Sistemi e tecniche per effettuare i test elettrici

Test elettrici: tipologie diverse

Sul mercato esistono vari sistemi che permettono di eseguire il test elettrico, tuttavia essi si possono racchiudere in due grandi tipologie: Ate a letti d’aghi e Ate a sonde mobili. Le differenze tra le due soluzioni sono racchiuse principalmente nella struttura meccanica, e riguardano la movimentazione e l’accesso verso la Uut (Unit under test). Nell’articolo si discuteranno entrambe le tipologie con alcune considerazioni in merito.

I sistemi a letto d’aghi

Un sistema Ate a letto d’aghi ha normalmente una fixture nella quale sono presenti un numero di aghi normalmente equivalente al numero di net relativa alla Uut. Un sistema manuale o pneumatico fa posizionare gli aghi sui test point dedicati della Uut, consentendo di eseguire collaudi automatici.

Da quanto appena detto emerge un altro fattore legato ai test point, i quali devono essere previsti durante la fase di progettazione elettrica. Tali sistemi nel corso degli anni hanno subito enormi cambiamenti sia dal punto di vista meccanico, diventando sempre più compatti, sia da punto di vista elettronico, con nuove schede di stimolo e misura, rispondendo alle richieste sempre più specifiche dei mercati industriali, automotive, consumer e militare. Un sistema Ate di questo tipo può inoltre simulare nell’ambito del test funzionale anche una eventuale elettronica alla quale l’Uut dovrà essere connessa per il suo funzionamento, consentendo così un collaudo funzionale a livello di sistema.

I sistemi Teradyne, di cui parleremo, e di cui AllData è il distributore esclusivo per l’Italia e la Slovenia, vanta le seguenti caratteristiche:

- elevata copertura;
- elevata sicurezza in condizioni di Power Up;
- elevata produttività;
- elevati tool di diagnostica;
- elevata scalabilità;
- bassi costi di gestione;
- elevato numero di pin;

I sistemi a sonde mobili

Un’altra tipologia di sistemi di test si sta affermando sul panorama industriale da circa un decennio e, grazie alle ultime evoluzioni, si sta rivelando sempre più la scelta vincente per tutte quelle aziende che devono garantire, sia in fase di prototipazione sia in fase di produzione, elevata qualità e affidabilità dell’elettronica prodotta, sia per piccoli che  medi volumi con elevate quantità di codici. Si tratta dei sistemi a sonde mobili. AllData dispone attualmente del sistema più avanzato e performante esistente sul mercato. Il sistema, il cui nome è Scorpion FLD900 DX, si basa su una tecnologia unica nel genere di questi sistemi, e le sue principali caratteristiche si riassumono nei seguenti punti:

  • riduzione dei tempi di test del 50% rispetto ai tester presenti sul mercato, in configurazioni per il test di schede analogiche fino a 1000 Test/sec;
  • area di test fino a 1050 x 650 mm, quindi capacità di test di backpanel;
  • sistema di test contemporaneo su ambo i lati della scheda che consente di abbattere i tempi di ricerca guasti e di avere una completa copertura;
  • elevata configurabilità di macchina, sia per numero di sonde mobili, che può arrivare fino a 24, sia per la possibilità di avere mini fixture mobili;
  • oltre 1000 canali macchina disponibili;
  • capacità di contatto dei pin dei connettori eliminando la necessità di costruire speciali adattatori; sonde con inclinazione variabile da -6° a +6° su un angolo di 360°; l’inclinazione viene scelta in modo automatico al momento dello sviluppo del programma, per rendere accessibile in modo completo ogni test point;
  • il sistema in caso di guasto di una sonda, continuerà a funzionare in attesa di essere riparato, semplicemente disabilitando la sonda guasta senza la necessità di nessuna modifica del programma; questo consente di evitare i tanto dannosi fermi macchina;
  • semplicità, velocità di programmazione e autodebug consentono di ridurre al minimo la presenza del personale; inoltre l’elevata stabilità di misura è garantita dalla precisione di contrattazione, target garantito fino a 50 um;
  • funzione di Power-On e boundary scan integrate, il software di sistema permette di organizzare test sia Ict sia funzionali;
  • bassi costi di manutenzione; grazie al sistema di movimentazione magnetica nessuna parte meccanica è sottoposta a usura.

Alcune considerazioni

Dovendo decidere l’investimento per un nuovo sistema di test che possa rispondere appieno alle richieste che il mercato del Pcb elettronico pone come principali obiettivi, si deve tener conto di alcuni aspetti fondamentali quali la flessibilità operativa, la scalabilità tecnologica (up-grade del sistema) e la manutenibilità. La scalabilità tecnologica del sistema è la prima considerazione, a cui seguono in subordine altri aspetti. In un sistema a sonde mobili la componente di movimentazione meccanica non è secondaria alla capacità di test elettrico. Questa può essere divisa in due sottosistemi: la movimentazione degli assi XY e la movimentazione delle sonde.

È però necessario fare chiarezza sulla differenza tra concetti fondamentali quali la minima risoluzione di posizionamento delle sonde e la distanza minima di contatto consigliata. Il primo considera la precisione di posizionamento del motore (su guida meccanica, magnetica o su piano magnetico); il secondo indica la minima distanza raggiungibile nel posizionamento delle sonde, senza che ci sia interferenza e con buon indice di ripetibilità.

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