Cовременное тестовое оборудование и технологии
Рус Eng

16-08
2016
Тестер Pilot4D V8: разумный выбор для ремонта электроники

Лет 10-20 назад вопрос о возможности использования тестеров с подвижными пробниками для ремонта электронных модулей прозвучал бы довольно странно, ведь в то время основной технологией автоматического выявления дефектной продукции являлось функциональное тестирование модулей с помощью специализированных стендов. Однако повышенная сложность электронных модулей и прогрессивное развитие технологий тестирования с помощью подвижных пробников в корне изменили концепцию тестирования.

Сегодня тестеры с подвижными пробниками широко используются как на стадиях разработки и выпуска единичной продукции, так и в серийном многономенклатурном производстве, поскольку значительно сократилось время создания тестовых программ и увеличилась производительность таких систем.
Специалисты нашего сервисного центра, занимающиеся ремонтом электроники и имеющие большой опыт использования тестеров с подвижными пробниками, пришли к выводу, что для максимально точной локализации неисправностей смонтированных модулей эти системы должны отвечать ряду требований:
  1. Обеспечивать максимальный доступ к тестовым точкам и/или выводам компонентов.
  2. Создавать тестовые программы при отсутствии данных САПР.
  3. Генерировать принципиальную схему изделий (при отсутствии данных САПР) для последующего функционального контроля.
  4. Иметь расширенный набор тестовых инструментов.
  5. Выполнять расширенный функциональный контроль.
  6. Точно локализовать неисправности.
  7. Выполнять ремонт модулей с конформным покрытием.
  8. В короткие сроки генерировать тестовые последовательности при максимальном тестовом покрытии и производительности системы.
Данные требования были сформулированы на основе проведённого нами исследования при выполнении ремонта печатной платы с отсутствующими исходными данными (принципиальной схемой, перечнем установленных компонентов). Получив в ремонт такую плату, мы столкнулись с проблемой отсутствия данных САПР, необходимых для создания тестовой программы. Для проведения ремонта требовалось сначала воссоздать принципиальную схему по имеющемуся образцу. Здесь существует несколько решений: от достаточно простых ручных установок, применяемых для несложных электронных модулей, до универсальных автоматизированных тестовых систем на базе тестеров с подвижными пробниками, на которых можно реализовать метод обратного проектирования со сложными электронными модулями. В случае применения технологии обратного проектирования, которая достаточно эффективно решает вопрос воссоздания принципиальной схемы, нами предварительно были определены важные факторы проведения качественного сбора данных: полноценный двусторонний доступ пробников к контролируемому изделию и встроенные в систему камеры высокого разрешения, способные передавать снимки в программную среду, автоматически генерирующую список цепей платы. И решение, соответствующее этим требованиям, нашлось – это тестер с подвижными пробниками Pilot 4D V8 производства итальянской фирмы Seica. 


 

Тестовая система Pilot4D V8 - это новейшая разработка в области тестовых технологий с подвижными пробниками. Это решение для лёгкого и быстрого создания тестовых программ, а также локализации дефектов при ремонте изделий любой сложности. 

 

Максимальный доступ к тестовым точкам и/или выводам компонентов

Первое, на что мы обратили внимание, это вертикальная архитектура расположения механизмов, обеспечивающая одновременный двусторонний доступ к контролируемому изделию. Подобное решение экономит время, увеличивает скорость и производительность теста, а также повышает точность позиционирования пробников. Полноценный двусторонний доступ к тестируемому модулю (по 4 пробника с каждой стороны) обеспечивает максимальное тестовое покрытие образца (покрытие дефектов), особенно если ремонтируемая плата не содержит специальных тестовых площадок. Прецизионная точность позиционирования пробников позволяет контактировать даже с галтелями компонентов (минимальная область контактирования 50 мкм).

 

В тестере модели Pilot4D V8 реализовано множество возможностей, например, выполнение температурного и периферийного сканирования, безвекторного тестирования, внутрисхемного программирования, неразрушающего контроля, обратного проектирования и др. Это делает тестовую систему по-настоящему многофункциональной и универсальной.

  


Создание тестовой программы при отсутствии исходных данных из САПР

Итак, чтобы выполнить ремонт платы с отсутствующими исходными данными, мы столкнулись с необходимостью воссоздать их по имеющемуся у нас образцу.

Технология обратного проектирования, реализованная в тестере Pilot 4D V8, позволяет выполнять внутрисхемное тестирование образцов даже при отсутствии данных из САПР. С помощью встроенных цифровых камер высокого разрешения система делает снимки тестируемого образца с двух сторон и передает эти изображения в программную среду VIVA, где специалист размещает элементы тестируемого образца (компоненты, переходные отверстия, контактные площадки), после чего система автоматически генерирует список цепей платы. Полученная информация позволяет в автоматическом режиме создавать тестовые программы для внутрисхемного контроля смонтированных модулей.

Генерация принципиальной схемы для последующего функционального контроля

Система Pilot4D V8 содержит набор инструментов, позволяющих передавать полученную информацию о тестируемом образце в любую систему автоматического проектирования, а также создавать конструкторскую документацию электронного модуля (чертежи, принципиальные схемы и пр.). Эти данные можно использовать для клонирования электронных модулей. Полноценный двусторонний доступ и набор тестовых средств позволяют в точности воссоздать принципиальную электрическую схему модуля, необходимую для выполнения функционального контроля.
Таким образом, выполнив операцию обратного проектирования, мы получили следующую информацию:
  1. Электрическую принципиальную схему печатного узла
  2. Список цепей печатного узла (Net List)
  3. Полную спецификацию компонентов печатного узла
  4. Программу тестирования печатного узла
Воссоздав необходимые исходные данные, на следующем этапе мы приступили к процедуре создания тестовой программы. В модели Pilot4D V8 реализовано множество различных методов и технологий контроля электронных модулей. Рассмотрим наиболее интересные из них.

Расширенный набор тестовых инструментов

Система Pilot4D V8 использует современные аппаратно-программные средства, которые позволяют тестеру эффективно выполнять внутрисхемное, функциональное тестирование, периферийное сканирование и внутрисхемное программирование с помощью 8 независимых подвижных пробников.



В зависимости от режима тестирования тестер Pilot4D V8 применяет различные методы и технологии контроля электронных модулей. Некоторые из них уникальны и применяются только в тестерах производства фирмы Seica:
  • Технология PWMON позволяет определить области залипания на сложных (смешанных/цифровых) цепях электронных модулей без использования специализированных библиотек тестирования.
  • Графическая среда Quicktest для ускоренной подготовки функциональных тестов без использования языков макропрограммирования.
Бесконтактные методы тестирования используются дополнительно к внутрисхемному/функциональному и цифровому тестированию, что позволяет точнее локализовать неисправность электронного модуля. К таким методам относится температурный анализ, выполняемый с помощью специальных датчиков (расположены с каждой стороны тестируемого образца), которые выявляют температурные аномалии на поверхности компонентов, тем самым локализуя перемежающиеся и скрытые дефекты изделия.

 
Для снижения риска повреждения компонентов или печатной платы на всех тестерах модели Pilot4D V8 установлены пробники мягкого контактирования (позиционирование на выводах чип-компонентов 01005, 008004). Кроме того, в управляющей программе VIVA задается максимальное количество касаний для каждой тестовой точки. При превышении лимита программа автоматически перенаправит пробник на другую точку этой цепи.

Расширенный функциональный контроль

Для выявления явных и даже скрытых дефектов на ремонтируемом электронном модуле в тестовой системе Pilot4D V8 реализованы следующие технологии и инструменты функционального тестирования:
  • Интерактивная графическая среда QUICKTEST позволяет оператору создавать простой функциональный тест без знания специализированных макросов (языков макропрограммирования). Достаточно иметь только принципиальную схему изделия. Программа автоматически задействует необходимые тестовые инструменты и обеспечивает коммутацию с требуемыми цепями/сигналами/компонентами. С помощью QUICKTEST можно изменять параметры частотных сигналов, напряжение, ток, генерировать аналоговые и цифровые сигналы.
  • Технология DIGIPLEX в автоматическом режиме проверяет логику компонентов, используя имеющуюся библиотеку (свыше 4000 компонентов).
  • Аппаратно-программный OBP модуль позволяет системе реализовать внутрисхемное программирование цифровых устройств без подключения дополнительных проводов к тестируемому образцу.
  • Опция FLYSCAN позволяет реализовать периферийное сканирование плат с одним и более компонентами, поддерживающими JTAG-интерфейс. Периферийное сканирование посредством FLYSCAN обеспечивает электрический доступ к выводам компонентов, которые физически не доступны подвижным пробникам, поэтому данный метод расширяет тестовое покрытие и гарантирует точную локализацию неисправностей.

Точная локализация неисправностей

Поскольку система обладает широким набором тестовых инструментов, то применение нескольких методов тестирования для проверки одного электронного модуля повышает возможность определить наиболее точное место нахождения неисправности. Дополнительно используемый программный инструмент Diagnostic Expert System (DES) на основе результатов выполнения различных тестов показывает наиболее вероятное место нахождения дефекта. Данное решение успешно применяется на предприятии Foxconn, которое является ведущим мировым производителем и поставщиком электроники для таких компаний, как Canon, Motorola, Apple, Intel и др.

Ремонт модулей с конформным покрытием

Процедура удаления защитного покрытия с электронного модуля перед началом тестирования не всегда осуществима или экономически выгодна, поэтому специалисты компании Seica разработали специальные пробники, которые способны выполнять тестирование образцов с конформным покрытием. С помощью пробников с наконечниками 75 мкм система Pilot4D V8 может работать со следующими видами конформных покрытий: акриловыми 1B73 (толщиной 25 и 50 мкм), полиуретановыми 1A33 (толщиной 25 и 50 мкм), ITW Spraytec Jelt Tropicoat 7361, CRC Industries KF1280, DCA 200H "Vernis transparent" MIL-I-46058C, HUMISEAL 1B73, CRC Industries DATV2, CRC Industries Electrofuge 200.

Минимальные временные затраты на генерацию тестовых последовательностей при максимальном тестовом покрытии и производительности 

Обратное проектирование, инструменты автоматической отладки и функциональные возможности программной среды QUICKTEST, реализованные в системе Pilot4D V8, помогли значительно сократить время создания тестовых программ и упростить их.
Высокая производительность системы Pilot4D V8 достигается за счет полноценного двустороннего доступа к тестируемому образцу (8 независимых подвижных пробников) и метода узловых импедансов (сокращение тестов на обнаружение короткого замыкания).
Кроме того, широкий набор тестовых инструментов обеспечивает высокую степень покрытия возможных неисправностей.



Таблица 1

Как видно из таблицы, короткое замыкание, обрывы цепей, а также дискретные компоненты одинаково хорошо проверяются как с помощью внутрисхемных тестеров типа «поле контактов», так и с помощью тестеров с подвижными пробниками. 
Однако необходимо учитывать, что при высокой плотности монтажа модуля затрудняется доступ к тестовым точкам. В этом случае тестеры с подвижными пробниками – единственное решение, обеспечивающее практически 100% тестовое покрытие ремонтируемого изделия.
Емкостные датчики тестера с подвижными пробниками позволяют определять обрывы цепей между компонентами одной интегральной схемы, которые может пропустить внутрисхемный тестер типа «поле контактов».
По сравнению с подвижными пробниками внутрисхемный тестер типа «поле контактов» больше подходит для работы с устройствами SSI/MSI (малой и средней степени интеграции – менее 500 компонентов) за счет полного доступа к тестируемому образцу. Однако, благодаря технологии PwMon тестера с подвижными пробниками лучше подходят для контроля устройств с корпусами FPGA (ПЛИС) и ASICS (Специализированная Интегральная Схема), в тех случаях когда использование внутрисхемного тестера типа «поле контактов» при отсутствии библиотеки тестирования не представляется возможным.
Наконец, функциональный контроль с помощью тестера с подвижными пробниками более эффективен, поскольку в отличие от внутрисхемного тестера типа «поле контактов» не нужно приобретать дорогостоящую двухуровневую тестовую плиту «поле контактов».
Проведенный анализ функциональных возможностей системы Pilot 4D V8 (SEICA SpA, Италия) показал, что она полностью отвечает требованиям, которые мы предъявляли к подобному оборудованию для решения своей задачи – ремонта платы с отсутствующими исходными данными. Поэтому тестер Pilot 4D V8 является оптимальным решением, как для контроля качества выпускаемой продукции, так и для выявления дефектной продукции при ремонте электронных модулей.

Отзыв компании Airbus Defence & Space

«Поскольку мы работаем с нестандартными изделиями, такими как спутниковые платы, основными требованиями для нас являются максимальная точность контактирования пробников с тестовыми площадками и высокая повторяемость позиционирования, а также минимизация повреждений изделия в местах контактирования с тестируемым образцом».



Отзыв сервисного центра Thales Avionics

«Для тестирования отозванных плат, используемых в авиационной промышленности, в нашем центре мы установили систему Pilot 4D M4. На графике ниже приведена статистика выявления неисправностей электронных модулей при их проверке различными методами тестирования: с подачей питания и без. Изначально мы использовали данное оборудование для тестирования и ремонта смонтированных модулей, дефекты которых не были локализованы при функциональном контроле. Так, тестер Pilot 4D M4 помог произвести успешный ремонт 70% поступивших плат. Недавно в систему была добавлена опция периферийного сканирования FlyScan, что позволило значительно улучшить этот результат».


 

Отзыв компании Dassault Aviation

«Наши специалисты решили сравнить систему, которая уже использовалась на нашем производстве (внутрисхемный тестер типа «поле контактов») с тестером с подвижными пробниками Pilot 4D V8, который мы недавно приобрели с целью сократить расходы на тестирование. Результаты показали, что система с подвижными пробниками имеет существенные преимущества не только с точки зрения затраченного времени на создание тестовой программы. Но самое важное – покрытие возможных неисправностей тестера с подвижными пробниками гораздо выше, чем у внутрисхемного тестера типа «поле контактов».


Отзыв сервисного центра компании Alcatel-Lucent

«Количество поступающих к нам на ремонт изделий достаточно высокое. Кроме того, электронные модули присылают различные фирмы-производители со всего мира, поэтому зачастую мы просто не располагаем данными САПР для всех образцов. Чтобы произвести ремонт смонтированных модулей, нам необходимо получить эти данные, и для этого мы применяем метод обратного проектирования. Раньше мы использовали оборудование, на котором испытания плат проводились вручную: создавалась тестовая программа, электронные модули проверялись, затем проводились ремонтные мероприятия и изделия отправлялись обратно к заказчику без выполнения окончательного функционального тестирования. При таком подходе количество отозванных изделий, отремонтированных вручную в нашем центре или в субподрядных организациях, составляло 30%. После установки тестера Pilot 4D V8 количество возвратов снизилось до 10%».

Отзыв крупного центра по ремонту оборонной авиатехники во Франции

«Наша организация приобрела систему Pilot 4D V8 для ремонта специальных изделий, где обратное проектирование используется не только при создании тестовой программы для контроля печатных плат, но и при создании конструкторской документации и клонировании электронных модулей для пополнения склада запасных частей. С поставленными задачами система справляется на все 100%».

Отправить запрос