Creating Customers Electronics
Vom Chip-Design bis zum Lifecycle Management
Unerwartet auftauchende Stolpersteine sind in Projekten zu Elektronikdesign und -fertigung keine Seltenheit, besonders, wenn Unternehmen in neuen Branchen Fuß fassen wollen. Dabei gilt es oftmals, gesetzliche Bestimmungen und Richtlinen zu kennen und umzusetzen. Für die Entwicklung und Herstellung passender elektronischer Baugruppen bietet sich daher an, auf Dienstleister zurück zu greifen, die sich durch interdisziplinäres Know-How und Erfahrungen in Konzeption, Entwicklung und Fertigung von anspruchsvollen elektronischen Systemen auszeichnen. Der Electronic Manufacturing Services-Anbieter Heitec wurde beispielsweise mit der Entwicklung von Flachbaugruppen für den kerntechnischen Einsatz beauftragt.
Anbieter von Electronic Manufacturing Services (EMS) beabsichtigen mit ihren Angeboten, ihren Kunden zusätzliche Ressourcen zu erschließen. Entsprechende Unternehmen bieten beispielsweise hoch qualifizierte, ausgelagerte Entwicklungsabteilungen, vermeiden Engpässe durch zusätzliche Fertigungsstätten oder agieren allgemein als umfassend tätiges, extern agierendes Dienstleistungsunternehmen. Ein Beispiel ist das Unternehmen Heitec mit Sitz in Erlangen. Es entwickelt, fertigt und vermarktet bewusst keine eingenständigen Produkte – eine Ausnahme bildet der Gehäusebereich – und stellen daher keine Wettbewerbssituation dar. Auch Abfluss kundenspezifischen Know-hows schließt der Dienstleister aus. An den 17 Niederlassungen in Deutschland und im Ausland hat sich das Unternehmen der Entwicklung und Fertigung von Geräten, Systemen sowie kompletten Anlagen für seine Partner verpflichtet. Die Leistungskette beginnt in intensivem Dialog mit den Kunden und der klaren Definition der Aufgabenstellung. Dabei kann es um die Kooperation für einen eng abgegrenzten Projektbereich gehen, beispielsweise das Chip-Design für eine anspruchsvolle elektronische Regelungskomponente, oder um eine durchgängige Komplettlösung inklusive der Fertigung der entwickelten Geräte respektive der Inbetriebnahme der konzipierten Anlage. Die mögliche Bandbreite der Zusammenarbeit erstreckt sich dabei vom Design der Systemarchitektur über Hardware-, Firmware- und Softwareentwicklung, Electronic Packaging, Prototypen- und Serienfertigung, Dokumentation, Validierung bis hin zur Zertifizierung.
Elektronikfertigung für regulative Märkte
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit des Product-Lifecycle-Managements. Dieses kann – beispielsweise bei Bauteilabkündigung – Reengineering und Redesign umfassen. Vor allem in regulativen Märkten ist dies für die Anwender eine Gewähr dafür, dass markteingeführte Produkte langzeitverfügbar bleiben. Ein konkretes Beispiel soll zeigen, wie die besonderen Herausforderungen von regulativen Märkten, nach Vorgabe des Kunden, angenommen und gelöst werden. Die Aufgabenstellung aus dem Bereich der elektrischen Energieerzeugung klang vordergründig einfach: „Serienfertigung von Flachbaugruppen mit hohen Qualitätsanforderungen, auch an die zu erstellende Gehäusetechnik“. Anspruchsvoll gestaltet sich das Projekt durch sein Einsatzfeld in einer kerntechnischen Anlage, das auch die sehr hohen Qualitätsanforderungen determiniert. Für die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung bedeutet dies, spezifische Vorgaben einzuhalten, beispielsweise die Richtlinien KTA 1401 und KTA 3507 für kerntechnische Anlagen. Darüber hinaus besteht die Forderung nach IPC-A-610, einem Schulungs- und Zertifizierungsprogramm für die Fertigung elektronischer Baugruppen nach strengen Qualitätsmaßstäben. Dieser Qualitätsanspruch setzt voraus, dass die relevanten Mitarbeiter aus der Fertigung und Qualitätsprüfung eine entsprechende Schulung durchlaufen und auch die finale Abschlussprüfung bestanden haben. Besondere Herausforderung für den EMS-Anbieter: Kleinserienfertigung der Flachbaugruppen nach reproduzierbaren Prozessen, die sich in der Großserie bewährt haben. Das Projekt umfasste für zwei unterschiedliche Flachbaugruppen die komplette Bauteilbeschaffung inklusive lückenloser Bauteilrückverfolgbarkeit, das Lifecycle Management zur Verlängerung des Produktlebenszyklus für die Baugruppen, die Bestückung der beigestellten Platinen unter strenger Einhaltung der IPC-A-610 und den mechanischen Zusammenbau zu funktionstüchtigen Flachbaugruppen, die kundenseitig in ein 19″-Aufbausystem eingesetzt werden. Beide Baugruppen sind Teil einer sicherheitsrelevanten Steuerung des Kraftwerks. Dem trägt die 100-Prozent-Prüfung der gefertigten Teile per automatisierter optischer Inspektion, Flying Probe Test, Boundary Scan Test, Funktionstest, Klimaprüfung und Hochspannungstest bei Heitec Rechnung. Und auch deren Zerstörung.
Zerstörende Prüfung: Belastungsprobe standhalten
Die gezielte zerstörende Prüfung ist ebenfalls integraler Teil des Projektes: Nur dadurch kann zweifelsfrei nachgewiesen werden, wie sich die gefertigten Baugruppen unter Belastung verhalten und ob sie ihre Spezifikationen einhalten. Dazu wird die Temperatur kontrolliert erhöht und das ordnungsgemäße Auslösen der eingebauten Temperatursicherungen geprüft. Auch der Auslösestrom der eingebauten Schmelzsicherungen wird getestet. Die dabei zerstörten Baugruppen werden anschließend repariert. Hier gilt es, inbesondere Temperatur- und Feinsicherungen zu ersetzen. Danach werden die Baugruppen erneut geprüft, alle anderen Bauteile müssen funktionstüchtig geblieben sein. Fünf Prozent der sorgfältig und aufwendig gefertigten Flachbaugruppen werden dieser zerstörenden Prüfung unterzogen und kommen dadurch am eigentlichen Einsatzort nicht an.
