Incircuit- und Funktionstest in einem

Reinhardt System- und Messelectronic GmbH, Diessen

Seit 1988 entwickelt und fertigt Reinhardt eigene Prüfadapter, um die Aufgabenstellung des Prüfens komplett aus einer Hand zu verwirklichen. Als nur reine Funktionstests gemacht wurden, wurde über die Steckerschnittstellen und weitere Stecker kontaktiert, was natürlich eine sehr begrenzte Fehlerortung erlaubte. Insofern wurde der Incircuittest ebenfalls in die Testsysteme eingebaut, so dass Incircuit- und Funktionstest auf einem Adapter in einem Testdurchlauf bei einem Handling durchgeführt werden konnte. Nach einem erfolgreichen Incircuittest mit der vorhandenen Verdrahtung wird über Zusatzverdrahtung noch der Funktionstest angeschlossen, um so eine mit 95–96% Sicherheit lauffähige elektronische Flachbaugruppe zu erhalten.

Früher wurde für jede elektronische Flachbaugruppe eine komplette Adaptereinheit aus Mechanik und Kontaktierfeld erstellt, was enorm hohe Kosten verursachte. Das von uns entwickelte Adapterkonzept beruht auf einem Adapterkasten, der mit 18 nutzbaren VG-Leisten, durchaus auch dreireihig, mit dem Testsystem in einem Einmalsteckvorgang verbunden werden. Noch heute ist es bei namhaften Firmen die Regel, dass bei einem Produktwechsel die Testadapter mit Flachbandkabeln und vielen, vielen Steckern von Hand ab- und wieder angesteckt werden müssen. Bei unseren Adaptern besteht eine Verbindung zwischen den 18VG-Leisten zur Adapterschublade. Sie kann mit bis zu 16VG-Leisten ausgestattet werden und stellt die Verbindung zur Adapterschublade mit den gefederten Kontaktstiften her. Der mechanische Grundadapter lässt eine Prüflingsgröße von 230x360mm zu. Beim Produktwechsel von elektronischen Flachbaugruppen wird nur noch die Adapterschublade, eine 8 mm starke F4-Basisplatte mit Steckerleisten und den Prüfstiften, gewechselt. Nachdem wir als Steckermedium die VG-Leiste, zwei- oder dreireihig, verwenden, ist beim Ausfall oder Defekt einer solchen Steckerleiste immer ein Opferstecker zwischen gesteckt, der innerhalb weniger Minuten gewechselt werden kann, ohne dass bemerkbare Kosten entstehen. Wir arbeiten bei unserem Testsystem wie auch bei unseren Adaptern mit einem Opferstecker, d. h. man muss keinerlei neue Drähte abtrennen oder anlöten, sondern nur einen neuen Stecker anstecken. Die Besonderheit ist, dass das Einschieben der Adapterschublade nicht nur eine Rüstzeit von wenigen Minuten bedeutet. Auf diesem Adapter befindet sich über einen Zwischenstecker auch noch ein EEPROM, das nach dem Einsetzen der Adapterschublade gleichzeitig das jeweilige Prüfprogramm lädt, und zwar immer die aktuelle und richtige Version. Das EEPROM hat darüber hinaus die Möglichkeit, die Tests, die über diese Adapterschublade gelaufen sind, zu dokumentieren. So kann jederzeit festgestellt werden, wann die Prüfstifte (gefederte Kontaktstifte) gewechselt werden müssen. Da alle gefederten Kontaktstifte in Hülsen eingesteckt sind, können ohne große Lötarbeiten die Prüfstifte herausgezogen und neue eingesetzt werden. Oftmals sind die Punkte auf der Leiterplatte der elektronischen Flachbaugruppe mit Flux (Lötpaste) verschmutzt, so dass sich aus der Kombination zwischen Zinn und Flux die Kontaktierung verschlechtert, weil die Spitzen der Prüfstifte dementsprechend abgenutzt sind. Auch hier gibt das EEPROM eine sichere Auskunft.

Es ist ein absolutes Muss, die zu prüfende Flachbaugruppe sicher und wiederholbar auf die Prüfstifte abzusenken. Dabei helfen Fangstifte, welche im Haus entwickelt wurden. Sie garantieren eine sichere Führung im Bereich von 10–20µm. Die absolut parallele Führung des Niederhalters bzw. des Adapters, wenn er von oben und unten kontaktiert wird mit 4 Säulen erreicht. Sie liegt ebenfalls im Bereich zwischen 10 und 20µm, um auch bei vielen tausenden von Kontaktierungen eine sichere Kontaktierung zu ermöglichen. Bei Nicht-Parallelität werden die Prüfstifte mechanisch sehr stark beansprucht, was ihre Lebensdauer enorm verkürzt, besonders bei 75 und 50 und 30mil Prüfstiften. Für eine langfristige Genauigkeit sind alle Gelenkpunkte der Adapter jetzt mit Kugellagern ausgestattet, so dass von dieser Seite mehr als 1 Million Schließungen problemlos möglich sind.

Beidseitige Kontaktierung bedeutet, dass die Prüfstifte von der Unterseite der elektronischen Flachbaugruppe und von der Oberseite auf die elektronische Flachbaugruppe kontaktiert werden. Alle Adapter des Unternehmens, ob manuell oder pneumatisch, können beidseitig kontaktieren. Wichtig ist jedoch zu wissen, dass beidseitige Adapter die doppelten Adaptionskosten zur Folge haben und in gewissem Sinne nicht ganz unproblematisch sind. Wenn sich auf der zu testenden elektronischen Flachbaugruppe Bauteile über 15mm auf der oberen und unteren Seite befinden, müssen für die Bauteile über 15mm Ausfräsungen gemacht werden, damit eine Kontaktierung möglich wird. Erfahrungsgemäß sollte man sagen, auf der Seite, wo die Bauteile am niedrigsten sind, sollte kontaktiert werden. Die Baugruppen sollten so konstruiert sein, dass sich die Prüfflächen immer auf der unteren Seite befinden, um so den oberen Adapter nicht benutzen zu müssen. In der SMD-Technologie sollten Durchkontaktierungen von oben nach unten gemacht werden, so dass die Kontaktierung über eine einzige von unten kontaktierbare Arbeitsfläche vorgenommen wird. Obwohl unsere Prüfadapter zu 85 % mechanisch von Hand geschlossen werden, existieren natürlich auch pneumatische Prüfadapter, die automatisch geschlossen werden. Die manuellen Adapter haben den Vorteil, dass der Operator auf die Schließgeschwindigkeit des Adapters Einfluss nehmen und damit auch die Kontaktierung verbessern kann.

Im Unternehmen werden beide Tests in einem Prozess abgearbeitet. Das hat den Vorteil, dass man nicht zwei Prüfbereiche braucht, das Handling und den Adapter so erstellt, dass ein Durchlauf eine der höchsten Prüfsicherheiten erlaubt, die heute möglich sind. Beim Testen wird zuerst der Incircuittest vorgenommen, der alle Massen und Betriebsspannungen, die später im Funktionstest benötigt werden, abtrennt und so einen sicheren Prozess erlaubt. Ist der Test erfolgreich, kann wie heute bei vielen Baugruppen üblich, der Prozessor geflasht werden, d. h., die entsprechende Firmware wird in den Prüfling geladen, welcher über die Adapterschublade der elektronischen Flachbaugruppe zugeführt wird. Danach folgt der Funktionstest mit der Prüfung der Stromaufnahme und dem Anlegen und Abmessen der verschiedensten Parameter, welche analog, digital oder über Feldbuskarten eingespeist und dann abgemessen werden. Nachdem für den Incircuittest schon über 90 % der Anschlüsse über Matrixkanäle dem Testsystem zugänglich sind, können damit auch analoge, digitale und natürlich Feldbussignale abgemessen werden und so eine umfangreiche Prüfung für die elektronische Flachbaugruppe ermöglichen. Für besonders hochfrequente oder hochimpedante Baugruppen ist ein Zweistufenadapter empfehlenswert, welcher unter Nutzung unterschiedlich langer Prüfstifte in einem Adapter genutzt werden kann. Wenn also die Baugruppe auf die mehrheitlich eingesetzten kürzeren Stifte gedrückt wird, kann der Incircuittest ausgeführt werden; für den Funktionstest kann die Baugruppe um 5 mm nach oben gefahren werden und mit den längeren Stiften, die ausschließlich dem Funktionstest dienen, der Funktionstest ausgeführt werden. Das Unternehmen hat heute sehr viele Baugruppen, gerade aus der Automobilindustrie, welche Drucksensoren, Neigungssensoren und Stoßsensoren beinhalten. Auch dafür gibt es Testlösungen aus dem eigenen Haus, um eine optimale Prüfung der elektronischen Flachbaugruppe sicherzustellen. Im Funktionstest der Flachbaugruppen gibt es sehr oft LEDs als Lichtquellen bzw. als Signalquellen oder LCD-Anzeigen, die Masken- oder Matrix-programmiert Informationen anzeigen, die sicher geprüft werden müssen. Auch das ist mit der Adaptionstechnik des Unternehmens heute möglich und kann in einem Adaptionsprozess der ganzen Baugruppe vorgenommen werden. Nachdem heute für jede zu prüfende elektronische Flachbaugruppe eine eigene Adapterschublade erstellt werden muss, hat das Unternehmen eine automatische Adapterstellungsvorrichtung entwickelt, die die verschiedenen Adapterschubladengrößen einspannen und so bohren kann, dass die Prüfstifte, Fangstifte und Leitbleche eingesetzt werden können. Von Vorteil ist dabei die Spontanität: Sie können am Morgen entscheiden, welche Baugruppe Sie am Mittag programmieren wollen und erfahrungsgemäß am Ende des zweiten Tages den Produktionstestablauf beginnen.