Kostengünstig mit universellem Testcenter prüfen

Zur Gründungszeit von Spea waren die amerikanischen Testerhersteller dominant am Markt, allerdings hatten die damaligen In-Circuit-Tester (ICT) keine Möglichkeit, Leistungskomponenten zu testen. „Deshalb haben wir den ICT mit der Möglichkeit zum Testen von Leistungskomponenten in den Stromversorgungs-Baugruppen entwickelt. Wir wuchsen und wurden bekannt für das Know-how zum Testen der analogen Leistungshalbleiter. In den 80er Jahren fügten wir den Digitaltest zum analogen ICT hinzu. Damit hatten wir das Testsystem Unitest, das bis heute im Einsatz ist. Es wird natürlich ständig modernisiert und aktualisiert, aber das Konzept ist gleichgeblieben“, erinnert sich Bonaria. Dieses differenziere sein Unternehmen von allen anderen Tester-Firmen, die sich mehr auf den Test von digitalen Computer- und Telekommunikations-Boards konzentrierten. Zu dieser Zeit wurde auch eine Reparaturstation für die zentrale Instandsetzung entwickelt. 1995 wurde der Flying-Probe-Tester vorgestellt, und parallel dazu ein Halbleitertester entwickelt. „Es war eine gute Entscheidung in alle diese Bereiche zu gehen, denn das erlaubt es uns den periodischen Auf- und Abwärtszyklen der Elektronik-Industrie besser zu trotzen“, merkt Bonaria dazu an. Die Firma ist seit Anfang in Privatbesitz, man finanziert das Wachstum selbst und hat jede auftretende Krise gut überstanden, weil man auf mehreren Beinen steht. „Außerdem haben wir das gesamte Know-how zum Bau von Testsystemen im Haus: Mechanik, Elektronik und Software. Deshalb sind wir in der Lage eine Testsystem-Architektur zu entwickeln und dann den sich ändernden Gegebenheiten anzupassen. Es bleibt die selbe Hard- und Software, wird aber aktualisiert. Dies ergibt einen hohen Grad an Kontinuität für den Anwender, was diese auch zu schätzen wissen“, freut sich Bonaria. Finanziell sei seine Firma, die in Privatbesitz ist, „sehr stark“, weil man es verstehe die starken zyklische Schwankungen abzufedern. „Während nach meiner Kenntnis alle unsere Wettbewerber Mitarbeiter entlassen mussten und Investitionen einschränkten, haben wir das Gegenteil gemacht. Es scheint irrational zu sein, weil sich immer noch kein klarer Aufschwung abzeichnet. Doch unsere Firma expandierte und expandiert noch weiter. In den letzten beiden Jahren wurden 85 neue Mitarbeiter eingestellt, alles Spezialisten in Elektronik und Informatik für Forschung und Entwicklung. Zusätzlich wurde die Produktion ausgeweitet und das Firmengebäude mit neuen Büros ausgestattet und auch die Niederlassungen wurden ausgebaut. Wir haben in die Zukunft investiert und sind bereit, wenn der Aufschwung wieder einsetzt“, erklärt Bonaria seine Strategie.

Auch von Produktionsverlagerungen nach Fernost hält er nicht viel. „Es gibt einige Gründe die Elektronikfertigung in Europa zu belassen. Vor einigen Jahren war es modern in Fernost zu produzieren. Dann kam der Qualitätsgedanke immer stärker auf und auch versteckte Logistik-Kosten wurden aufgedeckt, so dass viele Firmen die Situation neu überdachten und zurückkehrten. Dies heißt nicht, dass der Ferne Osten für alle Fertigungen ungeeignet ist. Aber wenn wir Produkte betrachten die kurzlebig sind und keine hohen Stückzahlen haben und die Modifizierungen benötigen, müssen diese hier vor Ort produziert werden. Ist die Fertigung sehr weit entfernt, kann es zu Problemen kommen“, meint Bonaria. Als Beispiel für den erfolgreichen Verbleib selbst einer Großserienfertigung in Europa nennt er Osram, die ihre Elektronikfertigung in der Nähe von Venedig haben. „Vor 15 Jahren musste das Management entscheiden, ob man diese Massenproduktion nach Fernost verlagert. Das lokale Management entwarf daraufhin einen eigenen Plan und präsentierte ein sehr flexibles Konzept mit automatisierter Produktion und Test. Da kaum mehr Personen in der automatisierten Fertigung waren, gab es auch keinen Kostenunterschied mehr. Deshalb blieb die Produktion in Italien und fertigt noch heute mehrere 100 Millionen Baugruppen pro Jahr“, erklärt er. So könne Arbeit, die dringend benötigt werde, in Europa gehalten werden, und man zu wettbewerbsfähigen Kosten hohe Qualität liefern. Er beobachte aber einen Trend Fertigungen in Billiglohnländer in Europa zu verlagern. China nehme eine Sonderstellung ein, weil viele Firmen dort hin gehen, um einen Fuß im Markt zu haben, das seien aber „strategische und keine wirtschaftlichen Erwägungen“.

„Wir sehen aber immer mehr die Tendenz, aus Qualitätsgründen hier vor Ort zu produzieren. Dazu müssen die Arbeitskosten gesenkt, sprich automatisiert werden. Wir haben dazu ein Testkonzept mit automatischer Ladestation entwickelt, die Teil des Testsystems ist. Wir bieten dieses Konzept sowohl für den Flying-Probe-Tester als auch die Nadelbettsysteme an. Dabei benötigt man keine Bedienperson mehr, die die Prüflinge auf den Tester lädt, sondern diese füllt nur noch die Ladestation auf und der Tester kann drei Schichten unbeaufsichtigt arbeiten. Da unsere Tester aufgrund unseres Konzeptes jahrelang im Einsatz sind, werden die Testkosten weiter minimiert. Wenn nur mehr 2% der Produktionskosten für den Test anfallen, ist dies zu vernachlässigen“ ist Bonaria überzeugt.

Den Trend zur optischen Inspektion kommentiert er folgendermaßen: „Die optische Inspektion ist einer der Tests, die derzeit sehr starke Beachtung finden, weil einige Defekte mit der optischen Prüfung sehr schnell und einfach gefunden werden können. Ein zusätzliches separates AOI-System verursacht aber Kosten, belegt Standfläche, benötigt eine Bedienperson oder eine automatische Zuführung. Die optische Inspektion ist auch nicht sehr präzise, so dass manuell immer noch geprüft werden muss, ob die angezeigten Fehler auch wirklich Fehler sind, weil die Falschfehlerrate noch hoch ist. In unserem Konzept des „One-Step-Tests“ gibt es ein Testcenter, das nicht nur elektrisch prüft, sondern auch mit allen anderen nötigen Testverfahren ausgestattet werden kann.“ Dies bedeute, dass es die kompletten Messeinrichtungen besitzt, um die gewünschten Tests durchzuführen. Das schließe elektrischen, optischen oder jeden anderen geforderten Test mit ein. Um eine verringerte Testproduktivität zu vermeiden, werden Testschritte parallel durchgeführt. Das heißt, wenn das Board in die Teststation kommt, nehmen z.B. Kameras die Baugruppe auf und anschließend folgt der elektrische Test. Wenn der elektrische Test läuft, werde parallel dazu schon wieder der nächste Prüfling optisch geprüft. „Ein Testcenter kostet auch wesentlich weniger als zwei separate Testsysteme, die einen elektrischen und optischen Test durchführen. Im Testcenter kann man die Tests dahingehend optimieren, was man optisch oder elektrisch prüft. Damit werden die Zeiten für den elektrischen und optischen Test reduziert, was wieder zu Ein-sparungen führt. Das Programmieren ist ebenfalls sehr einfach, weil unser Betriebssystem die optischen und elektrischen Testprogramme automatisch generiert und automatisch optimiert“, erläutert Bonaria weiter. Man könne sich auch vorstellen, wenn nötig, mit diesem Testcenter thermische Tests durchzuführen. Weil immer größere und komplexere Bausteine eingesetzt würden und die Temperaturverteilung auf einer Baugruppe einer der Tests ist, der wichtig sei, um eine Aussage über die Zuverlässigkeit der Baugruppe zu treffen. Er sei zwar nicht für alle Anwendungen sinnvoll, aber für Elektronik in Kraftwerken, der Luft und Raumfahrt, Telekommunikation, die rund um die Uhr laufen müsse, unumgänglich. „In unseren Flying-Probe-Tester können wir z.B. eine Infrarotkamera einbauen, und damit einen sehr einfachen thermischen Test nach Hot-Spots durchführen. Der thermische Test eignet sich auch gut für die Fehlerdiagnose an komplexen Boards, die viele BGAs beinhalten. Häufig ist Überhitzung die Ursache für einen Ausfall“, berichtet er.

Ein weiterer Einsatz des Testcenters sei das Programmieren von Komponenten. Viele Unternehmen programmieren die Komponenten bevor sie diese auf die Baugruppe bringen. Dabei können logistische Problem auftreten, wenn z.B. ein Fehler eintritt. Es muss dann überlegt werden, was muss erneuert werden, was muss umprogrammiert werden und wenn eine Software-Modifikation kommt, stelle sich die Frage, wie bringe ich diese in die programmierbaren Komponenten. „Deshalb bietet unser Testcenter eine spezielle On-Board-Programmiermöglichkeit über Boundary-Scan. Dies ist eine gute Ergänzung zu den anderen Testmethoden. Denn es gibt keine einzige Testmethode, die für sich alleine das Optimum für alle Baugruppen ist. Die heutigen komplexen Baugruppen enthalten unterschiedlichste Bauteile und Technologien und deshalb muss das Testcenter mit allen Messgeräten und Verfahren ausgestattet sein, um diese Baugruppen umfassend prüfen zu können“, meint Bonaria.

Heute bestehe auch die Tendenz immer weniger In-House zu fertigen und Fertigungsdienstleister (EMS) einzusetzen. Diese Dienstleister könnten kaum mehr spezifizieren, welches Testsystem sie benötigen, weil man die unterschiedlichsten Aufträge annehme. Aber welcher Tester ist für einen EMS nun der beste? „Ich glaube, dass unser Konzept des universellen Testcenters das beste für einen EMS ist, weil es nur ein Testsystem ist, das alle erforderlichen Testverfahren beinhaltet. Für einen EMS sind beste Testergebnisse bei niedrigsten Kosten unabdingbar für den Erfolg. In unsere Testsysteme können sämtliche Testverfahren implementiert werden. Das ist ideal für die EMS, denn auch bei diesen gibt es einen mörderischen Preiskampf. Deswegen müssen die Testkosten gesenkt werden, damit sie ihre Leistungen billiger anbieten können. Eine Teststation, die ohne Bedienperson alle nötigen Tests durchführt, ergibt die geringstmöglichen Testkosten – sowohl für die In-House- als auch für EMS-Fertigungen. Deshalb denke ich, dass wir gut gerüstet sind, wenn die Ökonomie wieder anzieht“.

Ein weiterer wichtiger Aspekt beim Testen ist die Software und zwar nicht nur die Testersoftware, sondern zur Fehleranalyse und Rückmeldung. „Wir haben eine Software, die in der Lage ist, die Fehler der einzelnen Fertigungsstationen zu erfassen und zu melden. Wir erfassen diese Fehler beim Test und melden diese in Echtzeit an die Station, die dafür verantwortlich ist, zurück. Damit wird vermieden, dass der gleiche Fehler immer wieder gemacht wird. Dies ist eine Prozess-Steuerungssoftware und keine Qualitätssicherungs-Software, denn diese generiert Reports für das Management, hier wird der Fertigungsprozess analysiert und gesteuert“, erklärt er hierzu.

Eine weitere Besonderheit von Spea sei, dass man das Know-how für das Design und den Einsatz von Testsystemen habe und dieses Wissen als Support weitergibt. Dazu merkt Bonaria an: „Wenn wir ein Testsystem verkaufen, dann erhält der Kunde ein sofort einsatzfähiges System, das er nicht erst einrichten muss. Wir haben 50 Mitarbeiter nur für den Kundensupport in allen Niederlassungen. Wir übernehmen die Verantwortung, dass unsere Tester die gestellte Aufgabe auch wirtschaftlich erfüllen. Das bedeutet, die Kombination aus Test, Automation und Applikation sind die Erfolgsgaranten für die Zukunft“ erklärt er abschließend.