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COMBIVISION - Collaudo ottico ed elettrico in un solo sistema

La strategia di collaudo delle schede elettroniche si basa su un calcolo economico che tiene conto della quantità e della complessità delle schede. Capita spesso che per raggiungere la copertura desiderata sia necessario ricorrere a diversi metodi di collaudo. Prueftechnik (Brema–Germania) rappresentata in Italia da PCB Technologies, ha sviluppato una nuova apparecchiatura in grado di eseguire su un’unica apparecchiatura collaudi ottici ed elettrici. Questa combinazione produce notevoli riduzioni dei costi, una gestione più integrata dei dati di riparazione, la disponibilità di dati statistici più completi. I vantaggi sono una più alta copertura dei guasti, una verifica più accurata del processo, costi più bassi, migliore qualità dei prodotti.

I moderni circuiti elettronici e in genere i prodotti di nuova tecnologia sono sempre più miniaturizzati e possono essere testati con i metodi tradizionali solo a costi elevati. Per far fronte alle esigenze di qualità sono richiesti diversi metodi di test.

Il collaudo convenzionale

Normalmente le apparecchiature di collaudo sono poste in linee produttive una di seguiti l’altra. Spesso è utilizzata questa sequenza:

Ispezione Ottica Automatica (AOI)  > Collaudo a raggi X (AXI/MXI) > test elettrici che usualmente sono In-Circuit e/o Funzionali > collaudo finale

Collocare le apparecchiature una di seguito all’altra può causare svantaggi, specie nel caso di tester stand alone. Il trasporto tra le aree di lavoro e i larghi spazi richiesti dalle apparecchiature si traducono in costi notevoli. Le informazioni provenienti da stazioni di riparazione diverse rendono più problematica l’analisi dei dati di produzione.

Combinazione di apparecchiature di test

L’esigenza di combinare diverse tecniche di collaudo ha suggerito a Pruftechnik di accessoriare il noto sistema di ispezione ottica LaserVision con la capacità di eseguire collaudi elettronici. Laservision, sistema consolidato da oltre 10 anni di presenza sul mercato, può essere  oggi equipaggiato con speciale testa per il collaudo elettrico.

Il collaudo ottico può offrire le seguenti capacità di test:

  • Controllo di inserimento e posizionamento di componenti THT e SMT, inclusi quelli non testabili elettricamente come piccole capacità connesse a nodi di potenza.

  • Controllo della qualità di saldatura; molti sono i casi di saldature difettose che pur garantiscono intermittenti o temporanei contatti elettrici.

  • Controllo della polarità dei componenti; la polarità dei condensatori elettrolitici è difficilmente verificabile con i sistemi di test elettrico.

  • Controllo dell’altezza, la coplanarità ed i profili dei componenti.

  • Controllo del tipo dei componenti mediante verifica dei testi.

  • Collaudo di display; si può verificare il funzionamento di LCD, LED, matrici e si possono evidenziare eventuali corti tra loro.

Il collaudo ottico è in grado di diagnosticare qualsiasi guasto, anche non di tipo elettronico, purché visibile. Presenta tuttavia alcuni limiti:

  • Non può testare quello che non è ben visibile

  • E’ difficile fissare propriamente al tolleranza per avere bassi livelli di false indicazioni di guasti. La ragione è che il test ottico collauda caratteristiche non a specifica.

Se si pensa ad un sistema di ispezione ottica accessoriato con test elettrico si possono evitare gran parte degli svantaggi senza rinunciare ai suoi vantaggi intrinseci.

  • Il sistema può fornire opportuni segnali per collaudare display in modo da testarne ogni stato.

  • La riparazione viene uniformata così come la valutazione statistica. Questo è un grande vantaggio, specie se l’informazione di errore è indipendente dal modo in cui è stato evidenziato.

  • Sono richiesto spazi inferiori

Funzioni del tester Combivision

Questo nuovo sistema fornisce alta copertura e basso rischio di falsi guasti perché combina 4 diversi metodi di collaudo. Tutti questi metodi hanno i lori punti di forza e di debolezza.

  • Processo e collaudo di immagini .

  • Misura di altezze tramite luce laser.

  • Riconoscimento di testi .

  • Test elettrico

La combinazione di queste tecniche garantisce la massima copertura.

La prova ottica di verifica delle immagini può utilizzare fino a 4 telecamere verticali. Le telecamere, fissate sopra la scheda sotto prova, sono di diversa risoluzione in modo da collaudare componenti piccoli e grandi. La verifica delle immagini è effettuata tramite subroutine standard di sistema  ognuna delle quali  verifica determinate caratteristiche. Tramite queste subroutine è agevole creare un programma di test. In tal modo si può verificare la presenza, la polarità e il corretto posizionamento di un componente.

La misura delle altezza utilizza un fascio di luce laser focalizzato sulla unità sotto prova. Un sensore di posizione riceve i raggi riflessi nei punti superiore e inferiore dell’oggetto da misurare, ne misura il ritardo e quindi l’altezza dell’oggetto stesso. Il programma di test viene approntato agevolmente tramite subroutine come verifica di coplanarità e profili delle altezze. Questo metodo è un utile complemento perché può essere utilizzato in quei casi in cui non è possibile usare il processo di immagini.

Specialmente per i circuiti integrati è molto importante che, oltre alla presenza ed il giusto orientamento, sia anche verificato che il tipo di componente sia giusto. Il sistema è in grado di riconoscere i testi; con tale funzione possono essere verificati i caratteri scritti sul componente. Anche testi in rilievo o incisi a luce laser possono essere testati con una telecamera dedicata ed uno speciale sistema di illuminazione.

IL test elettrico prevede una interfaccia a letto d’aghi integrata con il sistema; quando si cambia il tipo di schede da collaudare o quando si vuole il funzionamento di sola Ispezione Ottica, è necessaria ovviamente la sostituzione  del letto d’aghi. Questa operazione richiede pochi minuti.      

Il test elettrico integrato con LaserVision prevede le seguenti funzioni:

  • Collaudo In-Circuit di componenti passivi

  • Test funzionale analogico e digitale

  • Collaudo finale .

  • Collaudo funzionale di dispositivi ottici (LED, LCD, altri tipi di display pilotabili con i segnali di test)

Il collegamento tra sistema e scheda sotto prova è realizzato tramite matrice a switch espandibile a un largo pincount. Le informazioni relative ai guasti sono raccolte in modo uniforme e inviate alla stazione di riparazione. La valutazione dei guasti è effettuata indipendentemente dal metodo di rilevamento.

Stazione di riparazione

La principale funzione della stazione di riparazione è verificare i guasti individuati. Se il sistema opera in modo in-line è possibile separare le schede buone (inviate sul nastro convogliatore in uscita) dalle guaste (inviate verso la stazione di riparazione). In modalità stand alone le schede guaste possono essere riparate mentre si testano altre schede. Un lettore di codice a barre consente di abbinare a ciascuna scheda guasta le relative informazioni diagnostiche.

Il software può mostrare non solo il messaggio diagnostico, ma il layout della scheda in modo da aiutare il riparatore nel localizzare il guasto.

Dopo la riparazione è possibile catalogare i guasti e generare file statistici. Questa caratteristica insieme alle informazioni diagnostiche uniformate fanno delle statistiche un potente mezzo per evidenziare e prevenire errori di processo. I risultati di collaudo sono memorizzati in un file con data, ora, versione di programma e numero di sistema. In tal modo i dati di test possono essere raccolti e memorizzati in conformità alle ISO9000 e alle altre norme vigenti.

Sommario

La combinazione tra test elettrico e test ottico garantisce altissime coperture di guasti. In passato queste due tecniche di collaudo si sono susseguite l’un l’altra  La loro combinazione offre una soluzione che ottimizza i costi e gli spazi. I messaggi diagnostici uniformati e i più completi dati statistici migliorano la produzione e la qualità del prodotto.

LASERVISION