Nachdem Sie einen erfolgreichen Prototyp entwickelt und fertiggestellt haben, könnte der nächste Schritt die Skalierung für die Serienproduktion sein. Die Vorbereitung eines Prototypenbaus unterscheidet sich deutlich von der Vorbereitung der Serienproduktion. Es ist wichtig, sich nicht von dem Prozess überfordern zu lassen und sorgfältig zu planen. Gut zu wissen: UET PCB ( https://uetpcb.com/turnkey-pcb-assembly/ ) bietet hierfür eine Komplettlösung und begleitet Sie durch den gesamten Prozess. Hier lernen Sie in 7 Schritten, wie Sie Ihre Leiterplattenbestückung reibungslos für die Serienproduktion skalieren.

 

 

Die 7 Schritte für eine reibungslose Skalierung Ihrer Leiterplattenbestückung

1. Machen Sie Ihre Leiterplatte DFM- (Design for Manufacturability) und DFA-fertig (Design for Assembly).

Einer der Hauptunterschiede zwischen einem Prototyp und einer Serienplatine besteht darin, dass letztere DFM-fähig ist. Dadurch sollte die Serienproduktion für den Hersteller problemlos möglich sein. Sie können Ihre Platinen schneller fertigen, wenn Sie Ihre Produkte von Anfang an DFM-konform entwickeln. Hier sind einige DFM-Richtlinien für die Herstellung oder Bestückung von Leiterplatten:

 

• Alle Leiterbahnen auf der Leiterplatte sollten beim Biegen scharfe Biegungen vermeiden. Winkel bis 90°.
• Das SMD-Pad sollte eine Lötstoppmaskenausdehnung von mindestens 0.1 mm aufweisen.
• Gleiche SMD-Bauteile, die nahe beieinander liegen, sollten idealerweise so ausgerichtet sein, dass eine Bestückungsmaschine sie schneller platzieren kann.
• Das Mindest-L/S-Verhältnis aller Gleise sollte eingehalten werden.
• Die Mindestgröße der Durchkontaktierung (Bohrlochdurchmesser vs. Pad-Durchmesser) sollte eingehalten werden.
• Stellen Sie sicher, dass Leiterbahnen und Bauteile ausreichend Abstand zum Platinenrand haben.
• Mindestabstände zwischen Leiterbahnen, Durchkontaktierungen, Leiterbahnen und Bohrungen, Durchkontaktierungen usw. sollten eingehalten werden.
• Weitere Anforderungen an Leiterplatten oder Baugruppen…

 

2. Bereiten Sie sich gemeinsam mit Ihrer Komponentenbeschaffung auf die Skalierung vor.

Die Beschaffung von Komponenten ist an sich schon ein umfangreiches Thema. Es gibt zahlreiche Komponentendistributoren mit unterschiedlichen Preisen für verschiedene Mengen. Sie sollten jedoch die End-of-Life-Daten (EOL) Ihrer Komponenten prüfen, um sicherzustellen, dass diese mit Ihrem geplanten Produktlebenszyklus übereinstimmen. Andernfalls kann es zu kostspieligen Produktnachbearbeitungen kommen.

 

Es empfiehlt sich außerdem, eine Datenbank mit Ihrer Stückliste und mehreren verfügbaren Lieferanten für Ihre Komponenten zu führen. Man weiß nie, vielleicht benötigen Sie einen Ausweichlieferanten, falls ein Lieferant Ihre Artikel nicht liefern kann.

 

Eine weitere Überlegung ist, ob es sich lohnt, bei einem separaten Händler zu kaufen oder die Beschaffung vom Verarbeiter übernehmen zu lassen. Die Beschaffung durch den Verarbeiter könnte praktischer oder günstiger sein, wobei sich beide Ansätze auch kombinieren lassen.

 

 

 

3. Führen Sie alle notwendigen Tests an Ihren Boards durch, bevor Sie die Produktion hochfahren.

Ihr Prototyp muss für die Serienproduktion EVT (Funktions-/Parametrikprüfung), DVT (Mechanik-, Umwelt- und Konformitätsprüfung) sowie PVT (Produktvalidierung) durchlaufen. Andernfalls riskieren Sie, ungetestete und fehlerhafte Hardware an Ihre Kunden zu verkaufen. Dies kann dem Ruf Ihres Unternehmens schaden. Im Folgenden sind einige der üblichen EVT-, DVT- und PVT-Verfahren aufgeführt.

 

1. EVT (Engineering Validation Test)

EVT sollte alle Funktions-, Programmier- und Parametertests durchführen. Dieser Test ermittelt, ob alle Designparameter erfüllt wurden. Beispiele für EVT-Prozesse sind:

• Tests der Einschalt- und Reset-Parameter
• Leistungsparametertests
• E/A- und Kommunikationstests
• Alle Funktionstests
• Firmware-/Software-Programmiertests

 

2. DVT (Designvalidierungstest)

Die DVT-Prüfung ermittelt, ob Ihre Konstruktion den gesetzlichen Bestimmungen entspricht und für die vorgesehene Umgebung geeignet ist. Zudem wird überprüft, ob alle mechanischen Messwerte korrekt sind. Beispiele für DVT-Verfahren sind:

• Konformitäts-/Regulierungsprüfung
• EMV-Test (Elektromagnetische Verträglichkeit)
• Mechanischer/kosmetischer Test
• Thermische Zyklen
• Vibrations Test
• Test abbrechen

 

 

 

4. PVT (Produktvalidierungstest)

PVT ist einer der wichtigsten Prozesse bei der Skalierung Ihres Produkts. Dieser Test dient der Feststellung, ob alle Massenproduktionsprozesse reibungslos und fehlerfrei ablaufen. Im Rahmen von PVT müssen Sie nachweisen, dass die gefertigten Einheiten fehlerfrei sind. Dazu gehören beispielsweise folgende Prozesse:

 

• Kleinserien im Pilotbetrieb
• SMT- und manuelle Montagevalidierung
• ICT (In-Circuit-Test) / FCT (Funktionsprüfung von Schaltungen)
• Verpackung / Kennzeichnung
• Unter Berücksichtigung der Gesamtausbeute, der Ausfallraten und der Nacharbeitsraten

 

5. Erstellen Sie eine Testgruppe für Ihre Produktionslinie.

Wenn Entwicklungsingenieure ein Produkt als Prototyp bauen und testen, kann eine separate Testgruppe (Fertigungsprüfingenieure) die Produktionslinie prüfen. Diese Experten stellen sicher, dass das Produkt gebaut, getestet und in Serie gefertigt werden kann. Sie schließen die Lücke zwischen Forschung und Entwicklung und der Skalierung der Produktion. Daher sollte die Testgruppe mit Anlagen und Prozessen wie den folgenden vertraut sein:

 

• ATE oder automatisierte Testvorrichtungen
• Boundary Scan / JTAG
• ICT (In-Circuit-Test)
• FCT (Funktionsschaltkreistest)
• Umwelttestaufbauten
• Prüf-, Mess- und Kalibriergeräte

 

6. Aufbau einer Qualitätssicherungsgruppe (QS-Gruppe)

Die Qualitätssicherungsabteilung (QS) lässt sich mit der internen Ermittlungsabteilung einer Polizei vergleichen. Im Gegensatz zur QS befasst sich die QS jedoch mit Produktqualität und Verfahrensintegrität und nicht mit menschlichem Verhalten und Verfahrensintegrität. Die QS prüft, ob alle Qualitätskontrollverfahren eingehalten werden. Diese Abteilung ist außerdem für die Dokumentation und Kontrolle zuständig. Typischerweise pflegt sie folgende Bereiche:

 

• Kontrollpläne
• Aufzeichnungen zur Rückverfolgbarkeit
• Abweichungsberichte
• Berichte über Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen
• Kalibrierungsprotokolle
• Prüfverfahrensaufzeichnungen
• Arbeitsanweisungsdokumente
• Inspektionsstandards

 

7. Optimierung für langfristige Skalierbarkeit

Nach dem erfolgreichen Abschluss Ihrer ersten groß angelegten Produktionsserie können Sie Ihre Systeme und Prozesse optimieren. Dies beinhaltet die Verbesserung von Abläufen. In der Regel ist dafür die Zusammenarbeit mit dem gesamten Team erforderlich.

 

• Optimieren Sie Ihre Stückliste, indem Sie kostengünstige Alternativen identifizieren.
• Optimieren Sie den Montageprozess durch Gespräche mit dem Fertigungsteam.
• Überwachen Sie die Produkte im Feld, indem Sie die Ausfallraten analysieren.
• Fragen Sie bei den Lieferanten nach Mengenrabatten, um die Gesamtkosten des Produkts zu optimieren.

 

Fazit

Die erfolgreiche Markteinführung eines Produkts ist nur der erste Schritt zur Massenproduktion. Sie benötigen ein Team, das Ihre Leiterplattenbestückung reibungslos skalieren kann. Darüber hinaus ist spezialisierte Ausrüstung erforderlich. Nach Abschluss der ersten Produktionsserie sollten Sie alle Prozesse im Hinblick auf langfristige Skalierbarkeit optimieren. Nur so bleiben Sie in der Elektronikfertigung wettbewerbsfähig. UET PCB ist ein kompetenter Partner für die Leiterplatten- und Leiterplattenbestückungsfertigung und unterstützt Sie bei der Skalierung Ihrer Produktionslinie.