In-Circuit-Tests (ICT) sind einer der wichtigsten Prozesse in der Leiterplattenherstellung. Dabei können Fertigungsfehler an Leiterplatten (PCBs) analysiert werden. Zu den Problemen zählen Lötprobleme, mangelhafte Bauteile und elektrische Verbindungsprobleme. ICT unterstützt Hersteller dabei, diese Mängel zu beseitigen und so die Kunden zu schützen.

Mit dem Wachstum der Elektronikindustrie ist der Einsatz von Testlösungen, einschließlich ICT-Tests, für diese Branche unverzichtbar und ergänzend geworden. Da der PCB-Markt bis 72.7 weltweit voraussichtlich ein Volumen von über 2026 Milliarden US-Dollar erreichen wird, ist der Einsatz von Testmethoden wie ICT zur Qualitätssicherung und Reduzierung von Rückrufaktionen von größter Bedeutung.

Nach der Lektüre dieses Artikels erfahren Sie, wie wichtig IKT ist, wie sie funktioniert und warum sie entscheidend zur Vermeidung potenzieller Probleme bei der Leiterplattenproduktion beiträgt. Sie erfahren, wie die Tests durchgeführt werden, welche Geräte dafür verwendet werden und warum Tests für Elektronikhersteller wichtig und nützlich sind.

Bedeutung von IKT im PCB-Test und in der Elektronikfertigung

Im PCB-Test

ICT-Tests sind wichtig, um sicherzustellen, dass jedes Element auf einer Leiterplatte richtig positioniert und funktionsfähig ist. Elektrische Sonden werden zur Diagnose von Problemen eingesetzt. Diese Probleme können Lötfehler, Kurzschlüsse und Versetzungen sein.

Es hilft bei der Entfernung fehlerhafter Leiterplatten, die während des Herstellungsprozesses entstanden sind. Es trägt auch dazu bei, Gesamtausfälle zu vermeiden und Kosten zu sparen. Ergebnisse von Studien, die in der IKT-Branche durchgeführt wurden, zeigen, dass sich mithilfe der IKT-Methode etwa 30 Prozent der PCB-Fehler identifizieren lassen, wodurch die Fertigungseffizienz verbessert werden kann.

In der Elektronikfertigung

In der Elektronikfertigung spielen ICT-Tests eine entscheidende Rolle bei der Qualitätsprüfung von Leiterplatten, dem Herzstück jedes elektronischen Geräts. Hersteller können Fehler schnell erkennen, wenn sie ICT-Maschinen in ihre Produktionslinien integrieren. Dies steigert die Effizienz und minimiert gleichzeitig den Zeitverlust. Der Stromverbrauch von ICT-Geräten steigt, daher garantieren ICT-Tests Produkte, die den Branchentrends entsprechen.

Vor- und Nachteile von IKT-Tests

In-Circuit-Tests (ICT) bieten beim PCB-Test zahlreiche Vorteile und verschaffen den Herstellern dadurch mehrere Vorteile.

Vorteile von IKT-Tests

1. Hochfehlerdeckung: Es erkennt effektiv Probleme wie Kurzschlüsse, fehlende Komponenten und Lötfehler und führt bis zu 90 % oder mehr der PCB-Tests durch.

2. Geschwindigkeit: ICT-Maschinen können mehrere Platinen in einem Zyklus testen und die Produktionsleistung erheblich steigern.

3. Benutzerfreundlich: Mit einem Standard-ICT-Testadapter ist es möglich, Tests ohne extremen Fokus auf spezifisches Wissen durchzuführen.

Nachteile von IKT-Tests

IKT-Tests haben jedoch auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden sollten.

1.   Ersteinrichtungskosten: Zwar erweist sich IKT auf lange Sicht als günstiger, doch können die Anlaufkosten für IKT-Maschinen und Testvorrichtungen besonders für die kleinen Marktteilnehmer sehr hoch sein.

2.   Beschränkt auf einfache Tests: IKT eignet sich hervorragend zum Erkennen regelmäßiger Fehler und könnte bei der Erkennung ungewöhnlicher oder anderer Besonderheiten von Platinen noch besser sein.

3.   Physischer Zugang erforderlich: Um IKT zu betreiben, muss man die Platine berühren. Daher ist eine Anwendung auf kompakten oder dicht gepackten Platinen nicht möglich.

IKT-Testprinzip

Dieser als In-Circuit-Test (ICT) bezeichnete Prozess vereinfacht die Funktionsprüfung der Schaltungen auf Leiterplatten und die Identifizierung fehlerhafter Komponenten. Dazu gehört der Einsatz von Sonden zur Erkennung von Kurzschlüssen sowie verschiedene Tests wie Ein- und Ausschalten. Hier sind einige wichtige Grundsätze:

Arten von Prüfvorrichtungen:

• Nagelbett: Es verwendet federbelastete Stifte zum Einrasten bestimmter Testpunkte auf den Leiterplatten.

• Fliegende Sonde: Es wird mit abnehmbaren Sonden geliefert, die sich zum Testen kleiner Mengen/von Änderungsmengen oder zur Entwicklung von Prototypplatinen ohne Vorrichtung eignen.

• Pogo-Pin: Es ist für die hochdichte und präzise Sondierung verantwortlich und wird aufgrund seiner Haltbarkeit verwendet.

Benutzerdefinierte Testprogramme: 

Jede IKT-Maschine wird mit dem PCB-Design individuell angepasst, um die Komponenten zu prüfen und anhand der Knotenreaktionen zu entscheiden, ob sie den Anforderungen entsprechen oder nicht.

Fehlererkennung und Diagnose: 

Aus diesem Grund erkennt ICT Probleme wie schlechte Lötstellen oder falsche Verbindungen von Komponenten schnell und sorgt für eine frühzeitige Korrektur.

Durch IKT-Tests können Hersteller somit qualitativ hochwertige Leiterplatten identifizieren, herstellen und liefern und gleichzeitig angemessene Produktionskosten einhalten.

IKT-Testmethoden

In-Circuit-Tests (ICT) umfassen die Techniken zum Testen von Leiterplatten, um sicherzustellen, dass sie fehlerfrei und mit Fehlern die gewünschte Leistung erbringen. Jede Methode dient einem bestimmten Zweck und bietet somit unterschiedliche Vorteile und erfüllt unterschiedliche Testzwecke. Hier ist ein genauerer Blick auf die wichtigsten ICT-Testmethoden der Branche:

• Ausschalttest: Verbindet die Platine ohne Strom und erkennt Probleme, z. B. Lötfehler. Es erkennt bis zu 80 % der Löt- oder IPC-Probleme.

• Einschalttest: Testet die Platine unter Spannung und untersucht die Defekte, die bei eingeschalteter Platine auftreten. Es kann bis zu 70 % der von Betriebsstörungen im Systembetrieb.

• Boundary Scan-Tests (JTAG): Wird zum Testen des Inneren und der Verbindung komplizierter Schaltkreise verwendet; kann über 90 % der Fehlerraten dichter Leiterplatten abdecken.

• Nagelbett: Verwendet eine integrierte Teststruktur mit zahlreichen Sonden, die alle Punkte auf der Platine prüfen; bis zu 95 % Fehlerabdeckung; perfekt für die Massenproduktion.

IKT-Testprozess

Der ICT-Testprozess umfasst mehrere wichtige Schritte, um sicherzustellen, dass Leiterplatten frei von Defekten sind und effektiv funktionieren. Dieser Prozess kombiniert verschiedene Teststrategien und -ansätze, die zur Bewertung der Leiterplattenqualität eingesetzt werden.

1. Zubereitung: Der Prozess beginnt mit der detaillierten Vorbereitung der Leiterplatte und der ICT-Testvorrichtung. Die Leiterplatte wird wieder auf die Testvorrichtung gelegt, wo elektrische Sonden mit bestimmten Punkten auf der Leiterplatte in Kontakt gebracht werden.

2. Programmierung: In die ICT-Maschine wird ein Testprogramm eingegeben, das die Parameter und Bedingungen des Tests angibt. Im Rahmen dieses Programms werden Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften jedes Knotens/Steckers auf der Leiterplatte definiert.

3. Testing: Die IKT-Maschine nutzt elektrische Signale, die durch die Testpunkte auf der Leiterplatte geleitet werden. Die Maschine erfasst Eingangswiderstand, Kapazität und Spannung und prüft, ob sie den Betriebswerten entsprechen.

4. Analyse: Die aus den Tests gewonnenen Daten werden anschließend mit den theoretischen Werten verglichen, um die Abweichung zu ermitteln. Dieser Prozess ermöglicht es der IKT-Maschine, alle im Test festgestellten Defekte oder Anomalien zu markieren.

5. Reporting: Nach dem Test wird ein Bericht über die festgestellten Fehler erstellt, der Informationen zum Fehlerbereich enthält. Dieser Bericht hilft den Herstellern, Probleme zu ermitteln und zu beheben, bevor die Platinen für die weiteren Bearbeitungsschritte freigegeben werden.

6. Korrektur: Durch die Tests kann ein Hersteller Änderungen oder sogar Reparaturen an der Leiterplatte vornehmen. Dies hilft, minderwertige Leiterplatten herauszufiltern und sicherzustellen, dass nur die besten Leiterplatten in die Endmontage und Auslieferung gelangen.

Im In-Circuit-Test getestete Komponenten

Beim In-Circuit-Test (ICT) können verschiedene Komponenten auf der Leiterplatte auf ihre Funktionalität und Position geprüft werden. Folgende Komponenten werden typischerweise im Rahmen des ICT-Prozesses getestet:

• Widerstände: ICT misst Widerstände, um sicherzustellen, dass sie die erforderlichen Toleranzwerte aufweisen. Wie bereits erwähnt, wirken sich unterschiedliche Werte der Komponenten auf die gesamte Schaltung aus.

• Kondensatoren: Mit dem Testverfahren wird die Kapazität von Kondensatoren quantifiziert, um sicherzustellen, dass die Kondensatoren innerhalb ihrer Parameter arbeiten. Dies hilft, zeit- und filterbedingte Probleme zu vermeiden.

• Dioden: Mittels ICT werden die Vorwärts- und Rückwärtsspannungseigenschaften von Dioden überprüft. Dadurch wird sichergestellt, dass die Dioden an ihrem vorgesehenen Platz sind und ordnungsgemäß funktionieren.

• Integrierte Schaltkreise (ICs): Es ist unbedingt sicherzustellen, dass alle Pins und Verbindungen mit IKT ordnungsgemäß funktionieren und alle Arten von ICs von IKT überprüft werden. Dies hilft bei der Erkennung von Fehlern, insbesondere in komplexen Schaltungsteilen, die sich auf die Funktion der gesamten Schaltung auswirken können.

• Anschlüsse und Pins: IKT bedeutet, dass die Anschlüsse bzw. Pins bereits korrekt ausgerichtet bzw. angeschlossen sind. In den meisten Fällen kann es bei den Anschlüssen zu Problemen bei der Signalübertragung kommen oder es kann sogar zu unregelmäßigen Ausfällen kommen.

Defekte, die ICT-Tests in Leiterplatten erkennen können

ICT-Tests sollen Fehler in Leiterplatten erkennen, sodass nur fehlerfreie Leiterplatten in die Fertigung gelangen. Zu den häufigsten durch ICT erkannten Mängeln gehören:

• Lötfehler: Die Identifizierung von Lötfehlern wie Lötbrücken, kalten Lötstellen und fehlenden Lötstellen ist durchaus möglich. Die Erkennung dieser Fehler ist unerlässlich, da sie Kurzschlüsse oder unterbrochene Verbindungen verursachen können.

• Falsch platzierte Komponenten: ICT erkennt Teile, die ungünstig positioniert oder nicht richtig befestigt sind, was wahrscheinlich zu einem Ausfall des Schaltkreissystems führen kann.

• Offene Stromkreise: Durch ICT-Tests werden außerdem offene Stromkreiszustände erkannt, wenn die elektrischen Pfade unterbrochen sind, kein Strom fließt oder es zu einem Stromkreisausfall kommt.

• Wertekonflikte: Ziel des Tests ist es, diejenigen Komponenten einer Schaltung zu identifizieren, deren Werte außerhalb der Toleranz liegen, was die Leistung und Gebrauchstauglichkeit der Schaltung beeinträchtigen kann.

• Falsche Komponententypen: IKT kann fehlerhafte Teile erkennen, wodurch es möglich wird, die Elemente im Design zu überprüfen, ob alle Elemente korrekt sind.

• Fehlerhafte Verbindungen: Nachdem die Probleme mit Durchkontaktierungen, Pads und Leiterbahnen identifiziert wurden, konnten auch korrekte elektrische Verbindungen zur Leiterplatte hergestellt werden.

Fazit

Leiterplattentests sind unerlässlich. Eine der hierfür notwendigen Methoden ist der In-Circuit-Test (ICT). Dieser Test ergänzt die herkömmlichen Testmethoden wie Power-Off-Test, Power-On-Test, Boundary-Scan-Test und Nagelbett-Test, um Defekte bereits im Anfangsstadium der Fertigung zu identifizieren. Dies geschieht mit dem ICT-Gerät, das quantitative Messergebnisse und qualitative Fehleranalysen liefert.

Um die effektivste Testmöglichkeit für Kunden zu ermitteln, wurde der ICT-Test von PCBasic entwickelt. Basierend auf dem Modell wurde er entwickelt, um die korrekte Testfähigkeit zu verbessern. Die Zertifizierung als autorisierter, vertrauenswürdiger Tester gibt Ihnen die Gewissheit, dass die Technologie den Industriestandards entspricht und Ihre Leiterplatten umfassend geprüft werden.

FAQs

1. Was ist eine ICT-Testvorrichtung: Warum ist sie wichtig?

Eine ICT-Prüfvorrichtung stützt und klemmt die Leiterplatte während des Tests und ist physisch mit der ICT-Maschine verbunden, um die Messungen durchzuführen. Dies ist insbesondere bei der Durchführung von Tests äußerst wichtig, um genaue und konsistente Ergebnisse sicherzustellen.

2. Welche Arten von IKT-Testvorrichtungen gibt es?

Normalerweise gibt es Nagelbettvorrichtungen, die viele Sonden erfordern, und die Vorrichtungen für Platinen variieren. Beide haben ihre Vor- und Nachteile, aber alles hängt davon ab, ob eine komplizierte Leiterplatte hergestellt und/oder Tests durchgeführt werden müssen.

3. Der IKT-Test vs. der Funktionstest

ICT-Tests decken Herstellungsfehler, wie z. B. Lötprobleme, bei ausgeschalteter Platine auf, während Funktionstests im eingeschalteten Zustand durchgeführt werden. Beide sind wichtig und müssen implementiert werden, um ein ganzheitliches System zur Qualitätsbewertung zu gewährleisten.

4. Warum ist ein zertifizierter Trusted Tester für IKT-Tests wichtig?

Die Trusted Tester-Zertifizierung bestätigt, dass die IKT-Maschine und die Testverfahren bekannten Benchmarks entsprechen und stets zuverlässige und genaue Ergebnisse liefern können.