Spea-Hauptsitz in Volpiano bei Turin.

Spea-Hauptsitz in Volpiano bei Turin. Spea

Eingesetzt werden Spea-Prüfsysteme für den Test von Mikrochips über Baugruppen bis hin zu Backplanes und kompletten Elektronikanlagen in allen Hightech-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrttechnik, Telekommunikation, Automobilindustrie, Medizinelektronik und der Consumer- und Sicherheitselektronik. Weltweit sind bereits über 10.000 Testsysteme im Einsatz, damit gehört Spea zu den führenden ATE-Anbietern und ist nach eigenen Angaben Marktführer für Flying Probe-Systeme und die europäische Nummer 1 bei Boardtestern.

Das Unternehmen beschäftigt rund 750 Mitarbeiter, die sich auf den italienischen Hauptsitz in Volpiano und die Tochtergesellschaften in den USA, Deutschland, China, Korea und Singapur verteilen. Nördlich von Frankfurt am Main, genauer gesagt im 60 km entfernten Fernwald bei Gießen, befindet sich seit 1981 die Spea GmbH. Mit 60 Mitarbeitern unter der Leitung von Gerhard Kurz und Uwe Winkler bietet man den Elektronikfertigern Komplettlösungen aus einer Hand und neben dem Heimatmarkt ist das deutsche Tochterunternehmen auch für Österreich, die Benelux-Staaten, Skandinavien und Osteuropa verantwortlich.

Da heute mehr denn je eine All-in-One-Lösung gefragt ist, verfügt das Unternehmen über einen eigenen Adapterbau und eine Applikationsabteilung. Damit will man den gestiegenen Kundenanforderungen von der Beratung über die Konzeption, über die Teststrategien bis zum optimalen System und dem entsprechenden Prüfprogramm Rechnung tragen.

Spea in Fernwald nahe Frankfurt am Main.

Spea in Fernwald nahe Frankfurt am Main. Spea

Einer der beiden Geschäftsführer, Uwe Winkler, ist seit 1985 bei Spea und beschreibt den „Spirit“ beim Prüfsystem-Hersteller so: „In allen Beschaffungsbereichen von Roh- und Fertigwaren bestehen langjährige und loyale Verbindungen zu diversen Lieferanten. Die partnerschaftliche und kooperative Zusammenarbeit mit unseren Kunden, gepaart mit einer konsequenten innovativen technischen Weiterentwicklung unserer Systeme, sichert uns die Basis für eine kontinuierliche Entwicklung in diesem Bereich.“

Aus der Praxis für die Praxis

Mit Kreativität und Innovation werden bei Spea seit über 40 Jahren fortschrittlichste, zuverlässige und bedienfreundliche Testsysteme und optimale Lösungen für die Prüfung elektronischer Komponenten entwickelt. Seit der Gründung setzt Spea auf eine enge und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit weltweit erfolgreichen Elektronikproduzenten. Darauf gründet sich unter anderem der große Erfolg des Unternehmens.

Geschäftsführer Spea GmbH

„Unsere Systeme werden nicht im stillen Kämmerlein entwickelt, weil wir unser Ohr immer nah am Kunden haben“, schmunzelt Uwe Winkler. Spea

„Wichtig ist dabei auch, dass die Testsysteme mit der rasanten Entwicklung in der Elektronikfertigung mithalten. Technisch ist vieles machbar, aber bevor wir die Entwicklung für eine neue Anforderung oder eine neue Idee starten, müssen wir uns immer die Frage stellen, ob das auch wirtschaftlich umsetzbar ist“, so der Geschäftsführer. Durch den engen Kontakt zum Stammhaus in Italien hat der hessische ATE-Anbieter großen Einfluss auf die Anlagenentwicklung in Italien, denn es gibt oft spezielle Anforderungen von den deutschen Kunden. So ist auch Mitte der 90er Jahre der Flying Probe Tester entstanden, den es damals im Produktportfolio nicht gab. Referenzkunde dafür war Siemens. Heute können mit den Serien 4050, 4060 und 4080 Flying Prober auch dort eingesetzt werden, wo bis dato nur Nadelbett-Tester zur Anwendung kamen.

Trends in der Prüftechnik

Spea beschreibt seine Boardtester als Alleskönner, wobei sich die Systemverkäufe umsatzbezogen ziemlich gleichmäßig auf die Bereiche Nadelbett-Tester und Flying-Probe-Tester verteilen. Allerdings dürfte die Nachfrage in Richtung Flying Probe in Zukunft aufgrund des Themas „Miniaturisierung der Bauteile“ mehr an Gewicht gewinnen. Das liegt daran, dass mit modernen Flying-Probe-Systemen kleinste Geometrien, das heißt Pad-Größen bis hin zu 50 µm kontaktiert werden können. Mit Nadelbett-Testern ist dies nicht möglich.

Aus diesem Grund rücken Flying Prober besonders bei den EMS-Anbietern immer mehr in den Fokus, die heute nicht wissen, welche Aufträge sie morgen von ihren Kunden bekommen. Laut Einschätzung von Spea dürfte somit die Nachfrage nach Flying Probe Testern in den nächsten Jahren steigen. Auch die „Ausdünnung“ von Fachpersonal bei den Elektronikherstellern hat Auswirkungen auf die Baugruppentests. Aufgrund von fehlenden internen Ressourcen steigt das  Verlangen nach Komplettlösungen aus einer Hand von Jahr zu Jahr. Das bedeutet, dass Prüfdienstleistungen outgesourct und damit extern zugekauft werden. Auch hier ist  Spea bestens aufgestellt und übernimmt als Partner die entsprechenden Dienstleistungen.

Test von Baugruppen für Beatmungsgeräte

Man kennt sich in der Branche. Seit 1987 werden bei Brückmann Elektronik aus dem knapp 20 km entfernten Lahnau Spea-Testsysteme eingesetzt und so war es nicht verwunderlich, dass man sich mit einer besonderen Bitte an das Fernwalder Unternehmen wandte. Brückmann ist Systemlieferant für hochqualitative Elektroniklösungen und Electronic Manufacturing Services, dabei auch für Unternehmen der Medizintechnik. Ein Großauftrag von Baugruppen für Beatmungsgeräte sollte gefertigt und anschließend getestet werden. Um möglichst schnell den Auftrag bearbeiten zu können, wurde mit 5000 Baugruppen ein Teil der Baugruppenprüfung zu Spea ausgelagert. Brückmann erstellte das Prüfprogramm und prüft auf einem Flying Prober Spea 4050. Spea nutzt sein „Flaggschiff“, den Flying Prober der Serie 4080. Er ist ausgestattet mit 8 Ultra-High-Speed Flying Probe Testköpfen (4 Top und 4 Bottom). Jeder dieser Testköpfe verfügt über eine Probe zur Kontaktierung („Nadel“) und kann darüber hinaus mit einem zusätzlichen „Test-Tool“ erweitert werden (8 + 8 Probing). Durch dieses Konzept ergeben sich auch generell neue Anwendungsbereiche für Cluster- und Funktionstests.

Beim Test von Medizinprodukten ist die Fehlerabdeckung das oberste Gebot. Man muss sich absolut sicher sein, dass die Baugruppen zu 100 Prozent funktionieren. Da fehlende oder falsch bestückte Bauteile bei reinen Funktionstests nicht erkannt werden, ist ein parametrischer, dynamischer Incircuit-Test erforderlich.

In Beatmungsgeräten gibt es redundante Schaltkreise – fällt ein Schaltkreis aus, übernimmt der andere Schaltkreis dessen Funktion und sichert dadurch den lebenserhaltenden Betrieb des Geräts. Nicht auszudenken, wenn Bauteile beim redundanten Schaltkreis fehlen würden oder falsch angeordnet wären.

In der Krise wachsen

Die überwiegende Zahl der Maschinenbauer ist zuversichtlich, mittelfristig auf das nominale Umsatzniveau von 2019 zurückzukehren. So lautet die Kernbotschaft der sechsten VDMA-Blitzumfrage zur Corona-Pandemie, an der 658 Mitgliedsunternehmen im Juni 2020 teilnahmen.

Auch die Stimmung im hessischen Fernwald ist nach dem Lockdown positiv, war man doch weder in Deutschland noch in der italienischen Zentrale von einer Schließung betroffen. Gewohnt produktiv arbeiten die Vertriebsmitarbeiter vom Home Office heraus – von Kurzarbeit oder Staatshilfen ist nicht die Rede. „Kommerziell betrachtet lief das erste Quartal zufriedenstellend, das zweite Quartal liegt natürlich hinter den Planungen zurück, aber wir hoffen, dass das Geschäft im zweiten Halbjahr wieder anzieht. Wir sind froh, dass unsere Lieferketten problemlos funktioniert haben und dass uns unsere vorausschauende Lagerhaltung dabei sehr geholfen hat“, kommentiert Uwe Winkler.

Neue Testervarianten für Leistungselektronik

Leistungselektronik wird überall dort eingesetzt, wo elektrische Energie umgeformt werden muss – beispielsweise in Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie bei Ladegeräten und Traktionswechselrichtern in Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Die Anforderungen sind vielfältig, ebenso wie die Prüfung der Baugruppen.

Powermodule oder auch Kühlkörper für die Leistungselektronik können bis zu 15 cm hoch und bis zu 10 kg schwer sein – aus diesem Grund hat Spea zwei neue Testervarianten, Spea 3030 X bei den Nadelbett-Testern und 4080 X bei Flying Probe, für den Baugruppentest von Leistungselektronik entwickelt. Überall dort, wo für Baugruppen mit Leistungselektronik sowohl ein Incircuit- als auch ein Funktionstest vorgesehen ist, werden spezielle Ressourcen benötigt, die die hohen Ströme und Spannungen präzise stimulieren und messen können.

Flying Probe Spea 4080X und Nadelbetttester Spea 3030X – entwickelt für den sicheren Test von Baugruppen der Leistungselektronik.

Flying Probe Spea 4080X und Nadelbetttester Spea 3030X – entwickelt für den sicheren Test von Baugruppen der Leistungselektronik. Spea

Der Inline-Tester Spea 3030X prüft problemlos große und schwere Boards...

Der Inline-Tester Spea 3030X prüft problemlos große und schwere Boards… Spea

Auch der Adapter benötigt teilweise zusätzliche Sonderelektronik und Hochspannungsrelais. Die Lösung sind Tester, die sowohl einen Incircuit- als auch einen Funktionstest durchführen und speziell auf die Belange von Power Supplies, Stromversorgungen, Konvertern und Powermodulen zugeschnitten sind und diese unter realen Bedingungen (Strom, Spannung, Leistung) testen.

Spea‘s selbst entwickelte Pulsmesstechnik

Dabei kommt Spea‘s Pulsmesstechnik zum Einsatz. Sie bietet die Möglichkeit, nicht nur die Parameter Spannung und Strom frei programmieren, beziehungsweise automatisch auf die zu testende Komponente anpassen zu können, sondern auch den Parameter Zeit. Jeder einzelne Testschritt ist im Timing programmierbar.

Es werden generell dynamische Tests durchgeführt, mit denen Fehler erkannt werden, die mit herkömmlichen, statischen Messverfahren nicht diagnostizierbar sind. Die Pulsmesstechnik erlaubt durch die Programmierung des Parameters Zeit auch generell dynamische Tests für alle Komponenten. Gerne hätte man diese Systeme auf der SMTconnect live in Nürnberg gezeigt.

Der Inline-Tester Spea 3030X prüft problemlos große und schwere Boards mit Komponenten bis zu einer Höhe von 150 mm und einem Gewicht von 10 kg. Spea

…mit Komponenten bis zu einer Höhe von 150 mm und einem Gewicht von 10 kg. Spea