IceCube-Projekt

Für das IceCube-Projekt sind etwa 3000 extrem komplex angeordnete Bauteile auf über 400 Baugruppen erforderlich. (Bild: Polar Instruments)

Die Elektronikfertiger des Forschungszentrums für naturwissenschaftliche Grundlagenforschung Desy (Deutsches Elektronen-Synchrotron), bekannt für ihre Rolle in der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung, haben spezifische Baugruppen für das Neutrinoteleskop IceCube entwickelt. Mit dem tief im antarktischen Eis versenkten Detektor wollen Forscher geisterhafte Elementarteilchen aus dem All aufspüren, die im Universum bei kosmischen Gewaltakten entstehen.

Bereits seit vielen Jahren setzen die Elektronikfertiger den unkompliziert zu bedienenden Flying Prober GRS500 von Polar Instruments ein, um Kleinserien mit geringen Stückzahlen zu prüfen und Prototypen-Leiterplatten einer Fehlerdiagnose zu unterziehen. Seit September 2023 nutzen die Elektronikfertiger nun den Nachfolger, das auf dem bewährten Bedienkonzept des GRS500 basiert. Das neue GRS550 verfügt über eine Antriebstechnik, die im Vergleich zu seinem Vorgänger eine höhere Verfahrgeschwindigkeit und verbesserte Positioniergenauigkeit bietet. Das Vorgängermodell wird weiterhin als Back-up genutzt.

 

Wie funktioniert das optimierte Testverfahren?

„Während die von uns gefertigten Lose meist 20 bis 50 Baugruppen umfassen, sind für das IceCube-Projekt ca. 3000 extrem komplex angeordnete Bauteile auf über 400 Baugruppen erforderlich. Deshalb setzen wir hier auf die umfangreichen Testmöglichkeiten, die das GRS550 durch die Nutzung von CAD-Daten und Fehlerdiagnose-Technologien bietet“, erläutert Julia Müller, Gruppenleiterin der Elektronikfertigung am Desy.

Sowohl das GRS500 als auch das GRS550 eignen sich für die Fehlerdiagnose auf Baugruppen, für die ein traditioneller In-Circuit-Test zu teuer wäre. Das Messprinzip der Flying Prober basiert auf einem Gutmuster, mit dem das Testsystem die Charakteristik einer zu prüfenden Baugruppe mittels Knotenimpedanz-Analyse sowie anhand von hochauflösenden Bildern vergleicht. Damit lassen sich beispielsweise Bauteilpräsenz, Fehlbestückungen, Kurzschlüsse, Unterbrechungen und fehlerhafte Lötstellen erkennen. Detaillierte Einblicke in die Funktionsweise der zu testenden Baugruppen seitens des Bedieners sind dabei nicht erforderlich. Den Aufwand für das Einlernen der Daten veranschlagen die Elektronikfertiger des Desy je nach Umfang der Baugruppe mit durchschnittlich 2-4 Stunden.

Flying Prober GRS550
Das Tischgerät Flying Prober GRS550 ist die neueste Testsystemgeneration von Polar Instruments. Zukünftig ermöglicht eine erweiterte optische Bildauswertung neben der Bestückkontrolle auch funktionelle Tests direkt auf dem Flying Prober. (Bild: Polar Instruments)

Import von 20 verschiedenen CAD-Formaten

Mit von den Experten von Polar Instruments entwickelten Importfiltern lassen sich eine Vielzahl an CAD-Daten einlesen. So erlaubt die Reparatursoftware des Testsystems den Import von über 20 verschiedenen CAD-Formaten und kann zudem fehlerhafte Netze kennzeichnen. „Überdies ist es möglich, Tests auf Netzebene durchzuführen und spezifische Daten sowie Schaltpläne und Bestückungsunterlagen direkt aus dem Layoutprogramm zu laden. Dadurch lassen sich Testverfahren und Programmierung vereinfachen“, hebt Hermann Reischer, Managing Director Polar Instruments, hervor.

In Kürze wird das Testsystem außerdem auf die neueste leistungsfähige Software-Plattform umgestellt werden, um die bereits hohe Prüftiefe noch weiter zu erhöhen. „Anhand einer erweiterten optischen Bildauswertung sind zukünftig neben der optischen Bestückkontrolle auch weitere Funktionen angedacht - etwa eine Aktivprüfung, um auf dem Flying Prober befindliche Baugruppen einem Funktionstest zu unterziehen“, zeigt Reischer auf.

Aber auch kommende Regelungen wie etwa das Recht auf Reparatur bieten Einsatzmöglichkeiten für die Polar Flying Prober. „Da künftig alle Geräte technisch reparierbar sein müssen, können die Flying Prober Testsysteme einen wertvollen Beitrag dazu leisten, defekte Bauteile zu lokalisieren und somit den Lebenszyklus von komplexen und oftmals hochpreisigen Baugruppen zu verlängern und Ressourcen einzusparen“, ist Reischer überzeugt.

Petra Gottwald
(Bild: Hüthig Medien / Petra Gottwald)

Petra Gottwald

Chefredakteurin Elektroniktitel, nach Unterlagen von Polar Instruments, A-Nussdorf

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