FASTTEST

FASTTEST

FASTTEST is an R&D project developed internally by ASE Optics to research and develop a non-destructive 3D inspection system for microfluidics and microdevices. The idea arose after our participation in the European Community’s Seventh Framework Program (FP7)FaBiMed, where we were leaders of the “Quality Control and Inspection” work package.156

Which is faster? Does the fastest system do it?

The FASTTEST system performs a quantitative mechanical evaluation of the quality of micromachined parts on assembly lines, assessing the quality of the manufacturing process (conformity to mechanical specifications). The parts that are evaluated with FASTTEST have a dimension of a few mm in x-y and only a couple of mm in depth. The accuracy of the measurements is of the order of a few µm.

In the figure below, we present the schematic of the FASTTEST system as seen from the software architecture. In gray are the hardware parts of the system; in blue, the code sections; in red are the communication channels and data buffers.

The interpreter stages in the GUI are used to translate commands and data to/from the assembly string, external data files, the GUI itself and the functional core.

The beginning of the project

Since the beginning of the FASTTEST development project, work has focused on software integration and optimization of the different assemblies that make up the FASTTEST instrument. OCT and FFT measurement leading to depth measurements have been performed and calibrated. The OCT data acquisition rate is now hardware limited to 40,000 depth profiles per second. A user interface now allows the user to select the path that the OCT should scan.

The system can self-configure and perform measurement operations following an inspection path entered by the user. Machine vision is able to recognize patterns that will be used to automatically guide the OCT beam to the regions of interest. FASTTEST has been demonstrated to potential customers and discussions are currently underway with a medical device manufacturer about applying the system’s capabilities to a particular quality control problem that they have not been able to solve before. AI’s tailoring of the software to the specific needs of potential customers has increased the customer base for the FASTTEST system.

In the image above, we can see a 3D map of the portion of a syringe needle. The inspection area was selected through the software, which reconstructed the depth map in false colors (each color corresponds to a depth value, according to the color scale reported on the right of the image). Through FASTTEST, customers can schedule the relevant inspection route for quality assessment of the parts they manufacture, saving time and improving reliability.

FASTTEST is a fully self-contained system and, as such, has a comprehensive set of automated diagnostic tools for reliable hardware control.

Since the beginning of the project, we at ASE Optics have achieved significant improvements in the FASTTEST instrument, taking it beyond the current SoTA for non-contact micrometer inspection technology. The measurement rates achieved in 3D coupled with the measurement philosophy that drastically reduces the data burden allows for an instrument that can match production rates. A feat not achieved before. A feat not achieved before.This results in faster feedback on drifts in the manufacturing process to the manufacturer, allowing for quicker intervention and therefore reducing waste by allowing process alteration before products go out of specification. This allows FASTTEST customers to save resources and become more efficient. End users also benefit from FASTTEST, they have greater assurance of the quality of the products they are buying. The main market for microdevices currently being disposable point-of-care medical devices, the long-term impact of FASTTEST is improved treatment and ultimately health for Europe and its citizens.

The Secretary of State for Research, Development and Innovation (Ministry of Economy and Competitiveness) awarded ASE Optics Europe the Horizonte PYME grant for the development of FASTTEST, as a new metrology and inspection system aimed at improving the production lines of micro-feature manufacturers.

This grant confirmed the feasibility of the proposal and helped us move forward to complete this ambitious project.

Skills

Posted on

02/01/2024

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FASTTEST

FASTTEST

FASTTEST es un proyecto de I+D desarrollado internamente por ASE Optics para investigar y desarrollar un sistema de inspección 3D no destructivo para microfluidos y microdispositivos. La idea surgió tras nuestra participación en el Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea (7PM)FaBiMed, en el que fuimos líderes del paquete de trabajo «Control de calidad e inspección».

¿Qué es más rápido? ¿El sistema más rápido lo hace?

El sistema FASTTEST realiza una evaluación cuantitativa mecánica de la calidad de las piezas micromaquinadas en las cadenas de ensamblaje, evaluando la calidad del proceso de fabricación (conformidad con las especificaciones mecánicas). Las piezas que se evalúan con FASTTEST tienen una dimensión de unos pocos mm en x-y y solo un par de mm de profundidad. La precisión de las mediciones es del orden de unos pocos µm.

En la figura siguiente, presentamos el esquema del sistema FASTTEST como se ve desde la arquitectura del software. En gris se representan las partes de hardware del sistema; en azul, las secciones del código; en rojo están los canales de comunicación y los búferes de datos.

Las etapas de intérprete en la GUI se utilizan para traducir los comandos y los datos a / desde la cadena de ensamblaje, los archivos de datos externos, la propia GUI y el núcleo funcional.

El inicio del proyecto

Desde el comienzo del proyecto de desarrollo FASTTEST, el trabajo se ha centrado en la integración de software y la optimización de los diferentes ensamblajes que componen el instrumento FASTTEST. La medición de OCT y la FFT que conducen a mediciones de profundidad se han realizado y calibrado. La velocidad de adquisición de datos de la OCT ahora está limitada por hardware a 40 000 perfiles de profundidad por segundo. Una interfaz de usuario ahora permite al usuario seleccionar la ruta que la OCT debe escanear.

El sistema puede autoconfigurarse y realizar operaciones de medición siguiendo una ruta de inspección introducida por el usuario. La visión artificial es capaz de reconocer patrones que se utilizarán para guiar automáticamente el haz OCT a las regiones de interés. FASTTEST se ha demostrado a clientes potenciales y actualmente se están llevando a cabo conversaciones con un fabricante de dispositivos médicos sobre la aplicación de la capacidad del sistema a un problema de control de calidad particular que no han podido resolver antes. La adaptación del software por parte de la IA a las necesidades específicas de los clientes potenciales ha aumentado la base de clientes para el sistema FASTTEST.

En la imagen de arriba, podemos ver un mapa en 3D de la porción de una aguja de jeringa. El área de inspección se seleccionó a través del software, que reconstruyó el mapa de profundidad en colores falsos (cada color corresponde a un valor de profundidad, de acuerdo con la escala de colores informada a la derecha de la imagen). A través de FASTTEST, los clientes pueden programar la ruta de inspección relevante para Evaluación de la calidad de las piezas que fabrican, ahorrando tiempo y mejorando su fiabilidad.

FASTTEST es un sistema totalmente autónomo y, como tal, cuenta con un amplio conjunto de herramientas de diagnóstico automatizadas para un control de hardware confiable.

Desde el comienzo del proyecto, en ASE Optics alcanzamos mejoras significativas en el instrumento FASTTEST, colocándolo más allá del actual SoTA para la tecnología de inspección micrométrica sin contacto. Las tasas de medición logradas en 3D junto con la filosofía de medición que reduce drásticamente la carga de datos permite un instrumento que puede igualar las tasas de producción. Una hazaña no lograda antes. Esto da como resultado una retroalimentación más rápida sobre las derivaciones en el proceso de fabricación al fabricante, lo que permite una intervención más rápida y, por lo tanto, reduce el desperdicio al permitir la alteración del proceso antes de que los productos se salgan de las especificaciones. Esto permite a los clientes de FASTTEST ahorrar recursos y ser más eficientes. Los usuarios finales también se benefician de FASTTEST, tienen una mayor garantía de calidad de los productos que están comprando. El principal mercado para los microdispositivos que actualmente son dispositivos médicos desechables para el punto de atención, el impacto a largo plazo de FASTTEST es la mejora del tratamiento y, en última instancia, la salud para Europa y sus ciudadanos.

La Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación (Ministerio de Economía y Competitividad) otorgó a ASE Optics Europe la subvención Horizonte PYME por el desarrollo FASTTEST, como un nuevo sistema de metrología e inspección destinado a mejorar las líneas de producción de micro -fabricantes de características.

Esta subvención confirmó la viabilidad de la propuesta y nos ayudó a avanzar para completar este ambicioso proyecto.

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Posted on

02/01/2024

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