SMT 1-2 2011 Seite 22 - SPEA GmbH

SPEA Anwendertreffen 2010
Die SPEA GmbH veranstaltete Ende letzten September ihr fünftes Anwendertreffen im
Contel Hotel in Koblenz. 65 Teilnehmer aus unterschiedlichen Branchen wurden
interessante Vorträge geboten, die vielseitige Einsatzmöglichkeiten des SPEA 3030
Testers und der COMPASS Software aufzeigten. Uwe Winkler von SPEA moderierte
die Vorträge
Anwendungen
Die Vortragsserie wurde von Jürgen Grün und Heiko Hofmann mit dem Thema
"Konfigurationsmöglichkeiten und Anwendungsbereiche" begonnen. Dabei wurden die Einsatzgebiete
der Siemens AG Energy Automation in Berlin, mit der Geschäftseinheit Division Power Distribution
vorgestellt. Sie bedienen die gesamte Energie Wertschöpfungskette von der Erzeugung bis zum
Verbrauch. Hauptaufgabenstellung war dort Adapterkontaktierung off- und inline, Umsetzung von
BZIF auf Inline 3030 Adapter, Incircuit Test, Funktionstest, Leistungstest, OPD und Boundary Scan
zur Optimierung der Produkte.
Ein anderes Anwendungsfeld bedient die ACD Gruppe. Das Unternehmen befasst sich mit den
Bereichen Automation, Computer- und Datentechnik. Die SPEA Geräte kommen zur
Qualitätssicherung und Rationalisierung zum Einsatz. Herausforderungen ergeben sich durch
wechselnde Losgrößen mit wechselnder Typenvielfalt. Das erfordert preiswerte Adapterwechsel und
ökonomische und leicht handhabbare Systeme.
Bei der ebm papst Gruppe wird das noch deutlicher. An den Standorten in Mulfingen und St. Georgen
mit 4100 Mitarbeitern werden Ventilatoren, Gebläse, Pumpen und Motoren für viele Industriezweige
produziert. Losgrößen von eins bis 5000, Muster Prototypen, Nullserien, Typenvielfalt und hohe
Varianz zählen zu den Herausforderungen. Große Serien sind seltener der Fall. Hier konnte SPEA mit
dem 3030-C-P mit AC/DC Generator erstmals punkten.
Über die Integration von Boundary Scan mit SPEA 3030 berichtete Hinrich Tietjen, Inhaber der TAP
Tietjen Automatisierte Prüftechnik Bremen. Tietjen hat sich seit 1997 als Dienstleistungsunternehmen
im Technologiezentrum Bremen Nord TZBN auf die Prüfung von Baugruppen spezialisiert. Das
Unternehmen konzentriert sich auf die Schwerpunkte: In-Circuit- und Funktionstests mit SPEA-
Systemen, Boundary Scan Tests von Göpel, Konzeption und Bau eigenständiger Prüfanwendungen
und Adapterbau. Im konkreten Fall werden die Programme für den SPEA 3030 über die Software
Cascon von Göpel erstellt. Alle Softwarefunktionen sind über eine graphische Nutzeroberfläche
zugänglich. Die modular aufgebaute Software ermöglicht Skalierungen auf höhere Standards. In-
Circuit Tests benötigen Stifte zum Kontakt mit den Netzen, aber auch Bourdary Scan Tests allerdings
mit elektronischen Nadeln. Da im Falle der Kontaktierung mit Nadelbettadaptern, eine zunehmende
Anzahl von Bauteilen aufgrund des geringen Abstandes nicht zu kontaktieren ist, bietet sich der
Boundary Scan Test an.
Zur Lösung des Problems gibt es zwei Wege. BSC mit Göpel Hardware und JTAG-Bus mit 3030 Pin-
Elektronik und OBP-Treiber (CEV- Files).
Im ersten Fall ergeben sich folgende Vorteile: Hohe TCK-Frequenz (Flash-Programmierung).
Integrierte Fehlerdiagnose mit Cascon und die Nutzung mehrerer Scan-Ketten. Nachteilig sind die
Kosten für die Göpel Software und Hardware. Der zweite Weg benötigt keine Boundary Scan
Hardware, ebenso ist keine Cascon Installation auf dem Prüfrechner erforderlich. Die Fehlerdiagnose
erfolg mit Cascon. Nachteilig ist allerdings die geringe TCK-Frequenz, die mit der Anzahl der
genutzten Scanner sinkt.
Das COMPASS Konzept
Das Konzept besteht aus drei Grundbausteinen, Prüfdatenerfassung, Reparaturhilfe und
Fehlerauswertung. Michael Suppas von SPEA erläuterte, wie mit der Software alle Prüfdaten erfasst
und analysiert werden. Eine große Anzahl von ATE-Schnittstellen garantiert die Anbindung anderer
Systeme auch AOl-Schnittstellen sind integriert.
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Jeder analysierte Fehler kann beispielsweise an der Reparaturstation Darts-M angezeigt werden und
führt zur Einsparung von Reparaturzeit.
COMPASS erfasst papierlos die Daten von Prüf- und Testsystemen unabhängig vom Hersteller und
gestattet ein Online Monitoring vom Schreibtisch aus. Mit dem Modul Gerätemontage wird der
Zusammenbau kompletter Geräte überwacht. Alle Prüfprotokolle und Aktionen werden für die heute
so wichtige Baugruppen-Traceability aufgezeichnet.
Frank Schneeweiß von SPEA ging auf COMPASS-Neuigkeiten ein. Die Erfassung aller Prüfprotokolle
und Reparaturaktionen wurden um weitere Details ergänzt. In Reparaturstationen lassen sich die in
einem lesbaren ASCII-Format übermittelten Reparaturdaten nutzerfreundlich darstellen und
bearbeiten.
Die qualitative Prüfung, d. h. Fehler bei bestimmten Merkmalen sind vorhanden oder nicht vorhanden,
wird gewählt, wenn eine quantitative, d. h. messende Prüfung nicht möglich oder unwirtschaftlich ist.
Haben die zu prüfenden Baugruppen keine Seriennummer, kann dafür eine Fehlersammelkarte
verwendet werden. Hier können in komprimierter und trotzdem übersichtlicher Form Fehler qualitativer
Merkmale erfasst werden.
Die Erfassung mit COMPASS bietet folgende Vorteile: Grafische Unterstützung bei der Bauteilsuche;
die Bauteile werden nicht nur nach Typ sondem auch mit der Einbauposition erfasst; die Daten
werden sofort in der Datenbank abgespeichert und stehen damit den anderen Prozessen zur
Verfügung; es gibt keine unterschiedlichen Tools bei der Baugruppe mit und ohne Seriennummer;
beim Übergang zur Kennzeichnung mit Seriennummern kann weiterhin auf bereits erfasste Daten
zurückgegriffen werden.
„Die Qualitätsregelkarte (QRK) oder kurz Regelkarte wird im Qualitätsmanagement zur Auswertung
von Prüfdaten eingesetzt." Die p-Karte zeigt den Anteil fehlerhafter Baugruppen zur Gesamtzahl der
untersuchten Baugruppen. Das können Stichproben oder auch 100% Prüfungen sein. Bei 100%
Prüfungen werden die Prüfungen in festen Zeitintervallen (Tag/Woche) als Stichprobe
zusammengefasst. Der Stichprobenumfang ist bei der p-Karte variabel. Jede bewertete Baugruppe ist
entweder fehlerfrei oder fehlerhaft, wobei mehrere unterschiedliche Merkmale zum Fehler führen
können. Zusätzlich werden statistische Kennwerte: Mittelwert und Eingriffsgrenzen ermittelt. Die
Darstellung erfolgt als Tabelle und als Diagramm.
Mit Hilfe des Messengers kann die Qualitätssicherung Meldungen zu Mängeln direkt an die
betreffenden Arbeitsstationen senden. Der Bediener wird ,,live" an der Station informiert und kann
sofort Abhilfemaßnahmen einleiten.
Gerätemontage live
Wie sich die Konfiguration und Montage kompletter Geräte steuem läßt, demonstrierte Michael
Suppas mit Hilfe der COMPASS Software. Das Modul Gerätemontage emöglicht die
Zusammenstellung von verschiedenen Baugruppen. In eine Projektvorlage werden die zu
montierenden Baugruppen, vorgefertigte Submodule und Zubehörteile eingetragen. Arbeits- und
Montageanweisungen sind frei konfigurierbar. Alle Montage- und Arbeitsanweisungen werden auf ihre
Vollständigkeit kontrolliert und jeder Arbeitsschritt, jedes eingesetzte Einzelteil und jede Baugruppe
geprüft, so dass der Einbau von "FAlL"-Baugruppen oder "FAIL"-Modulen nicht möglich ist. Jede
Baugruppe wird nur mit "Pass"-Prüfung aus der Fertigung entlassen. Defekte Baugruppen werden mit
der Diagnose an einen Reparaturplatz übergeben.
Miele
Torsten Ziems, verantworllich für Elektronikentwicklung und Prüftechnik, stellte das Unternehmen
Miele vor. Zur Sicherung der Kemkompetenz Elektronik bei Miele gehört die Entwicklung
wettbewerbsfähiger Elektronik-Komponenten und eine Fertigung auf höchstem Qualitätsstandard.
Dies ist nur mit hohen Anforderungen an die Prüftechnik möglich. Der Vortrag stellte die
Herausforderungen dar, mit denen sich das Untemehmen auseinander setzen muss.
Am späten Nachmittag des ersten Tages wurden die Teilnehmer auf die Ehrenburg an der Mosel
eingeladen. Gestärkt mit Kaffe und Kuchen durften die Gäste unter der Anleitung der Brüder Gisbert
und Ludger sich einem "mittelalterlichen Bogenschieß-Turnier" stellen. Anschließend erfolgte, für
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manchen nicht einfach, der Aufstieg zur Burg Ehrenburg. Nach einer zünftigen Bewirtung im Rittersaal
erfolgte zum Abschluss ein Fackelrundgang, der mit einer Feuertanzvorführung endete.
LTi Electronics
Am nächsten Morgen präsentierte Martin Ruppert die LTi Electronics GmbH. Das Unternehmen steht
seit 2009 als Fertigungsdienstleister für elektronische Baugruppen sowohl den Unternehmen der LTi
Unternehmensgruppe als auch dem freien Markt zur Verfügung. 120 Mitarbeiter arbeiten in einem
neuen Gebäude auf einer Fertigungsfläche von ca. 2000 m 2 . Die LTi Electronics bietet seinen Kunden
das umfassende Spektrum eines Electronic Manufacturing Services an. Derzeit werden ca. 230 000
Baugruppen pro Jahr gefertigt. Baugruppen werden in der Regel ab Stückzahl 1 automatisiert
getestet.
Neben den Flying Probe Testern SPEA 4040und SPEA 4060 und dem SPEA 3030 kommen auch
manuelle Test- und AOl-Systeme zum Einsatz. Als Datenbank zur Vernetzung von Testmitteln und
Anlagen für Baugruppen und Geräte von verschiedenen Herstellern verwendet man COMPASS,
deren Schnittstellen für Eigenprogrammierungen offengelegt sind. Damit sind kompakte statistische
Auswertungen auf Baugruppen- und Prozessebene möglich.
Vega
Die VEGA Grieshaber KG in Schiltach, 1959 gegründet, hat sich zu einem führenden Anbieter
intelligenter Füllstands- und Druckmessung entwickelt. Alexander Kraus erläuterte die verschiedenen
industriellen Anwendungsgebiete in dem das Unternehmen heute vertreten ist. Durch die
imponierende Entwicklung der Sensortechnik im letzten Jahrzehnt erfuhren auch die Füllstands-,
Durchfluss- und Drucksensoren eine beeindruckende Verkleinerung ihres Volumens.
Um eine Fertigung auf höchstem Qualitätsstandard zu garantieren wurde die COMPASS Software
eingeführt. Zuvor waren die Prüfanweisungen in Prüfordnern abgelegt, was die Handhabung äußerst
schwerfällig und fehleranfällig machte. Auch die Verwaltung der Daten war unübersichtlich, der Zugriff
darauf zeitaufwändig und die Rückverfolgbarkeit eingeschränkt. Dieser Nachteil wurde durch
COMPASS als das Infomationssystem, das alle Daten schnell, fehlerlos und nahezu in Echtzeit zur
Verfügung stellt, beseitigt. COMPASS erfasst nicht nur alle relevanten Daten, sondem sorgt sich auch
um die sofortige Auswertung, zeigt Trends in der Produktion ebenso auf wie Fehleranalysen in Bezug
auf ausgewählte Baugruppen und Bauteile. VEGA nutzt die COMPASS Software auch zur Integration
der unterschiedlichsten Testsysteme.
E.G.O
Thomas Mittermüller von der E.G.O. GmbH führte in seinem Referat "Zeitverschwendung erkennen
und beseitigen" aus, dass nahezu jeder Test die Chance bietet, Laufzeiten zu verkürzen, wobei auch
eingesparte Zeiträume im Millisekundenbereich für Anwender lohnend sind. Sei es beim Kelvintest,
der nicht immer zwingend erforderlich ist oder bei Widerständen und Transistoren, Dioden und Relais.
Insgesamt konnte Mittermüller am Ende seiner Betrachtungen bei jeder Baugruppe rund 670 ms
einsparen. Bei 5500 getesteten Baugruppen pro Tag bedeutet das ca. 17 min.
Flying Probe-Tester – Sinnvolle Ergänzung zum Boardtester
Diese Frage stellten sich Wilfried Heckmüller und Wolfgang Ohr von der SPEA GmbH. Diskutiert
wurden Anforderungen an die Boardtester, die Technologie der Baugruppe und Wirtschaftlichkeit.
Tester mit Nadelbettadapter entwickeln systembedingt eine erheblich größere Geschwindigkeit und
damit höheren Durchsatz als Flying Prober. Deren Stärke liegt bei Mustern, Prototypen, kleinen und
mittleren Losgrößen.
Die schnellen Tester mit Nadelbettadapter stoßen beim Zugriff auf die erforderlichen
Kontaktierungspunkte zunehmend an ihre Grenze. Wo keine Kontaktierung mehr möglich ist, hilft der
virtuelle Kontakt des Boundary Scan Tests weiter. Anderenfalls müssen neue Teststrategien
entwickelt werden. Eine dieser Strategien könnte in der Kombination von konventionellem Test mit
Nadelbettadapter und Flying Probe Tester liegen. Die Flying Probe Tester schneiden bei der
Betrachtung der Kosten besser ab, da sie ohne Adapter auskommen, Tests vom Prototyp bis zur
Serie erlauben und schnelle preiswerte Reaktion auf Layoutänderungen oder Redesign ermöglichen.
Hier muss nur das Testerprogramm geändert werden.
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Aus diesen Überlegungen heraus entwickelte sich die Hardware weiter, um den Anforderungen der
modernen Fertigung gerecht zu werden. So verfügt der neue SPEA Tester 4060 über zwei Kameras
für die Betrachtung von oben und unten. Zusätzlich zu den beweglichen Köpfen mit Flying Probes ist
das neue Gerät mit einem Stecker für 384 Pins auf der Top- und 384 Pins auf der Bottom Side
ausgestattet. Der 4060 erweist sich als idealer Alleskönner. ICT mit und ohne Betriebsspannung, On-
Board Programmierung, Boundary Scan, Clustertest, Funktionstest und die Einsetzbarkeit im Inline-
oder Offline-Modus. Unterstützt wird er von einem beweglichen Baugruppen Ladesystem.
Für den Inline Betrieb haben sich der SPEA 4020 und 4030 als zuverlässige und leistungsfähige In-
Circuit Tester mit Flying Probes erwiesen. Eine perfekte Inline Lösung wird durch den Einsatz der
Flying Probe Testzelle TC500 erreicht. Die Reduktion der Taktzeiten wird im Prinzip durch
Kaskadierung erzielt.
Das SPEA-Team sieht in der Verwendung der Kombination Flying Probe Tester und Tester mit
Adapter die Ideallösung. Mit dem Flying Probe Tester werden die nahezu unzugänglichen Stellen
abgegriffen, während der Tester mit Nadelbettadapter für die leicht erreichbaren Kontakte zuständig
ist.
SPEA 3030 – Neue Module und Softwaredetails
Neue Funktionen und Verbesserungen für den 3030 ICT Board Tester stellte Stefano Ghibo aus dem
SPEA Stammhaus in Italien vor. Alle neuen Racks sind kabellos und gewährleisten eine einfachere
und sichere Handhabung. Softwareupdates erfolgen per Plug & Play. Bisher gab es nur eine serielle
Schnittstelle, um eine PC-Verbindung herzustellen, jetzt sind bis zu acht RS232 Schnittstellen oder
LIN (Local Interconnect Network) direkt in das Board integriert.
Neu ist auch eine eingebaute digitale Kamera zur Farbverifikation von LEDs. Die Auswertung erfolgt
über den optischen Test mit Leonardo.
Eine weitere Besonderheit ist der Paralleltest und das Multiprozess Management. Hier lässt sich ein
ausgewählter Test, zum Beispiel ein ICT an zwei Baugruppen gleichzeitig parallel durchführen,
wahlweise kann aber bei der einen Bauguppe ein ICT und an der anderen ein Funktionstest
durchgeführt werden.
Mit Leonardo Express lassen sich Testprogramme in wenigen geführten Schritten erstellen. Dabei
wird automatisch die beste Teststrategie ausgewählt, eine automatische Fehlersuche aktiviert und ein
automatisches Tuning ausgeführt.
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