09.05.2008
Qualitätskontrolle mit dem Flying Probe

Flying-Probe-Test löst visuelle Prüfung ab

Elektronik Praxis, 09.05.2008
Autor: Maren Witt*

Bisher kam der EMS-Anbieter elkotec GmbH in Berlin ohne elektrischen Test aus. Da die visuelle Prüfung bei komplexen Baugruppen mit mehr als 550 Komponenten auf einer 4-fach-Europakarte nahezu unmöglich ist, wurde ein geeignetes Testsystem gesucht. Die Wahl fiel auf den Flying-Probe-Tester 4040 von SPEA. Das System kann in puncto Testzeit nicht nur mit dem klassischen Baugruppentest mithalten, wie ein Vergleich ergab, sondern ist auch für künftige Anforderungen wie Boundary Scan gerüstet.

„Mit dem SPEA 4040 decken wir sämtliche Anforderungen unserer Kunden an Prüftiefe und Qualität ab, sind dabei hochflexibel und bestens für die Zukunft gerüstet“, ist Sinan Saglar Geschäftsführer des Berliner Elektronikdienstleisters elkotec überzeugt. Der Flying-Probe-Tester ist die jüngste Investition im Maschinenpark des Berliner Unternehmens, dass im Herbst 2008 sein 20-jähriges Bestehen feiert.

Vor dem Einsatz des Flying Probe wurden die Baugruppen ausschließlich visuell geprüft. Eine Umstellung wurde nötig, als die immer komplexeren Baugruppen diese Sichtprüfung immer schwieriger bis unmöglich machten. Die Anforderung war, ein Testsystem zu kaufen, mit dem der Baugruppenproduzent nicht nur auf die aktuellen, sondern auch zukünftigen Anforderungen bestmöglich reagieren kann. Die Investition wurde sorgfältig geprüft und im Vorfeld bezog man sämtliche Alternativen in die Überlegungen mit ein. Die Entscheidung für den elektrischen Test war schnell getroffen.

„Um wirklich sicherzugehen, dass die Boards die hohen Qualitätsansprüche erfüllen, benötigen wir einen zuverlässigen elektrischen Test“, erläutert Sinan Saglar. „Unsere Anforderungen waren klar definiert. Das zukünftige System sollte völlige Flexibilität garantieren und auch künftige Anforderungen abdecken können“, führt er weiter aus.

Keine Einschränkung der Testzeit erkennbar

Nun galt es nur noch zu klären, ob man in einen klassischen Boardtester mit Nadelbettadapter investiert oder ob ein Flying-Probe-System die bessere Alternative ist. Als Nachteil des Flying-Probe-Tests wird nach wie vor die längere Testzeit gesehen. Um herauszufinden ob und um wie viel der klassische Board-Tester schneller ist, prüfte elkotec eine Baugruppe sowohl auf dem SPEA 4040 als auch auf einem Board-Tester seines Kunden. Das Ergebnis überraschte: Mit dem Flying-Probe-Tester von SPEA waren keinerlei Einschränkungen bezüglich der Testzeit erkennbar.

Der Berliner Baugruppenproduzent setzt den SPEA 4040 als Stand-alone-Lösung ein. D.h. Obwohl die Inline-Version des Testers installiert ist, wird sie nicht in die Linie integriert. Mit dem vor- und nachgeschalteten Loader und Unloader nutzt elkotec die Möglichkeit für den halbautomatischen Betrieb. Der Tester wird durch den Board-Loader automatisch beladen. Nach dem Test laufen die Baugruppen je nach Prüfergebnis in die entsprechenden Magazine „Pass“ oder „Fail“. Bedienpersonal ist lediglich beim Wechseln der vollen bzw. leeren Magazine nötig. In der Anfangsphase läuft der Tester im 1-Schicht-Betrieb. Danach wird er im 3-Schicht-Betrieb eingesetzt.

Tester enthält Modul NZT-Test (Nodel Impedance Test) und Vorbereitung für Boundary Scan

Die Ultra-High-Speed-Version des Testers enthält das Modul NZT-Test (Nodel Impedance Test) und ist vorbereitet für Boundary Scan. Zusätzlich nutzt elkotec das Modul BCM30 von SPEA, den so genannten „Z-Tisch“. Dies ist eine Zusatzoption, die die Unterstützung und Kontaktierung der Baugruppe von unten und zusätzliche Tests ermöglicht. Das Modul kann völlig variabel eingesetzt werden. Es wird elektrisch gesteuert und nach oben bzw. unten gefahren.

Die Besonderheit dabei ist, dass sowohl die Höhe als auch der Zeitpunkt bzw. der Rhythmus frei eingestellt werden kann. Dient es der Unterstützung der Baugruppe werden auf dem „Tisch“ Kontrastfinger angebracht. Zur Kontaktierung wird er mit einem Adapter bzw. festen Nadeln bestückt, die vielfältig genutzt werden können. So gewinnt man ein zusätzliches Testwerkzeug mit dem z.B. ein On-Board-Programming oder Boundary Scan durchgeführt wird.

Kompletter In-circuit-Test und NZT-Prüfung

Zur Kontaktierung der Baugruppe wird das Modul hochgefahren. Das Modul eignet sich nicht nur für Einzelbaugruppen, sondern auch für Mehrfach-Nutzen. Die Steuerung erfolgt automatisch durch das Testprogramm. Die ausgeführten Tests laufen parallel zur Prüfung der Oberseite der Baugruppe. Mit dieser Zusatzoption erhöht elkotec seine Flexibilität und nutzt sowohl die Testzeit als auch die Möglichkeiten des Testers optimal aus.

Eine typische Baugruppe ist eine 4-fach-Europakarte mit 200 mm × 320 mm. Hiervon fertigt das Unternehmen ca. 15.000 Stück pro Monat. Dabei werden ca. 550 Komponenten pro Karte verbaut. 600.000 Bauteile verarbeitet elkotec pro Tag in der Fertigung. Die Prüfung der Boards erfolgt simultan mit der AOI und dem Flying-Probe-Tester, wobei die AOI lediglich der Prozesskontrolle dient.

Der Flying-Probe-Tester SPEA 4040 führt einen kompletten In-circuit-Test durch und prüft die Baugruppen mit dem NZT-Verfahren. NZT ist ein Testverfahren, mit dem nicht nur auf Kurzschlüsse getestet wird, sondern es ermöglicht die Messung und Auswertung der charakteristischen Eigenschaften der Netze. Das Verfahren ermöglicht einen kompletten Kurzschlusstest wie er auf einem Boardtester mit Nadelbettadapter üblich ist, reduziert die Testzeit typischerweise um 40% und erhöht die Testtiefe. Anschließend wird das Board einem Funktionstest unterzogen. Auch das passiert auf dem Flying Probe, sodass keine separate Station für die Funktionsprüfung benötigt wird.

*Maren Witt ist Marketing Managerin bei der SPEA GmbH in Fernwald-Steinbach.

Redakteur: Claudia Mallok

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