Система тестирования с летающими пробниками для электрического контроля на производстве

Фото предоставлены ЗАО Предприятие Остек

Многорежимная система электрического контроля электронных модулей на печатных платах с летающими тестовыми пробниками SPEA 4040 размещена в конце технологической SMT-линии компании Datasensor.

Благодаря своей повышенной производительности, гибкости в эксплуатации и возможности легкого тестирования даже самых сложных и миниатюрных сборок, системы электрического тестирования с летающими пробниками находят все более широкое применение при выполнении электрического контроля в условиях средних и больших объемов производства.

DATASENSOR – ведущая компания в области разработки, производства и промышленного внедрения фотоэлектрических устройств, предназначенных для обнаружения объектов, обеспечения безопасности, проведения измерений и инспекции в области промышленной автоматизации. Политика качества этой компании, нацеленная на устранение дефектов в конце технологического процесса сборки с применением поверхностного монтажа компонентов, привела к организации тестирования с летающими пробниками.

Успех на основе постоянного совершенствования

Успех компании DATASENSOR основан на способности предвидеть постоянно изменяющиеся ожидания рынка посредством гибкого управления производственным процессом с высокой степенью автоматизации.
«Нашей сильной стороной всегда было постоянное новаторство, – объясняет Мирко Томаселли (Mirko Tomaselli), директор отдела технологической подготовки производства. – Чтобы следовать требованиям рынка, мы постоянно ищем технологические решения по монтажу компонентов, которые отличаются все большей миниатюрностью и плотностью установки. Чтобы быть конкурентоспособными без перевода производства за рубеж, мы сосредоточились на автоматизации и производительности, выстраивая техпроцесс на самом современном технологическом оборудовании».

В этом контексте, тестирование в производстве электроники должно отвечать тем же требованиям – обладать высокой гибкостью и уровнем автоматизации – позволяя компании-производителю реализовать политику качества продукции по устранению дефектов в конце технологического процесса SMT-сборки.

Гибкость и производительность тестирования

Чтобы добиться наилучших результатов в области снижения стоимости тестирования и надежности конечного изделия, компания DATASENSOR обратила свое внимание на гибкость и производительность систем электрического тестирования последнего поколения с летающими пробниками. Современные летающие пробники заменили станции с адаптерами типа «ложе гвоздей» в конце техпроцесса SMT-сборки. Эти старые системы со своей стоимостью оснастки и временем, затрачиваемым на тестирование, с трудом могли отвечать требованиям компаний-производителей. В сущности, гибкое управление производственной линией является важнейшим элементом для компании DATASENSOR, чье многономенклатурное производство каждый день сталкивается с запросами общемирового рынка.

«У нас может быть 7-8 переналадок в день, собирается множество разнообразных изделий, и среди них только малое количество – в значительных объемах», – говорит технолог Андреа Салви (Andrea Salvi).
Способность создавать тестовые программы за короткое время является стратегическим моментом, вместе с возможностью быстрой модификации существующей программы при изменении топологии платы, которое происходит за время жизни изделия. Программное обеспечение системы с летающими тестовыми пробниками может автоматически генерировать тестовую программу на основе CAD-данных, без необходимости подключения к процессу разработчика платы, что увеличивает эффективность тестирования.

Система с летающими тестовыми пробниками оснащена модулями автоматической загрузки/выгрузки из накопителей.

Сверхминиатюрные компоненты

Другим ключевым моментом в выборе системы с летающими тестовыми пробниками была возможность легкого тестирования сборок с самыми миниатюрными компонентами: контактирование и тестирование пассивных компонентов 01005, 0201, микросхем RQFP производится с высокой точностью и повторяемостью и без повреждений, вызванных воздействием пробников.

«Тестирование крупных плат не вызовет никаких проблем, когда наличествуют все требуемые тестовые точки. Но на платах толщиной 0,7 или даже 0,5 мм, с плотно установленными микросхемами размером 2х1 см, трудно разместить тестовую площадку, как это рекомендовано при проектировании для обеспечения тестируемости. Мы получили большое преимущество от совместной программы, выполняемой нашими разработчиками и инженерами по тестированию компании SPEA, целью которой было проектирование конструкций для обеспечения тестируемости, которые бы соответствовали нашему производству. Как бы то ни было, иногда технология изделия не позволяет нам размещать тестовые площадки. В этом случае мы должны использовать переходные отверстия или выводы компонентов», – продолжает м-р Салви.

Технология летающих пробников должна гарантировать точный и надежный непосредственный контакт с выводами компонентов без повреждения поверхности платы. Это стало возможными благодаря технологиям перемещения пробников – таким, как применение линейных двигателей с магнитными направляющими и оптических датчиков линейных перемещений на каждой из осей Z, Y, X.

Совершенствование техпроцесса с самых его истоков

Философия компании DATASENSOR заключается в выходе с технологической SMT-линии уже протестированного продукта, который готов к переходу на следующую линию, где устанавливаются датчики. Собранная плата представляет собой основной модуль, который соединяется с другими деталями и окончательно собирается в корпусе, составляя тем самым законченное изделие.

Каждый дефектный компонент, который вышел с SMT-линии, вызовет впоследствии возврат изделия, для изготовления которого использовались различные материалы, были затрачено рабочее время; при этом затраты на ремонт растут на каждом этапе. Гарантирование качества электронных компонентов является стратегической задачей с целью значительного снижения затрат по обращению с неисправным изделием.

«Лучше усовершенствовать процесс с самых истоков, чем распознавать все дефекты в конце линии, при растущих на каждом шаге затратах. Мы не можем допустить поставку более чем нескольких дефектных изделий на миллион из подразделения выпуска электроники. Полученный нами результат с использованием системы с летающими тестовыми пробниками показал, что мы на правильном пути: мы видим значительное снижение выхода негодных изделий на конце линии», – объясняет Томаселли.

Целью является снизить дефектность, обеспечивая обратную связь с техпроцессом для увеличения его эффективности.

«Техпроцесс, выполняющийся правильно с самого начала, более важен, чем множество установок контроля, которые распознают дефекты на более поздних этапах. Обратная связь с техпроцессом крайне важна: отличная индикация произведенных дефектов необходима для достижения отличного техпроцесса. Это еще более важно, так как большинство нашей продукции характеризуется компонентами, чья стоимость должна поддерживаться невысокой: слишком много установок контроля вызовут дополнительные затраты, которые повлияют на извлечение прибыли», – продолжает Томаселли.

Гарантируя качество продукции, система с летающими тестовыми пробниками также играет фундаментальную роль в обеспечении обратной связи. Рентабельность инвестиций гарантирует не столько распознавание дефектов, сколько действия, предпринимаемые для недопущения возникновения дефектов в ходе техпроцесса. Таким образом, система с летающими тестовыми пробниками все более и более становится индикатором качества техпроцесса.

Мирко Томаселли (Mirko Tomaselli), директор отдела технологической подготовки производства компании DATASENSOR.

Андреа Салви (Andrea Salvi), технолог компании DATASENSOR.

Развитая автоматизация

Компания DATASENSOR сосредотачивает свои усилия на автоматизации производства с привлечением современных технологий с целью организации эффективного управления заказами согласно концепции «точно в срок» и управления внесением изменений в конструкцию. Автоматизация производства реализована в производственных, сборочных и контрольных линиях. Начало этого года ознаменовалось приобретением новой высокопроизводительной производственной линии, в состав которой входит оборудование последнего поколения для трафаретной печати и SMT-сборки. Оборудование работает в составе передовой линии по манипулированию изделиями, что обеспечивает автоматическую сборку и тестирование электронных модулей на печатных платах.

Система с летающими тестовыми пробниками также была оснащена автоматизированными модулями, обеспечивающими автоматическую загрузку/выгрузку плат из накопителей, а также переворот платы, которую необходимо протестировать с обеих сторон. Система может работать либо в ручном (при загрузке платы непосредственно в зону тестирования), либо в автоматическом режиме без необходимости переналадки.

В конце сборочной линии компания DATASENSOR разместила две контрольные станции: систему АОИ и систему с летающими тестовыми пробниками. «Система с летающими тестовыми пробниками более используется более интенсивно, так как работает полностью автономно, без необходимости постоянного присутствия оператора. С этой точки зрения, система АОИ становится значительным «узким местом», – заявляет Салви.

Алессандро Рессико (Alessandro Ressico), коммерческий директор компании SPEA.

Информация предоставлена ЗАО Предприятие Остек.