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Erfahrung bei der Nutzung von Testsystemen für elektronische Flachbaugruppen : Ausgabe 17/2016, 19.10.2016

Nicht-Funktion und Defekte verhindern

Es ist schwierig, hundertprozentige Testprogramme zu erstellen, besser baut man auf die Erfahrung des Programmerstellers. Informatiker können die Testprogramme erstellen, aber leider reichen ihre Elektronikkenntnisse selten aus, um Programme mit der nötigen Prüfschärfe zu generieren. Mit der Software eines Spezialisten können Fachleute ohne besonderes Informatikwissen ihre Testsysteme programmieren.

Autor: Peter Reinhardt, Text und Bilder

Elektronische Flachbaugruppen muss man testen, da die Fertigung einige Fehlerquellen bietet, die zur Nicht-Funktion und zu Defekten führen können. Unser Unternehmen hat durch seine langjährigen Kontakte mit Prüfsysteminteressenten die Erfahrung gemacht, dass die Testmoral gelegentlich nicht sehr hoch ist. So kann es passieren, dass Hersteller etwa 20 % der Baugruppen überhaupt nicht testen, sondern mehr oder weniger einfach an ihre Kunden abgegeben. Weitere 20 % durchlaufen wenigstens eine optische Inspektion, manuell oder auch über eine AOI (automa­tische optische Inspektion), die eine Fehler­abdeckung von bestenfalls 35 % besitzt. Weitere 25 % der Baugruppen testet man auf Funktionsbasis, aber oft mehr schlecht als recht.

Wenn man den wirklichen Incircuittest und den darauffolgenden Funktionstest nur zu 35 % durchführt, ist das meiner Meinung nach inakzeptabel, vom Thema Produkthaftung ganz zu schweigen. Leider sind die meisten Testsysteme, die im Einsatz sind, Eigenbauten oder marktübliche Systeme, welche zu grossen Teilen veraltet sind und die man mit hohem Aufwand programmieren muss. Viele neue Technologien wie das Programmieren von Mikroprozessoren, das Testen über Boundary Scan und andere Funktionen sind damit nur eingeschränkt möglich.

Eigene Testlösungen sind gut, wenn sie ausreichend dokumentiert sind

So stellen wir als Hersteller von automatischen Testsystemen immer wieder fest, dass Firmen grossen Ehrgeiz beweisen, eigene Testlösungen zu schaffen und dafür sehr viel Geld zu investieren. Es gibt Fälle, wo diese selbst entwickelten Testsysteme mangelhaft dokumentiert sind und das Wissen an nur einer Person hängt. Wenn diese durch Krankheit, Ruhestand oder Beförderung ihre Aufgabe nicht mehr wahrnehmen kann, kann es passieren, dass Firmen leider in Erneuerungen und Anpassungen ihrer Testlösungen auf die derzeit üblichen Technologien blockiert sind. Sie versuchen dann mit Lösungen, die häufig aus den 80er oder 90er Jahren stammen, heutigen Anforderungen gerecht zu werden. Ähnliches gibt es auch bei der Nutzung marktüblicher Testsysteme, die ebenfalls in die Jahre gekommen und für aktuelle Technologien an sich unbrauchbar sind.

Auch wir müssen unsere eigenen Messmodule auf den letzten technischen Stand mit EPLDs und SMT weiterentwickeln, ohne dass für alte Lösungen eine Softwareänderung nötig würde. Wir behalten die Programmierbefehle und die Funktionen bei, addieren jedoch neue Testlösungen dazu, sodass bei 80 % der Baugruppen in unseren Testsystemen neueste Technologie zum Einsatz kommt. Auch hierbei hat sich durch die SMD-Technologie die Fertigungsdichte stark erhöht. Dies erlaubt es uns, Matrixkarten, die noch vor 10 Jahren 32 Messkanäle besassen, nun mit 96 Messkanälen, erhöhter Geschwindigkeit und doppelt so hoher Schaltspannung zu fertigen.

Neuentwicklung und Anpassung auf neuste Technologien als Ziel

Vergleichbares gilt für viele Module, die wir in unseren Systemen einsetzen. So stellen wir sicher, dass die Genauigkeiten und die Qualitäten bei den neuen Modulen den Herausforderungen gewachsen sind. So gibt es heute eine Europakarte mit 96 Logikkanälen, welche im Bereich zwischen 3,3 und 5 V Logik programmiert werden kann. Natürlich haben diese Kanäle Treiber und Komparatoren. Auch hier kann man die Geschwindigkeit erhöhen. Die Präzisionsmesslogikkarte PML hat 16 Treiber und 16 Komparatoren, wovon jeder in 500-μV-Schritten zwischen 0 und 30 V individuell programmierbar und auswertbar ist.

Komparatoren sind nicht nur für Logik geeignet, sondern auch zur parallelen Spannungsmessung, da sie eine Auflösung von 500 μV bieten. Von den Stimulimatrixkarten stehen vier Modelle zur Auswahl, eines davon ist mit zwei Vier-Quadranten-Präzisionsnetzgeräten ausgestattet, programmierbar zwischen 0 und 30 V und 16 Bit Auflösung. Es stehen 48 Matrixkanäle zur Verfügung, welche man im Bereich von 230 V einsetzen kann, bei einem Maximalstrom von 2 A. Die Stimulimatrix MMX72 bietet 72 Stimulimatrixkanäle für 230 V und 2 A, bei der EMX 48 stehen 48 Schliesser mit einer Spannung von 230 V bei max. 2 A zur Verfügung. Die Hochspannungsstimulierungsmatrix HSM 670 hat 16 Kanäle und schaltet pro Kanal bis zu 1000 VAC bei max. 6 A Strom.

Die standardmässige Multifunktionskarte besitzt einen USB-Port bis 480 MHz. Ihre RS232/422/485-Schnittstelle kann man zwischen 300 Hz und 1,25 MHz programmieren. Ein SPI-Bus ist von 2,5 kHz bis 10 MHz programmierbar mit Pegeln zwischen 1,8 und 5 V. Zwei I2C-Bussysteme können zwischen 56 kHz und 1 MHz programmiert werden. Für die Inline-Integration und Steuerungsaufgaben steht ein 16 Bit breiter Bus zur Verfügung, der zwischen 1,8 und 5 V einstellbar ist. Ein Pulsgenerator lässt sich von 1,8 bis 5 V bzw. von 0,6 Hz bis 10 MHz programmieren und die Pulsbreite zwischen 0,8 s und 50 ns einstellen.

Programme laufend erweitern und optimieren

Mit dem ATS-KMFT 670 steht eine Lösung zur Verfügung, mit der man Boundary Scan möglichst günstig nutzen kann. Die Libraries, welche im Internet gespeichert sind, kann man jederzeit nutzen, um in wenigen Stunden umfassende Testprogramme für den Boundary-Scan-Test grösstenteils automatisch zu erstellen. Optische Anzeigenauswertung für Siebensegmentanzeigen, maskenprogrammierte Anzeigen und Matrixanzeigen sind ebenfalls möglich – damit ist eine Prüfung aller Anzeigen realisierbar. Die Möglichkeit, LEDs in Farbe und Intensität zu prüfen, gehört ebenfalls zu den Eigenschaften dieses Testsystems.

Doch alleine die Anschaffung eines solchen oder eines anderen auf dem Markt verfügbaren Testsystems stellt das sofortige umfangreiche Testen nicht sicher. Der Bereich Incircuittest ist zum grossen Teil sehr stark automatisiert worden, sodass in wenigen Stunden Testprogramme nahezu automatisch generiert werden können. Der Funktionstest muss nach wie vor aus Informationen des Entwicklers erstellt werden. Dabei sollte einem bewusst sein, dass das Testprogramm nur so gut ist, wie derjenige, der es erstellt.

Langzeitverfügbarkeit, Instandsetzung und Schulung sind wichtige Parameter

Der nächste Punkt ist, dass ein Programm im Endeffekt nie fertig wird, weil immer wieder neue Fehler erkannt werden, welche es dann notwendig machen, das Programm zu erweitern und zu optimieren. Gerade bei Geräten, die in Oberflächen programmiert werden können, ist das sehr einfach – man muss nicht über klassische Informatikkenntnisse verfügen. Von besonderer Bedeutung ist ausserdem, dass man sich, wenn man marktübliche Testsysteme kauft, vorher versichert, wie lange ein solches System gepflegt, d. h. mit neuen Modulen versehen wird, wie lange Schulungen auf solchen Geräten angeboten werden und ob Instandsetzungen auch nach 20 Jahren noch möglich sind. 

Infoservice


Reinhardt System- und Messelectronic GmbH
Bergstr. 33, DE-86911 Diessen-Obermühlhausen
Tel. 0049 8196 934 100, Fax 0049 8196 7005
info@reinhardt-testsystem.de
www.reinhardt-testsystem.de



Die Testsysteme für den Incircuittest und Funktionstest eignen sich zum Prüfen von elektronischen Geräten, Flachbaugruppen, Modulen und Hybriden

Autor


Peter Reinhardt Gründer und Geschäftsführer der 1976 gegründeten Reinhardt System- und Messelectronic GmbH