PCB testen - Wie viel und wann?

Nach der Herstellung sollte Ihr Produkt einer Qualitätskontrolle unterzogen werden, um sicherzustellen, dass es seinen Zweck erfüllt und den Erwartungen des Kunden entspricht. Die Frage ist nur, wie viele Tests und in welchem Produktionsstadium? Es besteht kein Zweifel daran, dass jeder Aspekt Ihres Produkts vor dem Versand geprüft werden sollte, aber wenn Sie während des Produktionsprozesses kurze Zwischentests durchführen, können Sie am Fließband viele Stunden Zeit sparen, und Sie müssen viel weniger Leiterplatten nachbearbeiten.

Einheits- vs. Funktionstests

Im Laufe unserer Erfahrungen mit dem Testen und Ausliefern von Hardware bei Opulo haben wir festgestellt, dass es nützlich ist, das Testen von Leiterplatten zu unterteilen in das Testen von Einheiten und das Testen von Funktionen. Einheitstests sind Tests von kleinen Segmenten einer Schaltung, bei denen die Frage im Vordergrund steht: "Ist dieser Pin richtig verlötet? Dies wird in der Regel mit Pogo-Pin-Vorrichtungen durchgeführt, bei denen eine Reihe von kleinen, federbelasteten elektrischen Kontakten auf die zu prüfende Leiterplatte ausgerichtet und in die Leiterplatte gedrückt wird, um die Verbindung zu prüfen. Der Test ist nicht notwendigerweise eine Funktionsprüfung der Leiterplatte, sondern lediglich eine Prüfung, ob alle Bauteile auf der Leiterplatte mit den richtigen Anschlüssen verbunden sind. Bei einem Beispielprodukt, einem Motortreiber, würde ein Einheitstest beispielsweise prüfen, ob der Motortreiber-Chip korrekt mit allen IO-Pins auf der Platine verbunden ist und ob alle Konfigurationspins richtig nach oben oder unten gezogen werden.
 
Bei Funktionstests geht es mehr um die Art und Weise der Funktion der Karte. Dabei wird die Karte in den Händen des Kunden tatsächlich für den beabsichtigten Zweck verwendet, und es wird geprüft, ob sie korrekt funktioniert. Da diese Tests länger dauern und mehr manuelle Arbeit erfordern, sollten sie normalerweise nach den Unit-Tests durchgeführt werden. Es ist immer besser, einen kalten Lötpunkt durch einen schnellen Einheitstest festzustellen, als durch einen zeitaufwendigen Funktionstest, bei dem die Platine zur Reparatur aus dem Produkt ausgebaut werden muss. Im Beispiel der Motoransteuerung besteht der Funktionstest aus dem Anschluss eines Motors an die Leiterplatte und der Überprüfung, ob er in allen unterstützten Konfigurationen betrieben werden kann.
 

Einheit vor der Montage, funktionsfähig beim Auspacken

Obwohl zwei vollständige Produkttests erforderlich sind, haben wir festgestellt, dass wir langfristig Zeit sparen, wenn wir unsere Leiterplatten vor der Bestückung einzeln testen und vor dem Verpacken einen abschließenden Funktionstest durchführen. Mit Hilfe des Einheitstests können 95 % der Bestückungsfehler vor dem Einbau der Leiterplatte in das Produktgehäuse erkannt werden. Dadurch entfällt das Zerlegen des Produkts für Nacharbeiten, was eine enorme Zeitersparnis bedeutet.
 
Selbst wenn wir bereits alle Anschlüsse prüfen, können Fehler auftreten, die erst nach der Montage sichtbar werden. Um die letzten 5 % der Fehler aufzuspüren, kommt der Funktionstest ins Spiel. Hier wird sichergestellt, dass das Produkt, wie zum Beispiel unser Bestückungsautomat, so funktioniert, wie der Kunde es sich vorstellt. Auch fehlerhafte Komponenten in einem Produkt, die nicht Teil der PCBA sind, können so gefunden werden.
 
Bei der Herstellung eines Hardwareprodukts ist das Testen ein zeitaufwändiger, aber unglaublich notwendiger Teil. Gründlichkeit bei der Arbeit und Minimierung der Zeit in der Produktionslinie sind ein sehr empfindlicher Balanceakt, der absolut präzise angegangen werden muss.