Forum: Platinen Ritzen vs. Fräsen bei kleinen Platinen, Kostentreiber, Fertigungsprozess


von OP (Gast)


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Für ein neues Produkt in relativ kleiner Stückzahl (sagen wir 5.000) 
wird eine kleine rechteckige Platine entwickelt, welche ~50x50mm sein 
könnte. Prinzipiell würde sich die Platine gut fürs Ritzen/V-Grooving 
eignen, allerdings können die Fertiger das scheinbar erst ab 70..80mm 
Kantenlänge machen.
Unterm Strich stellt sich also die Frage, ob es besser ist, 50x50mm im 
Nutzen rausfräsen zu lassen (zB mit Mousebites), um mehr Platinen in den 
Nutzen zu bekommen, oder die Platine "leer" auf ~70x70mm zu vergrößern, 
um die Fräszeit zu sparen.
Mich würde außerdem interessieren, ob es bei solch kleinen Platinen 
Einschränkungen bei der Nutzengröße gibt - viel Fleisch bleib bei so 
vielen Ritzungen/Fräsungen nicht stehen, der Nutzen darf ja nicht 
durchhängen im Ofen usw.
Wenn man die Fragestellung erweitert, versuche ich letzlich, den 
Fertigungsprozess mit Bestückung und die individuellen Kostenanteile zu 
verstehen. Für konkrete Antworten werde ich die Fertiger anfragen 
müssen, hier würde ich mir den Austausch mit "alten Hasen" wünschen, die 
sowas grundsätzlich einschätzen können.
Danke!

von georg (Gast)


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OP schrieb:
> der Nutzen darf ja nicht
> durchhängen im Ofen usw.

Das kann beim Ritzen garnicht passieren, und beim Fräsen sieht man eben 
mehr als zwei Stege vor.

OP schrieb:
> ob es bei solch kleinen Platinen
> Einschränkungen bei der Nutzengröße gibt

Was gebraucht wird wird gefertigt - ich habe schon für Tastköpfe 
Platinen mit 3 mm Breite layoutet. Man muss bloss aufpassen dass man die 
nicht verliert.

Georg

von Christian B. (luckyfu)


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Wenn du sowieso einen Liefernutzen willst sind 50x50mm eigentlich kein 
Problem. Selbst 10 X 10mm kann man problemlos ritzen, wenns in einem 
entsprechenden Nutzen ist. Ob das Ganze dann noch stabil genug ist, 
hängt davon ab, wie dick die Platine ist und wie tief geritzt wurde. 
Wenn es die Befürchtung gibt, daß das Ganze zu instabil wird, kann man 
ja auch flacher ritzen oder man baut sich eine spezielle Halterung, die 
den Nutzen während der Bestückung stützt. Das musst du aber mit den 
entsprechenden Lieferanten klären.

Bei quadratischen Platinen hast du auch nicht das Problem, daß du mit 
Sprungritzen arbeiten musst, was ggf. 10-15mm Nutzenfläche verschwendet.

von Soul E. (Gast)


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OP schrieb:

> Für ein neues Produkt in relativ kleiner Stückzahl (sagen wir 5.000)
> wird eine kleine rechteckige Platine entwickelt, welche ~50x50mm sein
> könnte. Prinzipiell würde sich die Platine gut fürs Ritzen/V-Grooving
> eignen, allerdings können die Fertiger das scheinbar erst ab 70..80mm
> Kantenlänge machen

Von einem "Nutzen" spricht man wenn mindestens zwei Einzelleiterplatten 
gemeinsam am Stück produziert werden. 2x 50 = 100, >70, passt. Eine 
Platine mit 50x50 mm2 würde man z.B. in einem 24fach Nutzen fertigen 
(also 4x6 Stück plus Rand und ggf Mittenunterstützung), die dann mit 
drei langen und fünf kurzen Ritzungen getrennt werden. Von denen jede 
länger als 70 mm ist.

Nicht vergessen: geritzte Leiterplatten vereinzelt man mit einem 
Rollmesser und nicht durch Knicken, und man hält mit SMD-Bauteilen 
ausreichend Abstand von den Trennkanten.

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


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soul e. schrieb:
> Von einem "Nutzen" spricht man wenn mindestens zwei Einzelleiterplatten
> gemeinsam am Stück produziert werden.

Nein, auch bei vielen Einzelleiterplatten verwendet man einen 
Fertigungsnutzen, in dessen Rand z.B. Transportlöcher oder 
Kupferausgleichsflächen enthalten sind. Dort kann man auch noch anderen 
QS-relevante Dinge unterbringen, z.B. einen Impedanztestcoupon oder eine 
Lagentreppe.

von georg (Gast)


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Andreas S. schrieb:
>> Von einem "Nutzen" spricht man wenn mindestens zwei Einzelleiterplatten
>> gemeinsam am Stück produziert werden.
>
> Nein, auch bei vielen Einzelleiterplatten verwendet man einen
> Fertigungsnutzen

Leider wird "Nutzen" doppeldeutig verwendet. Einerseits der 
Einzelnutzen, praktisch die einzelne Leiterplatte. Aber auch der gesamte 
Zuschnitt wird als Nutzen bzw. Fertigungsnutzen bezeichnet, und der 
enthält noch einiges mehr als nur eine Anzahl der Leiterplatten*. 
Meistens versteht daher der LP-Hersteller nicht das gleiche darunter wie 
der Kunde, oder anders gesagt: der Nutzen (LP-Hersteller) enthält z.B. 
24 Nutzen (LP-Kunde).

* Es gibt spezifisch für jede Fertigung Zuschnittformate, die optimal in 
Galvanik-Bäder, Multilayerpressen, Bohrmaschinen usw. passen. Die 
CAM-Software hat dafür Rahmen gespeichert mit Teststreifen, Datum, 
Auftragsnummer (Barcodes), und und und, und in die Rahmen werden die LP 
des Kunden reinplatziert, so viele eben reinpassen.

Georg

von OP (Gast)


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georg schrieb:
> Was gebraucht wird wird gefertigt - ich habe schon für Tastköpfe
> Platinen mit 3 mm Breite layoutet. Man muss bloss aufpassen dass man die
> nicht verliert.
Sicher, aber das Ziel ist ja, die einfachstmöglich fertigbare und damit 
günstigste Platine zu entwickeln, und dem Fertiger keine Wunder 
abzuringen, wenn das nicht nötig ist ;)

Christian B. schrieb:
> Wenn du sowieso einen Liefernutzen willst sind 50x50mm eigentlich kein
> Problem. Selbst 10 X 10mm kann man problemlos ritzen, wenns in einem
> entsprechenden Nutzen ist. Ob das Ganze dann noch stabil genug ist,
> hängt davon ab, wie dick die Platine ist und wie tief geritzt wurde.
> Wenn es die Befürchtung gibt, daß das Ganze zu instabil wird, kann man
> ja auch flacher ritzen oder man baut sich eine spezielle Halterung, die
> den Nutzen während der Bestückung stützt. Das musst du aber mit den
> entsprechenden Lieferanten klären.
>
> Bei quadratischen Platinen hast du auch nicht das Problem, daß du mit
> Sprungritzen arbeiten musst, was ggf. 10-15mm Nutzenfläche verschwendet.
Ich liebäugel mit einem Liefernutzen. Hat ja noch andere Vorteile, zB 
dass man bei passendem Design den ganzen Nutzen auf einmal flashen und 
testen kann...
Die Platine wird wohl 4-lagig 1,6mm sein. Quadratisch wird sie nicht 
unbedingt sein, aber auch rechteckig kann man ja ohne Sprünge ritzen.

soul e. schrieb:

> Von einem "Nutzen" spricht man wenn mindestens zwei Einzelleiterplatten
> gemeinsam am Stück produziert werden. 2x 50 = 100, >70, passt. Eine
> Platine mit 50x50 mm2 würde man z.B. in einem 24fach Nutzen fertigen
> (also 4x6 Stück plus Rand und ggf Mittenunterstützung), die dann mit
> drei langen und fünf kurzen Ritzungen getrennt werden. Von denen jede
> länger als 70 mm ist.
Du meinst, die 70..80mm Mindestritzlänge beziehen sich auf den Nutzen? 
Das würde natürlich Sinn machen und das kompakte Design ohne übermäßigen 
Rand ritzbar machen :)

> Nicht vergessen: geritzte Leiterplatten vereinzelt man mit einem
> Rollmesser und nicht durch Knicken, und man hält mit SMD-Bauteilen
> ausreichend Abstand von den Trennkanten.
Ja, und Ausrichtung der Kerkos usw...

von Soul E. (Gast)


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OP schrieb:

> Du meinst, die 70..80mm Mindestritzlänge beziehen sich auf den Nutzen?
> Das würde natürlich Sinn machen und das kompakte Design ohne übermäßigen
> Rand ritzbar machen :)

Davon kannst Du ausgehen. Zumal die Kerbfräsung stets über die komplette 
Platte geht. Partiell geritzt gibt es (üblicherweise) nicht.

Für den LP-Hersteller ist Dein Produktionsnutzen eine 
Einzelleiterplatte, die er wiederum in seiner Fertigungstafel 
unterbringt. Ob Du die hinterher zu Hause weiter zerkleinerst oder nicht 
bekommt er nicht mit.

von Christian B. (luckyfu)


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soul e. schrieb:
> Davon kannst Du ausgehen. Zumal die Kerbfräsung stets über die komplette
> Platte geht. Partiell geritzt gibt es (üblicherweise) nicht.

doch gibt es, auch üblich. Kann man Teuer und günstig haben:
Günstig mit sogenanntem Sprungritzen. Dabei wird das Ritzmesser 
(übrigens ein Scheibenfräser mit ca. 10cm Durchmesser) während der Fahrt 
abgesenkt. man braucht dabei also Platz um den Einfahrbereich generieren 
zu können.
Teuer: Indem man die "Ritzung" mittels Frässtichel herstellt. Dabei 
braucht man keine Einfahrstrecke, dafür sind die Werkzeug und 
Maschinenkosten um einiges Höher.

von Gerd E. (robberknight)


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OP schrieb:
> Für ein neues Produkt in relativ kleiner Stückzahl (sagen wir 5.000)
> wird eine kleine rechteckige Platine entwickelt, welche ~50x50mm sein
> könnte.
[...]
> um die Fräszeit zu sparen.

Bei der Stückzahl (bzw. m² Platinenfläche) werden viele Fertiger noch 
einen festen Standardprozess verwenden. Daher sind die Kosten für die 
Platine normal nicht von der exakten Fräszeit etc. abhängig. Fräsen mit 
einem gröberen Fräser (z.B. 2,4mm) ist in den meisten Fällen schon im 
Prozess enthalten. V-Grooves sind oft auch schon vorgesehen, kosten hin 
und wieder aber extra.

Generell fürchte ich aber daß Du an der falschen Stelle versuchst Kosten 
zu sparen.

Schau Dir zuerst die Anforderungen Deiner Platine an:

- wie sauber muss die Außengeometrie eingehalten werden? Fräsen ist 
normal genauer

- Muss die Kante um die Platine sauber sein weil sie z.B. an einer Seite 
eng am Gehäuse anliegt etc.? Fräsung ist hier normal sauberer

- Kannst Du überall um die Platine rum gut Abstand (cm-Bereich) zu 
empfindlichen Bauteilen (vor allem Kerkos) und überstehenden Teilen 
(THT-Lötstellen, Stecker,...) lassen? Dann wäre V-Groove möglich. Bei 
Fräsung brauchst Du das nur um die Stege herum.

- Dürfen an 3 oder 4 Stellen um die Platine herum Reste von Stegen 
stehen bleiben? Das wäre die billigste Methode bei Fräsen. Man kann die 
Stegreste natürlich auch wegschleifen oder schneiden, das ist aber ein 
extra Arbeitsschritt beim Fertiger.

Dann unterhalte Dich vor allem mit Deinem Bestücker:

- Was ist für ihn der einfachste Prozess?

- Kann man den Testprozess vereinfachen wenn man ganze Nutzen auf einmal 
testet oder Programmiert? Dafür kann man Leiterbahnen über die 
Haltestege führen. Das geht bei V-Grooves normal nicht.

Ich vermute die Kosten entstehen eher auf der Seite des Bestückens und 
Testens als bei der Platinenfertigung. Zumindest bei normalen 2- und 
4-lagingen Platinen, bei 12-lagingen Spezialanfertigungen sieht das 
natürlich anders aus. Daher würde ich mich eher auf die Kosten beim 
Bestücken konzentrieren und weniger auf die Platinenfertigung.

von OP (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Bei der Stückzahl (bzw. m² Platinenfläche) werden viele Fertiger noch
> einen festen Standardprozess verwenden. Daher sind die Kosten für die
> Platine normal nicht von der exakten Fräszeit etc. abhängig. Fräsen mit
> einem gröberen Fräser (z.B. 2,4mm) ist in den meisten Fällen schon im
> Prozess enthalten. V-Grooves sind oft auch schon vorgesehen, kosten hin
> und wieder aber extra.
Okay, dann würde Fräsen ja nicht teurer sein und damit attraktiver, weil 
besser

> - wie sauber muss die Außengeometrie eingehalten werden? Fräsen ist
> normal genauer
"Egal"
> - Muss die Kante um die Platine sauber sein weil sie z.B. an einer Seite
> eng am Gehäuse anliegt etc.? Fräsung ist hier normal sauberer
Nein
> - Kannst Du überall um die Platine rum gut Abstand (cm-Bereich) zu
> empfindlichen Bauteilen (vor allem Kerkos) und überstehenden Teilen
> (THT-Lötstellen, Stecker,...) lassen? Dann wäre V-Groove möglich. Bei
> Fräsung brauchst Du das nur um die Stege herum.
Keine überstehenden Teile, kein THT.
Für den Abstand zwischen Bauteilen und Rand habe ich mich hier 
orientiert: 
http://www.electronicdesign.com/boards/pcb-designers-need-know-these-panelization-guidelines 
Das wäre dann aber weniger als "cm-Bereich"
> - Dürfen an 3 oder 4 Stellen um die Platine herum Reste von Stegen
> stehen bleiben? Das wäre die billigste Methode bei Fräsen. Man kann die
> Stegreste natürlich auch wegschleifen oder schneiden, das ist aber ein
> extra Arbeitsschritt beim Fertiger.
Darf
> Dann unterhalte Dich vor allem mit Deinem Bestücker:
Werde ich
> - Kann man den Testprozess vereinfachen wenn man ganze Nutzen auf einmal
> testet oder Programmiert? Dafür kann man Leiterbahnen über die
> Haltestege führen. Das geht bei V-Grooves normal nicht.
Jain. Wenn man durchkontaktierte Löcher in das V legt, "kommt" man trotz 
durchtrennten Kupferlagen "durch"
> Ich vermute die Kosten entstehen eher auf der Seite des Bestückens und
> Testens als bei der Platinenfertigung. Zumindest bei normalen 2- und
> 4-lagingen Platinen, bei 12-lagingen Spezialanfertigungen sieht das
> natürlich anders aus. Daher würde ich mich eher auf die Kosten beim
> Bestücken konzentrieren und weniger auf die Platinenfertigung.
Auch da versuche ich natürlich ökonomisch zu arbeiten (möglichst wenige 
und wenig verschiedene Bauteile, einseitige Bestückung, ausschließlich 
SMT usw).

von Gerd E. (robberknight)


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OP schrieb:
> Okay, dann würde Fräsen ja nicht teurer sein und damit attraktiver, weil
> besser

Ja, ist oft auch so.

>> - Kann man den Testprozess vereinfachen wenn man ganze Nutzen auf einmal
>> testet oder Programmiert? Dafür kann man Leiterbahnen über die
>> Haltestege führen. Das geht bei V-Grooves normal nicht.
> Jain. Wenn man durchkontaktierte Löcher in das V legt, "kommt" man trotz
> durchtrennten Kupferlagen "durch"

Zum einen dürfte das aber vom Fertiger nicht garantiert sein, und damit 
abhängig von Fertiger, der genau genutzten Maschine etc. Sowas unbedingt 
vermeiden: wenn man z.B. nachbestellt, es dort nicht so ist und dann 
5000 nutzlose Platinen rumliegen hat ist der Ärger groß.

Außerdem sind Platinenfertiger oft sehr pingelig was Kupfer an 
irgendwelchen Durchfrästen oder Durchgroovten Stellen angeht. Kann daher 
gut passieren daß ein Fertiger Dir das ablehnt.

-> würde ich nicht machen

Leiterbahnen zum Programmieren und Testen über die Haltestege zu führen 
ist dagegen sehr gängig.

>> Ich vermute die Kosten entstehen eher auf der Seite des Bestückens und
>> Testens als bei der Platinenfertigung. Zumindest bei normalen 2- und
>> 4-lagingen Platinen, bei 12-lagingen Spezialanfertigungen sieht das
>> natürlich anders aus. Daher würde ich mich eher auf die Kosten beim
>> Bestücken konzentrieren und weniger auf die Platinenfertigung.
> Auch da versuche ich natürlich ökonomisch zu arbeiten (möglichst wenige
> und wenig verschiedene Bauteile, einseitige Bestückung, ausschließlich
> SMT usw).

Gut.

Was ich meinte ist vor allem wegen ein paar gesparter Cents beim 
Platinenfertiger nicht mehrere Euro Mehrkosten beim Bestücken zu 
produzieren.

Generell würde ich sagen sind die Kosten für Standardplatinen in letzter 
Zeit tendenziell eher gesunken sind, die für die Bestückung eher leicht 
gestiegen. Die Platinenfertigung kann man auch bei kleineren Stückzahlen 
ohne Schmerzen in Fernost machen lassen, beim Bestücken ist das deutlich 
mehr Aufwand.

von Chris S. (aaa)


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Normalerweise hat ein Bestückter eine kleine Linie bestehend aus 3 
Maschinen.
Die machen 50kcph bis 150kcp.
Ein Druckzyklus für die Lotpaste braucht 58 Sekunden.  Macht man 
Einzelplatinen muss die Bestuckungsmaschine meistens auf den 
Siebdrucker warten. Wird ein dispenser eingesetzt Mydata500 zB sieht es 
noch viel schlimmer aus.
5000 x2 x58 = 168 Stunden.
Werden zwei Drucker eingesetzt halbiert sich die Zeit, Fixkosten 
steigen, generell 500 € mehr.  Berechnet der Fertiger 340€ je Stunde 
kann man sich das dann gerne ausrechnen. Wird hingegen ein Panel mit 24 
Nutzen verwendet genügen 8 Stunden.
Bei zwei Druckern auch nur 4 Stunden wenn die cph Leistung ausreicht.
Zu den 58 Sekunden kommen dann noch vielleicht 26 Sekunden Takttime 
dazu,
Und vielleicht wegen der cph Leistung sind es aus den 8 Stunden real 14, 
diese Zeit kommt  auch bei den 168 Stunden hinzu,
Das wären dann ca 250 stunden.
Ist es möglich die Platinen als Flip panel zu bestücken spart man sich 
dann auch noch eine Schablone sowie Einrichtungzeit.
Aus diesem Grunde panelisiert sich der Bestückter gerne auch sein Panel 
selbst zusammen.

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