Neue Serie zur Fertigungstechnik Design for Testability: Elektronik-Design fürs gute Testen

Von Dr. Christoph Budelmann*

Anbieter zum Thema

Ein testfreundliches Design einer Baugruppe für den In-Circuit-Test senkt nicht nur die Kosten für die Adaption an das Testsystem. Die Anschlüsse für den Funktionstest lassen sich gut für die Software-Fehlersuche nutzen. Wir zeigen, worauf Sie achten müssen.

Design for Testability: Die Adaption über gefederte Kontaktstifte erlaubt die das sichere und wirtschaftliche Testen auch komplexer Baugruppen in großen Serien.
Design for Testability: Die Adaption über gefederte Kontaktstifte erlaubt die das sichere und wirtschaftliche Testen auch komplexer Baugruppen in großen Serien.
(Bild: Markus Bürger / Budelmann Elektronik GmbH)

Am Ende der Elektronikproduktion steht das Testen. Teure Adaptionen der Baugruppe an das Testsystem lassen sich durch ein testfreundliches Design der Elektronik – dem sogenannten Design for Testability – vermeiden.

Beim In-Circuit-Test (ICT) steht die Prüfung der Bauelemente und der elektrischen Verbindungen einer bestückten Leiterplatte im Vordergrund. Beispielsweise werden analoge Parameter von Bauteilen (R, C, L, etc.) gemessen und die Ausgangssignale digitaler Bauteile anhand von definierten eingespeisten Prüfsignalen ausgewertet. Beim Funktionstest wird die Baugruppe gegen deren funktionale Anforderungen geprüft. In der Praxis läuft es oftmals auf einen hybriden Test hinaus.

In-Circuit-Test: Möglichkeiten der Adaption

Auch wenn bei einfachen Baugruppen und Kleinserien vorhandene Steckverbindungen oder ein extra fürs Testen vorgesehener Steckverbinder häufig für einen Funktionstest ausreichen, benötigen Sie beim ICT und bei komplexeren Baugruppen einen baugruppenspezifischen Adapter mit gefederten Kontaktstiften. Die Kontaktflächen müssen direkt im Design mit vorgesehen werden. Vorhandene Pins von THT-Bauteilen und Durchkontaktierungen können dabei mit genutzt werden. In der Regel sind aber zusätzliche Prüfflächen notwendig.

Prüfflächen sollten bei großen Baugruppen aufgrund von Toleranzen größer ausfallen als bei kleineren Baugruppen. Erfahrungsgemäß betragen die Durchmesser der kreisrunden Prüfflächen bei einer Europaplatine etwa 0,8 bis 1,0 mm. Geringere Durchmesser erhöhen die Adapterkosten und senken dessen Standfestigkeit aufgrund der filigraneren Prüfkontakte. Die Prüfkontakte sollten zudem möglichst gleichmäßig über die gesamte Platinenfläche verteilt sein, um einen gleichmäßigen Andruck zu erhalten.

Um den Prüfling sicher im Adapter zu führen sind Fangbohrungen nötig, die typischerweise einen Durchmesser von 2 bis 4 mm haben. Vorhandene Befestigungsbohrungen können genutzt werden. Diese sollten zum Schutz vor Verdrehen asymmetrisch verteilt sein und sich möglichst in den Platinenecken befinden. Von der Verwendung der Außenkanten und der Führung über außenliegende Winkel sollte man insbesondere bei geritzten Platinen Abstand nehmen, da mit dem Ritzen größere Toleranzen einhergehen.

Design for Testability: Kommunikation ist alles

Die Liste an Regeln und Empfehlungen für ein gutes Design for Testability (DFT) lässt sich fortschreiben. Der vielleicht wichtigste Rat an die Entwicklungsingenieure ist jedoch: Reden Sie mit Ihren Kolleginnen und Kollegen in der Fertigung bzw. im Prüffeld und arbeiten Sie gemeinsam an einer gesamtheitlich optimalen Lösung. Dies muss nicht zwangsläufig zu mehr Entwicklungsarbeit führen, denn viele Tests können bereits während der Entwicklung erstellt und Design-Fehler dadurch schneller erkannt werden.

Die Anschlüsse für den Funktionstest lassen sich gut für die Software-Fehlersuche nutzen, wenn über diese mit Mikrocontrollern oder -prozessoren auf der Baugruppe kommuniziert werden kann. Die frühzeitig in das DFT investierte Zeit lohnt sich also gleich mehrfach!  (kr)

* Dr. Christoph Budelmann ist Geschäftsführer der Budelmann Elektronik GmbH und Lehrbeauftragter für industrielle Elektronikfertigung an der Hochschule Rhein-Waal.

(ID:48975121)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung