AUTOMATIC
FLYING PROBE TESTER
i migliori del mercato

SPEA ha inventato il tester multifunzionale a sonde mobili che permette di superare facilmente i limiti di accessibilità dei tester a letto d’aghi e individuare affidabilmente ogni difetto delle schede elettroniche ad accesso limitato.

Per produzioni fino a 800.000 schede all’anno, il Flying Prober SPEA è il sistema di collaudo ideale, grazie al suo throughput imbattuto e alla sua estrema accuratezza. I motori lineari ad altissima accelerazione di cui sono dotati gli assi XYZ consentono di raggiungere la velocità di 180 contattazioni al secondo con 8 sonde mobili. Il caricamento automatico delle schede tramite conveyor in linea riduce l’index time a soli 2,5 secondi. Inoltre, la movimentazione delle schede può essere automatizzata con i Board Loader SPEA: compatti ed efficienti, i loader sono disponibili in configurazioni modulari e insieme ai tester possono comporre delle celle di test completamente automatiche per il collaudo di produzione.

La produzione elettronica odierna richiede sistemi in grado di rispondere alla sempre maggiore miniaturizzazione di schede e componenti, che aumentano la complessità dei requisiti di collaudo anche sulle linee ad alti volumi. La tecnologia a sonde mobili SPEA permette di contattare simultaneamente i due lati delle schede con estrema accuratezza di posizionamento dei probe, anche sui micro-pad dal diametro uguale o inferiore a 50μm. Le sonde mobili consentono inoltre di beneficiare della massima flessibilità e rapidità di applicazione, evitando completamente i costi di produzione, stoccaggio e manutenzione delle fixture. Grazie alla generazione automatica dei test program sul sistema operativo Leonardo, rapidamente modificabili e utilizzabili lungo l’intero ciclo di vita del prodotto, i Flying Prober SPEA sono la prima scelta per le linee con una produzione diversificata, specialmente quando è essenziale minimizzare il time-to-market e il costo del test.

Il collaudo dei circuiti flessibili, sempre più diffusi nell’elettronica di consumo e di illuminazione, richiede tecnologie e tecniche specifiche per garantire una contattazione sicura al 100%, che non possa mai danneggiarli. I motori lineari che caratterizzano i tester a sonde mobili SPEA, oltre ad assicurare elevate accelerazioni e fino a 180 contattazioni al secondo, sono in grado di arrestarsi in tempi estremamente ridotti e con assoluto controllo, rendendo possibile un collaudo rapido, accurato e ripetibile anche delle unità più delicate. La programmabilità della forza di contattazione sull’asse Z consente inoltre di toccare i punti più piccoli della scheda con energia prossima allo zero, non provocando così alcuna degradazione o marcatura indesiderata.

Ma c’è di più. I tester a sonde mobili SPEA sono in grado di prevenire anche i rischi di contattazione non sicura legati alla planarità non perfetta dei circuiti flessibili e alle loro vibrazioni durante il probing. Gli strumenti di rilevazione e misurazione laser, uniti agli algoritmi di intelligenza artificiale per il calcolo dinamico delle coordinate di contattazione, consentono infatti di compensare la non-planarità dei circuiti flessibili e di garantire che ogni punto venga contattato con la massima precisione nonostante il grado di curvatura. I tester possono anche essere integrati con appositi strumenti di contrasto, come ad esempio fixture a vuoto, per incrementare la planarità dei circuiti flessibili e minimizzare le vibrazioni al contatto delle sonde mobili.

SPEA ha inventato il primo tester automatico a sonde mobili in grado di collaudare in maniera completa le schede di potenza. Il sistema è progettato per offrire ai produttori di dispositivi elettronici la massima flessibilità e la massima resa produttiva disponibili sul mercato, grazie alla possibilità di collaudare – su entrambi i lati in contemporanea – schede elettroniche di grandi dimensioni, pesanti fino a 15kg e dotate di componenti alti fino a 150mm. La tecnologia a sonde mobili SPEA garantisce sia la maggiore accessibilità ai test point delle schede, raggiungendo agilmente i punti inaccessibili ai sistemi ICT tradizionali, sia la più elevata accuratezza di contattazione, anche ad alte velocità di movimento.

Con oltre 40 anni di esperienza nel collaudo dell’elettronica di potenza, SPEA è il primo riferimento per i maggiori player mondiali nei settori dell’energia, degli alimentatori e dei veicoli elettrici. Sappiamo bene che ogni guasto sul campo può tradursi in un costo enorme, sia in termini economici sia di reputazione, e conosciamo l’importanza decisiva di un collaudo accurato delle schede di potenza, per individuarne ogni possibile difetto di produzione e garantirne il corretto funzionamento durante i molti anni di utilizzo previsto. I tester a sonde mobili SPEA offrono una copertura di test completa, essendo in grado di collaudare non solo tutte le parti elettroniche (analogiche, digitali e di potenza), ma anche quelle meccaniche; oltre all’In-Circuit Test parametrico e al test funzionale, gli stessi sistemi possono eseguire anche operazioni aggiuntive come ispezioni ottiche, programmazione flash, calibrazione RTC. Così da soddisfare e ampliare ogni strategia di collaudo.

La tecnologia LED viene oggi utilizzata in un elenco sempre crescente di applicazioni diffuse nella vita quotidiana, come ad esempio sistemi di illuminazione pubblica e domestica, elettronica di consumo, fari dei veicoli e luci per aerei. I sistemi a sonde mobili SPEA rispondono alla necessità dei produttori di convalidare le specifiche di schede e dispositivi LED automatizzando il processo di collaudo e offrendo una lunga serie di vantaggi chiave: throughput altissimo (oltre 10 LED testati al secondo), vasta gamma di tecniche di test disponibili su una stessa macchina, elevata accuratezza di contattazione, risultati di test ripetibili e tracciabili. Riducendo così il costo del test e individuando tutte le difettosità che potrebbero causare guasti sul campo.

I Flying Prober SPEA permettono di beneficiare della massima accessibilità e flessibilità, dato che non richiedono né fixture specifiche né cablaggi per effettuare test completi su schede e pannelli LED. Grazie alla velocità senza pari di movimentazione delle sonde e alla generazione automatica dei test program sul sistema operativo Leonardo, i tester sono in grado di collaudare alti volumi di produzione di più famiglie di prodotti minimizzando tempi e costi di setup. La funzione Light Chromaticity & Intensity Test consente di misurare il colore e l’intensità della luce emessa dai LED in modo automatico e affidabile, tramite strumenti modulari come sensori di luce, spettrometri o telecamere installati direttamente a bordo asse.
I parametri che in questo modo possono essere misurati con estrema precisione includono:

• gamma di lunghezze d’onda (l’intero spettro di luce visibile e infrarossa);
• indice di resa cromatica (CRI);
• spazio colore HSL (tonalità, saturazione, luminosità);
• spazio colore RGB (rosso, verde, blu);
• diagramma delle cromaticità xy CIE 1931;
• temperatura di colore correlata;
• lunghezza d’onda dominante;
• intensità luminosa in valori Lux (0 – 60.000) e Candela (mcd).

L’accuratezza delle misurazioni è garantita: nessuna influenza dei LED vicini, quando l’intera scheda viene alimentata, o dell’illuminazione ambientale. Le soglie di tolleranza dei valori misurati possono essere definite automaticamente dal sistema oppure impostate manualmente dagli utenti, in base a ogni esigenza. Oltre ai test specifici per i LED, i tester a sonde mobili SPEA dispongono di tecniche e strumenti in grado di collaudare ogni altro componente delle schede di questo tipo, dall’ICT parametrico al test ottico e funzionale, assicurando così una copertura di test completa e la rilevazione di ogni difetto.

I tester automatici a sonde mobili SPEA possono collaudare completamente ogni tipo di probe card, verificando accuratamente la correttezza del funzionamento e dei valori parametrici di ogni net e componente, per rilevare ogni possibile difetto di produzione.

L’ampia area di test permette ai tester automatici SPEA di collaudare anche le probe card di dimensioni più grandi, fino a 1000x610mm, mentre il modulo conveyor consente di caricare facilmente anche le unità più pesanti, fino a 20Kg, direttamente nell’area di test. I sistemi possono collaudare ogni parte delle probe card, inclusi i loro pin più piccoli, rilevando rapidamente difettosità come componenti fuori specifiche, open pin, cortocircuiti. Le sonde mobili contattano direttamente i pin dei connettori delle probe card per effettuare test di continuità completi tra PCB e substrato di ceramica, con contattazione simultanea a diversi livelli di altezza e senza necessità di fixture o interfacce specifiche per l’applicazione. Nonostante l’altissima velocità di movimentazione delle sonde, con la tecnologia Soft Touch il probing non genera marcature o degradazioni del punto di contatto, assicurando l’integrità del prodotto collaudato. A completare il processo di collaudo, test parametrici e funzionali sull’unità assemblata.

I Flying Prober SPEA, inoltre, consentono di semplificare il processo di riparazione delle probe card. È sufficiente eseguire il test sull’area con difettosità per ottenere una diagnostica precisa delle parti guaste, minimizzando così il tempo di analisi e riparazione. Anche le operazioni di controllo post-riparazione, prima di rimettere la probe card in uso, possono essere effettuate dal tester a sonde mobili SPEA: la sua piena copertura di test permette di accertare che l’intervento di riparazione sia stato risolutivo e che non siano presenti altri guasti non ancora rilevati.

Con la loro accuratezza di contattazione, misura e diagnostica, i tester automatici a sonde mobili SPEA possono essere utilizzati non solo per il collaudo delle load board appena prodotte, ma anche per molte altre operazioni. Come ad esempio: test delle schede nude, riparazione delle unità difettose e verifica dopo l’intervento, rilevazione dei componenti “deboli” per evitare malfunzionamenti e guasti durante l’uso, reverse engineering su load board già esistenti.

L’ampia area di test permette ai tester automatici SPEA di collaudare load board dalle dimensioni massime di 1000x610mm, mentre il modulo conveyor consente di caricare facilmente anche le unità più pesanti, fino a 20Kg, direttamente nell’area di test. I macchinari rilevano rapidamente le parti guaste, i difetti di processo (come ad esempio pin aperti e cortocircuiti), i componenti fuori specifiche e quelli quasi giunti al loro fine vita (es. i relè). La capacità di contattare simultaneamente a diversi livelli di altezza rende i Flying Prober SPEA in grado di effettuare test di continuità tra scheda principale e schede figlie, in aggiunta ai test parametrici e funzionali su ciascuna scheda figlia dopo l’assemblaggio finale.

Tutto ciò non richiede alcuna fixture specifica per l’applicazione, in quanto i tester SPEA generano automaticamente il programma di test in poche ore, partendo dai dati CAD delle load board oppure effettuando operazioni di reverse engineering. Anche in mancanza di documentazione e schemi tecnici, infatti, i sistemi SPEA possono ricostruire automaticamente i dati delle schede – liste delle net e delle parti, schemi elettrici, dati CAD – che poi possono essere utilizzati per generare il programma di test a sonde mobili oppure per produrre nuove copie della stessa load board.

SPEA ha progettato e realizzato il primo tester automatico a sonde mobili ad altissima produttività, l’unico sul mercato idoneo al collaudo di produzione ad alti volumi. L’iper-velocità meccanica di movimentazione di 8 sonde mobili consente di poter effettuare fino a 180 contattazioni al secondo.

Il tempo di test elettrico In-Circuit di una scheda elettronica
può quindi essere ridotto a:

• 35 secondi per una scheda con 500 net;
• 71 secondi per una scheda con 1.000 net;
• 3,5 minuti per una scheda con 3.000 net;
• 28 minuti per una scheda con 24.000 net.

La produttività di un tester a sonde mobili SPEA può conseguentemente variare da 100.000 a oltre 800.000 schede all’anno.

Le nuove tecnologie microelettroniche richiedono un tester a sonde mobili di ultima generazione, che sia in grado di contattare rapidamente i loro micro-pad senza mai mancarli, né danneggiarli. I micro-pad presenti su PCB, circuiti flessibili, wafer e supporti in ceramica o vetro possono infatti richiedere accuratezze di posizionamento sino a 10µm per essere contattati affidabilmente. Grazie alla loro elevata accuratezza, i sistemi a sonde mobili SPEA sono gli unici a poter collaudare i micro-pad dei componenti microelettronici in modo sicuro e ripetibile nel tempo.
I tester SPEA sono infatti dotati di un lettore ottico lineare su ogni asse per misurare la posizione delle sonde mobili con una risoluzione di 12 nanometri.

Le delicate piazzole di piccole dimensioni presenti nei supporti stampati, in quelli ceramici e di vetro, nei wafer e nei flex, devono essere contattate dalle sonde mobili con un profilo di atterraggio a forza controllata, in maniera da non generare marcature che possano degradare il punto di contatto. Le ultime tecnologie microelettroniche richiedono di poter contattare rapidamente e in modo sicuro piazzole anche inferiori a 50µm su PCB e sino a 20µm su wafer.

I motori lineari ad altissima velocità degli attuatori degli assi Z consentono una discesa a profilo controllato dei probe, in base alla modalità selezionata.

• Massima velocità: 10ms
• Soft Landing: 12ms
• Ultra-Soft Landing: 14ms
• Zero-Force Landing: contattazioni multiple senza degradazioni.

I cortocircuiti sono da sempre i guasti più subdoli, e per individuarli tutti prima che possano causare malfunzionamenti dei prodotti sul campo è necessario effettuare misure elettriche su tutte le net. I tester a sonde mobili sono l’ideale per contattare tutte le net fisicamente accessibili: è sufficiente una piazzola di dimensioni superiori a 50µm su PCB e a 20µm su wafer.
I tester SPEA sono gli unici sul mercato in grado di effettuare il test dei cortocircuiti su tutte le net in tempi molto brevi:
tipicamente 15 secondi per 1000 net, 60 secondi per 4.000 net.

SPEA ha progettato e realizzato una nuova serie di Board Handling Modules bidirezionali in grado di caricare e scaricare schede elettroniche in maniera automatica. I Board Handling Modules SPEA sono disponibili in configurazioni modulari, che consentono modifiche rapide nel loro utilizzo sul campo, e si distinguono per il loro footprint ridotto, occupando solamente un terzo dello spazio tipicamente richiesto dagli handling modules tradizionali.

Compatti ed efficienti, i Board Handling Modules SPEA hanno un design ergonomico: la quota di caricamento dei rack è programmabile, per adattarsi a ogni necessità operativa. Il posizionamento dei magazine sui Board Handling Modules può essere effettuato manualmente oppure automaticamente in diverse modalità, per esempio utilizzando AGV (Automated Guided Vehicle), robot, conveyor o Local Magazine Buffer. L’interconnettibilità con il tester e con la LAN, tramite interfaccia Ethernet TCP/IP, rende possibili i benefici di Industry 4.0: le informazioni sul funzionamento e della sensoristica possono essere trasmesse ai sistemi Big Data per la manutenzione predittiva. La piena compatibilità con i sistemi di collaudo SPEA dotati di conveyor di caricamento, infine, assicura che i Board Handling Modules possano essere combinati sia con i sistemi già in uso, sia con quelli di nuova generazione.

I sistemi automatici a sonde mobili SPEA integrano il sistema operativo proprietario Leonardo, progettato per la massima semplicità d’uso nella generazione ed esecuzione dei programmi di test. Gli utenti possono operare facilmente, tramite interfacce grafiche intuitive, all’interno di un ambiente software basato su applicazioni dedicate alle singole funzioni di collaudo. Anche se integrata nel sistema operativo, infatti, ogni app è stand-alone e può essere aggiornata indipendentemente, senza inficiare sull’integrità delle altre o del software complessivo. Allo stesso modo, i programmi di test già esistenti possono essere modificati rapidamente, non necessitando di documentazione o formazione specifica, mentre per generare automaticamente un nuovo test program occorrono solamente pochi minuti, con o senza i file CAD della scheda. Sono inoltre disponibili molte altre funzionalità, come debug e tuning automatici, monitoraggio analisi della produzione in tempo reale, app dedicate alla riparazione delle schede e al reverse engineering.