ENGINEERING INDUSTRIALIZATION MATERIAL MANAGEMENTA MANUFACTURING 05 TESTING test engineering ELECTRONIC SYSTEM INTEGRATION
ELECTRONIC SYSTEM INTEGRATION dm elektron MORE THAN A PARTNER A PART OF YOU Progettiamo e sviluppiamo sistemi di test, industrializziamo il prodotto ad ogni fase, curandone perfettamente la customizzazione. We design, develop and engineer the test system, we industrialize the product at all levels, paying great attention to customer requirements and needs.
TECNOLOGIA DAL 1982 LA TRADIZIONE NEL TESTING TECHNOLOGY SINCE 1982 THE TRADITION IN TESTING Alta qualità tecnologica. dm elektron, specialista nell ODM (Original Design Manufacturer). Versatile, eclettica, flessibile. Up to date. Pensata per offrire un servizio completo e verticale, soddisfa molteplici esigenze attraverso: dm Spei Orion, (S. Lorenzo Isontino, Go), esperta nella produzione di circuiti stampati ad alta qualità; dm elektron (Buja, Ud), specializzata nell assemblaggio di componenti elettronici e nella fornitura del prodotto finito completo di chiusura. Nata nel 1982 dall intuizione di un imprenditore, dispone di un organico di circa 300 dipendenti. Nel corso del tempo, sviluppa una strategia che le consente, dal puro assemblaggio di componenti elettronici, di approdare ad una relazione a lungo termine con il cliente, sviluppando ed affinando conoscenze chiave nello sviluppo dei collaudi di test, dell industrializzazione e della produzione basata su tecniche altamente affidabili ed innovative. dm elektron, consapevole delle richieste sempre più eterogenee del mercato, dispone, on demand, di uno stabilimento situato a Brasov (Romania), SC dm elektron, in modo tale da garantire ai clienti un sensibile vantaggio economico, nel rispetto di elevati standard qualitativi e di sicurezza. Lo sviluppo di sistemi di test dal 1982 rende dm elektron un player affidabile, in grado di offrire tecnologie consolidate e strumentazioni innovative. Azienda di riferimento nell ODM (Original Design Manufacturer) Leader in ODM (Original Design Manufacturer) High technological quality. dm elektron, the specialist of ODM (Original Design Manufacturer). Versatile, eclectic, flexible. Up to date. Conceived to offer a complete and vertical service, dm elektron is able to satisfy multiple customer needs through: dm Spei Orion, specialized in high-quality PCB production; dm elektron, specialized in PCB assembly and electronic systems design and industrialization in a finished product including enclosure and cablings. Established in 1982, dm elektron can rely on a staff of about 300 employees. Over the years, dm elektron developed a strategy that from the pure assembly of electronic components, evolved in a long-term relationship with customers, developing and refining a key knowledge of test methodologies and systems and product industrialization with highly reliable and innovative techniques. dm elektron, being aware of market demands, can rely also on a plant located in Romania, so to give customers a significant economic advantage while ensuring high standards of quality and safety. 03
COMPETITIVITÀ VS FLESSIBILITÀ E PROCESSO DI TEST COMPETITIVITY VS FLEXIBILITY THE TESTING PROCESS In dm elektron lo sviluppo dei test e la progettazione della scheda sono strettamente legati ed assumono la medesima importanza. Infatti, la strategia di test viene sviluppata attorno al prodotto ed alle sue funzionalità. Le attività di testing sono effettuate sul prodotto contestualmente alla sua ingegnerizzazione al fine di verificarne la conformità e l affidabilità. I test eseguiti sono: Automatic Optical Inspection, In circuit test, Flying Probe test, Dieletric Test, Burn in e Run in test, Functional Test. Questi i passi in cui si articola una efficace strategia di test: Preparazione di una specifica di test Proposta tecnica Validazione della proposta tecnica Analisi e definizione schema per fasi Sviluppo schema elettrico Sviluppo PCB Sviluppo fixture di contattazione Sviluppo rack supporto strumenti Sviluppo cablaggi Sviluppo software Sviluppo firmware Realizzazione attrezzatura Debug Validazione dm elektron realizza tutte le fasi in-house. When dealing with electronic products, test development is just as important as the manufacturing process. The test strategy has to be developed around the product and its final applications. Testing is carried out at the same time of product engineering to verify its conformity and reliability. The tests performed are: Automatic Optical Inspection, In circuit test, Flying Probe test, Dieletric Test, Burn in and Run in test, Functional Test. Hereby the steps required for a successful test strategy: Creating a test specification Technical proposal Validation of the technical proposal Block diagram definition Schematic development PCB development Fixture development (bed of nails) Rack development Wiring development Software development Firmware development Testing tools production Debug Validation dm elektron implements all these stages inhouse. 04 05
SVIPUPPO DI UNA EFFICACE STRATEGIA DI TEST DEVELOPING A SUCCESSFUL TEST STRATEGY Le nostre competenze di progettazione e produzione di schede elettroniche sono al servizio del cliente. L esperienza nella realizzazione di sistemi di test e la capacità di fornire soluzioni competitive, consentono a dm elektron di definire una strategia di test di successo. Nello sviluppare un attrezzatura automatica di test per una scheda elettronica, è essenziale valutare molti aspetti, quali la progettazione della scheda, la sua complessità, l ambiente in cui sarà operativa e i volumi di produzione. Our design and manufacturing skills are available for customer satisfaction. The experience in building test systems and the ability to offer competitive solutions, allow dm elektron to define a successful test strategy, based on the product and its final application. When dealing with electronic products, test development is just as important as the manufacturing process. When designing automated test equipment, we need to take into consideration several aspects including the way the board is designed, its complexity, where it will be installed and production volumes. PREPARAZIONE DI UNA SPECIFICA DI TEST CREATING A TEST SPECIFICATION Durante questa fase è fondamentale la continua collaborazione che dm elektron richiede al cliente nel definire i test che verranno sviluppati sulla scheda, la strumentazione necessaria, il costo ed il tempo di consegna. Queste valutazioni sono strettamente connesse fra loro, influendo su costo, qualità e precisione dell attrezzatura di test. During this phase, customer requirements are developed defining jointly the tests to be implemented on the board, required instruments, coverage, pricing and delivery times. Many of these aspects are tied together and define the future cost, quality and precision of the test equipment. 06 07
PROPOSTA TECNICA TECHNICAL PROPOSAL VALIDAZIONE DELLA PROPOSTA TECNICA VALIDATION OF THE TECHNICAL PROPOSAL Nella proposta tecnica vengono specificati i materiali e la strumentazione, la metodologia e la sequenza dei test, uno schema di principio dell attrezzatura, il test coverage, i software/firmware utilizzati ed eventuali report generati/ visualizzati/registrati. Soluzioni alternative ad integrazione della strumentazione tradizionale permettono flessibilità e competitività. La proposta tecnica viene condivisa e validata con il cliente prima di essere implementata. The technical proposal is shared and validated with the customer before being implemented. The technical proposal includes the instruments, test methodology, sequence, coverage, a first scheme of the equipment, the software/firmware used and the logs generated, visualized and recorded. Conversioni di schematico in file gerber Schematic converted to gerber file 08 09
SVILUPPO DEL TEST TEST DEVELOPMENT Lo sviluppo del test si articola secondo queste fasi: The Test Development consists of the following steps: 1 Analisi e definizione dello schema per fasi Block diagram definition 2 Sviluppo schema elettrico Schematic development 1 ANALISI E DEFINIZIONE DELLO SCHEMA PER FASI Per ciascuna di queste fasi generiamo la documentazione necessaria alla produzione delle parti sia meccaniche che elettroniche. BLOCK DIAGRAM DEFINITION For each of these steps we generate the required documentation for the production of both mechanical and electronic components. 3 4 Sviluppo PCB PCB development Sviluppo fixture di contattazione Fixture development (bad of nails) 5 6 Sviluppo rack supporto strumenti Rack development Sviluppo cablaggi Wiring development 7 8 Sviluppo software Software development Sviluppo firmware Firmware development 10 11
2 SVILUPPO SCHEMA ELETTRICO: INSTRADAMENTO E CONDIZIONAMENTO SEGNALI Realizziamo una o più schede specifiche dotate di circuiteria di isolamento e condizionamento del segnale. Le schede, normalmente collocate sotto il letto ad aghi, contengono anche la parte di instradamento del segnale ed eventuali circuiti necessari per il funzionamento dell attrezzatura. In altri casi produciamo un cassetto completo dell elettronica da inserire nell armadio rack. Gli strumenti principali utilizzati in questa fase sono: PADS per lo schema elettrico Autocad per il disegno meccanico. SCHEMATIC DEVELOPMENT: SIGNAL ROUTING AND CONDITIONING In most cases we produce one or more specific boards with circuits for insulation and signal conditioning. These boards, normally put under the bed of nails, include also signal routing and some extra circuits required by the equipment. In some cases the boards are hosted inside a shelter rack. The main tools for this phase are: PADS for schematics Autocad for mechanical drawings. Sviluppo del PCB Early phase of PCB design 3 SVILUPPO PCB Considerando gli isolamenti, il tipo di segnale, la quantità di corrente che deve attraversare le piste, progettiamo il circuito stampato. Lo strumento utilizzato è PADS. PCB DEVELOPMENT We design the PCB taking into account insulation, signal type, current flowing through circuit tracks. The tool used is PADS. 12 13
4 SVILUPPO FIXTURE DI CONTATTAZIONE Progettiamo la fixture di contattazione analizzando le dimensioni meccaniche della scheda da testare, il numero di punti di test da contattare, la relativa distanza e posizione. Nelle schede ad alta densità di componenti, la precisione è essenziale al fine di ottenere un attrezzatura affidabile. Gli strumenti principali per la realizzazione di questa fase sono: Cam/cad per l identificazione delle net Genesis per il piano di foratura Autocad per la realizzazione di parti meccaniche. FIXTURE DEVELOPMENT (BED OF NAILS) We design the fixture considering the dimensions of the board, the number of test points for the nails, their distance and position. Precision, especially with high density PCBa, is essential to obtain a reliable equipment. The main tools are: Cam/cad for net identification Genesis for the drilling plain Autocad for mechanical parts. 5 SVILUPPO RACK SUPPORTO STRUMENTI All interno del rack, l alloggiamento della strumentazione deve seguire delle norme rigorose che dipendono da peso, dimensioni e lunghezza massima dei cablaggi. Particolare attenzione viene dedicata allo smaltimento del calore che, nel caso di carichi interni, risulta essenziale per la durata e l affidabilità di tutta l attrezzatura di test. Particolarmente funzionale si rivela, in questa fase, l impiego di CAD 3D. RACK DEVELOPMENT The way the equipment is housed inside the rack follows precise rules depending on weight, dimensions and cables maximum length. We pay particular attention to heat dissipation, especially when the DUT is enclosed inside the rack; this aspect is crucial for the duration and reliability of test hardware. In this phase we use CAD 3D. 14 15
Cablaggio del rack di test Test rack cabling 6 SVILUPPO CABLAGGI Ruolo fondamentale per l affidabilità e la durata dei test: la connessione tra i vari strumenti, la fixture di contattazione e le schede elettroniche. Particolare cura deve essere adottata per la scelta della componentistica, in particolare dei connettori e dei cavi da utilizzare. WIRING DEVELOPMENT The connection between different tools, the fixture and the board has a key role for the reliability and repetition of the test. Special care is needed to choose connectors and cables. 7 SVILUPPO SOFTWARE Per il controllo della strumentazione, l acquisizione di segnali e di misure in modalità automatica, sviluppando la sequenza di test precedentemente definita, è particolarmente veloce l utilizzo di un software applicativo ad hoc realizzato internamente. Allo scopo vengono impiegati LabView e/o linguaggi alternativi. SOFTWARE DEVELOPMENT To control the equipment and automatically acquire signals and measures, while developing the test sequence described above, we use a handy and fast custom application tool implemented in house. Labview and/or other alternative languages are adopted. Rack di test con software di controllo Run-In Rack with software application for Run-In test 16 17
REALIZZAZIONE ATTREZZATURA TESTING TOOLS PRODUCTION Esempio di sviluppo firmware su microprocessore/dsp realizzato in House Firmware development on a microcontroller/dsp platform designed in House 8 SVILUPPO FIRMWARE Le capacità di ingegneria, in particolare in materia di componentistica e firmware, permettono di inserire microprocessori o DSP all interno dell attrezzatura di test. Molte operazioni possono essere demandate a questi dispositivi sgravando il software principale, velocizzando le operazioni e di conseguenza riducendo il tempo di test. L offerta diventa quindi: competitiva, grazie alla riduzione del costo dell attrezzatura e del tempo di test; flessibile, perché si permettono misure ad hoc e variazioni di test durante il ciclo di vita dei prodotti. FIRMWARE DEVELOPMENT In some cases it is convenient and cheap to insert a dedicated MCU or DSP inside the testing equipment. This offloads the main software, speeds up operations and shrinks the testing time making the offer: competitive, thanks to reduction of instrumentation costs and testing time; flexible, thanks to custom measurements and the chance to implement test variations during product life cycle. La realizzazione dell attrezzatura di test comprende: acquisto dei materiali realizzazione delle fixture di contattazione assemblaggio del rack realizzazione dei cablaggi realizzazione del PCB realizzazione HW/FW The testing tools production includes: materials purchasing building the bed of nails building and assembling the rack cables manufacturing and connections implementation PCB manufacturing HW/FW development 18 19
DEBUGGING DEBUGGING VALIDAZIONE VALIDATION La fase di debug è indispensabile per verificare la funzionalità di ogni singolo elemento che compone il test. Vengono inoltre corrette eventuali tolleranze introdotte dai cablaggi e dal sistema di contattazione. Considerando le specifiche tecniche si procede alla validazione congiunta dell attrezzatura di test. Il test deve garantire anche la sua ripetibilità. With reference to technical specifications we proceed with a joint validation of test equipment. Our aim is to guarantee the test repeatability. Debug verifies the functionality of every single part of the test. In this phase possible tolerances introduced by the cables and their contacts are compensated. Test In-Circuit con Flying Probe In-Cirucit Test with Flying Probe Cliente e fornitore validano congiuntamente l attrezzatura di test Customer and supplier validate the test equipment jointly 20 21
TIPOLOGIE DI TEST TESTS SUPPORTED a. A.O.I. AUTOMATED OPTICAL INSPECTION L ispezione ottica si basa sulle nuove tecnologie Single- Line Scanning Technology e Multi-Lighting Technology. Adeguatamente programmata, l attrezzatura è in grado di rilevare la presenza/assenza, il posizionamento, la rotazione, la polarità e la corretta saldatura di ogni singolo componente; evidenzia inoltre eventuali cortocircuiti ed è in grado di leggere le serigrafie sul PCB o sul componente. Di seguito alcuni dati tecnici: Tempo di scansione 22 s Dimensioni PCB 460x500 mm Risoluzione 18 um Per questo test sono disponibili 3 Saki Frontier in linea 1 Saky BP120 da banco 2 Sony CPC1500 in linea l/m A.O.I. AUTOMATED OPTICAL INSPECTION Automated optical inspection is based on the new Single- Line Scanning and Multi-Lighting Technology. Properly programmed, the tool is capable of detecting the presence, position, rotation,polarity and the correct soldering of each component; it also locates possible short circuits and is able to read the serigraphy on PCB and components. Here are some specs: Scan time: 22 sec Max size: 460x500 mm Resolution: 18um For this test we have available: 3 Saki Frontier in line 1 table Saky BP120 2 Sony CPC1500 in line b. I.C.T. IN CIRCUIT TEST Questa tipologia di test, eseguita sulla scheda assemblata, consente di rilevare cortocircuiti e circuiti aperti, di misurare condensatori e resistenze, con le relative tolleranze, verificare i diodi e più in generale le giunzioni dei circuiti integrati. Può essere eseguito tramite fly probe, tipicamente per volumi di produzione ridotti e numero limitato di test parametrici da eseguire (ma anche in caso di test point su scheda non previsti oppure insufficienti); oppure si può effettuare utilizzando un letto ad aghi customizzato per contattare i test point sulla scheda, con una parte fissa ( test station ) che interfaccia la macchina su cui gira il programma personalizzato di test. Durante il test ICT si possono implementare numerose applicazioni quali la programmazione JTAG ed il JTAG boundary scan (ove previsto dal DUT Device Under Test). I.C.T. IN CIRCUIT TEST This test is run on the assembled board, it can reveal short and open circuits, measure capacitances and resistances and verify their tolerances as well as the diodes and more in general the IC junctions. It can be carried out using a fly probe, typically with small production volumes and few required parametric tests (but also with absent or insufficient test points on board); otherwise it can be done using a bed of nails adapted to the board test points, with a fixed test station interfacing the computer running the custom test software. During ICT several application can be implemented, such as JTAG programming and JTAG boundary scan (when supported by the Device Under Test). 22 23
c. DIELECTRIC TEST Il test di rigidità dielettrica serve a verificare la bontà dell isolamento in componenti quali bobine, trasformatori, condensatori, optoisolatori. Nel caso di particolari schede sottoposte a tensioni elevate, è utile a testare l assenza di scariche tra specifici punti in tensione della scheda stessa prima dell operazione di verniciatura protettiva. Il test viene eseguito utilizzando un apposito test set composto da strumentazione fissa (generatori, ecc.), da un ambiente protetto in cui viene collocato il DUT ed eseguita la contattazione delle parti da testare e da un applicativo software personalizzato che implementa la tipologia e la sequenza desiderata di test. DIELECTRIC TEST The dielectric test is required to verify the insulation of components such as coils, transformers, capacitors, optocouplers. For high voltage boards, it is possible to verify electric discharges between specific points before applying the protective varnish on the board. The test is run with a set made of fixed equipment (generators, etc..), a safe environment where the DUT is placed and the parts to be tested are connected, a custom software implementing the desired test sequence. d. BURN-IN E RUN-IN TEST BENCH Il Burn-in test esamina il comportamento della scheda sottoposta a un determinato profilo termico programmabile. Si tratta sostanzialmente dell esecuzione di test funzionali sul DUT mentre quest ultimo è sottoposto in camera climatica a condizioni di temperatura differenti e variabili. La strumentazione e metodologia di test sono analoghe a quelle impiegate nel F.A.T.E.; vengono però applicate le personalizzazioni di hardware e software di sequencing opportune in relazione alle specifiche prove da eseguire sul DUT concordate con il cliente. Il Run-in test è invece un test funzionale di base, normalmente eseguito a temperatura ambiente, volto a verificare il corretto funzionamento ad alto livello della scheda sulla base di una specifica fornita dal cliente (ad esempio: collegamento delle alimentazioni, verifica dell accensione di certi LED, verifica del permanere di queste condizioni macro per un certo periodo di tempo prima dello spegnimento). BURN-IN AND RUN-IN TEST BENCH Burn-in test examines the board behavior while applying a specific programmable thermal profile. Basically some functional tests are carried out on the DUT while keeping it in a climatic chamber with variable thermal conditions. Instruments and test methodology are not different from the ones adopted with the FATE; some hardware and sequencing software customizations are applied though, depending on specific tests to be run on the DUT according to customer needs. Run-in test is instead a basic functional test, normally run under room temperature to verify the correct overall functioning of the board, based on customer specification (e.g. connecting power supplies, testing LEDs, verifying the duration of certain macro-conditions before turning off the system). 24 25
f. e. F.A.T.E. FUNCTIONAL AUTOMATIC TEST EQUIPMENT dm elektron ha progettato e realizzato, negli anni, un framework hardware e software in grado di supportare l esecuzione automatizzata di test funzionali sulla scheda target. A seconda delle specifiche richieste e delle esigenze del cliente, il framework viene integrato con le necessarie personalizzazioni (fixture, cablaggi, strumentazione, schede di attuazione e misura aggiuntive) al fine di poter eseguire test funzionali su specifica con generazione di test report. I test funzionali riguardano tipicamente una sequenza di stimoli da applicare al DUT con rilevazione della qualità ed entità dei corrispondenti output, sequenza eventualmente ripetuta nel tempo in modo identico o con variazioni rispondenti a determinati profili funzionali. La soluzione meccanica può prevedere un rack, dotato di tutti i necessari componenti, compreso il computer con interfaccia utente e software personalizzato di configurazione e pilotaggio strumenti, oppure un più semplice hardware ad hoc. F.A.T.E. FUNCTIONAL AUTOMATIC TEST EQUIPMENT dm elektron has designed and engineered through the years a hardware and software framework capable of automatically executing functional tests on a target board. Depending on the peculiar customer requirements, this framework is expanded with the necessary additions (fixture, cables, instruments, dedicated boards) so that it is able to perform specific functional tests and generate logs. Functional tests typically consist of a sequence of stimuli applied on the DUT and output measurements. This sequence may be repeated identically or with variations depending on specific functional profiles. The mechanical solution can consist of a rack equipped with all the necessary components including a computer with a user interface and a custom software for instruments configuration and driving. Otherwise a more simple specific hardware can be designed. DATA COLLECTION Durante l esecuzione dei test viene generata una dettagliata documentazione di test report che viene archiviata su un server centrale. In questo modo, tale documentazione: rimane disponibile agli apparati di test stessi che possono utilizzarla per esaminare gli output precedenti e verificare conseguentemente l esistenza dei presupposti per una coerente prosecuzione dei test; può essere consultata, elaborata e convertita nel formato e struttura opportuni per l eventuale condivisione/consegna su richiesta al Cliente. DATA COLLECTION While executing the tests, detailed test reports are generated and stored inside a central server. These logs: are available to the test equipments to check the outputs of previous steps and determine if the test can reasonably continue; can be analyzed, compared and converted into the preferred format and structure to be shared with the customer upon request. 26 27
PORTFOLIO PORTFOLIO TECHNOLOGY Automotive CERTIFICAZIONI CERTIFICATIONS dm elektron progetta e produce per un ampio portfolio clienti, diversi mercati, unico obiettivo: Electrical vehicle Importanti certificazioni come UNI EN ISO 9001:2000, IRIS (prevista dicembre 2010) ed ulteriori omologazioni automotive, hanno permesso un forte consolidamento in differenti tipologie di mercato, contribuendo sensibilmente ad elevare la credibilità e la visibilità di dm elektron sul mercato. alta qualità di servizio a prezzi competitivi. Railway Important certifications like UNI EN ISO 9001:2000, IRIS (forecasted for Dec 2010) and other automotive approvals, have enabled a strong consolidation in different market scenarios, contributing significantly to the raise of Company reliability dm elektron operates for a wide and visibility. customer portfolio, different markets, a common goal: high quality service at competitive prices. Industrial application IRIS (International Railway Industry Standard) forecasted for Dec 2010 2010 UNI EN ISO 9001:2008 2008 PLC Control UNI EN ISO 9001:2000 2003 New Energy ISO 9002 1993 BMS Battery Management System CERTIFY 28 29
UDINE via polvaries, 39 Buja 33030 Udine (Italy) T +39 0432 968611 F +39 0432 968610 info@dmelektron.com GORIZIA zona A.I. San Lorenzo Isontino 34070 Gorizia (Italy) T +39 0481 806911 F +39 0481 806999 info@speiorion.com ROMANIA Str. Aleea Uzinei, nr. 1/A Hala 181/2 505800 Zarnesti (Brasov) T +39 0432 968611 F +39 0432 968610 info@dmelektron.com
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