Was ist ein Funktionsprüfgerät?
Ein Funktionsprüfgerät ist ein Testgerät, das die Funktion ¥einer elektronischen Platine prüft, um sicherzustellen, dass sie tatsächlich richtig funktioniert.
Die elektronische Steuerung eines Geräts wird durch den Einbau einer elektronischen Platine erreicht. Die sichere und korrekte Funktion eines Geräts wird zunächst durch die Prüfung der Elektronikplatine auf Fehler überprüft.
Elektronikplatinen können mit Hilfe der Erscheinungsbildinspektion (AOI), der In-Circuit-Prüfung (ICT) und der Funktionsprüfung (FCT) inspiziert werden, wobei die Erscheinungsbildinspektion auch als Platineninspektion oder Montageinspektion bezeichnet wird.
Bei der visuellen Leiterplatteninspektion werden Geräte zur visuellen Leiterplatteninspektion, z. B. Kameras, eingesetzt, um die Leiterplatte auf Fehler in der Verdrahtung und die ordnungsgemäße Integration der Bauteile auf der Leiterplatte zu prüfen. Nach der visuellen Inspektion der Leiterplatte wird in der Regel eine Funktionsprüfung durchgeführt, um festzustellen, ob die elektronische Leiterplatte tatsächlich korrekt funktioniert. Zur Durchführung dieser Funktionstests werden Funktionsprüfgeräte eingesetzt.
Anwendungen von Funktionsprüfgeräten
Funktionsprüfgeräte werden eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit von Elektronikplatinen zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie entsprechend der gewünschten Funktion arbeiten.
Funktionstester werden eingesetzt, um zu prüfen, ob die erwarteten Ausgangssignale und Operationen elektronischer Bauteile ausgeführt werden, wenn Eingangssignale (Inputs) an die Elektronikplatine gesendet werden, deren Funktion geprüft werden soll.
Da die erwartete Funktion naturgemäß bei jeder Elektronikplatine anders ist, ist es sehr wichtig, ein Funktionsprüfgerät auszuwählen, das den beabsichtigten Test durchführen kann.
So wird beispielsweise eine Stromversorgungsplatine daraufhin geprüft, ob beim Einschalten die erwartete Spannung oder der erwartete Strom fließt, oder ein LED-Beleuchtungstest, um zu sehen, wie viel Leistung die entsprechende LED als Reaktion auf den Eingangsstrom aufleuchtet. In den letzten Jahren sind sehr vielseitige Funktionsprüfgeräte für eine breite Palette von Leiterplattentypen verfügbar geworden.
Funktionsweise der Funktionsprüfgeräte
Das Prinzip eines Funktionsprüfgeräts besteht darin, zu prüfen, ob sich eine elektronische Platine wie vorgesehen verhält, indem die Platine mit Strom versorgt wird und die erforderlichen elektrischen Eingangssignale angelegt werden. Es wird geprüft, ob die Signale an den Ausgangsklemmen und das Verhalten der eingebauten elektronischen Bauteile wie vorgesehen sind, um zu testen, ob die Platine entsprechend der gewünschten Funktion arbeitet (Funktion).
Bei der Funktionsprüfung wird die zu prüfende Platine auf ein Funktionsprüfgerät montiert, um zu prüfen, ob sie tatsächlich funktioniert. Bei den Eingangssignalen handelt es sich häufig um Testmuster, die von FPGAs oder anderen Geräten erzeugt werden, und es werden IC-Operationen wie Mikrocontroller verwendet.
Zum Betrieb der Elektronikkarte wird der tatsächliche Betriebsstrom angelegt und die Ausgangswellenform überprüft. Wenn die Platine Lötfehler oder andere Probleme aufweist, besteht die Gefahr eines Kurzschlusses innerhalb der Platine, wodurch die Platine selbst beschädigt werden könnte. Es ist daher wichtig, vor der Funktionsprüfung mit einem Funktionsprüfgerät eine sorgfältige Sichtprüfung der Platine durchzuführen, um sicherzustellen, dass keine Fehler in der Verdrahtung der Platine oder bei der Montage der Bauteile vorliegen.
Das Funktionsprüfgerät prüft nur, ob die Platine tatsächlich eine Funktion ausgeben kann, und ist von einer detaillierten Prüfung der elektrischen Eigenschaften der einzelnen Bauteile (Widerstandswerte, Diodeneigenschaften usw.) zu unterscheiden. Dies wird als In-Circuit-Test (ICT) bezeichnet und erfolgt durch Anlegen eines Stroms, der viel schwächer als der Betriebsstrom ist.
Weitere Informationen zu Funktionsprüfgeräten
1. Unterschiede zur In-Circuit-Prüfung
Bei der In-Circuit-Prüfung wird vor allem geprüft, ob die vorgesehenen Bauteile korrekt montiert sind.
So wird z. B. geprüft, ob bei der Montage von Chip-Bauteilen Lötstellen entstanden sind, ob die Polarität (Ausrichtung) von Dioden und das Äquivalent eines Pins eines ICs richtig montiert sind und ob der Widerstandswert von Chip-Widerständen korrekt ist.
Die Basis wird elektrisch geprüft, indem Prüfstifte mit den Anschlüssen des Bauteils in Kontakt gebracht werden. So können beispielsweise IC-Gehäuse mit internen Anschlüssen wie BGAs oder blinde VIA-Verbindungen auf der Innenseite der Leiterplatte nicht bewertet werden.
Im Gegensatz dazu können Funktionstests grundsätzlich Funktionsfehler beseitigen und sind daher wichtiger, und viele sehr vielseitige Funktionsprüfgeräte haben In-Circuit-Testfunktionen eingebaut.
2. Beispiele für tatsächliche Funktionstestelemente
Beispiele für aktuelle Funktionstests sind die Überprüfung von Stromwerten und Spannungswellenformen von Ausgangsschaltungen, LED-Beleuchtung und Schalterbetrieb, Mikrocontrollerbetrieb unter Verwendung von Mustern aus einem FPGA und Steckertrennungen.
Die Funktionen heutiger Elektronikplatinen, wie sie in elektronischen Kommunikationsgeräten wie Smartphones und fortschrittlichen elektronischen Steuerungsanwendungen in Automobilen zu finden sind, sind so komplex geworden, dass es nur wenige Fälle gibt, in denen handelsübliche Tester unverändert verwendet werden können. Die Zahl derer, die kundenspezifische Anforderungen erfüllen, steigt. Einige Hersteller bieten auch Sets an, die auf die Platine abgestimmte Peripherieschaltungen und Halterungen sowie in einigen Fällen elektromagnetische Abschirmkästen (anechoische Kästen) enthalten.