Multifunktions-Testsystem im Prüffeld

In der Fertigung für elektronische Baugruppen werden die Ansprüche an die Qualität immer höher. Neue Elektronik-Technologien und -Entwicklungen erfordern neue Maßnahmen in der Qualitätssicherung, bei Traceability oder beim MES (Manufacturing Execution System), egal wo sie eingesetzt werden, sei es im Automotivbereich, in der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik. Das erfordert in der Produktionskette auch vom Testsystem kontinuierlich Weiter- und Neuentwicklungen. Wenn man etwa den Automotivbereich betrachtet, wächst der Anteil der Elektronik kontinuierlich. Man muss aber auch sehen, dass gleichzeitig die Qualität stetig gesteigert werden konnte durch die kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung des Produktionsprozesses, aber auch weil entsprechende Testmethoden und Analysen angewandt werden, die in die Entwicklung der elektronischen Baugruppen zurückgeflossen sind.

Qualitätssteigernde Maßnahmen von Beginn an

Die Produktionskette für elektronische Flachbaugruppen beginnt mit der Produktion und Herstellung des Bareboards. Bereits hier greifen viele qualitätssteigernde Maßnahmen. In den nächsten Prozessschritten Pastendruck, Bestückung, Löten werden bereits durch optische Überprüfungen die Fehlerquellen auf ein Minimum reduziert. Eine eventuell anschließende automatische optische Inspektion (AOI) kann nur einen geringen Teil der möglichen Fehler erkennen. Deshalb ist ein nachfolgender Incircuit- und Funktionstest unverzichtbar. Leider wird aus Kosten-ersparnis und Unwissenheit gelegentlich darauf verzichtet, mit entsprechend hohen Risiken. Demzufolge ist in vielen Branchen, vor allem bei sicherheitsrelevanten Baugruppen, ein Incircuit- mit anschließendem Funktionstest vorgeschrieben, auch wegen der Produkthaftung. Das ATS-MFT 770 von Reinhardt System- und
Messelectronic ist ein leistungsfähiges Incircuit- und Funktionstestsystem mit umfangreichen Möglichkeiten.
Die Anforderungen und Aufgaben für den kombinierten Incircuit- und Funktionstest werden zunehmend mehr. So wird etwa im Funktionstest der Baugruppe nicht nur die reine Funktion getestet, sondern auch das Flashen einer Firmware, der Abgleich der Baugruppe inklusive Umgebungssimulation oder die Ermittlung von Stützpunkten, die dann in das jeweilige EEPROM geschrieben werden. Eventuell ist es nötig, auch optische Anzeigen wie Displays oder nur einfache LEDs auszuwerten. Alle Ergebnisse werden dokumentiert und können direkt über die ODBC-Schnittstelle in ein MES einfließen.

Kein Flaschenhals

Obwohl die Geschwindigkeit des Incircuit- und Funktionstestsystems stetig wächst, kann das Testsystem in der Produktionslinie zum Flaschenhals werden. In einer Produktionslinie mit hohen Stückzahlen von Baugruppen wird aus verschiedensten Gründen oft gerade bei kleineren Baugruppen im Mehrfachnutzen/Vielfachnutzen (mehrere Baugruppen eines Typs auf einem gemeinsamen Board) produziert aber auch getestet. Für das Zuführen und die Kontaktierung der Flachbaugruppe werden in etwa 6 bis 8 s benötigt, was in einer eng getakteten Produktion viel Zeit ist. Der RST 40 Synchrotest ermöglicht es, einen parallelen Dreifach- oder Vierfachtest durchzuführen, genauso wie auch einen gemischten Test mit dem Incircuit-Test an einem Platz und dem Funktionstest am zweiten Platz. Daneben ermöglicht das Modul die Fernprogrammierung und Fernsteuerung.

Die umfangreiche Basisausstattung des Incircuit- und Funktionstestsystems ATS-MFT 770 beinhaltet einen Kontaktierungstest, Kurzschluss- und Unterbrechungstest, Lötfehlertest sowie einen Bauteiltest. Für den Funktionstest sind neben dem Digitalmultimeter zusätzliche Messmöglichkeiten wie Spitzenspannungsmessung, Zeit- und Frequenzmessung, Laufzeiten zwischen zwei Kanälen aber auch Ereigniszählung, Frequenzmessung vorhanden. Auch die Möglichkeit einer Oszilloskopfunktion mit Hüllkurve zum Auswerten von komplizierten Signalverläufen steht zur Verfügung.
Klirrfaktormessung und Fourieranalyse sind bereits integriert, dazu sechs programmierbare Gleichspannungsquellen von 0 bis ±38 V in 1mV-Schritten programmierbar bis max. 2 A mit 50 µA Auflösung. Diese Quellen lassen sich für die Versorgung und die Signalstimulierung einsetzen. Der Sinus-Rechteckgenerator lässt sich von 0 Hz bis 1 MHz programmieren. Der Sinusausgang hat eine maximale programmierbare Amplitude von 25 Veff; der Offset des Rechteckausgangs ist programmierbar von ±25 V und das Tastverhältnis von 10 bis 90 Prozent, der maximal programmierbare Strom beträgt 1 A.
Zum Grundausbau gehört eine modulierbare elektronische Gleichspannungslast mit einem maximal programmierbaren Strom von 5,1 A (OVP 5-100 V). Zur Basisausstattung gehören 192 Incircuit- und Funktionsmesskanäle (erweiterbar bis max. 4.320 Kanäle), sodass sich auch umfangreiche Mehrfachnutzen testen lassen. 96 Logik- beziehungsweise Digitalkanäle sind einstellbar auf 5 V oder 3,3 V.

Für den Funktionstest sind neben dem Digitalmultimeter zusätzliche Messmöglichkeiten vorhanden. Reinhardt

Das ATS-MFT 770 lässt sich auch für Hochspannungstests erweitern. So kann eine Einphasen-AC-Quelle von 0 bis hin zu 280 V ebenso integriert werden wie eine DC-Quelle bis 350 V und Schaltmodule bis 1500 V. Viele Schnittstellen wie SPI, RS232, 422, 485, USB, I2C, LAN, CAN-Bus, Profibus, LIN, E-Bus sind standardmäßig oder optional im System integriert und lassen sich programmieren. Für die Integration in Produktionsstraßen stehen Parallelschnittstellen, Kommunikationsinterface und SMEMA zur Verfügung.

Schnelle und einfache Incircuit-Test-Programmerstellung

Neben einer CAD-Datenimport-Schnittstelle (RUDC) für die schnelle und einfache Incircuit-Test-Programmerstellung kann man aus den Gerberdaten der Platine ebenso einen Prüfadapter konstruieren wie auch den Fehlerort inklusive der Leiterbahnzüge grafisch darstellen. Die Software des Testsystems umfasst auch ein Tool zur Testgeschwindigkeitsoptimierung und die Testschrittreihenfolge ist so sortiert, dass die maximale Testgeschwindigkeit und die geringste Hardwarebelastung erreicht wird.

(hw)