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4-2020

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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Dienstleistung Design

Dienstleistung Design for Cost Die Komponenten, Hersteller und Lieferanten werden unter Berücksichtigung der Kosten, Verfügbarkeit, Qualität, Lieferzuverlässigkeit und Preis für die Baugruppe ausgewählt. Ein zukunftsorientiertes Obsoleszenz-Management ist besonders relevant. Der EMS-Dienstleister schließt Problemkomponenten vorab aus, da er auf bestimmte Datenbanken mit Bewertungen der Bauteile Zugriff hat. Zudem können schwer verfügbare Bauelemente frühzeitig, noch vor Fertigstellung des Layouts, beschafft oder angefragt werden. Zum Design for Cost gehören: • Obsoleszenzmanagement (Verfügbarkeit, Alternativen, Risikobewertung, etc. • Materialbeschaffung (Freigabe nach Fertigstellung des Schaltplans) • Industrial Engineering (Stückzahl, Fertigungsmethode, Prüfumfang, IPC-Klasse, End-of-Line-Prüfung, etc.) EMS-DIENSTLEISTUNGEN ▪ ▪ ▪ ▪ Ein Beispiel aus der Praxis: Baudisch Electronic GmbH Im Gewerbegebiet 19 · 73116 Wäschenbeuren Telefon: +49 71 72 / 9 26 13-0 · Fax: +49 71 72 / 9 26 13-30 www.baudisch-electronic.de Der EMS-Komplettanbieter mit EMV-Labor Entwicklung von Hard- & Software Komplette Herstellung von Geräten & Baugruppen Prototypen- und Großserienfertigung Ein Ansprechpartner für Ihr gesamtes Projekt EMV-LABOR ▪ ▪ ▪ ▪ Prüfung der Störfestigkeit & Emission Unterstützung bei EMV-gerechter Entwicklung Beratung zu EMV-gerechtem Design Analyse & Messung auch vor Ort Ein Entwickler benötigt einen bestimmten Schalter für seine Leiterplatte. Er informiert sich in einem Katalog, sucht das entsprechende Teil aus und schreibt es in die Stückliste. Dies birgt aber das Problem, dass bei der Herstellung immer genau dieser Schalter verwendet werden muss, weil nur er freigegeben ist. Ist dieser irgendwann nicht mehr lieferbar, muss formal ein Redesign erfolgen. Bei Medizintechnik-Produkten wird dann eine neue Zertifizierung erforderlich. Beim Design for Cost wird in einer Datenbank nachgesehen, wie lange das Bauteil noch am Markt sein wird, denn der Prototyp soll ja einige Jahre lang gebaut werden können. Außerdem werden die Bauteile mehrerer Hersteller geprüft und in die Stückliste geschrieben. So fallen keine Kosten an, wenn ein Bauteil nicht mehr lieferbar ist. Design for Quality Anforderungen an Qualitätsmerkmale werden bereits beim Produktdesign und in der Herstellbarkeitsanalyse berücksichtigt, d. h. das Produkt muss allen definierten Anforderungen entsprechen. Die Auswahl des Basismaterials einer Leiter platte wird bereits beim Design auf zu erwartende Anforderungen abgestimmt. Das können Klimawechselbelastung, Temperaturbeständigkeit, mechanische Anforderungen und Hochfrequenzverhalten sein. Bei einem Gesamtsystem fallen darunter auch Themen wie: • Erstmusterprüfungen der einzelnen Zeichnungsteile und des Gesamtsystems • Validierung der Produktionsprozesse, Festschreibung der Prozessparameter • Testplan für das fertige System zur Abnahme • Risikoanalyse zur Erstellung des Testkonzeptes • Abstimmung zur Archivierung der Produktions- und Testdaten Design for Manufacturing Hier wird sichergestellt, dass das Design dem zu erwartenden Herstellungsprozess angepasst wird und nicht umgekehrt. Das Design for Manufacturing dient außerdem dazu, die Anforderungen seitens Produktdesign und -qualität zu vereinen. Die heutigen SMD-Gehäuseformen und Lötanschlussflächen erfordern ein sehr schmales Prozessfenster. Heute müssen Leiterplattengeometrien oft an stylische Gehäuse angepasst werden, laufen diese dann auch reibungslos durch die Produktion ohne Schaden zu nehmen? Daher muss auch die Leiterplattenmontage bereits in der frühen Entwicklungsphase durchdacht werden. Layout (Nutzenrand, Abstände, Leiterplattengröße, Gehäuseformen, Prozessfähigkeit) Die getroffenen Entscheidungen in der Konstruktion müssen dokumentiert und begründet werden. Stellen Sie sich vor, nach zwei Jahren Entwicklungsdauer befindet sich ein System in der finalen Serieneinführung und keiner weiß mehr, warum dieses oder jenes so konstruiert wurde. In der Produktion ist man verärgert und verflucht die Entwicklung. Dies ist keine Basis für eine fruchtbare Zusammenarbeit und dient weder lean noch einer effektiven und erfolgreichen Serienproduktion. 34 4/2020

Dienstleistung Design for Testability Hier werden die Anforderungen an die erforderlichen Testkriterien bereits in einer frühen Designphase bewertet und berücksichtigt. Um Redesigns in der Entwicklung einer elektronischen Flachbaugruppe wegen fehlender Testpunkte oder Abschattungen bei der AOI-Prüfung zu eliminieren, ist ein passendes Design for Testability erforderlich. Dabei ist es elementar, eine Prüfstrategie für die Baugruppe zu wählen: gängig sind beispielsweise SPI, AOI, AXI, Boundary Scan, Flying Probe oder Funktionstest. Boundary Scan gewinnt hier zunehmend an Bedeutung, da er Fehler in komplexen Schaltungen sehr schnell lokalisiert. Der Test ist standardisiert: Er erreicht bei digitalen Schaltungen eine hohe Testabdeckung. Sämtliche Testergebnisse werden dokumentiert. Weiterhin gilt es Normen und gesetzliche Vorgaben zu berücksichtigen. Sie müssen zwingend ins Testkonzept einfließen. • Testmethoden auf Basis der Risikobetrachtung (Bewertung der Prüftiefe, AOI, AXI FP, BS, Dichtigkeit, Funktionstest, Hochspannungsund Isolationstest) • Layout (Abschattungen AOI, Testpunkte, Schaltungsnetze, Platinenstecker) • Industrial Engineering (Prüfungsart, Stückzahl, Mehrfachnutzen) Zitat eines HP-Mitarbeiters: „Die Prüfung einer Baugruppe beginnt in der Entwicklung.“ Was gleich zu Beginn der Entwicklung nicht berücksichtigt wird, kostet später viel Geld oder lässt sich nicht mehr realisieren. Design for Logistic Orientiert sich an den Logistikanforderungen des Kunden. • Verpackung, beispielsweise Pendelverpackung, Einwegverpackung, Verkaufsverpackung. Dabei spielt es eine große Rolle, wohin die Ware verschickt und wie sie dort gelagert und weiterverarbeitet wird. Unsinnig ist es, wenn der eine die Ware verpackt und der andere sie mühsam wieder auspackt. • Der Umweltgedanke beim Verpackungsmaterial sollte unbedingt berücksichtigt werden. • Welche Lieferlosgrößen sind sinnvoll? Jede Lieferung erfordert neben den Papieren einen Versand-, Transport- und Wareneingangsaufwand. Zu wenig oder zu viel ist nicht sinnvoll. In die Betrachtung sollten Bestände, Lagerflächen, eventuell notwendige Produktanpassungen usw. mit einbezogen werden. Bestellt jemand beispielsweise den gesamten Jahresbedarf auf einmal, ist dies auch keine zielführende Lösung. • Zur Risikobegrenzung muss klar geregelt sein, welche Kennzeichnung auf, an oder in den Systemen vorgenommen wird. Eine Seriennummer im Lager ist sehr praktisch. Wird sie allerdings nur dort hinterlegt, kann das Auslesen bei einem Ausfall der Baugruppe sehr problematisch werden. Die Meilensteine für effizientes „Time-to-Market“: • frühestmögliche Einbindung des EMS-Unternehmens in den Entwicklungsprozess • „Design for Manufacturing“, „Design for Testability“, „Design for Cost“, „Design for Logistic“ sind wesentliche Schlüsselkomponenten für den erfolgreichen NPI-Prozess • Materialfreigaben an das EMS-Unternehmen bereits im frühen Layout-Entstehungsprozess • während der Layout-Entstehung: Layout-Überprüfung auf produktionsgerechtes Design und technische Machbarkeit beim Leiterplattenhersteller durch das EMS- Partnerunternehmen • Überprüfung der Serienproduzierbarkeit bereits im Prototypenstatus • Prototypenreport als zentrales Qualitätsdokument • Prozessvalidierung bereits im Prototypenstatus initiieren KATEK Memmingen GmbH www.katek-group.com 4/2020 35

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel