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Collaudo Flying Probe: la Quarta dimensione

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    Implementazione di nuove tecnologie

    Considerevoli investimenti in Ricerca e Sviluppo

Chi pensa che un ATE flying probe debba muovere le proprie sonde nelle sole tre dimensioni XYZ dello spazio fisico per collaudare una scheda elettronica non ha tenuto conto della quarta dimensione, oggi decisamente la più importante, ovvero il TEMPO, il CAMBIAMENTO.

Nessuno si spaventi, parleremo di collaudo di schede elettroniche di oggi e di domani e non tratteremo qui né di meccanica quantistica né della teoria della relatività che Albert Einstein ha divulgato oltre un secolo fa, ma l’esistenza di uno spazio a quattro dimensioni, dove il tempo la fa da padrone assoluto è una realtà inconfutabile con la quale molti produttori di schede sembrano paradossalmente ancora non volersi confrontare completamente e cercheremo qui di fornire loro qualche utile suggerimento per stare al passo con i tempi

La dimensione temporale del collaudo elettrico di schede ed apparati elettronici ha diverse sfumature, che contribuiscono tutte indistintamente ed in maniera sostanziale all’efficacia più o meno elevata del collaudo stesso, determinandone il vero valore aggiunto per la qualità del  prodotto e costituendo spesso un fattore fondamentale  per rimanere in corsa in un mercato estremamente competitivo e globalizzato. Parlando di sistemi di collaudo di tipo flying probe in generale si pensa al tempo di preparazione del programma di test, al tempo di esecuzione del collaudo di una scheda, al tempo di programmazione di dispositivi digitali, al tempo di carico/scarico o di “handling” di una scheda che viene inserita nell’ATE, ma spesso si trascura ad esempio  il tempo che verrà impiegato nel riparare una scheda perché il collaudo non è stato sufficientemente esaustivo e soprattutto non si pensa al cambiamento che alcuni sistemi a sonde mobili hanno introdotto negli ultimi anni a livello di prestazioni, rimanendo ancorati a vecchi schemi e vecchi concetti quando invece le schede elettroniche evolvono tecnologicamente a velocità elevatissima.

Facciamo un esempio, dove comunque un po’ di fisica ci viene in aiuto:  molti di coloro che pensano all’acquisto di un sistema a sonde mobili valutano la velocità del sistema di movimentazione delle sonde in XYZ, facendosi attrarre da accelerazioni dei  motori a “10 g”, degne dell’ormai pensionato space shuttle, senza realizzare che la velocità del collaudo di oggi si ottiene facendo meno misure a parità di copertura guasti, con algoritmi software, in maniera intelligente e non pensando di sfrecciare a 1000 km/h su uno spazio di 30 cm (la dimensione della scheda), dove evidentemente si è sempre in accelerazione e frenata e le velocità massime non vengono mai nemmeno lontanamente sfiorate.  Esistono ad esempio nuove tecniche di collaudo a sonde mobili per il rilevamento dei cortocircuiti, che a fronte di una scheda con 1000 net, dove i cortocircuiti possibili sono 499500 e quindi sarebbero necessarie 499500 misure per provare l’assenza di tutti, effettuano il collaudo completo con il 100% di copertura e con sole 999 misure!  Questo è risparmiare tempo…

Altro esempio: sono sempre più numerosi coloro che si vedono costretti ad accedere ad entrambi i lati della scheda per poter effettuare il collaudo, dato che l’accesso alle net da un solo lato diventa sempre più proibitivo, a causa della continua miniaturizzazione dei componenti che consentono di realizzare schede di dimensioni sempre più piccole; ebbene, è incredibilmente elevato il numero di coloro che pensano di dotarsi di un sistema con sonde mobili solo da un lato e poi realizzano due programmi di collaudo, uno per il lato top ed uno per il lato bottom della scheda…ma ha senso quando sul mercato esistono sistemi con quattro sonde per lato che collaudano perfettamente tutta la scheda contattandola da entrambi i lati contemporanemente? Non si risparmia forse tempo di handling? Non si risparmia tempo a fare un programma anziché due? Non si ha una maggior copertura degli open sulle piste interrotte che passano da un lato all’altro della scheda? (non testabili con due programmi singoli!).

Ulteriore esempio: c’è chi pensa che un sistema a sonde mobili con quattro sonde per lato (quindi otto in totale) sia inutile se si hanno tutti i test point da un lato solo e quindi si abbia l’accesso completo a tutte le net su una sola faccia della scheda, ma forse non tutti sanno che in quel caso con otto sonde si possono collaudare due schede in contemporanea raddoppiando la produttività! (raddoppio della produttività non equivale a guadagnare un sacco di tempo?)

Un’ultima annotazione va indirizzata sicuramente a coloro che dimenticano l’esistenza della forza di gravità, che necessariamente affligge anche le schede elettroniche, incurvandole sotto il peso dei componenti quando non vengono supportate dal lato inferiore da contrasti fissi all’interno dell’ATE flying probe e quindi rendendo praticamente inutilizzabili le sonde mobili poste eventualmente da quel  lato. Un metodo molto semplice per evitare che la scheda fletta sotto il peso dei componenti è quello di posizionarla verticalmente e non orizzontalmente all’interno del sistema a sonde mobili e la forza di gravità agirà lungo la verticale del circuito stampato e non perpendicolare ad esso, lasciando la scheda perfettamente piana e consentendole di essere sondata con precisione da entrambi i lati da parte di aghi mobili…(anche qui la fisica di base spiega molto bene una realtà inconfutabile)

Ci sono molti altri esempi simili che potrebbero essere portati a supporto di una tesi molto semplice: il collaudo a sonde mobili da qualche anno è decisamente cambiato, chi pensa che con i sistemi flying probe ci si debba limitare a testare i cortocircuiti ed i componenti passivi non ha colto il cambiamento in atto e sta perdendo occasioni importanti per alimentare la scheda e fare collaudo funzionale, test termico, verifica ottica di LED, programmazione on board di microcontrollori e boundary scan attraverso le sonde mobili, test di memorie DDR2 e DDR3 “at speed” ecc…ecc…

Seica S.p.A., leader mondiale nella progettazione, realizzazione, vendita e supporto di ATE a sonde mobili per il collaudo completo di schede elettroniche  è al passo con il cambiamento sopracitato ed ha recentemente introdotto sul mercato una nuova linea di ATE a sonde mobili denominata Pilot 4D, caratterizzati da un elevato tasso d’innovazione e di tecnologia all’avanguardia assolutamente unici nel loro genere. I vari modelli di ATE a sonde mobili V8, M4, L4 e H4 della linea  Pilot 4D sono dotati di eccezionali nuove prestazioni, che consentono di aumentare la velocità di test ed il tasso di copertura guasti (non basta andar veloci, lo scopo da non perdere di vista è fare le misure!) anche su schede di tecnologia di ultimissima generazione ed estremamente complesse:  basti pensare ad esempio alla possibilità di spingersi  oltre il collaudo dei componenti  SMD 01005, arrivando a posizionarsi con estrema ripetibilità e precisione anche sui nuovi package 03015 metrici che hanno dimensioni ancora più minuscole.

Grazie ad un nuovo gruppo di telecamere ad elevatissima risoluzione ed al nuovo sistema di contattazione delicata, garantita e misurata che non lascia alcuna traccia visibile sul circuito collaudato, i sistemi Pilot 4D si rivelano perfettamente adatti al test  di prodotti di dimensioni molto piccole e ad alta densità di componenti di qualsiasi natura, garantendo accessibilità anche alle net più “scomode” da raggiungere in assenza dei tradizionali test point, ormai sempre più in via d’estinzione per i motivi citati in precedenza

Sfruttando il nuovo software VIVA 3.0 e le nuove periferiche di misura distribuite sulle sonde, i sistemi della linea Pilot 4D consentono la messa in opera di molteplici tecniche di test elettrico, ottico e termico, tra cui spiccano il potenziamento del  collaudo e della programmazione on board digitali di componenti complessi, la rilevazione accurata della polarità dei condensatori mediante tecniche non invasive e la caratterizzazione di LED secondo le più stringenti specifiche imposte dal settore automotive.

Inoltre, i sistemi della linea Pilot 4D  trovano applicazione in quattro ambiti ben distinti della vita di una scheda elettronica: 1) la fase della prototipazione, dove la messa in opera del collaudo in pochi minuti a partire dai dati CAD può fornire un immediato feedback sulla progettazione corretta del prodotto che sta nascendo   2) la fase di produzione, dove grazie all’automazione del carico/scarico della scheda,  disponibile anche nei sistemi ad architettura verticale con sonde mobili da entrambi i lati, i sistemi Pilot 4D  garantiscono il collaudo di centinaia di schede al giorno senza fungere da collo di bottiglia per il processo produttivo come avviene per sistemi a sonde mobili molto meno evoluti e non paragonabili ai Pilot 4D  3) la fase di riparazione, dove la messa in opera di una quindicina di tecniche di test diverse, completamente automatiche e complementari tra loro favorisce la massimizzazione del  tasso di copertura, grazie soprattutto all’alimentazione della scheda da collaudare ed al collaudo funzionale che di conseguenza viene reso possibile sia a livello analogico che digitale 4) il reverse engineering, spesso utile nella fase preliminare alla riparazione, per la ricostruzione degli schemi elettrici e dei dati CAD eventualmente  non disponibili su prodotti relativamente datati ma di cui occorre garantire un’operatività prolungata nel tempo (tipica applicazione nel campo avionico, ferroviario, militare).

I sistemi Pilot 4Drappresentano indubbiamente una nuova dimensione dell’ATE flying probe, la quarta dimensione appunto, dove il concetto di tempo inteso come risorsa preziosa da risparmiare ma anche come evoluzione e cambiamento da seguire e perseguire continuamente è stato esasperato alla quarta potenza:  quattro modelli per ogni esigenza ed ogni budget d’investimento, quattro campi di applicazione che ne arricchiscono continuamente le prestazioni e soprattutto come detto  il superamento delle tre dimensioni di movimentazione XYZ, con massima attenzione alla dimensione tempo, la variabile che oggi condiziona maggiormente ogni processo industriale.  Gli ATE Pilot 4D   sono stati concepiti per minimizzare ovviamente il tempo di preparazione dei programmi di test ed il tempo di collaudo di una scheda ma al contrario di altri che non se ne preoccupano, anche il tempo di riparazione di un prodotto diagnosticato come guasto: per coloro che guardano al futuro ed il futuro è cambiamento,  è tempo di conoscere la linea Pilot 4D   se si vuole cambiare in meglio