3-2013

Qualitätssicherung
Schlüsselfertige Lösungen für komplexe Funktionstests
Bild 1: Voraussetzungen und Ablauf für einen Funktionstest
Die Fertigung von elektronischen
Geräten steht gerade vor
einer Umwälzung: Die Mobilfunktechnik
entwickelt sich
schnell weiter, und bisher analoge
Geräte werden nunmehr
digital, speziell in der Kommunikations-
und der Speichertechnik.
Dadurch verschmelzen
bisher getrennte, ganz verschiedene
Funktionen miteinander.
Dies geschieht in der
Medizin, der Unterhaltungselektronik,
der Fahrzeugtechnik,
den Medien, der Kommunikationsbranche,
der Computer-
und Sicherheitstechnik.
Weitere große Trends in der
Fertigerbranche (EMS, Electronic
Manufacturing Services)
sind das Erstarken „grüner“
Elektronikprodukte, die
immer strengeren Umweltgesetzen
entsprechen müssen, etwa
RoHS (Restriction of Hazardous
Substances) und WEEE (Waste
Electrical and Electronic Equipment)
und die immer kürzeren
Produktlebenszyklen elektronischer
Geräte.
Um diesen Megatrends
gerecht zu werden, muss die
Autor:
Adrian Ababa,
Agilent Technologies
Fertigerbranche ständig ihre
Produktivität erhöhen und ihre
Kosten verringern. Ein Gebiet,
auf dem man sich im Wettbewerb
abheben kann, ist die Messtechnik.
Die richtige Strategie
auf diesem Sektor verkürzt die
Produktionszeit, erhöht die Ausbeute
und spart dadurch Kosten.
Will ein Lohnfertiger seine
Messtechnik als ein strategisches
Werkzeug nutzen, mit
dem er sich vom Wettbewerb
abheben kann, braucht er ein
schlagkräftiges und kompetentes
Team, muss in Prozesse
und Technologie investieren und
eine ganzheitliche Teststrategie
entwickeln, die alle Herstellungsschritte
und das gesamte
Produktportfolio abdeckt. Dies
ermöglicht dem Unternehmen
eine schlanke Testentwicklung
und sorgt dafür, dass vorhandene
Tests in hohem Maß für
viele Prozesse und Produkte wiederverwendet
werden können.
Will ein Hersteller effiziente
Messtechnik aufbauen, muss er
Kompetenzen und Fähigkeiten
entwickeln, die den gesamten
Produktlebenszyklus abdecken.
Dies soll am Beispiel des Aufbaus
einer Funktionsteststation
(FCT) am Ende einer Produktionslinie
demonstriert werden.
Hierfür gilt es alle beteiligten
Bereiche zusammenzuführen,
von der Entwicklung
über die Produktion bis hin zu
Wartung und Support. Bild 1
verdeutlicht den Lebenszyklus
eines FCT-Systems.
Im ersten Schritt legen Testingenieure
die Ziele und die Systemarchitektur
des Testsystems
fest. Diese hängen vom Produktionsumfeld
und der jeweiligen
Anwendung ab. In einem Produktionsumfeld
mit großen
Stückzahlen und nur wenigen
unterschiedlichen Modellen
ist das Hauptziel, Hunderttausende
Testobjekte möglichst
schnell und preisgünstig testen
zu können. In einer Produktionsumgebung
mit relativ geringen
Stückzahlen, dafür aber vielen
unterschiedlichen Modellen
ist das primäre Ziel, die
Teststation mit möglichst kurzer
Umrüstzeit für möglichst
viele Zwecke einsetzen zu können.
Bild 2 zeigt den typischen
Aufbau eines Testsystems. Ein
Testingenieur muss hierzu folgende
Komponenten festlegen:
• Testgeräte (Stimulus und
Messgeräte)
• Computerausstattung (Computer,
Software und Schnittstellen)
• Schalter (Relais, die Messgeräte,
Schnittstellen und
ggf. Lasten ans Testsystem
anlegen)
• Mehrfachverbindungen zum
Testobjekt
• Stromversorgung des Testobjekts
• spezifische Verbindungen zum
Testobjekt (Lasten, Schnittstellen)
Bei den Messgeräten gilt es,
zwischen Einzelgeräten und
modularen Geräten zu wählen.
Erstere sind Standgeräte,
die aus Platzgründen in ein
Rack montiert und von außen
durch einen PC gesteuert werden.
Modulare Messgeräte sind
Steckkarten, die in das zugehörige
Grundgerät eingesetzt werden.
Sie werden von einem eingebauten
Controller oder einem
externen PC gesteuert.
Bei der Entscheidung für eine
dieser Möglichkeiten spielen folgende
Überlegungen eine Rolle:
• vorhandener Messgerätebestand
(Einzelgeräte oder
modulare Geräte)
• Wartungskosten (Reparaturkosten
und Kosten für das
Vorhalten von Ersatzteilen
und -geräten)
Testingenieure sollten prüfen,
ob das steuernde Computersystem
manuell bedient werden
oder halb- bzw. vollautomatisch
laufen soll. Weitere
Überlegungen sind:
• Einzelgerät oder Steckkarte
• Braucht dieses Computersystem
Erweiterungsmöglichkeiten?
• Was kosten Upgrades und
Wartung?
Die Auswahl der geeigneten
Schaltertypen und der geeigneten
Schalttopologie beeinflusst
Kosten, Geschwindigkeit,
Lebensdauer, Sicherheit
und Funktion eines Testsystems.
Je nach Komplexität kann man
die Schalter in drei Kategorien
einteilen:
• einfache Relais
• Multiplexer und
• Matrizen
Welche Möglichkeit man hier
sinnvollerweise wählt, hängt
von der Zahl der Messgeräte
und Messpunkte ab, ob die Verbindungen
simultan hergestellt
werden müssen oder nicht, von
der notwendigen Testgeschwin-
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