Tendensen om stadigt mindre hardware spiller også ind, når det drejer sig om test- og måleudstyr. Samtidigt skal udstyret være let at anvende, intuitivt og kunne overføre målefunktionen fra udviklingslaboratoriet til volumentest med et minimum af besvær
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 12 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Rolf Sylvester-Hvid, Productronica, München
Hvis man i den vestlige verden vil fortsætte styrkelsen af konkurrenceevnen i forhold til lavtlønsregionerne verden over, så kræver det i høj grad automatisering af alle funktioner og en tæt sammenkobling mellem udvikling og produktion. Når kravene fra både kunder og myndigheder til verificering og dokumentation samtidigt stiger, ja, så skal samtlige funktioner undervejs fra idé til færdigt og godkendt produkt være enkle og intuitive at anvende, så specielt testforløb ikke bliver stopklodser i vejen mod markedet. Det giver nye udfordringer til testudstyret, både i R&D-miljøet og i produktionen, og Productronicas overordnede mantra for hardwaren er igen: Småt er godt.
Det indtryk er meget tydeligt, når man besøger Mikrodust, en ca. 20-ansatte stor virksomhed, som har arbejdet med T&M-løsninger siden 2011. Mikrodust var – som mange andre – et firma, der tog afsæt i Labview, men som i dag gerne vil være licensuafhængig både på hardware- og softwaresiden. Og hvor firmaet oprindeligt byggede store og kundespecifikke testplatforme, er målet i dag at skabe ultrakompakte test- og interfacemoduler, som kan kobles op mod en måleapplikation og en pc og med egen API linke kundens måleapplikation sammen med kundens testsoftware. Det giver en kompakt, modulær og programagnostisk løsning, som Mikrodust sælger under navnet Atomik.
– Udgangspunktet er for alle opbygninger af T&M-løsninger vores Interface-modul, der indeholder API’en (C#DLL), og som klikkes sammen med det Backplane, som kan opbygges med yderligere moduler til den endelige måleapplikation. Interfacet indeholder samtidigt funktioner for nødstop og styring af både elektromekanik og pneumatik i måleapplikationen. Alt, hvad man behøver til et typisk måle-setup, er altså til stede i Interface og Backplane, fortæller Patrick Edvardsson fra Mikrodust.
Backplane i Atomik tager så Mikrodusts generiske indstikskort som Base, Control-Instruments, DAQ (dataopsamling), Source Measure Unit og Programmer. Man skal så selv udvikle sit test-board med pogo-pins til kontakt til DUT’en (det produkt, der skal testes), ligesom man selv skal udvikle sin målesoftware. Det kan så være i Labview, eller hvad man nu foretrækker. Løsningen er utroligt kompakt, så hele molevitten kan indeholdes i den kasse, hvor DUT’en testes. Den kompakte udformning betyder, at den omgivende RF-skærmning sparer en masse filtre, og kablingen er holdt på et minimum.
– Det ligner en ultrakompakt løsning til R&D-miljøet, men vi har faktisk solgt Atomik-modellen til GN’s volumenproduktion i Kina. GN’s oprindelige testløsning tog 33 sekunder pr. emne, og GN var villig til at overveje Mikrodusts model, hvis testtiden kunne komme under 30 sekunder. Det viste sig, at vores Atomik-setup kunne udføre testen på kun syv sekunder, konkluderer Patrick Edvardsson.
Meget elegant røntgensyn
Japanske Saki er kendt for sine meget fine røntgen-inspektionsmaskiner, men ”fint” er ikke ensbetydende med, at produktet ikke kan blive bedre. Ved at kombinere 3D-røntgen med CT-scanning og en meget effektiv digitalisering genererer Sakis nyeste 3Xi-M110 billeder i en kvalitet, vi ikke har set magen til før.
– Kombinationen af teknologier betyder, at røntgenbilledet ikke fremstår ”i skiver”, men i stedet som et helstøbt billede, hvor de balls eller andre punkter, man zoomer ind på, fremstår som ganske klare billeder. Man kan rotere de scannede fotos og dermed opnå et meget klart billede af blandt andet voids, og hvordan formen på disse voids måtte være. Det usynlige bliver med andre ord meget synligt, forklarer Martin Kostadinov, der er teknisk specialist hos Saki.
Man kan godt ”skiveskære” sine optagelser, hvis man ønsker en sådan repræsentation af optagelsen, men mere interessant er det, at man kan opstille grænser for de fejl, man ønsker at opsnappe med røntgen-/CT-løsningen. Med definerede grænser for eksempelvis størrelsen af voids kan man gøre livet lettere for operatører, som så blot skal forholde sig til go/nogo fra maskinen, og da det kun tager 30 sekunder at scanne et board i fuld størrelse (360mm x 510mm), så er røntgen og CT blevet en meget hurtig teknologi til kvalitetssikring af bestykkede/loddede print.
Fjerlet konnektering af 240A og 2500V
ODU’s grund til at være på Productronica skyldes selvfølgelig anvendelsen af ODU-Mac Black-Line-konnektorerne, som er populære til interfacing mellem fiksturer til DUT’s og test-backplanes i store testsystemer, der let skal kunne skifte mellem flere opgaver. Men det var faktisk et helt andet produkt, som vi kom til at tale om ved besøget på standen, nemlig ODUs ”Power-Connector”, der reelt ligner mere en Blue-Line end en Black-Line forbindelsesteknik.
– Det har virkelig overrasket de besøgende på vores stand, hvor fjerlet sammenkobling og adskillelse af han- og hundele i Power Connectoren er. Det skal ses i sammenhæng med, at de nye konnektorer er i stand til at overføre 240A/fase med tilslutning af op til 95mm2 ledere på de tre faser og nul. At konnektoren så samtidigt tåler op til 2500VDC, hvilket sammen med de 3 x 240A (ved en maksimal temperaturstigning på 45 grader Celsius) gør det til en meget overbevisende forbindelsesteknik. Side om side med effektoverførslen har vi så også plads til et standardmodul til signaloverførsel, fortæller Kenneth Pedersen fra ODU.
Hemmeligheden ligger i en nyudviklet Lamtac Flex pin-/bøsning, som kun kræver en femtedel af den kraft, der tidligere har været nødvendig til konnektorer i denne kategori. De metalliske forbindelser er desuden udført med sikkerhed mod berøring for øje, så forbindelserne er i åben tilstand IP20x-tætte og dermed touch-beskyttede. Desuden tillader Lamtac Flex en vis vinkling ved sammenkobling, så løsningen er også meget tolerant over for lidt klodset konnektering. Endelig er der gevind til øjer i ledningstilslutningen, så man kan vælge præcis den kabeltykkelse op til 95 kvadrat hen ad vejen, så konnektorerne så at sige kan vokse med både opgaver og strømstyrker.
Viscom tilføjer inferens til AI-træning
Det er ikke så lang tid siden, at Viscom introducerede AI til træning af nye AOI-/vision-setups med det formål at forenkle implementering af nye jobs, hvor definitionen af pass/fail ellers godt kan være en tidskrævende affære. Udgangspunktet har været Viscom AOI-maskinernes sammenkobling med Viscoms multifunktionelle vConnect-platform, og med den har Viscoms brugere kunnet uploade modeller for de forskellige jobs, så man relativt hurtigt – og ofte inden for et kvarters tid – har kunnet køre inspektion med fastlagte grænser og træning hen ad vejen af pass/fail-kriterierne.
Nyt fra Viscom er nu den inferensbaserede AI-løsning, vAI Provision, der bygger oven på den eksisterende vVision-software. Det tager en mængde af træningen ud af setup af nye jobs, så det kan ske stort set fuldautomatisk. På minutter er inspektionsplanerne klar, og de giver en hidtil uset AOI-/AXI-dybde med en høj kvalitet og en deraf følgende positiv indflydelse på hele produktionens samlede effektivitet.
– Det her er en løsning, som mange danske EMS-virksomheder nok har ventet på, uden at de nødvendigvis har været klar over det. Den manuelle opsætning af nye inspektionsjobs – selv med AI-træningsmodeller – kræver faktisk en vis ekspertise, og har man mange jobskift, kan det udgøre en flaskehals i produktionen. Test-samples er baseret på E-CAD input-data, og systemet genererer templates med support fra vAI, der er grundlaget for de automatisk opstillede pass-/fail kriterier – stort set uden at man skal røre en finger, vurderer Søren Tranberg fra HIN, der forhandler Viscoms AOI- og AXI-inspektionsløsninger.
Små reed-relæer giver små testsystemer
Pickering er en pudsig blanding af en meget traditionel, britisk producent af reed-relæer, der i dag nok er blandt verdens absolut bedste – og så testdivisionen, Pickering Interfaces, som fremstiller nogle meget effektive testsystemer baseret på PXI, PXIe og LXI som en slags ”åben platform” til selv meget komplekse testopstillinger – og næsten altid med ret omfattende matricer af de reed-relæer, som bliver fremstillet i samme bygning og virksomhed. Det nyeste reed-relæ er serie 125, der leverer med en 5mm x 5mm formfaktor som et stående relæ med enten 15W/1A ydelse for 3V- og 5V-spolespændinger eller 20W/1A for 12V-spolerne. Serie 125 fås i 2 form A, 1 form A, form B og form C, hvilket i klar tale er slutte- og bryde- eller skiftefunktioner for én eller to poler.
– Nyt er også vores LXI-chassis, som er et open-function testsystem til tre backplanes med fire slots i hver. Chassiset er kun 2U højt, så det er en meget kompakt benchtop-løsning, der er understøttet af en temperaturstyret blæser, så man har nogenlunde arbejdsro under målingerne. Nyt i chassiset er en strømforsyning, der kan udtages af kabinettet, ligesom LXI interface-boardet også er udtageligt. Målet har været at fremstille en måleløsning, som med afsæt i vores egne test-boards kan udgøre en chassisløsning til 350 euro/slot, hvad der nok er den billigste vej til modulære tests, vurderer Lee Huckle fra Pickering (Interfaces).
Man kan desuden stacke to chassiser og derved få adgang til 24 slots i et testsystem, der kun fylder 4U i højden. Med et Ethernet 1000baseT-interface er der basis for både datatunge og hurtige testløsninger trods den lille formfaktor, som chassiset med det klingende navn, 60-107-001, giver grundlag for.
Røntgeninspektion af monster-boards
At der for alvor er gået vokseværk i elektronikkonstruktionerne, ser man med al tydelighed hos EP-Teq-agenturet, Göpel. Multi Line AXI er et nyt in-line røntgeninspektionsudstyr, der er i stand til at sluge print så store som 1000mm x 600mm og med en vægt på imponerende 25kg. For at holde en formfaktor inden for selv ganske små rammer er funktionen i røntgenudstyret ikke en bevægelse af printet, der skal inspiceres, men i stedet røntgenrør og detektor som bevæger sig i x- og y-retningerne.
– Multi Line AXI er i stand til at give visninger i 2D, 2,5D og 3D. 2,5D opnår man med offset af detektoren, mens 3D er med rotation af detektoren. Uanset visning opnår man meget klare billeder, som kan slices ned til 10 mikrometer for at finde fejl. Field-of-view er 50mm x 50mm, hvilket er tilpas dækkende til, at man kan skyde sig ind på kritiske områder med en bred margin. Det er i øvrigt værd at lægge mærke til, at det nye røntgen-inspektionsudstyr fra Göpel ikke kræver trykluft til styringen. Alt er kontrolleret elektrisk, så en 230VAC/16A forbindelse er alt, hvad udstyret kræver af forsyning, siger Morten Lorenzen fra EP-Teq, der har Göpel som ét af virksomhedens helt ”gamle” agenturer.
Det er nok også værd at nævne, at Göpel anvender præcis den samme software til deres AOI-, AXI-, SPI- og conformal coating-løsninger. Det giver et softwaremiljø, der er nemt at arbejde med, og hvor der ikke optræder stejle indlæringskurver, når man anskaffer et nyt udstyr.
Fikse, finske fiksturer
Vi startede jo i Norden, og vi slutter også i Norden – denne gang hos finske Oitec, som vi ikke har hørt om før, men som EP-Teq mente, ville være et besøg værd – og det må vi jo være enige i. Finner er jo ikke et folkefærd, der taler særlig meget, men deres produkter siger ofte mere end ord, og når man ser på de idéer og designs, Finland præsterer, så må vi konkludere, at kombinationen af saunaer, iskolde bade og vodka i strømme er særdeles befordrende for virkelyst og kreativitet.
– Oitec har eksisteret i 12 år, og vi er ti ansatte i virksomheden, der fremstiller funktionstestere, display- og batteritestere og lignende produkter. Af primær interesse for EP-Teq er vores egne testfiksturer, som let kan kobles til Göpels boundary-scans, og en høj integration giver jo god mening. Oitecs spændvidde er ganske stor, og vi fremstiller gerne kundespecifikke testfiksturer, der kan håndtere op til 1500A, fortæller virksomhedens grundlægger og indehaver, Pekka Oinonen, når man klemmer ordene ud af ham.
Men vi lader den udstillede løsning tale for sig selv: Oitecs testfikstur til board-tests på prototypeniveau kan med et snuptag udtages af kassen og overflyttes til et in-line kabinet, hvor det samme fikstur nu kan bruges til volumentest. Robotter trækker boards fra conveyoren ind i testfiksturet og sender det videre – eller ud – afhængigt af testens udfald. De virkeligt fikse, finske fiksturer er på bagkanten forsynet med 800 testledere og pneumatik ind- og udgange. Det er løsninger, som vi faktisk ikke bliver trætte af at se nærmere på, og hvor kunder som ABB, Danfoss og Kone også understreger kvaliteten af Oitecs smarte fiksturer og testsystemer.
Billedtekster:
1: Patrick Edvardsson fra Mikrodust med den ultrakompakte og lynhurtige Atomik-model. Interface, Backplane og målemoduler kan indeholdes i den kasse, hvor DUT’en bliver testet, og måle-setup kan frit konfigureres til kundebehov, til DUT’en og til den software, kunden udvikler sin testfunktion på.
2: Sakis 3D-røntgen + CT-scanner er ikke særligt stor, når man tænker på ydelsen og de relativt store print, maskinen kan inspicere. Martin Kostadinov fra Saki fortæller, at billederne har en kvalitet, man nok ikke har set før efter digitalisering, og man kan opstille automatiske grænser for fejl på printet.
3: ODU’s nye Power Connector er en ordentlig basse, der foruden et signalmodul kan overføre tre faser a 240A samt jord. Kenneth Pedersen fra ODU viser, at sammenkobling og adskillelse alligevel sker fjerlet som følge af de helt nyudviklede og berøringssikre Lamtac Flex pins-/bøsninger.
4: Strengt taget behøver Søren Tranberg fra HIN ikke at røre musen ved opsætning af et AOI-inspektionsjob med Viscoms nye vAI Provision. Ved integration i vVision-softwaren definerer AI-modeller selv templates for samples ud fra E-CAD-data, og inferens frem for træning reducerer setup til minutter.
5: – Så kompakt kan vi hos Pickering Interfaces udføre et chassis med tre backplanes og 12 slots samt udtageligt LXI-interface og strømforsyning. Målet har været en højtydende, modulær og multifunktionel testløsning til mindre end 350 euro/slot, siger Lee Huckle.
6: Morten Lorenzen fra EP-Teq viser det nyeste AXI-udstyr fra Göpel. Selv om formfaktoren må betegnes som beskeden, så sluger røntgenudstyr print på op til 1000mm x 600mm og hele 25kg, så Multi Line AXI’eren er godt gearet til morgendagens store invertere og ladesystemer.
7: Her viser Pekka Oinonen, hvordan man med et snuptag kan tage et testfikstur ud af en benchtop-tester og overflytte fiksturet til et in-line kabinet i en volumenproduktion.
