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News - Sonstige Messtechnik

Interview: Unsere Kernkompetenz ist die Fine-Pitch-Kontaktierung

Yamaichi-BernhardStolzYamaichi Electronics entwickelt und fertigt Kontaktier- und Testlösungen für Halbleiter und Elektronikmodule. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Japan beschäftigt weltweit rund 3.500 Mitarbeiter, davon etwa 220 in Europa. In Dornach bei München befindet sich die europäische Zentrale mit einer eigenen Entwicklungsabteilung für kundenspezifische Lösungen für den Burn-in-, Entwicklungs- und Produktionstest. Produziert wird unter anderem in Frankfurt an der Oder. Wir sprachen mit Bernhard Stolz, Product Manager für Test Contactors und Contacting Modules bei der Yamaichi Electronics Deutschland GmbH.

AaT: Was sind die wichtigsten Produkte Ihres Unternehmens und wofür werden diese eingesetzt?

Bernhard Stolz: Yamaichi Electronics ist ein japanisches Unternehmen, das 1956 mit Burn-in und Testsockeln hauptsächlich für Röhren und Transistoren begonnen hat. Im Jahr 1991 hat Yamaichi die deutsche Firma Connector Service GmbH übernommen und als Yamaichi Electronics Deutschland zur Europazentrale ausgebaut.

Heute umfasst unser Produktspektrum vor allem Testsockel für unterschiedlichste Halbleiter-Gehäusetypen und Testsysteme für Elektronikmodule. Diese werden für Tests in der Entwicklung, Produktion und beim aktiven Burn-in eingesetzt. In München und Tunesien haben wir eine eigene Entwicklung. Und in Frankfurt (Oder) eine Fertigung für kundenspezifische Testadapter, die aus der eigentlichen Kontaktierung und einer Vorrichtung zur Fixierung des Halbleiters oder Moduls bestehen. Bei Modulen erfolgt die Kontaktierung in der Regel mit unseren Fine-Pitch-Kontaktstiften über die Steckerleiste (ComExpress), wobei hier inzwischen 0,5 mm Pitch Standard ist. Die Testadapter werden hauptsächlich in der Produktion eingesetzt, und zwar nach der Bestückung für den Funktionstest. Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich ist der aktive Burn-in-Test. Dieser erfolgt meist im Automotive-Bereich, wo sehr viele Baugruppen parallel bei 85 °C über einen bestimmten Zeitraum geprüft werden. Darüber hinaus nutzen unsere Kunden derartige Testadapter auch zum Aufspielen von Software oder Firmware.

AaT: Worauf kommt es bei solchen Kontaktierlösungen besonders an?

Bernhard Stolz: In der Produktion ist vor allem die hohe Lebensdauer der Kontakte und Testadapter entscheidend. Durch unsere Technologie mit Federkontaktstiften erreichen wir mehr als 50.000 Zyklen. Ein normaler Steckverbinder würde dagegen höchstens 30 bis 50 Zyklen halten, wenn man vorsichtig ist. Wird bei unseren Testadaptern die Lebensdauer der Schnittstelle erreicht, dann bieten wir einen Refresh-Service an. Da alle Teile miteinander verschraubt sind, lassen sich verschlissene Komponenten oder Kontakte problemlos austauschen. Der Kunde bekommt dann innerhalb kurzer Zeit einen praktisch neuwertigen Testadapter zurück.

Die Testadapter enthalten in der Regel auch Kontakte für die Stromversorgung, für Hochfrequenz- oder Laufzeit-kritische Signale. Bei hohen Strömen werden meist drei oder vier Pins parallel geschaltet, um den Stromgrenzwert der Kontakte nicht zu überschreiten. Bei sehr schnellen Schnittstellen, wie zum Beispiel PCI Express oder USB 3.0, muss die Laufzeit der Signale koordiniert werden. Das schaffen wir mit einer eingebauten Ridig-Flex-Leiterplatte, mit der wir die Leitungsimpedanz kontrollieren können. Hierfür haben wird ein eigenes Entwicklerteam, das zusammen mit dem Kunden die jeweils optimale Lösung erstellt.

 AaT: Stellt Yamaichi auch die Federkontakte her?

Bernhard Stolz: Seit etwa zehn Jahren produziert unser Mutterhaus in Japan auch Federkontakte. Wir verwenden in unseren Testadaptern aber auch Pins anderer Hersteller, wenn wir keine passende Lösung anbieten können. Wir arbeiten dazu seit Langem mit verschiedenen Lieferanten zusammen. Unsere Federkontakte sind zwei, drei- oder vierteilig und haben eine Länge von etwa 7 mm bei unseren Testadaptern. Die kleinsten Pins sind nur 2 mm lang und weisen einen Durchmesser von rund 0,27 mm auf. Als Grundmaterial für die Pins nutzen wir eine vernickelte Kupfer-Beryllium-Legierung, die unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist und etwa 500.000 Zyklen hält.

Die Federkontakte bestehen aus zwei gefrästen Teilen, die exakt aufeinander passen. Da steckt viel Know-how in der Fertigungstechnik, um die erforderliche hohe Genauigkeit erreichen zu können. Die zu prüfenden Module haben teilweise Steckerleisten im Fine-Pitch-Raster und bis zu 115 Pins in einer Reihe. Die Gegenkontakte müssen sehr genau ausgerichtet werden, zudem sind über die lange Schnittstelle auch gewisse Toleranzen auszugleichen. Unsere Fertigung verfügt über eine Erfahrung von rund sieben Jahren in diesem Bereich und hat hier in Europa eine führende Expertise.

AaT: Worauf sollte man bei der Beschaffung eines Testadapters besonders achten?

Bernhard Stolz: Eines der wichtigsten Kriterien ist die Signalintegrität, also dass das Signal bei allen Pins durch den Testadapter möglichst wenig verfälscht wird. Das ist nicht immer ganz einfach, da ein Modul sehr unterschiedliche Leitungen enthalten kann, wie zur Stromversorgung, aber auch für differentielle, hochfrequente oder schnelle digitale Signale. Sehr kurze Leitungswege helfen da nicht immer, sondern hier ist bisweilen viel Know-how gefragt, wie ich bereits am Beispiel der Signallaufzeiten erklärt habe. Manchmal werden zusätzlich kleine Luftkanäle zwischen den Signalen zur Isolation benötigt.

Darüber hinaus spielen noch andere Aspekte eine wichtige Rolle, wie der mechanische Aufbau des Testadapters. Wie will der Kunde das Modul einstecken und ist ausreichend Platz für die Mechanik vorhanden? Schließlich kommt es natürlich auch auf die zu prüfende Stückzahl an. Will der Kunde nur wenige Module oder vielleicht einige 10.000 Stück pro Jahr prüfen? Damit ist dies nicht nur eine Frage der richtigen Technologie, sondern ebenso der Wirtschaftlichkeit. Dementsprechend verkaufen wir in der Regel sehr kundenspezifische Lösungen.

 AaT: Vielen Dank für das Gespräch!

Das Interview führte Herbert Hönle.

www.yamaichi.eu



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