Tipp: Erstmals Leiterplatten entwickeln und fertigen

Die Elektronikentwicklung und –fertigung für Leiterplatten gehört meistens nicht zu den Kernkompetenzen eines Unternehmens. Besonders wenn die eigenen Produkte erstmals in größerem Umfang mit Elektronik und Software ausgestattet werden sollen, fehlt oft das notwendige Know-how und die Erfahrung.

Unternehmen können in dieser Situation viel Zeit und Kosten sparen, wenn sie das Know-how erfahrener Dienstleistungspartner nutzen. Aus Sicht der Ihlemann AG sprechen vor allem sieben Gründe dafür, warum es für Unternehmen vorteilhaft ist, sich auf ihre eigenen Kernkompetenzen zu konzentrieren:

• 1: Die Zeit von der Idee bis zur fertigen Elektronikkomponente kann durch einen erfahrenen Dienstleister deutlich verkürzt werden, weil hier erfahrene Spezialisten, eine moderne technische Ausstattung und effiziente Arbeitsabläufe bereits verfügbar sind.
• 2: Auch die Kosten für die Entwicklung und Fertigung sind durch die über Jahre verbesserten Verfahren und laufenden Investitionen deutlich niedriger.
• 3: Spezialisierte größere Dienstleister erzielen bessere Einkaufsbedingungen. Die Ihlemann AG belegt dies mit einem Beschaffungsvolumen für Bauteile von über 20 Mio. Euro pro Jahr und dem direkten Marktzugang durch eigene Vertretungen in Asien.
• 4: Ein Fertigungs-Dienstleister achtet bereits in der Layoutphase einer elektronischen Komponente auf die fertigungsgerechte Entwicklung (Design for Manufacturing). So werden frühzeitig zeit- und kostenaufwändige Korrekturen vermieden.
• 5: Ein Dienstleister mit vielen Kunden kann eine moderne und aufwändige Ausstattung auch für kleine Stückzahlen nutzen, inklusive der Bestückung mit Ball Grid Array-Bauteilen (BGA) oder dem Einsatz kleinster Bauformen, z.B. 0201.
• 6: Damit verbunden sind Testverfahren mit modernen AOI- und Röntgenanlagen, die sich erst bei einem größeren Fertigungsvolumen rechnen.
• 7: Die Amortisation einer eigenen Elektronikfertigung oder -entwicklung für Leiterplatten dauert meistens viel zu lange. Zusätzlich ist die Finanzierung solcher (und nicht fest planbarer) Investitionen oft besonders schwierig.

Tipp: Wer ist der richtige Partner

Die Wahl des richtigen Partners für die Auftragsfertigung ist nicht einfach. Aus den Erfahrungen der Ihlemann AG lässt sich für die hochwertige individuelle Elektronikfertigung ein Anforderungsprofil mit sieben Kriterien ableiten.

Anforderung 1: Gute Preise

Voraussetzung ist die Fähigkeit, wirtschaftlich und preiswürdig zu fertigen. Die Kombination aus effizienter Fertigung und günstiger weltweiter Beschaffung ist hier das Beurteilungskriterium.

Anforderung 2: Effiziente Prozesse 

Notwendig ist der Blick für die gesamte Prozesskette, von der Entwicklung bis zum Versand. Ein gutes Qualitätskriterium: Ein gut organisierter Kommunikationsfluss mit exakt definierten Schnittstellen.

Anforderung 3: Moderne Fertigungsanlagen

Differenzierungsmerkmale sind moderne Fertigungsanlagen und das technologische Know-how. Die gilt besonders für die Verarbeitung von Leiterplatten mit hoher Packungsdichte und dem Einsatz geeigneter Prüfverfahren.

Anforderung 4: Mehr Kundennähe

Für individuelle Services und kurze Reaktionszeiten ist die Kundennähe maßgeblich (organisatorisch und räumlich). Der Dienstleister sollte auf kurzfristige Änderungen oder auf spezielle Kundenwünsche ausgerichtet sein. In der Praxis ist dafür ein Vor-Ort-Gespräch oftmals hilfreich.

Anforderung 5: Passende Unternehmensgröße

Der EMS-Dienstleister sollte in der Größe passen – nicht zu klein, damit die Kapazitäten auch bei kurzfristigen Aufträgen ausreichend sind. Er sollte aber aus auch nicht zu groß sein, damit der mittelständische Auftraggeber auch bei kurzfristigen Anfragen oder Sonderwünschen überhaupt Gehör findet.

Anforderung 6: Passende Ausrichtung

Die Ausrichtung des Dienstleisters sollte zu den Produkten des OEMs passen. Für hochwertige Baugruppen in kleineren und mittleren Stückzahlen sind Flexibilität und Qualität entscheidend, für die Herstellung von Massenstückzahlen gelten grundlegend andere Herausforderungen.

Anforderung 7: Finanzielle Solidität

Die EMS-Branche ist in einer Konsolidierungsphase und nur die finanziell solide Auftragsfertigung hat eine dauerhafte Zukunft. Die Solidität eines Dienstleisters zeigt sich auch darin, ob er mit kurzfristigen Billig-Angeboten lockt, die über anschließende versteckte Nebenkosten finanziert werden oder ob die Angebote kontinuierlich attraktiv und solide kalkuliert sind.

Die Ihlemann AG ist durch eine nachhaltige Wachstums- und Finanzstrategie in der Lage, auch die laufenden Investitionen zu fast 100 Prozent aus eigenen Mitteln finanzieren zu können.

Die Ihlemann AG fertigt auch Prototypen auf den High-End Fertigungsanlagen. Das hat zwei wesentliche Vorteile: Die Anforderungen an die Erstellung von Prototypen orientieren sich von Anfang an der Serienfertigung und wichtige Erkenntnisse für die Serie werden frühzeitig gewonnen. Weiterhin können doppelte Grundkosten für die Vorbereitung der Prototypen- und Serienfertigung entfallen.

Beim reinen Prototypenbau steht die fertigungsgerechte Auslegung der Leiterkarte nicht im Vordergrund. In der Serie sind für die Fertigungs- und Testprozesse allerdings Randparameter zu beachten, wie die Einhaltung von Randbereichen, Pitch-Abstände oder Mindestgrößen von Baugruppen.

Beratung für Leiterplatten im Prototypenbau

Durch konsequentes Design for Manufacturing (DfM), Design for Testability (DfT) und Design for Cost (DfC) werden die optimalen Voraussetzungen dafür geschaffen, dass auch Prototypen bereits auf Serienqualität ausgelegt sind. Damit ist technologisch weitgehend sichergestellt, dass für die Serienfertigung zeit- und kostenaufwendige Korrekturen von Entwicklung und Layout vermieden werden können.

Randbedingungen beachten

Für die spätere Serienfertigung sind grundlegende Randbedingungen zu berücksichtigen:

• Die Größe der Boards kann bis zu 600 x 500 mm betragen. Die minimale Breite ist 70mm.

• Beim Setzen von Bauteilen für die BGA-Bestückung sind Toleranzen bis zu 25 µm möglich, um auch modernste Bauteile (z. B. 0201) hochpräzise verarbeiten zu können.

• Pitch-Abstände (Mitte-Mitte-Abstand von Bauteilanschlüssen) können 300 µm betragen.

• Für den Transport der Leiterplatten während des Fertigungsprozesses ist (maschinenbedingt) ein bauteilfreier Randbereich von mind. 3 mm an den längeren Seiten notwendig.

  

• Für Anfragen zum Prototypenbau sind Angaben zu den Leiterplattendaten (übliche Formate wie Gerber, Exelon), Stückliste und Bestückungsplan erforderlich.

Services für den Prototypenbau

Die Ihlemann AG rät dem Kunden in der Designphase, Baugruppen in einer Vielfachanordnung in einem größeren Nutzen zu platzieren, wie es später auch in der Serienfertigung notwendig ist. Sofern nicht vom Kunden vorgegeben übernimmt die Ihlemann AG die Nutzengestaltung. Für Fragen wie die Nutzentrennung sind auch individuelle Lösungen möglich.

Als weitere Leistungen für die Prototypenphase bietet die Ihlemann AG Röntgenuntersuchungen und BGA-Auslötplätze an:

Röntgenuntersuchungen für die Prototypenfertigung: Mit der Röntgentechnik kann geprüft werden, ob die Leiterbahn-Abmessungen auf der Leiterkarte ausreichend sind; wie die Lötstellen beschaffen sind; ob die verwendete Lotpaste geeignet ist; ob Lotpastenanpassungen notwendig sind; ob Öffnung und Blechstärke der Schablonen optimal sind oder ob sich im Design der Leiterplatte noch Fehler befinden.

BGA-Auslötplatz für Prototypenphase: Sollen auf der gleichen Leiterplatte andere Bauteile getestet werden ist der Austausch von BGAs an einem speziellen Auslötplatz möglich. Da manuelle Arbeiten oder einfache Geräte nicht die erforderliche Präzision erreichen, setzt die Ihlemann AG hier hochwertige kameragestützte Systeme ein. Unsere Mitarbeiter verfügen für das anspruchsvolle Handling über viel Erfahrung und Fingerfertigkeit, um die Temperaturführung exakt einzustellen und den Ersatz-BGA richtig zu positionieren.

Weitere Leistungen: Zu unseren weiteren Leistungen zählen auch die Beschaffung der benötigten Baugruppen, 0-Serie und Musterbau, die Vorserie und die Fortführung bis zur Serienproduktion von Klein- und Großserien.