Regeln für die Nutzengestaltung

Transkript

1 Regeln für die Nutzengestaltung Sven Nehrdich Jenaer Leiterplatten GmbH Seite 1

2 Aktuelle Eckdaten Standardleiterplatten von 1 bis 24 Lagen mit allen Marktüblichen Oberflächen mehrlagige Starr/Flexible Leiterplatten (innen- und außenliegende Flexbereiche) Fein- und Feinstleiterschaltungen (Standard 100 µm Line and Space) kleine und mittlere Serien / Eildienst- und Blitzfertigung minimal 8 h m² Produktionsfläche / m² Fertigungskapazität im Jahr 85 hochmotivierte Mitarbeiter mit Dreischichtsystem in der Fertigung und CAM Qualitätssicherung: Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001 Umweltmanagementsystem nach DIN EN ISO UL - Approbation (USA/Kanada) - File-Nr: IPC-A-600 geschultes Personal Seite 2

3 Grundlagen - Begriffsbestimmung Warum benötigt man Kundennutzen? - Einfacheres Handling beim Baugruppenproduzent und LP-Hersteller - effektivere Bearbeitung besonders bei kleineren Leiterplatten (LP) - sehr gute Registrierung mehrerer LP bei notwendigen Bezugssystemen - Möglichkeit der Automatisierung bei Bestücken bzw. Folgeprozessen Welche Arten von Kundennutzen kommen zur Anwendung? Einzel - LP mit Rand Nutzen ohne Rand Seite 3 mit Rand

4 Erstellung Kundennutzen Möglichkeiten der Kundennutzen (KN) Erstellung Kunde hat den KN vor- und festgeschrieben (da bereits mit seiner Fertigung abgestimmt) Kunden senden PCB und erwarten einen Vorschlag zu einem optimierten KN vom LP Hersteller Kunde hat KN vorgeschrieben erwartet aber falls notwendig, einen verbesserten Vorschlag (Preis) unter Vorgabe diverser Kundenforderungen Seite 4

5 Glasgewebe Herstellung Auslastung der Ressourcen Seite 5

9 Auslastung der Ressourcen Basismaterial Herstellung Rohglasgewebe Epoxidharz Zusätze Harzbeschichtung Fliesrand besäumen Kupferfolie Prepreg Fliesrand besäumen Mischen Harzansatz Lackieren Verlegen Laminat Tafeln Seite 9

10 Denn Zukunft kommt schnell Auslastung der Ressourcen Panel Firmennutzen Kundennutzen (KN) Panel Seite 10 KN

11 Denn Zukunft kommt schnell Auslastung der Ressourcen Kundennutzen (KN) KN Seite 11 PCB

12 Grundlagen - Begriffsbestimmung Aufnahmebohrungen bzw. Loch Schlitzsystem Dient als Aufnahme, Klemmung und Lagefixierung bei einzelnen Verfahren der Bestückung. In der Regel reichen 2 Aufnahmebohrungen zur korrekten Lagedefinition aus, da die Dritte Ebene durch die Tischaufnahme realisiert wird. Seite 12

13 Grundlagen - Begriffsbestimmung Aufnahmebohrungen bzw. Loch Schlitzsystem Loch Schlitzsysteme zum Einsatz (große Nutzen Dimensionkompensation) Seite 13

14 Grundlagen - Begriffsbestimmung Aufnahmebohrungen bzw. Loch Schlitzsystem Verdrehschutz durch unterschiedliche Anordnung der Aufnahmebohrungen im Bezug zu den Kanten des Kundennutzens Empfehlung nutzen Sie 3 mm Bohrungen da diese vom LP Hersteller sehr oft zur Registrierung einsetzt werden. Seite 14

15 Grundlagen - Begriffsbestimmung Aufnahmebohrungen bzw. Loch Schlitzsystem Klemmrand ohne Bohrungen kommt auch in der Praxis zu Anwendung Seite 15

16 Grundlagen - Begriffsbestimmung Fiducial Layoutmarken Werden im Layout der Leiterplatte oder im Nutzenrand verwendet, um den Lagebezug des Layouts vom Kundennutzen mittels optischer Registrierung zur Maschine herzustellen. Beispiele Wir empfehlen 2 mm rundes Pad von Lötstoppmaske freigelegt. (Oberfläche?) Seite 16

17 Fiducial Layoutmarken Grundlagen - Begriffsbestimmung Verdrehschutz durch unterschiedliche Anordnung der Fiducial im Bezug zu den Aufnahmelöchern Seite 17

18 Grundlagen - Begriffsbestimmung Qualität der Leiterplatten - Kontur oder Kundennutzenkontur wird durch das jeweilige verwendete Bearbeitungsverfahren bestimmt. Ritzen: Vorteile: - LP mit ausreichend Layoutabstand zur Kontur können aneinander gelegt werden - Steifigkeit des Nutzen wird über den Reststeg des Materials definiert - Einfaches vereinzeln durch Trennvorrichtungen Seite 18

19 Grundlagen - Begriffsbestimmung Qualität der Leiterplatten - Kontur oder Kundennutzenkontur wird durch das jeweilige verwendete Bearbeitungsverfahren bestimmt. Ritzen: Nachteile - unglatte und unsaubere Leiterplattenkontur durch hervorstehende Glasfasern - nur Toleranzen im Bereich bis zu + 0,5 mm - Mindestrandbreite für ein manuelles Vereinzeln notwendig (mind. 5 mm) - Ausreichend Layoutabstand zur Kontur notwendig Seite 19

20 Fräsen: Vorteile: - glatte und saubere Außenkontur Grundlagen - Begriffsbestimmung - sehr genaue Toleranzen erreichbar - Layout kann bis an die Fräskontur gelegt werden - Kundennutzenecken können abgerundet werden (beliebige Geometrien) - Reststege mit unterschiedlichen Tiefen Seite 20

21 Grundlagen - Begriffsbestimmung Fräsen: Nachteile: - Mindestabstand durch Fräsdurchmesser ( 2,0 mm) definiert - Durch ausreichende Reststege wird die Steifigkeit des Nutzens definiert die am Ende zum vereinzelt entfernt werden müssen Seite 21

22 Grundlagen - Begriffsbestimmung Kombination beider Verfahren bildet einen Kompromiss Kombination Ritzen/Fräsen Vorteile: - glatte und saubere Außenkontur wo benötigt - Preisvorteil gegenüber reinem Fräsnutzen - einfacheres vereinzeln durch Trennvorrichtung Nachteile: - Bedingt 2 Endkonturverfahren (Preis) - unsaubere Kontur an den Ritzkanten - Ausreichender Abstand von Layout bis zur Ritzkante Seite 22

23 Grundlagen - Begriffsbestimmung Kombination beider Verfahren bildet einen Kompromiss Seite 23

24 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der einzelnen Leiterplatte Abmaße - Sinnhaftigkeit des Kundennutzens und Dimension Materialstärke welche Steifigkeit ist von der Leiterplatte zu erwarten Kontur - Toleranzen Bezüglich Einsatz des Endkonturverfahrens (Ri/Fr) Ritzen ist der Layoutabstand von Ritzkontur zum Layout vorhanden Stege gibt Einschränkungen bezüglich Layout bzw. Trennverfahrens Stegdimensionierung Wie groß müssen die Stege sein? Sollbruchbohrungen können diese platziert werden und wo? Seite 24

25 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Abmaße - Sinnhaftigkeit des Kundennutzens und Dimension Seite 25

26 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Materialstärke welche Steifigkeit ist von der Leiterplatte zu erwarten Seite 26

27 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Kontur - Toleranzen Bezüglich Einsatz des Endkonturverfahrens (Ri/Fr) Seite 27

28 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Ritzen ist der Layoutabstand von Ritzkontur zum Layout vorhanden Seite 28

29 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Stege gibt Einschränkungen bezüglich Layout bzw. Trennverfahrens Maestro 2/2M: Sichere Handhabung Quelle: 03/ ntrenner/maestro-2-2m/ Quelle: 03/2015 N200 Stegtrenner Quelle: 03/ Seite 29

30 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Stegdimensionierung / Steganordnung Wie groß müssen die Stege sein? Bsp. Kantenmetallisierung Seite 30

31 Erstellung Kundennutzen Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt? Betrachtung der Charakteristik der LP Sollbruchbohrungen können diese platziert werden und wo? Seite 31

32 Erstellung Kundennutzen Benötigt der Kunde einen Nutzensrand? Wenn Nein, dann erfolgt die weitere Entwicklung des Kundennutzen. Festlegung der Abstände an Hand des Konturbearbeitungsverfahrens (Ritzen/Fräsen) und weiterer Entscheidungskriterien Seite 32

33 Erstellung Kundennutzen Betrachtung von weiteren Entscheidungskriterien für Abstände: Welche PCB-Abstände werden gefordert oder sind frei wählbar? - Sind die min. und max. Dimensionen des KN vorgegeben? - Kundenforderungen - Welches Trennverfahren mit welcher Platzbedarf wird für das Vereinzeln benötigt? - Welche Stegdimensionierung bezüglich der Steifigkeit soll angewendet werden? - Müssen Abstände bezüglich Bestückung (überstehende Bauelemente) unter Beachtung aller LP Seiten beachtet werden? Seite 33

34 Erstellung Kundennutzen Betrachtung von weiteren Entscheidungskriterien für Abstände: Welche PCB-Abstände werden gefordert oder sind frei wählbar? - Besteht die Möglichkeit die LPs Verschachtelt zu plazieren? - Beeinflussen sich Schnittkräfte in der Abarbeitungfolge negativ? Seite 34

35 Erstellung Kundennutzen Betrachtung von weiteren Entscheidungskriterien für Abstände: Welche PCB-Abstände werden gefordert oder sind frei wählbar? - Besteht die Möglichkeit die LPs Verschachtelt zu plazieren? - Beeinflussen sich Schnittkräfte in der Abarbeitungfolge negativ? - Gibt es zusätzliche Anforderungen an Abstände zwischen den LP zur Prüfung im Nutzen? - Ist vom Kunden die Anordnung bezüglich Lötrichtung definiert? - Gibt es eine Vorgabe der Trennreihenfolge? Seite 35

36 Erstellung Kundennutzen Benötigt der Kunde einen Nutzenrand? Wenn Ja, dann erfolgt als erste die Definition der PCB Anordnung analog der Nutzengestaltung ohne Rand und danach die Gestaltung des Nutzenrandes wie folgt. Welche Seiten sollen genutzt werden? (Referenzkante und mit welcher Qualität) Welche Breite benötigt der Kunde als Nutzenrand? (Bauteilüberstand) Benötigt der Kunde Aufnahmebohrungen? (Lage und Durchmesser) Benötigt der Kunde Fiducial? (Art und Lage) Müssen die Ecken des KN abgerundet werden (welcher Radius)? Vorteil bei Vakuumverpackung Welche Anforderungen an die Außenkontur gibt es vom Kunden?. Seite 36

37 Kundendefinition Nutzen Werksnorm Firma Sartorius Seite 37

38 Erstellung Kundennutzen Definition der Kundennutzen unter Berücksichtigung der Forderungen. Einschätzung der Steifigkeit des Kundennutzen an Hand von Erfahrungswerten Bei kritischen Konstruktionen ist die Fertigung eines Dummys und die Freigabe vom Kunden ratsam. Seite 38

39 OptiNutzen Nutzenkontur gefräst Seite 39

40 OptiNutzen Nutzenkontur geritzt Seite 40

41 OptiNutzen Nutzenkontur gefräst Nutzenkontur geritzt Seite 41

42 Wertschöpfung PCB KN Fertigungsnutzen (Panel) Auslastung des KN 138,5 x 85,5 mm 10 PCB/KN 196 x 130 mm 40 PCB/KN Seite 42

43 Fertigungsgerechte Anordnung Seite 43

44 Erstellung Kundennutzen Weiter Möglichkeiten die zu hinterfragen sind 100% Nutzen Betrachtung der kaufmännischen Sichtweise (Kosten/Nutzen) Versteifung von Nutzenrand und Zwischenräumen der LP durch Verwendung zusätzlicher Kupferstrukturen Nutzung zusätzlicher Informationen im Nutzenrand Barcode oder Datamatrix für Seriennummer Herstellungsnummer, -Datum, Lage im Fertigungsnutzen Kennzeichnung von Schlechten LP im Nutzenrand (Fiducial unkenntlich) Seite 44

45 Erstellung Kundennutzen Weiter Möglichkeiten die zu hinterfragen sind Multinutzen mehrere unterschiedliche LP in einen Nutzen Seite 45

46 Erstellung Kundennutzen Weiter Möglichkeiten die zu hinterfragen sind Möglichkeit der Anbindung aller PCB auf einen Teststecker um alle PCB nach der Bestückung im Nutzen zu prüfen. Seite 46

47 Weitere Beispiele Kontur mit Tiefenfräsung und Reststeg Seite 47

48 Weitere Beispiele Kontur mit Tiefenfräsung und Reststeg Seite 48

49 Weitere Beispiele Verschachtelte Anordnung der LP Seite 49

50 Weitere Beispiele Verschachtelte Anordnung der LP Seite 50

51 Weitere Beispiele Serialisierung, bzw. zusätzliche Informationen MhD oder Herstelldatum, Barcode LP; UL usw. im Nutzenrand Seite 51

52 Weitere Beispiele Serialisierung von jeder einzelnen Leiterplatte durch LDI Belichtungstechnik möglich Seite 52

53 Zum Schluß Seite 53

54 Zum Schluß Seite 54

55 Zum Schluß Eine prinzipielle Frage als Diskussionsthema: Könnten Sie mit unseren Aufnahmelöchern und Layoutmarkierungen der Leiterplattenhersteller in Ihrem Nutzenrand (Abfall) leben? Seite 55

56 Für Fragen Seite 56