Kommunikation als roter Faden - 11. PCB-Designer-Tag des FED

Kommunikation als roter Faden - 11. PCB-Designer-Tag des FED

Zum elften Mal richtete der Fachverband Elektronikdesign und -fertigung (FED) den PCB-Designer-Tag aus – in diesem Jahr in Leipzig in Kooperation mit dem EMS-Unternehmen beflex/KATEK. Wie ein roter Faden zog sich das Thema Kommunikation durch die Veranstaltung.

Dem Veranstaltungsmotto ‚Miniaturisierung, Problemlösung und Fehlervermeidung im Leiterplattendesign' folgend wurden fünf Fachvorträge und eine Werksführung geboten. Dieter Müller, FED-Vorstandsvorsitzender, und Jens Arnold, Geschäftsführer von beflex electronic, eröffneten den 11. PCB-Designer-Tag, zu dem sie über hundert Teilnehmer begrüßen konnten.

Jens Arnold stellte die weltweit agierende Katek-Gruppe und die zugehörige Firma beflex electronic vor. Bei Katek arbeiten insgesamt etwa 3100 Mitarbeiter an 17 Standorten. Der Hauptsitz ist in München. beflex mit dem Hauptsitz in Frickenhausen beschäftigt 80 Mitarbeiter, davon 20 Projektleiter. 2022 wurde ein Umsatz von 16 Mio. € erwirtschaftet, davon 50% mit Protoytping. Jährlich werden über 1200 Projekte umgesetzt. Von beflex werden u. a. Prototypen im Eildienst ab fünf Arbeitstagen angeboten.

 

Jens ArnoldJens Arnold

Michael MatthesMichael Matthes

Kurt HärriKurt Härri

Bernd LauterwasserBernd Lauterwasser

 

Dieter Müller und Jens Arnold forderten abschließend zur Zusammenarbeit der EMS-Unternehmen auf, um so Entwicklungen beschleunigen zu können. „Der persönliche Austausch innerhalb der Design-Community ist enorm wichtig“, sagte Dieter Müller. „Der PCB-Designer-Tag bietet dafür eine Plattform – sowohl zum Networking als auch zur Weiterbildung. Wichtig ist uns dabei der Praxisbezug. Unsere Referenten sind ausschließlich erfahrene Praktiker. Darüber hinaus eröffnen wir den Teilnehmern die Möglichkeit, eine Elektronikfertigung zu besichtigen. Viele Designer haben dazu nur selten die Gelegenheit.“

Wie ein roter Faden zog sich das Thema Kommunikation durch die gesamte Veranstaltung, die von Michael Matthes, Leiter der FED-Regionalgruppe Stuttgart, moderiert wurde. Alle Referenten sahen den frühzeitigen Austausch des Designers mit Entwicklern, Leiterplattenherstellern und EMS-Unternehmen als entscheidend für eine erfolgreiche Zusammenarbeit in der Lieferkette an.

Vom Prototyping bis zur Serie – Anforderungen und Herausforderungen

Stefan Burmeister, beflex/Katek, erläuterte wie die Anforderungen und Herausforderungen vom Prototyping bis zur Serie realisiert werden können. Er zählte zielgerichtete EMS-Dienstleistungen auf und verdeutlichte anhand negativer Praxisbeispiele die Problematik einer unzureichenden Leiterplattenspezifikation. Burmeister empfahl, die FED-Dokumentenvorlage für die Spezifikation der Leiterplatte in der FED-Wissensdatenbank [1] zu nutzen. Dies hat den Vorteil, dass alle für die Herstellung der Leiterplatte notwendigen Parameter definiert sind. An Beispielen aus diesem Dokument zeigte Burmeister auf, wie detailliert es in den einzelnen Spezifikationsmerkmalen ist. Im Weiteren ging er auf mögliche Montagevarianten ein und beschrieb die vom Design bedingten technologischen Verfahrensketten. Beim Design sind zudem weitere Aspekte wie u. a. die Baugruppenqualität, die Art der Bemaßung der Leiterplatte, der Informationsgehalt von Bestückungszeichnungen und die Bauteiltoleranzen sowie das Obsoleszenzmanagement zu berücksichtigen.

PCB-Design für Hörgeräte

Mit den besonderen Herausforderungen des PCB-Designs für Hörgeräte beschäftigte sich Kurt Härri (Sonova). Ausgehend von einer Übersicht über verschiedene Hörgerätetypen und deren Platz am bzw. im Ohr beschrieb er die Designanforderungen: Viele Bauteile bei wenig Platz auf der Leiterplatte, Einflüsse von Wärme und Feuchtigkeit sowie die akustischen Anforderungen und eine geringe zur Verfügung stehende Energie. Härri zeigte auf, wie man mit kreativen Ansätzen im Design von Flex-Leiterplatten diese Klippen umschiffen kann. Auch er betonte, wie wichtig die Kommunikation zwischen Entwickler und Designer ist, um die Anzahl der notwendigen Design-Iterationen gering zu halten.

All in – Miniaturisierung mit Embedded Components

Michael Schwitzer (Ciboard) zeigte am Beispiel der Steuerelektronik für eine E-Zigarette auf, wie ein Einstieg in die Embedded-Component-Technologie erfolgen kann. Er legte im Detail dar, wie das Projekt von der Anfrage und der Abklärung der Designaufgabe und den Rahmenbedingungen über die Auswahl der EC-Technologie bis hin zur Umsetzung in die Leiterplatte und Bestückung und den Test erfolgte. Als EC-Technologie wurde das Solder Embedding gewählt, das Design erfolgte mit dem EDA-System. Die Umsetzung aller mechanischen und designtechnischen Anforderungen gelang durch den Einsatz von Embedded- und HDI-Technologie sowie die von Anfang an enge Abstimmung mit dem Leiterplattenhersteller. Ciboard ist dafür im vergangenen Jahr mit dem PCB Design Award ausgezeichnet worden.

Beim Start zur Werksführung bei KATEK LeipzigBeim Start zur Werksführung bei KATEK Leipzig

Layouterstellung nur Auslegungssache – praktische Ansätze zur Fehlervermeidung

Auf die Qualität der Designerstellung ging Bernd Lauterwasser (beflex/Katek) ein. Er erklärte mit praktischen Tipps und anhand zahlreicher konkreter Beispiele, wie kostspielige Fehler im PCB-Design von vornherein vermieden werden können. Als Fazit gab er den Tipp, frühzeitig mit dem Entwickler, dem Leiterplattenhersteller und dem Baugruppenfertiger zu sprechen und gemeinsam einen guten Kompromiss zu finden.

Neuartige Applikationen in der Leiterplatte und deren Umsetzung mit EDA-Tools

Michael Matthes (Würth Elektronik) informierte im letzten Vortrag über neuartige Leiterplattenapplikationen. Vorab ging er auf das vom FED neu erstellte Klassifizierungsmodell für die PCB-Additivtechnologien ein. Als Beispiele für neue Technologien beim Leiterplattenhersteller stellte er die digitale Lötstoppmaske (s.mask) und die dehnbare Leiterplatte (stretch.flex) vor. Matthes erläuterte die Vorteile dieser Technologien im Detail und ging dabei auch auf die Möglichkeiten der EDA-Tools ein. Die digitale Lötstoppmaske wird gezielt nur dort per Inkjetting appliziert, wo sie benötigt wird. Dabei können unterschiedliche Dicken realisiert und die LSM auch in Kavitäten aufgebracht werden. EDA-Tools ermöglichen die manuelle Anlage der digitalen Lötstoppmaske auf jeder einzelnen Lage sowie die automatische Anlage je Region und je Typ/Geometrie. Für stretch.flex kommt thermoplastisches Polyurethan als Trägermaterial mit laminiertem Kupfer zum Einsatz. Die Leiterstrukturen werden zur Realisierung der Dehnbarkeit in Mäanderform ausgeführt. Ansonsten können etablierte Fertigungsprozesse eingesetzt werden und gibt es vielseitige Weiterverarbeitungsmöglichkeiten. Erste Designtools bieten hierzu unterschiedliche Mäanderstrukturen (Full Arc, Snake, Triangular und Square) und das komplette Design wird auf Knopfdruck mit den vorher ausgewählten Mäanderstrukturen versehen.

Werksführung – ein Highlight zum Abschluss

Nach dem Vortragsprogramm ging es zur zweistündigen Werksführung. Der Standort in Leipzig gehört seit 2021 zur Katek-Gruppe. Früher unter dem Namen Leesys bekannt, ist das Unternehmen heute auf die Entwicklung und Herstellung elektronischer Baugruppen spezialisiert. Fünf Gruppen – geführt von den Experten – besichtigen die Werksbereiche Lager, SMT, THT, Test, Montage, Kunststoffspritzguss und beflex. Eine Besonderheit des Werkes ist, dass der gesamte Materialtransport vom Lager zu und zwischen den Arbeitsplätzen sowie retour vollautomatisch mit Roboterfahrzeugen erfolgt.

Der nächste PCB-Designer-Tag wird am 27. Februar 2024 in Niedernhall in Kooperation mit Würth Elektronik stattfinden.

Referenzen

[1] Siehe Dokument 2022-03-22_FED-Vorlage_Leiterplatten spezifikation_V1.4.dotx in: www.fed.de/wissensdatenbank

  • Ausgabe: Januar
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