„Flexibel sein“ heißt das Motto

Spea, Fernwald-Steinbach

Der Hauptsitz von SE ist in Mönchengladbach. Im Jahre 2005 konnte eine Fertigung in Lubsko (Polen) aufgenommen werden, wo im ersten Bauabschnitt 1000 m² Produktionsfläche zur Verfügung stehen. Als Kunden stehen mittelständische Unternehmen und Geschäftsbereiche international tätiger Unternehmen im Fokus, die als Anbieter von OEM- oder Highend-Produkten ein breites Spektrum an Leistungen in Anspruch nehmen. Die Unternehmen kommen unter anderem aus der Industrie, Medizin- und Datentechnik, Mess- und Regeltechnik sowie dem Automotive-Bereich. Die Anforderungen sind dabei sehr unterschiedlich, neben Leistungselektronik für raue Umgebung werden elektronische Baugruppen und Produkte mit feinen Strukturen und Embedded-Systeme entwickelt und produziert. Um den steigenden Kundenanforderungen Rechnung zu tragen, hat SE seinen Anlagenpark im letzten Jahr erweitert, unter anderem durch einen Flying Probe-Tester.

Ulrich Dohmen, der Fertigungsleiter im Unternehmen erklärt dazu: „Durch die Entwicklungen in der Elektronikfertigung wie zum Beispiel Finepitch-Technologie, ein schnelleres time-to-market und auch die hohen Adapterkosten, waren wir irgendwann gezwungen darüber nachzudenken, wie wir unsere Produkte zukünftig elektrisch testen wollen. Wir sind seit über 10 Jahren als Dienstleister am Markt tätig und haben sehr viele Kunden mit sehr vielen verschiedenen Produkten. Wir garantieren unseren Kunden auch noch nach Jahrzehnten prüffähig zu sein – sie können sich also vorstellen wie viele Adapter wir auf Lager halten müssen. Das ist mit hohen Kosten für uns und natürlich auch für unsere Kunden verbunden. Die Fertigung der Adapter ist langwierig und kostspielig, manche sind ein kleines Vermögen wert.“ Immerhin werden teilweise sechs bis acht Wochen für den Bau benötigt. Heutzutage müssen unsere Kunden ihre Produkte aber so schnell wie möglich auf den Markt bringen, d. h. je schneller sie prüffähig sind, um so schneller kommt das Produkt in den Verkauf. Also musste ein System her, mit dem innerhalb weniger Tage elektrische Tests durchzuführen sind. Ein adapterloses Testgerät benötigt lediglich die Programmerstellungszeit, um prüfbereit zu sein, und durch eine entsprechende CAD-Anbindung ist dies in wenigen Tagen zu bewerkstelligen. Und auch Redesigns in der Entwicklungsphase sind kein Problem. Eine einfache Anpassung des Prüfprogramms genügt und man ist wieder testfähig. So kann der Kunde noch während der Entwicklungsphase erste Tests durchführen“.

Der Nachteil des Flying Prober zum Incircuit-Tester liegt klar in der Geschwindigkeit. Doch die Mönchengladbacher setzen ihn in der Prototypenfertigung und für kleine und mittlere Fertigungs-Losgrößen ein, so dass die Testgeschwindigkeit keine entscheidende Rolle spielt.

So hat man sich dann auf dem ATE (Automatic Test Equipment)-Markt umgesehen und sich mit mehreren Herstellern und Lieferanten von Flying Probe-Testern beschäftigt. Zuerst aus Datenblättern heraus Leistungsdaten und natürlich den Preis verglichen. Am Ende blieben zwei Anbieter, die für das Unternehmen in Frage kamen. „Neben der Leistungsfähigkeit des Testers war für uns wichtig, einen Partner zu haben, der am Markt etabliert ist und schon eine Reihe von Systemen installiert hat, und von dem wir wissen, dass diese Systeme zuverlässig funktionieren. Auch sollte der Partner nicht schnell wieder vom Markt verschwinden, damit die Zukunftsfähigkeit der Systeme sowie ein langfristiger Service und Support garantiert sind,“ so Dohmen. „Und da war Spea eben derjenige, mit einem leistungsfähigen System, den meisten Installationen und einer langjährigen Marktpräsenz.“ Und so hat man sich für den Flying Prober SPEA 4040 Hi-line entschieden. Weltweit sind bereits mehr als 360 SPEA 4040-Systeme installiert.

Der Spea 4040 ist das einzige System am Markt, dessen Antriebskonzept auf Linearmotoren, luftgelagerten Achsen und closed loop basiert. Durch die Luftlagerung ist der Antrieb völlig verschleißfrei und die Linearmotoren garantieren eine Genauigkeit, die ein System mit Spindelantrieb oder Planarmotoren nicht erreichen kann. Die Z-Achse ist in Hub und Andruckkraft frei programmierbar und kann damit dem Höhenprofil der Baugruppe optimal angepasst werden. Auch besitzt der Tester eine Soft-Landing-Funktion, die sowohl für das komplette Testprogramm als auch selektiv für einzelne Testpunkte eingesetzt werden kann. Diese Funktion kommt besonders bei der Prüfung hochempfindlicher Keramik-Hybride aus der Luft- und Raumfahrttechnik zum Einsatz.

Der bei SE installierte Tester ist zusätzlich mit NET-Test ausgestattet. NET-Test bestimmt die charakteristischen Eigenschaften der Netze, wozu induktive, kapazitive, Widerstands- und Halbleitertests durchgeführt werden. Diese Messungen optimieren nicht nur den Kurzschlusstest, sondern erfassen auch eine große Anzahl analoger Komponenten (Pullup/Pulldown, Kondensatoren usw.), deren explizite Messung dann im ICT eingespart werden kann. Der Tester kontaktiert die Baugruppe mit vier Nadeln von oben, das Modell Spea 4040 Multimode kontaktiert diese auch von unten. Durch die integrierte Kamera besteht die Möglichkeit einer optischen Inspektion zeitgleich zum elektrischen Test. Ein 35-mm-Bauteil stellt für den Tester kein Problem dar, für höhere Bauteile können No-Fly-Zonen festgelegt werden. Die Software ermittelt die optimalen Verfahrwege und berücksichtigt automatisch das Höhenprofil des Prüflings. Der Tester ist für den Test von Finepitch optimiert und prüft problemlos 0201-Bauteile. Dabei benötigt er keine Prüfpads, sondern kontaktiert jeden beliebigen Punkt und Flächen selbst kleiner 0,08 mm. Er testet Baugruppen mit Abmessungen von bis zu 685 x 610 mm.

Der EMS-Provider hat den Flying Prober im Hinblick auf zu erwartende Projekte im September letzten Jahres angeschafft. Mehrere Kundenprojekte laufen bereits erfolgreich auf dem System. Die Prüfung einer durch die Entwicklungsabteilung von SE für einen Kunden aus der Energietechnik-Branche entwickelten elektronischen Baugruppe auf dem Flying-Probe, wird derzeit realisiert. Sollte das Produkt dann in höheren Serien gefertigt werden weicht man auf den Incircuit-Tester aus. Sämtliche Neuanläufe von Produkten oder Projekten sollen zunächst auf den Spea 4040 aufgesetzt werden. Ulrich Dohmen zur Strategie des Unternehmens: „Um als Dienstleister überhaupt bei der Lieferantenauswahl in den engeren Kreis der fünf letzten zu kommen, muss man ein bestimmtes Dienstleistungsportfolio anbieten. Da ist bei uns klar die Strategie, dass wir manche Technologien auch im Vorgriff aufnehmen. Nur so können wir mit Dienstleistern, die sich im ähnlichen Preissegment bewegen wie wir, dank unseres Anlagenparks mitspielen. Wir haben z. B. einen Kunden, der Gerätehersteller im Bereich der Sicherheitstechnik ist. Um für seine Produkte die Zulassung zu bekommen, muss er spezielle Messungen durchführen. Diese müssen in einem Datenfile dokumentiert werden, das mit dem Produkt als Nachweis aller sicherheitstechnischen Messungen an den Kunden geliefert wird. Ohne ein Flying Probe System würden wir den Auftrag gar nicht bekommen. In Zukunft werden immer mehr Baugruppen auf dem Flying Probe geprüft werden. Hierfür gibt es verschiedene Gründe. Neben fehlenden Prüfpads im Zuge der Finepitch-Technologie und dem Druck des schnellen time-to-market spielen auch die sehr viel kleineren Fehlerraten durch die SMD-Bestückung eine Rolle. Hatte man früher eine Turn-On-Rate von 95 %, so sind es heute 95 bis 98 % auf Baugruppenebene. Auch haben wir ein AOI vorgeschaltet, so dass bereits im Vorfeld viele Fehlerbilder ausgeschaltet sind. Nach dem optischen Test führt der Flying Probe dann den elektrischen Test in der für das Produkt notwendigen Testtiefe durch.“ Für die Zukunft ist die Nachrüstung mit Boundary Scan angedacht, da es schon einige Kundenanfragen in dieser Richtung gab. Dabei kann sowohl die Boundary Scan-Lösung von Göpel als auch von Jtag in den Spea 4040 integriert werden. Nach der Installation des Testers in Mönchengladbach absolvierten zwei Mitarbeiter von SE bei Spea ein jeweils einwöchiges Basistraining und Advanced Training. Eine direkte Anbindung über Internet zum Testerhersteller stellt eine sofortige Hilfe im Notfall sicher. (dj)

SMT, Stand 7-147

www.spea-ate.de & www.schlafhorst-electronics.de

EPP 511