Elektronik Praxis, 09.05.2008
Autor: Maren Witt*

Bisher kam der EMS-Anbieter elkotec GmbH in Berlin ohne elektrischen Test aus. Da die visuelle Prüfung bei komplexen Baugruppen mit mehr als 550 Komponenten auf einer 4-fach-Europakarte nahezu unmöglich ist, wurde ein geeignetes Testsystem gesucht. Die Wahl fiel auf den Flying-Probe-Tester 4040 von SPEA. Das System kann in puncto Testzeit nicht nur mit dem klassischen Baugruppentest mithalten, wie ein Vergleich ergab, sondern ist auch für künftige Anforderungen wie Boundary Scan gerüstet.

„Mit dem SPEA 4040 decken wir sämtliche Anforderungen unserer Kunden an Prüftiefe und Qualität ab, sind dabei hochflexibel und bestens für die Zukunft gerüstet“, ist Sinan Saglar Geschäftsführer des Berliner Elektronikdienstleisters elkotec überzeugt. Der Flying-Probe-Tester ist die jüngste Investition im Maschinenpark des Berliner Unternehmens, dass im Herbst 2008 sein 20-jähriges Bestehen feiert.

Vor dem Einsatz des Flying Probe wurden die Baugruppen ausschließlich visuell geprüft. Eine Umstellung wurde nötig, als die immer komplexeren Baugruppen diese Sichtprüfung immer schwieriger bis unmöglich machten. Die Anforderung war, ein Testsystem zu kaufen, mit dem der Baugruppenproduzent nicht nur auf die aktuellen, sondern auch zukünftigen Anforderungen bestmöglich reagieren kann. Die Investition wurde sorgfältig geprüft und im Vorfeld bezog man sämtliche Alternativen in die Überlegungen mit ein. Die Entscheidung für den elektrischen Test war schnell getroffen.

„Um wirklich sicherzugehen, dass die Boards die hohen Qualitätsansprüche erfüllen, benötigen wir einen zuverlässigen elektrischen Test“, erläutert Sinan Saglar. „Unsere Anforderungen waren klar definiert. Das zukünftige System sollte völlige Flexibilität garantieren und auch künftige Anforderungen abdecken können“, führt er weiter aus.

Keine Einschränkung der Testzeit erkennbar

Nun galt es nur noch zu klären, ob man in einen klassischen Boardtester mit Nadelbettadapter investiert oder ob ein Flying-Probe-System die bessere Alternative ist. Als Nachteil des Flying-Probe-Tests wird nach wie vor die längere Testzeit gesehen. Um herauszufinden ob und um wie viel der klassische Board-Tester schneller ist, prüfte elkotec eine Baugruppe sowohl auf dem SPEA 4040 als auch auf einem Board-Tester seines Kunden. Das Ergebnis überraschte: Mit dem Flying-Probe-Tester von SPEA waren keinerlei Einschränkungen bezüglich der Testzeit erkennbar.

Der Berliner Baugruppenproduzent setzt den SPEA 4040 als Stand-alone-Lösung ein. D.h. Obwohl die Inline-Version des Testers installiert ist, wird sie nicht in die Linie integriert. Mit dem vor- und nachgeschalteten Loader und Unloader nutzt elkotec die Möglichkeit für den halbautomatischen Betrieb. Der Tester wird durch den Board-Loader automatisch beladen. Nach dem Test laufen die Baugruppen je nach Prüfergebnis in die entsprechenden Magazine „Pass“ oder „Fail“. Bedienpersonal ist lediglich beim Wechseln der vollen bzw. leeren Magazine nötig. In der Anfangsphase läuft der Tester im 1-Schicht-Betrieb. Danach wird er im 3-Schicht-Betrieb eingesetzt.

Tester enthält Modul NZT-Test (Nodel Impedance Test) und Vorbereitung für Boundary Scan

Die Ultra-High-Speed-Version des Testers enthält das Modul NZT-Test (Nodel Impedance Test) und ist vorbereitet für Boundary Scan. Zusätzlich nutzt elkotec das Modul BCM30 von SPEA, den so genannten „Z-Tisch“. Dies ist eine Zusatzoption, die die Unterstützung und Kontaktierung der Baugruppe von unten und zusätzliche Tests ermöglicht. Das Modul kann völlig variabel eingesetzt werden. Es wird elektrisch gesteuert und nach oben bzw. unten gefahren.

Die Besonderheit dabei ist, dass sowohl die Höhe als auch der Zeitpunkt bzw. der Rhythmus frei eingestellt werden kann. Dient es der Unterstützung der Baugruppe werden auf dem „Tisch“ Kontrastfinger angebracht. Zur Kontaktierung wird er mit einem Adapter bzw. festen Nadeln bestückt, die vielfältig genutzt werden können. So gewinnt man ein zusätzliches Testwerkzeug mit dem z.B. ein On-Board-Programming oder Boundary Scan durchgeführt wird.

Kompletter In-circuit-Test und NZT-Prüfung

Zur Kontaktierung der Baugruppe wird das Modul hochgefahren. Das Modul eignet sich nicht nur für Einzelbaugruppen, sondern auch für Mehrfach-Nutzen. Die Steuerung erfolgt automatisch durch das Testprogramm. Die ausgeführten Tests laufen parallel zur Prüfung der Oberseite der Baugruppe. Mit dieser Zusatzoption erhöht elkotec seine Flexibilität und nutzt sowohl die Testzeit als auch die Möglichkeiten des Testers optimal aus.

Eine typische Baugruppe ist eine 4-fach-Europakarte mit 200 mm × 320 mm. Hiervon fertigt das Unternehmen ca. 15.000 Stück pro Monat. Dabei werden ca. 550 Komponenten pro Karte verbaut. 600.000 Bauteile verarbeitet elkotec pro Tag in der Fertigung. Die Prüfung der Boards erfolgt simultan mit der AOI und dem Flying-Probe-Tester, wobei die AOI lediglich der Prozesskontrolle dient.

Der Flying-Probe-Tester SPEA 4040 führt einen kompletten In-circuit-Test durch und prüft die Baugruppen mit dem NZT-Verfahren. NZT ist ein Testverfahren, mit dem nicht nur auf Kurzschlüsse getestet wird, sondern es ermöglicht die Messung und Auswertung der charakteristischen Eigenschaften der Netze. Das Verfahren ermöglicht einen kompletten Kurzschlusstest wie er auf einem Boardtester mit Nadelbettadapter üblich ist, reduziert die Testzeit typischerweise um 40% und erhöht die Testtiefe. Anschließend wird das Board einem Funktionstest unterzogen. Auch das passiert auf dem Flying Probe, sodass keine separate Station für die Funktionsprüfung benötigt wird.

*Maren Witt ist Marketing Managerin bei der SPEA GmbH in Fernwald-Steinbach.

Redakteur: Claudia Mallok

Quelle

Von der visuellen Prüfung zum Flying Probe
Synergieeffekte durch Partnerschaft

Plus Baugruppentechnik
925 Produktion von Leiterplatten und Systemen 6/2003

Die Osram-Höfe im Berliner Stadtbezirk Wedding strahlen mit ihren mächtigen Gebäuden aus dem beginnenden 20. Jahrhundert Tradition und Souverenität aus. Über viele Jahrzehnte wurden hier Glühlampen und andere Leuchtmittel in riesenhaften Stückzahlen und anerkannter Qualität produziert. Das ist nun schon lange Geschichte. Bereits in den 80er Jahren des „vergangenen Jahrhunderts“ zog hier völlig neues Leben ein. Zu dem bunten Reigen der Neuansiedler gehört auch der Elektronikdienstleister elkotec GmbH. 1987 von zwei Enthusiasten gegründet, begeht das Unternehmen 2003 nach aufregender Vorwärtsentwicklung sein 15-jähriges Firmenjubiläum und kann stolz auf eine feste leistungsfähige Position im Reigen der EMS (Electronic Manufacturing Service)-Firmen verweisen.

„Unsere Kernkompetenz ist die Fertigung elektronischer Baugruppen mit allen notwendigen Montagearbeiten sowie die komplette Fertigung des Produktes bis hin zum Endgerät, Test und Versand in der dazugehörigen Verkaufsverpackung eingeschlossen“. So beschreibt die Geschäftsleitung kurz und bündig das Leistungsspektrum von elkotec. „Wir verstehen uns als Partner von Unternehmen, die Freiraum für die Realisierung ihrer eigenen Ideen und Produkte suchen, sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren wollen, um den globalen Markt schnell und wirtschaftlich mit einem Maximum an Qualität zu bedienen. Denn produzieren lassen statt selbst fertigen schafft eben Freiräume für mehr Flexibilität und Geschwindigkeit.“

Offensichtlich weiß eine Reihe von Firmen diese Partnerschaft mit elkotec zu schätzen, denn die Geschäfte laufen stabil. Das Unternehmen bedient Firmen, die beispielsweise Produkte für die Medizintechnik, Computerindustrie, Gebäudeautomatisierung und Telekommunikation fertigen. Das spricht für eine hohe Flexibilität der Arbeit mit den Kunden und für hohe Anpassungsfähigkeit an die unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Produktbereiche der Kunden.

Basis aller anerkannten Dienstleistung:
Qualifizierte Mitarbeiter

Wie in allen erfolgreichen Unternehmen sieht auch das Management von elkotec qualifizierte engagierte Mitarbeiter als seine Hauptstütze in der Erfüllung der betrieblichen Ziele an. Die 20 Mitarbeiter werden regelmäßig intern geschult. Hinzu kommen Projektschulungen beim Kunden, wenn ein neues Produkt eingeführt wird, denn ein reibungsloses, zuverlässiges und flexibles Zusammenspiel zwischen elkotec und den Kunden steht im Mittelpunkt der Arbeit. Ausgangspunkt dafür ist die Erkenntnis, dass jedes Produkt seine individuellen Besonderheiten aufweist, die auch beim Dienstleister bekannt sein und berücksichtigt werden müssen. Das schafft Vertrauen zwischen den Partnern. „Unser Firmenmotto ‚Synergie durch Partnerschaft’ kann auch nur dann erfolgreich verwirklicht werden, wenn sich alle Beteiligten jederzeit über den Wert und die Notwendigkeit der Partnerschaft im Klaren sind“, so die Geschäftsleitung.

Selbstverständlich ist elkotec seit 1996 auch nach DIN EN ISO 9001:2000 zertifiziert, was eine ergänzende Basis für erlebte Qualität im Unternehmen darstellt. Produziert wird nach den ESDKriterien von DIN EN 100015/1. Auch die Fertigung auf Basis von IPC-Richtlinien ist zur Gewohnheit geworden, denn viele der Kunden agieren international bzw. global. Beispielsweise erfolgt die visuelle Kontrolle der gefertigten Baugruppen anhand der Abnahmekriterien der deutschen Übersetzung von IPC-A-610C.

Modernes leistungsfähiges Fertigungsequipment

SMD-Bestückungsautomaten CP40CV von Samsung, ERSA-Hotflow 5 für SMD, lichtpunktgesteuerte Bestückungstische von Royonic für die semiautomatische Handbestückung, ERSA-Wellenlötanlage EWS 330 für THT mit Schutzgas sowie Siebdrucksysteme mit AOI von DEK Printing Machines bilden die technische Grundlage für eine qualifizierte Fertigung und Termintreue. Die darauf produzierten Leiterplattenbaugruppen weisen ganz unterschiedliche Losgrößen auf – vom Prototyp bis zur Großserienfertigung. Etwa 15 000 Leiterplattenbaugruppen (bezogen auf das Europakartenformat) gelangen monatlich zu den Kunden.

Die größte verarbeitbare Leiterplattenabmessung beträgt 508 x 508 mm. Die Fertigungsdaten kommen vom Kunden auf unterschiedlichen Wegen, auch per e-Mail. Es werden alle üblichen THT- und SMT-Bauelemente verarbeitet. Die Bestückung von Fine Pitch-BGA wurde inzwischen bis auf µBGA mit einem Pitch ≤0,5 mm ausgeweitet, wofür ein Bestückungsautomat extra dafür ausgerichtet ist. Die visuelle Prüfung der Baugruppen erfolgt mit dem Ersascope, d. h. mittels Kamera. Wenn der Kunde dieses wünscht, erstellen die Mitarbeiter ihm eine Bilddokumentation.

Komplettes Materialmanagement

Die Kunden haben die Möglichkeit, bei elkotec auf ein abgestuftes Dienstleistungsspektrum zuzugreifen. Das Leistungsangebot reicht von der „normalen“ Auftragsproduktion bis hin zum kompletten Materialmanagement. Das macht dem Kunden den Rücken frei für seine Kernaufgaben.

Unternehmen, die elkotec die Fertigung ihrer anspruchsvollen Elektronikprodukte übertragen, können die hervorragenden Einkaufskonditionen mitnutzen, die der Dienstleister bei seinen Lieferanten erzielt. Dadurch lassen sich die Herstellungskosten und auch Durchlaufzeiten weiter senken und der Kunde profitiert nebenbei von erhöhter Wettbewerbsfähigkeit.

Investitionen sichern Weiterentwicklung

Sinan Saglar, Technischer Geschäftsführer, unterstreicht die Bedeutung von Investitionen gerade auch in allgemein wirtschaftlich schwierigen Zeiten: „Im Sinne einer langfristigen Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit und der Verantwortung gegenüber den Kunden ist die ständige Verbesserung der Abläufe und Verfahren ein Muss! Es eröffnet neue Rationalisierungspotentiale und Ressourcen.

Gleichzeitig erhöht es die Kundenbindung zum beiderseitigen Vorteil. Konkret für elkotec bedeutet dieses, dass noch 2003 ein Flying Prober von SPEA angeschafft wird.“ Damit betritt der Dienstleister ein neues Segment, welches ihm eine Erweiterung des Serviceumfangs für die Kunden ermöglicht. Denn viele der Kunden testen die fertigen Baugruppen bisher selbst zu Hause bei sich. Jetzt kann elkotec ihnen diese aufwendige Arbeit abnehmen und garantierte geprüfte Qualität liefern. Um eine gute Auslastung des neuen Testers zu erreichen, wird der Lohntest eingeführt. Auch mit dieser Diversifizierung des Leistungsangebotes will sich elkotec neue Kundenfelder Einblick in die Fertigung erschließen. Sinan Saglar weist noch auf zwei wichtige Vorteile des Flying Prober hin: „1. Durch die bedienerlose Nachtarbeit ist eine bessere Auslastung der Maschine möglich. 2. Die Durchlaufzeit der Aufträge lässt sich zum Wohle des Kunden weiter verkürzen.“ Das sind wichtige Argumente für die eigene Effizienz und die Kundenbindung.

Eine weitere Investition betrifft den Einsatz einer neuen Siplace-Bestückungslinie für KMU, wie sie von Siemens auf Basis der bekannten Siplace-Reihe speziell für die erhöhten Flexibilitätsanforderungen der kleineren Baugruppenproduzenten entwickelt wurde. Als dritte Investition soll der Lotpastendruck erweitert werden. Hier fasste man eine Maschine von DEK ins Auge, um Kompatibilität zu der vorhandenen Ausstattung zu sichern. Der Übergang auf die Fertigung bleifreier Baugruppen wird mit großer Wahrscheinlichkeit die Anschaffung einer weiteren Lötanlage erfordern. Dazu sollen 2004 genauere Entscheidungen zusammen mit den Kunden vorbereitet werden. Bis dahin werden die technische und technologische Entwicklung bei bleifreien Loten aufmerksam verfolgt. Auf der Basis der bisherigen Arbeitserfolge und mit den neuen Herausforderungen im „Gepäck“ stellen sich Mitarbeiter und Management der elkotec GmbH optimistisch den wachsenden Aufgaben der Zukunft.

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