Regeln für die Nutzengestaltung - etfn.de · Betrachtung der Charakteristik der LP Abmaße - Sinnhaftigkeit des Kundennutzens und Dimension Materialstärke – welche Steifigkeit

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Regeln für die NutzengestaltungRegeln für die Nutzengestaltung

Sven NehrdichSven NehrdichJenaer Leiterplatten GmbHJenaer Leiterplatten GmbH

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Denn Zukunft kommt schnell

www.jlp.de Seite 2 Stand: September 2014Verfasser: Nehrdich

§ Standardleiterplatten von 1 bis 24 Lagen mit allen Marktüblichen Oberflächen

§ mehrlagige Starr/Flexible Leiterplatten (innen- und außenliegende Flexbereiche)

§ Fein- und Feinstleiterschaltungen (Standard 100 µm Line and Space)

§ kleine und mittlere Serien / Eildienst- und Blitzfertigung minimal 8 h

§ 4.600 m² Produktionsfläche / 40.000 m² Fertigungskapazität im Jahr

§ 85 hochmotivierte Mitarbeiter mit Dreischichtsystem in der Fertigung und CAM

Qualitätssicherung:Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001Umweltmanagementsystem nach DIN EN ISO 14001UL - Approbation (USA/Kanada) - File-Nr: 155774IPC-A-600 geschultes Personal

Aktuelle EckdatenAktuelle Eckdaten

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Grundlagen Grundlagen -- BegriffsbestimmungBegriffsbestimmung

Warum benötigt man Kundennutzen?

- Einfacheres Handling beim LP-Hersteller und Kunden zu ermöglichen

- effektivere Bearbeitung besonders bei kleineren Leiterplatten (LP)

- sehr gute Registrierung mehrerer LP bei notwendigen Bezugssystemen

- Möglichkeit der Automatisierung bei Bestücken bzw. Folgeprozessen

Welche Arten von Kundennutzen kommen zur Anwendung?

Einzelnutzen mit Rand, Nutzen ohne Rand und mit Rand,

Muster

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Aufnahmebohrungen bzw. Loch – Schlitzsystem

Dient als Aufnahme, Klemmung und Lagefixierung bei einzelnen Verfahren der Bestückung.

In der Regel reichen 2 Aufnahmebohrungen zur korrekten Lagedefinition aus, da die Dritte Ebene durch die Tischaufnahme realisiert wird.

Loch – Schlitzsysteme zum Einsatz (große Nutzen Dimensionkompensation)

Verdrehschutz durch unterschiedliche Anordnung der Aufnahmebohrungen im Bezug zu den Layoutmarken

Klemmrand ohne Bohrungen kommt auch in der Praxis zu Anwendung

Empfehlung – nutzen Sie 3 mm Bohrungen da diese der LP Hersteller einsetzt


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Grundlagen Grundlagen -- BegriffsbestimmungBegriffsbestimmungFiducial – Layoutmarken

Werden im Layout der Leiterplatte oder im Nutzenrand verwendet, um den Lagebezug des

Layouts vom Kundennutzen mittels optischer Registrierung zur Maschine herzustellen.

Beispiele

Wir empfehlen 2 mm rundes Pad von Lötstoppmaske freigelegt. (Oberfläche ?)

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Grundlagen Grundlagen -- BegriffsbestimmungBegriffsbestimmungQualität der Leiterplatten - Kontur oder Kundennutzenkontur wird durch das jeweilige verwendete Bearbeitungsverfahren bestimmt.

Ritzen:Vorteile:

- LP mit ausreichend Layoutabstand zur Kontur können aneinander gelegt werden

- Steifigkeit des Nutzen wird über den Reststeg des Materials definiert

- Einfaches vereinzeln durch Trennvorrichtungen

Nachteile

- unglatte und unsaubere Leiterplattenkontur durch hervorstehende Glasfasern

- nur Toleranzen im Bereich bis zu + 0,5 mm

- Mindestrandbreite für ein manuelles Vereinzeln notwendig (mind. 5 mm)

- Ausreichend Layoutabstand zur Kontur notwendig

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Grundlagen Grundlagen -- BegriffsbestimmungBegriffsbestimmungQualität der Leiterplatten - Kontur oder Kundennutzenkontur wird durch das jeweilige verwendete Bearbeitungsverfahren bestimmt.

Fräsen:

Vorteile: - glatte und saubere Außenkontur

- sehr genaue Toleranzen erreichbar

- Layout kann bis an die Fräskontur gelegt werden

- Kundennutzenecken können abgerundet werden (beliebige Geometrien)

- Reststege mit unterschiedlichen Tiefen

Nachteile:- Mindestabstand durch Fräsdurchmesser (≥ 2,0 mm) definiert

- Durch ausreichende Reststege wird die Steifigkeit des Nutzens definiert

die am Ende zum vereinzelt entfernt werden müssen

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Grundlagen Grundlagen -- BegriffsbestimmungBegriffsbestimmungKombination beider Verfahren bildet einen Kompromiss

Kombination Ritzen/FräsenVorteile:

- glatte und saubere Außenkontur wo benötigt

- Preisvorteil gegenüber reinem Fräsnutzen

- einfacheres vereinzeln durch Trennvorrichtung

Nachteile:

- Bedingt 2 Endkonturverfahren (Preis)

- unsaubere Kontur an den Ritzkanten

- Ausreichender Abstand von Layout bis zur Ritzkante

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Erstellung KundennutzenErstellung Kundennutzen

Möglichkeiten der Kundennutzen (KN) - Erstellung

§ Kunde hat den KN vor- und festgeschrieben (da bereits mit seiner Fertigung abgestimmt)

§ Kunden senden PCB und erwarten einen Vorschlag zu einem optimierten KN vom LP Hersteller

§ Kunde hat KN vorgeschrieben erwartet aber falls notwendig, einen verbesserten Vorschlag (Preis) unter Vorgabe diverser Kundenforderungen

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Erstellung KundennutzenErstellung KundennutzenGibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt?

Betrachtung der Charakteristik der LP

Abmaße - Sinnhaftigkeit des Kundennutzens und Dimension

Materialstärke – welche Steifigkeit ist von der Leiterplatte zu erwarten

Kontur - Toleranzen – Bezüglich Einsatz des Endkonturverfahrens (Ri/Fr)

Ritzen – ist der Layoutabstand von Ritzkontur zum Layout vorhanden

Stege – gibt Einschränkungen bezüglich Layout bzw. Trennverfahrens

Stegdimensionierung – Wie groß müssen die Stege sein?

Sollbruchbohrungen – können diese platziert werden und wo?

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Benötigt der Kunde einen Nutzensrand?

Wenn Nein, dann erfolgt die weitere Entwicklung des Kundennutzen.

Festlegung der Abstände an Hand des Konturbearbeitungsverfahrens (Ritzen/Fräsen)

… und weiterer Entscheidungskriterien

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Erstellung KundennutzenErstellung KundennutzenBetrachtung von weiteren Entscheidungkriterien für Abstände:

Welche PCB-Abstände werden gefordert oder sind frei wählbar?- Sind die min. und max. Dimensionen des KN vorgegeben?

- Welches Trennverfahren soll zum vereinzeln eingesetzt werden?

- Welcher Platzbedarf wird für das Vereinzeln benötigt?

- Müssen Abstände bezüglich Bestückung (überstehende Bauelemente) unter Beachtung

aller LP Seiten beachtet werden?

- Besteht die Möglichkeit die LPs Verschachtelt zu plazieren?

- Beeinflussen sich Schnittkräfte in der Abarbeitungfolge negativ?

- Gibt es zusätzliche Anforderungen an Abstände zwischen den LP zur Prüfung im Nutzen?

- Ist vom Kunden die Anordnung bezüglich Lötrichtung definiert?

- Gibt es eine Vorgabe der Trennreihenfolge?

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Gibt es bereits Kundenforderung und sind diese bekannt:Benötigt der Kunde einen Nutzensrand?Wenn „ Ja“, dann erfolgt als erste die Definition der PCB Anordnung analog der Nutzengestaltung ohne Rand und danach die Gestaltung des Nutzenrandes wie folgt.− Gibt es vorgegeben Maße für den Kundennutzen?

− Welche Seiten sollen genutzt werden?

− Welche Breite benötigt der Kunde als Nutzenrand?

− Benötigt der Kunde Aufnahmebohrungen? (Lage und Durchmesser)

− Benötigt der Kunde Fiducial? (Art und Lage)

− Welche Stegdimensionierung soll angewendet werden?

− Müssen die Ecken des KN abgerundet werden (welcher Radius)?

− Welche Anforderungen an die Außenkontur gibt es vom Kunden? ….

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Definition der Kundennutzen unter Berücksichtigung der Forderungen.

Einschätzung der Steifigkeit des Kundennutzen an Hand von Erfahrungswerten

Bei kritischen Konstruktionen ist

die Fertigung eines Dummys und

die Freigabe vom Kunden ratsam.

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Werksnorm Firma SartoriusKundendefinition NutzenKundendefinition Nutzen

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OptiNutzenOptiNutzen

Nu tzen ko n tu r g ef räst

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OptiNutzenOptiNutzen

Nu tzen ko n tu r g er i tz t

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WertschöpfungWertschöpfung

PCB ð KN ð Fertigungsnutzen (Panel)Auslastung des KN

138,5 x 85,5 mm 10 PCB/KN 196 x 130 mm 40 PCB/KN

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Fertigungsgerechte AnordnungFertigungsgerechte Anordnung

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Weiter Möglichkeiten die zu hinterfragen sind

100% Nutzen – Betrachtung der kaufmännischen Sichtweise (Kosten/Nutzen)

Versteifung von Nutzenrand und Zwischenräumen der LP durch Verwendung

zusätzlicher Kupferstrukturen

Nutzung zusätzlicher Informationen im Nutzenrand Barcode oder Datamatrix für

Seriennummer Herstellungsnummer, -Datum, Lage im Fertigungsnutzen

Kennzeichnung von Schlechten LP im Nutzensrand

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Weiter Möglichkeiten die zu hinterfragen sind

Nutzung von Impedanzcoupon für Nutzensrand

Zusätzliche Bohrungen von LP Hersteller (teilweise Verwendung Bruttorand)

Technologische Anbindung von Steckern für galvanische Vergoldung

Möglichkeit der Anbindung aller PCB auf einen Teststecker um alle PCB nach

der Bestückung im Nutzen zu prüfen.

Multinutzen – mehrere unterschiedliche LP in einen Nutzen


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Nutzung von Impedanzcoupon für Nutzensrand


Muster

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Technologische Anbindung von Steckern für galvanische Vergoldung


Muster

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Möglichkeit der Anbindung aller PCB auf einen Teststecker um alle PCB nach der Bestückung im Nutzen zu prüfen.


Muster

Muster

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Multinutzen – mehrere unterschiedliche LP in einen Nutzen


Muster

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Weitere BeispieleWeitere Beispiele

Kontur mit Tiefenfräsung und Reststeg

Muster

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Kontur mit Tiefenfräsung und Reststeg

Muster

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Verschachtelte Anordnung der LP

Muster

Muster

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Serialisierung, bzw. zusätzliche Informationen MhD Barcode LP; UL usw.

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Serialisierung jeder LP

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Zum Zum SchlußSchluß

Wie soll hier getrennt werden?

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Vielen DankVielen Dank

Für Fragen …

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