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Herausforderungen im Baugruppentest meistern

19. November 2019, 11:40 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Innovation mit neuen Testverfahren und -techniken

Die Anforderungen an Elektronik und eingesetzte Technologien haben sich in den letzten Jahren sehr verändert. Nun, da die LED jetzt flächendeckend zur Beleuchtung eingesetzt wird, sind die Anforderungen an deren Prüfung stark gestiegen. Es geht nicht mehr darum, vereinzelte LEDs auf „An“ oder „Aus“ zu überprüfen. Weil LEDs jetzt flächig für die Beleuchtung etwa von Displays verbaut werden, müssen nun ganz andere Parameter überprüft werden. Jede LED muss in Bezug auf Helligkeit, Farbintensität und Farbspektrum geprüft werden, weil eine einzelne LED, die auch nur geringfügig außerhalb der gesetzten Parameter liegt, unangenehm auffällt. Spea hat seine Tester mit Sensoren ausgestattet, die alle wichtigen Parameter zuverlässig überprüfen und kleinste Abweichungen feststellen. Beim Flying Probe sind diese Sensoren als zusätzliche Instrumente an den Achsen der Prüfnadeln angebracht und kommen bei Bedarf zum Einsatz.

Auch der Einsatz von Lasertechnologie kann die Prüftiefe erhöhen. Mit dem Laser wird beim Flying-Probe-Tester beispielsweise ein Höhenprofil der Baugruppe erstellt, und bei Abweichungen von der Z-0-Ebene werden die Koordinaten für die Kontaktierung automatisch korrigiert. Zusätzlich lässt sich der Laser zur optischen Inspektion nutzen. Er überprüft, ob Bauteile bestückt und korrekt platziert sind, und erkennt den sogenannten Grabsteineffekt bei Bauteilen.

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Außerdem können innovative Testverfahren helfen, die gestiegenen Anforderungen beim Test von Elektronik zu meistern. Im Bereich Prüftechnik einer Baugruppenfertigung werden Nadelbett-Tester und Flying-Probe-Tester eingesetzt. Was sinnvollerweise zum Einsatz kommt, hängt letztlich von den Rahmen- und Randbedingungen der Fertigung ab. Dazu zählen beispielsweise Themen wie Produktionsstückzahlen, Häufigkeit von Layout-Änderungen und Redesigns und auch die Größe der zu kontaktierenden Flächen.

Testsystem-Anbieter, die für beide Anwendungen Komplettlösungen anbieten, haben den Vorteil, dass sie frei beraten und die auf den jeweiligen Anwendungsfall am besten zugeschnittene Lösung anbieten können. Bei hohen Stückzahlen und Baugruppen mit genügend großen Kontaktflächen und Baugruppen-Layouts, die nicht (oft) geändert werden, kommen meist Nadelbett-Tester zum Einsatz. Bei geringen und mittleren Stückzahlen und hoher Baugruppen-Typenvielfalt dagegen testet man adapterlos mit Flying-Probe-Testsystemen – einseitig oder beidseitig.

Auch für die eingangs beschriebene Herausforderung „Miniaturisierung der Bauteile“ sind Flying-Probe-Testsysteme prädestiniert. Das liegt ganz einfach daran, dass mit modernen, innovativen Flying-Probe-Systemen kleinste Geometrien, sprich: Pad-Größen bis hin zu 50 µm, kontaktiert werden können.

Eine sehr interessante Möglichkeit ist die Kombination von Nadelbett-Tester und Flying-Probe-Tester. Beide Systeme sind zu einer Testzelle zusammengeschaltet bzw. kaskadiert und vereinen die Vorteile beider Systemtypen. Dort, wo es die Kontaktflächen zulassen, werden die Bauteile über Nadelbett kontaktiert, und dort, wo nur kleinste Geometrien für die Kontaktierung zur Verfügung stehen, wird mit Flying Probe getestet. Dabei wird alles vollautomatisch über die System-Software der Testzelle gesteuert.

Fazit

Prinzipiell werden die Anforderungen an die Prüftechnik weiter steigen, weil die Test- und Qualitätsmanagement-Aufgaben immer komplexer werden. Das wirkt sich unmittelbar auf die Leistungsfähigkeit der Testsysteme und der damit verbundenen Software-Umgebung aus.

Auch das Verlangen nach Komplettlösungen aus einer Hand ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Diese Tendenz wird sich weiter extrem verstärken. Gefordert ist also ein verlässlicher Lieferant und Partner für Testsystem, Qualitätsmanagement-Software, Adapter und Prüfprogramme. Das sind die Herausforderungen, denen sich Testsystem-Anbieter stellen müssen. Entscheidend dabei ist der partnerschaftliche Dialog mit den Anwendern.