Zügig zur individuellen Prüflösung für elektronische Baugruppen:

Schnelle, modulare Prüfanlagen

Testnadeln greifen die im Schaltungslayout vorgesehenen Testpunkte ab. So kann automatisiert an jedem beliebigen Knoten der Schaltung gemessen werden. Bild: Engmatec

Nach Entwicklung, Konstruktion und Fertigung entsteht ein neues Produkt. Wirklich fertig ist dieses aber erst dann, wenn es alle notwendigen Tests bestanden hat. Das gilt natürlich auch für elektronische Baugruppen. Neben hohen Qualitätsansprüchen spielen in immer mehr Branchen auch kurze Entwicklungszyklen eine wesentliche Rolle. Nicht selten werden daher Prüfanlagen bereits entwickelt, bevor das eigentliche Produkt schon komplett steht. Hier ist Flexibilität gefragt. Modulare Prüfanlagen können dabei der Schlüssel zum Erfolg sein. Noch besser ist es natürlich, wenn man die individuell angepasste Montagelinie samt passender Prüfanlage aus einer Hand beziehen kann.

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 aufwändig und erfordert jede Menge spezifisches Know-how.

Elektronik richtig testen, aber wie?

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. Für den Test nutzt man die von außen verfügbaren Schnittstellen sowie weitere noch zugängliche Kontaktiermöglichkeiten, kann dadurch aber eben nur das messen, worauf zugegriffen werden kann. Die wesentliche Herausforderung beim Funktionstest ist die Entwicklung der notwendigen Testsoftware.

Testnadeln greifen die im Schaltungslayout vorgesehenen Testpunkte ab. So kann automatisiert an jedem beliebigen Knoten der Schaltung gemessen werden. Bild: Engmatec

Testnadeln greifen die im Schaltungslayout vorgesehenen Testpunkte ab. So kann automatisiert an jedem beliebigen Knoten der Schaltung gemessen werden.

Bei In-Circuit-Tests schließlich werden einzelne elektrische Bauelemente und bestückte Leiterplatten unter anderem auf Bestückungs-, Einpress- und Lötfehler geprüft. Dabei lassen sich z.B. Kurzschlüsse und Unterbrechungen in Leiterbahnen, defekte, falsche oder fehlende Bauelemente u.v.m. erkennen. Dazu werden bereits im Schaltungslayout entsprechende Testpunkte eingeplant. Mit speziellen Testnadeln kann man dann jeden Knoten in der Schaltung abgreifen und messen. Die Testvorbereitungen für In-Circuit-Tests sind sehr zeit- und kostenaufwändig. Die Prüfadapter werden individuell auf die einzelne Baugruppe zugeschnitten. Kommt es während der Entwicklung zu Änderungen, muss der Adapter angepasst werden. Durch die Flexibilität und große Fertigungstiefe kann dies bei Engmatec mit wenig Aufwand und Zeitverlust durchgeführt werden.

Weil Leiterplatten heute immer dichter bestückt sind oder man z.B. 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. Dieses standardisierte Verfahren zum Testen analoger und digitaler Elektronikbausteine kommt zum Einsatz, wenn es notwendig ist, Leiterplatten oder Elektronikbausteine ohne direkten physischen Zugang zu prüfen. Boundary Scan Tests lassen sich gut mit klassischen In-Circuit-Test kombinieren.

Bei technologisch anspruchsvollen Baugruppen setzt man in der Regel auf eine Kombination aus Funktions-, In-Circuit- und End-of-Line-Test. Während der End-of-line-Test an der fertigen Baugruppe durchgeführt 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, beispielsweise eines Displays, ein Fehler erkannt wird, obwohl das Problem bereits zuvor, z.B. durch einen Lötfehler, verursacht wurde.

Mit Modularität zum Prüferfolg

Dank modularem Aufbau kommen Kunden schneller zur fertigen Prüflinie. Quelle: Engmatec

Dank modularem Aufbau kommen Kunden schneller zur fertigen Prüflinie.

Die Ansprüche an Testsysteme in der Elektronikbranche werden also immer komplexer, Kundenanforderungen immer 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. Mit ihnen lassen sich in verhältnismäßig kurzer Zeit Komplettanlagen mit In-Circuit-, Funktions- und End-of-Line-Test, Handlingsystem und Transportsystem entwickeln. Ob Stand-Alone-Systeme oder Inline-Anlage, Groß- oder Kleinserienfertigung oder in Kombination mit weiteren Testtechnologien wie Hochfrequenz- und Hochstromtest, optische Inspektion, Run-In u.v.m. – alles ist dank modularer Konzepte entsprechend individueller Kundenanforderung in kurzer Zeit realisierbar. Auch Tätigkeiten wie Flashen lassen sich an der vom Kunden gewünschten Stelle ins Prüfsystem integrieren. Bei den Inline-Test-Anlagen z.B. sind alle Komponenten des Modulsystems ideal aufeinander abgestimmt und können miteinander und mit verschiedenen Produktionssystemen kombiniert werden. Vision Systeme, Scanner, Kennzeichnungsgeräte und viele weitere Funktionen sind problemlos integrierbar. Ein umfangreiches Boardhandling-Angebot ergänzt die Prüfanlagen. Die Produktpalette umfasst außerdem zahlreiche Handling- und Transportsysteme für Leiterplatten und Werkstückträger.

Flexibel bis zum Schluss

Ein modularer Wechselsatz. Bild: Engmatec

Ein modularer Wechselsatz.

Bei hoher Produktvarianz spielen modulare Wechselsätze für die unterschiedlichen Tests eine wesentliche Rolle. Anhand der finalen Daten der zu prüfenden Elektronikbaugruppen entwickeln die Prüfexperten den passenden Wechselsatz. Dabei profitieren Kunden von der hohen Fertigungstiefe im Hause der Radolfzeller: Hohe Verfügbarkeit benötigter Materialien und Halbzeuge sowie Spezialisten für Konstruktion, Montage und Verdrahtung im eigenen Haus sorgen für kurze Reaktionszeiten. Es kann flexibler bei einzelnen Entwicklungsschritten eingegriffen werden und auch größere Layoutänderungen lassen sich schneller umsetzen. Beim Übergang von der Entwicklung zur Serienfertigung bringen die modularen Wechselsätze einen weiteren Vorteil: In vielen Fällen lassen sie sich mit wenigen Änderungen in Inline-Testsystemen weiter verwenden. Dazu hat Engmatec unter dem Namen „Musketier“ spezielle Konzepte entwickelt.

Mit dem Prüfkonzept „Musketier“ lassen sich viele Wechselsätze sowohl in Handadaptern als auch in Inline-Kontaktiersystemen nutzen. Bild: Engmatec

Mit dem Prüfkonzept „Musketier“ lassen sich viele Wechselsätze sowohl in Handadaptern als auch in Inline-Kontaktiersystemen nutzen.

Das Prüfkonzept „Musketier“ basiert auf Engmatec-Standardgeräten. Dank des flexiblen Modulsystems lassen sich Wechselsätze für den In-Circuit-Test, Funktionstest und End-of-Line-Test von Leiterplatten und Flachbaugruppen sowohl in Handadaptern als auch in Inline-Kontaktiersystemen nutzen. Anwender können damit den Kapitaleinsatz beim Produktionsstart gering halten. Höhere Investitionskosten fallen erst mit zunehmendem Produktionsvolumen an. Die Weiterverwendung der vorhandenen Wechseleinheit bietet zudem einen immensen Zeitvorteil für die Erstellung des Inline-Adapters, wenn höhere Stückzahlen in einer automatisierten Linie produziert werden sollen. Ein zusätzlicher positiver Effekt der flexiblen Wechseleinheit ergibt sich im Aftermarket-Bereich. Um auch bei geringeren Produktionszahlen Service-Dienstleistungen anzubieten, z.B. zur Wartung und Reparatur von Produkten oder um Ersatzteile zur Verfügung zu stellen, kann problemlos wieder auf den Handadapter umgestellt werden. Durch das standardisierte Modulsystem ist es möglich, Anlagen einfach und schnell umzurüsten, was z.B. bei mehren Fertigungsstandorten eine optimale Flexibilität garantiert. Die Wechseleinsätze können zu verschiedenen Produktionsstätten transferiert und je nach Automatisierungsgrad der Standorte dort manuell oder integriert in eine Fertigungslinie betrieben werden.

Nach dem Test geht es weiter

Nicht nur zuverlässiges Testen spielt heute eine große Rolle bei der Entwicklung von Elektronikkomponenten. Ebenso wichtig ist die Nachvollziehbarkeit: Welches Produkt wurde wie hergestellt und hat wann welche Tests durchlaufen? Deshalb sind den Radolfzellern auch Dokumentation und Traceability in ihren Anlagen wichtig. Sie unterstützen ihre Anwender bei der Integration in eine übergeordnete Steuerung und realisieren die Anbindung an Datenbanken bzw. ein MES (Manufacturing Execution System). Gleichzeitig bieten sie Beratung im gesamten Projektmanagement bei der Strukturierung und Dokumentation von Prozessen. Somit lassen sich z.B. Prüfergebnisse zentral speichern und verwalten.

Wer ein gutes Produkt entwickeln und herstellen will, tut gut daran, den Experten fürs Testen frühzeitig mit ins Boot zu nehmen. Oft entwickeln Hersteller elektronischer Produkte ihre Prüfstrategien selbst und greifen dabei auf die jahrelange Erfahrung der Prüfexperten zurück. So lassen sich gemeinsam ideale Prüflösungen entwickeln. Darauf vertrauen mittlerweile viele Großunternehmer weltweit, die Engmatec als strategischen Partner sehen, sei es in der Haus- und Medizintechnik oder der Automobil-, Consumer- und Industrieelektronik

Über ENGMATEC
ENGMATEC entwickelt und baut Prüfgeräte und Montageanlagen, überwiegend für elektronische Baugruppen und Produkte. Alleinstellungsmerkmal ist die Kombination von automatischen oder manuellen Montageprozessen mit integrierter End-of-Line-Prüftechnik. Die Prüftechnik gibt es als komplette Systemlinien oder auch als einzelne Systembausteine und Prüfgeräte. Durch den modularen Aufbau der Linien können Seriengeräte flexibel kombiniert und so kundenspezifische Lösungen realisiert werden. Als Automatisierungsspezialist mit viel Erfahrung in den Bereichen Prozessentwicklung, Linienplanung und Projektierung bietet die Firma auch umfangreiche Engineering-Leistungen an. Hoch qualifizierte Spezialisten betreuen die Kunden in allen Unternehmensbereichen wie z.B. Automatisierung, Prüf- und Messtechnik, Boardhandling, Kennzeichnung oder Umweltsimulations-Prüfung.

Michael Kaltenbach, Vertriebsleiter bei Engmatec (Bild 4) und Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll, Redaktionsbüro Stutensee (Bild 5)

Avatar

Michael Kaltenbach

Vertriebsleiter bei Engmatec

Nora Crocoll

Nora Crocoll

Studium Technische Redaktion, Praxis in der Elektronik-Industrie. Diplomarbeit in der Softwareentwicklung (XML-basierte Arbeitsumgebung für Redaktionsleitfaden). Seit 2005 als Autorin beim Redaktionsbüro Stutensee.

Das könnte Dich auch interessieren …

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.