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Die Kombination der Prüfmethoden ist ein Schlüssel zur Produktqualität

Elektronikpraxis 20.08.2014

Auf das jeweilige Produkt zugeschnitten sind die Testkonzepte des EMS-Dienstleisters productware. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit selbst hochkomplexer Elektroniksysteme sowie die Wirtschaftlichkeit auch bei kleineren und mittleren Stückzahlen sicherzustellen.

​Die bei productware produzierten Baugruppen und Systeme sind zum Teil kundenseitig fertig entwickelt, so dass es mitunter keine oder nur noch eingeschränkte Möglichkeiten gibt, in das Design/Design for Testability einzugreifen. Auch die Integration und Komplexität der zu testenden Systeme sind oft so hoch, dass gängige Designregeln nicht eingehalten werden können. Hierbei gilt es dann abzuwägen, welche Testmöglichkeiten und Verfahren technisch und wirtschaftlich sinnvoll miteinander kombiniert werden können und wo spezifische Testanpassungen und Adaptionen notwendig sind, um die geforderte hohe Testabdeckung zu erzielen.

Laut productware-Geschäftsführer Herbert Schmid kommt in der Regel eine Kombination von unterschiedlichen Technologieketten zum Einsatz. Es beginnt mit den optischen Standardtests wie der hundertprozentigen 3-D-Lotpasteninspektion nach dem Drucken der Lotpaste und der 3-D-AOI-Inspektion nach der SMD-Bestückung beziehungsweise nach dem Löten.

​productware verwendet aktuelle 3-D-Messysteme von Koh Young, die einerseits ein zu kleines oder zu großes Lotpastendepot, Verschmierungen oder Kurzschlüsse beim Lotpastendruck und auch alle Bestückungsfehler bei der Baugruppenfertigung erkennen, einschließlich komplexer Fehlerbilder wie Aufliegern bei den Bauteilebeinchen ohne Fehlerschlupf. Die Pseudofehlerrate hält sich so in engen Grenzen.

Die Verknüpfung der hierbei gemessenen Daten gibt Aufschluss, ob es notwendig ist Prozessparameter anzupassen, so dass die bestmögliche Qualität produziert werden kann, was die Voraussetzung für ein qualitativ hochwertiges Produkt ist. „Qualität wird produziert. Sie kann bei Qualitätsmängeln in der Fertigung nicht im Nachhinein gutgetestet werden“, so Herbert Schmid weiter.

​Nach den optischen 3-D-Inspektionen während der einzelnen Produktionsschritte kommen bei productware Testmethoden- und Systeme zum Einsatz, die die Bauteile bzw. die Bauteilfunktionen selbst bis hin zu einem umfänglichen Komplett-/Systemtest elektrisch prüfen. Die Fehlerabdeckungsrate wird dabei hauptsächlich vom physikalischen/elektrischen Zugriff auf die Baugruppe selbst bestimmt und von den möglichen Testverfahren, die für den Test des Produktes zur Verfügung stehen.
Da bei hochintegrierten Baugruppen die Zugriffsmöglichkeiten auf die zu testenden Netze immer mehr eingeschränkt sind, kommen insbesondere zwei Testverfahren zum Einsatz: Boundary-Scan- und Flying-Probe-Test. Um eine möglichst hohe Testtiefe zu erreichen, werden zunächst alle Boundary-Scan-Bauteile miteinander in der sogenannten Boundary-Scan-Kette verbunden, die auf der Leiterplatte geroutet werden muss. Der Anschluss an die Baugruppe erfolgt über eine Steckverbindung, die im einfachsten Fall nur aus TCK (Test Clock), Masse, TDI (Test Data In), TDO (Test Data Out) und TMS (Test Mode Select) besteht.

Der Infrastrukturtest überprüft mittels BSDL- (Boundery Scan Description Language) File die Verschaltung der Boundary-Scan-Schaltkreise am Testbus sowie die wichtigsten Register innerhalb der Boundary-Scan-Schaltkreise. Das BSDL-File wird in der Regel vom Bauteilhersteller bereitgestellt. Es beinhaltet neben der Bauteile-ID auch noch andere Informationen über das Bauteil, die in weiteren Tests benutzt werden. Während des Interconnect-Tests wird jeder testbare Pin eines Bauteiles gegen andere Pins, die gemäß Netzliste verbunden sind, getestet. Dabei werden durch bidirektionale Tests verlässlich Fehler wie offene oder kurzgeschlossene Verbindungen zwischen den Pins erkannt. ​​

Alle führenden Hersteller bieten Bauteile gemäß IEEE-1149.X-Standard an. Trotzdem kommen in praktisch allen Schaltungen auch nicht Boundary-Scan-fähige Komponenten (auch Analogschaltungen) zum Einsatz. Zum Testen solcher Schaltungsteile dient der sogenannte Cluster-Test. Dabei handelt es sich um funktionale Tests, bei denen Bausteine zu Gruppen logisch zusammengehöriger Komponenten (Cluster) zusammengefasst und überprüft werden. Die zu testenden Bausteine oder auch ein Schaltungsausschnitt werden hierfür mit einer eigens programmierten Wahrheitstabelle verglichen. Dazu müssen die Bauteile, die für Boundary-Scan-Tests eigentlich nicht geeignet sind, von Boundary-Scan-fähigen Komponenten umgeben sein (Schaubild 2, bitte klicken). Abschließend kann noch ein Speichertest für praktisch jeden verfügbaren Speicher erfolgen. Dieser sogenannte RAM-Test, im Grunde ein spezieller Fall des Cluster-Tests, ist ebenfalls durch Bauteilbibliotheken einfach zu handhaben. ​

 

Quelle: Elektronikpraxis 08/2014 - Die Kombination der Prüfmethoden ist ein Schlüssel zur Produktqualität


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