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Test von Baugruppen mit hoher Integrationsdichte und reduzierter Kontaktierfähigkeit
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Testzelle bietet maximale Testabdeckung und optimierte Prüfzeit

Test von Baugruppen mit hoher Integrationsdichte und reduzierter Kontaktierfähigkeit

Bauteile werden kleiner und Integrationsdichten der Baugruppen steigen. Nadelbettadapter stoßen bei der Kontaktierbarkeit von Baugruppen, Flying Prober bei der Testzeit an Grenzen. Lösung: die Kombination beider Systeme zu einer Testzelle.

Die Funktionsansprüche an elektronische Geräte steigen ständig, die sogenannten Smart Devices sind auf dem Vormarsch. Das beeinflusst das Layout der Baugruppen. Immer mehr Funktionalitäten müssen auf der gleichen Fläche untergebracht werden. Die Bauteile werden immer kleiner, die Integrationsdichten steigen. Diese Miniaturisierung beeinflusst die Kontaktierbarkeit der Baugruppen. Prüfpads werden wesentlich kleiner bzw. sind nicht mehr vorhanden. Das macht den klassischen ICT mit Nadelbettadapter zunehmend problematischer und kostenintensiver. Flying Probe Tester stoßen bei der Testzeit an ihre Grenzen. SPEA bietet mit der Testzelle eine Lösung, die eine maximale Testabdeckung bei optimierter Testzeit bietet.

Auch wenn der klassische ICT bei immer mehr Baugruppen immer schwieriger wird, ist er dennoch unverzichtbar in der Baugruppenfertigung denn elektrische Parameter lassen sich nur elektrisch testen. Der ICT bietet durch die detaillierte und eindeutige Fehlerlokalisation eine optimale Prüfaussage. Das Ziel beim Baugruppentest ist eine möglichst hohe Testtiefe. Optimalerweise wird jedes Bauteil und jedes Netz getestet – entweder durch einen Nadelbett-Tester oder durch ein Flying Probe-System. Gleichzeitig spielt die Testgeschwindigkeit eine große Rolle. Gerade bei Baugruppen mit hohen Integrationsdichten und fehlenden Prüfpads wird die Kontaktierung mit einem Nadelbettadapter problematisch bzw. kostenaufwändig. Auch wenn Flying Probe-Tester immer höhere Testgeschwindigkeiten erreichen, können sie in dem Punkt nie so schnell sein wie ein Adaptersystem.

Die SPEA Testzelle

Die SPEA Testzelle
Die SPEA Testzelle bietet bei Baugruppen mit hoher Integrationsdichte und eingeschränkter Kontaktierfähikeit eine Lösung für maximale Testabdeckung und Reduzierung der Kosten und bleibt auch bei hochvolumigen Serien im Takt

Bei Testanforderungen wo weder der Nadelbett- noch der Flying Probe-Tester klar favorisiert wird, kann die optimale Lösung eine Kombination aus beiden sein. Die Kombination aus Flying Probe und klassischem ICT-Tester zu einer SPEA Testzelle ermöglicht eine nahezu vollständige Testabdeckung für Baugruppen, die mit einem Nadelbettadapter nur eingeschränkt kontaktierfähig wären, ohne die Taktzeit zu gefährden. Man nutzt die Vorteile beider Systeme, ohne dabei Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Die Baugruppe wird von beiden Systemen geprüft, wobei jeder Tester die Teile übernimmt wo er im Vorteil ist. Der SPEA Flying Probe übernimmt die Netze, die mit dem Adapter nicht erreicht werden können und der Boardtester SPEA 3030 prüft die Bereiche, die Testpunkte für den Adapter bieten.

Prüfprogramm für beide Testsysteme

SPEA bietet für seine Testsysteme eine einheitliche Entwicklungs- und Prüfsoftware. Leonardo, die SPEA Systemsoftware generiert für den Board- und für den Flying Probe-Tester einTestprogramm und behandelt die beiden Tester als wären sie einer. Leonardo definiert automatisch welche Komponenten und Bereiche des Boards mit dem Nadelbett-Tester geprüft werden können und welche Tests der Flying Probe übernimmt.

Dabei kann ebenfalls definiert werden ob der Schwerpunkt auf einem hohen Prüfdurchsatz liegt –möglichst viele Bereiche werden mit dem Boardtester geprüft - oder ob man eher bei den Adapterkosten sparen möchte und in etwa gleiche Anteile vom Board- und vom Flying Probe-Tester übernommen werden.

Prüfprogrammerstellung - automatisch, flexibel, optimiert

Prüfprogrammerstellung - automatisch, flexibel, optimiert
Die SPEA Systemsoftware Leonardo behandelt die beiden Testsysteme als wären sie eines und definiert automatisch welche Komponenten und Bereiche des Boards mit dem Nadelbett-Tester geprüft werden können und welche Tests der Flying Probe übernimmt

Leonardo erkennt anhand der CAD-Daten Netze, die nicht über das Nadelbett erreichbar sind und ordnet diese automatisch dem Flying Probe zu, da dieser kleinste Geometrien kontaktiert (Prüfpads mit geringem Abstand und geringer Fläche, Kontaktierung auf Lötpads usw.). Mit dem Einsatz des Flying Probe-Testers besteht die Möglichkeit die Baugruppe beidseitig zu kontaktieren. Das erweitert die Zugriffsmöglichkeiten, ohne in teure Adapter investieren zu müssen. Außerdem kann der Flying Probe auch neue Funktionalitäten wie Schalter, Taster, LEDs, Displays usw. prüfen. Die Achsen der SPEA Flying Probe-Tester können neben den Prüfnadeln mit verschiedensten Prüftools und Aktuatoren bestückt werden, die bei Bedarf zum Einsatz kommen. Mit Kameramodulen können LEDs und Anzeigeelemente überprüft und ausgewertet werden.

Gibt es nachträgliche Layout-Änderungen der Baugruppe, so dass Teile des Adapters nicht mehr passen, ist auch das einfach lösbar. Man grenzt diese Bereiche im Boardtester aus und übernimmt sie in den Teil des Prüfprogramms, den der Flying Probe-Tester übernimmt. Neben der automatischen Prüfprogrammerstellung durch Leonardo, können natürlich auch manuell Anpassungen vorgenommen und manuell erstellte Programmanteile jederzeit integriert werden.

Mit der Erstellung eines Prüfprogramms für beide Systeme werden Doppelprüfungen vermieden, die Testabdeckung maximiert und die Prüfkosten optimiert.

Wie werden die Tester zur Testzelle?

Wie werden die Tester zur Testzelle?
Immer mehr Baugruppen weisen hohe Integrationsdichten und eingeschränkte Kontaktierfähikeit auf. Hier sind 1.700 Komponenten auf 7 x 4 cm verbaut

Es gibt verschiedene Möglichkeiten die beiden Systeme zu kombinieren. Sie können direkt hintereinander geschaltet werden – ggf. als Inline-Lösung - oder an verschiedenen Stationen der Fertigung - in der Linie oder als Stand-alone - zum Einsatz kommen.

Vorteile der Testzelle aus Flying Probe und Nadelbett-Tester

  • Man erreicht eine maximale Testabdeckung.
  • Reduzierte Kosten für den Nadelbettadapter.
  • Nachträgliche Layoutänderungen erfordern keine Modifikation des Adapters, durch Übernahme dieser Bereiche in den Part des Flying Probe-Testers.
    Mit der Kombination erreicht man hohe Produktivität und einen hohen Durchsatz bei einer niedrigen Taktzeit (die Zykluszeit zwischen Boardtester und Flying Probe ist optimiert).
  • Das Flying Probe System kann zusätzlich bei der Produkteinführung, beim Prototypentest und beim End-of-Line-Test genutzt werden.

Fazit

Der Trend der Miniaturisierung, der hohen Integrationsdichten und der zunehmenden Funktionalitäten in der Elektronikfertigung wird sich in Zukunft noch verstärken. Für die Qualitätssicherung ist ein möglichst vollständiger ICT absolut notwendig. Da die Zugriffsmöglichkeiten für Nadelbettadapter immer weniger werden, Flying Probe-Tester im Vergleich aber mehr Testzeit benötigen, kann die Testzelle hier die optimale Lösung darstellen. Die Kombination von Board- und Flying Probe-Tester vereint die Vorteile beider Systeme zu einer innovativen, praxistauglichen und zukunftssicheren Testlösung.

Veröffentlichungsdatum

06.09.2021

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Tags

  • Leiterplatte, PCB
  • Test- und Inspektionslösungen (AOI, AXI, ICT)
  • Bauelemente, Module und Baugruppen