PCB-Design - Von der Elektronikentwicklung bis zur Produktion, alles dreht sich um die Leiterplatte

Die Abmessungen und Platzverhältnisse der Leiterplatte in einem Gehäuse verlangen eine enge Absprache zwischen Gehäusekonstruktion und PCB-Designer, die ewige «Huhn-Ei»-Diskussion zwischen schönem Design des Gehäuses und dem Innenleben des Endprodukts soll hier vermieden werden. Meist hilft vorab der Meilenstein Platzabschätzung. Ist das Gehäuse bereits vorgegeben, kann es teils schwierig werden, ein funktionierendes Layout zu erstellen, häufig lösen Millimeteränderungen im Design oder kleine Umplatzierungen von Tastern ein Problem. Durch einen kontinuierlichen fachspezifischen Austausch können genau diese Probleme gemeinsam bereits im Ansatz gelöst werden. 

Damit die bestückte Leiterplatte auch getestet werden kann, braucht es ein Testgerät. Bei STEINEL haben wir eine eigene InCircuitTest-Abteilung und eine Funktionstest-Abteilung. Für den Bau eines Prüfmittels ist zwingend die Zusammenarbeit zwischen PCB-Designer und Prüfmittelabteilung nötig. Die Platzierung der Testpunkte, Fanglöcher, etc. auf dem Layout müssen mit dem Prüfmittel abgestimmt werden. Dieser Schritt der Abstimmung sollte so früh wie möglich geschehen.

Im Bereich der Leiterplattenbeschaffung unterstützt der PCB-Designer den Einkauf bei technischen Aspekten bei der Wahl von Leiterplatte und PCB-Hersteller, denn in Bezug auf die Qualität unterscheiden sich die Hersteller teilweise enorm. Den richtigen PCB-Hersteller für ein Produkt zu finden ist nicht ganz einfach und bei gewissen Layouts sind einstmals komplexere Spezifikationen einer Leiterplatte zum Standard geworden. Technische Rückfragen des Herstellers werden meistens direkt vom PCB-Designer beantwortet und Machbarkeiten der Leiterplattenproduktion bezogen auf das komplexe Layout werden mit dem Hersteller diskutiert. 

Der PCB-Designer arbeitet in Bezug auf diversen Themen mit dem technischen Büro zusammen. Sei dies bei der Erarbeitung eines Angebots für einen Kunden, wobei beispielsweise die Produktionsnutzengrösse geschätzt wird, um daraus die Durchlaufzeit zu berechnen, die Prüfung einer SAP-Stückliste für die Bestückung und Montage der Leiterplatte, oder die Pflege von bestehenden Produkten. 

Die enge Zusammenarbeit mit dem Projektmanager ermöglicht es, den Terminplan einzuhalten, und dass dieser nicht wegen einer zu spät angelieferten Leiterplatte aus den Fugen gerät. Ebenso wird der PCB-Designer in der Serienbetreuung in die Kommunikation zum Kunden zugezogen, wenn gewisse Änderungen im Layout vorgesehen sind, oder Lösungsvorschläge gefragt sind, wie das Design des Produkts günstiger, einfacher oder komfortabler für die Produktion umgesetzt werden kann.

Damit sichergesellt werden kann, ob eingegangene Leiterplatten auch richtig geliefert wurden, unterstützt der PCB-Designer die Abteilung Wareneingang bei der Überprüfung der Richtigkeit und Qualität der gelieferten Leiterplatten. 

Die frühe Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines PCB-Layouts mit der Produktion ist absolut zentral, unabhängig davon, ob die Leiterplatte später in der SMD- oder THT-Produktion verarbeitet wird. Die umgesetzten Designs müssen in erster Linie produzierbar sein. Daher ist es von hoher Wichtigkeit mit der Produktion die Möglichkeiten eines Bestückungsautomaten, Lötbarkeit des Bauteils, Qualität der Leiterplatte, Abstände von Bauteilen und vieles mehr zu diskutieren. Für die spätere Serienproduktion liefert der PCB-Designer die nötigen Daten für die Bestückungsautomaten, SPI, AOI und die Handbestückung.

Die Elektronikentwicklung braucht meist am Anfang sehr schnell eine Musterleiterplatte, um die entwickelte Schaltung zu testen. Um diesen Prozess zu beschleunigen, werden Prototypen bei STEINEL inhouse in kleinen Stückzahlen bestückt und im hauseigenen EMV-Labor getestet. Das Elektronik Labor und der PCB-Designer arbeiten zusammen an Lösungen und Optimierungen für ein funktionstüchtiges, produzierbares Leiterplattendesign.

Gibt es Produktionsprobleme auf Basis Leiterplatte oder Bestückung von Elektronik-Komponenten ist der PCB-Designer in den gemeinsamen Lösungsfindungsprozess zwischen den Fachbereichen involviert. Auch bei der Analyse von falsch angelieferten Leiterplatten unterstützt der PCB-Designer die Qualitätsabteilung fachspezifisch.

Durch die Zusammenarbeit zwischen Vertrieb und PCB-Designer können etwaige speziellen Kundenwünsche im Voraus beurteilt werden und somit gewisse Missverständnisse für die Erstellung eines Richtangebots unterbunden werden. Der PCB-Designer leistet auch hier technische Unterstützung bei leiterplattenspezifischen Fragen.  

Meist werden offene Fragen seitens Kunde über die kundennahen Ansprechpersonen im Bereich Vertrieb, Projektmanagement oder technisches Büro beantwortet. Gehen die Fragen technisch tiefer, steht die Elektronikentwicklung und der PCB-Designer zur Verfügung, um direkt mit dem Kunden die offenen Punkte zu klären. In gewissen Projekten arbeitet der PCB-Designer sogar sehr intensiv mit dem Kunden zusammen.