GRS550 – malý tester pro vyhledání závad na osazených deskách

Jedno ze zařízení, které upoutalo moji pozornost na loňském veletrhu electronica v Mnichově, byl malý tester osazených desek plošných spojů, který ve své expozici představila společnost Polar Instruments. GRS550 je určen pro vyhledání závad, které se jinak jen těžko hledají a které ve výrobě většinou vedou k vyřazení dané desky z dalšího procesu. Cílem použití testeru GRS550 není tedy jenom zjistit, zda osazená deska prošla testem, nebo ne, ale najít a určit závadu na dané desce a tím ji „zachránit“. Své uplatnění nachází zejména v prototypové a malosériové výrobě, kde zavedení tradičních metod testování pomocí jehličkových polí nebo pohyblivých dotykových kontaktů není ekonomicky únosné. To ale neznamená, že by GRS550 nenašel využití v sériové výrobě, kde může pracovat paralelně s již zavedenými testovacími procesy právě při vyhledávání závad, což je vhodné např. při zavádění nových produktů do výroby.

V situaci, kdy je ve výrobě nedostatek kvalifikovaných pracovníků, kteří dokážou rychle určit závady na osazených deskách, může být takové zařízení výkonným pomocníkem.

Jak GRS550 pracuje? Jedná se o tester typu Flying Probe, který si jedním pohyblivým kontaktem projíždí jednotlivé kontaktní plošky na desce. K tomu potřebuje informace o dané desce, a tak si načítá její data z údajů vytvořených při návrhu desky. Zabudovaný konvertor může načítat až 20 různých formátů návrhových programů DPS. Je pamatováno i na to, že CAD data z návrhových systémů nemusí být vždy dostupná – potom je možné vygenerovat vlastní údaje pomocí jednoduchého programování a snímání reálné situace na desce.

Maximální testovatelná plocha desky je zhruba 300 × 450 mm, přičemž deska sama může být veliká až 330 × 630 mm. Tester není omezen na určitý druh osazené desky, takže ho lze použít na deskách jak s SMD, tak s klasickými vývodovými součástkami.

Tester zobrazuje data desky, takže není potřeba procházet externí informace o desce. Společnost Polar Instruments má mnohaleté zkušenosti s metodami vyhledávání závad na deskách plošných spojů, a tak tento tester umožňuje použít hned několik volitelných metod pro testování a určování závad, jako jsou Analog Signature Analysis, Active Test, Active Vision a Boundary Scan.

Analog Signature Analysis

Při Analog Signature Analysis se zjišťují změny v elektrických charakteristikách měřeného obvodu. Mezi dva vývody součástky nebo elektrického obvodu se aplikuje malé střídavé napětí s omezeným proudem a výsledný průběh se zobrazuje na displeji – proud ve vertikálním směru, napětí v horizontálním. Zobrazený průběh křivky se porovnává s průběhem u bezchybného obvodu nebo součástky a z odchylek se určuje problém. Tak je možné najít problém ve spoji nebo v součástce.

Active Test

Tato kompletní metoda testování umožňuje připojit k testeru několik dalších zařízení, jako je osciloskop, signální generátor a napájecí zdroj (obr. 3). Data z jednotlivých bodů testované desky se přenášejí do DAQ modulu pro získávání dat, kde se dále zpracovávají, aby je bylo možné porovnat s daty bezchybné desky. Během testování se provádí střídavé a stejnosměrné měření, FFT analýza a kontrolují se průběhy získaných signálů. K testeru lze připojit externí testovací zařízení, např. vytvořené s pomocí LabView nebo Test- Stand od NI.

Active Vision

Jedná se vlastně o přídavnou část Active Testu, která umožňuje snímat a vyhodnocovat obrázky částí desky a součástek získané pomocí dvou USB kamer. Pro zpracování obrázků používá software NI Vision firmy National Instruments, který umožňuje kontrolovat přítomnost a polaritu součástek a rozpoznává texty na desce i součástkách. Opět i zde je porovnáním nasnímaných dat s daty bezchybné desky tester schopný nalézt případnou závadu. Integrováním Vision-Tests v NI TestStand je tester prvotřídně vybavený pro náročné úlohy kontroly a testování na DPS.

Boundary Scan

GRS550 může být využit i při vyhledávání závad ve spolupráci s Boundary Scan, pokud je na dané desce implementována, přičemž je ale potřeba testovanou desku napájet. Tento přídavný modul integruje GÖPEL Boundary Scan hardware a software, zajišťuje připojení k NI TestStand a stimuluje a kontroluje jednotlivé měřené body přes GRS550 test pin.