was von manchen Auftraggebern mit sehr hohen Qualitätsansprüchen nicht erwünscht ist. Zunächst muss analysiert werden, wie sich die Durchlaufzeit auf Handling- und Prüfzeit verteilt, um aus den gewonnenen Zahlen ein eventuell vorhandenes Einsparpotenzial erkennen zu können.

Die Handlingzeit an einem manuellen Prüfplatz (Adaptionsvorrichtung mit manueller Bedienung) liegt meist zwischen 5 und 8 Sekunden, bei einem manuellen/pneumatischen Prüfplatz sind es typischerweise 6 bis 9 Sekunden. Diese Zeit lässt sich durch einen Wechseladapter, auch Tandemadapter genannt, komplett einsparen, vorausgesetzt, die reine Prüfzeit ist länger als die Handlingzeit. Beim Tandem- oder Doppeladapter, das sind zwei identische Prüfadapter für den Incircuit- und Funktionstest an einem Testsystem, kann auf einem Adapter im kontaktierten Zustand beispielsweise ein Incircuit-Funktionstest durchgeführt werden, während beim zweiten Adapter ein neuer Prüfling eingelegt wird. Ist der Test beendet und ein neuer Prüfling bereits eingelegt, wird ohne Unterbrechung umgeschaltet und automatisch weitergetestet. Mit der neuen T-Box kann ein Programmer in der T-Box verwendet werden, der dann auch für andere Projekte verwendet wird. Eine weitere Möglichkeit, die Durchlaufzeit /Taktzeit zu senken ist der Paralleltest, bei dem zwei Testsysteme parallel an die Rückseite der T-Box angedockt werden und zwei Adapter Typ 127 an die Front. Eine weitere Variante wäre, einen doppelt so großen Prüfadapter vom Typ 42A oder 82 anzudocken und dann mehrere, eingelegten Einzelbaugruppen parallel zu testen.

Programmerstellung auf ein Minimum reduziert

Das neue Incircuit- und Funktionstest-System ATS-SMFT 780 ist der Nachfolger des ATS-SMFT 680. Es basiert auf dem 2016 vorgestellten ATS-MFT 770 und ist bereits im Grundausbau in 2 Kartenträgern mit reichlichen Modulen bestückt. In den 19″-Schrank ist eine Arbeitsplatte integriert, auf der die Adaptionsvorrichtung, standardmäßig Adapter Typ 62L, angedockt werden kann. In diesem Schrank befindet sich in der Grundausstattung auch der Steuerrechner. Herz des Testsystems ist die umfangreiche Software zur schnellen Testprogrammerstellung mit ihrer intuitiven Bedienung. Zur Grundausstattung gehört das CAD-Daten-Importtool RUDC, das die Zeit für die Incircuit-Test-Programmerstellung auf ein Minimum reduziert. Die bauteilgenaue grafische Fehlerortdarstellung ist selbstverständlich, ebenso automatische Programmgeneratoren (APG) für Incircuit- und Funktionstest. Zur Grundausstattung gehören neben dem Flashen von ICs auch der Referenztest und das Adaptionsmanagement. Ebenfalls Standard ist die Statistiksoftware mit der Möglichkeit, Testergebnisse aufzuzeichnen, Prüflingsdaten statistisch auszuwerten mit Gaußscher Verteilung, Prozessfähigkeit nach Cp, Cpk und vielem mehr. Das User Management (RUM-B) Modul sorgt dafür, dass die Benutzer des Testsystems ausschließlich die Arbeiten erledigen können, die sie ausführen dürfen. Der Grundausbau umfasst ein Incircuit- und Funktionsmess-System mit über 80 Messarten, darunter Kontaktierungstest, Kurzschluss- und Unterbrechungstest, Lötfehlertest, Bauteiltest, Spitzenspannungsmessung, Zeit- und Frequenzmessung, Laufzeiten, Ereigniszählung, Frequenzmessung und Transientenrecorder.

Kontaktierungskonzept für Entwicklung und Prüffeld

In der Elektronikentwicklung ist man immer wieder damit konfrontiert, dass für manche Aufgaben wie das Stimulieren (Spannungsversorgung), Messen, Programmieren oder Flashen zwei Hände nicht ausreichen. Man könnte in solchen Fällen an manche Stellen einen Draht anlöten und mit einem Clip arbeiten. Das ist aber, gerade wenn man das mit 2 oder 3 Prototypen macht oder wenn Langzeit- oder Stabilitätsmessungen durchgeführt werden, doch aufwändig. Für diesen Zweck hat Reinhardt den universell justierbaren Adapter UJ 20 entwickelt, eine Kontaktierungsvorrichtung, in der die elektronische Flachbaugruppe zentriert und über justierbare, gefederte Kontaktstifte (Probes) kontaktiert wird, die von unten und oben aufgesetzt werden können. So kann wiederholt eine Kontaktierung der elektronischen Flachbaugruppe (Platine) durchgeführt werden und auch kleinste Serien sind möglich. Dieser Adapter ist für bis zu 30 gefederte Kontaktstifte ausgelegt.

Mit der neuen T-Box kann ein Programmer in der T-Box verwendet werden, der dann auch für andere Projekte einsetzbar ist. Reinhardt

Dafür muss die Baugruppe/Platine in einer definierten, reproduzierbaren Position eingelegt werden. Frei justierbare Baugruppenhalter und Zentrierungen wie Führungsecken, Führungskanten für die Außenkontur der Platine und auch Führungsstifte für Platinenbohrungen helfen dabei. Wenn die Baugruppe exakt positioniert ist, können die gefederten Kontaktstifte, die an Armen befestigt sind, von oben und unten mit einer Rändelschraube fixiert werden. So kann eine elektrische Verbindung zum Prüfling hergestellt werden. Alle gefederten Kontaktstifte haben auf dem gegenüberliegenden Ende einen Vierkant für Wrapping oder für das Aufsetzen von Steckern in einer Größe von 0,63 x 0,63 mm. Diese Kabel werden dann mit einem Sub-D-Stecker angeschlossen, der dann als Übergabeschnittstelle zum Testequipment dient.

Manueller Prüfadapter

Der neue manuelle Flach-Baugruppenadapter Typ 82B zum Kontaktieren von bestückten Platinen für den Funktions- und den Incircuit-Test schließt mit einer Nutzfläche von 480 x 320 mm (15,36 dm²) die Lücke zwischen den Adaptern Typ 52 (Nutzfläche 670 x 462 mm) und Typ 42 (Nutzfläche 360 x 230 cm) von Reinhardt. Für den Adapter Typ 82B gibt es für die Anbindung der Testsysteme verschiedene Testsystem-Schnittstellen mit schwimmend gelagerten VG-Steckern DIN 41612. Die robuste Andrückmechanik basiert auf dem Kniehebel-Prinzip und erfordert auch bei einer hohen Anzahl an gefederten Kontaktstiften (bis zu 1000) nur geringe Bedienkräfte. Die großzügig dimensionierte 4-Säulenführung sorgt für eine hohe Präzision und exakten Parallellauf und ermöglicht so auch die beidseitige Kontaktierung mit gefederten Kontaktstiften. Das komplette Oberteil des Prüfadapters kann in der Editierphase des Prüfprogrammes im kontaktierten Zustand geöffnet werden, sodass von unten mit Hilfe eines Digitalmultimeters oder eines Oszilloskops gemessen werden kann. Durch das ausgeklügelte Wechselsystem mit einer Basisplatte, auf der sich die gefederten Kontaktstifte, Platinenführung und Verdrahtung für die elektronische Flachbaugruppe befinden, entstehen sehr niedrige Wiederholkosten für neue Projekte, aber auch die Rüstzeit beträgt nur ca. 1 Minute. Eine ebenfalls austauschbare Niederhalterkassette mit 36 justierbaren Niederhaltern drückt die Flachbaugruppe auf die gefederten Kontaktstifte.

Für den manuellen Flach-Baugruppenadapter gibt es für die Anbindung der Testsysteme verschiedene Testsystem-Schnittstellen mit schwimmend gelagerten VG-Steckern DIN 41612. Reinhardt

Erkennen und Lösungen entwickeln

„Wir wollen erkennen, wo die Probleme liegen und Lösungen aufzeigen, wie Produkte testbar und produzierbar konstruiert werden. Man kann Qualität nur entwickeln und produzieren, aber nicht in das Produkt hineintesten“, so Peter Reinhardts, Gründer von Reinhardt System- und Messelectronic GmbH, was sich auch in den neuen Produkten widerspiegelt.

(hw)