Prove di burn-in componenti elettronici

Il dipartimento R&D ci ha coinvolto, in un attività di studi su nuovi componenti per realizzare test di “invecchiamento” in ottica di qualificare i prototipi.
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Richiesta

Cosa è stato chiesto?

Soluzione

Soluzione proposta

Risultati

Obbiettivi e risultati raggiunti

Tecnologia

cRIO , LabVIEW

Abstract

KEMET Electronics Italia Srl è un’azienda leader nella produzione di componenti elettronici ed elettromeccanici, con elevati standard di qualità.

Il mantenimento dei livelli di qualità imposti, è garantito da test e misure eseguite scrupolosamente, fin dalle fasi di progettazione.

Richiesta

Il dipartimento R&D ci ha coinvolto, in un attività di studi su nuovi componenti per realizzare test di “invecchiamento” in ottica di qualificare i prototipi.

Il test di invecchiamento viene eseguito in forni con un’unica regolazione dei cicli termici.

Il problema era che le campionature potevano essere disponibili a tempi diversi per cui bisognava gestire un calendario degli ingressi in forno per garantire la stessa esposizione per tutti i campioni.

Questo rappresenta un enorme dispendio di tempo e di risorse dedicate alla gestione del test. inoltre aumentando le possibilità di errore sull’ effettiva esposizione dei campioni, generando risultati disomogenei e non efficaci.

Soluzione

La soluzione proposta a questa richiesta è stata quella di automatizzare il test mediante un software che potesse gestire Timer Virtuali e mediante la comunicazione con il controller del forno impostare cicli termici personalizzati.

La proposta è poi stata orientata a gestire l’intero gruppo dei forni, interamente con un’unica piattaforma, che comunica i dati sulla rete, per cui il software ha funzione di client ed è quindi disponibile sui pc collegati nel network del laboratorio.

La sfida si traduce in tre elementi principali:

  • Interfacciare il controller del forno, basato su un protocollo proprietario e non recente.
  • Ridurre gli errori dovuti al tempo di esposizione fuori specifiche.
  • Gestire più forni di prova.

Soluzione Hardware:

Abbiamo utilizzato un PC collegato tramite un cavo ethernet alla rete locale (intranet) dell’azienda KEMET; è stato usato un indirizzo IP statico.

Sono stati proposti dei convertitori di protocollo che permettessero l’allacciamento a un router con uscita ethernet.

Questo ci ha permesso di collegare rapidamente tutti i sensori a un’unica scheda con uscita ethernet, collegabile alla rete aziendale tramite protocollo TPC/IP

Tramite convertitore USB rs-422 collegato al PC siamo poi riusciti ad interfacciarci con un dispositivo EKI 1524, con lo scopo di creare 3 porte virtuali fisiche con cui comunicare con dei forni assegnati, tramite comunicazione seriale.

Per la creazione ed assegnazione delle porte abbiamo utilizzato un configuratore di Advantech, che ci ha permesso di assegnare un indirizzo IP statico per ogni forno.

Tramite comunicazione seriale tra EKI e Binders è stato possibile comandare i forni, grazie a dei comandi specifici implementati nel software.

All’ EKI è stato poi collegato un secondo cavo ethernet per gestire un Adam 6052, un dispositivo output che in questo caso ha il fine di segnalare all’utente il raggiungimento del tempo assegnato al forno.

Burn-in

Soluzione Software:

Tramite la creazione di semplici file .csv è possibile creare dei cicli per ogni forno, dove poter specificare:

  • una temperatura target;
  • un tempo di mantenimento per questa temperatura;
  • una velocità di movimento per la ventola di cui sono dotati i forni.

Il software permette di creare, modificare ed eliminare questi file a proprio piacimento.

All’avvio di una prova viene anche generato un file di report, che documenta continuamente l’avvio e lo stop del timer, riportando informazioni come data/ora, lotto, temperatura e operatore.

All’interno dell’interfaccia principale è possibile gestire tutti e tre i forni, i quali lavorano in modo indipendente l’uno dall’altro.

E’ possibile accedere al setting del software, dove poter cambiare le impostazioni generali, oppure più nello specifico quelle dei singoli forni.

E’ possibile inoltre visualizzare per ogni forno un grafico, che permette all’utente di controllare nel tempo la temperatura del forno.

Risultati Ottenuti

Per mezzo del software che controlla automaticamente i timer e che monitora continuamente i forni, adesso l’utente è in grado di dedicarsi ad altre task o di esaminare l’andamento della prova in un’unica interfaccia.

Questa soluzione garantisce maggiore indipendenza a chi effettua teste e prove.

La soluzione adottata ha permesso :

40% di risorse dedicate in meno

80% di riduzione degli errori

Ora gli ingegneri di laboratorio possono dedicarsi ad altre attività durante i tempi di durata, senza preoccuparsi di gestire la prova, che viene eseguita in automatico e con risultati omogenei ed efficaci ai fini delle statistiche.

Tempi di realizzazione della soluzione in linea con le aspettative del cliente.

Weel Done

Soluzione proposta