Vom Prototyp zur skalierbaren Serienprüfung
UTP 9090: Vollautomatisierte End-of-Line-Testlösung
für 5G-Kommunikationsmodule
Maximale Effizienz durch intelligente Parallelisierung
Die steigende Nachfrage nach leistungsfähigen und zuverlässigen Kommunikationslösungen stellt Hersteller vor neue Herausforderungen in der Fertigung und Qualitätssicherung. Besonders in der Automobilindustrie und im Bereich der Fahrzeugvernetzung spielen hochintegrierte Module und komplexe Testanforderungen eine entscheidende Rolle für den Markterfolg.
Ein international tätiges Technologieunternehmen mit Fokus auf IoT und Industrial IT ([Kontron Automotive GmbH]) stand genau vor dieser Aufgabe: Nach erfolgreichen Vorprojekten in der Kleinserienprüfung galt es, den nächsten Schritt zu gehen – hin zu einer skalierbaren, vollautomatisierten End-of-Line-Testlösung für Stückzahlen.
Ausgangssituation und Herausforderung
Als langjähriger Partner von NOFFZ war das Unternehmen bereits mit manuellen und halbautomatisierten Testlösungen vertraut. In einem ersten Schritt wurde die Prüfbarkeit der Module im Rahmen einer Kleinserie mit einem Handprüfadapter validiert. Das Ergebnis: Die Teststrategie funktioniert – doch für die Serienproduktion mussten Durchsatz und Automatisierungsgrad deutlich erhöht werden.
Die größte technische Herausforderung bestand in der Diskrepanz zwischen Testzeit und gewünschtem Durchsatz: Während der eigentliche Testprozess eines DUT (Device Under Test) rund fünf Minuten in Anspruch nimmt, lag die Zielvorgabe für die Gesamtprozesszeit bei zunächst 20 Sekunden – und wurde kurz vor Projektstart sogar auf 10 Sekunden halbiert.
Diese Anforderung machte eine grundlegende Neuausrichtung des Testkonzepts notwendig: Klassische, sequenzielle Testansätze waren nicht mehr ausreichend. Gefragt war eine hochgradig parallelisierte Lösung, die maximale Effizienz bei gleichzeitig hoher Prozesssicherheit gewährleistet.
Lösung und Umsetzung
NOFFZ entwickelte eine vollautomatisierte Robotik-Testzelle, die speziell auf diese Anforderungen zugeschnitten ist. Kern des Systems ist ein innovatives von NOFFZ entwickeltes Greiferkonzept des Mitsubishi-Industrie-Roboters mit vier parallelen Greifern (Quattro-Gripper), das eine synchrone Handhabung mehrerer DUTs ermöglicht.
Ein zentraler Erfolgsfaktor ist die konsequente Parallelisierung des Testprozesses. Dabei werden mehrere Testadapter gleichzeitig betrieben, sodass die lange Testdauer einzelner Module nicht zum Engpass wird. Ergänzt wird dies durch ein optimiertes Handlingkonzept ohne Leerbewegungen („No Empty Movement“), bei dem sämtliche Bewegungsabläufe auf maximale Effizienz ausgelegt sind.
Der Testprozess im Detail gliedert sich in mehrere aufeinander abgestimmten Schritte:
- Zuführung und Vorzentrierung: Transport der ungeprüften DUTs über ein Förderband zur definierten Positionierung
- Kontaktierung und Test: Kontaktierung im Testadapter inkl. Durchführung umfangreicher 5G-Funktionstests
- Koplanaritätsprüfung: Prüfung der exakten Position und Ausrichtung der Kontaktpunkte
- Koplanaritätsstation: Prüfung von Planarität, Ebenheit und Qualität der Lötpads (z. B. Ko-Planarität, Verzug, Pad-Zustand)
- Laserbearbeitung: Kennzeichnung PASS-getesteter DUTs mit kundenspezifischen Identifikationsmerkmalen zur eindeutigen Rückverfolgbarkeit
- Laserkennzeichnung: Markierung i.O.-geprüfter DUTs mit kundenspezifischen Merkmalen zur dauerhaften Zuordnung von Produkt und Messdaten
- Qualitätstrennung: Trennung in i.O.- und n.i.O.-Teile mit automatischer Ausschleusung fehlerhafter Einheiten
- Ablage und Ausschleusung: Weiterführung i.O.-Teile in Trays sowie separate Ausschleusung n.i.O.-Teile über ein separates Band
Durch die Kombination dieser Technologien konnte eine effektive Testzeit von rund 10 Sekunden pro DUT erreicht werden – trotz einer Einzeltestdauer von mehreren Minuten.
Ergebnisse und Mehrwert
Mit der neuen Testlösung gelingt dem Kunden der erfolgreiche Übergang von der Kleinserie zur hochautomatisierten Serienproduktion.
Die wichtigsten Vorteile im Überblick:
- Signifikante Steigerung des Durchsatzes durch Parallelisierung
- Hohe Prozessstabilität und Reproduzierbarkeit im End-of-Line-Test
- Flexible Erweiterbarkeit der Anlage für zukünftige Anforderungen (z. B. zusätzliche Teststationen)
- Optimierte Flächennutzung und reduzierte Stillstandszeiten durch effizientes Anlagenlayout
- Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit durch skalierbare Produktionskapazitäten
Darüber hinaus bildet das Projekt die Grundlage für weitere gemeinsame Entwicklungen. Zusätzliche Anlagen und Erweiterungen sind bereits in Planung, was die langfristige Partnerschaft weiter festigt.
Die Umsetzung zeigt eindrucksvoll, wie anspruchsvolle Testanforderungen durch innovative Automatisierung, leistungsfähriger Robotik und intelligente Systemarchitektur gelöst werden können. Mit der entwickelten Lösung setzt NOFFZ neue Maßstäbe in der hochvolumigen End-of-Line-Prüfung von Kommunikationsmodulen – und unterstützt Kunden dabei, ihre Produktionsprozesse nachhaltig zu optimieren.
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