Внутрисхемное тестирование на установках SPEA 40ХХ теперь доступно каждому!

Интервью с Сергеем Валерьевичем Фёдоровым, директором по производству А-КОНТРАКТ, опубликованное в журнале «ВЕКТОР высоких технологий №2 (37) 2018»

Рис. 1 Семейство установок с летающими пробниками серии SPEA 40XX

Первые системы с летающими пробниками для внутрисхемного контроля собранных печатных узлов появились в России около 15 лет назад.

В то время уже работали первые линии поверхност­ного монтажа, изделия постепенно перерабатывались с учетом требований к SMD-компонентам, появлялись тематические журналы, статьи, проводились выставки и семинары для быстроразвивающейся отрасли. Однако понятие внутрисхемного контроля было еще в дико­винку, системы с летающими пробниками можно было увидеть только на зарубежных выставках, и у специали­стов не было понимания - а зачем нам это нужно? Ведь всю жизнь проверяли собранные узлы на стендах функ­ционального контроля, и работало! Да, были ошибки, проблемы, брак, но ведь можно же сделать еще - а вдруг следующий блок будет без дефектов и точно заработа­ет?

Но бесконечно так продолжать было нельзя - изде­лия становились все сложнее, компоненты все меньше, а ошибок все больше. И тогда специалисты решили при­
стальнее присмотреться к диковинной машине - систе­ме с летающими пробниками, и к возможности проведе­ния на ней внутрисхемного тестирования (ICT, In-Circuit Test) еще до этапа функционального контроля изделия.

Что же такое внутрисхемный контроль? Это сред­ство локализации дефектов компонентов и дефектов изготовления печатного узла, при котором без подачи рабочего напряжения питания осуществляется проверка изделия на короткие замыкания, обрывы и целостность цепей, проводится параметрический контроль дискрет­ных компонентов и структурный тест. И только после положительных результатов выполнения внутрисхем­ного контроля мы имеем право отдать изделие на функ­циональный контроль, не опасаясь внести вторичные дефекты.

Технология внутрисхемного контроля довольно быстро завоевала популярность среди специалистов. Разработчики и конструкторы, технологи и инжене­ры, начальники цехов и высшее руководство предпри­ятий - все понимали необходимость проведения ICT для повышения качества своей продукции. И результаты не заставили себя ждать - системы с летающими проб­никами начали быстро распространяться по производ­ственным предприятиям России, в основном, конечно, на заводы ВПК. На сегодняшний день насчитывается около 100 единиц установок такого типа в России и странах СНГ, из них половина - это системы с летаю­щими пробниками серии SPEA 40ХХ (рис 1).

В России основная масса установок с летающими пробниками эксплуатируется на предприятиях военно­промышленного комплекса. К примеру, машины серии SPEA 40ХХ установлены на предприятиях таких концер­нов, как: Госкорпорация «Росатом», Госкорпорация «Ро­скосмос», Госкорпорация «Ростех» (Концерны «Автома­тика», «Созвездие», КРЭТ, «Высокоточные комплексы»), Концерны «Алмаз-Антей», «Океанприбор», «Морин- формсистема-Агат», КТРВ и многие другие. Связано это, конечно, со спецификой производства в нашей стране, которая направлена, в первую очередь, на спецтехнику и изделия военного назначения.

Однако есть и успешно реализованные проекты в частных компаниях: кто-то имеет собственное сбо­рочно-монтажное производство и пользуется на выходе ICT, кто-то производит изделия на стороне, оставляя себе лишь внутрисхемное тестирование, программи­рование и итоговый функциональный контроль. И вот здесь возникает резонный вопрос - а что делать тем, кто отдает сборку своих изделий контрактникам и при этом не имеет у себя системы с летающими пробника­ми? А проверять изделие с помощью внутрисхемного тестирования сейчас становится почти обязательным требованием. Есть ли в России контрактные сборщики печатных узлов, которые могут сделать ICT? Теперь мы с уверенностью можем сказать - да!

Первой и пока единственной компанией, контракт­ным производителем электроники с возможностью проведения внутрисхемного тестирования на базе оборудования компании SPEA, стало ООО «АТ» (входит в холдинг «А-Контракт», г. Санкт-Петербург). В конце 2017 года компанией «Остек-Электро» на предпри­ятие была поставлена установка SPEA 4040, проведен шефмонтаж и последующее обучение персонала. На мой взгляд, это событие станет поворотным, револю­ционным в развитии систем с летающими пробниками на рынке контрактного производства электроники.

ООО «АТ» теперь может предлагать своим клиентам эксклюзивную услугу внутрисхемного тестирования на установке SPEA 4040, ранее недоступную никому из контрактников. Теперь любая компания может прове­рить свое изделие на системе с летающими пробниками, обратившись в ООО «АТ».

На сегодняшний день ООО «АТ» - один из крупней­ших и узнаваемых контрактных производителей элек­троники на рынке России. Имея в своем арсенале две высокопроизводительные линии поверхностного мон­тажа, участок опытного производства, участок функци­онального контроля, цех выводного монтажа, компания готова выполнить заказы по производству электронных
блоков любого уровня сложности. И они ежедневно до­казывают это на деле.

О том, сколько усилий было затрачено на подбор системы с летающими пробниками, почему для задач внутрисхемного тестирования была выбрана именно SPEA, сколько времени на это ушло и о других интересных де­талях рассказывает директор по производству ООО «АТ» Федоров Сергей Валерьевич.

Сергей Валерьевич, расскажите, пожалуйста, более подробно о компании «АТ», о том, какие услуги вы предлагаете своим клиентам сегодня.

ООО «АТ» входит в холдинг «A-Контракт», и наша основ­ная услуга - это контрактное производство электроники. На сегодняшний день мы обладаем широким спектром оборудования и компетенций в области приборостроения, позволяющим поставлять нашим клиентам как отдельные электронные блоки, так и полностью собранные и ра­ботоспособные изделия. Мы стремимся предоставлять нашим клиентам максимальный набор услуг, связанный с производством электронных блоков: от участия в разра­ботке и оптимизации изделия к серийному производству до функционального контроля, упаковки и отправки гото­вых изделий в адрес конечного потребителя. Как правило, работа начинается с получения от наших клиентов кон­структорской документации на изделие в виде электрон­ных файлов из различных САПР, спецификации и т. д. На этом этапе мы проводим технологическую экспертизу проекта (DFM), позволяющую до запуска изделия в про­изводство выявить недочёты и ошибки в конструкции или документации, которые влияют на его работоспособность или надёжность. На этом этапе можно произвести оптими­зацию изделия для серийного производства.

Также мы можем предложить нашим клиентам по­ставку различных комплектующих, необходимых для производства изделий: печатные платы, электронные компоненты, корпуса и другие элементы конструкции из­делий. Причём это могут быть как стандартные элемен­ты, например, корпуса или радиаторы, так и конструкции из различных материалов, выполненные на заказ по ин­дивидуальным проектам. Наше оборудование позволяет нам качественно выполнять и ручной, и автоматизиро­ванный монтаж поверхностных и выводных компонентов, проводить контроль выполненной работы на различных этапах вне зависимости от того, выполняется ли монтаж изделия впервые или это серийная продукция. Несколько лет назад мы внедрили на нашем производстве систему прослеживаемости (traceability). Сегодня эта система по­зволяет нам не только точно придерживаться маршрута движения изделия по производству, но и знать, какие работы, когда и кем были выполнены, а также какие ком­плектующие и от какого поставщика для этого использо­вались.

С момента основания компании мы уделяем особое внимание качеству. Упор на качество и ответственность за выполненную работу привели к тому, что основной нашей специализацией на рынке услуг по контрактной сборке электроники в России стало производство слож­ных электронных блоков и устройств, нередко эксплуа­тирующихся в экстремальных условиях, а также блоков ответственного применения. Выбор этого направления потребовал от нас обеспечения максимального контроля выполняемых операций при производстве электронных блоков, а также возможность с помощью различных мето­дов подтверждать их работоспособность.

Так, много лет назад, мы стали одними из первых контрактных сборщиков в России, у кого появились собственные АОИ и установка рентгеновского контроля, а затем участок функционального контроля и испытаний, позволяющий производить программирование изделий и проверку их функционирования в различных климатиче­ских условиях. Следуя именно этому вектору, мы приняли решение о внедрении системы внутрисхемного контроля на своём производстве.

Когда вы впервые познакомились с понятием вну­трисхемный контроль? Почему решили внедрять систему с летающими пробниками у себя на произ­водстве?

Первое знакомство с системой внутрисхемного контро­ля с летающими пробниками было, наверное, на одной из выставок Productronica в Мюнхене, лет 10-12 назад... Тогда мы увидели эти установки вживую, заинтересова­лись, что это такое, для чего применяется, какой эффект от внедрения мы могли бы получить. Потом технологию внутрисхемного контроля начали активно продвигать в России представители компаний поставщиков оборудо­вания - Остек и Совтест. Проводились выездные семинары в городах, тестировались изделия клиентов на демосисте- мах, писались статьи и различные новости - в общем, пиар был сильный.

У нас, как у контрактных сборщиков сложной электро­ники, понимание, для чего необходимо ICT, появилось поч­ти сразу. Также сразу было понятно, что в наших условиях максимально эффективно можно использовать именно систему с летающими пробниками, как наиболее гибкую в условиях изготовления большой номенклатуры изделий. Оставалось лишь решить финансовый вопрос, поскольку цена установки очень высока. Поскольку мы коммерче­ская организация, вопросы окупаемости системы и обо­снования необходимости её покупки имели не последнее значение. Ну, и конечно, необходимо было определиться, с какой именно системой нам было бы удобнее работать, понять, у кого из поставщиков наиболее качественная тех­поддержка, разобраться в нюансах оборудования. В ито­ге, наш путь от осознания необходимости применения системы внутрисхемного контроля у нас на производстве до внедрения технологии занял порядка 10 лет.

Как проходил выбор поставщика оборудования, что особенно запомнилось? Почему вы выбрали для своего производства именно систему SPEA?

Изначально мы выбирали между тремя установками с летающими пробниками и, соответственно, тремя компаниями-поставщиками данного оборудования: Остек с установкой SPEA 4060, Совтест с SEICA Pilot V8 и Диполь с Takaya АРТ-9600. Понимая, что установка очень сложная в программировании и эксплуатации, одним из основных критериев выбора для нас являлась техническая под­держка. Вообще могу сказать, что выбор установки был непростой, осознанный, очень долгий по времени, так как все три компании, поставщики систем, были сильными и приложили немало усилий в конкурентной борьбе.

Особенно хочу отметить предоставление возмож­ности посетить современные европейские производства, на которых эти системы установлены и реально исполь­зуются. Это помогло лучше разобраться с особенностями работы систем внутрисхемного контроля с технической и коммерческой точек зрения. До этого момента систе­мы ассоциировались в нашем понимании только с круп­носерийными или военными приложениями. Однако оказалось, что для большинства европейских компаний, занимающихся выпуском изделий, подобных нашим, на­личие систем внутрисхемного контроля является прин­ципиальным и необходимым условием получения заказа. Потому что использование таких систем при изготов­лении коммерческих заказов не только позволяет ре­шить частные вопросы в обеспечении качества монтажа изделия, например, выявить контрафактные электронные компоненты, но и является инструментом для комплекс­ного обеспечения качества изготовления изделия. Что, в том числе, является имиджевой составляющей, имею­щей непосредственное влияние на коммерческий успех продукта на рынке в условиях жёсткой конкуренции.

Посещение офисов и производств компаний, разра­батывающих и производящих системы внутрисхемного контроля, также имело прямую практическую пользу.

В частности, посещение компании SPEA в г. Турин, Италия, совместно со специалистами компании ООО «Остек-Элек- тро» позволили пообщаться с разработчиками ICT SPEA, разобраться в идеологии системы, понять, каким образом разработчики и инженеры SPEA видят наиболее оптималь­ными приёмы использования этих систем на практике.

Рис. 2 Предпремьерный показ установки SPEA 4080 в г. Турин, Италия

Отдельного упоминания достойна служба техниче­ской поддержки SPEA. Офис работает 24 часа в сутки.

В нём находится база всех машин, эксплуатирующихся в настоящее время во всем мире, что позволяет сервис- инженерам имитировать сложности, с которыми сталки­ваются пользователи оборудования и давать рекоменда­ции по их устранению в минимальные сроки. Кроме этого, компания SPEA предлагает своим клиентам возможность удаленно обрабатывать проекты (создавать программы тестирования) практически в онлайн режиме! Т.е., поку­пая установку серии SPEA 40ХХ, клиент может вообще не задумываться о создании тестовых программ, все это сделают инженеры SPEA. Применимо это, я думаю, в пер­вую очередь, именно для Европы, для крупных частных компаний с понятной небольшой номенклатурой изделий и большой серией выпуска. Возможность удаленного создания тестовых программ, конечно же, заранее пред­усматривается в договоре на поставку и идет за отдель­ную плату, но если компания готова предлагать услуги такого уровня, то это действительно говорит о многом. И наконец, у нас была возможность посмотреть на новей­шую систему SPEA 4080 за несколько месяцев до её офи­циальной презентации на выставке Productronica (рис 2).

Также хочу отметить два мероприятия, проведенные совместно с сотрудниками ООО «Остек-Электро». Пер­вое прошло в декабре 2014 года у нас в офисе. Это был специализированный семинар для менеджеров отдела продаж, на котором рассказывалось о технологии вну­трисхемного контроля и ее особенностях, о том, зачем проводить ICT, какие преимущества даст такая проверка нашим клиентам. Необходимо было, чтобы наши менед­жеры по продажам разобрались, какую выгоду получит заказчик: повышение качества выпускаемой продукции, 100% прохождение функционального контроля после ICT, возможность поиска контрафактных компонентов еще до их монтажа на печатный узел. Важно было, чтобы мы могли объяснить клиенту, что после прохождения ICT их блок будет именно рабочим, а не просто выглядеть как рабочий, поскольку даже оптический контроль и функци­ональное тестирование не всегда позволяют выявить все скрытые дефекты. Второй подобный семинар по техноло­гии внутрисхемного контроля был проведён уже в дека­бре 2016 года на нашем производстве также совместно с «Остек-Электро». Но его отличие от первого заклю­чалось в том, что мы рассказывали о технологии ICT и необходимости её проведения уже непосредственно нашим клиентам. Более того, в этот период у нас стояла демонстрационная система SPEA 4060, работу которой мы показывали нашим заказчикам на их изделиях (рис 3).

Учитывая все перечисленные факторы, мы остано­вили свой выбор на системе внутрисхемного контроля SPEA. Компания Остек смогла предложить нам наиболее удачное решение, исходя из соотношения цена-качество и скорость поставки, а также предоставить грамотную техническую поддержку.  

Рис. 3 Демонстрация работы установки SPEA 4060

Рис. 4 Демосистема SPEA 4060 в процессе работы

Вы упомянули о демонстрационной системе SPEA 4060, которая находилась у вас на производстве в опытной эксплуатации. Впервые в России установ­ка такого уровня была предоставлена нашему кли­енту в демопользование. Скажите, насколько был полезен период тестовой эксплуатации?

Безусловно, тестовая эксплуатация была для нас очень и очень полезна. Система с летающими пробника­ми - сложная и дорогая установка. Мы осознавали, что эффект от её внедрения покроет все потраченные на это ресурсы. Но так как этот вид контроля ещё не получил распространения в нашей стране, нам необходимо было оценить возможность успешного коммерческого исполь­зования системы. Тестовая эксплуатация SPEA 4060 была просто идеальным вариантом (рис 4), чтобы убедиться в этом. Вообще сам факт, что компания Остек предостави­ла такую возможность - большая удача для ООО «АТ». Это стало одним из ключевых факторов для выбора именно SPEA.

Систему SPEA 4060 передали нам в опытную экс­плуатацию сразу после выставки РАДЭЛ-2016 в Санкт- Петербурге, а ровно через год, после выставки РА- ДЭЛ-2017, Остек уже отгружал нам нашу систему SPEA 4040. Демосистема была предоставлена нам на довольно длительный тест, что позволило ООО «АТ» самостоятель­но разобраться с особенностями работы установки, так сказать обкатать её на себе. И, по сути, взяв её в демополь­зование, мы стали продавать услугу ICT нашим клиентам. Менеджерам была предоставлена очень хорошая воз­можность потренироваться и посмотреть, какой отклик найдет на рынке услуга внутрисхемного тестирования.

Мы обработали большое количество различных проектов и выяснили, что нашим клиентам кроме классического ICT не менее интересен входной контроль сложных ИМС (поиск контрафактных компонентов), а также электриче­ская проверка несмонтированных печатных плат, посколь­ку многие платы производятся за рубежом и не все наши клиенты доверяют тестам, которые делает изготовитель печатных плат.

Поэтому еще раз повторюсь, что тестовая эксплуата­ция - это прекрасный вариант понять, необходима ли вам данная технология, какую пользу она принесет и стоит ли ей вообще заниматься. Надо признать, что, взяв систему Остека на демотестирование, мы не знали, закончится ли это покупкой. Но, как оказалось, все вышло как нельзя лучше.

С какими трудностями вы столкнулись в процессе внедрения установки к себе на производство?

Я бы выделил здесь три основные проблемы, с которыми, мне кажется, сталкиваются абсолютно все предприятия, использующие системы с летающими пробниками.

Первая и самая главная проблема - это исходные дан­ные для создания тестовой программы. Конструкторская документация и спецификация на изделие предоставляют­ся заказчиками в очень плохом виде с точки зрения приме­нения для ICT. Чтобы грамотно, а, главное, быстро запро­граммировать летающие пробники, нужен определенный набор файлов с понятным, правильным содержанием. И здесь чего только не увидишь: в спецификации может быть указан один компонент, а в электронном файле он совсем другой; названия компонентов могут быть на русском язы­ке; некоторые поля вообще не заполнены; часть докумен­тации может быть в бумажном виде; из САПР в принципе часто выгружают некорректные данные, формат которых неприменим для использования на установке и т.д. Ситу­ация сильно напоминает ту, что была с предоставлением данных для программирования установщиков SMD- компонентов лет 10-15 назад. Причина этой проблемы, видимо, в одном и том же - разработчики и конструкторы изделий не в полной мере используют возможности сквоз­ного проектирования САПР. Т.е., например, трассировкой печатной платы занимается один человек, а составлением спецификации и её актуализацией - другой. Хотя современные САПР позволяют это делать «в одном процессе», не допуская различий между файлами проекта и техдоку­ментацией.

Следующая проблема, во многом вытекающая из пре­дыдущей, - это большие затраты времени на согласование с клиентом технических вопросов при разработке тесто­вых программ. Очень много времени уходит на общение из серии «что это за название цепи, куда она выходит?», «какую задачу конструктор хотел решить такой схемотех­никой, зачем это нужно?» и т.д. Здесь еще надо учитывать и то, что в среднем за год мы выпускаем более 400 уни­кальных видов изделий, и каждый заказчик уникальный, со своим «характером».

Третья проблема - это создание внутренней инфра­структуры на производстве с учетом появления у вас новой технологии - необходимо набрать кадры (тестовых инженеров), обучить их. Обязательным условием является их желание работать с системой. Разумеется, необходи­мо принимать во внимание, что тестовые инженеры, как, в принципе, и регулировщики - это всегда одни из самых высококвалифицированных сотрудников рабочих специ­альностей на производстве.

Рис. 5 Установка SPEA 4040 на производстве ООО «АТ»

Какие еще технологии контроля применяются у вас на производстве?

Если говорить в общем, то технологический процесс про­изводства изделий в нашей компании включает несколько этапов контроля. Их выбор зависит от класса выпускаемого изделия, его сложности и пожеланий заказчика. Иными сло­вами, в зависимости от выпускаемого изделия технологи­ческий процесс его производства может включать: входной контроль ЭКБ; визуальный контроль на различных стади­ях производства, автоматическая оптическая инспекция (АОИ); рентгеновский контроль; функциональный контроль и программирование изделий, суточный прогон и т.д. Также мы имеем опыт в разработке стендов и оснасток для про­ведения различных тестов и испытаний. Мы можем выпол­нять климатические и вибрационные испытания изделий, в том числе и во включённом состоянии. Ну, и в дополнение к этому, теперь появилась возможность проведения вну­трисхемного контроля на установке SPEA 4040 (рис ©).

Здесь также хотелось бы сказать о нашей работе с Осте- ком по адаптерным системам типа «ложе гвоздей» Ingun и системе периферийного сканирования JTAG Technologies. Недавно на нашем производстве мы внедрили проведение функционального теста с использованием адаптера Ingun МА 360/F. На базе этого адаптера был создан программно­аппаратный комплекс для параллельного тестирования нескольких узлов, причем сменную оснастку мы разрабо­тали и изготовили собственными силами. Использование адаптера типа «ложе гвоздей» позволяет проводить тест крупной партии изделий, а также одновременно коммути­ровать большое количество связей при том, что полностью собранный блок состоит из трех печатных узлов.

Среди изделий наших заказчиков есть промышленные компьютеры и контроллеры. Поскольку эти изделия доста­
точно сложные, нами было принято решение попробовать применить для их проверки метод периферийного скани­рования по стандарту IEEE 1149.1. В решении этой задачи нам оказали большую помощь специалисты компании JTAG Technologies (они, кстати, так же, как и мы, находятся в Санкт-Петербурге). Они предоставили нам своё оборудо­вание и инженеров, которые разработали тесты, проверили несколько изделий, а также обучили наших специалистов работе на стендах с использованием технологии JTAG. Нами была проведена большая и крайне полезная совмест­ная работа, результатом которой стало принятие решения о внедрении этой технологии контроля в нашей компании.

И в заключение зададим традиционный вопрос: каковы ваши планы на будущее, каким вы видите дальнейшее развитие компании?

На самом деле ничего революционного в планах не предвидится... Работать, работать и работать. Поскольку позиционируем себя как высокотехнологичное произ­водство, будем и дальше развивать сложные коммерче­ские проекты, совершенствовать их качество, расширять спектр услуг контрактного производства и, безусловно, непрерывно модернизировать производственные мощно­сти под рыночные потребности.

Сергей Валерьевич, благодарим Вас за интересную беседу! От лица ком­пании Остек желаем Вашей компании процветания, укрепления позиций на рынке контрактных сборщиков электроники и, конечно же, большого количества заказов на внутрисхемное тестирование!

Источник: ВЕКТОР высоких технологий №2 (37) 2018

Назад