Flying Probe im Reparatureinsatz Maren Witt und Lothar Diez, Spea, Buseck

In Service- und Reparaturcentern erfolgen Test und Reparatur von Feldrückläufern. Dies sind Baugruppen, die den Fertigungsprozess durchlaufen haben und bereits im Endgerät eingebaut, mit diesem verkauft wurden, und nun durch einen Defekt wieder zurückkommen. Dabei sehen sich die Reparaturcenter mit anderen Herausforderungen konfrontiert als die Baugruppenhersteller.

Repariert werden auch Baugruppen, die vor langer Zeit gefertigt wurden und dementsprechend alte Technik aufweisen. Für diese Baugruppen sind oft keine Adapter vorhanden. Da es sich hier aber um sehr geringe Stückzahlen handelt, oft sogar Einzelstücke, ist der Bau eines neuen Adapters wirtschaftlich nicht tragbar. Aber auch die technisch neueren Boards stellen die Reparaturcenter vor Herausforderungen. Die hohe Komplexität und Packungsdichte machen einen Zugriff per Nadelbettadapter oft unmöglich. Hinzu kommt, dass Teststrategien wie AOI oder AXI, die in der Fertigung erfolgreich eingesetzt werden, im Reparaturbereich nicht anwendbar sind, da sie die dort auftretenden typischen Fehler nicht erkennen. Auch der Funktionstest ist keine wirtschaftliche Lösung. Oft kann die Baugruppe gar nicht erst gebootet werden. Das heißt, die Fehleraussage entfällt oder das Ergebnis bleibt so vage, dass eine zeit- und kostenintensive Analyse nötig wird.

Feldrückläufer weisen die unterschiedlichsten Defekte auf. Sie unterscheiden sich klar von den typischen Fertigungsfehlern. „Feldfehler“ sind zum Beispiel beschädigte Komponenten in Folge von Langzeitüberlastung, Temperaturstress usw. Neben Widerständen und Kondensatoren, deren Fehler mit dem ICT identifiziert werden, sind vor allem ICs defekt. Meist handelt es sich um niederohmige Verbindungen, die nicht mit dem Standard-Incircuit-Test lokalisiert werden. Gefordert ist eine Teststrategie, die auf die typischen Fehler und Fehlerstrukturen der Feldrückläufer ausgerichtet ist. Das Testequipment muss sowohl vergangenen als auch zukünftigen technischen Anforderungen gerecht werden (Tabelle 1).

Es zeigt sich, dass man in diesem Bereich mit einem Flying-Probe-Tester wie dem Spea 4040 gut beraten ist. Fehlende Testpads sind kein Problem. Kontaktiert wird wenn nötig auf Restringen von Vias. Layoutänderungen oder Redesigns sind ebenfalls kein Problem. Das Prüfprogramm ist schnell angepasst, Adapterkosten entfallen. Die hohe Fehlerabdeckung auf Bauteilebene sowie der problemlose Test einzelner Bauteile schaffen Sicherheit. Neben diesen bekannten Vorteilen weist der Spea 4040 aber Teststrategien und Softwaremodule auf, die ihn speziell für den Reparaturbereich qualifizieren.

Defekte ICs werden zuverlässig mit Hilfe von NET-Test erkannt. Ursprünglich als wirtschaftlicher Ersatz für den Kurzschlusstest entwickelt, ist das NET-Test-Verfahren durch zahlreiche Ergänzungen zu einem eigenständigen Testverfahren weiterentwickelt worden. NET-Test beruht auf dem Prinzip, dass jedes Netz auf der Baugruppe gegen ein Referenznetz geprüft wird. Die charakteristischen Eigenschaften der Netze werden gemessen und ausgewertet. Durch kapazitive Widerstands- und Halbleitertests erhält man eindeutige Beschreibungen jedes Netzes. Durch NET-Test werden typische Fehler der Feldrückläufer erkannt und lokalisiert. Aufgrund der ausführlichen Netzanalyse werden so defekte ICs eindeutig identifiziert. Die Zuordnung eines Bauteils zu einem Fehler wird durch Analyse und Vergleich aller fehlerhaften Netze realisiert. Active Probes zur direkten Signalaufnahme sorgen für hochpräzise Messungen – ein weiterer Garant für eine exakte Fehlerlokalisierung.

Der Spea 4040 Repair ist zusätzlich zur Systemsoftware mit einer effizienten Reparatursoftware ausgestattet. Hoher Bedienkomfort und hohe Flexibilität sind garantiert. Die getestete Baugruppe inklusive aller Testpunkte und Bauteile kann im CAD-Modus angeschaut werden. Evtl. Fehlerquellen können so schon anhand der Testpunkte lokalisiert werden. Dies erspart aufwändiges Nachschlagen und Suchen in Stromlaufplänen. Zusätzlich können Funktionen aus dem Debug-Modus zur Analyse aufgerufen und durchgeführt werden, ohne dass das Testprogramm verändert wird. Dies sind zum Beispiel Wiederholung einzelner oder mehrerer Tests zur schnellen Überprüfung von Testpunkten.

Zusammenfassend (siehe Tabelle 2) lässt sich sagen, dass der Spea-4040-Repair eine Komplettlösung für den Service- und Reparaturbereich mit all seinen spezifischen Anforderungen bietet. Feldrückläufer werden effizient und kostengünstig getestet und repariert. Der Tester ist mit NET-Test und einem intelligenten Repair-Softwarepaket ausgestattet, so dass die typischen Feldfehler identifiziert und zuverlässig den verantwortlichen Bauteilen zugeordnet werden.

EPP 463