Kwaliteit

De E.D.&A.-besturingen worden wereldwijd gebruikt in seriematige toepassingen. Het is dan ook duidelijk dat een uitstekende kwaliteit van deze producten van zeer groot belang is.

Dit begint al bij het ontwerp: door zeer strenge eisen te stellen bij het design en door gebruik te maken van standaardschema's kan E.D.&A. de kwaliteit van de producten op een heel hoog niveau brengen.

De productie van de halffabrikaten wordt uitbesteed aan zorgvuldig geselecteerde toeleveranciers die moeten voldoen aan strenge kwaliteitseisen. E.D.&A. coördineert de productie bij deze bedrijven via een ERP-softwarepakket. Alle componenten die door de toeleveranciers worden ingekocht, zijn door E.D.&A. vastgelegd op type en merk. Hierdoor heeft E.D.&A. de volledige controle over de gebruikte materialen.

Hardware

Eigen EMC-labo

Alle elektronicaontwerpen moet in het kader van de CE reglementering voldoen aan strenge EMC vereisten. De ongevoeligheid voor storingen is bij elk ontwerp een belangrijke eis, los van de eisen die de CE reglementering oplegt.

E.D.&A. beschikt over een eigen EMC labo met state of the art meettoestellen die onontbeerlijk zijn om een elektronische besturing volledig te kunnen testen. De toestellen dienen om stoorsignalen op te wekken en om na te gaan of het ontwerp zelf niet te veel uitstraalt.

Ook wordt er gekeken of het ontwerp onder uiteenlopende omstandigheden goed blijft werken. Wat gebeurt er bij zeer hoge of lage temperaturen? Worden componenten in het ontwerp niet te warm? Wat gebeurt er bij hoge luchtvochtigheid? Bij sommige ontwerpen zijn er specifieke eisen naar gevoeligheid voor trillingen. E.D.&A. is in de mogelijkheid om het ontwerp, eventueel ingebouwd in de uiteindelijke applicatie, op een shaker te plaatsen.

Welke testen ondergaan E.D.&A.-besturingen ?

Automated Optical Inspection (AOI)

Wanneer de print de eerste soldeerstap achter de rug heeft, namelijk de SMT (Surface Mount Technology) soldering, dan ondergaat de halfgeassembleerde print al een eerste test. Hoe vroeger een fout immers gedetecteerd wordt, hoe sneller kan ingegrepen worden om correctieve maatregelen aan het proces uit te voeren. Bij deze test worden (machinaal) gedetailleerde foto's genomen van de printplaat die automatisch worden vergeleken met vooraf ingestelde patronen. Hiermee wordt de kwaliteit van de solderingen nagekeken, de aanwezigheid van de componenten wordt gewaarborgd en de opdruk van de componenten kan geverifieerd worden. Als er onregelmatigheden gedetecteerd worden, is tussenkomst van een operator noodzakelijk. Deze neemt dan de uiteindelijke beslissing.

X-Ray

Als gebruik gemaakt wordt van complexe (SMT) componenten die moeilijk te solderen zijn (denk daarbij aan de zogenaamde BGA's of ball grid arrays), dan kan een X-Ray toestel gebruikt worden om de solderingen te verifiëren. Dit is echter geen standaardtest en wordt enkel uitgevoerd als de toepassing dat vereist.

Flying probe test (FPT)

Honderden minuscule kleine componenten en allemaal perfect gesoldeerd? Dat is niet realistisch. Daarom worden alle printen individueel met de flying probe getest. Een robot met meetpennen (probes) vliegt letterlijk over de print om zo de componenten na te meten of ze goed geplaatst zijn, of de component de juiste waarde heeft en niet defect is. Verder kan deze machine ook kortsluitingen detecteren op het bord, nog voor het bord onder spanning heeft gestaan. Zo kan vermeden worden dat er componenten beschadigd worden door het foutief plaatsen van andere componenten en is de impact van de fout minimaal.

Deze test wordt soms uitgevoerd bij printen die enkel SMT gesoldeerd zijn. Soms pas wanneer ook de conventionele (through hole) componenten geplaatst zijn. Dit hangt af van de complexiteit van de printplaat en wordt door de ontwikkelaar van de print bekeken.

Belangrijk hierbij is dat E.D.&A. in de designfase al rekening houdt met de beperkingen van deze testen en ervoor zorgt dat de meetpennen alle juiste aansluitpunten hebben op de printplaat.

In Circuit Test (ICT)

Deze test is een alternatief voor de FPT. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van een zogenaamde fixture met pinnenbed. Deze fixture bestaat uit een "bak" waar op de bodem en eventueel het deksel pennen geplaatst worden: dit zijn dan meetpennen (ie. het zogenaamde pinnenbed). In deze fixture worden dan de printen gelegd. Het principe is dat alle baantjes op het bord een aansluitpunt hebben op het pinnenbed. Deze aansluitingen worden dan geschakeld op een meetsysteem. Hierdoor worden dezelfde metingen uitgevoerd als bij een FPT.

Bij een FPT verplaatsen de meetpennen zich over de print, bij een ICT heeft ieder meetpunt zijn eigen probe en worden de te meten signalen geschakeld om de juiste metingen uit te voeren.

Ook deze test vereist de nodige aandacht tijdens de ontwikkeling om ervoor te zorgen dat er op ieder baantje dergelijke aansluitpunten voor de meetpennen aanwezig zijn. Ook deze test kan uitgevoerd worden na de eerste soldeerfase (enkel SMT) of na de tweede soldeerfase (als ook de through hole componenten geplaatst zijn).

Eerste Functionele Test (FT)

Wanneer de print volledig gesoldeerd is en wanneer de passieve testen uitgevoerd zijn, dan kan een eerste minimale test onder spanning uitgevoerd worden. Dit is wat E.D.&A. een 'functionele test' noemt. Hierbij wordt nagekeken of het kristal naar behoren werkt, of de microprocessor opstart, of het display werkt, of de software versie de juiste is enz.. Eenvoudige dingen die niet passief kunnen getest worden.

Active Burn In test (ABI)

Ook deze test kan pas uitgevoerd worden nadat alle componenten geplaatst zijn. Hierbij worden de printen in een klimaatkast gelegd waar de temperatuur varieert van 0°C tot 60°C volgens een ingesteld programma. Tijdens deze test worden de producten automatisch functioneel bewaakt. Dankzij deze temperatuurschokken worden slechte of valse contacten gedetecteerd. Soms wordt deze test ook enkel op kamertemperatuur uitgevoerd.

Het hoofddoel van deze test is alle componenten gedurende enige tijd op bedrijfstemperatuur te brengen om zo voortijdig falen ten gevolge van een ondermaatse kwaliteit van de componenten op te vangen nog voor de print bij de klant komt.

Visuele controle

Hoe sneller reeksfouten gevonden worden, hoe beter. Daarom wordt er uit elke levering van de productiefirma's een steekproef genomen. Op basis van alle uitgevoerde testen en de ervaring van eerdere problemen wordt een lijst gegenereerd van aandachtspunten en van componenten die nog niet of slechts minimaal getest zijn. Op basis van deze lijst en eventueel een model worden dan deze componenten visueel nagekeken op type, positie en kwaliteit.

Functionele eindtest

Om de kwaliteit van de afgeleverde producten optimaal te waarborgen wordt er tot slot nog een functionele eindtest uitgevoerd alvorens de print uit te leveren. Deze test bestaat uit een visuele controle en een volledige functionele eindtest voor iedere print. E.D.&A. test alle printen voordat ze naar de klant verstuurd worden.

De visuele controle gebeurt volgens een testfiche die door de ontwerper van de print is samengesteld. Na het eventueel inladen van de laatste software versie zal de print een op maat gemaakte functionele test doorlopen. E.D.&A. neemt steeds de ontwikkeling van dit testsysteem voor haar rekening om de kwaliteit van de geteste printen te waarborgen. Enkel wanneer deze test met succes beëindigd wordt, kan de print gefactureerd worden.

Belangrijk bij deze testen is de continue feedback tussen mensen van de testafdeling en de ontwikkelafdeling. De testfiches van E.D.&A. worden continu bijgestuurd op basis van informatie van de testers en opgedane ervaring in het verleden of bij andere printen.

E.D.&A. beschikt eveneens over een multifunctioneel testsysteem, een zogenaamd UTS-systeem (Universal Test System). Dit testsysteem wordt bijna uitsluitend gebruikt voor de functionele eindtesten van de standaard controllers.

In de eindassemblageafdeling van E.D.&A. worden de producten vervolgens volgens de lopende klantenorders verder afgewerkt tot eindproduct.

Software

De manier waarop embedded software wordt geschreven en geïmplementeerd, heeft een heel grote impact op de kwaliteit van uw machine of apparaat. E.D.&A. is zich hier ten volle van bewust. De softwareontwikkelaars van E.D.&A. hebben een neus voor het herkennen en opvangen van mogelijke foutgevoelige situaties. In de software worden voorzorgsmaatregelen genomen en indien er zich onverhoopt toch een fout voordoet, wordt dit opgevangen. Hierdoor blijft uw applicatie stabiel werken.

Door gestructureerd te werk te gaan tijdens het ontwikkelen van de software, wordt de kwaliteit van het geleverde werk nog aanzienlijk verhoogd. Zo maken de softwareontwikkelaars van E.D.&A. ondermeer gebruik van broncode-richtlijnen voor het structureren van broncode. Het toepassen van deze richtlijnen geeft de broncode een uniform uitzicht. Wat echter nog veel belangrijker is, is het feit dat de opgelegde structuur ook enkel die subsets en constructies van een taal toelaat die geschikt zijn voor de programmatie van embedded systemen. Aan de hand van zeer moderne en efficiënte tools zorgt E.D.&A. ervoor dat de broncode automatisch getoetst wordt aan de gevolgde standaarden, wat een heel hoge betrouwbaarheid van de embedded software garandeert.

Verder wordt er gebruik gemaakt van grafische tools voor het zogenaamd model-driven ontwerpen van bepaalde softwareblokken in een besturing. Voor de blokken in de besturing waar deze techniek wordt toegepast, wordt de broncode automatisch gecreëerd op basis van een model dat op een grafische wijze ingevoerd wordt. De automatische vertaalslag van werkingsmodel naar broncode vermindert de kans op fouten en verhoogt bovendien de onderhoudbaarheid.

ESD

Wat is ESD?

ESD is een begrip in de elektronica wereld met een negatieve bijklank. Dit drieletterwoord staat voor ElectroStatic Discharge. Denk maar aan geknetter dat je hoort wanneer je een trui uittrekt, of -in extremis- bijvoorbeeld bliksemschichten. Al deze dingen zijn niet meer of niet minder dan elektrostatische ontladingen. ESD is het fysisch verschijnsel waarbij een hoeveelheid opgehoopte lading zich plotsklaps gaat verplaatsen. Opgehoopte ladingen zijn uiteraard geen stabiele vorm van evenwicht. Wanneer een elektrisch pad wordt aangereikt zal de natuur de ophoping uitvlakken om zo dichter bij een stabiel evenwicht te komen. Op het moment dat de opgehoopte lading uitvlakt, verplaatsen de ladingen zich dus, en dat is de genoemde ESD-ontlaadstroom.

Waarom is de elektronica wereld er bang voor ?

In de elektronicawereld is het een trend om de componenten alsmaar sneller en kleiner te maken. Door de componentjes kleiner en kleiner te maken, vermindert ook de hoeveelheid stroom die de baantjes in de elektronische componenten kunnen verdragen. In de praktijk kunnen de ESD-stromen de elektronische componenten daadwerkelijk beschadigen.

Nu zijn er twee mogelijke scenario's:

1. De ESD-stroom heeft de component beschadigd en hierdoor werkt hij niet meer. Eigenlijk is dit de meest gunstige situatie. Een goede functionele test van een print zal dit aan het licht brengen waardoor verhinderd kan worden dat deze defecte component toch in een machine of apparaat terecht komt.

2. De ESD-stroom heeft de component beschadigd maar nog niet voldoende om ook een functioneel defect te introduceren. Dit wordt ook "latente ESD-schade" genoemd. Deze schade is dus niet te detecteren in een functionele test. Pas later, wanneer de werkingsomstandigheden anders zijn (bijvoorbeeld als de component op bedrijfstemperatuur is, als de belasting maximaal is,...) zal de component definitief functioneel defect geraken. Later zal de component dus zonder duidelijk aanwijsbare reden plots falen!

Deze latente ESD-schade toont het belang aan van een correcte implementatie van preventieve maatregelen. Wie wil er immers producten kopen die uitvallen hoewel ze niet foutief gebruikt zijn? Ook bij E.D.&A. zijn we ons bewust van de ESD-problematiek. Kwaliteit en klanttevredenheid zijn onze topprioriteiten, dus doen we er alles aan om door middel van preventieve maatregelen de ESD-gevolgen tot een minimum te herleiden.

Welke preventieve maatregelen neemt E.D.&A. ?

De grondoorzaak van ESD-schade is het ongewenst vloeien van ladingen die zich hebben opgehoopt. Dan is het simpel: er moet vermeden worden dat ladingen zich kunnen opstapelen en als dat toch gebeurt, dan moeten we ervoor zorgen dat ze op een gecontroleerde manier worden afgevoerd zonder dat ze schade kunnen aanrichten. Deze doelstellingen probeert men te realiseren in een zogenaamde EPA, een ESD Protected Area.

Concreet moet zo veel mogelijk gebruik gemaakt worden van materialen die niet onderhevig zijn aan het fysisch verschijnsel waarbij ladingen onder invloed van wrijving tussen 2 diverse materialen kunnen overgaan van het ene naar het andere materiaal (=het tribo-elektrisch effect). E.D.&A. gebruikt binnen de EPA dan ook speciale werkbanken, bureaustoelen, vloeren, kledij (overjassen), schoenen, gereedschappen, enz...

Verder gebruikt E.D.&A. ook geschikte verpakkingsmaterialen die verhinderen dat elektronische componenten beschadigd raken door ESD-ontladingen bij aanraking. Het betreft hier dan zowel het transport binnen de EPA van de subcontractors, het transport van de productiefirma's naar E.D.&A., het transport binnen E.D.&A. en als laatste het transport naar de klant waar de besturing zal worden ingebouwd.

Welke maatregelen neemt u ?

Hopelijk bent u zich ook bewust van het belang van preventieve maatregelen om ESD- ontladingen te verhinderen. E.D.&A. legt de nodige discipline aan de dag bij de medewerkers om de preventieve maatregelen dan ook correct te volgen. Vanaf dat onze goederen bij u uitgepakt worden, hebben we het echter niet meer in de hand. Het is daarom zeker niet onverstandig om eventueel pols- of hielbandjes te voorzien voor de mensen die in aanraking komen met het elektronicamateriaal. Op deze manier kunnen zo eventueel opgestapelde ladingen via een veilige weg uitgevlakt worden, wat schade aan de componenten voorkomt.

Download de volledige ESD-presentatie

Tracking & tracing

Bij E.D.&A. krijgt iedere printplaat een uniek serienummer. Met dit serienummer kunnen we de historiek van de desbetreffende print altijd reconstrueren vanaf het moment dat de print bij E.D.&A. toekomt. Via deze serienummers kunnen we ook garanderen dat enkel succesvol geteste printen naar onze klanten worden opgestuurd. Ons systeem maakt het immers onmogelijk om een print te selecteren voor een klant als de status van die print niet aangeeft dat de print met succes getest is geweest.