Voorkom fouten tijdens de productie met het toepassen van early supplier involvement

Bestaat er een ‘beste teststrategie’? Volgens Steven Van Hout, Manager Test Engineering bij VDL TBP Electronics, wel. Het ‘geheim’ is volgens hem een zo vroeg mogelijke betrokkenheid bij het ontwerp van een nieuw product, het liefst nog voordat de eerste schetsen zijn gemaakt. Tijdens het Test & Meet seminar, onderdeel van de World of Technology & Science 2022 op 28 september in de Jaarbeurs Utrecht, licht Van Hout zijn manier van werken toe en onthult hij stap-voor-stap de werkwijze van deze effectieve teststrategie.

“De crux is om al bij de eerste gesprekken over een nieuw product actief aanwezig te zijn als gesprekspartner”, steekt Van Hout van wal. “In de praktijk zien we namelijk dat designers bij de start van een project vooral bezig zijn met functionaliteiten en daarbij de uitvoerbaarheid soms uit het oog verliezen. Dan ligt er een prachtig ontwerp dat niet gemaakt of getest kan worden. Als dit in een latere fase moet worden gecorrigeerd, kost dat tijd en geld en dat is frustrerend voor de klant. Daarom is het zo belangrijk om in ‘fase 0’ al aan te haken om de functionaliteiten door te nemen en te analyseren.”

Meedenken

Van Hout kijkt in fase 0 naar drie elementen: design for manufacturing (DfM), design for testing (DfT) en Design for Logistics (DfL). “Bij DfM kijken we naar de maakbaarheid van een product, bij DfT naar de testbaarheid en bij DfL analyseren we de verkrijgbaarheid en levensduur van componenten,” licht Van Hout toe. “Van de DfL-analyse komt een rapportage beschikbaar waarin we de levensduur van de belangrijke componenten aangeven. Stel: de klant wil een product tien jaar fabriceren maar bepaalde componenten in dat product hebben een verwachte levensduur van vijf jaar. Dan moeten we een nieuwe keuze maken tijdens het designproces, tenzij we weten dat er binnen een aantal jaar een designwijziging komt omdat de component niet meer te verkrijgen is”, legt Van Hout uit.

Verder in het proces

“In de volgende fase, wij noemen dit ‘fase 1’, zijn we al wat verder in het proces. Het elektronische schema is klaar en er zijn al enkele componenten op de lay-out geplaatst. We kijken opnieuw naar het DfM en DfT maar de focus ligt nu op de testmogelijkheden. We onderzoeken bijvoorbeeld of de PCB’s goed plaatsbaar en soldeerbaar zijn en of er voldoende testaccess (testtoegankelijkheid) aanwezig is. De verschillende functionaliteiten van het board moeten makkelijk benaderbaar zijn met testtoestellen, anders wordt het lastig om metingen uit te voeren. Op het gebied van maakbaarheid wordt gekeken of we alle componenten wel goed kunnen plaatsen en solderen. Tot slot analyseren we de verschillende footprints van de PCB’s; dat zijn de pads op een board waar een component op geplaatst wordt. Zo weten we precies hoe we een footprint moeten designen om zo betrouwbaar mogelijk te kunnen solderen.”

Puntjes op de i

Als het ontwerp helemaal klaar is, worden de laatste puntjes op de i gezet. “Fase 2 is de meest praktische fase. We voeren een laatste analyse uit waarbij we ook kijken of de aanbevelingen uit de eerste fase zijn meegenomen in het design. Het design for manufacturing speelt een grote rol in deze fase, dus we kijken specifiek naar de technologie en de maakbaarheid van de PCB’s. We onderzoeken bijvoorbeeld bij welke leveranciers we de PCB’s kunnen bestellen en of we het board volledig kunnen bestukken en solderen op de manier die de klant van ons verwacht,” aldus Van Hout.

Slip through

“Deze analyse levert een getal op,” vervolgt de testengineer. “Dit productie-yield-getal geeft op voorhand aan welk percentage PCB’s correct door het productieproces zullen gaan. Bij de DfT-analyse bepalen we welke componenten 100% testbaar zijn. Er is altijd een klein percentage componenten dat we niet volledig kunnen testen met de instrumenten die voorhanden zijn. Dit noemen we de slip through. De klant krijgt een lijst met slip through-componenten en bepaalt vervolgens, samen met ons, welke mogelijke oplossingen er zijn. Is de beschikbare meetapparatuur afdoende, of moeten we nieuwe testtoestellen aanschaffen? Als we geen geschikt testtoestel kunnen vinden op de markt, of er slechts eenmalig getest hoeft te worden, ontwikkelen we zelf een testapparaat. Wij hebben daar de expertise voor in huis,” licht Van Hout toe.

Right first time

Het grote voordeel van deze werkwijze, volgens Van Hout, is dat het percentage right first time van de PCB’s omhoog schiet. “De klant krijgt betrouwbaardere PCB’s en minder reparaties waardoor de stuksprijs per board lager is. Voor de klant wordt het product dus goedkoper door het volledige design for manufacturing-proces te doorlopen én hij krijgt meer boards die betrouwbaar zijn in het veld.”

Van Hout vervolgt: “Op het gebied van testbaarheid is ons streven om een zo hoog mogelijke testscore te halen. We willen de componenten die we op het board plaatsen, goed kunnen doormeten. Dit heeft als voordeel dat we PCB’s die fouten bevatten snel vinden en we de klant een heel hoog uitleverpercentage kunnen leveren. Hij zal dus weinig boarden krijgen die niet werken. Omdat PCB’s altijd ergens ingebouwd worden, is het extra belangrijk dat de boarden goed functioneren. Dit bespaart de klant op de lange termijn veel tijd en geld. Daarnaast is er het maatschappelijke component: als een board bijvoorbeeld uitvalt in een medische toepassing kan dat mensenlevens kosten. Testen en meten brengt een grote verantwoordelijkheid met zich mee.”

Meer informatie?

Steven Van Hout spreekt op 28 september tijdens het Test & Meet seminar op de WoTS, van 13.00 uur tot 17.00 uur in de Jaarbeurs in Utrecht. Van Hout bijt om 13.00 uur het spits af en daarna zullen nog zes test- en meetspecialisten een presentatie houden. De toegang is kosteloos, maar u moet zich wel van tevoren aanmelden.