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Techniques

Le test à sondes mobiles par SEICA dépasse ses propres limites

Publication: Mars 2012

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Double rendement, réduction de la marge d’erreur et diminution des coûts par l’automatisation : aujourd’hui cela est possible simplement avec le système de test de sonde mobile : Pilot V8...
 

Vous souvenez-vous lorsque l’évaluation d’achat d’un testeur à sondes mobiles commençait par une étude des bénéfices sur ce type d’équipement de test, puis elle comprenait la vérification de la fiabilité mécanique, de manière répétitive, la mise en place des sondes et de son efficacité dans un contexte de fabrication de cartes électroniques et de test d’environnement ? Aujourd’hui l’évolution des composants, la taille des cartes plus petites et la diversification des produits, montrent à quel point il est utile voire même essentiel, d’installer un testeur à sondes mobiles, afin d’accroitre la qualité des nouvelles cartes fabriquées, et ainsi pouvoir répondre technologiquement et financièrement au processus de test in-circuit, jusqu’à présent exclusivement réservé aux gros volumes.

Les performances du test à sonde mobile ont très certainement augmenté au cours des années grâce à la comparaison du test in-circuit, à savoir, du testeur à lit de clous. L’écart entre les deux techniques de test a diminué à un tel point, que dans bien des cas, le test à sondes mobiles est définitivement préféré au lit de clous. En fait, depuis leur introduction, et bien qu’avec un coût initial considérablement plus élevé que celui du système lit de clous, les testeurs à sondes mobiles ont attiré des utilisateurs car ils ont permis de supprimer les interfaces de test, coûts pour lesquels dans bien des cas ils sont difficiles à justifier, particulièrement pour des faibles volumes de fabrication. D’autre part, les temps de test du premier testeur à sondes mobiles étaient considérablement plus longs que ceux du conventionnel testeur in-situ. Et c’est pour cette raison que le système ‘lit de clous’ continue à trouver de nombreux partisans, bien que les sondes mobiles offrent un degré de flexibilité bien plus élevé pour la modification des produits et ont considérablement diminué le temps du test de mise en route. Par-dessus tout, ils s’adaptent mieux à l’allure frénétique du marché mondial moderne, qui ne consomme pas uniquement une grosse quantité de produit, mais qui demande une évolution et une personnalisation continue.

En analysant différents ratios tels que prix/performance, temps d’installation/temps du test, prix initial/coût de la manoeuvre, habituellement utilisés par les preneurs de décisions, les testeurs à sondes mobiles ont respectueusement gagné du terrain sur les testeurs à lit de clous principalement par la miniaturisation des composants électroniques, ce qui est un défi imminent pour les designers de carte qui doivent trouver une place pour les fameux ‘test points’ (TP). Etant donné la possibilité de relier des points de plus en plus petits (magnitude d’ordre de 0.1mm) plutôt que ceux accessibles par fixation à lit de clous (minimum TP demandé d’environ 0.8mm), aujourd’hui les testeurs à sondes mobiles sont nettement préférés là où les cartes ne sont pas équipées avec des points test spécifiques et qui exigent un contact direct sur les composants CMS, afin d’atteindre une couverture de test suffisante pour répondre aux actuels besoins des standards de qualité.

Lorsqu’une carte n’est pas dessinée selon les critères du ‘design for test’ et par choix ou nécessité, les points de test ne sont pas tous répartis sur une face de la carte, on comprend tout de suite à quel point il est essentiel d’avoir un testeur capable d’accéder simultanément aux deux côtés du PCB, de manière à relier tous les composants et d’obtenir l’accès à tous les filets du circuit étant testés. Dans ce cas, beaucoup de testeurs à sondes mobiles sont significativement limités. La plupart des systèmes actuellement en place sur le marché ne permet que le test d’une seule face à la fois. Ceci limite considérablement la capacité du test et oblige les utilisateurs à créer deux programmes test pour la même carte (une pour chaque face) avec comme conséquence la perte de temps, d’argent et la perte de possibilités d’automatisation.

Le système de test Pilot V8 de Seica a été conçu pour surmonter cela et d’autres limites imposées au test de sonde mobile. C’est le seul système en son genre à avoir une conception verticale, 8 sondes mobiles (4 sur chaque face), la possibilité de tester simultanément 2 cartes, et qui peut être équipé d’un chargeur/déchargeur automatique.

Pour sonder une carte électronique simultanément des deux côtés, il est important de prendre en compte la force de gravité émise, qui affecte la structure de la carte placée horizontalement au cours d’un test. L’effet de gravité est un sujet bien connu, c’est la raison pour laquelle les testeurs à sondes mobiles qui ont une conception horizontale, sont fournis avec des supports fixes positionnés sur les faces sans sonde, afin de maintenir la structure de la carte et d’assurer un bon contact de la sonde et enfin la répétition du test. Evidemment, les supports fixes ne se déploient pas dans le cas où les sondes sont mobiles des deux côtés. Le design de conception verticale mis en place par Seica pour la sonde doubleface du Pilot V8, supprime les besoins pour les cartes à supports fixes : la force de gravité agit en parallèle (et non en perpendiculaire) en respectant la carte testée, tout en n’ayant aucun effet cependant sur sa structure. Contrairement aux sondes mobiles double-faces à conception horizontale, qui nécessitent l’utilisation d’une ou plusieurs sondes mobiles comme ‘supports fixes’, les 8 sondes de test mobile du Pilot V8 sont disponibles pour tester.

A ce stade du processus, nous pourrions penser que 8 sondes mobiles seraient vraiment ‘de trop’ pour tester des cartes électroniques désignées pour le test, avec un accès aux équipotentielles sur une face. Bien au contraire  : dans le cas présent, le Pilot V8 n’est pas surdimensionné, mais il double son rendement via sa capacité de tester simultanément deux cartes au lieu d’une seule, offrant quatre sondes mobiles (sur une face) pour la première carte et les quatre autres (sur la face opposée) pour la seconde carte. En langage courant, exécuter un programme test simple, le Pilot V8 est capable de tester deux cartes de la même longueur de temps pendant qu’une sonde système 4-6 en teste une. Cela implique une réduction de 100 % du temps de test sur la seconde carte, soit un nombre important dans le monde de la fabrication électronique, qui recherche constamment un moyen de gagner du temps, et donc de l’argent.

Une autre caractéristique commune aux sondes mobiles horizontales est leur capacité à travailler en autonomie sans la présence d’un opérateur, conjointement avec des magasins chargeur/déchargeur automatisés, depuis que la plupart sont équipés d’une carte convoyeur interne. Cette caractéristique est maintenant également disponible pour le design vertical du Pilot V8, qui peut être, sur demande, équipé d’un système de carte convoyeur interne complètement automatisée, connecté à des magasins chargeur/déchargeur automatisés pouvant tester jusqu’à 7 bacs à carte sans opérateur, ayant le potentiel d’exploiter les heures ‘lights out’ pour augmenter le débit de test de la ligne de production, avec un effet minimum sur la gestion des coûts de la ligne elle-même.

Le concept classique du testeur à sondes mobiles horizontal, avec 4 sondes mobiles sur un côté, principalement utilisé pour détecter les défauts de processus des prototypes en série limitée, constamment dirigé par un opérateur, a décidément été surpassé par des systèmes tels que celui du Pilot V8, qui fournit une véritable plateforme de test, considérablement plus puissante et versatile et utilisable de différentes manières selon les besoins du moment : depuis le test paramétrique et insitu jusqu’aux frontières du scanner et du test fonctionnel, et même à la mise sous tension des cartes avec deux sondes additionnelles, disponible en option sur le Pilot V8 (portant le nombre total de sondes mobiles à dix). La possibilité d’accéder simultanément aux deux côtés de la carte par un simple programme de test garanti une très haute couverture de vérification d’erreurs, pendant que les différentes techniques dites ‘sans vecteur’ telles que FNODE, PWMON ou Thermal Scan permettent de tester des lots de réparations en un temps très court par le biais de comparaison d’échantillons de cartes, et de faciliter la génération d’un programme test en quelques minutes, dans ce cas les données de la carte CAD ne sont pas disponibles.

En plus, si nous considérons la possibilité de tester deux cartes de la même longueur de temps comme en étant une seule, le testeur à sondes mobiles peut être utilisé, pas seulement pour un nombre limité de prototypes, mais également pour des volumes de fabrication plus importants, équivalents à des centaines de cartes par jour, chose encore inimaginable il y a encore quelque temps.

Une croissance constante en termes de performances et les possibilités de tests fournies aux utilisateurs ont permis au Pilot V8 de trouver un secteur d’application audelà du prototype et des séries du petit-à-moyen tests, incluant la réparation des cartes provenant de ce secteur et du reverse engineering, quand la réparation est difficile suite au manque de données entrées, telles que les schémas ou les fichiers CAO. Le système d’exploitation du logiciel VIVA, commun à toutes les ATEs Seica, a récemment été amélioré par le module Quick Test, lequel permet à tous les utilisateurs du système Pilot d’écrire et d’exécuter des tests fonctionnels dans un minimum de temps, en programmant correctement toutes les ressources du système, sans aucune connaissance de l’architecture interne ou de programme de langage spécifique.

Afin de compléter le programme test standard in-situ par une série de tests fonctionnels, l’utilisateur a seulement besoin d’avoir les spécifications du test fonctionnel pour les cartes en cours de test et de le décrire dans le très simple et intuitif environnement graphique Quick Test. En plus, Quick Test peut également être utilisé pour ‘guider’ le testeur dans un mode interactif et manuel, tout comme un instrument, exécutant directement les tests fonctionnels, sans avoir à utiliser le programme de test en entier. Dans ce cas, un utilisateur expert cherchant à réparer des cartes par exemple, peut utiliser le Pilot V8 comme un outil de diagnostic, être rapidement réactif avec le système test, tout en maintenant le contrôle des opérations menées jugées les plus utiles, basées d’après leur expérience. Cette capacité élimine efficacement un autre obstacle chronique dans les sondeurs mobiles : en fonction du fabricant et du logiciel utilisé, jusqu’à présent le test fonctionnel sur les testeurs mobiles a représenté un réel challenge pour le moins expérimenté des utilisateurs, demandant à la fois une connaissance approfondie du langage de programmation exclusive et du système de construction du matériel. Cette connaissance n’est plus nécessaire avec le logiciel Quick Test ; en quelques secondes, il sélectionne automatiquement et connecte les instruments de test nécessaires pour activer les tests fonctionnels demandés, positionne les sondes correctement et gère la mise sous tension des cartes en cours de test.

L’innovation continuelle commence à partir d’une plateforme commune laquelle est en permanente expansion afin de répondre aux demandes des utilisateurs : aujourd’hui le Pilot V8 résume parfaitement la philosophie de Seica dans le monde du test de carte électronique.

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