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Comarch IoT Plant ist ein modernes Produktionslabor in Krakau, das hochwertige EMS-Dienstleistungen (engl.: Electronics Manufacturing Services) in den Bereichen Rapid Prototyping, Montage, Fertigung und Qualitätsprüfung elektronischer Geräte nach der Produktion anbietet. Tests stellen für Comarch einen grundlegenden Bestandteil jedes Fertigungsprozesses dar. Täglich wird dementsprechend eine breite Palette an unterschiedlichen Tests durchgeführt, u. a. Flying Probe, ICT und FCT, die zu den erfolgreichsten Prüfmethoden für elektronische Baugruppen zählen. Was trägt zu diesem Erfolg bei und wofür sind diese Tests am besten geeignet? Bild 1. Produktionshalle von Comarch IoT Plant FLYING-PROBE-TEST Flying-Probe-Tests (FPT) kommen am häufigsten im Prototypenbau und in der Kleinserienfertigung elektronischer Geräte zum Einsatz. Bei diesem Prüfverfahren bewegen sich Prüfnadeln auf drei Achsen und können so problemlos ausgewählte Testpunkte kontaktieren. Dadurch lassen sich eventuelle Montagefehler wie bspw. Unterbrechungen oder Kurzschlüsse ermitteln. Außerdem bieten Flying-Probe-Tests die Möglichkeit, Bauelemente nach der Oberflächen-/Durchsteckmontage (engl.: SMT/THT) zu prüfen sowie bestückte Leiterplatten (engl.: PCB) auf die richtige Umsetzung der Schaltkreise zu testen. Zu den grundlegenden Einsatzgebieten des Flying-Probe-Tests zählen:

• Überprüfung sämtlicher Verbindungen einer Leiterplatte
• Überprüfung der Isolierung aller Leiterbahnen
• Widerstandsmessung
• Kapazitätsmessung
• Messung der Z-Dioden
• Messungen an Transistoren
• Induktanzmessung
• Überprüfung der Polung von Kondensatoren
• Überprüfung von Lötverbindungen

Für Flying-Probe-Tests wird im Comarch IoT Plant ein Testgerät mit acht Messköpfen eingesetzt, wobei diese mit acht Prüfnadeln, zwei kapazitiven Sonden und zwei Messsonden mit Linearmotor ausgestattet sind. Diese Lösung bleibt einzigartig auf polnischer Ebene. Ein großer Vorteil dieses Geräts ist, dass die auf der Leiterplatte angebrachten Schaltkreise gleichzeitig von beiden Seiten kontaktiert werden können. Da die Prüflinge vertikal eingespannt werden, wird ein Durchbiegen der mit Bauteilen bestückten Leiterplatte verhindert. Zugleich wird ein präziser Zugriff auf nahezu alle Punkte ermöglicht, darunter nicht nur Testpunkte, sondern auch Pads, Pins oder sonstige Signalableitungen auf der Leiterplatte. Zu den wichtigsten Vorteilen eines solchen Testgeräts zählen kurze Programmierzeiten und eine hohe Flexibilität des Testaufbaus. Daraus ergeben sich Kosteneinsparungen bei der Prototypenherstellung und Kleinserienfertigung, was letztendlich ein wichtiges Kriterium für die Wirtschaftlichkeit derartiger Projekte ist. Testgeräte mit statischer Bauweise wären zu zeitaufwendig und kostspielig, was sich insbesondere in der Prototypenfertigung als sehr unpraktisch erweist. Bild 2. Flying Probe-Maschine in der Comarch IoT-Anlage ZUKUNFT DES TESTENS Die technologische Entwicklung auf dem Gebiet der Flying-Probe-Tests zeigt ihr Potential für eine breitflächige Anwendung. Bereits zu Beginn der Programmerstellung für das Testgerät wird ausgewählt, ob die Tests für die Prototypenherstellung oder Kleinserienfertigung erfolgen sollen. Über diese Auswahl lässt sich die Prüfzeit in Abhängigkeit von der herzustellenden Stückzahl steuern. Vielzählige Optimierungen entsprechend den Fertigungsanforderungen tragen außerdem zu einer deutlichen Verkürzung der Programmerstellungs- und Prüfzeit bei. Unter Verwendung von Flying Probe ist es ebenfalls möglich, auf Schaltkreisknoten der Leiterplatte zuzugreifen und anschließend für jede einzelne Komponente die gewünschten Messungen durchzuführen. Dadurch lässt sich prüfen, ob die jeweilige Komponente an der richtigen Stelle angebracht wurde und ob Wert sowie Polung korrekt sind. Weiterhin können folgende Parameter der Bauelemente ermittelt werden: Widerstand, Kapazität und Induktivität zwischen zwei Punkten auf der Leiterplatte. Die Tests werden unter Verwendung echter elektrischer Signale durchgeführt. Für die Erstellung einzelner Tests werden zudem fortgeschrittene Algorithmen genutzt, wodurch die Programmierung der einzelnen Testphasen automatisiert werden kann. Auf diese Weise sind mit Hilfe von Flying-Probe-Testgeräten sehr umfassende Tests an Leiterplatten durchführbar, um sicherzustellen, dass Schaltkreise korrekt und gemäß ihrer Spezifikation erstellt wurden. Erwähnenswert ist ebenfalls, dass das System mit einer externen Aufgabevorrichtung ausgestattet ist, die das Arbeiten im Fertigungsmodus mit kleiner Stückzahl ermöglicht. Zusammenfassend ergeben sich aus dem Einsatz von Flying Probe folgende Vorteile:

• Kostensenkung und Verkürzung der Prüfzeit im Vergleich zu statischen Prüfvorrichtungen
• Kurze Erstellungsdauer von Testprogrammen, einfache Anpassung an geänderte Projektanforderungen
• Flexibilität des Prozesses und einfache Vornahme von Änderungen
• Zugriff auf Schaltkreise auch bei nicht vorhandenen Testpunkten, was die Testfestlegung und -erstellung erleichtert und im weiteren Verlauf Optimierungen ermöglicht
• Steuerbarer Anpressdruck der Prüfnadeln, der sich für jede beliebige Leiterplattenart einstellen lässt und dadurch die Schaltkreise vor Beschädigungen schützt
• Abdeckung verschiedener Testszenarien und -verfahren durch ein Testgerät, was eine Beschleunigung von Prüfverfahren und Testprogrammierung insbesondere bei Prototypen zur Folge hat
• Präzise Positionierungs- und Messtechnik für eine zielgenaue Positionierung der beweglichen Prüfnadeln, bspw. bei Änderungen im PCB-Projekt, was bei statischen Prüfvorrichtungen nicht möglich ist

ISP (In-System-Programmierung) und FCT Eine von Comarch IoT Plant angebotene Anwendungsvariante von Flying-Probe-Geräten ist die sog. In-System-Programmierung, bei der die elektronischen Komponenten über serielle Schnittstellen programmiert werden. Bisher wird die Programmierung von Schaltungen aus der ARM-Cortex-M-Familie unter Verwendung der SWD-Schnittstelle unterstützt. Zudem werden im Rahmen von zurzeit laufenden Projekten spezielle Funktionstests entwickelt, die bspw. auf die Strommessung bei Geräten mit niedrigem Strombedarf sowie die Überprüfung der Funktionsweise wichtiger Bestandteile elektrischer Schaltungen abzielen. Da die In-Circuit-Tests (ICT) und Funktionstests (FCT) mit einem einzigen Testgerät durchgeführt werden können, lassen sich die Testergebnisse in einem gemeinsamen Bericht anzeigen. Die In-Circuit-Tests und Funktionstests spielen beim Prototypenbau für elektronische Komponenten und während des Produktionsprozesses eine sehr wichtige Rolle. Als integrale Bestandteile der elektronischen Fertigung geben sie die Möglichkeit zur Verifizierung von Projekt- und Montagephasen. So lassen sich Fehler bereits in frühesten Entwicklungsstadien bzw. während der Umsetzung von Produktionsserien erkennen. Bei der Entwicklung und Herstellung von langlebigen und zuverlässigen Geräten von höchster Qualität sind derartige Tests unerlässlich. „Die Fertigungsqualität steht im Comarch IoT Plant an erster Stelle. Im Hinblick darauf betrachten wir den Testprozess ganzheitlich und prüfen sowohl die Sicherheit, Ausführung, Funktionstüchtigkeit und Leistungsfähigkeit eines Produkts als auch seine Effektivität. Damit zählen wir zu einigen wenigen Unternehmen in Polen, die den gesamten Entstehungsprozess von Geräten umfassend begleiten – von der Entwicklung über den Prototypenbau bis hin zur Fertigung und den Schlusstests“, betont Piotr Kołtun, der für die Lösungsentwicklung im Comarch IoT Plant zuständig ist. Bild 3. FP-Tests in der Comarch IoT-Anlage Bild 4. FP-Tests in der Comarch IoT-Anlage SCHLÜSSEL ZU EFFZIENTER FERTIGUNG Bei der auftragsbezogenen Elektronikfertigung haben In-Circuit-, Flying-Probe- und Funktionstests einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des Endprodukts; sie liefern den Nachweis der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit elektronischer Bauelemente. Gleichzeitig sind diese Tests ein Garant für die Ausfallsicherheit und die ordnungsgemäße Funktionsweise dieser Komponenten und ihre Durchführung somit Schlüssel zu einer effizienten Fertigung. Wenn Sie mehr zum Programmieren und Testen erfahren möchten, schauen Sie sich ein kurzes Video von der Fertigung spezieller NB-IoT-Gateways an, die Comarch für ein Wasserversorgungsunternehmen aus den Vereinigten Arabischen Emiraten im Februar 2019 umgesetzt hat. Autor: Tomasz Jaje COMARCH Comarch ist ein internationaler Anbieter von IT-Lösungen, u.a. für den Aufbau von Kundenbeziehungen. Ziel ist dabei die Steigerung der Kundenrentabilität sowie die Optimierung von Geschäfts- und Arbeitsprozessen. Comarch Technologies baut auf dem breiten Erfahrungsschatz auf, den Comarch in mehr als 25 Jahren Geschäftstätigkeit bei der Bereitstellung umfassender IT-Lösungen erworben hat. Hauptanliegen ist es, den Kunden zuverlässige und sichere Lösungen anzubieten, die auf hochentwickelter Software und innovativen Hardwareinfrastrukturen basieren und durch professionelle Dienstleistungen ergänzt werden.

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Mehr informationen: Piotr Kołtun Business Development Manager Telefon: +48 12 621 51 92