Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Prüfverfahren für Baugruppen und Geräte

Prüfverfahren für Baugruppen: AOI, Röntgen, In-Circuit-Test, Flying Probe, Boundary Scan und Funktionstest im Vergleich mit Testabdeckung.

15 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

In der Baugruppenfertigung folgen mehrere Prüfungen aufeinander. Nach dem Pastendruck prüft die Lotpasteninspektion, nach dem Löten die automatische optische Inspektion (AOI) Bestückung und sichtbare Lötstellen. Verdeckte Lötstellen wie die Kugeln unter einem BGA sieht nur die Röntgenprüfung (AXI).

Der In-Circuit-Test (ICT) kontaktiert die Baugruppe über ein Nadelbett und misst Bauteile und Verbindungen einzeln, etwa Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Widerstandswerte oder Polung. Er findet Fertigungsfehler schnell und zeigt genau, wo sie liegen, braucht aber einen teuren, produktspezifischen Adapter und Prüfpunkte. Für kleine Stückzahlen und Muster, deren Layout sich noch ändert, nimmst du den Flying-Probe-Tester: Er braucht keinen Adapter, ist aber deutlich langsamer. Boundary Scan nach IEEE 1149.1 prüft Verbindungen digitaler Bauteile über die JTAG-Schnittstelle, auch wo keine Prüfpunkte zugänglich sind.

Der Funktionstest (FCT) betreibt die Baugruppe wie im Gerät und prüft, ob sie ihre Aufgabe erfüllt. Er findet auch Fehler im Zusammenspiel, sagt aber oft nicht, welches Bauteil defekt ist. Damit ein Prüfplatz selbst zuverlässig arbeitet, prüfst du ihn vor Schichtbeginn mit einem bekannten Gutteil und einem bekannten Fehlerteil.

Die Testabdeckung gibt an, welcher Anteil der Netze oder Fehlerarten ein Verfahren erfassen kann. Nicht erfasste Teile musst du mit einem anderen Verfahren abdecken.

Das solltest du dir merken

BGA-Lötstellen prüfst du mit Röntgen, nicht mit AOI.
ICT findet Fertigungsfehler bauteilgenau, FCT prüft die Funktion als Ganzes.
Flying Probe für Muster und Kleinserien, ICT mit Nadelbett für große Serien.
Den Prüfplatz mit Gut- und Fehlerteil verifizieren, bevor die Serie geprüft wird.

Formeln

Testabdeckung: $T A = \frac{n _{gepr u ¨ ft}}{n _{gesamt}} \cdot 100 %$; $T A$ Testabdeckung in %, $n_{gepr u ¨ ft}$ erfassbare Netze, $n_{gesamt}$ alle Netze der Baugruppe
Prüfkapazität: $n = \frac{t _{Schicht} \cdot z}{t _{Pr u ¨ f}}$; $n$ prüfbare Baugruppen, $t_{Schicht}$ verfügbare Zeit, $z$ Anzahl Prüfgeräte, $t_{Pr u ¨ f}$ Prüfzeit je Baugruppe in derselben Einheit

Typische Fehler in der Prüfung

AOI für verdeckte BGA-Lötstellen vorgeschlagen.
ICT für Vorserienmuster mit wechselndem Layout gewählt.
Bei der Prüfkapazität Stunden und Sekunden nicht umgerechnet.
Angenommen, ein bestandener Funktionstest schließe alle Fertigungsfehler aus.

Tipps aus der Werkstatt

Prüfverfahren nach dem, was sie sehen: SPI misst die Paste, AOI die sichtbaren Lötstellen, Röntgen (AXI) die verdeckten unter BGA, ICT prüft Bauteilwerte über Nadeln, Boundary-Scan die Verbindungen über JTAG, der Funktionstest das Gesamtverhalten.
Für den In-Circuit-Test braucht das Layout Testpunkte mit Mindestabstand, möglichst auf einer Seite, ohne Lötstopp. Burn-in soll Frühausfälle vor der Auslieferung provozieren und verkürzt die Lebensdauer guter Geräte praktisch nicht.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

15 Aufgaben zu „Prüfverfahren für Baugruppen und Geräte“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Geräte und Systeme 18.12.2020, Lernfeld 11; IEEE 1149.1 (Boundary Scan), IPC-A-610. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.