Goede testbaarheid staat of valt met het ontwerp

Goede testbaarheid staat of valt met het ontwerp Door: FHI federatie van technologiebranches

Kwaliteitsbewaking is essentieel voor een solide eindproduct. Maar vrijwel alle fouten in de elektronicaproductie openbaren zich pas aan het einde van het proces. Peter van Oostrom, Division Manager Test and Measurement bij Romex, legt tijdens zijn E&A-webinar uit waar op te letten, met name tijdens de ontwerpfase.

Door: Dimitri Reijerman

“Wat kan er allemaal fout gaan tijden de productie?”, zegt van Oostrom. “Aardig veel. En de invloed van het design van de printplaat op de contacteerbaarheid is groot, omdat het product tijdens het eind van de rit getest moet worden op kwaliteit. Om de PCB goed te kunnen testen, een proces dat je zorgvuldig moet doen, is het bijvoorbeeld noodzaak om testeilandjes aan te brengen. Deze eilandjes moeten groot genoeg zijn zodat probes op een betrouwbare manier contact kunnen maken met de printplaat.”

Volgens Van Oostrom gaat het om fundamentele zaken tijdens de ontwerpfase: “Als een ontwerper geen rekening houdt met de testbaarheid, bijvoorbeeld dus vergeet testposities aan te brengen, dan kun je er met een elektronisch testapparaat niet bij. Zo kun je dus niet verifiëren of een product correct functioneert. Natuurlijk kun je het product aansluiten om te kijken of hij werkt, maar als er een defect is moet je weer veel handelingen uitvoeren. Dat is niet gewenst. Je wilt dus dat na de assemblage van een printplaat het geheel zo goed mogelijk getest is, zodat je een goed werkend product kan inbouwen, in een doos kunt stoppen en naar de klant kan sturen.”

Tijdens zijn webinar op donderdag 30 september gaat Van Oostrom daar dieper op in: “In mijn presentatie ga ik het hebben over het gehele assemblageproces. De kale printplaat komt binnen, met een zeefdrukmachine wordt er vervolgens soldeerpasta op aangebracht en worden de componenten daarop geplaatst. Het geheel wordt ‘gereflowed’ in een soldeeroven. Uiteindelijk heb je zo een gesoldeerd exemplaar aan het einde van de productielijn. Maar in dit proces kan er van alles fout gaan. Er kan kortsluiting ontstaan of op bepaalde plekken kan er geen soldeer zitten, componenten kunnen verkeerd om geplaatst zijn. Om dat te voorkomen moet je tussen elke productiestap inspecties uitvoeren. Als je uiteindelijk in je productielijn alle tussentijdse controlestappen op orde hebt, en je weet dat alles goed geassembleerd is, moet je alsnog een elektrische test uitvoeren. Dat doen wij Romex, wij leveren de testsystemen om dergelijke tests goed te kunnen doen.”

Van Oostrom legt uit hoe de controles werken: “Als er iets defect is aan een PCB, wil je terug kunnen redeneren en meten in het schema welk component de fout bevat. Dat doe je met een pennenbed, een ‘testbed’ van verende contactpennetjes. Deze pennetjes maken aan de onderkant van de printplaat contact op de plekken die je wilt meten. Bijvoorbeeld om een bepaalde waarde van een component te bepalen of door de meting of een microprocessor of een geheugenschip het gewenste signaal levert. En soms moet je een processor nog programmeren met de juiste software. Dit gebeurt allemaal in de laatste stap van de assemblage.”

Dat een foutje kostbaar kan zijn, is niet bij iedereen voldoende bekend, zegt hij: “Met name kleine ontwikkelbedrijven die elektronicaproducten ontwikkelen zijn niet altijd op de hoogte van het gehele productieproces. Zij weten dus niet wat er allemaal fout kan gaan. En ze zien ook vaak niet de kostbare gevolgen van zo’n foutje, zoals de kosten voor een reparatie. Dat gaat zeker op als je grotere series laat produceren door een EMS. In principe weet een EMS niets van jouw product. Om het goed te kunnen produceren en testen is een goede communicatie met de EMS, zo vroeg mogelijk in het ontwikkeltraject, van groot belang om de kwaliteit te verhogen.”

Fouten al eerder gemaakt

“De meeste grotere bedrijven hebben alle fouten in hun bestaan al eens gemaakt. Zeker de stap van conventionele technologie naar surface-mount technologie was een enorme stap. Componenten werden steeds kleiner, maar ook de ruimtes op een PCB. Daardoor is ook de test tooling steeds complexer geworden. Maar met name in de automotive sector en de markt voor medische apparatuur moet er toch grondig getest worden. In het ideale geval dient hierbij op elke verbinding tussen de componenten een testprobe te worden geplaatst om deze te kunnen verifiëren.”

Aan het einde van zijn presentatie zal Van Oostrom nog ingaan op de testsoftware: “Naast een korte bespreking van het productieproces en de verschillende testmethodes, bespreek ik ook de tooling en het maken van het juiste ontwerp. Het ontwerp moet dus al goed zijn om überhaupt een fatsoenlijke test te kunnen doen. Zo zie ik nog te vaak dat testeilandjes te klein worden gemaakt omdat ontwerpers ze zien als een sta-in-de-weg of onnodig. Soms zijn ze zo klein dat een betrouwbaar contact met een testprobe niet meer mogelijk is en deze er dus af en toe naast prikt en dus een foutieve meting uitvoert. Bovendien maakt zo’n klein oppervlak de testtooling veel duurder. Dat is niet handig.”

Wilt u het webinar van Peter van Oostrom bijwonen? Registreer u kosteloos.