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Warum eine modulare Prüflösung für elektronische Baugruppen hilfreich ist

| Autor / Redakteur: Michael Kaltenbach und Nora Crocoll * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Modulare Prüfanlagen ermöglichen es, elektronische Baugruppen flexibel und günstig zu testen. Noch besser ist es, die angepasste Montagelinie mit Prüfanlage aus einer Hand zu beziehen.

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Test von elektronischen Baugruppen: 
Neben der Qualiät kommt es auf kurze Entwicklungszyklen an. Modulare Prüfanlagen haben die Nase vorn, da Entwickler schneller auf Änderungen reagieren können.
Test von elektronischen Baugruppen: 
Neben der Qualiät kommt es auf kurze Entwicklungszyklen an. Modulare Prüfanlagen haben die Nase vorn, da Entwickler schneller auf Änderungen reagieren können.
(Bild: Engmatec )

Bevor eine elektronische Baugruppe die Produktion verlässt, durchläuft sie typischerweise eine Vielzahl an Tests: Sichtprüfung, Automatische Optische Inspektion (AOI), elektrische Funktionstests, In-Circuit-Tests (ICT), Kombitests, End-of-Line-Test und viele mehr. Der Bau von Prüfanlagen und Produktionslinien ist daher sowohl komplex als auch aufwendig und erfordert jede Menge spezifisches Know-how. Die Verfahren für elektrische Tests von Baugruppen lassen sich im Wesentlichen unterteilen in End-of-Line, Funktions- und In-Circuit-Tests.

End-of-Line-Tests prüfen am Ende der Produktion die Funktionsfähigkeit von Platinen, Baugruppen und Endgeräten. Für einfache und kostengünstige Baugruppen können solche Tests allein ausreichend sein. Beim Funktionstest dagegen wird die Funktion einzelner Schaltungsblöcke oder der gesamten Schaltung geprüft, jedoch nicht die einzelnen Bauteile. Für einen Funktionstest wird die Schaltung genau wie im späteren Betrieb mit Spannung versorgt.

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Ein Blick auf die notwendige Testsoftware

Für den Test nutzt man die von außen verfügbaren Schnittstellen sowie weitere noch zugängliche Kontaktiermöglichkeiten, kann dadurch aber nur das messen, worauf zugegriffen werden kann. Die wesentliche Herausforderung beim Funktionstest ist die Entwicklung der notwendigen Testsoftware. Bei In-Circuit-Tests schließlich werden einzelne elektrische Bauelemente und bestückte Leiterplatten unter anderem auf Bestückungs-, Einpress- und Lötfehler geprüft. Dabei lassen sich beispielsweise Kurzschlüsse und Unterbrechungen in Leiterbahnen, defekte, falsche oder fehlende Bauelemente erkennen. Dazu werden bereits im Schaltungslayout entsprechende Testpunkte eingeplant. Mit speziellen Testnadeln kann man jeden Knoten in der Schaltung abgreifen und messen.

Die Testvorbereitungen für In-Circuit-Tests sind sehr zeit- und kostenaufwendig. Die Prüfadapter werden individuell auf die einzelne Baugruppe zugeschnitten. Kommt es während der Entwicklung zu Änderungen, muss der Adapter angepasst werden. Hier kommen Prüfspezialisten wie Engmatec ins Spiel, die eine große Fertigungstiefe bieten, um die notwendigen Tests mit wenig Aufwand und Zeitverlust zu realisieren.

Verschiedene Testverfahren kombiniert

Weil Leiterplatten heute immer dichter bestückt sind oder man bei Multilayer-Leiterplatten und integrierten Schaltungen nicht auf alle Kontakte zugreifen kann, stoßen In-Circuit-Tests immer wieder an ihre Grenzen. Hier setzen sogenannte Boundary-Scan-Tests an. Mit den standardisierten Verfahren lassen sich analoge und digitale Elektronikbausteine testen. Es kommt dann zum Einsatz, wenn Leiterplatten oder Elektronikbausteine ohne direkten physischen Zugang geprüft werden sollen.

Boundary-Scan-Tests lassen sich gut mit klassischen In-Circuit-Tests kombinieren. Bei technisch anspruchsvollen Baugruppen setzt man in der Regel auf eine Kombination aus Funktions-, In-Circuit- und End-of-Line-Tests. Während der End-of-Line-Test an der fertigen Baugruppe angewandt wird, können In-Circuit- und Funktionstests schrittweise mehrfach innerhalb der Produktion stattfinden, sinnvollerweise immer nach bestimmten Wertschöpfungs- oder risikobehafteten Produktionsschritten. So lässt sich vermeiden, dass an einer Baugruppe erst nach Aufbringen eines teuren Bauteils, wie eines Displays, ein Fehler erkannt wird, obwohl das Problem bereits zuvor verursacht wurde. Das kann beispielsweise durch einen Lötfehler der Fall sein.

Ein Komplettdienstleister unterstützt Kunden

Die Ansprüche an ein Testsystem in der Elektronikbranche werden komplexer und die Kundenanforderungen individueller. Flexible Stückzahlen und zunehmende Variantenvielfalt bestimmen häufig die Produktionsprozesse, vermehrt kommen Automatisierungssysteme zum Einsatz. Gleichzeitig steht die Forderung, dass die Entwicklung von Prüfanlagen möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen soll.

Hier setzt der Komplettdienstleister für Prüf- und Montagelinien Engmatec mit seinen modularen Systemen an (Bild 1). Mit ihnen soll es möglich sein, in verhältnismäßig kurzer Zeit Komplettanlagen mit In-Circuit-, Funktions- und End-of-Line-Test, Handlingsystem und Transportsystem zu entwickeln. Ob Stand-Alone-Systeme oder Inline-Anlagen, Groß- oder Kleinserienfertigung oder in Kombination mit weiteren Testtechniken wie Hochfrequenz- und Hochstromtest, optische Inspektion oder Run-In.

Dank modularer Konzepte lassen sich individuelle Kundenanforderungen in kurzer Zeit realisieren. Hinzu kommt, dass sich Tätigkeiten wie Flashen an der vom Kunden gewünschten Stelle ins Prüfsystem integrieren lassen. Bei den Inline-Test-Anlagen sind alle Komponenten des Modulsystems aufeinander abgestimmt und können miteinander und mit verschiedenen Produktionssystemen kombiniert werden.

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