KUNDENFALLSTUDIE - di-soric und die Vorteile der RIGID-FLEX TECHNOLOGIE von FINELINES

Es gibt viele Gründe, warum ein Unternehmen Rigid-Flex statt Rigid Leiterplatten einsetzt. Herr Kunert, Hardware-Entwickler bei der Firma di-soric, weiß genau wovon er spricht.

Starrflex-Leiterplatte
Starrflex-Leiterplatte

Als familiengeführte Unternehmensgruppe ist di-soric seit fast 40 Jahren ein etablierter Hersteller im Bereich der industriellen Automation.

di-soric entwickelt, produziert und vertreibt ein breites Spektrum an innovativen Sensoren, leistungsfähigen Bildverarbeitungskomponenten, hochwertigen LED-Maschinen- und Signalbeleuchtungen sowie Produkten aus dem Bereich der Sicherheitstechnik. Die umfangreiche Produktpalette wird durch ihre Flexibilität für kundenspezifische Lösungen abgerundet.

di-soric Produkte finden ihre Anwendung überwiegend in den Bereichen Assembly & Handling, Robotics, Packaging, Machine Tools und Measurement & Testing. Dabei stehen die Branchen Automotive, Food & Beverage, Pharma & Cosmetic und Electronics im Fokus.

Interviewer (Int): Interviewer (Int): „Herr Kunert, das Kerngeschäft von di-soric liegt in der Sensortechnologie. Sie arbeiten bei di-soric als Hardware-Entwickler Embedded Systeme in der Entwicklungsabteilung. Lassen Sie uns zu Beginn ganz konkret auf die technischen Gründe schauen, die für eine Rigid Flex PCB-Lösung sprechen.

Was waren die technischen Argumente für die Wahl der Rigid Flex PCB-Technologie für Ihre jüngste Produktlösung?"

Herr Kunert: „In diesem Projekt sind drei Leiterplatten, die in unterschiedlichen Gehäuseteilen untergebracht sind, miteinander zu verbinden. Steckverbindungen kamen aus verschiedenen Gründen nicht in Frage. Die wichtigsten technischen Argumente hierbei auf eine Rigid-Flex Lösung zurückzugreifen waren dennoch vielseitig.

Angefangen bei der Größe von Handlöt-Pads, die besonders bei kleinen Leiterplatten schnell zu Platzproblemen führen, bis hin zu einem deutlich verringerten und vereinfachten Lötaufwand und der damit einhergehenden Kosteneinsparung. Natürlich ergeben sich ohne Verbindungsleitungen weniger Einzelteile und die Isolationsfestigkeit lässt sich bei engen Einbauverhältnissen ebenfalls besser sicherstellen. Zudem ist die Fehleranfälligkeit bei der Verbindung mit einer Rigid-Flex Lösung deutlich geringer als beim händischen Löten von Einzeladern, wo es durchaus mal passieren kann, dass versehentlich einzelne Adern vertauscht werden.“

Starrflex-Leiterplatte

Int: „Das sind gleich mehrere handfeste Gründe, die Sie aufzählen. Hat denn auch die Größe des Produkts dabei eine Rolle gespielt oder war zum Beispiel auch der Biegeradius Teil Ihrer Betrachtungen?“

Herr Kunert: „Die Größe des Produktes oder besser gesagt der einzelnen Produkte innerhalb der Produktfamilie hatte keinen direkten Einfluss auf die Entscheidung für diese Leiterplatten-Technologie.

Man muss jedoch sagen dass bei zunehmender Größe bzw. sehr langen Flex-Teilen die Wirtschaftlichkeit im Auge behalten werden sollte. Lange Flex-Teile, besonders wenn diese als Verbindungsleitung gedacht sind, erfordern große Fertigungsnutzen bei der Leiterplatten-Fertigung und erhöhen somit die Kosten sowie die effektive Nutzenauslastung. Ein weiterer Punkt ist die Stabilität des Nutzens während des Bestückungs- und Lötvorgangs, denn der Flex-Teil liefert hierbei praktisch keine Stabilität. Der Biegeradius hat eine eher untergeordnete Rolle gespielt da keine kleine Biegeradien notwendig sind.“

Int: „Hat die Art der Applikation, also zum Beispiel der Einsatz des Produkts in einer rauen Umgebung, bei der Betrachtung eine Rolle gespielt?“

Herr Kunert: „Nein. Da unsere Produkte überwiegend vergossen werden, hat die Art der Applikation keinen Einfluss auf die Entscheidung für oder gegen eine Rigid-Flex-Lösung gehabt. Der Einsatz besonderer Materialien oder die Produktlebensdauer spielten ebenfalls keine große Rolle.“

Int: „Dann wäre es grundsätzlich möglich gewesen dieses Projekt auf Basis einer Rigid Leiterplatte mit Hilfe von Steckern und Kabel zu realisieren, richtig? Warum haben Sie sich dennoch dagegen entschieden?“

Herr Kunert: „Richtig! Aber wie anfänglich erläutert, hat der Einsatz von Steckern und Kabeln deutliche Nachteile. Stecker benötigen viel Platz und sind recht teuer. Zudem sind sie

problematisch in Verbindung mit Vergussmasse, da sich hierbei ggf. die Federkraft des Steckers reduziert, was zu einer fehlerhaften elektrischen Verbindung führen kann. Und Kabel müssen vorkonfektioniert werden, bedeuten eine Vielzahl von Handlötverbindungen, benötigen viel Platz auf der Leiterplatte in Form von Lötpads und sind fehleranfälliger (Gefahr des Vertauschens).“

Int: „Wie haben Sie sich über diese Technologie informiert. Hat dabei der IPC Standard IPC-2223 eine Rolle gespielt?“

Kunert: „Die Technologie ist bereits bei uns bekannt und wird in verschiedenen Produkten erfolgreich eingesetzt. Entsprechend verfügen wir sowohl in der SMD-Fertigung als auch in der Montage über ausreichende Erfahrung. Und bei technischen Fragen haben wir uns direkt an den Spezialisten, in diesem Fall Fineline, gewendet. Der IPC-2223 Standard hat natürlich beim Erstellen der Layouts eine Rolle gespielt.“

Int: „Wie wichtig war dabei die Auswahl des Technologie-Partners der die Rigid-Flex Leiterplatte herstellen und liefern soll?“

Herr Kunert: „Besonders bei Technologien wie Rigid-Flex ist es uns wichtig einen kompetenten Partner an unserer Seite zu haben. Fineline als big player im Bereich der Leiterplattenfertigung ist dafür natürlich genau der richtige Partner, mit dem wir bereits in den verschiedensten Projekten zusammengearbeitet haben. Und der technische Support durch Fineline ist seit dem ersten Tag einfach sehr gut.“

Int: „Werfen wir noch einen kurzen Blick auf die wirtschaftlichen Gründe. Es ist allgemein bekannt dass Rigid-Flex Leiterplatten an sich teurer sind als Standard Rigid Leiterplatten. Wenn man jedoch ein komplettes Produkt betrachtet inklusive der eingesetzten Komponenten, der Herstellung, Prüfung, Wartung und Lebensdauer, so kann der Einsatz einer Rigid-Flex Leiterplatte gegenüber der starren Leiterplatte durchaus einen kostensparenden Effekt haben.

Wurde bei Ihnen eine Kosten-Nutzenanalyse durchgeführt? Und wenn ja, welche Abteilung war dafür verantwortlich?„

Herr Kunert: „Ja, diese Analyse haben wir als Entwicklungsabteilung in Zusammenarbeit mit dem Industrial Engineering, dem Lean Management, und der Fertigung erstellt.“

Int: „Wie wichtig war bei der Kosten-Nutzenanalyse das Thema Herstellung des Produkts, also die Bestückung der Leiterplatte und der Einbau ins Gehäuse?“

Herr Kunert: „Sie bringen es ziemlich gut auf den Punkt. Der Einbau in das Gehäuse sowie die Montage waren sehr wichtige Punkte und ausschlaggebend für die Entscheidung pro Rigid-Flex Technologie.

Die Bestückung der Leiterplatte war ebenfalls ein wichtiger Punkt da, wie bereits beschrieben, besonderes Augenmerk auf die Stabilität des Nutzens zu richten ist.“

Int: „Können Sie die technischen und wirtschaftlichen Gründe gewichten?

Herr Kunert: „Nicht wirklich. Sowohl technisch als auch wirtschaftlich macht der Einsatz der Rigid-Flex Technologie absoluten Sinn.“

Aus technischer Sicht sind sowohl die Montage als auch die Fehlerwahrscheinlichkeit deutlich vereinfacht bzw. minimiert. Die Einsparung zusätzlicher Teile wie z.B. vorkonfektionierte Leitungen ist zudem aus Sicht des Lean-Managements vorteilhaft.

Ebenso ergibt sich eine erhöhte Prozesssicherheit. Aus wirtschaftlicher Sicht beträgt allein die Zeitersparnis an Lötarbeiten ca. 85%.

Als Fazit lässt sich in diesem Projekt auf jeden Fall sagen, dass die höheren Kosten der Rigid- Flex Leiterplatte durch die Ersparnisse in der Fertigung deutlich überkompensiert werden. Zusammen mit der erhöhten Prozesssicherheit hat der Einsatz dieser Technologie somit deutliche Vorteile gegenüber einer Lösung auf Basis von Rigid Leiterplatten, sowohl technisch als auch wirtschaftlich.“

Int: "Herr Kunert, vielen Dank für Ihre Zeit!"

Tim Kunert

Hardware-Entwickler Embedded Systeme

Starrflex-Leiterplatte

Sollten Sie Fragen zum Thema Flex-Rigid PCBs oder PCBs im Allgemeinen haben, dann zögern Sie bitte nicht, Patrick Caruso - Manager NPI Central Europe - zu kontaktieren. Email Us patrick.caruso@fineline-global.com
Tel. +49 (0)2103 90854-37

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