Embedded Secure Elements (ESE) sind mit einem Chip ausgestattete Mini-Komponenten, die man heute in allen modernen Fahrzeugen und mobilen Endgeräten, aber auch in E-Bikes, E-Scootern, Mobiltelefonen und Pay-TV-Konsolen findet. Sie übermitteln individualisierte Daten zwecks Qualitätskontrolle und Sicherheit an Hersteller oder Betreiber. Das französische Unternehmen Smartware hat für die Herstellung dieser elektronischen Komponenten nun ein System entwickelt, das erstmals Montage, Individualisierung und Testen in einen einzigen Prozess integriert. Perse (Personalization of Secure Elements) ist der Name der integrierten Fertigungszelle, die Zeit und Kosten spart: Bislang werden die drei Aufgaben in separaten, relativ kosten- und zeitaufwendigen Prozessen durchgeführt. Das mehrfache Handling der Komponenten birgt ein hohes Risiko für Fehler, falsche Zuordnungen und Beschädigungen.
„Dank der Kombination aus Bandspulen, Drehtisch und kameragestütztem Roboter bietet Perse das derzeit beste Preis-Leistungs-Verhältnis auf dem Markt“, erklärt Stéphane Medioni, Gründer und Geschäftsführer von Smartware. „Und wir sind überzeugt davon, dass unser System aktuell das sicherste auf dem Markt ist, wenn es um die Individualisierung und Qualitätskontrolle von ESE-Komponenten geht.“
Das System bietet einer maximale Stundenleistung von bis zu 6.000 Komponenten. Herkömmliche Geräte schaffen maximal 3.000 Kompontenen in der Stunde. Das Ergebnis ist ein höherer Durchsatz mit einer Individualisierungszeit von nur 22 s und einer Verifizierung von 2 s nach der Lasermarkierung.
Im Zentrum von Perse seht ein Vier-Achs-Scara-Roboter HS-045 von Denso. „Wir haben uns für die Scara-Roboter von Denso entschieden, weil sie sehr flexibel und unkompliziert zu programmieren sind. Darüber hinaus ermöglicht der Roboter eine sehr gute Beschleunigung und sanfte Bewegungsabläufe bei einfacher Software-Steuerung“, erklärt Medioni. Die Roboter sind speziell für automatisierte Hochleistungsanwendungen konzipiert, denn sie können eine sehr hohe Anzahl von Zyklen pro Minute ausführen und dabei auch in einer hochkomplexen industriellen Anwendung schnell reagieren. Die HS-045 Roboter mit einer Armlänge von 450 (225+225) mm und einer Traglast von bis zu 5 kg verfügen über eine Wiederholgenauigkeit von ± 0,02 mm und sind für eine Zykluszeit von bis zu 0,29 s ausgelegt. In dem modular aufgebauten System werden die 2 x 2 mm großen Chips linksseitig über eine Bandspule in die Zelle eingeführt und dort auf einem rotierenden Drehtisch in elektrische Test- und Programmierfassungen (bis zu 10 x 4 mm groß) eingesetzt. Der darüber montierte Roboter platziert die noch unbeschriebenen Chips von der Bandspule (je vier) in jede Fassung ohne das ESE zu berühren. Im Schnitt nimmt jeder Chip 800 KB spezifische Firmware sowie variable Daten (je nach Kunde/Betreiber) auf, die Perse aus der Cloud lädt.
Der Roboter sortiert defekte
Elemente aus
Eine über dem Drehtisch montierte Kamera überwacht die genaue Positionierung beim Pick&Place des Roboters. Die optische Inspektion mit Bildverarbeitungssystemen und Kontrolle der Komponenten erfolgt bei jedem Schritt von oben und unten: Direkt in den Drehtisch integrierte (unter jeder Programmierplatte) Testsensoren von Smartware (US-CMT2) überprüfen verschiedene erweiterte elektrische Parameter und die Individualisierung jedes ESEs. Zum Schluss graviert ein Markierungslaser eine Seriennummer und/oder einen Datamatrix-Barcode auf jede Komponente; damit ist die zweifache, sichere Individualisierung erfolgt. Schließlich platziert der Roboter das fertig bearbeitete ESE auf die abgehende Bandspule. Defekte Elemente werden in einem Zwischenfach abgelegt, so dass die korrekte, lückenlose Ausgabesequenz gewährleistet ist.
„Dank des integrierten Markierungslasers, der zweistufigen Individualisierung und der kontinuierlichen Qualitätskontrolle wird das Risiko von Fehlzuordnungen stark reduziert. Defekte Komponenten werden einfach in die unter dem Drehtisch installierten Behälter entsorgt ohne das System stoppen zu müssen“, so Medioni. Auch die lückenlose Datenverfolgung verhindert falsche Zuordnungen und erleichtert die etwaige Fehlersuche. Derzeit sind weltweit neun Perse-Systeme bei Automobil- und IoT-Zulieferern im Einsatz.
Webhinweis
Ein Video des Perse-Systems zeigt Smartware auf seiner Internet-Seite:
