Automatisierte Gegenprüfung des In-Circuit-Testprogramms Was genau testet mein Tester eigentlich?

Hans Baka, Geschäftsführer von Digitaltest
Hans Baka, Geschäftsführer von Digitaltest

Wissen Sie wirklich, was Ihr Testsystem testet? Und sind Sie sich sicher, dass es in der Praxis alle vorkommenden Fehler auf der Baugruppe erkennen würde? Digitaltest hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich diese Fragen sicher mit »Ja« beantworten lassen. Hans Baka, Geschäftsführer von Digitaltest, erklärt die Hintergründe.

productronica Daily: Der Begriff Prüfmittelfähigkeit gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dabei werden meist Berechnungen aus mechanischen Prüfmittelfähigkeiten für Schieblehren etc. herangeführt, die für ein elektronisches Testsystem jedoch weder anwendbar noch aussagekräftig sind. Aber auch wenn sie es wären, was wäre dadurch gewonnen?

Hans Baka, Digitaltest: Nun, dann wüsste man, dass das Testsystem in der Lage ist, in festgelegten Grenzen und Toleranzen zu messen. Mehr nicht. Ob aber auch der Adapter und das Prüfprogramm die gewünschte Testtiefe und Fehlerbdeckung stabil bringen, bleibt offen.

Sehen Sie, Testsysteme sind parametrierbar. Das heißt, dass verschiedene Einstellungen verändert werden können, um das Messergebnis sowie die gewünschte Testtiefe und Fehlerabdeckung zu erreichen. Üblicherweise wird ein Programmgenerator anhand einer Stückliste und einer Verbindungsliste eine Schaltungsanalyse vornehmen und daraus ein Prüfprogramm mit allen nötigen Parametern wie Stimulus, Guard-Punkte, Integrationszeiten, Delays und Kelvin-Messungen erstellen. Weil das Ergebnis aber nicht immer den gewünschten Erfolg bringt, wird die Messung beim so genannten Debugging modifiziert, das heißt, die Parameter des automatisch erzeugten Prüfprogramms werden so lange angepasst und verändert, bis der gewünschte Messwert stabil dargestellt wird. 

Sind die so erzielten Messwerte überhaupt zuverlässig?

Durch diese Manipulationen ist es durchaus möglich, einen Messwert zu erzwingen, ohne dass dabei wirklich etwas Vernünftiges gemessen wird. So eine Messung nennt man im Tester-Jargon eine »Fahrkarte«. Man kann also durch das Einstellen verschiedener Parameter einen Messwert erzwingen, ohne dass dies sofort erkennbar ist. 

Welche Auswirkungen hätte das auf die Fehlerabdeckung?

Eine fatale Folge davon könnte sein, dass ein Bauteil gemessen wird, obwohl es gar nicht oder falsch bestückt ist. Das bedeutet, dass die erwartete Fehlerabdeckung nur theoretisch stimmt und das Prüfprogramm dem Anwender etwas vorgaukelt 

Wie ließe sich das vermeiden?

Indem man einzeln jedes zu messende Bauteil manipuliert, sprich »auslötet«, oder es durch andere Bauteile mit anderen Werten ersetzt und jede vorgenommene Änderung mit dem Prüfprogramm verifiziert, um festzustellen, was wirklich erkannt wird. Das wird jedoch schon bei einer kleinen Baugruppe mit rund 100 Bauteilen zu einer zeitraubenden und fehlerbehafteten Angelegenheit. 

Welche Lösung wäre stattdessen denkbar?

Digitaltest hat ein Verfahren namens »FailSim« entwickelt, das es ermöglicht, während der Messung weitere Bauteile parallel oder seriell dem zu messenden Bauteil zuzuschalten und somit den Nominalwert des Messobjektes zu verändern. Wenn also ein zusätzlicher Widerstand parallel zu dem zu messenden Widerstand geschaltet wird, sollte das Messergebnis kleiner sein. Oder umgekehrt, falls man einen Kondensator verwendet. Wenn nun eine Reihe von Bauteilen dazu geschaltet wird und jedes Mal eine Messung erfolgt und ausgewertet wird, sollte sich das auch in der Veränderung des Messwertes widerspiegeln. Falls das nicht der Fall ist, haben wir wieder die bereits erwähnte »Fahrkarte« und müssen davon ausgehen, dass ein Fehler bei diesem Bauteil nicht erkannt werden wird. Dann kann man wiederum die Parameter dieser Messung so verändern, dass Fehler erkannt werden. Alternativ kann man die Messung komplett aus der Prüfung herausnehmen und durch andere Maßnahmen ersetzen. 

Was bedeutet das für die Praxis?

Das »FailSim«-Verfahren ist ab sofort in unseren In-Circuit-Testsystemen einsetzbar. Dabei wird ein neues Board mit einer Reihe von Widerständen und Kondensatoren auf die neue Analog Measurement Unit AMU05 gesteckt und ist während den In-Circuit-Messungen entweder seriell oder parallel in den Messbus zuschaltbar. Somit können diese Bauteile bei jeder Messung parallel oder seriell den zu messenden Bauteilen zugeschaltet werden. Damit lassen sich Fehler simulieren. Anhand einer Auswertesoftware werden die aufgezeichneten Messwerte verglichen und bewertet. Das Ergebnis ist eine klare Aussage über stabile und zuverlässige Messungen, die auch in der Lage sind, sowohl echte Fehler zu finden als auch solche, die es nicht sind, entsprechend zu bewerten. 

Inwieweit lässt sich diese Lösung auf Industrie 4.0 übertragen?

Industrie 4.0 spricht über vernetzte, softwarebasierende Produktionsmaschinen. Auch diese automatische Methode reiht sich hier nahtlos ein, denn nicht nur bei der Ausführung in der Produktion, sondern schon bei der Erstellung von Produktionstools sind derartige Automatismen hilfreich und zielführend.

Das Interview führte Nicole Wörner, Markt&Technik 

Digitaltest auf der productronica 2015: Halle A1, Stand 365