Testkonzepte

Design for Manufacturing sorgt für gute Fertigungsergebnisse

Sollen die Ideen und Konzepte aus der Elektronikentwicklung in der gewünschten Qualität in Prototypen und Serie umgesetzt werden, muss das Know-how und die Erfahrung des EMS-Dienstleisters per Design for Manufacturing (DfM) frühzeitig eingebunden werden.

Von Flying-Probe- bis zu Röntgen-Tests

Das Testspektrum bei Ihlemann umfasst Standardtests wie Flying Probe sowie kundenindividuelle Prüfungen

Diverse Testeinrichtungen sind Teil der 0-Fehler-Strategie und sichern einen gleichbleibend hohen Qualitätsstandard der gefertigten Produkte. Hierzu gehören u.a.:

3D-AOI-Inline-Pastenkontrolle
Flying-Probe-Test (FPT) und ergänzende Teilfunktionstests
FP-Prototypentests zur Entwicklungsverifikation
In-Circuit-Test, Entwicklung der Testadapter
Kundenindividuelle Funktions- und Sondertests
HF-Test
3D-AOI-Test
Röntgen-Prüfungen
Burn-in-/Run-in
Temperatur- und Klimatest

Kundenindividuelle Testentwicklung

Ihlemann entwickelt je nach Kundenanforderung und je nach Baugruppe eine individuelle Teststrategie

Die Ihlemann GmbH bietet seinen Kunden eine ganzheitliche Testentwicklung, um den Prozess bis zur Auslieferung von Produkten zu beschleunigen und den Testaufwand zu senken.

Häufig werden nach der Fertigung mehrere einzelne, voneinander unabhängige Tests und anschließend noch Funktionstests durchgeführt. Durch eine mangelnde Verzahnung der Tests können dabei Fehler übersehen werden.

Durch eine ganzheitliche Sicht auf die Teststrategie werden die Bestückungstests, die Kontrolle der elektrischen und Software-Funktionen bis hin zu den Prüfungen bei der Inbetriebnahme genau aufeinander abgestimmt. Bei Bedarf wird auch in neue Tests investiert.

Der Vorteil: Die Teststrategie wird je nach Kundenanforderungen und je nach Baugruppe individuell entwickelt. Durch die umfangreichen Erfahrungen der Ihlemann GmbH mit Teststrategien kann der Aufwand für die Entwicklung solcher Testkonzepte gezielt gesenkt werden. Das Ziel ist die direkte Auslieferung an den Endanwender, ohne dass die Produktentwickler selbst noch Tests durchführen müssen.

3D-AOI-Inline-Pastenkontrolle

In der Elektronikfertigung sind bis zu 65 % der fehlerhaften SMD-Lötstellen auf einen fehlerhaften Pastenauftrag zurückzuführen. Die 3D-Pastenkontrolle erkennt auch Abweichungen bei kleinen Pastendepots.

Um bereits frühzeitig vor der Bestückung Lötpastendruckfehler auf Leiterplatten zu erkennen, werden diese komplett durch die automatisierte optische Inspektion (3D-AOI-Inline-Pastenkontrolle) hinter den Siebdruckern überprüft. Dadurch können fehlerhafte Prints schnell entdeckt und teure Reparaturen vermieden werden.

Flying-Probe-Test (FPT)

Mit dem Flying-Probe-Test können auch bei Baugruppen ohne vordefinierte Testpunkte Funktionsprüfungen durchgeführt werden. Auch Baugruppen mit engen Bauteilabständen unter 0,3 mm lassen sich prüfen, weil die Testnadeln sehr präzise navigiert werden können

Flying-Probe-Tester (FPT) arbeiten mit beweglichen Testnadeln und können die zu prüfenden Positionen flexibel ansteuern. Damit lassen sich auch bei Baugruppen ohne vordefinierte Testpunkte Funktionsprüfungen durchführen. Auch sehr kompakte Baugruppen mit Bauteilabständen von unter 0,1 mm sind prüfbar, weil die Testnadeln sehr präzise navigiert werden. Da für FPT keine Testadapter erstellt werden müssen, lassen sich auch kleine und mittlere Losgrößen effizient prüfen.

Prototypentests zur Entwicklungsverifikation

Eine besondere Anwendung von FPT erfolgt bei Ihlemann in der Prototypenfertigung, die die Entwicklungsverifikation ergänzt. Da bei frühen Prototypen die Fehlerquellen sehr vielfältig sein können und die Fehleranalyse entsprechend aufwendig ist, dient der FPT zur Fehlereingrenzung. Die notwendigen Prüfprogramme für Prototypen sind mit den richtigen Daten (ODB++) relativ einfach und schnell erstellt. Damit wird ermöglicht, dass mit geringem Aufwand Bauteilwerte vermessen, Spannungen geprüft oder Messreihen durchgeführt und so Baugruppenfehler schnell erkannt werden können.

Automatisierte Bestückungs-AOI mit 3D-Kontrolle

Die 3D-AOI-Prüfung wird vor allem bei verdeckten Lötstellen von BGAs, QFNs und Steckern eingesetzt.

Die herkömmliche AOI (Automated Optical Inspection) mit nur einer Kamera kann bei kleinen Bauteilen häufig nicht fehlerfrei feststellen, ob sie richtig positioniert und richtig verlötet sind. Eine weitergehende AOI-Technik mit 8 bzw. 12 Kameras arbeitet bei der Prüfung von Lötpunkten und verdeckten Bestückungsfehlern präziser und schneller. Die 3D-AOI-Prüfung wird vor allem bei verdeckten Lötstellen von BGAs, QFNs und Steckern eingesetzt.

In-Circuit- (ICT) und Funktionstests

In-Circuit-Test (ICT) für elektrische und Funktionstests

In-Circuit-Tests (ICT) und Funktionstests dienen dazu, mögliche Schwachstellen der bestückten Leiterplatten zu prüfen. Die notwendigen Testadapter werden durch die Spezialisten bei Ihlemann inhouse erstellt.

Einsatz von Röntgen-Prüfung

Die Röntgenprüfung dient auch dazu, das Lötprofil für hochanspruchsvolle Boards zu optimieren

Bei BGAs mit Anschlüssen an der Bauteilunterseite können die Lötstellen nur mittels Röntgen-Prüfung getestet werden. Ein Röntgenbild zeigt die unterschiedliche Absorption der Röntgenstrahlung in unterschiedlichen Objektbereichen. Mikroskopische Objektdetails mit einigen Zehntelmillimetern können so stark vergrößert abgebildet und aufgenommen werden.

Besonders die nicht sichtbare Grenzfläche zwischen dem Kontakt am BGA und der Leiterplatte kann jetzt überprüft werden. Außerdem werden Defekte wie Kurzschlüsse durch Ätz- oder Layoutfehler, Leiterbahnunterbrechungen und fehlerhafte Viametallisierungen nachgewiesen. Erkannt werden auch Bestückungsfehler wie fehlende Lotfüllung, Poren, Blasen, Lotbrücken oder Benetzungsfehler.

Die Röntgenprüfung dient auch dazu, das Lötprofil für hochanspruchsvolle Boards zu optimieren, da durch unterschiedliche Wärmeabsorption das Aufschmelzen der Lötstellen an bzw. unter den entsprechenden Bauteilen sehr unterschiedlich ist.

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