M
M
Neways Micro Electronics
      
Het testen van geavanceerde producten.
Marcel Feitsma
Senior Test Engineer
Neways Micro Electronics
      
Het testen van geavanceerde producten.
Marcel Feitsma
Senior Test Engineer
Voordat een complex elektronisch product wordt geproduceerd en getest, wordt er vaak een 'Test Coverage' berekening gemaakt. Deze berekening schat voor de combinatie van gebruikte componenten en processen in wat de verwachte 'yield' wordt (het percentage foutloos geproduceerde producten).
Vervolgens bepaalt deze berekening welk percentage van de mogelijke fouten door verschillende testen kan worden gevonden, en wat de yield wordt nadat die fouten gerepareerd zijn of worden voorkomen. Het is de basis voor het ontwerp van de tests die in het productieproces zullen worden opgenomen - hoe beter je de risicofactoren identificeert, hoe hoger de uiteindelijke yield. En hoe sluit je een test-systeem aan op Micro-elektronica, als de componenten en wire-bonds (de connecties) soms niet groter zijn dan enkele micrometers (een duizendste deel van een millimeter)?
Marcel Feitsma, Senior Test Engineer bij Neways Micro Electronics (NME) omschrijft het doel van zijn werk: “Het ontwikkelen van testen met een kwalitatief goede meting, die snel kunnen worden uitgevoerd, voldoende dekking geven en het liefst ook nog een keer goedkoop zijn.”
“De basis voor een Test Coverage berekening is een stuclijst, met alle componenten. Bijvoorbeeld een condensator. Die heeft 2 aansluitingen. Eén ervan kan niet goed gesoldeerd worden, kan kortsluiting maken of de condensator kan verkeerd om worden geplaatst. Zo kan elk component theoretisch een aantal fouten binnen het eindsysteem veroorzaken. Wij hebben een database opgesteld met alle risicoberekeningen per product én het proces waarmee het wordt verwerkt. Daar komt een initieel yieldpercentage voor het eindproduct uit, dat zal optreden als je niets test tijdens de productie - bijvoorbeeld 90%*.”
“Ik ga dan selecteren welke tests ik ga toevoegen, bijvoorbeeld een test die goed kortsluitingen detecteert. Daarmee zal de Test Coverage toenemen, en de voorspelling van de yield stijgen naar bijvoorbeeld 94%. Zo zie je met elke test je opbrengst stijgen.”
Een keramisch paneel ter grootte van een CD bevat zo’n 500 elektronische producten, ieder met een afmeting van 1,1 bij 2 millimeter, opgebouwd uit componenten en verbindingen die met het blote oog niet waarneembaar zijn. Productievolume: 2 miljoen per jaar. De eerste horde voor een goed testproces is daarbij de fysieke verbinding tussen het product en de software en elektronica van het testsysteem, op een manier die in het productieproces kan worden ingepast. Daniel Mitcan, Manager Product Engineering, beschrijft de implicaties: “Los van de vraag hoe dekkend je gaat testen, en hoeveel kosten je daarvoor maakt - in de miniaturisatie komt er een andere dimensie bij. Het design is zo klein, je hebt geen plaats om testpoints aan te brengen. Dat is waste.” Marcel Feitsma: “Vaak geldt dat hoe kleiner het wordt, hoe duurder het wordt. Je moet de minuscule 'probes' ontwikkelen om het product te verbinden met je meetapparatuur. Bij Low-Volume producten kun je dat doen, bij hogere volumes willen we iets robuusters hebben. Iets waar een operator snel een paneel kan inschuiven, en de probekaart van boven automatisch en exact wordt geplaatst. Ik specificeer dan de vereisten van zo'n machine aan de hand van het testmodel, maar het bouwen ervan besteden we bij zulke complexe probing eigenlijk altijd uit. Ik ontwikkel dan de meetelektronica en de bijbehorende software.”
Ik ben zelf echt graag met de techniek bezig, hands-on met het product.
 Marcel Feitsma
Als een NPI (new product introduction) in de eindfase komt, zijn de inschattingen over de yield gemaakt, is de testapparatuur in de cleanroom geplaatst en start de productie. Dan volgen evaluatie en finetuning. Marcel Feitsma is verantwoordelijk voor de productietests voor de Interferometer die NME maakt voor ASML, en beschrijft hoe de complexiteit van het product en het productieproces continue monitoring en onderzoek vraagt. “Voor een van onze high-end producten hadden we bij de start van de productie een bepaalde coverage berekend.” Daniel Mitcan valt in: “Tijdens de productie bleek dat de een dure IC (integrated circuit) die wij inkochten yield-issues gaf. We zijn nu aan het onderzoeken waar de oorzaak ligt. Voor ons is die chip het duurste component van een duur product, dus het is belangrijk om de oorzaak te achterhalen.” Marcel: “We hadden rekening gehouden met problemen in die IC maar niet zoveel als we nu tegenkomen. Dan valt je opbrengst tegen. We zijn meerdere zaken aan het onderzoeken. We kijken dan hoe we de IC verwerken. Kan door onze verwerking schade optreden? Of is de schade al aanwezig als de chip via een leverancier binnenkomt? Het vervelende van bijvoorbeeld ESD schade (ElectroStatic Discharge) is dat je die niet kunt meten als je een component ontvangt. Je kunt het niet zien, niet voelen en niet meten - niet testen. Maar na een paar keer in- en uitschakelen gaat zo'n component wel stuk. Het testen of een IC volledig foutloos is, is natuurlijk geen probleem. Je kunt de functionaliteit van het product met 99.99% zekerheid testen voor je het verstuurt. Maar het geeft wel hogere kosten.”
Marcel Feitsma (3e van links) tijdens een training in de NME Cleanroom.
Waarom het aantrekkelijk is om te werken bij Neways Micro Electronics is voor Marcel Feitsma duidelijk: “De diversiteit die we hier hebben. Elk nieuw product heeft eigenlijk weer uitdagende nieuwe technieken waar je mee te maken krijgt. Klanten hebben high-tech, zeer geavanceerde ontwerpen, je kunt heel veel leren door dat te bekijken, en samen met die klant mee te denken hoe we dat kunnen testen. En we hebben binnen Neways een grote club capabele mensen, waar je dan mee kunt overleggen en sparren. Zeker nu we hier in Echt zitten - met Neways Technologies en Cable & Wire, en samen kunnen we op technisch gebied een heel eind komen. Ik vind het zelf heel leuk.”
“Ik werk nu 14 jaar hier. Ik ben begonnen als Test Engineer, dat heb ik een een aantal jaren gedaan, en ben toen Product Engineering gaan doen. Vorig jaar was er een vacature bij Test Engineering, en ben ik toch weer die kant op gegaan. Dat ligt mij meer, ik ben zelf echt graag met de techniek bezig, hands-on met het product zelf. En ik schrijf graag test-software. Dat de producten zo klein zijn, heeft niet veel invloed op de test-elektronica, of de software die ik schrijf. Waar zitten welke signalen op een product? Die moet ik aanproben om te meten, om te zeggen of die signalen voldoen.”
*De hier genoemde percentages dienen alleen ter illustratie.