Tussen het moment dat een printplaat uit de soldeeroven komt en het moment dat een apparaat de doos in gaat, wordt het vier keer getest.
Eerst kijkt een camera ernaar. Dan drukt een bed van veerpennetjes erop. Dan gaat de voeding erop en moet het bord zijn werk doen. En als het product in zijn behuizing zit, volgt de laatste controle voordat de doos dichtgaat.
Die vier stappen hebben namen: AOI, ICT, FCT en EOL. Dit stuk legt uit wat elke stap vangt, waarom het overslaan van één stap de kortste weg is naar een pallet dode units, en hoe wij dit bij Insyght aanpakken, inclusief de twee metingen die de meeste fabrieken niet doen en waar IoT-producten later op stranden.
Het principe achter alles: je wilt een probleem vangen bij unit tien, niet bij unit tienduizend.
Waarom zoveel testen voor één klein bord
Solderen is een delicaat proces. Een machine plaatst honderden componenten op een bord, daarna gaat het door een oven en moet elke verbinding goed vormen. Meestal gaat dat goed. Soms niet: een onderdeel ligt een fractie gedraaid, een verbinding sluit niet, of twee buurpinnen worden overbrugd door een druppel soldeer.
Eén slechte verbinding kan het hele apparaat de das omdoen. En de kosten van het vinden groeien bij elke stap. Op de lijn kost het seconden. In je magazijn kost het een reparatieronde. Bij je klant kost het een retour, een vervanging en een stukje reputatie.
Dat is de hele logica van productietesten: haal de ontdekking zo ver mogelijk naar voren.
De vier stappen
AOI, automatische optische inspectie. Een camerasysteem fotografeert elk vers gesoldeerd bord en vergelijkt het met een goedgekeurde referentie. Het vangt wat zichtbaar is: ontbrekende onderdelen, verkeerde oriëntatie, duidelijke soldeerfouten. Duurt seconden en raakt niets aan.
ICT, in-circuit test. Het bord wordt op een spijkerbed gedrukt: een plaat vol veerpennetjes die contact maken met testpunten op het bord. Elke pen controleert elektrisch een component of verbinding, meestal nog vóór het bord ooit spanning heeft gezien. AOI ziet het oppervlak; ICT ziet het circuit. In ICT-data verschijnt bovendien als eerste een patroon. Falen dertig borden op dezelfde condensator, dan is het probleem niet dertig condensatoren, maar plaatsing, soldeerpasta of een slechte rol van de leverancier.
FCT, functionele test. Nu krijgt het bord spanning en moet het presteren. De firmware boot, de sensoren reageren, de radio zendt, de spanningen staan waar ze horen. Dit is de eerste keer dat het bord als werkend systeem wordt getest in plaats van als verzameling onderdelen.
EOL, end-of-line test. Het bord gaat in zijn behuizing, de batterij wordt aangesloten, knoppen en afdichtingen erop. Dan krijgt het afgemonteerde product zijn laatste controle. Deze stap is belangrijker dan mensen verwachten, omdat de assemblage zélf dingen sloopt: een batterijconnector die niet goed zit, een knop die aanloopt tegen de behuizing, een antenne die zich in de open lucht prima gedroeg en in plastic ineens anders.
Waar IoT-producten anders zijn
Een connected apparaat kan elke stap hierboven halen en na een half jaar alsnog als garantiegeval terugkomen. Twee metingen voorspellen dat, en de meeste lijnen doen ze geen van beide.
Radioprestaties in de behuizing. Een antenne is afgestemd op zijn omgeving. Plastic, schroeven, een batterij ertegenaan, een hand eromheen: alles verstemt hem. Een tracker die als kaal bord vrolijk zendt, kan in zijn behuizing genoeg gevoeligheid verliezen om aan de rand van het bereik de verbinding te verliezen. Bij de JOGO-inzoolsensor was de behuizing een menselijke voet, en zo hebben we hem ook getest.
Slaapstroom. Een batterijgevoed apparaat slaapt vrijwel zijn hele leven. Vier jaar op één batterij betekent slapen op een paar microampère. Eén marginale component maakt van 4 µA er 40, en elke unit met die afwijking gaat in maanden dood in plaats van jaren. Zo'n unit haalt een simpele "doet-ie-het"-test gewoon. In het veld valt hij door de mand.
Onze functionele tests meten daarom allebei, per unit, met limieten. Niet "maakt de radio verbinding" maar "hoeveel vermogen bij welke gevoeligheid". Niet "gaat hij uit" maar "hoeveel microampère als hij uit staat".
Wat "ATE" eigenlijk betekent
ATE staat voor automated test equipment: de verzamelnaam voor testopstellingen, instrumenten en software die deze tests draaien zonder dat iemand elke stap met de hand doet.
Bij ons is dat PogoBot, het fixture-platform dat we bouwden uit kant-en-klare bouwblokken voor GPS, LTE, BLE, wifi en SWD/JTAG-programmering. Een nieuw product betekent vooral blokken hercombineren in plaats van een testopstelling vanaf nul engineeren. Testsequenties zijn Python-scripts, versiebeheerd in Git zoals alle andere code. De operator drukt op één knop; de opstelling programmeert het bord, draait de sequentie en logt elke meting.
Aan het einde van de lijn komt daar een klein stations-app-je bij: QR-code van de unit scannen, een foto voor het dossier, knoppen indrukken, een Bluetooth-check, en dan het apparaat in shipping mode zetten, een diepe slaapstand zodat de batterij het magazijn en het schap overleeft. Unit verzegeld, gelabeld, klaar.
Wat de meeste fabrieken overslaan: naar de lijn kijken
Elke meting van elke unit streamt naar Insyght Console, ons eigen dashboard. Niet omdat data verzamelen indrukwekkend is, maar om wat live data je laat zien: drift.
Een productielijn faalt zelden plotseling. Hij drift. Een test die vanochtend ruim slaagde, slaagt vanmiddag nog nét. De units zeggen nog steeds PASS, dus een slagen/falen-rapport laat niets zien. Maar de verdeling schuift richting de limiet, en de batch van morgen gaat eroverheen. Statistici noemen de maat Cpk; de gewone-taalversie is "hoe ruim halen we het nog". Zakt dat getal, dan krijgen wij een melding terwijl de lijn nog draait en er nog tijd is om in te grijpen.
Zo houd je een first-pass yield boven de 95%, onze norm bij productieruns: niet door aan het einde harder te testen, maar door eerder iets te zien.
FAQ
Wat is het verschil tussen ICT en FCT? ICT controleert de onderdelen: zit elk component goed vastgesoldeerd, nog zonder spanning. FCT controleert het product: onder spanning, met draaiende firmware, terwijl het zijn werk doet. ICT vindt een overbrugde pin; FCT vindt een sensor die verkeerd meet.
Hebben kleine series alle vier de stappen nodig? Niet altijd. Onder pakweg duizend units is een eigen ICT-spijkerbed de kosten vaak niet waard, en dekken AOI plus een grondige FCT je af. FCT en EOL slaan we nooit over, op geen enkel volume: het zijn de enige stappen die het product testen zoals de klant het gaat gebruiken.
Wat is first-pass yield? Het percentage units dat elke test in één keer haalt, zonder reparatie of hertest. Het is het eerlijke getal voor hoe gezond een lijn is. Een yield van 98% die via hertesten tot stand komt, is niet hetzelfde.
Wat is shipping mode? Een diepe slaapstand waarin het apparaat aan het einde van de lijn wordt gezet, zodat de batterij niet leegloopt tussen de fabriek en het eerste gebruik. Een apparaat kan maanden in een magazijn liggen; zonder shipping mode komt het leeg aan.
Plan je een productierun en wil je het testplan ontworpen hebben vóór de tooling, niet erna? Neem contact op, of bekijk hoe wij productie van begin tot eind begeleiden.