Das kleinste High Performance-Multifunktionstestsystem der Welt
Die Reihe von Superlativen in diesem Titel bedarf einer sachlichen Erklärung.
Es ist müßig, immer wieder zu erklären, dass es bis heute nicht möglich ist, fehlerfrei zu fertigen. Solange der Mensch in diesen Prozessen Hand anlegt, ist die Gefahr von Fertigungsfehlern gegeben. Die Fehlerrate liegt zwischen 2 und bis zu 50 %. Gründe dafür liegen in der Komplexität des Prüflings, in Erfahrungswerten beim Layout für die Leiterbahnen und Bauteile und vor allen Dingen im Bestückungs- und Lötprozess. Ich habe jetzt über 40 Jahre Fertigungen in den USA und in Europa, besonders in Deutschland, gesehen und kann von abenteuerlichen Lösungen im wahrsten Sinne des Wortes sprechen. Kreative Ingenieure haben über viele Jahre primitivste, aber auch komfortable und aufwändige Fertigungslösungen erstellt. Diese Lösungen waren nur für den Augenblick und für das spezielle Produkt gedacht, weshalb diese Lösungen kaum in der Gegenwart funktioniert haben, geschweige denn in der Zukunft funktionieren werden. Die andere Seite ist, dass gerade bei namhaften Firmen Testsysteme amerikanischer Bauart heute noch 300.000 - 350.000 Euro kosten und Aufgaben lösen, welche auch unsere Testsysteme, die wir nachfolgend besprechen wollen, bequem lösen. Die Krönung dabei ist jedoch, dass bei diesen teueren und aufwändigen Testsystemen Dienstleister die Adaption und die Programme erstellen, sodass die Kosten so horrend sind, dass bei den typischen Stückzahlen von 50 bis 5000, welche bei diesen Firmen laufen, Prüfkosten für Investition, Adaption und Programmierung sowie Serviceverträge vom fünffachen bis zehnfachen der Produktkosten entstehen. Weshalb das noch nicht erkannt wurde und Lösungen dafür vorgeschlagen werden, ist mir bis heute ein Rätsel.
Ich kann mittlerweile über mehr als 40 Jahre Prüferfahrung zurückblicken und wir produzieren heute Testsysteme wie unser ATS-KMFT 670. Deren Software und Hardware ist über die Jahre in einer Art und Weise gewachsen, dass wir mit diesen Lösungen nicht nur alte Lösungen oder Gegenwartslösungen bewältigen, sondern auch Lösungen für Aufgaben bereitstellen, die in 10 Jahren mit diesem System bewältigt werden müssen.
Vorab noch eine Erklärung zum Begriff Multifunktionstestsystem: Wir Menschen sind unwahrscheinlich kreativ im Erfinden toller Namen, die in die Superlative reichen. Wir haben diesen Namen 1988 erstmals erwähnt für ein kombiniertes Testsystem, das nach erfolgreichem Incircuittest den Funktionstest ablaufen lassen konnte, um eine elektronische Flachbaugruppe mit nahezu 97 - 98 Prozent Fehlerabdeckung zu prüfen. Dieses Verfahren wird von den meisten Firmen noch immer in zwei Abteilungen und in zwei Prozessen durchgeführt, was zu erhöhten Kosten, aber nicht unbedingt zu besseren Produkten führt.
Der Begriff High Performance drückt aus, dass es sich bei diesem Testsystem um eine Lösung handelt, die alle heute bekannten technologischen Möglichkeiten in einer Art und Weise nutzt, dass die Prüfergebnisse in bestmöglicher Form zur Verfügung stehen.
Die Hardware dieser Systeme wurde durch neue Technologien wie den wesentlich verbesserten monolithischen Prozessen und der SMD-Fertigung auf einen Stand gebracht, welcher früher aus Platz- und Kostengründen nie realisierbar war oder Systeme zu einem Preis von mehreren Millionen Dollar bedeutet hat.
Die Software ist jedoch heute der Motor der Elektronik und natürlich auch der Messtechnik. Da das WINDOWS-Konzept heute im elektronischen oder auch nicht-elektronischen Bereich einen solch großen Bekanntheitsgrad hat, konnten wir problemlos auf den Programmier- und Bedienungskonzepten dieser Software aufbauen. So ist die Eingabe der Prüfparameter größtenteils vollautomatisch möglich und kann aus Bestückungs- und Netzlisten übernommen werden und die Verdrahtung aus den Gerberdaten. Dann kann vollautomatisch der Pinkontakttest erstellt werden. Nachdem der Prüfling in den meisten Fällen als kombinierter Incircuit- und Funktionstest über Nadeln kontaktiert wird, überprüft er, ob diese Nadeln auf dem Prüfling und dessen Prüfflächen Kontakt machen oder nicht. Ist das nicht der Fall, wird der Prüfablauf unterbrochen und die defekte Nadel auf dem Bildschirm unter Zuhilfenahme des Prüflingslayouts angezeigt. Eine manuelle Veränderung, Erweiterung etc. ist selbstverständlich möglich. Danach folgt, ebenfalls wieder vollautomatisch, der Kurzschluss- und Unterbrechungstest. Manuelle Änderungen sind möglich und auch die Schwellwerte können individuell oder als Ganzes programmiert oder verändert werden.
Wenn dann die Netzliste bzw. die Bestückungsliste eingelesen wird, kann daraus der Prüfablauf in Sekunden vollautomatisch erstellt werden und eine Generierung der eigentlichen Prüfung mit automatischen Guardverfahren und automatischem Debugging erfolgen. Auch dieser Prozess dauert beim Erlernen bei 300 Bauteilen weniger als 5 Minuten. Eine geringe Anzahl von Fehlern wird entstehen. Sie sind auf der Liste rot gekennzeichnet und können manuell nachgearbeitet werden. Dazu gehören die Parallelschaltung von Widerständen und die Parallelschaltung von Kondensatoren (Abblockkondensatoren an jedem IC). Die Lötfehlertests von ASICS und Field-Programmable Gate Arrays werden mit Hilfe von kapazitiven Proben durchgeführt, welche von oben auf jedem dieser Bauteile platziert werden. Auch hier benötigt der Lernprozess für jedes IC weniger als 10 Sekunden. Der Polaritätstest von Elektrolyt- und Tantalkondensatoren benötigt ebenfalls kapazitive Proben, wobei die automatische Polaritätserkennung bereits im Bauteiltest erfolgt. Da die Programmierung jetzt in typisch einer Stunde erfolgen kann, ist der Prozess des Incircuittests wesentlich vereinfacht.
Da wir aus Erfahrung sagen können,dass 80 % aller in Deutschland gefertigten und geprüften elektronischen Flachbaugruppen selten die Größe oder das Volumen einer typischen Europakarte überschreiten, haben wir die Größe unseres neuen Testsystems ATS-UKMFT 625 auf diese notwendige Größe ausgerichtet. Wir konnten daher die Investitionskosten auf 15.000 Euro reduzieren. Dieselbe Software, die auch für unser größtes System läuft, ist mit der neuen Lösung des ATS-UKMFT 625 identisch und steht ohne Einschränkung zur Verfügung. Das Testsystem, das auch auf den Funktionstest erweiterbar ist, reicht also zu o.g. Preis für 80 % aller Aufgaben aus. Die Standardausstattung des ATS-UKMFT 625 umfasst zwei Komplementärnetzgeräte für Plus- und Minusspannungen ± 22 V mit einer Auflösung von 10 mV und zwei weitere programmierbare Netzgeräte 0-22 V mit einer Auflösung von 10 mV. Ein Sinus- und Rechteckgenerator von 0-78 kHz in 1,12 Hz-Schritten ermöglicht das Erzeugen und Anlegen von Rechtecksignalen im Bereich von 0-12 Vpp oder im Sinusbereich bis 6 Veff. Weitere Festspannungen wie ±24 V, ±15 V und ±5V stehen für weitere Aufgaben innerhalb des Adapters zur Verfügung. Zur Steuerung, Programmierung, Stimulierung und Messung stehen standardmäßig I2C-Bus, COM-Bus, USB-Bus und Ethernetbus zur Verfügung, optional RS485, IEC-/IEEE-Bus und weitere Bussysteme. Etwa 15-18 Feldbusse wie CAN-Bus, Profibus usw. können ebenfalls optional eingebunden werden. Die Möglichkeiten, FlashRAMs, PICs und weitere Paralleldaten dem Prüfling zu übergeben, stehen selbstverständlich als Option zur Verfügung. Über die Standardschnittstellen I2C-Bus, COM-Bus, USB-Bus und Ethernet können beliebige Stimuli- und Messgeräte aktiviert werden mit einer komfortablen Oberfläche für die Programmierung und Auswertung. Auf der internen Funktionstestseite stellen die Spannungsquellen Plus- und Minusspannungen zur Verfügung mit einer Auflösung von 10 mV und zwei weitere programmierbare Netzgeräte ebenfalls mit einer Auflösung von 10 mV. Auf der Messseite bietet das Testsysteme, ähnlich wie das ATS-KMFT 670, ein Gleichspannungs-, Wechselspannungs- und Spitzenspannungsmesssystem. Für Zeit- und Frequenzmessung steht ein Messsystem zwischen 0 und 25 MHz zur Verfügung mit 50 ns Auflösung in der Zeitmessung. Es misst außerdem Anstiegs- und Abfallzeiten, Pulsbreiten, Tastverhältnisse, Ereignisse, Laufzeiten zwischen zwei Ereignissen und Phasenmessung. All diese Parameter, ob Gleich- oder Wechselspannung oder Zeit- und Pulssignale können mit unserer Software vollautomatisch in Sekunden erlernt werden, dazu die Grenzwerte über Vorwahl, aber auch manuell eingegeben werden. Optional können auch 32 Logikkanäle gewählt werden, die im Bereich zwischen 0 und 20 V programmierbar sind. Jeder dieser Kanäle kann Sender oder Empfänger sein. Das Stimulierungs- und Messfenster kann mit einer Auflösung von 10 mV programmiert werden für die Logikbereich 20 V, 15 V, 10 V, 5 V, 3,3 V, 1,5 V und 0,8 V. Mit maximal 192 Incircuit und analogen Funktionstestkanälen ist das ATS-UKMFT 625 optimal für mittlere bis kleine Baugruppen geeignet.
Im digitalen Bereich können natürlich auch automatische Programmgenerierungen im Binärcode, Dezimalcode, Hexadezimalcode und ASCII-Code vorgenommen werden, um in wenigen Sekunden an den Ausgängen an einem bekannt guten Prüfling die Reaktionen zu erlernen und daraus ein komplettes Testprogramm zu erstellen. Unser Transientenrecorder, Logikanalysator bzw. 32 Highspeed-Logikkanäle können genauso in das ATS-UKMFT 625 eingesetzt werden, um wie bei einem Oszillograph die Kurvenformen zu ermessen und mit Hilfe unserer komfortablen Software eine Hüllkurve zu erlernen, um dann die Signale bei weiteren Prüflingen innerhalb dieser Grenzen zu überprüfen, aber auch ggf. einzustellen.
Das ATS-UKMFT 625 hat bereits einen Prüfadapter für beidseitige Kontaktierung, der durch seine „Aufnahmeschublade“ auf die individuellen Lösungen umgerüstet wird. Die Größe des ATS-UKMFT 625 beträgt 250 x 440 x 230 mm. Der PC, ob Laptop oder jegliche Art von PC wird über die USB-Schnittstelle verbunden. Wenn jetzt noch die CD der beigefügten Software geladen wird, ist das ATS-UKMFT 625 voll einsatzfähig und kann dank seiner kleinen Größe und Handlichkeit auch bei Dienstleistern und Bestückungsbetrieben eingesetzt werden.
Die Nutzfläche dieser Schublade beträgt 198 x 180 mm. Diese Plattengröße kann problemlos geprüft werden und soweit sie 192 Prüfpunkte nicht überschreitet, ist die Nutzung des ATS-UKMFT 625 nicht eingeschränkt. Über eine externe Schnittstelle können externe Netzgeräte und Lasten eingebunden werden, sodass das ATS-UKMFT 625 auch als Stromversorgungstester oder Leistungselektroniktester in Verbindung mit unseren neuen Modulen SchAC/Last - Schaltbare AC-Quelle mit schaltbarer Widerstandslast - Verwendung finden oder unter Nutzung unseres POMO80 zum Stromversorgungstester bis zu 80 V, 14 A und 2 Lasten bis zu 30 A verwendet werden. Damit ist gerade für den Stromversorgungstest ein Tester geschaffen worden, der auf der Welt in Preis, Leistung und Größe seinesgleichen sucht und dank seines geringen Investitionsgrundpreises von 15.000 Euro in jedem Unternehmen, das elektronische Baugruppen herstellt, einsetzbar ist.
Natürlich werden immer Aufgaben für größere Projekte notwendig sein, die jederzeit von unserem ATS-KMFT 670 gelöst werden können.
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© 06.04.2006
