Samen met toeleverancier Cortexon ontwikkelde NXP de volgende generatie van zijn testsysteem voor chips (IC’s). De integratie van mechanisch en elektronisch design mondde uit in een nog geavanceerder systeem: nxParset.
ITEC (Industrial Technology & Engineering Center) werkt als interne leverancier van NXP sinds 1991 aan het Parset-platform: testsystemen voor discrete componenten – transistoren en diodes – en IC’s. De ontwikkeling startte met de Parset (parametic semiconductor tester), gevolgd door de µParset en nu dus het meest recente hoogtepunt: de nxParset die vorig jaar is vrijgegeven. ‘Wederom de snelste tester ter wereld, dat geldt trouwens voor de hele Parset-familie. Bij het testen van chips vertaalt deze snelheid zich direct in lagere kosten en dus meerwaarde ten opzichte van de concurrentie’, stelt Henry Wichert, Principal Development Engineer Test bij ITEC.
De nxParset vergroot de mogelijkheden voor het functioneel testen van chips en doordat het systeem multisite is kan het meerdere producten parallel meten. Dat betekent nog sneller testen en een nog grotere throughput. ‘Twee tot drie keer sneller dan de concurrenten van NXP’, aldus een trotse Henry Wichert. ‘Dat is ook nodig als je tientallen miljarden chips per jaar wilt testen.’ Inmiddels worden in de vestiging van NXP in Hamburg sensors voor de automotive industrie gemeten met de nxParset – tot volle tevredenheid van de klant.
Functionaliteit
Belangrijke partner bij de ontwikkeling van het Parset-platform, is Cortexon uit Veghel. Het bedrijf levert klantspecifieke behuizingen voor elektronica en ontwikkelde de afgelopen jaren samen met NXP tientallen producten. ‘Destijds zijn we begonnen met een standaard behuizing, maar al snel werd dit een specifiek design. Dat begon met µParset. Hiervoor wilden we een mooi, functioneel en herkenbaar ontwerp’, vertelt Henry Wichert. ‘Als het functioneel moet zijn, zit je bij Cortexon goed. Ze verliezen de functionaliteit niet uit het oog. Dat je er links en rechts bij moet kunnen voor onderhoud, hoe essentieel koeling is, enzovoort. Door de hoge mate van integratie kun je niet meer toe met standaard componenten.’
‘Juist als je geen verstand hebt van behuizingen, leiden je vragen soms tot nuttige aanpassingen’
De eisen die NXP-ITEC aan het ontwerp van behuizingen stelt, hielpen Cortexon zich verder te professionaliseren. ‘De samenwerking heeft onze expertise rond elektronicabehuizingen en assemblage van elektronicacomponenten vergroot’, zegt Business Unit Manager Marcel van de Sande. Cortexon voert een deel van de elektronica-assemblage uit. ‘Het is voor NXP handig als bepaalde componenten al geïntegreerd zijn in de behuizing. Dit optimaliseert de supply chain.’
Design reviews
De nxParset is ontwikkeld volgens de gestandaardiseerde norm (PXI) in combinatie met klantspecifieke oplossingen. Hiervoor werkten NXP en Cortexon samen met het Amerikaanse inTEST. ‘De componenten zijn afzonderlijk van elkaar ontwikkeld. Ieder maakte een opzet in 3D. Vervolgens hebben we aan de hand van design reviews meerdere slagen gemaakt in het concept en daarna een prototype gebouwd’, vertelt Senior Project Manager Vincent van der Velden. ‘Een hele uitdaging omdat we alle drie met een ander engineering-systeem werkten. Uiteindelijk hebben we alles in één ontwerp weten te integreren. En alles paste de eerste keer, echt een hoera-moment. Want als het niet first time right is, word je zo vier maanden teruggeworpen in het ontwerpproces.’
De koeling van alle compartimenten was niet de enige uitdaging voor Cortexon. ‘De positionering van de printkaarten, het uitlijnen van de connectoren komt heel precies. Gaandeweg het ontwikkelingsproces hebben we dat geoptimaliseerd om onderhoud en assemblage te vergemakkelijken, waardoor er minder afstelwerkzaamheden nodig zijn’, zegt Marcel van de Sande. Daarbij moest Cortexon ook rekening houden met elektromagnetische compatibiliteit (EMC-eisen) om het testproces niet te verstoren. ‘Daarom is de behuizing naar twee kanten toe elektrisch stralingsdicht. Hoogfrequente straling kan niet naar buiten (emissie) en signalen van bijvoorbeeld een mobiele telefoon kunnen niet naar binnen (immuniteit).’ Henry Wichert noemt die immuniteit essentieel. ‘Deze eis heeft vooral te maken met het feit dat we goed willen meten.’ Een van de trucs in de kast is de compartimentering: het afschermen van bepaalde ruimten, eveneens bedoeld om het meetproces zo ongestoord mogelijk te laten verlopen.
Openheid
Naast EMC is er ook aandacht voor ESD (ElectroStatic Discharge), de assemblage vindt plaats in een ESD-veilige ruimte. Zelfs de verpakking voor het transport van de behuizing van de nxParset ontsnapt niet aan de aandacht. Marcel van de Sande: ‘We werken met een antistatische omhulling en hebben een speciale beugel ontwikkeld om de behuizing uit de kist te tillen. De integrator pakt hem uit de kist, bouwt de andere elektronica in, test het systeem en dan gaat de behuizing weer in de kist, naar de eindklant.’ NXP-ITEC houdt korte levertijden aan. Richting toeleveranciers als Cortexon werkt het bedrijf met Outline Agreements; basiscontracten om de financiering van de supply chain af te dekken.
Kenmerkend voor het ontwikkelingstraject, is de openheid tussen partijen, aldus Henry Wichert. ‘We hebben alles tot in de kleinste details met elkaar besproken. Wij geven de hotspots aan, de plekken waar we warmte verwachten. Cortexon houdt daar rekening mee bij de plaatsing van de ventilatoren en genereert de benodigde luchtstromen. Maar ook of een aansluiting een millimeter naar links kan omdat dat ons beter uitkomt. Juist als je geen verstand hebt van behuizingen, leiden je vragen soms tot nuttige aanpassingen.’ Marcel van de Sande beaamt dat. ‘Ik dacht eerst dat een printkaart een fixed design was. Dat blijkt niet altijd zo te zijn en dat biedt ons meer mogelijkheden qua ontwerp.’ Vincent van der Velden vat het kernachtig samen: ‘Dit disciplineoverstijgend denken leidt tot een hoge integratie van elektronisch en mechanisch design. Het maakt de nxParset uniek. Gebouwd volgens de gestandaardiseerde PXI-norm en gecombineerd met allerlei vrijheden om te komen tot een optimaal product.’
