EMS Leitfaden - automation

EMS-Leitfaden
für eine partnerschaftliche
Elektronikfertigung
für Einkäufer/Entwickler/Layouter
bei Neuprojekten oder Überarbeitungen
Revision A/02
Impressum
Herausgeber
Stammwerk
riese electronic gmbh
Junghansstraße 16
D - 72160 Horb / Neckar
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Telefax: 07451 / 5501-70
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Internet: www.riese-electronic.de
Niederlassung Langenwolschendorf
Dr. Riese Str. 1
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Tel.: 036628 / 725-0
Fax.: 036628 / 725-17
E-Mail: [email protected]
Internet: www.automation-sicherheit.de
Stand
Januar 2014 \ 4. überarbeitete Auflage
Kopieren und Vervielfältigen nur mit schriftlicher Genehmigung von riese electronic gmbh.
© Copyright by riese electronic gmbh.
Seite 2
EMS-Leitfaden
für eine partnerschaftliche
Elektronikfertigung
Viele Nutzer von Elektronikdienstleistungen produzierten in der Vergangenheit ihre
Elektroniken selbst. Im Rahmen von Outsourcing Projekten haben allerdings einige
Entwicklungsabteilungen den Bezug zu einer „eigenen“ Fertigung verloren und beginnen
in ihren neuen Entwicklungen nicht mehr alle wichtigen Details für ein fertigungsgerechtes
und wirtschaftliches Design zu berücksichtigen.
Die Firma riese electronic gmbh hat diesen Leitfaden für eine partnerschaftliche
Elektronikfertigung mit der Absicht herausgegeben, allgemeine Grundlagen der
Elektronikproduktion in Zusammenhang mit den individuellen Details ihrer
Produktionstechniken zu bringen und dies ihren Kunden und Interessenten zu vermitteln.
Der Leitfaden soll als Nachschlagewerk für Entwickler / Einkäufer von Elektronikprodukten
dienen.
Wir erhoffen uns dadurch ein fertigungsgerechtes Design der Baugruppen zu erreichen
und damit eine noch effizientere Zusammenarbeit mit unseren Kunden zu schaffen, was in
der Regel auch zu einem wirtschaftlicher herstellbaren und qualitativ höherwertigen
Produkt führt.
Die hier gemachten Angaben sollten aber nicht als verpflichtend verstanden werden,
sondern Anregungen geben, wie Baugruppen von Beginn an so gestaltet werden können,
dass sie auch in den Details fertigungsgerecht sind. Besonders wollen wir damit keine
Änderungen in Ihren vorhandenen Layouts und Dokumenten erwirken. Dieser Leitfaden
richtet sich an Entwickler, die das Erwähnte in ihre Neuentwicklungen einfließen lassen
können, sowie an Einkäufer die sich mit der Realisierung von Elektronikprojekten
befassen.
Sollten Fragen offen sein, oder Sie finden nichts zu Ihren benötigten Technologien,
sprechen Sie uns gerne dazu an.
Wenn Sie Ergänzungen oder Anregungen zu diesem Leitfaden haben, informieren Sie uns
bitte ([email protected], Stichwort: Leitfaden), damit wir es bei der nächsten
Auflage berücksichtigen können.
Wir hoffen, dass auch Sie Ihren Nutzen aus diesem Leitfaden ziehen können und freuen
uns auf eine „partnerschaftliche“ Zusammenarbeit.
Ihr riese electronic gmbh – Team
Seite
3
Inhalt
1 RICHTLINIEN & GESETZE FÜR DIE ELEKTRONIKFERTIGUNG ............. 6
1.1
WICHTIGE FERTIGUNGSRICHTLINIEN ................................................................................6
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.2
IPC-A-610 Abnahmekriterien von elektronischen Baugruppen ......................................... 6
J-STD-001D – Anforderungen an gelötete elektrische und elektronische Baugruppen..... 7
Weitere wichtige Richtlinien bei riese electronic gmbh (eine Auswahl) ............................ 7
GESETZTE UND VERORDNUNGEN, ZU BAUGRUPPEN ODER DEREN PRODUKTION ..................8
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
RoHS und China RoHS.................................................................................................... 8
REACH ............................................................................................................................ 8
EuP / ErP (Ökodesign) ..................................................................................................... 9
Weitere wichtige Gesetze die zu beachten sind (ohne nähere Erklärungen) .................... 9
Qualitätsmanagementsystem ........................................................................................... 9
2 MATERIALLOGISTIK................................................................................ 11
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
ALLGEMEINES ..............................................................................................................11
OBSOLESZENZE-MANAGEMENT .....................................................................................12
BOX BUILD ..................................................................................................................12
OUTSOURCING BEI MATERIALLOGISTIK ..........................................................................13
PROTOTYPENFERTIGUNG ..............................................................................................13
3 TECHNOLOGIEN ...................................................................................... 14
3.1
LEITERPLATTEN ...........................................................................................................14
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
3.1.7
3.1.8
3.1.9
3.2
Basismaterialien............................................................................................................. 15
Übersicht: Gängigste Leiterplattenoberflächen............................................................... 15
Durchkontaktierung ........................................................................................................ 16
Lötstopplacke /-folien ..................................................................................................... 16
Kennzeichnungen der Leiterplatte.................................................................................. 16
Größe und Kontur von Leiterplatten ............................................................................... 17
Nutzengestaltung ........................................................................................................... 19
Vergleich Ritz / Frästechnik............................................................................................ 22
Verpackung der Leiterplatten bei Beistellung ................................................................. 23
SMD-BESTÜCKUNG .....................................................................................................23
3.2.1 Bauelemente.................................................................................................................. 24
3.2.1.1 Allgemeines zur Platzierung von Bauteilen .............................................................. 24
3.2.1.2 Übersicht ................................................................................................................. 24
3.2.1.3 Bauteile: Eigenschaften ........................................................................................... 26
3.2.1.4 Bei Materialbeistellung zu beachten......................................................................... 26
3.2.2 Layoutgestaltung............................................................................................................ 27
3.2.2.1 Lageerkennungsmarken (Fiducials) ......................................................................... 27
3.2.2.2 Klemmbereiche........................................................................................................ 29
3.2.2.3 SMD-Pad-Gestaltung............................................................................................... 30
3.2.2.4 Platzierung von SMD-Bauelementen ....................................................................... 30
3.2.3 Fine-Pitch....................................................................................................................... 32
3.2.4 BGA - Ball Grid Array ..................................................................................................... 32
3.2.5 Lötpasten- und Kleberschablonen .................................................................................. 33
3.2.6 Verschiedene Löttechniken ............................................................................................ 33
3.2.7 Maschinenpark SMT ...................................................................................................... 34
3.3
THT- BESTÜCKUNG......................................................................................................35
3.3.1
3.3.2
Seite 4
Materialvorbereitung ...................................................................................................... 35
Konfektioniergeräte ........................................................................................................ 35
3.3.3 Montagetätigkeiten......................................................................................................... 35
3.3.3.1 Einpresstechnik ....................................................................................................... 35
3.3.3.2 Niettechnik............................................................................................................... 35
3.3.3.3 Schweißtechnik (z.B. Heißverstemmen, Ultraschall- oder Laserschweißen) ............ 36
3.3.3.4 Klebetechnik ............................................................................................................ 36
3.3.4 Layoutgestaltung bei automatischer Bestückung von axialen THT Bauelementen ......... 36
3.3.5 Maschinenpark THT ....................................................................................................... 37
3.4
GÄNGIGE TESTVERFAHREN BEI RIESE ELECTRONIC GMBH................................................38
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
3.4.8
3.4.9
3.5
ERGÄNZENDE ARBEITSGÄNGE.......................................................................................43
3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
3.5.5
3.5.6
3.6
AOI (Automatisches optisches Inspektionssystem) ........................................................ 38
MOI (Manuelle optisches Inspektion) ............................................................................. 38
InCircuit-Test (ICT)......................................................................................................... 39
Funktionstest.................................................................................................................. 41
Kombitester für InCircuit und Funktionstests .................................................................. 42
Hochspannungstest ....................................................................................................... 42
Burn-In / Run-In Test...................................................................................................... 42
Dauertest ....................................................................................................................... 43
Kundenspezifische Testsysteme .................................................................................... 43
Reinigung / Waschen ..................................................................................................... 43
Lackieren / selektives lackieren (coating) ....................................................................... 43
Kennzeichnung .............................................................................................................. 44
Nutzentrennen................................................................................................................ 45
Endgerätemontage......................................................................................................... 45
Verpackung / Versand.................................................................................................... 46
ENTWICKLUNG / KONSTRUKTION ...................................................................................47
3.6.1
EuP / ErP ....................................................................................................................... 49
4 DOKUMENTATION ................................................................................... 51
4.1
4.2
ÜBERSICHT ..................................................................................................................51
DOKUMENTBESCHREIBUNGEN .......................................................................................52
4.2.1 Stücklisten...................................................................................................................... 52
4.2.1.1 Stückliste bei Materialbeistellung ............................................................................. 52
4.2.1.2 Stückliste für Materialeinkauf ................................................................................... 53
4.2.2 Layoutunterlagen ........................................................................................................... 54
4.2.3 Bestückplan ................................................................................................................... 55
4.2.4 Schaltplan ...................................................................................................................... 56
4.2.5 Mittelpunktskoordinaten ................................................................................................. 56
4.2.6 Lötpastenschablonendaten ............................................................................................ 57
4.2.7 Produktionshinweise / Mechanische Hinweise / Besonderheiten.................................... 57
4.2.8 Programme für Speicherbausteine / Brennvorschrift ...................................................... 58
4.2.9 Prüfvorschrift / Testanweisung ....................................................................................... 58
4.2.10
Testpunktkoordinaten.................................................................................................. 58
4.2.11
Pflichtenheft / Lastenheft............................................................................................. 59
4.2.12
Datenformate .............................................................................................................. 60
4.2.13
Datentransfer .............................................................................................................. 61
4.2.14
Normenbezug ............................................................................................................. 62
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5
1
Richtlinien & Gesetze für die Elektronikfertigung
Nachdem sich die Elektronikindustrie früher meist an den Richtlinien von Großkonzernen
anlehnte, gibt es heute immer mehr Fertigungsrichtlinien bzw. Gesetze und Verordnungen,
die in der Regel für eine bessere Umwelt und zur Schonung von Ressourcen
herausgegeben werden wie z.B.:
1.1 Wichtige Fertigungsrichtlinien
1.1.1
IPC-A-610 Abnahmekriterien von elektronischen Baugruppen
Das Abweichen von Hausnormen großer Unternehmen wurde auch durch die Richtlinie
der IPC: IPC-A-610 in der jeweiligen Version ermöglicht. Sie gehört ohne Zweifel zu den
wichtigsten und interessantesten Richtlinien der Welt im Bezug auf Elektronikfertigung.
Die IPC-A-610 beschreibt visuelle Abnahmekriterien für z.B. qualitätsgerechte
Lötverbindungen und Baugruppen, sowie ebenso qualitätsgerechte Montage von
Bauelemente, Sauberkeit von Baugruppen usw.
Das Dokument des amerikanischen Fachverbandes enthält sehr viele Bilder um die
Probleme anschaulicher darzustellen und Sprachbarrieren zu vereinfachen.
Die Richtlinie befähigt die Mitarbeiter dazu, dass viele elementare Fertigungsfehler
rechtzeitig erkannt und vermieden werden können.
Die Klassifizierung von elektronischen Baugruppen wird in drei verschiedene Klassen
unterteilt.
Klasse 1: Allgemeine Elektronikprodukte (General Electronic Products)
Elektronische Konsumgüter wie z.B.: PC Hardware. Das Hauptziel ist die Funktionalität
des Gerätes, nicht jedoch möglichst lange Lebensdauer. Weiterhin sind oberflächliche, vor
allem optische Unzulänglichkeiten nicht von Bedeutung.
Klasse 2: Allgemeine Industrieelektronik (Dedicated Service Electronic Products)
Kommunikations- und Büroelektronik, sprich Elektronik bei denen hohe Leistungsfähigkeit
und Lebensdauer erwartet werden.
Unterbrechungsfreier Betrieb ist erwünscht, jedoch ist ein Ausfall nicht kritisch. Bestimmte
oberflächliche, vor allem optische Unzulänglichkeiten können toleriert werden.
Klasse 3: Hochleistungselektronik
Elektronik für kommerzielle und militärische Anwendungen. Kontinuierliche oder
unterbrechungsfreie Funktion, bzw. Funktionsbereitschaft ist gefordert. Ein Ausfall kann
nicht toleriert werden, beispielsweise bei einem lebensrettenden System (Beispiele:
Sicherheitstechnik, Automotive, Medizintechnik, Luftfahrt).
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Die Akzeptanz oder Ablehnung von Entscheidungen muss auf der Basis dafür
anwendbarer Dokumentationen erfolgen wie beispielsweise Zeichnungen, Verträge,
Normen, Spezifikationen, Referenzdokumente.
Im Hause riese electronic gmbh wird bereits seit mehreren Jahren nach der IPC-A-610
gearbeitet. Wenn keine andere Forderung besteht, fertigen und inspizieren wir nach
Klasse 2. Benötigen Sie Klasse 3, teilen Sie uns dies bei der Anfrage bitte mit. Das Layout
der Baugruppe muss die jeweilige Klasse, vor allem bei Klasse 3 zulassen.
1.1.2
J-STD-001D – Anforderungen an gelötete elektrische und elektronische
Baugruppen
Die J-STD-001D, auch bekannt als die „Basisrichtlinie Löten“ ist das inhaltliche
Begleitdokument zur IPC-A-610D. Sie ist der weltweit anerkannte Standard für
Lötmaterialien, Lötprozesse und Verifizierung der Produktqualität. Die J-STD-001
beschreibt mit vielen farbigen Fotos und Prinzipdarstellungen die praktischen
Anforderungen an die Lötung elektronischer Baugruppen.
1.1.3
Weitere wichtige Richtlinien bei riese electronic gmbh (eine Auswahl)
Im Folgenden sind weitere wichtige Richtlinien beschrieben (eine Auswahl), ohne nähere
Erklärung. Sollten Sie eine Richtlinie oder Norm vermissen, sprechen Sie uns dazu an.
a) ESD Schutz:
DIN EN 61340-5-1 Elektrostatik – Teil 5-1: Schutz von elektronischen Bauelementen
gegen elektrostatische Phänomene
DIN EN 61340-5-1 Beiblatt 1 Elektrostatik – Teil 5-2 Schutz von elektronischen
Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene
b) Design:
FED Designrichtlinie FED-22-02A (beinhaltet unter anderem IPC-2221 – Allgemeine
Richtlinie für das Design von Leiterplatten)
IPC-7351A Basisanforderungen an SMT-Design und SMD-Anschlussflächen-Richtlinie
c) Fertigung:
IPC-A-600 Abnahmekriterien für Leiterplatten
IPC-1601 Richtlinie für die Handhabung und Lagerung von Leiterplatten
IPC/JEDEC J-STD-020 Klassifizierung feuchtigkeits-/reflowempfindlicher
nichtthermetischer Halbleiterbauelemente für Oberflächenmontage (MSL-Level)
IPC/JEDEC J-STD-033 Handhabung, Verpackung, Versand und Einsatz von
feuchtigkeits-/reflowempfindlicher Bauelemente für Oberflächenmontage (auch für bleifreie
Prozesse)
IPC-7711/21 Nacharbeit, Änderung und Reparatur von elektronischen Baugruppen
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7
1.2 Gesetzte und Verordnungen, zu Baugruppen oder deren Produktion
1.2.1
RoHS und China RoHS
Aufgrund eines Beschlusses des Europaparlaments am 27. Januar 2003 trat am 1. Juli
2006 die EG-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS 1) zur Beschränkung der Verwendung
bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten kurz RoHS (Restriction of
Hazardous Substances - Beschränkung gefährlicher Stoffe) in Kraft.
Das Verbot schließt außer Blei weitere Stoffe wie Quecksilber, Cadmium, sechswertiges
Chrom oder Flammhemmer wie polybromierte Biphenyle (PBB) bzw. polybromierte
Diphenylether (PBDE) in das Verbot ein. Ziel der Richtlinie ist es unerwünschte
Inhaltsstoffe (hauptsächlich für den Menschen und die Umwelt gefährliche Stoffe) in
Elektro- und Elektronikgeräten, die in der EU in Verkehr gebracht werden mindestens zu
beschränken.
Am 3. Januar 2013 ist diese Richtlinie durch die in Kraft getretene EG-Richtlinie
2011/65/EU (RoHS 2) abgelöst worden. Mit verschiedenen Übergangsfristen fallen nun
bisher ausgenommene Produktgruppen ebenfalls unter die Richtlinie.
riese electronic gmbh kann sowohl Ihre betroffenen Baugruppen als auch Ihre noch nicht
betroffenen Baugruppen für Sie fertigen, d.h. führt noch die „bleifreien“ und „verbleiten“
Fertigungsprozesse durch. Weiterhin können wir die Umsetzung der Baugruppen auf die
Richtlinie für Sie durchführen, oder Sie dabei Unterstützen. Sprechen Sie uns hierzu an.
China RoHS: Wollen Sie Produkte nach China in Verkehr bringen, oder dort hergestellte
Produkte in China verkaufen, hat China eine eigene China RoHS aufgestellt.
Die Gefahrstoffausnahmen sind zwar dieselben, es gibt aber noch einige wesentliche
Unterschiede zur EU RoHS, wie z.B. umfangreicherer Geltungsbereich, Produktkataloge,
Prüfung und Zertifizierung oder unterschiedliche Kennzeichnungs- und
Verpackungsregelung. Sollten Sie nähere Information benötigen, sprechen Sie uns an.
1.2.2
REACH
Am 1. Juni 2007 ist die EG Verordnung 1907/2006 (REACH-Verordnung) in Kraft getreten.
REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) steht für die
Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien. Hierdurch wird
vor allem das bisherige Chemikalienrecht grundlegend harmonisiert und vereinfacht.
Die Firma riese electronic gmbh ist als Hersteller von Erzeugnissen (z.B. elektronischen
Baugruppen und Geräten, Sicherheitsrelais usw.) im Sinne von REACH „nachgeschalteter
Anwender“. Als nachgeschalteter Anwender unterliegt die Firma riese electronic gmbh
grundsätzlich keinerlei Registrierungspflicht nach REACH.
Die Produkte, die Sie von uns beziehen, sind als Erzeugnisse im Sinne von REACH nicht
registrierungspflichtig. Die in unseren Erzeugnissen enthaltenen möglicherweise
registrierungspflichtigen chemischen Stoffe und Zubereitungen müssen folglich
ausschließlich durch unsere Vorlieferanten registriert werden.
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Nach Artikel 33 der REACH Verordnung ist der Lieferant eines Erzeugnisses verpflichtet,
Informationen über eine sichere Verwendung dieser Erzeugnisse weiterzugeben, wenn die
Erzeugnisse einen besonders besorgniserregenden Stoff (SVHC: Substances of Very
High Concern) in einer Konzentration von mehr als 0,1 Massenprozent enthält. Diese
Stoffe sind von der ECHA in einer Kandidatenliste genannt.
riese electronic gmbh prüft diese Kandidatenliste regelmäßig auf neu hinzugekommenen
Stoffe. Sollten wir hierbei feststellen, dass SVHC Stoffe in unseren Erzeugnissen
beinhaltet sind, oder von unseren Vorlieferanten informiert werden, die ebenfalls dazu
verpflichtet sind, uns hierzu im Rahmen der Lieferkette zu informieren, dass ein SVHC
Stoff in zugelieferten Erzeugnissen enthalten ist, werden wir Sie umgehend informieren.
1.2.3
EuP / ErP (Ökodesign)
riese electronic gmbh konnte im Rahmen eines Forschungsprojekts zum Thema
Ökodesign Erfahrungen sammeln. Gerne helfen wir Ihnen, falls Sie ein
umweltfreundliches Produkt entwickeln möchten. Weitere Informationen finden Sie in
Kapitel 3.6.1 – EuP / ErP.
1.2.4
Weitere wichtige Gesetze die zu beachten sind (ohne nähere Erklärungen)
- EU Richtlinie 2002/96/EG WEEE (Waste from Electrical and Electronic Equipment) (dt.
Elektro- und Elektronikgeräteabfall)
- VerpackV (Verpackungsverordnung) – Verordnung über die Vermeidung und
Verwertung von Verpackungsabfällen
- BattG (Batteriegesetzt) – Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die
umweltverträgliche Entsorgung von Batterien und Akkumulatoren.
Auch zu im Gespräch befindlichen oder kommenden Themen wie z.B. aktuell
Konfliktrohstoffe (Conflict Minerals) können Sie uns ansprechen.
1.2.5
Qualitätsmanagementsystem
Qualitätsmanagementsysteme stellen sicher, dass die Produktqualität mit der System- und
Prozessqualität in einer Organisation geprüft und verbessert wird.
riese electronic gmbh pflegt ein Integriertes Qualitätsmanagement System, das die
Grundnorm DIN EN ISO 9001 sowie die Automotive Branchennorm ISO/TS 16949
beinhaltet. Diese beiden Normen sind zertifiziert. Die aktuellen Zertifikate können sie auf
unserer Webseite einsehen oder bei uns anfordern.
Weiterhin sind Forderungen der Branchennorm EN 13485 (Medizintechnik) sowie der
Umweltmanagementnorm ISO 14001 und Forderungen zum Arbeitsschutzmanagement
einbezogen.
Erläuterung:
EN = Europäische Norm
ISO = International Standard Organisation:
Internationale Norm von vorgenanter Organisation erarbeitet bzw. herausgebracht.
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9
Das Besondere hierbei ist, dass Sie für Ihr Produkt nur das notwendige bezahlen, d.h.
wenn Sie für Ihr Produkt nur die Forderungen der Norm DIN EN ISO 9001 benötigen
geben Sie dies an, und Sie bezahlen nicht für Zusatzprozesse der Branchennormen, die
Sie nicht benötigen.
Fazit: Sie können bei Firma riese electronic gmbh Ihre Aufträge wie folgt fertigen /
realisieren lassen:
a. Nur nach Gesetz (z.B. Prototypenauftrag)
b. Nach ISO 9001 (z.B. ein normaler Auftrag)
c. Nach ISO TS 16949 (z.B. für Automotive Aufträge)
d. Nach EN 13485 (z.B. Medizinaufträge)
Somit werden in Ihren Overheadkosten „nur“ das reingerechnet, was Sie wirklich
brauchen!
Nebenstehende Grafik soll
verdeutlichen, dass bei Nr. 1
bis 4 jeweils neue Prozesse
hinzukommen oder Prozesse
erweitert /weggelassen sind.
Hierzu steigt der Aufwand z.B.
von ISO 9001 zu ISO/TS von
ca. 140% auf ca. 800% . Bei
der Medizinnorm sogar auf
1000% . Somit steigen auch
die Kosten für solche Aufträge.
Abbildung 1-1: Aufwand Managementnormen bei riese electronic gmbh
Im Folgenden „einige“ wichtige Begriffe im Rahmen des Qualitätsmanagementsystems
ISO/TS 16949 für Automotive Produkte.
PPAP (Produktion Part Approval Prozess) - Produktionsteil Abnahmeverfahren –
beschreibt die Vorgehensweise wie man von Musterteilen zu einem abgenommenen
Serienteil kommt. Im Fordergrund stehen hier auch die bemusterten Teile über den PSW
(Part Submission Warrant), in dem alle wichtigen Informationen zu Anforderungen und
Tests zu den bemusterten Teilen dokumentiert wird.
APQP (Advanced Product Quality Planning) – diese Qualitätsvorausplanung beschreibt
ein Projektmanagement für eine kontinuierliche Produkt- und Qualitätsplanung in allen
Phasen des Entwicklungsprozesses.
Elemente davon sind z.B.
FMEAs (Fehlermöglichkeits- und Einfluss-Analyse) - mit einer strukturierten,
systematischen Arbeitstechnik, können Fehlerrisiken bereits im
Produktentwicklungsprozess oder später im Produktionsprozess identifiziert werden.
Durch die Planung und Umsetzung geeigneter Maßnahmen können Fehlerursachen
und damit Fehler vermieden werden.
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Oder die Herstellbarkeitsbewertung. Hier wird anhand eines Fragenkatalogs
geklärt, ob ein Produkt in Übereinstimmung mit den vorgesehenen Qualitäts- und
Kostenzielen realisierbar ist. Nicht nur die technische Machbarkeit, sondern auch
Themen wie Einkaufsrisiken können hier behandelt werden.
Control Plan (Prozesslenkungsplan) – über die gesamte Wertschöpfungskette,
hauptsächlich die Produktionsprozesse, werden die qualitätssichernden Maßnahmen,
unter Berücksichtigung der notwendigen Qualität und unter Berücksichtigung der
einzuhaltenden Kosten möglichst optimal gelenkt. Es werden unter anderem Prüfverfahren
und Toleranzen sowie die Prüfhäufigkeiten dokumentiert.
8 D Report – Im Rahmen der Reklamationsbearbeitung wird ein strukturierter Prozess mit
Ursachenanalyse und Maßnahmen dokumentiert.
2
Materiallogistik
2.1 Allgemeines
Zur Materiallogistik können wir für Sie einiges tun. Unser Einkauf kauft international ein.
Natürlich können wir auch mit beigestelltem Material von Ihnen, ob komplettes Material
oder Teilmaterialien beigestellt sind, arbeiten.
Das Handling von spezifischen Teilen, die keine Alternativen zulassen oder Themen wie
Information bei Bauteilabkündigungen, Suche und Vorschlag von Ersatztypen oder „Last
Time Buy“ mit Lagerung Ihrer Bauteile bei riese electronic gmbh ist Tagesgeschäft.
Themen wie Konsignationslager, Kundenlager, Bevorratung von Materialpuffer, Kanban
und vieles mehr können wir ebenfalls für Sie umsetzen.
Einige Baugruppen sind heute wirtschaftlich in Deutschland trotz Einsatz moderner und
innovativer Fertigungstechnologien schwer oder nicht mehr zu fertigen.
Wenn Sie z.B. einen großen Stückzahl- und/oder Technologie-Mix haben, müssten Sie
teilweise mit mehreren Partnern in Deutschland und im Ausland z.B. Osteuropa und Asien
zusammen arbeiten. Die beutet für Sie einen großen Aufwand an z.B. Auswahl, Betreuung
und Materiallogistik.
Auch bei Einkauf von speziellen Teilen in Asien wie z.B. Leiterplatten, empfiehlt es sich,
Audits bei Lieferanten zu machen. Wir sind regelmäßig bei unseren Zulieferanten auf
Messen oder bei Audits vor Ort.
riese electronic gmbh arbeitet bereits seit über 10 Jahren mit Partnern in Asien und
Osteuropa zusammen. Somit können wir Ihnen dabei helfen die Baugruppen in den
richtigen Fertigungsstandorten zu platzieren.
Wir sind Ansprechpartner für Sie, machen Auswahl, Betreuung, Materiallogistik und vieles
mehr. Haben Sie dazu weitere Forderungen oder Fragen, sprechen Sie uns an.
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2.2 Obsoleszenze-Management
Die Hersteller von Bauteilen fertigen diese nicht unendlich lange, sondern kündigen diese
mit einer kurzen Vorlaufzeit ab. Dann kann man i.d.R. nur noch 3 Monate diese Bauteile
über einen „Last-Buy-Status“ einkaufen und einlagern. Verpasst man diesen Zeitpunkt aus
irgendeinem Grund, muss man entweder diese Bauteile über Broker einkaufen (d.h. wenn
man diese noch findet, und wenn ja, sind diese Bauteile i.d.R. sehr teuer) oder man muss
ein Redesign der betroffenen Baugruppe vornehmen (kostet wertvolle Zeit und auf jeden
Fall viel Geld).
Deshalb ist es wichtig „rechtzeitig“ zu erfahren wann Bauteile abgekündigt werden, um
rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können.
Dieser Vorgang beginnt schon bei der Neuentwicklung, wo oft nicht überprüft wird, wie
lange die Bauteile noch am Markt verfügbar sind (bzw. auch keine Alternativbauteile gleich
freigibt). Dies zieht sich dann über die aktive und inaktive Phase einer Baugruppe weiter.
Die Firma riese electronic gmbh bietet als bezahlte Dienstleistung an, „alle“ Baugruppen
Ihrer Kunden über ein Programm permanent zu monitoren/überwachen, um bei
angekündigten Veränderungen die betroffenen Kunden sofort zu informieren. Gerne
stellen wir Ihnen diese Dienstleitung im Detail vor.
2.3 Box Build
Box-Build ist die Bezeichnung, um
Geräte „komplett“ zu bauen (z.B. mit
Gehäuse, allen Anschlusskabeln,
Bedienungsanleitung, Endverpackung
etc.)
riese electronic gmbh fertigt für Sie
nicht nur Baugruppen, sondern auch
komplette Geräte, mit
Bedienungsanleitungen, Aufklebern
und Verkaufsverpackungen bis hin zu
Zulassungsverfahren wie z.B. TÜV
oder UL. Hier haben wir langjährige
Erfahrungen sowohl mit unseren
eigenen Sicherheitsrelais, als auch mit
kundenspezifischen Produkten.
Abbildung 2-1: Beispiel einer verpackten
Wetterstation mit Bedienungsanleitung in Verpackung
Seite 12
2.4 Outsourcing bei Materiallogistik
Sie wollen nicht nur einzelne Baugruppen an Dienstleistern vergeben und/oder haben
noch eine eigene Fertigung von elektronischen Baugruppen oder Geräten, wollen diese
aber nicht mehr mit oft aufwendigem Know How und Technologieerweiterungen im Hause
behalten, dann kann riese electronic gmbh Ihr Partner werden!
Wir haben langjährige Erfahrungen im Bereich Outsourcing und dazu notwendigen
Logistikprozessen. (z.B. wurde in einem Projekt 300 Baugruppen mit über 3500
verschiedenen Bauelementen eines Messgerätekunden innerhalb kurzer Zeit erfolgreich
zu riese electronic gmbh verlagert.)
Gerne sprechen wir mit Ihnen über Details und Entscheidungskriterien. Gern halten wir
auch einen Vortrag vor Ihrem Projektteam, das oft vor der Wahl „Make or Buy“ steht, bevor
es an Outsourcing nach Extern geht. Hier haben wir auch im Arbeitsreis Outsourcing beim
ZVEI maßgeblich mitgewirkt.
2.5 Prototypenfertigung
Bei der heutigen Miniaturisierung der Bauelemente kann ein Entwickler heute oft nicht mehr
selbst einen Prototyp von Hand löten. Bei Dienstleistern sind diese „ein Stück“ Aufträge oft
ungern gesehen, weil sie nicht in die Produktionsabläufe passen.
riese electronic gmbh hat hier deshalb eine separate Prototypenlinie außerhalb der normalen
Produktionslinie eingeführt.
Der Entwickler hat in der Regel das Material, kann es aber selber nicht in Prototypen
umsetzen. Auf unserer extra Webseite
www.electronic-prototype.de
finden Sie nähere Informationen. Vor allem einen Online Kalkulator, der dem Entwickler,
nach Eingabe einiger Daten zur Baugruppe, einen Festpreis (Lohn) für die Muster ermitteln
kann. Die Lieferzeit beträgt zwischen 1 und 5 Arbeitstage. Wie Sie zu dem Material kommen,
steht auf der Webseite im Detail.
Natürlich können wir auch Material für Ihre Prototypen teilweise oder komplett einkaufen,
sowie entsprechende vorhandene Bauelemente aus unserem Lager entnehmen.
Bei Fragen sprechen Sie uns dazu an.
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3
Technologien
Dieses Kapitel beinhaltet weitere Informationen zu Layout-, Material-, sowie allgemeine
Empfehlungen, die unsere Kunden bei der Planung und anschließender Fertigung ihres
Produktes, die im Hause riese electronic gmbh stattfindet, unterstützen sollen. Die
Aufgliederung in die verschiedenen Produktionstechnologien soll dabei helfen, einzelne
Punkte so schnell wie möglich zu finden:
 SMT: Surface Mount Technology (Oberflächenmontagetechnik)
 THT: Through-Hole Technology (Durchstecktechnik mit bedrahteten Bauteilen)
 THR: Through-Hole Reflow
Durch die schnelle Entwicklung im Elektronikbereich ist es uns leider nicht möglich, die
Aktualität bzw. Gültigkeit aller gemachten Angaben hundertprozentig zu garantieren. Wir
sind trotzdem stets darum bemüht, alle Änderungen umgehend in unsere
Kundenempfehlung einfließen zu lassen.
Sollten Sie eine Technologie dennoch nicht finden, sprechen Sie doch bitte mit uns
darüber, um so eine gemeinsame Lösung zu finden.
3.1 Leiterplatten
Für die Bestellung der Leiterplatte sind einige Angaben wichtig, die oft in den Gerberdaten
versteckt sind, oder nicht eindeutig beschrieben sind. Hier empfiehlt es sich mindestens
folgende Punkte in einem separaten Übersichtsblatt zu definieren:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
Basismaterial mit TG-Angabe
LP-Außenmaße (Skizze oder Hinweise zu besonderer Kontur)
LP Dicke mit Toleranz
LP Ausführung (einseitig / doppelseitig / x-fach Multilayer mit Lagenaufbau)
End CU Auflage
Oberflächen Behandlung
Lötstopplack, Bestückungsdruck mit Farbe und Aufbringseite
Ggf. spezielle Isolier – oder Abziehlacke
Konturbearbeitung wie z.B. Fräsen, Ritzen, wenn spezielle Forderung da ist
UL Kennzeichnung
Sonstige Angaben
Im Folgenden erhalten Sie erweiterte Informationen zu einigen der oben genannten
Angaben. Weitere Informationen finden Sie in Kapitel 4.2.2 - Layoutunterlagen.
Seite 14
3.1.1
Basismaterialien
zulässige Dauerbetriebstemperatur




FR3 (Epoxydharz-Hartpapier)
FR4 (Epoxydharz-Glashartgewebe)
FR5 (Exoxid-Glashartgewebe mit
vernetztem Harzsystem)
IMS (Isoliertes Metall Substrat)
80°C
110°C
140°C
Grundsätzlich können bei uns alle gängigen Leiterplatten, wie einseitige, zweiseitige und
Multilayer-Leiterplatten verarbeitet werden.
Als Standard werden Platinen mit FR4-Basismaterial verwendet. Bei höheren
Temperaturbeanspruchungen wird bei Bedarf FR5-Basismaterial verwendet. In der Regel
reicht aber FR4 Material mit höherem TG-Wert (Glaserweichungspunkt oder
Glasübergangstemperatur).
Bei anderen Leiterplatten sollte dies mit unserer Fertigung abgestimmt werden,
beispielsweise bei Flex-Leiterplatten (kupferkaschierte Polyimidfolie), ALU bzw. IMSLeiterplatten oder Starrflex-Leiterplatten.
3.1.2
Übersicht: Gängigste Leiterplattenoberflächen
Die Auswahl der Leiterplattenoberflächen wird oft durch das darauf eingesetzte
Bauteilespektrum bestimmt, z.B. kann es bei Fine Pitch ICs bei HAL zu Problemen mit der
Planarität kommen, hier ist eher chem. NiAu zu empfehlen. Weitere Kriterien, sind unter
anderem auch Preis und Lagerzeit.
Oberflächenarten
HAL bleihaltig
HAL bleifrei
Chem. NiAu
Chem. Sn
Einsatz
Löten
Kleben
Einpresstechnik
Löten
Leitkleben
Einpresstechnik
Löten
Al-Drahtbonden
Leitkleben
Löten
Einpresstechnik
(Leitkleben)
Kosten
RoHS?
Bemerkungen
Geringste
Nein
„Alter Standard“
Geringe
Ja
HAL SnAgCu oder
HAL SnCuNi
Etwas höhere
Ja
Bevorzugte Legierung für
Fine Pitch und viele SMDBauelemente
Etwas höhere
Ja
Etwas kritisch hinsichtlich
der Lagerzeit
Tabelle 3-1: Gängigste Leiterplattenoberflächen
Um eine reibungslose Produktion zu gewährleisten werden gewisse Anforderungen, die in
den folgenden Kapiteln behandelt werden, an die Leiterplatten gestellt.
Seite 15
3.1.3
Durchkontaktierung
Durchkontaktierungen dienen der elektrischen Verbindung von Leiterbahnen, die auf
gegenüberliegenden Seiten oder unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte liegen.
Auf SMD bestückten Leiterplatten sollten diese Durchkontaktierungen nicht innerhalb der
Lötpads sein, da es sonst sein kann, dass beim Reflow-Löten das Lötzinn in die
Bohrungen abfließt und somit beim Verlöten der Bauteile fehlt (Ausnahmen können
Bohrungen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 mm sein). Die Durchkontaktierung
sollte daher neben dem Lötpad liegen und durch eine möglichst dünne Leiterbahn mit
diesem verbunden sein. Um ein Abfließen des Lötzinns in die Durchkontaktierung ganz
sicher zu verhindern, sollte die Verbindung zwischen der Durchkontaktierung und dem
Lötpad mit Lötstopplack (Abb.: gestrichelt) abgedeckt werden (siehe Abbildung 3-1).
falsch
falsch
richtig
Abbildung 3-1: Lötpads mit Durchkontaktierung
3.1.4
Lötstopplacke /-folien
Lötstopplack wird auf alle Bereiche der Leiterplatte aufgetragen, auf denen kein Lötzinn
aufgebracht werden soll. Der Lötstopplack verhindert, dass Rückstände von Lötzinn auf
der Leiterplatte bleiben und beugt ungewollten Lötbrücken nahe beieinander liegenden
Leiterbahnen vor.
Es können alle gängigen Lötstopplacke/-folien, wie z.B. Probimer 65 verwendet werden,
die lötbeständig sind. Sie hindern das Lötzinn daran, auf der LP zu verlaufen und erhöhen
die Durchschlagsfestigkeit. Es werden also auch Kurzschlüsse vermieden. Ein weiterer
Vorteil von Lötstopplack ist, dass er die Leiterbahnen vor Oxidation schützt.
Wenn es gefordert ist, können wir Lötstopplacke mit einer Durchschlagfestigkeit von bis zu
3 kV auftragen lassen.
3.1.5
Kennzeichnungen der Leiterplatte
Ein Produkt kann durch den Date-Code auf seine Herkunft d.h. Produzent und
Produktionslos rückverfolgt werden.
Im einfachsten Fall können im Fehlerfall einer Baugruppe durch eine schadhafte
Leiterplatte, mögliche weitere betroffene, fehlerhafte Produkte, identifiziert oder wenn
notwendig vom Kunden zurückgerufen werden.
Weitere Information zum Thema Traceability (Rückverfolgbarkeit) finden Sie in Kapitel
3.5.3 – Kennzeichnung.
Seite 16
Eine Leiterplatte wird in der Regel (d.h. sofern eine freie Fläche vorhanden ist) mit einem
Date-Code und Hersteller-Code versehen. Die Angaben werden in der Regel im
Lötstopplack ausgespart.
Date-Code:
wird in der Regel als 4-stellige Ziffer dargestellt WWJJ
(z.B. „4013“ bedeutet KW40 im Jahr 2013).
Ein anderes, fiktives Beispiel - nach IEC 62 als 2-stellige Ziffer J/M
(z.B. „D7“ bedeutet Jahr 2013, Monat Juli)
Hersteller-Code: definiert für riese electronic gmbh den Leiterplattenhersteller.
riese electronic gmbh bringt sowohl den Date-Code, als auch den Hersteller-Code auf eine
extra dafür vorgesehene Fläche auf der LP an. Sollte diese Fläche nicht von Ihnen
definiert sein, wählen wir mit dem LP-Hersteller eine unserer Ansicht nach unkritische
Stelle aus.
Falls Sie eine UL-Approbation mit Kennzeichnung wünschen, so sollte hierfür auch ein
Feld von Ihnen freigehalten bzw. angegeben werden.
Falls Sie andere Kennzeichnungsarten wünschen, sprechen Sie uns bitte darauf an.
3.1.6
Größe und Kontur von Leiterplatten
Alle in diesem Kapitel gemachten Angaben beziehen sich in der Regel sowohl auf EinzelLeiterplatten, als auch auf Fertigungsnutzen.

Größe der Leiterplatten
Abhängig von der verwendeten Technik bzw. bestimmten Anlagen können nur
Leiterplatten bis zu einer bestimmten Größe wirtschaftlich verarbeitet werden. Die
Maximalmaße werden in der Regel durch die Lötanlagen, die Bestückautomaten, oder
Prüfgeräte vorgegeben.
Folgende Maximalmaße können im Hause riese electronic gmbh standardmäßig gefertigt
werden und sollten möglichst nicht überschritten werden. Zu beachten ist, dass die Maße
inklusive eines gegebenenfalls notwendigen Nutzenrandes (siehe auch 3.1.7 Nutzengestaltung) gelten.
Technologie
Länge in mm
Breite in mm
400
360
Bleihaltig: THT – Automaten-, Handbestückung
600
400
Bleifrei: THT – Automaten-, Handbestückung
420
300
SMT-Löten , Wellenlöten, Reflow-Löten
Tabelle 3-2: Maximale Maße einer LP bzw. eines Fertigungsnutzen
Seite 17
Für alle kleineren und größeren Maße können Sonderlösungen geschaffen werden,
bitte sprechen Sie uns an.
Bei einer Mischbestückung (SMD- sowie THT-Bauteile) gelten in der Regel die
Abmessungen der SMT. Sind nur wenige SMDs zu bestücken, so können z.B. die bei der
THT angegebenen Abmessungen erreicht werden, indem die SMD-Bauteile durch
Handbestückung und Handlötung aufgebracht werden.
Auch ein Minimalmaß von 50 mm sollte nicht unterschritten werden. Bei kleineren
Abmaßen ist die Anordnung im Fertigungsnutzen notwendig, sofern die Einhaltung der
Allgemeintoleranzen nach DIN-ISO 2768-1m ausreichend ist. Auch hier gibt es allerdings
Lösungen wie z.B. das Erstellen von Transport-Trays, auf dem die Leiterplatten verarbeitet
werden. Dies erfordert allerdings zusätzliche Kosten.
Näheres zu den einzelnen Maschinen und den Abmessungen entnehmen Sie bitte auch
den Kapiteln
-
3.2.6 Verschiedene Löttechniken
3.2.7 Maschinenpark SMT
3.3.5 Maschinenpark THT
 Kontur der Leiterplatten
Die ideale Kontur einer Leiterplatte ist rechteckig ohne Ausklinkungen. Da dies nicht
immer möglich ist, sollten dennoch einige Voraussetzungen erfüllt werden, damit die
Leiterplatte in den automatischen Systemen problemlos transportiert werden kann:

Die Transportkanten müssen auf einer Länge von 70% vorhanden sein, damit eine
stabile Auflage gewährleistet ist (Transport immer in Längsrichtung).

Ist die Transportkante nicht zu 70% vorhanden, so reicht es auch, wenn sich Teile
der Transportkante auf eine Länge von insgesamt 70% erstrecken.
35 mm
70 mm
35 mm
100 mm
100 mm
Abbildung 3-2: Konturanforderungen an Leiterplatten
Seite 18
HINWEIS
3.1.7
Können die Forderungen bezüglich der Kontur nicht eingehalten werden, so ist
möglichst ein Bearbeitungsrand oder ein Fertigungsnutzen vorzusehen.
(siehe Kapitel 3.1.7 - Nutzengestaltung).
Nutzengestaltung
Für die Anordnung von Einzel-Leiterplatten innerhalb eines Fertigungsnutzens kann es
verschiedene Gründe geben:




Die Einzel-Leiterplatte erfüllt nicht die Mindestgröße oder die Konturanforderungen
(siehe Kapitel 3.1.6 - Größe und Kontur von Leiterplatten)
Zusammenfassen mehrerer verschiedener Leiterplatten einer Baugruppe
Bauelemente sind zu nahe am Leiterplattenrand, so dass ein Transport in
Fertigungseinrichtungen nicht möglich ist. In Transportrichtung sollte eine freie Fläche
von mindestens 8 mm auf die Länge der LP vorhanden sein.
In der Regel ergibt sich allerdings auch ein Kostenvorteil innerhalb der Fertigung
durch weniger Handling in einigen Prozessen
Am Einfachsten ist es, wenn Sie die Definition des Nutzens uns und unserem
Leiterplattenlieferant überlassen. Wir können somit den optimalen Leiterplattenpreis in
Verbindung mit einem wirtschaftlichen Produktionsprozess bei riese electronic gmbh
definieren.
Sollten Sie den Nutzen trotzdem selbst definieren müssen oder wollen, so beachten Sie
möglichst die weiteren aufgeführten Punkte.
Wird eine Fertigung im Nutzen vorgesehen, so sind bei der Gestaltung des Nutzens
folgende Faktoren zu berücksichtigen:








Maximale Anzahl von Einzel-Leiterplatten (Kostenersparnis)
Die maximal zu verarbeitende Größe der Fertigungsautomaten
Festlegung, auf welchem Automaten gefertigt werden soll
Die Lage von Aufnahmebohrungen je nach Maschine, bzw. welche standardisierten
Aufnahmen Verwendung finden können
Die Anordnung der Einzel-Leiterplatten (keine Spiegelung der Leiterplatten)
Das Fertigungsnutzen muss in sich stabil bleiben
Große Nutzenanordnung sollte vermieden werden, wenn auf die Platine besonders
schwere Bauteile aufgelötet werden müssen (Transformatoren u.ä.).
Weiterhin sollten kleinere Nutzenanordnungen gewählt werden, bei Doppelseitiger
SMD Bestückung und/oder Leiterplattenstärken < 1,5 mm und/oder Bauelementen wie
z.B. 0402 Chips, Fine Pitch ICs oder BGAs
Seite 19
Ein Bearbeitungsrand ist unter folgenden
Bedingungen vorzusehen:
 SMD-Bauteile oder SMD-Pads sind näher als 8mm
an der Längsseite des Nutzenrandes
 Der Fertigungsnutzen ist ohne Rand zu instabil
 Aufnahmebohrungen für die Bestückautomaten
sollen nicht innerhalb der Platine sein
 Nicht genügend Transportkanten durch
unregelmäßige Leiterplattenformen
 Kein Platz für Fiducials (Lagerkennungsmarken)
auf den Baugruppen
Abbildung 3-3: Bearbeitungsrand einer LP
Es gibt verschiedene Nutzentrenntechniken, die bei der Herstellung der Leiterplatte
definiert sein sollten:
Ritztechnik:
Der Nutzen kann in Ritz- oder Frästechnik ausgeführt sein. Bevorzugt sollte die partielle
Ritztechnik, die der Frästechnik vorgezogen wird, da die Einzel-Leiterplatten dann
kostengünstiger aus dem Fertigungsnutzen getrennt werden können. Beim Fräsen bleibt
Restmaterial in voller LP-Stärke vorhanden um die Nutzen zusammenzuhalten. Dieses zu
entfernen erfordert ein Vielfaches mehr an Arbeit, als geritzte LPs zu trennen.
Ein Vorteil der partiellen Ritztechnik gegenüber der kompletten Ritzung ist, dass der
Fertigungsnutzen stabiler wird. Dies bedeutet, dass in Längsrichtung nur die Leiterplatten
geritzt werden, der Nutzenrand aber nicht. Ritztechnik kann nur unter folgenden
Voraussetzungen angewandt werden:
 Direkt an der Ritzkante sollte kein Kupfer sein (idealer Abstand ca. 1 mm)
 Die Leiterplatte hat eine rechteckige Kontur
 Bauelemente sollten nicht näher als 3 mm am Rand sein
Standard-Ritzung
Komplette Ritzung
Abbildung 3-4: Ritzung einer LP
Seite 20
Sprung-Ritzung
Partielle Ritzung
HINWEIS
Frästechnik:
Hat die Leiterplatte eine rechteckige Kontur mit Ausklinkungen, so kann auch
kombinierte Ritz-/Fräs-Technik gewählt werden.
Abbildung 3-5: Kombinierte Ritz-/Frästechnik einer LP
- schraffierte Linien: gefräst
- durchgezogene Linien: geritzt
Anforderungen an den Nutzen:
Bei Leiterplattenbeistellungen, sollten die Nutzen und Leiterplatten folgenden Ansprüchen
genügen, um ein effizientes Arbeiten zu gewährleisten:



Auf 80% der Nutzen müssen alle EinzelLeiterplatten in Ordnung sein.
Auf den Nutzen, die schlechte EinzelLeiterplatten enthalten, müssen mindestens 80%
der Einzel-Leiterplatten in Ordnung sein.
Schlechte Leiterplatten müssen auf beiden
Seiten eindeutig und gut erkennbar
gekennzeichnet sein.
Abbildung 3-6: Kennzeichnung schlechter LPs
Seite 21
3.1.8
Vergleich Ritz / Frästechnik
Vorteile
Frästechnik
Nachteile
Variabler Konturverlauf
Zusätzlicher Basismaterial- verbrauch für
Frässtege
Faserfreie Konturkanten
keine scharfkantigen Ecken bei
Innenausfräsungen möglich, bedingt
durch Fräsdurchmesser.
Vorteile
Ritztechnik
Nachteile
Einsparung von Basismaterial (0 mm
Teileabstand)  Kostenvorteil für
den Kunden
Faserbildung an den Ritzkanten,
maximale Toleranz: 0,3mm
Preisvorteil durch optimale
Flächenausnutzung
nur gerade Konturen möglich
Vereinfachung bei der Vereinzelung
des Liefernutzen
Weiterer Vorteil der Frästechnik: höhere Toleranzgenauigkeit bei der Verarbeitung der
Leiterplattenkontur .
In der Regel sind heute durch komplexe Konturen-Kombination von Ritz und Frästechnik
einzusetzen.
Weiterhin wird oft zur kostengünstigeren
Nutzentrennung ein negativer Frässteg
eingebracht.
Abbildung 3-7: Negative Stege auf der LP
Seite 22
3.1.9
Verpackung der Leiterplatten bei Beistellung
Die Leiterplatten sollten beschädigungsfrei und luftdicht verpackt, z.B. in Folie
eingeschweißt, angeliefert werden. Dies verhindert u.a. Korrosion, wodurch gute
Verarbeitbarkeit und Funktion gewährleistet wird. Bei erforderlichen Trocknungs- und/oder
Temperaturprozessen muss die Vorgabe für Temperatur und Verarbeitungszeitraum gut
lesbar auf der Verpackung angebracht werden.
Zusätzlich sollte das Herstellungsdatum außen an der Verpackung deutlich sichtbar
angebracht sein.
Die Lagerdauer von unbearbeiteten Leiterplatten („Blank Bords“) ist abhängig von der
Oberflächenbehandlung der LP. Hierzu gibt es spezielle Informationen direkt beim LP
Hersteller.
Wir sehen aus unserer Erfahrung, ein bis zwei Jahre bei den gängigen Oberflächen NiAu
und HAL als unbedenklich an, wenn diese ordentlich luftdicht verpackt und gelagert
wurden. Außerdem führen wir nach längeren Lagerungszeiten im Zweifelsfall Löttests zur
Probe durch.
Hinweis: Das Aufbringen eines Date-Codes (nach Kapitel 3.1.5 Kennzeichnungen der
Leiterplatte) ermöglicht auch, dass Überproduktion, die schon beim Leiterplattenhersteller
überlagert ist, im Wareneingang zurückgewiesen werden kann.
INFO
3.2 SMD-Bestückung
Als Grundlage für die Elektronikfertigung dienen Schwerpunktmäßig
die unter 1.1 genannten Fertigungsrichtlinien:
z.B. ANSI/IPC-A-610 : Abnahmekriterien für Elektronische Baugruppen
Sollten Sie Hausnormen mit anderen Abnahmebedingungen haben, sind wir gerne
bereit diese zu prüfen.
Seite 23
3.2.1
Bauelemente
3.2.1.1 Allgemeines zur Platzierung von Bauteilen
Allgemeine Empfehlungen zur Platzierung von Bauelementen im Hinblick auf eine spätere
optimale Fertigung im Hinblick auf Qualität und Wirtschaftlichkeit:
-
ICs sollten die gleiche Ausrichtung (nach PIN 1) haben
Alle Bauteile sollten in einheitliche Richtung gepolt werden
Axiale Bauteile sollten möglichst in eine Richtung gehen und dasselbe Raster haben
Durchkontaktierungen unter Kühlkörpern wegen Kurzschlussgefahr vermeiden
Schwere Bauteile sollten mechanisch gesichert werden (z.B.: Trafos)
Durchkontaktierungen in der Mitte von SMD-Bauteilen sollen vermieden werden, falls
Klebetechnik erforderlich ist.
Am Rand der Leiterplatte sollen entlang von 5mm der längeren parallelen Seiten keine
SMD-Bauteile und vor allem keine empfindlichen Keramikkondensatoren platziert
werden.
Bauteile sollten leicht zugänglich sein, damit ein Austausch möglich gemacht wird
Prüfen, ob die Platzierung der Bauteile einen logischen Signalfluss gibt.
-
-
Wir können Ihnen anbieten, Ihr Layout bei uns prüfen zu lassen.
3.2.1.2 Übersicht
HINWEIS
Die nachfolgende Übersicht ist ein Spektrum der gängigen, von uns standardmäßig
bestückbaren SMD-Bauformen. Sollten Sie Bauteile darin nicht finden, sprechen Sie mit
uns, da wir eine ständige Verbesserung unserer Technologie betreiben.
Seite 24
Bei Sonderbauformen muß spezifisch geprüft werden, ob Verfahrensänderungen
oder Werkzeugbeschaffungen (z.B. Sonder-Nozzle) nötig sind.
Form
Chip (Quaderform)
Zylinderform
HalbleiterBauform
IC-Bauform
Wdst./Kond.
Wdst./Kond.
Wdst./Kond.
Wdst./Kond.
Wdst./Kond.
Wdst./Kond.
Bevorzugte
Verpackung
Gurt
Gurt
Gurt
Gurt
Gurt
Gurt
Bevorzugte
Lötmethode
W,R
W,R
W,R
W,R
(W),R
R, *
Wdst./Kond.
Gurt
W,R
Wdst./Kond.
Gurt
W,R
Wdst./Kond.
Gurt
W,R
Dioden
Gurt
W,R
SOT 23, 89
SOT 143, 223, 323, 343
SOD 123, 323, 343
Halbleiter
Halbleiter
Halbleiter
Gurt
Gurt
Gurt
W,R
W,R
W,R
SO4 bis SO68
SOL16 bis SOL48
VSOP24 bis VSOP56
SOJ16 bis SOJ42
ICs
ICs
ICs
Speicher
Speicher,
Microproz.
Gurt, Magazin
Gurt, Magazin
Gurt, Magazin
Gurt, Magazin
(W),R
(W),R
R
R
ASICs
Magazin
R
ICs
ICs
ICs
Magazin
Magazin
Magazin
R
R
R
Bezeichnung
Gängig für
2220 (5,6mmx5,0mm)
1812 (4,6mmx3,2mm)
1206 (3,2mmx1,6mm)
0805 (2,0mmx1,2mm)
0603 (1,6mmx0,8mm)
0402 (1,0mmx0,5mm)
Melf (0207)
(5,5mmx2,2mm)
Mini-Melf (0204)
(3,6mmx1,4mm)
Micro-Melf (0102)
(2,2mmx1,1mm)
SOD 80 bis 87
PLCCs bis 84
QFPs
(Fine Pitch bis QFP 112)
SOPs
MFPs
BGAs
Sonstige
Tantals
Elkos
Spulen (SIMID)
LEDs (L11206J, LHT674)
Quarze
Connectoren
Potentiometer
Taster
Schalter
Stecker-, Stift-,
Buchsenleisten
Gurt, Magazin R
je nach Bauform verwendbar, siehe
Kapitel 3.2.1.3 – Bauteile: Eigenschaften
W – Wellenlöten
(W) – nicht empfohlen, aber möglich
R – Reflow-Löten
* – kleinstes Bauteil was bei riese
standardmäßig verarbeitet werden
kann (andere Größen auf Anfrage.
Bitte Druckdatum dieses Buches
hierbei beachten)
Tabelle 3-3 : Übersicht SMDs
Seite 25
3.2.1.3 Bauteile: Eigenschaften
Damit SMDs von Automaten bestückt werden können, ist auf folgende Punkte zu achten:
 Jedes Bauelement muss eine plane (flache) Fläche auf der Oberseite im geometrischen
Mittelpunkt des Bauelements haben, damit dieses mit den Vakuumpipetten der
Automaten aufgenommen werden kann, wie z. B.:
-
SMD-DIP-Schalter mit Folienklebepunkt auf Schalterfläche
SMD-Spulen mit verlackter Oberfläche
 Alle Pins der SMDs müssen plan aufliegen
 Die Bauteile sollten möglichst gegurtet sein
Bei sonstigen oder Sonderbauteilen sprechen Sie uns bitte an, wie z.B. THR
THR: Through Hole Reflow:
Bauteile die per THT eingesetzt werden müssen, können mit THR per SMD-Fertigung
gelötet werden. In die Kontaktöffnung wird Lötpaste eingefüllt und das THT Bauteil wie
üblich eingesetzt. Das Bauteil wird zusammen mit den SMD Bauteilen gelötet. Vor allem
bei Steckern ist hier auf die Temperatureigenschaften des Kunststoffes zu achten, da er
sich beim Reflow-Löten sonst leicht verformen kann. Alternativ können z.B. Stecker in
reinen SMD Baugruppen auch eingepresst werden.
3.2.1.4 Bei Materialbeistellung zu beachten
SMD Bauelemente werden in speziellen Zuführeinheiten (Feeder) in Form von
Rollenware, Trays oder Stangen zugeführt.
SMDs sollten in folgenden Zuführeinheiten geliefert werden:
 Gegurtet auf Rolle
(auch bei ICs bevorzugt
verwenden, nicht für Fine Pitch
siehe Kapitel 3.2.3)
 Stangen (vermeiden)
 Flächenmagazine/Trays
(vor allem für Fine Pitch)
Alle SMD-Normbreiten
8 / 12 / 16 / 24 usw. mm
SO / SOL / PLCC
(bis PLCC44)
Flat Packs / PLCC / QFP
(bis PLCC84 / QFP112)
Abbildung 3-8: Zuführeinheiten für Bestückautomaten
Seite 26
Schüttgut kann auf Vollautomaten nicht verarbeitet werden und müsste unter hohem
Aufwand in eine der oben genannten Zuführeinheiten eingebracht, oder bei kleinen
Stückzahlen, per Hand bestückt werden, was aber aufgrund mangelnder Effizienz nicht
empfehlenswert ist. Aufgrund möglicher prozessbedingter Ausfälle benötigen wir bei der
Beistellung von Widerständen, Dioden, Transistoren und ähnlichen Bauteilen auf Gurten
oder in Stangen einen kleinen Überhang in Höhe von ca. 3 % (bei ICs und sonstigen
Bauelementen auf Trays ca. 1 %).
Gegurtete Bauteile sollten möglichst auf kompletten Rollen und nicht in kurzen Stücken
beigestellt werden. Dabei sollte am Anfang ca. 30 cm Leerband zum Einrichten in die
Zuführeinheiten vorgesehen werden. Des Weiteren sollten die Gurte nicht geknickt sein.
HINWEIS
Es wurde der Optimalzustand für eine wirtschaftliche Lösung beschrieben, sollten hier aus
Ihrer Sicht Probleme auftreten, finden wir sicherlich eine Lösung, sprechen Sie uns einfach
an.
Sollte Material auf Grund kleiner Stückzahlen nur in Stangen zu erhalten sein, kann es
durch Dienstleister gegurtet werden. Dies können wir für Sie organisieren.
3.2.2
Layoutgestaltung
3.2.2.1 Lageerkennungsmarken (Fiducials)
Um beim Bestücken von Leiterplatten in Automaten mit optischem Lageerkennungssystem
eine höchst mögliche Setzgenauigkeit zu erreichen, sind Lageerkennungsmarken
zwingend erforderlich.
Über die Kameras des Systems werden diese Marken erkannt, wodurch die Maschine
erkennen kann, ob die Platine korrekt oder falsch herum eingezogen wurde. Liegt die LP
falsch, wird der Bestückvorgang erst gar nicht gestartet, sondern eine Meldung über die
Signallampen, einen Ton und den Monitor ausgegeben.
Des Weiteren werden mit diesem System auch kleinste Verschiebungen oder Drehungen
der LP erkannt, wodurch die Maschine selbständig die einprogrammierten
Bauteilepositionen korrigiert und somit immer ein exaktes Bestückungsbild entsteht.
Wenn auf der LP keine Lageerkennungsmarken (fiducials) vorhanden sind, können diese
gegebenenfalls durch den LP-Lieferanten aufgebracht, oder bei Nutzenfertigung im
Nutzenrand eingearbeitet werden.

Art der Marken:
Grundsätzlich sollten Positivmarken Verwendung finden, d.h. eine helle, reflektierende
Marke auf dunklem Untergrund. Der dadurch entstehende Kontrast, zwischen Marke und
Hintergrund, sollte für alle Marken einer Leiterplatte gleich sein. Zusätzlich ist zu beachten,
dass in unmittelbarer Nähe der Marken (ca. 3-5 mm) keine ähnlichen Strukturen
vorhanden sind.
Seite 27

3 mm
R
mm
0,5
3 mm
Wir sind in der Lage verschiedenste Arten von Marken zu
verarbeiten. Die besten Ergebnisse werden jedoch bei einem
Punkt mit dem Durchmesser 1 mm erzielt. Die Passermarken
sollten frei von Löstopp und nicht verzinnt sein, da sie sonst
nicht optimal erkannt werden können. Am einfachsten wäre
eine reine Cu-Passermarke. Zur einfacheren Handhabung
sollten auf einer Leiterplatte nur Marken gleichen Typs
verwendet werden.
Anzahl und Position der Marken:
Für die höchste Genauigkeit sind je Baugruppe mindestens zwei, besser drei Marken auf
jeder Seite vorzusehen. Diese sollten soweit wie möglich auseinander, am besten in den
Eckregionen, angeordnet sein. Bei vier Marken sollte eine Marke mit größerem Abstand zum
Rand gesetzt werden.

30mm
Um erkennen zu können, ob die Leiterplatte
richtig herum im Gerät liegt, sollten die Marken
einen verschiedenen Abstand zum Rand haben.
Zum Beispiel 20 und 30mm.
20mm
Abbildung 3-9: Position der Lageerkennungsmarken auf LP
Wird die Leiterplatte aufgrund ihrer Größe in einem Fertigungsnutzen verarbeitet (siehe
3.1.7 - Nutzengestaltung), so gibt es folgende Möglichkeiten:

Abbildung 3-10: Lageerkennungsmarken auf Nutzen
Seite 28
Um jede Leiterplatte des Nutzens einzeln zu
vermessen, sind je Platine mindestens zwei
Marken nötig.

Wenn nur der komplette Nutzen vermessen
werden soll, reichen zwei bis drei Marken laut
Vorgabe auf dem Nutzen aus.
Abbildung 3-11: Minimale Anzahl von Lageerkennungsmarken auf Nutzen
Sind auf der Leiterplatte SMD-Bauelemente mit Raster zwischen 0,5 mm und 0,635 mm
vorhanden, oder Bauelemente die Lötflächen auf der Unterseite haben, wie z.B. BGAs, so
sind 2 zusätzliche Marken (local fiducials), in ca. 3 – 5 mm Abstand um Bauelement, zur
partiellen Erhöhung der Genauigkeit vorzusehen. (siehe auch Kapitel 3.2.3 - Fine Pitch).
3.2.2.2 Klemmbereiche
Die Leiterplatten werden innerhalb der SMD-Linien mit Klemmsystemen gehalten.
Dadurch ergibt sich an den Längsseiten der Leiterplatte ein Bereich von 5 mm, in dem sich
weder Bauelemente noch SMD-Pads befinden dürfen.
Kann diese Forderung nicht eingehalten werden, so ist ein Fertigungsnutzen (siehe Kapitel
3.1.7 - Nutzengestaltung) oder zumindest ein Bearbeitungsrand vorzusehen.
5,0 mm
2,5mm
5,0 mm
Abbildung 3-12: Klemmbereich von LP in Bestückautomaten
Seite 29
3.2.2.3 SMD-Pad-Gestaltung
Wichtig bei der SMD-Pad-Gestaltung ist, dass die Pads nicht kleiner als die darauf zu
positionierenden Bauteilanschlüsse sind. Des Weiteren sollten die Layoutempfehlungen nach
IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits) Anwendung finden.
Diese sind in der Designrichtlinie des Fachverband Elektronik-Design e.V., kurz FED,
verzeichnet unter:
IPC-7351
Systematik der Designvorschriften des IPC
3.2.2.4 Platzierung von SMD-Bauelementen
 Reflow-Technik
Um ein Abfließen des Lotes in die Bohrung (Kapillarwirkung) zu vermeiden, müssen die
SMD-Pads durch mindestens 0,3 mm Lötstopplack von Bohrungen getrennt sein. Wenn die
Durchkontaktierungen im Bereich von 0,1 mm Durchmesser liegen, können diese auch im
SMD-Pad akzeptiert werden (siehe auch Kapitel 3.1.3 – Durchkontaktierung).
Dies gilt auch für direkt verbundene, weitere angeschlossene Pads, vor allem wenn diese
größere oder kleinere Pads haben.
Bleifreies Lot hat ein kleineres Prozessfenster als bleihaltiges. Mit Prozessfenster sind hier
die Unterschiede zwischen den Temperaturbereichen des bleihaltigen, gegenüber bleifreien
Lötprozesses gemeint. Dieses ist bei bleifreiem um ~30° kleiner als bei bleihaltigem.
Deswegen werden Designfehler weniger häufig als bei verbleitem Lot verziehen.
Die Standardpastenlegierung für bleifreies Löten bei riese electronic gmbh ist SnAgCu. Das
Lötprofil orientiert sich an der J-STD-020.
Nach Möglichkeit sollte eine gleichmäßige Verteilung großvolumiger Bauteile angestrebt
werden. Dies fördert die gleichmäßige Wärmeverteilung auf der Leiterplatte während des
Reflow-Lötvorgangs.
Große und/oder schwere Bauteile (ICs, Tantals, Stecker, Potis, ...) sollten auf der
Bestückseite vorgesehen werden, kleine und leichte Bauteile nach Bedarf auf der Lötseite.

Wellen-Technik (Löten von geklebten SMD Bauelementen)
-
Lötschatten
Grundsätzlich muss beim Wellenlötverfahren ein größerer Abstand zwischen den
Bauteilen eingehalten werden, um das Abschatten von dahinter liegenden Bauteilen zu
vermeiden.
Auch sollten die Bauteile (besonders ICs und hohe Bauteile) längs zur Lötrichtung
angeordnet sein. Die Lötpads sollten nur unwesentlich breiter sein als die
Anschlussflächen der Bauteile.
Seite 30
Lotschatten
Lotschatten
Lotschatten
Falsch
Bewegungsrichtung der Leiterplatte
Richtig
Abbildung 3-13:
Lotsschattenbildung
beim Wellenlöten
Abschatten (vom Lötzinn) heißt, dass beim Lötvorgang durch die Vorwärtsbewegung der
Leiterplatte hinter den Bauteilen eine bestimmte Fläche, der sogenannte Lötschatten, nicht
vom Lötzinn bedeckt wird (siehe Abbildung 3-13).
In diesem Lötschatten liegende Bauteile werden oft nicht richtig verlötet. Um diesen Effekt
zu vermeiden, werden in unserem Hause auch entsprechende Doppelwellenlötverfahren
bei bleihaltigem Prozess eingesetzt. Bei bleifreiem Prozess wird auf einer
Wörthmannwelle gelötet.
Die Chip-Welle beim Verbleiten Löten, die hauptsächlich für das Anlöten der SMD Bauteile
notwendig ist, wird gefolgt von der Laminar-Welle, welche THT Bauteile anlötet
-
Lotfänger
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass beim Wellenlöten von ICs oder ähnlichen
Bauteilen immer am letzten Lötpad zuviel Zinn hängen bleibt.
Verhindern kann man dies, vorausgesetzt es ist genügend Platz vorhanden, indem man
einen zusätzlichen Lötkontakt aufbringt, einen sogenannten Lotfänger. Dieser hat nur die
Aufgabe das überschüssige Lötzinn aufzunehmen, welches sich ansonsten am davor
liegenden Lötkontakt anlagern würde und zu einer Brückenbildung führen könnte.
Lotfänger
Bewegungsrichtung der Leiterplatte
Abbildung 3-14: Lotfänger auf LPs
Bei bleifreiem Löten sind diese Lötfänger von noch größerer Bedeutung als bisher.
Einfache SO ICs können noch einigermaßen gelötet werden sonst sollten Bauteile in ICForm sollten auf der Wellenlötseite vermieden werden.
Seite 31
Viele Bauelemente wie kleine Chipbauelemente, Stecker oder hohe Bauelemente können
ebenfalls nicht über die Welle gelötet werden.

Layouthinweise zu doppelseitige SMD Bestückung mit THT Bestückung
Ist es unvermeidbar SMD Bauelemente beidseitig, in Kombination mit THT Bauelementen
zu konstruieren, hier verwenden wir in der Regel Selektivlötmasken. Dabei werden
zunächst beide Seiten bestückt und Reflow gelötet. Die Reflow gelöteten Bauelemente auf
der Wellenseite werden dann durch eine Selektivlötmaske geschützt.
Folgende wichtige Hinweise sind dabei zu beachten:
-
Hierbei können nur SMD Bauelemente mit ca. 3 - 5 mm Höhe maskiert werden
Höhere Bauelemente als ca. 3 - 5 mm sollten auf THT Bestückseite platziert werden
Abstand von SMD Bauelementen bzw. Lötpads zu THT Bauelementen bzw. Lötungen
sollten mindestens 3 mm betragen.
3.2.3
Fine-Pitch
Speziell bei der Gestaltung von Leiterplatten mit Fine-Pitch-Bauelementen, kurz FPs,
welche sich durch Rastermaße unter 0,8 mm charakterisieren, muss das Layout der
Leiterplatte optimal gestaltet werden.
Hierbei sind folgende Punkte von besonderer Wichtigkeit:
 Das Pad sollte breiter sein als der
Bauteilanschluss
 Es sollte sich Lötstopplack zwischen den
Pads befinden
 Lokale Lageerkennungsmarken sollten im
Bereich des Flat-Packs vorhanden sein
 Verbindungen benachbarter Pads sollten
nicht direkt zwischen den Pads verlaufen
Abbildung 3-15: Layoutanforderungen bei Fine-Pitch - Bauteilen
3.2.4
BGA - Ball Grid Array
BGA ist eine SMT-Bauform. Mit der Ball Grid Array – Technologie können Anschlüsse auf
der Bauteilunterseite untergebracht werden, indem Lotkügelchen (daher die Bezeichnung
Ball) dort aufgetragen werden. Dies hat den Vorteil mehr Anschlüsse auf kleinerer Fläche
unterzubringen.
Der Flip Chip, anfänglich entwickelt von IBM ist eine „nackte“ (engl. Bare, d.h. Bauteil ist
nicht gehaust) Bauform von BGA. Der Chip liegt vor der Bestückung mit den Lotkügelchen
nach oben und wird dann für die Bestückung um 180° gedreht. Daher der Name „Flip“
Chip.
Seite 32
3.2.5
Lötpasten- und Kleberschablonen
Lötpasten und Kleberschablonen hängen von vielen Faktoren ab, neben der
Schablonenstärke, der Oberflächen oder Endbehandlung ist vor allem die Nutzengestaltung
und Größe hinsichtlich der heute oft eingesetzten Standardspannrahmen ein Hauptpunkt,
dass Schablonen von Vorlieferanten nicht bei riese electronic gmbh eingesetzt werden
können. Die Erfahrung zeigt auch, dass vor allem durch einen schlechten Pastendruck die
meisten Lötfehler im Prozess entstehen.
Gerne prüfen wir, ob Ihre vorhandene Schablone bei uns eingesetzt werden kann. Es
empfielt sich jedoch, dass unsere Schablonenhersteller nach Ihren CAD Daten die
Schablonen designen. Die Erfahrung zeigt, dass hier die besten Ergebnisse erzielt werden.
Vorgehensweise bei Lötpastenschablone:
Die Lötpastenschablone wird auf die Platine gelegt, so dass die Aussparungen mit den Pads
übereinstimmen. Mit einem Rakel (Spachtel) wird nun die Lötpaste, welche unter anderem
auch Flussmittel enthält, über die Schablone auf die Platine aufgetragen.
Vorgehensweise bei Klebeschablone:
Die Klebestellen werden wie auch die Lötpaste über eine Schablone aufgetragen.
Dies wird in der Regel durch unseren Lieferanten für Kleberschablonen nach einer speziellen
Bibliothek umgesetzt.
3.2.6

Verschiedene Löttechniken
Reflow-Löten
Beim Reflow-Lötverfahren (Aufschmelz-Lötverfahren) wird Lötpaste auf die Leiterplatte
aufgebracht, und die Bauteile bestückt. Durch Wärmezufuhr wird das Lot
aufgeschmolzen und es kommt zur Ausbildung einer Lötstelle.
riese electronic gmbh setzt hier neben der konventionellen Reflow Lötanlage auch bei
bestimmten Baugruppen eine Dampfphase ein, die vor allem bei temperaturkritischen
Bauelementen und z.B. stark masseflächenhaltigen oder ALU-Leiterplatten große
Vorteile bietet.

Wellenlöten
Beim Wellenlöten werden durchgesteckte Bauelementeanschlüsse, sowie vorher mit
Kleber fixierte SMD Bauelemente über eine Welle aus flüssigem Lot geführt, wobei es
zur Ausbildung einer Lötverbindung kommt.
Die Standard-Bleilegierung SnPb wird in der Regel bei nicht RoHS konformen
Baugruppen verwendet.
Seite 33
Für RoHS Konforme („bleifrei“)
Baugruppen wird die SnPb
Legierungen durch Legierungen wie
SnCu, SnAg oder SnAgCu sowie
SnCuNi ersetzt. Letztere wird auch bei
riese electronic gmbh eingesetzt.
Benötigen Sie nähere Informationen zu
eingesetzten Lötmitteln sprechen Sie
uns an.
Abbildung 3-16: Lötanlage

Selektivlöten
Vielfach sind heute bei schwerpunktmäßig SMD montierten Bauelementen nur noch
wenige THT Bauelemente eingesetzt. Vor allem, wenn beidseitig SMD Bauelemente
verarbeitet sind.
Da Handlötung und Selektivlöten mit einem entsprechenden Selektivlötautomaten in der
Regel teuer ist, arbeiten wir viel mit Selektivlötmasken, wo SMD Bauelemente im
Wellenlötprozess abgedeckt sind, und nur die bedrahteten Anschlüsse gelötet werden
(siehe hierzu auch Layouthinweise im Kapitel 3.2.2.4 – Platzierung von SMDBauelementen).
3.2.7
Maschinenpark SMT
Unser SMT-Maschinenpark besteht aus mehreren Linien in unseren Fertigungsstätten.
Hier findet sich für jede Baugruppe (Losgröße) die „passende“ Linie.
Als Beispiel sehen sie im Anschluss ein Bild einer typischen SMD-Produktionslinie
bestehend aus Lader, Drucker, Bestücker(n), Transporteinheiten und (Reflow-)Lötanlage
wie sie im Hause riese electronic gmbh vorkommt.
Abbildung 3-17: Yamaha I-Pulse Linie. Bestehend aus Speedprint-Pastendrucker
zwei Bestückern und einem Rehm-Reflowofen
Seite 34
3.3 THT- Bestückung
3.3.1
Materialvorbereitung
Um konventionelle Bauteile zu bestücken, müssen deren Anschlüsse meist nach
kundenspezifischen Anforderungen (Stücklisten, Bearbeitungscodes, sonstige
Vorschriften) gebogen, abgeschnitten oder speziell geformt (z.B.: gesickt), in einem Wort konfektioniert werden. Für eine maschinelle Konfektionierung ist dabei nur die sogenannte
Gurtware (möglichst auf Rolle) geeignet. Bei losem Anlieferungszustand müssen alle
Bearbeitungsschritte an dafür vorgesehenen Vorrichtungen von Hand ausgeführt werden.
Auch zur automatischen Bestückung ist ausschließlich Material in Gurten auf Rolle
verwendbar.
3.3.2
Konfektioniergeräte
Für das Konfektionieren der Bauteile verwenden wir verschiedene Geräte:


3.3.3
für axial gegurtete Bauelemente wie z.B. Widerstände stehen Schneid- und
Biegeautomaten z.B. von Streckfuß zur Verfügung
für diverse spezielle Bauelemente verfügen wir z.B. über Schneideplatten zum
Kürzen und Formen von Einzelbauelementen
Montagetätigkeiten
Unsere Montagetätigkeiten sind vom Einpressen, Vernieten oder Verschrauben von
Steckerleisten über die Befestigung von Kühlkörpern an Leistungsbauteilen sehr vielfältig.
Aber auch schwierig bestückbare Bauteile werden mit entsprechendem Werkzeug montiert.
Hierzu werden bei Bedarf auch Montagelinien mit z.B. Drehmomentschraubern eingesetzt.
Für die Durchführung dieser Arbeiten sind Vorgaben in Form von Montagezeichnung,
Drehmomentangaben, etc. besonders hilfreich.
Viele aktuelle Montagetätigkeit wie z.B. Verkleben, Heißverstemmen oder Ultraschall- bzw.
Laserverschweißen von Kunststoffteilen können wir Ihnen ebenfalls im Hause oder bei
entsprechenden Partnern anbieten.
Zu Komplettgerätemontage siehe auch Kapitel 3.5.5 - Endgerätemontage
3.3.3.1 Einpresstechnik
Mittels einer Handpresse oder bei Bedarf mit einer regelbaren Druckluftpresse können
Stecker in Einpresstechnik auf Leiterplatten montiert werden.
3.3.3.2 Niettechnik
Es werden neben diversen Pressen und Nietvorrichtungen, schwerpunktmäßig auch Geräte
zum Verarbeiten von vielseitig verwendbaren Avdel Nieten der Typen AVLUG und BRIV
eingesetzt.
Seite 35
3.3.3.3 Schweißtechnik (z.B. Heißverstemmen, Ultraschall- oder Laserschweißen)
Beispielsweise Kunststoffschalter, Steckgehäuse oder spezielle Montageteile können, sofern
sie dafür vorgesehen bzw. geeignet sind, auch durch Schweißen auf Leiterplatten befestigt
werden.
3.3.3.4 Klebetechnik
Zusätzliche Bauteilefixierungen oder sonstige Klebeverbindungen z.B. mit Heißkleber
(Hotmelt) oder speziellen Konstruktionsklebstoffen sind möglich.
3.3.4
Layoutgestaltung bei automatischer Bestückung von axialen THT
Bauelementen
Grundsätzlich können Sie sich beim Layouten an der IPC
2220 orientieren. Falls die untenstehenden Angaben von
denen der IPC abweichen, haben unsere Angaben
Priorität, da sie speziell auf unsere Fertigungsbedürfnisse
abgestimmt sind. Des Weiteren sollten Sie sich je nach
Ihrer Branche an die dort geltenden Normen halten.
1 Drahtdurchmesser, mindestens 0,8 mm
Abbildung 3-18: Biegevorschrift bedrahteter Bauteile
Bei den Rastermaßen der Bauteile sollten die Biegevorschriften berücksichtigt werden. Diese
besagen, dass die Biegung des Anschlussdrahtes einen Abstand von einem
Drahtdurchmesser, mindestens aber 0,8 mm, vom Bauteilkörper betragen sollte, um diesen
nicht zu beschädigen.
Um eine automatische Bestückung zu ermöglichen, gibt es zusätzliche Anforderungen an
das Layout:








Leiterplattenstärke zwischen 0,8 mm und 2,3 mm
zwei Fanglöcher, auf einer Geraden angeordnet (Standard-Durchmesser 3,0 mm)
Bauteilrastermaß zwischen 7,6 mm und 20,0 mm
Lochdurchmesser muss mindestens 0,9 mm sein und 0,25 mm größer als der Pin
Bauteildurchmesser zwischen 0,4 mm und 0,9 mm
Maximale Anzahl verschiedener Bauteile des Axial-Bestückers: 112 in einem
Arbeitsgang
Maximale Anzahl verschiedener ICs der IC-Bestücker: 64 in einem Arbeitsgang
(Falls mehr verschiedene Bauteile pro Platine bestückt werden sollen, kann dies durch
mehrere Bestückungsdurchläufe realisiert werden.)
Bestückbare ICs:
- 0,3-Zoll mit 8 bis 24 Pins
- 0,6-Zoll mit bis zu 40 Pins
Seite 36
3.3.5
Maschinenpark THT
Unser THT-Maschinenpark besteht aus vollautomatischen IC-Bestückern, sowie einem
vollautomatischen Axialbestücker.
IC-Bestücker
Axialbestücker
Abbildung 3-19: Maschinenpark THT
Seite 37
3.4 Gängige Testverfahren bei riese electronic gmbh
Es gibt heute eine ganze Reihe von unterschiedlichen Testverfahren, die fehlerhafte
Baugruppen aufdecken können.
Es gibt keinen Test der alleine die 100%tige Funktion einer Baugruppe zum Auslieferstand
abdecken kann. Deshalb sind im Hause riese electronic gmbh mehrere Testsysteme und –
Verfahren im Einsatz. Einige wichtige stellen wir im Folgenden kurz vor.
3.4.1
AOI (Automatisches optisches Inspektionssystem)
Ein AOI (Automatisches optisches
Inspektionssystem) dient der optischen
Überprüfung von bestückten
Leiterplatten. AOIs haben vorteilhafte
Funktionen, wie beispielsweise die
Möglichkeit 3D-Bildaufnahmen von einer
Platine zu erstellen. Ein AOI kann nach
der Leiterplattenbestückung, sowie nach
dem Auftragen der Lötpaste oder nach
dem Löten eingesetzt werden, sowohl
als Stand-Alone oder als Inline.
.
Abbildung 3-20: AOI
riese electronic gmbh setzt als AOI ein Mehrkamerasystem von Orprovision (früher
Orbotech) ein
3.4.2
MOI (Manuelle optisches Inspektion)
Eine Sichtkontrolle durch Mitarbeiter mit
oder ohne optische Hilfe wie Lupen oder
spezielle Vergrößerungseinrichtungen
wird durchgeführt, wo spezielle Punkte
optisch zu prüfen sind.
Für die MOI stehen neben
Standardlupen auch Systeme für höhere
optische Auflösung wie z.B.
Kamerasystem mit Bildschirm oder
Ersascope zur Verfügung.
Abbildung 3-21: MOI
Seite 38
3.4.3
InCircuit-Test (ICT)
Der InCircuit Test ist in der Regel als Vortest von Leiterplatten oder Komponenten eines
Systems eingesetzt. Sind mehrere Baugruppen in einem Gerät, und Sie wollen
hauptsächlich das Endgerät testen, machen z.B. InCircuit Tests einen Sinn, die in der
Regel die Baugruppen auf richtige und komplette Bestückung vorprüfen.
Beim InCircuit Test wird die Baugruppe über Testnadeln an verschiedenen Knotenpunkten
adaptiert. Hierbei werden dann in der Regel über separierte Strom und Spannungsmessungen einzelne Bauelemente überprüft.
Die Knotenpunkte müssen von einer Seite als Testpunkt kontaktierbar sein. Der an den
InCircuit Tester angeschlossene PC wertet mit spezieller Prüfsoftware anhand eines
Baugruppenspezifischen Prüfprogramms aus.
Ein InCircuit Test kann Auskunft darüber
geben, ob die korrekten Bauteile bestückt
wurden und gegebenenfalls richtig gepolt und
verlötet sind.
Des Weiteren können Kurzschlüsse z.B. von
Lötprozess oder Leitungsunterbrechungen
aufgefunden werden. Bei komplexen
Bauelementen ist dieses Verfahren jedoch
nur begrenzt aussagefähig, z.B. wenn über
einen Bus mehrere ICs miteinander vernetzt
sind oder Parallelschaltungen vorliegen, z.B.
Widerstand & Spule, Elko & kleinerer
Kondensator etc.
Abbildung 3-22: InCircuit-Tester
Mit dem ICT-Verfahren kann die Baugruppe in der Regel nicht oder meist nur sehr
eingeschränkt auf ihre Funktion getestet werden.
Weitere Hinweise für den Entwickler oder Layouter:
Für Widerstände kleiner ca. 200 Ohm sind in der Regel je Knoten 2 Testpunkte vorzusehen,
da hier eine 4-Draht-Messung (Kelvin-Messung) notwendig ist.
Seite 39
Testpunkte können folgendermaßen
ausgeführt sein:

Lotüberstand bedrahteter Bauelemente ca.
75mil (ca. 2mm)

Separate Test-Pads vorzugsweise im
100mil-Raster (ca. 2,5mm)

Bei Platzproblemen können notfalls auch
Durchkontaktierungen (frei von
Lötstopplack ) vorzugsweise auch im
100mil-Raster (ca. 2,5mm)
falsch
richtig
Abbildung 3-23: Kontaktierung von Testpunkten
Als Testpunkte dürfen KEINE Bauteile oder Bauteilanschlüsse vorgesehen werden, da das
Risiko besteht, ein Bauteil zu beschädigen oder eine Testverfälschung zu erzeugen.
Durch die Kontaktierung können Unterbrechungen erst erzeugt oder aber kalte Lötstellen
durch die Nadel (teilweise für eine gewisse Zeit fortdauernd und temperaturanfällig)
überbrückt werden. Eine Ursache für einen unter Umständen nicht unerheblichen zuverlässigkeitsbedingten Serviceaufwand im späteren Feldeinsatz kann damit vermieden werden.

Die Testpunkte selbst sollten einen Durchmesser von mindestens 0,81 mm (32 mil)
haben – besser noch ca. 1.5..2 mm (60..80 mil).

Der Abstand zwischen Testpunkten und benachbarten Bauteilen soll mindestens 80%
der Höhe der benachbarten Bauteile sein:

als „Abstandsbereich Testpunkt – Bauteil“ gilt: Minimum 0,6 mm .. Maximum 5,0 mm.

Der Abstand der Testpunkte untereinander sollte mindestens 2,54 mm (100 mil)
betragen, was die Verwendung von Nadeln mit 2 mm Durchmesser ermöglicht.

Sollte dies aus Platzgründen nicht realisierbar sein, so kann der Abstand auf bis zu 1,27
mm (50 mil) reduziert werden. Dies hat allerdings zur Folge, dass Prüfnadeln mit einem
Durchmesser von 1 mm verwendet werden müssen. Diese Nadeln sind im Betrieb
anfälliger und aufwendiger in der Wartung.

Eine gleichmäßige Verteilung der Testpunkte beugt einer Verbiegung der Leiterplatte
beim Einspannen in die Prüfvorrichtung vor.

Des Weiteren sollten die Testpunkte mit Lötzinn oder einer anderen leitenden,
NICHT-oxidierenden Beschichtung (vorzugsweise: Gold) überzogen sein.

Alle Testpunkte sollten von einer Seite der Leiterplatte verfügbar sein. Eine zweiseitige
Kontaktierung ist möglich, verteuert jedoch den Adapter erheblich.

Für die Fixierung der Leiterplatte auf dem Nadelbettadapter werden generell 2
Fanglöcher benötigt, vorzugsweise 3mm Durchmesser.

Soll die Leiterplatte im Nutzen geprüft werden, werden im allgemeinen MINDESTENS 4
Fanglöcher benötigt, vorzugsweise auch 3mm Durchmesser
Hat die Leiterplatte eine unregelmäßige Kontur (Rundungen oder Schrägen), so sollte zur
Herstellung der Vakuum-Dichtlippe eine Konturzeichnung vorhanden sein (nur bei Prüfung
im Vakuum-Adapter).
Seite 40
3.4.4
Funktionstest
Für einen Funktionstest von Baugruppen oder Endgeräten werden in der Regel folgende
Dokumente benötigt:






Kurzbeschreibung des Produkts
vollständige Schaltpläne
vollständige Bestückungspläne
detaillierte Beschreibung des Testablaufs inklusive der erforderlichen Toleranzen
ggf. Beistellung von speziellen Testprogrammen
ggf. Beistellung von spezieller Testhardware
Wird die zu testende Baugruppe während der Prüfung notwendigerweise von einem
Controller / Prozessor gesteuert, sichern hier dezidiert aufrufbare Prüfroutinen / -programme
eine wesentlich höhere Testtiefe / -abdeckung.
Zum Beispiel lassen sich so Displays und Tasteneingaben auf einfache Art und Weise sicher
dann zu 100% prüfen. Meist sind auch Ports & Steckverbinder zusätzlich überprüfbar.
Bei im Layout verfügbarem Platz sollte daran gedacht werden, Ports & Steckverbinder via
Controller-Testroutine ansteuerbar zu gestalten.
Sollte beim Kunden schon ein Testaufbau vorhanden sein, können diese in der Regel
beigestellt werden. Es ist aber oft auch Sinnvoll nach Ihrer Prüfanweisung oder Lasten- /
Pflichtenheft produktspezifischen Testeinrichtungen passend zu unserem Testequipment
in unserem Haus zu entwickeln und zu fertigen (siehe auch Kapitel 4.2.9 – Prüfvorschrift /
Testanweisung).
Abbildung 3-24: Funktionstest mit Octopus Prüfsystem
Seite 41
Kombitester für InCircuit und Funktionstests
Das hier dargestellte Gerät kann sowohl einen
InCircuit-Test als auch einen Funktionstest
durchführen, ist also eine Weiterentwicklung des
InCircuit Testers.
Dabei gibt der an die Apparatur angeschlossene
PC, den Status des einzelnen Teiltestes auf dem
PC-Monitor aus, wie z.B. Abweichung vom
Sollwert oder Hinweise auf Fehler.
Abbildung 3-25:
Kombitest InCircuit
und Funktionstest
Ist der ICT abgeschlossen, kann der Funktionstest gleich im Anschluss per Tastendruck
gestartet werden. Die Baugruppe wird durch Halterungsschrauben und den herunter
klappbaren oberen Teil der Testapparatur, dem sogenannten Niederhalter, fixiert.
Vorteil dieses Systems ist, dass für einen InCircuit (Vor-)Test und eine Funktionsprüfung
nur ein Testadapter erstellt werden muss.
3.4.5
Hochspannungstest
Bei diesem Test wird überprüft, ob die vorgegebene Isolations- und Durchschlagfestigkeit der
Baugruppe gewährleistet ist.
Bei riese electronic gmbh sind entsprechende Hochspannungsgeräte mit variabler
Einstellung bis 5 kV vorhanden.
3.4.6
Burn-In / Run-In Test
Run-In Test:
Innerhalb der Betriebsspezifikation /
Lagerspezifikation werden die Grenztemperaturen
der Baugruppe vorgegeben und die Baugruppe
wird elektrisch getestet. Die Baugruppe kann auf
Langzeitfehler untersucht werden, indem durch
extremes verändern der Temperatur eine
Temperaturbelastung, oder durch längeren Betrieb
eine schnelle Alterung der Baugruppe simuliert
wird.
Abbildung 3-26: Temperaturschrank
Baugruppen werden bei „extremen“ Temperaturen z.B. -20 bis + 80 °C und
gegebenenfalls bei Überspannung, bzw. variierender Spannung betrieben und getestet.
Weiterhin können die Baugruppen mit Lasten betrieben werden. Unsere
Temperaturschränke bieten Ihnen einen Arbeitsbereich von - 40 …+150 °C.
Seite 42
Beim Burn-In Test wird ebenso verfahren, jedoch liegt das Augenmerk hier nicht auf der
Funktion der gesamten Baugruppe, sondern eher auf der Belastbarkeit der einzelnen
Bauelemente, die auf der Baugruppe verwendet werden.
3.4.7
Dauertest
Während des Dauertests werden die Baugruppen über längeren Zeitraum (z.B. ca. 6 – 24
Stunden) einer Dauerbelastung unterzogen, um evtl. Bauelementefehler und Schwachstellen
unter möglichen späteren Einsatzbedingungen zu finden. Dies kann auch in Verbindung mit
Temperaturwechseln mit einem Run-In-Test kombiniert werden.
3.4.8
Kundenspezifische Testsysteme
Haben Sie schon ein Testgerät oder Testsystem und wollen nicht in neue Technologie
investieren, dann können wir evtl. auch Ihr Testsystem verwenden. Sprechen Sie uns an,
wenn Sie ein Testsgerät/-system/-aufbau beistellen wollen, dann können wir Ihnen
gegebenenfalls auch nur Zusatztests wie z.B. MOI oder AOI anbieten.
3.5 Ergänzende Arbeitsgänge
3.5.1
Reinigung / Waschen
Wir arbeiten bei Standardprozessen mit halogenfreien No Clean Fluxern. Das heißt diese
müssen nach der Produktion normalerweise nicht gereinigt werden.
Für bestimmte Anforderungen an die Reinheit von Baugruppen (z.B. in der Mess- oder
Medizintechnik oder bei einem anschließenden Lackierprozess) kann eine Reinigung
erforderlich sein. Wir können z.B. mit entsalztem Wasser oder mit speziellem
Elektronikreiniger im Ultraschallbad reinigen. Sprechen Sie mit uns über Ihre Anforderungen.
 Achtung: Alle Komponenten einer Baugruppe sollten dann waschbar sein. Ist dies nicht
der Fall, müssen die nicht waschbaren Bauteile (z.B. empfindliche elektromechanische
Komponenten wie Schalter oder Relais) nach dem Waschen von Hand angelötet werden.
3.5.2
Lackieren / selektives lackieren (coating)
Zum Schutz der bestückten Baugruppe, z.B.
vor Feuchtigkeit, Schmutz und Vibration,
können diese lackiert werden. Wegen
vorhandener Steckverbindungen oder
Bedienteilen wie Schaltern, ist es heute oft
notwendig, die Baugruppen nur teilweise zu
lackieren.
Man spricht dann von selektivem Lackieren,
wenn einzelne empfindliche Bauteile bzw.
Bereiche gezielt mit Lack überzogen
werden.
Abbildung 3-27: Lackierautomat
Seite 43
Die Platine wird mit einem Schutzlack behandelt, um Korrosion und Oxidation, sowie
Funktionsstörungen oder Schädigungen zu vermeiden, wie sie z.B. in rauen
Einsatzumgebungen im Freien oder in Gebieten mit starken Klimaschwankungen
auftreten, wodurch Betauung Feuchtigkeit durch Kondenswasser auf der Baugruppe
entstehen kann.
Wir bevorzugen speziell für Elektronik entwickelte Standard Lacke wie ihn zum Beispiel die
Firma Peters mit SL 1309 oder SL 1307 anbietet.
Wir können aber gegebenenfalls auch einen von Ihnen qualifizierten Lack verwenden.
Weiterhin ist eine Lackierung mit Dickschichtlack möglich. Die Lackierung erfolgt mit einem
modernen Selektivlötautomat. Eine optische Kontrolle kann durch Einsatz eines unter UV
oder Schwarzlicht fluoreszierenden Lackes erleichtert werden.
Bei der Auswahl der Lacke können wir Ihnen auch weiterhelfen, teilen Sie uns dazu mit, was
Sie schützen wollen, bzw. welchen Einsatzbedingungen die Baugruppe ausgesetzt ist.
Sollte ein kompletter Verguss einer Baugruppe notwendig sein, arbeiten wir seit Jahren mit
erfahrenen Dienstleistern zusammen.
3.5.3
Kennzeichnung
In der Regel erhalten Baugruppen Kennzeichnungen, die Hauptsächlich zur Identifikation
der Baugruppe und des Revisionsstandes dienen. Teilweise werden auch zusätzliche
Etiketten zur Definition des aktuellen Softwarestandes auf programmierten Bauelementen
eingesetzt.
Hauptsächlich werden die Etiketten allerdings auch für eine gegebenenfalls notwendige
Traceability (Rückverfolgbarkeit) eingesetzt.
Ein Produkt kann durch einen Code bestehend z.B. aus Seriennummer und Fertigungsoder Chargendatum auf seine Herkunft z.B. das Produktionslos, sowie wenn nötig,
erweitert auf das darin verarbeitete Material oder die eingesetzten Prozesse überprüft
werden.
Im einfachsten Fall können im Fehlerfall mögliche weitere fehlerhafte Produkte identifiziert,
oder wenn notwendig, vom Kunden zurückgerufen werden.
Verursacht ein Fehler im Produkt beispielsweise einen Schaden, oder bei Automotive,
Medizin- oder Sicherheitstechnik einen Unfall, so kann schnell reagiert und wenn nötig der
möglicherweise betroffene Nummernkreis oder die Charge zurückgezogen werden, um
weiteren möglichen Schaden oder Unfälle durch den gleichen Fehler zu vermeiden.
Dies ist gegebenenfalls ein vor allem durch lückenlose Dokumentation sehr aufwendiger
und somit teurer Prozess, so dass zunächst immer gut überlegt werden muss, wie tief die
Rückverfolgbarkeit tatsächlich erfolgen muss, bzw. tatsächlich ein Rückruf erforderlich
sein kann.
riese electronic gmbh hat ein Traceabilitysystem in verschiedenen Tiefenstufen. Bei
Interesse Fragen Sie bitte nach.
Einige Beispiele für Standardaufkleber sehen Sie in den folgenden Bildern. Bei Bedarf
können wir natürlich auch Ihren Aufkleber umsetzen, senden Sie uns dazu Ihre Vorgabe.
Seite 44
Etikett:
 Größe: 8,2mm x 18,9mm oder 7mm x 7mm
 Farbe: weiß
 Material: Polyester
 Temp.Bereich: -40° C bis +110° C
Beispiel 1:
Beispiel 2:
Beispiel 3:
3-zeilige Bedruckung




Baugruppen Bezeichnung
Date-Code
fortlaufende Produktionsnummer
riese-Code




Baugruppen Bezeichnung
Date-Code
fortlaufende Produktionsnummer
Ihre Bestellnummer
4-zeilige Bedruckung
1-zeilige Bedruckung
 fortlaufende Produktionsnummer
3.5.4 Nutzentrennen
Beim Leiterplatten- bzw. Nutzenlayout sollte schon berücksichtigt werden, dass im Laufe der
Fertigung der Nutzen in Einzel-Leiterplatten getrennt wird. Wenn es nötig ist, liefern wir auf
Wunsch auch die komplette Nutzen aus. (siehe auch Kapitel 3.1.7 - Nutzengestaltung und
Kapitel 3.1.8 – Vergleich Ritz- / Frästechnik)
3.5.5 Endgerätemontage
In der Endmontage kann das Produkt komplett bis in das Gehäuse montiert werden. Hierfür
sollte über das Produkt möglichst ein Muster, oder eine Explosionsdarstellung bereitgestellt
werden, welche das fertig montierte Gerät darstellt. Darüber hinaus sollte bei besonderen
Verschraubungsarten eine Skizze beigelegt werden und, wenn nötig, Hinweise zu speziellen
Forderungen wie z.B. ein Drehmomentwert angegeben sein. Bei sehr kleinen Bauteilen
und/oder speziellen Montagetätigkeiten wäre eine Detailzeichnung/-foto sehr hilfreich. Soll
das Produkt bestimmte Kennzeichnungen haben, oder wird eine spezielle Verpackung
gewünscht, so sollte dies dokumentiert sein.
Seite 45
3.5.6
Verpackung / Versand
Zur Sicherheit der Produkte, beim Transport zu Ihnen stehen z.B. folgende
Vorsichtsmaßnahmen zur Verfügung:




Antistatik-Beutel oder metallisierten Beutel (Shield Bag) gegen ESD-Schäden
Gefache (aus Pappe) um zu verhindern, dass sich einzelne Baugruppen gegenseitig
beschädigen.
Quick Verpackung: Schaumstoffrolle,
die in einen Pappschuber geführt
wird, zum Schutz besonders
stoßempfindlicher Baugruppen (in
Verbindung mit Antistatik-Tüte).
Diese Variante hat sich bewährt und
ist für unkomplizierte Produkte zu
empfehlen.
ESD sichere
Kunststoffverpackungen mit Gefache
kommen bei riese electronic gmbh
oft zum Einsatz, wenn es um
Baugruppen geht, die komplexere
Formen haben.
Abbildung 3-28: Rasterkarton (Beispiel 1)
Sämtliche Produkte bei riese electronic gmbh werden grundsätzlich nach Kundenwunsch
verpackt. Gerne unterbreiten wir Ihnen allerdings auch Vorschläge, zu den Produkten aus
unserer Erfahrung.
Es ist dem Kunden auch freigestellt, selbst angefertigte und auf sein Produkt abgestimmte
Verpackungen zu liefern. Hier werden Pendelverpackungen empfohlen, da diese
mehrmals genutzt werden können. Eine weitere Möglichkeit die Ware umweltverträglich zu
versenden sind z.B. Pendelverpackungen, die mehrmals zum Transport zwischen riese
electronic gmbh und dem Kunden eingesetzt werden. Auch das Arbeiten mit beim Kunden
vorhandenen Verpackungen ist möglich.
Für den Versand bzw. Transport zum
Kunden stehen verschiedene
Möglichkeiten zur Verfügung:
- Regional ist Zufahrt mit eigenem
Fahrzeug oder Abholung möglich
- Standardpaketdienstleister
- Wir arbeiten langjährig mit
zuverlässigen Speditionen
zusammen
- Wir können bei Bedarf auch Ihre
Hausspedition beauftragen
- Internationaler Versand mit
Verzollung per Spedition, Luft- oder
Seefracht ist für uns ebenfalls
Tagesgeschäft.
Seite 46
Abbildung 3-29: Rasterkarton (Beispiel 2)
3.6 Entwicklung / Konstruktion
Die Firma riese electronic gmbh ist 1958 als reines Entwicklungsbüro gestartet. Diese
Stärke ist bis heute geblieben.
Wir beschäftigen durchschnittlich 10
Personen in Forschung und Entwicklung:





Hard- und Softwareingenieure
DH-Studenten / Werkstudenten
Technische Zeichner / Layouter
Auszubildende
Techniker / Elektroniker
für Entwicklungstests und
Musteraufbauten
Abbildung 3-30: Messung an einer Baugruppe
riese electronic gmbh entwickelt ca. vier eigene und vier kundenspezifische Produkte pro
Jahr. Folgende Auflistung zeigt die von uns entwickelten Weltneuheiten, z.B.:
1961
1964
1997
1998
1999
2007
2009
2010
2012
2014
Erster frei programmierbarer Stanzautomat der Welt
Steuerung für den ersten Fahrkartenautomat der Welt
Entwicklung der Universal-Mutingsteuerung (NAGU..)
Kleinstes Sicherheitsrelais der Welt (SAFE 1, SAFE 2)
Kleinstes Zwei-Hand-Bedienrelais der Welt
Erste riese-Sicherheitsnachschaltfamilie mit Halbleiterausgängen
(SAFE C1, SAFE CL, SAFE CM, SAFE CZ)
Erstes Multifunktionsrelais (SAFE Flex)
BEUS: Weltweit erstes Gerät zum berührungslosen Messen des
Erstarrungszeitpunkts von zementgebundenen mineralischen Werkstoffen (Beton)
mittels Ultraschall. Gewinn des 3. Platz beim EEEfCOM Innovationspreis
Erstes nach EuP/ErP-Grundsätzen entwickeltes Sicherheitsgerät der Welt
(SAFE 4 eco, SAFE 4.1 eco, SAFE 4.2 eco, SAFE 4.3 eco)
Sicherer Stillstandswächter (SAFE SM) mit weltweit neuem Funktionsprinzip
Sonstige Entwicklungen:
Temperaturofen, Galvaniksteuerung, Strickersteuerung,
Sicherheitsrelais, viele unterschiedliche elektronische
Schaltgeräte, Schrauber, Zentrifugensteuerung, Spiralbohrer etc.
Wir sind in den unterschiedlichsten Branchen tätig, wie z.B.:
-
Maschinenbau- und Automatisierungsindustrie
Apparatebauindustrie
Automotiv
Seite 47
-
Automatisierungstechnik
Steuer-Mess-Regeltechnik
Chemische Industrie
Textilindustrie
Regenerative Energien
Medizintechnik
Entwicklungsstärken
Generell können wir vieles in unterschiedlichen Branchen/Applikationen entwickeln. Doch wo
sind wir wirklich überdurchschnittlich? Auf jeden Fall in folgenden Bereichen:
 Sicherheitstechnologie (z.B. SIL Safety Integrity Level, Maschinensicherheit etc.)
 Relaistechnologie
 Embedded Lösungen
 Ultraschallmessungen
etc.
Unsere Layouter arbeiten mit den Programmen:
-
Power Logic (PADS) zur Erstellung von Stromlaufplänen
Power PCB (PADS) zur Erstellung von Layouts.
Cam View
zum Einlesen / Drucken von Gerber-Daten
Bei der Softwareentwicklung arbeiten wir mit den gängigen Programmiersprachen
-
Assembler
C / C++ / Visual C++
Turbo Pascal
Java
…
riese electronic gmbh hat Erfahrung mit folgenden Bus-Systemen:
Asi-Bus
Profi-Bus
Can-Bus
Interbus
Die EMV-Tests (Elektromagnetische Verträglichkeit) werden durch unsere Ingenieure in
einem akkreditierten Labor in unserer Nähe durchgeführt.
Weiter können verschiedene Stresstests (teilweise im Haus, teilweise extern) durchgeführt
werden:
-
Temperaturtest
Klimaprüfungen
Rütteltest / Vibrationstest
Schaltlebensdauer
Über- und Unterspannung
Belastungstest mit Belastungsnetzteil
Mechanische Belastungstests (Druck)
Seite 48
Wir entwickeln zu einem „Festpreis“, vorausgesetzt vom Kunden ist vorgesehen, von uns
entwickelte Produkte zukünftig in Serie im Hause riese electronic gmbh fertigen zu lassen.
Weiterhin erhält der Kunde mit dem Entwicklungsangebot in der Regel den fixen Serienpreis
für das entwickelte Produkt.
Wir entwickeln RoHS-konform und selbstverständlich auch nach Ihren Vorgaben.
3.6.1

EuP / ErP
Was ist das?
EuP steht für „Energy using Products“, nimmt Bezug auf die EU-Richtlinie 2005/32/EG. Hier
wird auf Produkte eingegangen, die direkt Energie verbrauchen, wie z.B. Leuchtmittel (von
denen viele Glühbirnen mittlerweile verboten sind).
ErP steht für „Energy related Products“, der Begriff kommt von der EU-Richtlinie
2009/125/EG und steht für Produkte, die auch indirekt etwas mit dem Energieverbrauch zu
tun haben, wie z.B. Fenster oder Dämmstoffe.
Die zweite Richtlinie ist aktuell in der EU gültig und wird fortlaufend um neue Bereiche (Slots)
erweitert. Hierbei ist der Blickwinkel gerichtet auf:
Globale Kriterien:
Ressourcenverbrauch,
Treibhauspotential (GWP-Global Warming Potential),
Ozonabbaupotenzial (ODP-Ozone Depletion Potential)
Regionale Kriterien: Versauerung (AP-Acidification Potential)
Lokale Kriterien:
Eutrophierung (EP-Eutrophication Potential; Anreicherung von Nährstoffen),
Photooxidantienbildungspotential (POCP-Photochemical Ozone
Creation Potential)
Humantoxizität (HTP-Human Toxicity Potential)
Ökotoxizität (ETP-Ecotoxicity Potential)
Viele Produkte fallen bereits unter diese Richtlinie,
zu erkennen an dem jeweils ausgestellten Öko-Label.
Abbildung 3-31: Energieeffizienzlabel
Seite 49
Die Ziele der Ökodesign-Richtlinie sind:
-
Produktbezogener Umweltschutz
-
Schwerpunkte: Energieeffizienz, Lebenszyklussicht,
Nachweispflicht über umweltliche Analysen und Handlungen
-
Umwelteffekte (nicht nur Energieverbrauch!) eines jeden Produktes sollen quantitativ in
allen Lebenszyklen bekannt und dokumentiert sein
-
Freiwillige Selbstverpflichtung ist erlaubt/gewünscht
Aber: Bestimmungen zu implementierenden Maßnahmen als gesetzliche Vorgaben in
Arbeit
-
Ständige umweltliche Verbesserung der Akteure ist das Ziel
-
Darüber hinaus sind Emissionen und Abfallanfall zu minimieren
-
Ökodesign ermöglicht, eine Einheit zwischen ökologischen und ökonomischen Zielen
herzustellen (z.B. Entsorgungskosten oder Kosten für nachsorgende
Umweltschutzmaßnahmen können verringern werden)
-
Die Anforderungen gelten für den gesamten Produktlebenszyklus
Anders ausgedrückt: Entweder Ihr Produkt fällt unter einen Slot der EuP Richtlinie (d.h. Sie
müssen es tun/erfüllen.. ob Sie wollen oder nicht) oder Sie machen es freiwillig (z.B. damit
Ihr Produkt energieeffizienter wird). Zu den bisher bekannten Entwicklungsfaktoren wie
Gesetze einhalten, Funktionalität, Preis, Fertigbarkeit etc. kommt nun ein neues Kriterium
„grün“ hinzu.

Was kann Ihnen riese electronic gmbh bieten?
Etwas bieten kann nur derjenige, der schon Erfahrung in diesem Bereich hat.
In einem Forschungsprojekt mit einer Universität, einem freien Forschungsinstitut, einem
Leiterplattenhersteller und uns wurde untersucht, welche Vorteile der Einsatz von EuP-/ErPRichtlinien bringt. In diesem Rahmen wurde eine vorhandene Baugruppe (die ohne EuP
entwickelt wurde) analysiert und dann mit Hilfe der EuP Methode/Werkzeuge redesigned.
Ergebnis war, dass die Umweltbelastungen (z.B. Energieverbrauch, CO2 Ausstoß etc.) von
diesem Produkt ausgehend ca. 50% reduziert werden konnten und das bei erweiterter
Funktionalität und etwa gleichbleibendem Preis.
Ebenfalls hat EuP große Auswirkungen auf den Fertigungsprozess.
Wir haben eine große Datenbank, die bei der Analyse der elektronischen Bauteilen und
Prozesse zielgerichtet hilft.
Möchten Sie auch ein umweltfreundliches Produkt
entwickeln lassen?
Fallen Ihre Produkte unter die Öko-Richtlinie?
Fragen Sie uns!
Abbildung 3-32: eco Label von riese electronic gmbh
Seite 50
4
Dokumentation
4.1 Übersicht
Produktion mit
Materialbeistellung*
Produktion mit
Materialbeschaffung
*
Layouterstellung






Musterbaugruppe

Pflichtenheft / Lastenheft

() ()
Testpunktkoordinaten

Schaltplan

Mittelpunktskoordinaten
(möglichst im ASCII-Format)
Lötpastenschablonendaten
bei SMD
Produktionshinweise /
Mechanische Zeichnungen
Programm für SpeicherbauSteine / Brennvorschrift
Testanweisungen /
Prüfvorschrift
Dienstleistung
Bestückplan
Stückliste Einkauf
Stückliste Beistellung
Dokumente
Leiterplattendaten
(Bohrungen/Layoutunterlagen)
Eine reibungslose Produktion und schnelle Angebotsbearbeitung erfordern eine
entsprechende Dokumentation. Welche Unterlagen für welchen Zweck benötigt werden,
entnehmen Sie bitte untenstehender Matrix.
Sollten Sie eine der genannten Unterlagen nicht haben, sprechen Sie mit uns darüber,
damit wir eine gemeinsame Lösung finden können.

()

()



Entwicklung
Programmierbare
Bausteine

InCircuit - Test


Funktionstest



()




()



()
()
Tabelle 4-1: Übersicht über Dokumente und deren Bedarf
* - Es ist auch ein Mix aus Materialbeistellung und Beschaffung möglich.
() - Angabe nicht zwingend erforderlich, jedoch hilfreich sofern vorhanden.
Die Beschreibung und Inhalte der genannten Dokumente entnehmen Sie bitte den
folgenden Seiten.
Seite 51
4.2 Dokumentbeschreibungen
4.2.1
Stücklisten
Für die Produktion in unserem Hause erstellen wir in unserem PPS-System (Produktion
Planung Steuerung) interne Stücklisten, auf der Grundlage einer vom Kunden
beigestellten Stückliste. Wenn der Mix aus Materialbeistellung und -beschaffung gewählt
wird, sind die Bauteile in der Stückliste daraufhin eindeutig zu kennzeichnen.
Bitte geben sie uns unbedingt an, ob sie die Baugruppe bleifrei, bleihaltig oder in
einer Mischform bestückt haben wollen, damit wir unsere Fertigung optimal darauf
ausrichten können. Gerne stehen wir ihnen für eine Beratung zur Verfügung.
4.2.1.1 Stückliste bei Materialbeistellung
Um einen reibungslosen Ablauf bis zur Produktion zu gewährleisten, bedarf es folgender
Angaben in Ihrer Stückliste:




Bauteilname / Positionsname (C1; D1; R1...)
Wert / Typ / Toleranz / Bauform
Raster (bei bedrahteten Bauelementen)
Gurtware Ja/Nein
Die Stückliste sollte nach Möglichkeit eine Kennzeichnung von bedrahteten
Bauelementen, SMDs auf der Lötseite, SMDs auf der Bestückseite sowie Montageteilen
aufweisen.
Eine solche Stückliste könnte z.B. folgendermaßen aufgebaut sein:
SMD –
Bestückseite
SMD –
Lötseite
Bedrahtete
Bauteile
PositionsWert / Typ
Name
R3
22,1 Ohm ¼ W 5%
IC1
Optokoppler TLP 181
...
..
R7
2 kOhm 1/8 W 1%
D2
SM 4007
...
...
R13
10R 0,6W 1%
C7
100µF/40 V 20%
...
...
FK 202/SA-CB
Raster in
mm
Bauform
Hersteller
SMD 1206
...
SMD 0805
SMD SOD 87
...
THT 0207
radial
...
...
Toshiba
...
...
...
5,0 Beyschlag
...
...
Fischer
Montageteile
...
...
Tabelle 4-2: Beispiel einer Stückliste (Materialbeistellung)
Seite 52
...
...
...
Die Stückliste sollte in elektronischer Form (z.B. Excel) mit Revisionsnummer
(Änderungsstand) und Datum (siehe Kapitel 4.2.12 - Datenformate) beigestellt werden.
4.2.1.2 Stückliste für Materialeinkauf
Darf ergänzend zur Produktion auch der Materialeinkauf durch uns getätigt werden, so
sind weitergehende Informationen notwendig. In dieser detaillierten Stückliste müssen alle
Bauteile für den Einkauf ausreichend spezifiziert sein. Sie können für Bauteile jeden Ihnen
bekannten Hersteller nennen. Wenn der Hersteller allerdings zwingend vorgeschrieben ist,
sollte dies eindeutig gekennzeichnet werden (z.B. Hersteller*, >Hersteller<). Hinweise über
mögliche freigegebene Alternativen wären hilfreich, da es bei Herstellereinschränkungen
erfahrungsgemäß zu Lieferengpässen kommen kann.
SMD –
Bestückseite
SMD –
Lötseite
Bedrahtete
Bauteile
PositionsWert / Typ
Name
R3
22,1 Ohm ¼ W 5%
IC1
Optokoppler TLP 181
...
..
R7
2 kOhm 1/8 W 1%
D2
SM 4007
...
...
R13
10R 0,6W 1%
C7
100µF/40 V 20%
...
...
FK 202/SA-CB
Raster in
mm
Bauform
Hersteller
SMD 1206
frei
>Toshiba<
...
SMD 0805
SMD SOD 87
...
THT 0207
radial
...
...
...
frei
frei
...
...
frei
5,0
...
>Kemet<
...
>Fischer<
Montageteile
...
...
...
...
...
Tabelle 4-3: Beispiel einer Stückliste (Materialeinkauf)
Hier eine Auswahl weiterer hilfreicher Informationen:
Elektrotechnische
Angaben
Wert
Toleranz
Nennlast
Spannungsfestigkeit
Maßangaben
Sonstige Angaben
Raster
Pinzahl
Bauform
Querschnitt
Farbe
Isolationsart
Waschbarkeit
RoHS-Konformität
Tabelle 4-4: Wichtige Bauteileinformation für Materialeinkauf
Alternativ können auch die Datenblätter der Bauelemente beigestellt werden.
Die Stückliste sollte in elektronischer Form (z.B. Excel-Datei) mit Revisionsnummer und
Datum (siehe Kapitel 4.2.12 - Datenformate) beigestellt werden.
Seite 53
4.2.2
Layoutunterlagen
Im Format Gerber:
Was sind Gerber-Daten?
-
-
Gerber Files dienen dem Austausch von Daten zwischen
CAD- und CAM-Systemen.
Diese Daten beinhalten die Position der Pads in der Form P(X,Y) und
Leiterbahnen in der Form von V(X1/Y1),(X2/Y2).
Des Weiteren beinhaltet die Datei Steuerfunktionen wie Licht an/ aus,
blitzen.
Auch Positionierungen und Art von Bohrungen werden auf diese Weise
definiert.
Die Dateiformate sehen wie folgt aus:
L2_P.GER
Layout 2 positiv
DM_16.DRL
Bohrungen L1-L6, dk
INDEX.Vdl
Inhaltsdatei
Gerberdaten
Bohrdaten
ASCII-Text
Es gibt zwei verschiedene Formate:
RS-274-X Format
X=Extended (bevorzugt zu verwenden)
RS-274-D Format
D-Code / Aperturetabelle muss separat beigefügt werden.
Für den Einkauf der Rohleiterplatte benötigen wir folgende Unterlagen:







Gerber-Files jeder Lage
Gerber-Files der Lötstoppmasken
Gerber-Files der Bestückdrucke
Gerber-Files der Lötpastendrucke
Bohr-File (Drill-File)
Blendentabelle für Gerber-Daten (nur für RS-274-D Format)
Mittelpunktskoordinaten
Um die Leiterplatte durch unsere Wareneingangskontrolle prüfen zu können, benötigen wir
zusätzlich eine Zuordnung von Bohrsymbolen zu den Bohrdurchmessern, falls diese nicht
eindeutig aus den beigestellten Daten hervorgeht.


Werkzeugtabelle für Bohrfile (Tool Table)
Bei Multilayer-Leiterplatten Beschreibung des Lagenaufbaus
Weiterhin sollten wir eine Hinweisdatei mit folgenden Inhalten erhalten:





Projektbezeichnung
Revisionsnummer (Änderungsstand)
Tabelle aller vorhandenen Files mit Bezeichnung des Inhalts
Angabe der Lagenanordnung bei Multilayer
Angaben zur Ausführung der Leiterplatte, wie z.B.:
- Hinweise auf ein eventuellen Fertigungsnutzen
Seite 54







Zu verwendendes Basismaterial (z.B. FR3, FR4, IMS usw.)
Basismaterialstärke (z.B. 1,6 mm)
Art des Lötstopplacks
Art der Verzinnung
Steckerpartien-Vergoldung (z.B. Chemisch-Nickel-Gold mit Schichtdickendefinition)
Hinweise auf spezielle Toleranzvorgaben (z.B. Fangbohrungen)
Hinweise auf mechanische Besonderheiten (z.B. Außenkontur)
Elektrische Prüfung der Leiterplatte mit oder ohne Kennzeichnung
Positionsdruck der Löt- und Bestückseite mit Farbe
UL-Approbation
Cu-Auflage / Leiterbahnstärke
Sonstige Hinweise zur Fertigung der Leiterplatte
Alternativ können alle Gerber-Datensätze auch als Arbeitsfilme zur
Leiterplattenherstellung herangezogen werden. Bevorzugt sollten allerdings die
Gerberdaten beigestellt werden, da nicht mehr alle Leiterplattenhersteller diese
Arbeitsfilme verarbeiten können.
4.2.3
Bestückplan
Dieser Plan dient zur Bestückung der
konventionellen Bauteile und kann zusätzlich zur
Überprüfung der SMD-Bestückdaten
herangezogen werden. Die Angaben sollten
nach Löt- und Bestückseite getrennt sein.
Außerdem sollten folgende Angaben enthalten
sein:

Referenzdesignator/ Referenzbezeichner
(zum Beispiel R1; C1; IC2 ) zur Identifikation
der Bauteile.

Polungskennzeichnung (möglichst mit
Legende, z.B. +Anode oder +Pol)

eindeutige Kennzeichnung der
Steckverbinder-Orientierung Angabe des
Pin-1 / [a] / Steckrichtung

Montagebezeichnungen mit Beschreibung
(falls erforderlich)
Abbildung 4-1: Beispiel eines Bestückplans
Der Bestückplan sollte als Ausdruck oder Datenfile (siehe Kapitel 4.2.12 – Datenformate)
beigestellt werden.
Seite 55
4.2.4
Schaltplan
Einen Schaltplan benötigen wir, um eine elektrische Prüfung durchführen zu können (z.B.
InCircuit- oder Funktionstest; siehe Kapitel 3.4 – Gängige Testverfahren bei riese
electronic gmbh). Die Form, in der Sie diese Schaltpläne beistellen können, entnehmen
sie bitte dem Kapitel 4.2.12 - Datenformate.
Besonders wichtig ist es für uns, die Bauteile zweifelsfrei identifizieren zu können.
Hierzu empfehlen wir eine Wertangabe der Bauteile innerhalb des Schaltplanes, oder die
Angabe der Bauteil-Werte in der Stückliste.
Abbildung 4-2: Beispiel eines Schaltplans
4.2.5
Mittelpunktskoordinaten
Die Beschreibung der Positionierung der SMDs erleichtert die Programmierung der
Bestückautomaten. Folgendes sollte enthalten sein:





Nullpunkt und Richtung des verwendeten Koordinatensystems
Positionsname (z.B.: C1; R5; IC3)
X-, Y-Koordinate
Drehwinkel
Bauform
Diese Liste sollte nach Möglichkeit eine Trennung zwischen SMDs auf der Bestückseite
und SMDs auf der Lötseite aufweisen.
Seite 56
Im folgenden Beispiel sehen Sie wie eine solche Liste aussehen könnte:
Pos.-Name
Bestückseite
Lötseite
C1
R1
...
D5
IC3
...
X-Koordinate Y-Koordinate
in mm
in mm
78,5
13,0
12,2
23,0
...
...
54,0
143,5
17,3
25,5
...
...
Winkel
in °
90
-90
...
180
0
...
Bauform
1206
0603
...
SOD 80
SOL 16
...
Tabelle 4-5: Beispiel für Mittelpunktskoordinaten-Liste
Die Mittelpunktskoordinaten sollten in elektronischer Form (siehe Kapitel 4.2.12 Datenformate) beigestellt werden.
4.2.6
Lötpastenschablonendaten
Sind auf der Baugruppe SMDs, die für das Wellenlöten geklebt oder in Reflow-Technik
gelötet werden sollen, so ist die Fertigung einer Kleber- bzw. Lötpastenschablone nötig
(siehe Kapitel 3.2.5 - Lötpasten- und Kleberschablonen). Die Daten hierfür sollten 1:1 zu
den SMD Pads ausgerichtet sein und in Gerberdaten beigestellt werden.
SMD-Schablonen werden bei riese electronic gmbh aus den vorhandenen Gerberdaten
generiert.
4.2.7
Produktionshinweise / Mechanische Hinweise / Besonderheiten
Alle für die Produktion wichtigen Informationen oder Erfahrungen sollten verfügbar sein, da
sie viel Ärger und Nacharbeit ersparen können.
Dies sind z.B.:
 Von Lötzinn freizuhaltende Bereiche
 Lackierungsanweisungen
 Montageanweisungen, z.B. Drehmomentvorgaben für Montage
 Modifikationsanweisungen (z.B. für die Änderung von Hand)
 Sonderanweisungen
 Sonstige Hinweise z.B. Kleben, Wärmeleitpaste, spezielle Ausrichtung von
Bauelementen, Hochsetzen von Bauelementen
 Bleifrei Hinweise, z.B.: schwerlötbare Bauteile
Diese Informationen können sie in Schriftform, als Zeichnung, Foto oder in einem
persönlichen Gespräch an uns weitergeben.
Bei Schriftform wird ein Dokument in Word bevorzugt, da es von uns gegebenenfalls
ergänzt werden kann).
Seite 57
4.2.8
Programme für Speicherbausteine / Brennvorschrift
Sind in der Baugruppe programmierbare Bausteine enthalten, die von uns programmiert
werden sollen, so ist die entsprechende Software als Datei beizustellen. Auch sind die
Programmieroptionen (wenn nötig) anzugeben.
Wir verarbeiten mit unseren Programmiergeräten alle gängigen Typen an


Controllern und Prozessoren
E(E)PROMs, PALs und GALs u.v.a.m.
INFO
Selbstverständlich können Sie auch bestehende Adapter beistellen. Sollte im Sonderfall
beides nicht zutreffen, erstellen wir gern auch einen passenden Adapter.
In diesem Zusammenhang ist auch ein Hinweis auf eine eventuell
anzubringende Beschriftung und die Angabe dieser Aufschrift sehr wichtig!
Die Programme sollten per Email als Datei beigestellt werden. Dabei ist eine eindeutige
Bezeichnung der Programmversion (Änderungsstand) im Dateiname unerlässlich (siehe
Kapitel 4.2.12 - Datenformate).
Es sollte die Regel sein, uns mehrere programmierte Musterbausteine zur Verfügung stellen
zu können, um die Funktion erfolgreich prüfen zu können.
Bei folgenden Änderungen denken Sie bitte daran, dann in Absprache mit uns, ggf. neue
Muster zur Verfügung zu stellen.
4.2.9
Prüfvorschrift / Testanweisung
Soll die Baugruppe bzw. das Gerät auf Funktion getestet werden, so wird eine detaillierte
Prüfvorschrift benötigt. Näheres zu den verschiedenen Prüfmöglichkeiten entnehmen Sie
dem Kapitel 3.4 – Gängige Testverfahren bei riese electronic gmbh.
Die Prüfvorschrift können Sie als Ausdruck oder als Datenfile (siehe Kapitel 4.2.12 Datenformate) beistellen.
Die Funktionsprüfung kann auch durch riese electronic gmbh in Zusammenarbeit mit dem
Kunden erarbeitet bzw. erstellt werden. Eine von riese electronic gmbh erstellte
Prüfungsanweisung muss vom Kunden freigegeben werden.
4.2.10 Testpunktkoordinaten
Soll die Leiterplatte mittels Nadelbettadapter innerhalb eines Tests (z.B. InCircuit-Test)
kontaktiert werden, so sind die Koordinaten der Testpunkte möglichst durch
Testpunktname und Koordinaten wie im nachfolgenden Beispiel zu spezifizieren:
Wichtig! Bitte teilen Sie uns die Position des Null-Punktes mit, z.B. links unten.
Seite 58
Beispiel:
Testpunkt
VCC
AD1
...
X – Koordinate / mm
110.10
9.12
...
Y – Koordinate / mm
112.00
14.30
...
Tabelle 4-6: Beispiel für Testpunktkoordinaten-Liste
Die Beistellung der Testpunktkoordinaten sollte als Ausdruck oder als Datenfile (siehe
Kapitel 4.2.12 - Datenformate) erfolgen. Ist aber kein Kriterium, da die Testpunkte auch
selber ermittelt werden können.
Weitere Informationen entnehmen Sie bitte aus dem Kapitel 3.4 – Gängige Testverfahren
bei riese electronic gmbh.
4.2.11 Pflichtenheft / Lastenheft
Das Pflichtenheft sollte Aufschluss geben über folgende Punkte des zu entwickelnden
Produktes.









Aufgabe/Funktion,
technische Spezifikationen,
Einsatzbedingungen,
einzuhaltende Normen,
Sicherheitsanforderungen,
Designvorgaben,
Verpackung,
Kennzeichnung,
Zertifizierung
Eine Gliederung des Pflichtenheftes könnte z.B. folgendermaßen aussehen:
 Aufgabe
 Bearbeiter
 Technische Spezifikationen
- Gebrauchseigenschaften
- Design
- Einsatzbedingungen / Sicherheitsbedingungen
- Gebrauchs- / Bedienungs- / Wartungsanleitungen
- Verpackung / Kennzeichnung
- Service / Wartung
 Technisches Regelwerk / Qualitätssicherung / Arbeitssicherheit
 Ablaufplan / Organisatorische Regelung
Ein Musterpflichtenheft kann als Datei oder Kopie zur Verfügung gestellt werden.
Seite 59
4.2.12 Datenformate























PDF



ausführbares Programm
Programmcode in
C/C++, Turbo Pascal



Jedec



Hex

Gerber
(Fire9xxx, Barco)
Grafik (alle gängigen
Formate)

Gerber (RS274X)

Gerber (RS274)
Text (.txt)
Stücklisten
Layoutunterlagen
Bestückplan
Schaltplan
Mittelpunkt-Koordinaten
Lötpastenschablonendaten
Produktions-/Mech. Hinweise
Programme für IC’s
Prüfvorschriften
Prüfprogramme
Testpunkt-Koordinaten
Pflichtenheft
Excel (.xls)

Word (.doc)
In untenstehender Tabelle finden Sie alle von uns verwendeten Datenformate, mit der
Angabe, welche Formate für welche Dokumente verwendet werden können.





Tabelle 4-7: Datenformate und deren Verwendungszweck
- bevorzugtes Format
Format
Falls Sie andere Datenformate verwenden, bitten wir Sie diese, wenn möglich, in eines der
oben genannten Formate zu konvertieren. Viele Programme unterstützen die
Konvertierung in Standardformate.

 - mögliches
Seite 60
4.2.13 Datentransfer
Um zum Vorteil unserer Kunden eine schnellere Angebots- und Auftragsbearbeitung
realisieren zu können, bemühen wir uns auch im Bereich Datentransfer möglichst flexibel
zu sein.
Dazu stellen wir Ihnen folgende Möglichkeiten zur Auswahl:
Email
FTP
EDI
Postweg
[email protected]
Um die Email-Adressen der einzelnen Abteilungen zu erhalten, setzen Sie
sich bitte mit uns in Verbindung.
Nach Absprache mit unserer EDV-Abteilung.
Nach Absprache mit unserer EDV-Abteilung. Elektronischer Datenaustausch
standardisierter Form.
Unsere Adresse finden Sie auf der Rückseite dieses Leitfadens.
Tabelle 4-8: Möglichkeiten des Datentransfers mit riese electronic gmbh
Wenn möglich, sollten alle Gerber-Files in einer gepackten Datei (z.B. mit WinZip)
zusammengefasst werden und mit einem prägnanten Namen versehen werden. Es sollten
nicht alle Dateien einzeln gepackt werden, da dies einen zu hohen Zeitaufwand bei der
Bearbeitung darstellt.
Raum für Notizen:
Seite 61
4.2.14 Normenbezug
Die von uns herangezogenen Normen können unter den folgenden Adressen bezogen
werden:
FED e.V.
Alte Jakobstr. 85/86
D-10179 Berlin
IPC – Association Connecting Electronics Industries
3000 Lakeside Drive
309 S, Bannockburn, IL 60015, USA
Tel.: (030) 834 90 59
Fax: (030) 834 18 31
Tel.: 001-847-615-7100
Fax: 001-847-615-7105
E-Mail: [email protected]
Internet: www.fed.de
E-Mail:
Allgemein:
[email protected]
Technische Dokumente: [email protected]
Internet: www.ipc.org
NICHT-IPC-NORMEN
Beuth-Verlag GmbH
Burggrafstrasse 6
D-10787 Berlin
VDE-Verlag GmbH
Bismarckstrasse 33
D-10625 Berlin
Tel.: (030) 2601 0
Fax: (030) 2601 1260
Tel.: (030) 34 80 01-0
Fax: (030) 34 80 01-9088
E-Mail: [email protected]
Internet: www.din.de/beuth
Internet: www.vde-verlag.de
Tabelle 4-9: Bezugsmöglichkeiten der Normen
Bei Dokumenten die Sie hier nicht bekommen, sprechen Sie uns an.
Raum für Notizen:
Seite 62
Abkürzungen
ANSI
AOI
BA
BGA
CQFP
DIP
EEPROM
Elko
ElektroG
EMV
EPROM
ESD
FED
FP
GAL
HAL
IC
ICT
IPC
LP
FR
MELF
MFP
MOI
PAL
PBB
PBDE
PIC
PLCC
PQFP
PPS
QFP
ROHS
SMD
SMT
SOD
SOJ
SOL
SOP
SOPIC
SOT
THT
THR
UL
VSOP
WEEE
American National Standard Institute
Automatische Optische Inspektion
Berufsakademie
Ball Grid Array
Ceramic Quad Flat Package
Modified Dual In Line Pin
Electronic Erasable Programmable ROM
Elektrolytkondensator
Elektro- und Elektronikgeräte Gesetz
Elektromagnetische Verträglichkeit
Erasable Programmable ROM
Electrostatic Sensitive Device
Fachverband Elektronik-Design e.V.
Flat Pack
Generic Array Logic
Hot Air Leveling
Integrated Circuit (Integrierter Schaltkreis)
InCircuit-Test
Institute for Interconnecting and Packaging Electronics
Leiterplatte
Flammability Rating (Brandschutzklasse nach NEMA)
Metal Electrode Face
Mini Flat Package
Manuelle optische Inspektion
Programmable Array Logic
Polybromiertes Biphenyl
Polybromiertes Diphenylether
Peripheral Interface Controller
Plastic Clip Carrier
Plastic Quad Flat Package
Produktions-/Planungs- und Steuerungssystem
Metric Plastic Quad Flat Package
Restriction of Hazardous Substances
Surface Mounted Device
Surface Mount Technology
Small Outline Diode
Small Outline (Pins in J-Form)
Small Outline Large
Small Outline Packages
Small Outline Package Integrated Circuit
Small Outline Transistor
Through Hole Technology
Through Hole Reflow
Underwriters Laboratories. Inc
Very Small Outline Package
Waste from Electrical and Electronic Equipment
Seite 63
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1-1: Aufwand Managementnormen bei riese electronic gmbh........................................................10
Abbildung 3-1: Lötpads mit Durchkontaktierung ..............................................................................................16
Abbildung 3-2: Konturanforderungen an Leiterplatten .....................................................................................18
Abbildung 3-3: Bearbeitungsrand einer LP ......................................................................................................20
Abbildung 3-4: Ritzung einer LP.......................................................................................................................20
Abbildung 3-5: Kombinierte Ritz-/Frästechnik einer LP....................................................................................21
Abbildung 3-6: Kennzeichnung schlechter LPs ................................................................................................21
Abbildung 3-7: Negative Stege auf der LP .......................................................................................................22
Abbildung 3-8: Zuführeinheiten für Bestückautomaten ....................................................................................26
Abbildung 3-9: Position der Lageerkennungsmarken auf LP ...........................................................................28
Abbildung 3-10: Lageerkennungsmarken auf Nutzen ......................................................................................28
Abbildung 3-11: Minimale Anzahl von Lageerkennungsmarken auf Nutzen....................................................29
Abbildung 3-12: Klemmbereich von LP in Bestückautomaten .........................................................................29
Abbildung 3-13: Lotsschattenbildung beim Wellenlöten...................................................................................31
Abbildung 3-14: Lotfänger auf LPs ...................................................................................................................31
Abbildung 3-15: Layoutanforderungen bei Fine-Pitch - Bauteilen....................................................................32
Abbildung 3-16: Lötanlage................................................................................................................................34
Abbildung 3-17: Yamaha I-Pulse Linie. Bestehend aus Speedprint-Pastendrucker........................................34
Abbildung 3-18: Biegevorschrift bedrahteter Bauteile ......................................................................................36
Abbildung 3-19: Maschinenpark THT ...............................................................................................................37
Abbildung 3-20: AOI .........................................................................................................................................38
Abbildung 3-21: MOI.........................................................................................................................................38
Abbildung 3-22: InCircuit-Tester.......................................................................................................................39
Abbildung 3-23: Kontaktierung von Testpunkten .............................................................................................40
Abbildung 3-24: Funktionstest mit Octopus Prüfsystem...................................................................................41
Abbildung 3-25: Kombitest InCircuit und Funktionstest....................................................................................42
Abbildung 3-26: Temperaturschrank ................................................................................................................42
Abbildung 3-27: Lackierautomat.......................................................................................................................43
Abbildung 3-28: Rasterkarton (Beispiel 1)........................................................................................................46
Abbildung 3-29: Rasterkarton (Beispiel 2)........................................................................................................46
Abbildung 3-30: Messung an einer Baugruppe ................................................................................................47
Abbildung 3-31: Energieeffizienzlabel ..............................................................................................................49
Abbildung 3-32: eco Label von riese electronic gmbh......................................................................................50
Abbildung 4-2: Beispiel eines Schaltplans .......................................................................................................56
Tabellenverzeichnis
Tabelle 3-1: Gängigste Leiterplattenoberflächen .............................................................................................15
Tabelle 3-2: Maximale Maße einer LP bzw. eines Fertigungsnutzen ..............................................................17
Tabelle 3-3 : Übersicht SMDs...........................................................................................................................25
Tabelle 4-1: Übersicht über Dokumente und deren Bedarf..............................................................................51
Tabelle 4-2: Beispiel einer Stückliste (Materialbeistellung) ..............................................................................52
Tabelle 4-3: Beispiel einer Stückliste (Materialeinkauf)....................................................................................53
Tabelle 4-4: Wichtige Bauteileinformation für Materialeinkauf .........................................................................53
Tabelle 4-5: Beispiel für Mittelpunktskoordinaten-Liste....................................................................................57
Tabelle 4-6: Beispiel für Testpunktkoordinaten-Liste .......................................................................................59
Tabelle 4-7: Datenformate und deren Verwendungszweck .............................................................................60
Tabelle 4-8: Möglichkeiten des Datentransfers mit riese electronic gmbh.......................................................61
Tabelle 4-9: Bezugsmöglichkeiten der Normen ...............................................................................................62
Seite 64
Index
A
Anforderungen an den Nutzen.......................................22
AOI ................................................................................39
APQP.............................................................................10
B
Batteriegesetzt.................................................................9
Bauelemente..................................................................25
Bauformen .....................................................................25
Bauteile Eigenschaften ..................................................27
Bearbeitungsrand ....................................................21, 30
Beistellung .....................................................................27
Besonderheiten..............................................................58
Bestückplan ...................................................................56
BGA ...............................................................................33
Bleifrei Löten..................................................................34
Box Build........................................................................12
C
China RoHS.....................................................................8
Control Plan ...................................................................11
D
Date-Code ...............................................................16, 17
Datenformate .................................................................61
Datentransfer .................................................................61
Design........................................................3, 7, 31, 60, 64
DIN EN 61340-5-1 ...........................................................7
Dokumentation
Übersicht....................................................................52
Dokumentationsbeschreibung .......................................53
Durchkontaktierung............................................16, 31, 41
Durchschlagfestigkeit...............................................16, 43
E
Einpresstechnik .............................................................36
EN 13485...................................................................9, 10
Endgerätemontage ........................................................46
Entwicklung....................................................................48
ErP.................................................................9, 48, 50, 51
ESD Schutz .....................................................................7
EuP................................................................9, 48, 50, 51
F
FED-22-02A.....................................................................7
Fertigungsnutzen ........... 17, 18, 19, 20, 21, 22, 29, 30, 46
Fiducials...................................................................21, 28
Fine-Pitch.......................................................................33
FMEA.............................................................................10
Fräs-Technik............................................................21, 22
G
H
Heißverstemmen..................................................... 36, 37
Herstellbarkeitsbewertung............................................. 11
Hersteller-Code ............................................................. 17
Hinweise........................................................................ 58
I
IC ............................................................................ 26, 40
IPC ............................................................ 6, 7, 31, 37, 64
IPC/JEDEC J-STD-020 ................................................... 7
IPC/JEDEC J-STD-033 ................................................... 7
IPC-1601 ......................................................................... 7
IPC-7351A....................................................................... 7
IPC-7711/21 .................................................................... 7
IPC-A-600 ....................................................................... 7
IPC-A-610 ................................................................... 6, 7
ISO/TS 16949 ........................................................... 9, 10
J
J-STD-001D .................................................................... 7
K
Kanban.......................................................................... 11
Kennzeichnung ....................................................... 16, 45
Klebetechnik.................................................................. 37
Konfektioniergeräte ....................................................... 36
Konsignationslager........................................................ 11
L
Lack (Lötstopp) ........................................... 16, 31, 33, 41
Lageerkennungsmarken.............................. 28, 29, 30, 33
Anzahl und Position................................................... 29
Art.............................................................................. 28
Lagerkennungsmarken.................................................. 21
Laserschweißen ............................................................ 37
Layoutgestaltung..................................................... 28, 37
Layoutunterlagen .......................................................... 55
Leiterplatten ......................................................................
7, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 28, 29, 30,
31, 33, 34, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 44, 46, 55, 56, 59
Flex ........................................................................... 15
Größe und Kontur................................................ 17, 19
Klemmbereich ........................................................... 30
Kontur............................................................ 18, 21, 42
Multilayer............................................................. 15, 55
Leiterplattenoberflächen................................................ 15
Löten ....................................................................... 34, 35
Reflow- ................................................................ 31, 58
Wellen- .......................................................... 31, 32, 58
Lotfänger ....................................................................... 32
Lötpad ........................... 16, 21, 29, 30, 31, 32, 33, 41, 58
Lötschatten.................................................................... 31
Lötstoppfolie.................................................................. 16
Lötstopplack ................................................ 16, 31, 33, 41
Gerber-Daten.................................................................55
Seite 65
M
Maschinenpark ..............................................................38
Maschinensicherheit ......................................................49
Materiallogistik .........................................................11, 13
mechanische Hinweise ..................................................58
Mittelpunktskoordinaten.................................................57
MOI....................................................................39, 44, 64
Montage...................................................................36, 46
N
Niettechnik .....................................................................36
Normenbezug ................................................................63
Nutzen ...........................................................................19
Nutzentrennen ...............................................................46
O
Obsoleszenze-Management ..........................................12
Ökodesign..................................................................9, 51
Outsourcing ...................................................................13
P
Pflichtenheft ...................................................................60
PPAP .............................................................................10
Produktionshinweise......................................................58
Prototypenauftrag ..........................................................10
Prototypenfertigung .......................................................13
Prüfvorschrift..................................................................59
Schweisstechnik............................................................ 37
SMD .......21, 24, 25, 26, 27, 29, 30, 31, 53, 55, 56, 57, 58
SMT............................................................................... 14
Lötpastenschablonendaten ....................................... 58
Mittelpunktskoordinaten ............................................ 57
Speicherbausteine......................................................... 59
Stückliste........................................................... 36, 53, 54
T
Technologien............................................................. 3, 14
Test
Burn-In / Run-In......................................................... 43
Dauertest................................................................... 44
Funktions- ........................................................... 42, 57
Hochspannungstest................................................... 43
InCircuit-........................................................ 40, 57, 59
Testpunkt ...................................................... 40, 41, 59
Testanweisung .............................................................. 59
Testpunktkoordinaten.................................................... 59
Testverfahren ................................................................ 39
THR................................................................... 14, 27, 64
THT ......................................................................... 14, 36
Konfektioniergeräte ................................................... 36
Maschinenpark.......................................................... 38
Materialvorbereitung.................................................. 36
Traceability.............................................................. 17, 45
U
UL-Approbation ....................................................... 17, 56
Q
Qualitätsmanagementsystem ..........................................9
R
REACH ........................................................................8, 9
Reflow-Löten..................................................................34
Reinigung.......................................................................44
Ritztechnik .....................................................................21
RoHS .................................................8, 31, 34, 35, 50, 53
V
Verpackung ............................................................. 24, 47
Verpackungsverordnung ................................................. 9
Versand......................................................................... 47
W
Waschen ....................................................................... 44
WEEE........................................................................ 9, 64
Wellenlöten ................................................................... 34
S
Safety Integreated Level................................................49
Schablone......................................................................34
Lötpasten-..................................................................58
Schaltplan ......................................................................57
Seite 66
Z
Zuführeinheiten ....................................................... 27, 28
Flächenmagazine/Trays ............................................ 27
Gurte ............................................................. 27, 28, 36
Stangen..................................................................... 27
riese electronic gmbh
Stammhaus
Junghansstr. 16
D – 72160 Horb am Neckar
Tel.:
07451 / 5501-0
Fax.:
07451 / 5501-70
Email:
[email protected]
Internet: www.riese-electronic.de
Niederlassung
Dr. Riese Str. 1
D – 07937 Langenwolschendorf
Tel.: 036628 / 725-0
Fax.: 036628 / 725-17
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Internet: www.automation-sicherheit.de
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