Forum: Platinen Kostenoptimiertes Platinendesign


von Holger (Gast)


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Hallo,

da aktuell ein neues Projekt ansteht bei dem es für mich erstmals um 
Stückzahlen >10k geht, wollte ich mal so in die Runde fragen auf welche 
Punkte denn bei der Entwicklung geachtet werden mussen, um später bei 
der Bestückung möglichst kosteneffizient zu sein.
Was sind erfahrungsgemäß die Kostentreiber und was wirkt sich positiv 
aus, gibt es Dinge die absolut zu vermeiden sind?


Folgendes hätte ich bis jetzt:

- wenn möglich nur einseitig bestückt
- bedrahtete Bauteile vermeiden
- Bauteilvielfalt so gering als möglich
- Stecker verhältnismäßig teuer, vermeiden
- Platinenfläche so klein als möglich


Gibts dazu vieleicht irgendwelche Quellen im Web etc. bisher hab ich 
dazu leider nicht viel gefunden?
Bin für jeden Hinweis, Tip dankbar :)

von gust (Gast)


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keine Fehler einbauen :)

von Alex W. (a20q90)


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und vor allem Prototypen machen und schauen wie diese sich zusammen 
bauen lassen! Also mehrere 0-Serien mit 50-100 Stk! Da siehst dann 
schnell wie das mit der Bestückung läuft.

von kosten (Gast)


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Schon mal mit einem Bestücker geredet?

von Toni Tester (Gast)


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Standardprozesse verwenden, sprich:
- (SMD-) Bauteile möglichst in Standardgrößen und -bauformen (z. B. kein 
0201, wenn nicht unbedingt erforderlich)
- Standard-Leiterbahnbreiten und -abstände anstreben, 
Standard-Bohrungen, Standard-Leiterplattenmaterial etc.
- Ritzen und Brechen ist billiger, hat aber Nachteile ggü. Fräsen. Wenn 
jedoch sonst noch weitere Fräsungen erforderlich sind, ist es u. U. 
sogar billiger, nur den Fräsprozess für Alles zu verwenden - am Besten 
mit dem Leiterplattenfertiger diskutieren

von Olaf B. (omb)


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Je nach der Komplexität der Platine kann auch ein Multilayer Aufbau mit 
Micro-Vias nötig sein. In dem Fall sollte man versuchen, möglichst viele 
Durchkontaktierungen zu vermeiden und Anstelle dessen Micro-Vias zu 
platzieren.
Das geht natürlich nur, wenn du keinen wechsel von Top zu Bottom oder 
einer anderen nicht angrenzenden Außenlage machen musst.
Jede Bohrung kostet Geld. Microvias sind, wenn sie sowieso genutzt 
werden, fast kostenneutral. Sie werden nicht mit einem Bohrer gebohrt 
sondern mit einem Laser "geschossen".

von Harald (Gast)


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hi
Hab zwar noch keine praktische Erfahrung mit so großen Serien, aber was 
mir bei einigen Onlinekalkulatoren aufgefallen ist:
-Anzahl der Fine Pitch Parts (Abstand zwischen dem Zentrum der Pins 
unter 0,5mm)
-BGA/QFN Parts

bei asian circuits z.B. vervielfacht sich der Preis  schnell mal mit 
jedem dieser Teile. Die Onlinekalkulation ist zwar nur für bis zu 
5000Stück gedacht, aber ich denke, dass man ja grundsätzlich für feinere 
Bauteile einen Fertiger braucht, der seinen Prozess besser im Griff hat.

Muss man natürlich mit den Kosten für größere Bauteile / mehr 
Platinenplatz aufwiegen...

von 6a66 (Gast)


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Holger schrieb:
> - wenn möglich nur einseitig bestückt
> - bedrahtete Bauteile vermeiden
> - Bauteilvielfalt so gering als möglich
> - Stecker verhältnismäßig teuer, vermeiden
> - Platinenfläche so klein als möglich

Bei Platzierung darauf achten dass die AOI das gut testen kann
Wie wird nach AOI getestet?
Nutzenasulastung durch PCB-Geometrie optimieren
Fertigbarkeit der Baugruppe frühzeitig mit Bestücker abstimmen, am 
besten VOR der Erstbemusterung
Bauteilgeometrien verwenden die nicht zu exotisch sind (MLF, BGA)
Lagenzahl optimieren
Platzierung nach Reflowprozess optimieren
Bauteiltypen reduzieren
....

>10k ist ja noch kein Hexenwerk, das kommt schon mal vor :)
Ab 1000k wirds erst richtig spannend, da kostet jeder Cent gleich 
10.000EUR.

rgds

von 6a66 (Gast)


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Harald schrieb:
> Onlinekalkulatoren aufgefallen ist:

Vergiss die mal.
Bei >10k frag ich bei den Leiterplattenherstellern direkt nach.

rgds

von 6a66 (Gast)


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Toni Tester schrieb:
> Brechen ist billiger

Brechen ist out, da kann man nur brechen.
Die Chancen bei Brechen zu verkanten und Bauteile zu beschädigen ist 
groß.
Klar, bei 100Stück im Jahr werfe ich auch mal 5 Stück weg, das tut nicht 
weh.
Bei 10k sind's dann schon 500, das schmerzt dann schon.

rgds

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Olaf B. schrieb:
> Microvias sind, wenn sie sowieso genutzt
> werden, fast kostenneutral. Sie werden nicht mit einem Bohrer gebohrt
> sondern mit einem Laser "geschossen".

Das hängt vom jeweiligen Lagenaufbau, Material, Stückzahlen und 
Hersteller ab. Da hatte mich nämlich irgendwann einmal der Schlag 
getroffen, als das Angebot eines Leiterplattenherstellers eintraf... Auf 
meine Nachfrage, woher denn diese astronomischen Kosten käme, meinte der 
zuständige Mitarbeiter: "Mit Ihren 50.000 Microvias pro Leiterplatte 
blockieren Sie unsere beste Bohrmaschine für ganze zwei Tage. Dann steht 
so lange auch die Fertigung für alle anderen Aufträge, die auf dieser 
Maschine gebohrt werden müssen."

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Gerade in dem Stückzahlbereich sollte man sich auch schon Gedanken zur 
Prüfbarkeit der Baugruppen und die Programmierung nichtflüchtiger 
Speicher (Microcontroller, CPLD, FPGA, usw.) machen. Der Nutzenaufbau 
sollte sowohl an die Fertigungsprozesse des Bestückers als auch an diese 
Anforderungen angepasst werden, ggf. auch durch Strukturen in den später 
abzutrennenden Nutzenrändern.

von WehOhWeh (Gast)


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Ich exportier mir immer eine Stückliste, und schreib da Preise rein.Die 
Liste sortiere ich nach Preis und mache eine laufende Summe. Die 
Bauteile, die in Summe 80% des Preises ausmachen, werden "handoptimiert" 
- Alternativen suchen. Oft sind es nur wenige, und manchmal kann man 
viel Geld sparen. Mein Rekord waren 60% Einsparung, wegen eines teuren 
Tantalkondensators der öfter verwendet wurde.

Sonst fällt mir noch ein:

Das "Sortiment" deines Fertigungspartners verwenden. Soweit wie 
irgendwie möglich. Jedes Extrateil muss dieser erst einmal beschaffen, 
das kostet Zeit und Geld.

Toleranzen nicht unnötig einengen. Immer so "breit" wie möglich 
spezifizieren. Das ermöglicht dem Fertigungspartner, Sachen aus dem 
Lager zu verwenden. Ein Pullup muss nicht TK50 oder Dünnschicht sein, 
kann aber.

Bei THT drauf achten, dass man die Platine Wellenlöten kann oder 
pin&paste geht.

Eine Standardleiterplatte machen - alles in Hinblick auf Strukturbreite 
bis zum Lötstopplack so gewöhnlich wie möglich. Dazu am besten einfach 
die calculatoren und Appnotes der Hersteller befragen. Also kein rosa 
Lötstopplack, nur weils cool aussieht.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Bist du in der Größe beschränkt? Musst du irgendwelche speziellen 
Bauelemente verwenden?
Je langweiliger die BE, desto weniger Arbeit für den Bestücker.

Im Grunde wurden schon alle relevanten Punkte genannt.

Einseitig bestücken ist nicht notwendigerweise billiger. Wenn du so 
viele verschiedene Bauelemente hast, dass die Leiterplatte sowieso 
mehrere Male durch den Siplace muss, ist der Zusatzaufwand sehr 
überschaubar (einmal Reflow, einmal Umdrehen). Nicht vergessen: 
Leiterplattenfläche und vor allem Gehäuse kosten auch Geld, das kann den 
Zusatzaufwand für zweiseitig durchaus kompensieren.

Zweilagig ist i.d.R. deutlich billiger als vierlagig; setzt aber voraus, 
dass genug Platz für die Verdrahtung da ist.

THT-Bauelemente sind aus zwei Gründen schlecht: zum einen lassen sie 
sich meist nur von Hand bestücken, zum anderen lassen sie sich oft nicht 
per Reflow lösen -> Sonderprozess (Wellenlöten, Selektivlöten, 
Handlöten)[1]. Leider sind vor allem Steckverbinder gerne THT, vor 
allem, wenn sie ein bisschen Steckkraft abkönnen sollen.

Max

[1] Es gibt Bestückautomaten für THT, und es gibt Pin&Paste. Ist aber 
beides eher exotisch.

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