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Ihr Zugang zur Technologie von duotec

Glossar

Das duotec Glossar ist Ihre verlässliche Quelle, um Begriffe wie Chip on Board, Dickschichttechnik, Softwareentwicklung, Elektronikschutz und Automatisierungszelle schnell und präzise zu verstehen. Es hilft Kunden und Partnern, unsere innovativen Lösungen und Technologien besser zu durchdringen und deren volles Potenzial zu nutzen. Und falls Fragen offen bleiben, stehen wir Ihnen jederzeit mit individueller Unterstützung zur Seite – gemeinsam machen wir auch komplexe Themen verständlich!

Keine Angst vor engen Räumen – die Mikro­system­integration.

Massive Verkleinerungen von Halbleitern bei gleichzeitig verbesserter Leistungs­fähigkeit integrierter Schaltungen – der Trend zur Miniaturisierung hält an. Die AVT verknüpft mikro­elektronische Bauelemente mit anderen Komponenten, wie etwa PCBs, zu einer elektronischen Systembaugruppe. Hybrid aufgebaute Mikrosysteme und Mikro­komponenten — beispielsweise gedruckte Schaltkreise, Elektroniken und Sensoren auf kleinstem Bauraum — bieten ein hohes Innovationspotenzial für neuartige und intelligente Produkte unterschiedlichster Branchen und Einsatzgebiete.

Die steigende Anwendungs­vielfalt der Sensor- und Mikro­system­technik stellt ständig neue Anforderungen an die AVT sowie das Packaging miniaturisierter Baugruppen. So ist eine gleichbleibend qualitativ hochwertige und kosteneffiziente Justage und Montage der Mikro­komponenten nur mit einer entsprechenden Automatisierung zu gewährleisten.

Um kundenspezifisch hochintegrierte und miniaturisierte Baugruppen zu fertigen, setzen wir folgende Verfahren ein:

  • Dickschicht-Hybrid-Technologie
  • Chip-on-Board-Verfahren (Die-Attach, Drahtbonden)
  • ASIC-Entwicklungen
  • modernste Löttechniken

Prozesse, die präzise passen.

Entwicklung

Die am besten geeignete AVT, ein funktionierendes Material­management sowie geeignete Testverfahren – die fabsolutions Prozess­entwicklung sorgt dafür, wettbewerbs­fähige und zuverlässige Produkte zu fertigen. Im Fokus stehen dabei die Optimierung von Produktions­zeiten und -kosten unter Einhaltung höchster Qualitäts­anforderungen. Darüber hinaus verfolgen wir den Anspruch, Prozesse genau an die Kunden­anforderungen und Bedürfnisse anzupassen.

Automatisierung

Ebenso wichtig ist die Überführung der Produkte in die Serien­fertigung. Diese realisieren wir unter Einsatz modernster Technologien, wie etwa Robotik, smarten Kamera­systemen, Sensorik und vielem mehr. Zusätzlich erstellen wir Automatisierungs­lösungen für Großserien und managen Änderungs­aufträge während des Projektablaufs. Bei noch komplexeren Anforderungen arbeiten wir eng mit einem externen System­integrator zusammen, der über 10 Jahre Erfahrung in der Prozess­entwicklung mitbringt. Dazu gehören das Maschinendesign, die Software­entwicklung zur Anlagen­steuerung sowie die Roboter­programmierung.

Kurzen, effektiven und optimierten Prozess machen.

Bei der Entwicklung und Fertigung besonderer Elektronik, stehen regelmäßig zwei Fragen im Raum: Was kostet’s und wie lange dauert’s? Die Antwort ist immer dieselbe: So wenig wie möglich. Schon im frühen Entwicklungs­stadium der Elektronik haben wir die Kosten fest im Blick. In der Prozess­entwicklung optimieren wir sämtliche Abläufe der Fertigung, um Zeit und Kosten zu minimieren, während wir die Qualität immer weiter nach oben schrauben. Mit bestmöglichen Lösungen für die Aufbau- und Verbindungs­technik und der geeignetsten Auswahl an passenden Bauteilen können wir eine kurze, effektive und optimierte Elektronik-Fertigung garantieren. Und mit der richtigen Test­strategie erreichen wir die größt­mögliche Fehler­abdeckung, ohne dabei die Aufwände bei Prüfmitteln und -zeiten aus den Augen zu verlieren.

Prozessentwicklung und Automation

  • 3D-Layouts für das optimale Zusammenspiel zwischen Elektronik und Mechanik
  • hoch miniaturisierte Ausführung der Aufbau- und Verbindungs­technik
  • Bauteil-Engineering für die Auswahl der Bauelemente
  • Prüfen geeigneter Lötverfahren (Reflow-, Wellen-, Selektiv-, Laser-, Dampfphasen-, Roboterlöten)
  • Automatisierung spezieller Produktionsverfahren
  • Durchführung von Umweltprüfungen
  • Mechanisches Bearbeitungs­zentrum für Produktions­mittel und Werkstückträger
  • Prozess FMEA (Fehler-Möglichkeiten-Einfluss-Analyse)

Arbeitskraft mal 12.

Bei der Fertigung von elektronischen Baugruppen und Modulen greift uns eine automatisierte Produktionszelle unter die Arme. Genau das richtige Stichwort, denn der Single-Roboterarm verfügt über sechs Achsen und bildet den Mittelpunkt eines Ringschalttisches. Mithilfe der Automatisierungszelle können wir Handlingprozesse maximal schnell und effizient vornehmen — vom Prüfen und Montieren übers Kleben und Schweißen bis hin zum Verpacken und Beschriften.

Festlegen muss man sich aber nicht, denn die zwölf vorhandenen Plätze sind modular- heißt: die Ausrüstung respektive die Fügeaufgaben sind auswechselbar. Nur das Master-Modul und die Modulaufnahmeplatten gehören zur Basis der Maschine. In Sachen Geschwindigkeit und Flexibilität setzen wir mithilfe der Produktionszelle neue Maßstäbe — und das mal zwölf.

Produktionszelle auf einen Blick.

  • Modulares System mit 12 Plätzen
  • Module sind auswechselbare Ausrüstung
  • Mastermodul als Festrüstung
  • 6-Achsen-Roboter
  • Ringschalttisch
  • Modulaufnahmeplatte als Basis der Maschine

Thinking into the box.

Box-Build umfasst die Integration von Elektronik und Mechanik zu einer optimierten Gerätelösung und meint alle Montagearbeiten an einer elektromechanischen Baugruppe – außer der Bestückung der Platine. fabsolutions Box-Build-Lösungen erfolgen in jedem Fall kundenspezifisch.

Unsere komplexen Montagemöglichkeiten, die Fertigung im eigenen Werkzeugbau sowie die Übernahme der kompletten Logistik reduzieren Schnittstellen (One-Stop-Shop), verringern den Zeit- und Logistikaufwand und ermöglichen so eine schnellere Time-to-Market. Unsere Kunden erhalten eine Komplettlösung einschließlich Gehäuse, erforderlicher Kabel und – falls gewünscht – einer kundenspezifischen Verpackung.

Bei der Systemintegration sind verschiedene Gehäusematerialien möglich, überwachte Schraubtechnik sorgt bei der Montage für maximale Präzision. Darüber hinaus verfügen wir über alle nötigen Testverfahren und übernehmen auf Wunsch auch die Programmierung und Konfiguration von kompletten Geräten. Inklusive Anschluss der konfektionierten Kabel.

Box Build auf einen Blick.

  • Montage von Geräten und Schaltanlagen einschließlich Baugruppen-, Funktions- und Systemprüfung
  • Gehäusekonstruktion
  • System- und PCBA 3D-Modellierung
  • Packaging, z. B. Umspritzung und Vergusstechnologie
  • Elektromechanik
  • Thermische Dimensionierung
  • Wärmemanagement
  • Finite Elemente Mechanik (FEM) Simulation

Klein, kleiner, CoB.

Die CoB-Technologie ist ein Bestückungs­verfahren mit vergleichsweise geringen Fertigungskosten, aber einem hohen Miniaturisierungs­potenzial und einer beträchtlichen Komplexität im Aufbau. Sie gewährleistet eine gute thermische Anbindung an das Trägermaterial. Wir bestücken ungehäuste Halbleiter-Chips „Dies“ genannt, in Reinräumen der Klassen 5 und 7 auf Keramik- oder herkömmlichen FR-Leiterplatten.

Anschließend kontaktieren wir sie mittels Drahtbonden oder durch Lot bzw. Kunststoff auf der Leiterplatte. Die Bonddrähte aus Gold oder Aluminium sind sehr filigran und weisen einen Durchmesser auf, der nur etwa einem Drittel des menschlichen Haares entspricht. Die bondierten Chips erhalten einen Globtop aus Kunststoff und sind damit sicher geschützt.

Chip-on-Board bietet eine große Flexibilität im Design sowie ein effizientes Wärmemanagement.

Chip-on-Board

  • Hohes Miniaturisierungs­potential für elektronische Baugruppen
  • Wirkungsgrad und Präzision von+- 10 µm
  • Aufbau von MEMS
  • Prozesssichere Massenfertigung
  • Flexible Prozessentwicklung
  • Hoch automatisiert und kosteneffizient
  • Produktion von industriellen Stückzahlen
  • Chip-and-Wire Technik
  • Flip-Chip Montage

In 200 Mikrometern auf die Trägerplatte.

Die Dickschicht-Hybridtechnik ist eine AVT, mit der sich elektronische Bauelemente und integrierte Schaltungen in der Mikroelektronik herstellen lassen. In der fabsolutions Elektronikfertigung nutzen wir die Dickschicht-Technik zur Herstellung von Mehrlagen­leiterplatten und Hybrid­schaltungen. Elektronische Strukturen oder Leiterbahnen werden im Siebdruck­verfahren direkt auf Keramik-, Aluminium- oder Glassubstrate aufgedruckt. Die aufgebrachten Strukturen sind winzig – nur 200 Mikrometer breit, das entspricht gerade einmal 0,2 Millimetern.

Mit der Dickschicht-Hybridfertigung können wir durch den Einsatz isolierender Schichten sogar sich kreuzende Leiterbahnen realisieren. Der Auftrag der verschiedenen Lagen erfolgt durch wiederholtes Bedrucken, Trocknen und Sintern für jedes der verwendeten Pastensysteme im 850 Grad heißen Durchlaufofen. Ebenfalls aufgedruckte Widerstände werden anschließend mit einem Laser auf den gewünschten Wert getrimmt.

Nach Abschluss aller Druckprozesse gleichen wir die erzeugte Schaltung mit dem Zielprodukt ab und montieren weitere Bauteile mittels SMD- oder THT-Bestückung samt anschließender Verlötung. Komplexere Schaltungen können wir mittels integrierter Halbleiter per CoB auf das Substrat aufbringen.

Die Dickschicht-Hybridtechnik unterstützt die Miniaturisierung von elektronischen Baugruppen, garantiert eine gute Wärmeleit­fähigkeit und ermöglicht deren Einsatz unter extremen Bedingungen.

Dickschicht-Hybridtechnik

  • Mehr als 30 Jahre Dickschicht-Know-how (Entwicklung und Produktion seit 1988)
  • Dickschicht-Hybridtechnik im LabFab inklusive Entwicklung und Test von Pastensystemen
  • Vorbereitung für die Serienfertigung
  • Einsatz von Keramiksubstraten (Al2O3, AlN), Aluminium- und Glassubstraten
  • Leiterbahnendruck sowie Widerstandsdruck und Laserabgleich
  • Niederdruck-Sintern
  • Produktspezifisches Testmanagement

Kunden­zufriedenheit par excellence.

fabsolutions steht bei uns für Design for Excellence (DfX), also den Anspruch die konstruktive Gestaltung des Produkts an die Fertigungs-, Montage- und Testprozesse bei bestmöglicher Kostenstruktur anzupassen. „Die Fertigung beginnt bei duotec in der Entwicklung“ ist daher durchaus wörtlich gemeint: Unsere Produktentwicklung passt in enger Abstimmung mit dem Projektmanagement die elektronische Idee so an die Serienproduktion an, dass möglichst kostengünstig mit hohem Qualitätsanspruch gefertigt werden kann.

fabsolutions fasst den Begriff des Design for Manufacturing (DfM) sogar noch bisschen weiter: Es geht nicht nur um eine qualitativ hochwertige und kostenoptimierte Elektronik, sondern auch um eine hohe Ausfallsicherheit und enorme Langlebigkeit. Dafür nutzen wir unser vielfältiges Applikations-Know-how sowie unsere langjährige Expertise in der Entwicklung elektronischer Lösungen für unterschiedliche-, teilweise sogar extreme Einsatzgebiete.

Überlebenszelle für Elektronik.

Die Direkt­umspritzung stellt innerhalb unserer fabsolutions Fertigungs­techniken ein besonderes Elektronik-Schutzverfahren dar. Nach Bestückung der Elektronik wird die Leiterplatte in eine Form eingelegt und mit einem Polymer — Hotmelt, Thermoplast, Duroplast — in einer Spritzguss­maschine direkt umspritzt. Durch geschickte Material­paarung lassen sich bei diesem Arbeitsschritt sogar Kabelmantel oder Kabellitze direkt mit dem Gehäuse verschmelzen. Der Vorteil: die Montage und das Einhausen finden in Sekunden­­schnelle statt, ein homogenes Kunststoff­­gehäuse legt sich in Form eines Monoblocks schützend um die Elektronik.

Direktumspritzung

  • Elektronikschutzverfahren mit kurzer Zykluszeit
  • Hohe Reproduzierbarkeit der gefertigten Produkte
  • Kein zusätzliches externes Gehäuse erforderlich
  • Dichtes Gehäuse der Schutzklasse IP68, 100% mediendicht
  • Minimale Wandstärken von 0,4 Millimetern möglich, d.h. geringer Platzbedarf und geringes Gewicht
  • Hohe Robustheit, Einbau von Kabelzugentlastungen möglich
  • Schützt auch vor mechanischen Belastungen wie Vibrationen oder Stößen
  • Integration von Steckverbindern und Lichtleitern ohne separate Montage möglich
  • Integration von LEDs möglich
  • Gute Wärmeleitfähigkeit
  • Beim Umspritzen von Sensoren nur minimale Signal­dämpfung
  • Hohes Miniaturisierungs­potenzial
  • Produktion großer Losgrößen

Wir entwickeln für Ihre Elektronik auch anwendungsspezifische Spritzgussformen.

Spezifisches Anwendungsfeld: die Medizintechnik

In der Medizintechnik finden sich immer mehr motorisierte oder batterie­betriebene Geräte. Sie kommen sowohl in der minimal­invasiven oder in der roboter­assistierten Chirurgie als auch in der Endoskopie zum Einsatz. Viele Geräte müssen wieder­verwendbar sein und sich für den nächsten Einsatz sterilisieren lassen. Das heißt konkret, dass die eingesetzten Elektroniken und Sensoriken den speziellen Bedingungen einer Autoklavierung – Temperatur bis 140° C, feuchte Umgebung und ein Waschgang mit chemischen Reinigungsmitteln – standhalten müssen. Zudem werden hohe Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit gestellt. Der Schutz soll zudem ökonomisch kompetitiv sein.

Autoklavierbare Direktumspritzung

Die Verwendung chemisch und thermisch resistenter Kunststoffe beim Direkt­umspritzen macht die geschützten Baugruppen wasch- und sterilisierbar. Die Umspritzung weist eine hohe thermische Stabilität gegenüber Autoklavier­temperaturen zwischen 134° C und 137 °C auf. Sie besitzt zudem eine sehr gute Hydrolyse-Stabilität sowie eine gute chemische Beständigkeit gegenüber den gängigen, meist alkalischen Reinigungsmitteln. Bis zu 2.500 Auto­klavierzyklen sind möglich. Darüber hinaus ist auch die Verwendung biokompatibler Kunststoffe möglich.

Schlankes Design mit viel Funktion — Elektronik­druck auf Glas.

Das Drucken von Elektroniken auf Glas ist eine Technologie, die wir seit 2014 anbieten und seitdem kontinuierlich weiter­entwickeln. Komplexe Schaltungen lassen sich mit der Dickschicht-Hybridtechnik direkt auf Glas aufbringen. Der Elektronikdruck auf Glas ist nicht nur maximal funktional, er erfüllt auch höchste ästhetische Ansprüche.

Auf Glas gedruckte Elektroniken bieten zahlreiche Anwendungs­felder in der Licht- bzw. Gebäude- sowie in der Medizintechnik. Sie lassen sich als Touchpanel-Bedieneinheiten oder Basis Anwendungen wie LED-Leuchten einsetzen. Auch in der Möbelindustrie sind sie eine willkommene Bereicherung — etwa als auf Glas gesetzte LED-Lichter in Glasvitrinen. Elektroniken für Lichtquellen lassen sich direkt auf eine Glasscheibe aufdrucken und verwandeln auf diese Weise Möbelstücke zu innen­architektonischen Wohn­accessoires mit zeitgemäßer Designsprache.

Vorteile des Elektronikdrucks auf Glas:

  • Bei Touchpanels keine zusätzliche Leiterplatte für die Sensorik erforderlich
  • Mehrlagige Leiterbahnebenen für eine höhere Schaltungsdichte und Realisierung von zusätzlichen Schirmflächen
  • Mögliche Integration von Beleuchtung sowie Bedien- und Anzeigeelementen auf Glaselement
  • Farbdruck mit keramischen Farben für eine sehr gute Haftung auf dem Glas, hohe Farbdichte und sehr robust und UV-beständig

Rundum bestens geschützt.

Der Schutz von Elektronik verfolgt in der Regel mehrere Ziele: Die elektronischen Bauteile sollen über einen möglichst langen Zeitraum wirksam vor äußeren Einflüssen wie Vibrationen, Feuchtigkeit, Staub oder auch Chemikalien bewahrt werden. Ziel ist eine lange Lebensdauer sowie das Vermeiden aufwändiger Wartungen und Instandhaltungen. Kurz: Es gilt, unnötige Kosten zu sparen. Darüber hinaus erfüllt der Elektronikschutz im Idealfall weitere funktionale oder auch ästhetische Eigenschaften.

In bestimmten Anwendungsfällen muss der Schutz der Elektronik auch in die entgegengesetzte Richtung wirken und sicherstellen, dass keine gefährdenden Substanzen der Elektronik in die Umgebung oder das zu bestimmende Medium gelangen. Bei einem Sensor ist außerdem zu gewährleisten, dass der Elektronikschutz die Signalqualität nicht beeinträchtigt. Wir bieten im Rahmen der fabsolutions Elektronikfertigung unterschiedliche Schutzverfahren an:

  • Tauchlackieren, Selektivlackieren, Tauchselektivlackieren (auch ATEX-konform)
  • Fluorpolymerbeschichtung
  • Verguss mit Polyurethan oder Epoxid
  • Direktumspritzung mit Polymeren (auch als autoklavierbare Umspritzung erhältlich)
  • Gehäusemontage/Box Build

In jedem Fall passen wir das Elektronikschutzverfahren und auch die Materialien individuell an Ihre Elektronik an. Funktionelle und Befestigungselemente werden gleich mitgeschützt. Die 3D-Formgebung sowie die Fertigung von Gehäuseteilen gehören ebenfalls zu unseren Serviceleistungen. Abschließend erfolgen Tests zu elektrischer Funktion sowie Funktionalität des Schutzes.

Guter Elektronik­schutz bietet viele Vorteile.

  • Verbesserte Wärmeleitfähigkeit
  • Erweiterter Temperatureinsatzbereich
  • Erhöhte elektrische Isolation
  • Bessere Wärmeverteilung
  • Beständigkeit gegen UV-Bestrahlung, Abrieb und Farbänderungen
  • Möglichkeit zur Sterilisierung von umspritzten Baugruppen mit Hilfe der Direktumspritzung

Bei der Systemintegration sind verschiedene Gehäusematerialien möglich, überwachte Schraubtechnik sorgt bei der Montage für maximale Präzision. Darüber hinaus verfügen wir über alle nötigen Testverfahren und übernehmen auf Wunsch auch die Programmierung und Konfiguration von kompletten Geräten. Inklusive Anschluss der konfektionierten Kabel.

Box Build auf einen Blick.

  • Montage von Geräten und Schaltanlagen einschließlich Baugruppen-, Funktions- und Systemprüfung
  • Gehäusekonstruktion
  • System- und PCBA 3D-Modellierung
  • Packaging, z. B. Umspritzung und Vergusstechnologie
  • Elektromechanik
  • Thermische Dimensionierung
  • Wärmemanagement
  • Finite Elemente Mechanik (FEM) Simulation

Garantierte Produktion bis zum Ende.

Einen besonderen Service bieten wir innerhalb der fabsolutions Fertigungsleistungen am Standort Greifswald an: Hier produzieren wir nicht nur elektronische Bauelemente, sondern übernehmen auch komplette Fertigungslinien — etwa für die letzten drei bis fünf Produktionsjahre. Damit einher geht die Übernahme der Produktfertigung nach Kundenvorgaben

Die ml&s in Greifswald verfügt zum einen über entsprechende Flächen, zum anderen über das notwendige fachliche Know-how, um auch Maschinen älteren Datums weiterhin qualifiziert zu betreiben. Nach Beendigung der Produktion (EoL) entscheidet der Kunde über eine Einlagerung oder eine Verschrottung der Maschinen.

Hardware was von Entwicklung gesagt?

Fakt: Eine Elektronik-Baugruppe funktioniert nur mit der richtigen Hardware — Schaltung, Bauteile und Mechanik. Die fabsolution Leistung umfasst die Überprüfung besagter Parts. Wir checken Ihre Idee, erstellen eine Machbarkeits­studie und ein dazugehöriges Pflichtheft. Dann gehts an die eigentliche Arbeit: Für den Funktionstest der Elektronik entwickeln wir zunächst einen Prototypen.

Dieser und ein elektronisches, thermisches Simulations­programm erlauben es uns, die Elektronik nicht nur ausgiebig zu testen, sondern auch zu prüfen, ob der Fertigungs­prozess optimal funktioniert. Abschließend konstruieren wir die Mechanik, in welche die Elektronik eingebettet wird. Dank ins Detail gehender 3D‑Studien können wir die perfekte Passform im Vorfeld simulieren.

Hardware­entwicklung

  • Sensorsysteme für unterschiedlichste Messgrößen
  • Steuerungen und Wechsel­richter im Bereich Leistungs­elektronik
  • Steuer- und Regelungs­technik
  • LED‑Technik für Beleuchtungskonzepte
  • Embedded Systems
  • Bus-Systeme wie DALI, DMX, Interbus
  • Funk-Systeme wie Bluetooth Low Energy, JenNet‑IP, Zigbee
  • Condition Monitoring

Spezielle Tests von den Prototypen bis zum fertigen Produkt.

Parallel zur steigenden Komplexität von Baugruppen steigen auch die Anforderungen an die Testverfahren. Zur Qualitätssicherung setzen wir bei fabsolutions deshalb sowohl optische, mechanische als auch elektrische Tests ein — je nach Art der Elektronik.

Die optischen Prüfungen

  • AOI Test: Automatische Optische Inspektion - Automatic Optical Inspection
  • AXI Test: Automatische Röntgeninspektion - Automatic X-Ray Inspection

Elektronische Funktionstests (universelle Tests oder kundenspezifisch)

  • Flying Probe
  • Functional Test - Funktionstest (FCT)
  • Boundary-Scan Test - Standardverfahren zur Prüfung digitaler und analoger Bausteine
  • In-Circuit Test - Test der elektronischen Schaltung (ICT)

Sicherheitsprüfungen - Hochspannung (HV) Spezialtestsystem

  • HV Test Großgeräte
  • HV Test Schaltschränke

Schutzleiterprüfungen - Bausteinprogrammierung

  • Vorprogrammierung von Bausteinen mit spezifischen Adaptionen
  • Kennzeichnung der Bausteine mit Softwarestand als Lasermarkierung oder mit Label

Zur Entwicklung und Fertigung einer kundenspezifischen Elektronik gehört ein spezifisches Testverfahren. Für elektrische Tests entwickeln und bauen wir spezielle Prüfmittel und programmieren die passende Testsoftware.

Dabei spielt die zentrale Datenhaltung eine große Rolle: Datenaustausch, ‑pflege, ‑backup und ‑analyse werden digital gesichert und stehen auf Abruf zur Verfügung.

Inspektion & Tests

  • Eigener Adapter- und Prüfmittelbau
  • Spezielle Teststände für Geräte und System
  • Zentrale Datenhaltung
  • Übernahme und Betreuung von Kundenmesstechnik

Funktion ist nur so gut wie ihre Form.

Optimal funktionierende Baugruppen gründen auf einem optimal geplanten Schaltungsdesign — die Funktion ist nur so gut wie ihre Form. Die Challenge hierbei ist, dass die Anforderungen an das PCB-Design in den letzten Jahren exorbitant gestiegen sind. Elektronische Bauteile werden zunehmend komplexer und kleiner, müssen im Umkehrschluss aber eine viel größere Komponenten­vielfalt vereinen. Im Bereich fabsolutions entwickeln wir Leiterplatten-Layouts, die diese Ansprüche vollends erfüllen.

Mehr noch: Durch die Leiterplatten-Entflechtung sind wir auch dazu im Stande, bereits bestehende Schaltungs-Designs Ihren neuen Erfordernissen anzupassen.

State of the Art — unsere Leiterplatten-Technologie

Mit Altium Designer entwickeln wir wegweisende Leiterplatten-Designs oder passen Schaltungen an den vorherrschenden Status quo an. Unsere Technologien sind ausnahmslos – ganz gleich ob Neuentwicklung oder Optimierung – weltweit auf dem neusten Stand.

Altium Designer

  • Mehrlagen-Leiterplatten (Multilayer)
  • Starrflex-Leiterplatten, Flex-Leiterplatten
  • IMS-Leiterplatten (Isolierte Metall-Substrate)
  • HDI-Leiterplatten (High Density Interconnects)
  • Dickkupfer-Leiterplatten
  • Longboard-Leiterplatten
  • Keramik-Substrate
  • Glas-Substrate
  • Ball-Grid-Array (BGA), Chip-on-Board (CoB)
  • Embedded Components

Während der Herstellung der Leiterplatte oder des Schaltungs-Layout kümmern wir uns ebenfalls um weitere, relevante Faktoren: die passende Dimension der Platte, ihre höchstmögliche Miniaturisierung, eine hohe Packungs­dichte, das Wärme­management sowie die Sicherstellung der EMV. Gleichzeitig konstruieren wir die Baugruppe in 3D, um sie schon während der Layoutphase in ein Gehäuse einpassen können. Das Besondere: Die Kollisions­prüfung findet schon während Layout-Entwicklung statt.

Keine Panik bei der Mechanik.
Faszination bei der Konstruktion.

Eine bestückte Leiterplatte wird erst mit dem passenden Gehäuse zu einem bahnbrechenden Produkt — schöne Schale, smarter Kern. Mehr noch: Eine Verkleidung schützt das Innenleben vor einer Vielzahl an schädlichen Umwelt­einflüssen. Welche Eigenschaften, vor allem mechanische, das Gehäuse sonst noch braucht, finden wir bereits bei der Entwicklung des Leiterplatten-Layouts heraus. Anhand realistischer Simulationen erkennen wir, welchen Anforderung die Gesamt­konstruktion erfüllen muss und welche Schutzgrade dafür von Nöten sind. Auch die Sicherung der EMV wird in diesen Prozess eingebunden. Vorgezogene Kollisions­prüfungen sparen in der späteren Umsetzung viel Zeit und bares Geld.

Je nach Einsatzgebiet der Elektronik und den damit verbundenen Challenges an Schutzklasse und Norm, lässt sich die Technik auch schon innerhalb des Gehäuses schützen — schöne Schale, smarter und selbstschützender Kern.

Serienüberführung der Musterclass.

Beim Musterbau und der Serienfertigung gilt es, die Anforderungen jedes Kunden exakt zu erfüllen. Gesagt, getan: Diese Sektion von fabsolutions ist so strukturiert und durchgetaktet, dass sie niedrige Kosten, schnelle Lieferzeiten und eine fixe Serien­überführung sicherstellt. Nun liegt es am Auftraggeber, anhand oben genannter Kriterien zu entscheiden, ob die Muster­herstellung voll­automatisch, halb­automatisiert oder gänzlich manuell erfolgt. Gleichzeitig gilt es in diesem Schritt auch festzulegen, ob das Design und die Konstruktion der Prototypen inhouse erfolgen- oder von uns übernommen werden sollen.

Neben unserer langjährigen Expertise im Musterbau und bei der Serien­überführung, verfügen wir auch über das Spezialwissen, um die bestmöglichen Materialien und Prozesse für das Ziel „Massenfertigung“ auszuwählen. Ohne Frage stehen dabei die Wünsche unserer Kunden über allem.

Kategorien im Musterbau — von A bis D:

  • Funktionsmuster (A)
  • Prototyp (B)
  • Vorserienmuster (C)
  • Nullserienmuster (D)

Ergänzend zu den aufgeführten Stadien bieten wir zusätzliche Tests und Messungen an. Falls gewünscht oder sogar notwendig, fassen wir die Ergebnisse und Resultate in einem übersichtlichen Bericht zusammen.

Die Fertigung beginnt bei uns in der Entwicklung.

Die New Product Introduction (NPI) oder Produktneueinführung ist einer der sensibelsten Prozesse, den unsere Kunden in fabsolutions gemeinsam mit uns durchlaufen. Von der Idee bis zum marktfähigen Produkt, also innerhalb der Industrialisierung, sind dazu eine Vielzahl unterschiedlicher Schritte erforderlich. Immer kürzere Produkt- und Innovationszyklen machen es unverzichtbar, diese Schritte schneller und effizienter abzuwickeln.

Das stellt hohe Anforderungen an einen EMS und E2MS-Dienstleister, unabhängig davon, ob es sich um High-Mix-Low-Volume- oder Low-Mix-High-Volume-Projekte handelt. Mit unseren cross-funktionalen Kundenteams, die sich aus dem Einkauf, der Produktentwicklung und dem Projektmanagement zusammensetzen, realisieren wir Ihre Produkte mit einer kurzen Time-to-Market und stellen kurze Innovationszyklen sicher.

New Product Introduction

  • optimale Anpassung von Schaltungsdesign, Platinen-Trägermaterial und elektronischen Bauteile
  • Reduzierung der Bauteilanzahl durch Funktionsintegration
  • Auswahl des optimalen Elektronikschutzes
  • Minimale Anzahl an Schnittstellen
  • Vermeidung von Justagen
  • Verstärkter Einsatz von Modulsystemen

Für Geräte und System.

Für den elektrischen Test entwickeln und bauen wir spezielle Prüfmittel und programmieren die passende Testsoftware gleich dazu. So können wir direkt auf die Anforderungen Ihrer Applikation eingehen.

Prüfmittel­erstellung

  • Spezielle Teststände für Geräte und System
  • Kundenspezifische Testadapter und Testvorrichtungen
  • Universelle Teststände für Kleingeräte
  • Diverse funktionelle Testplätze auf eigenentwickelten Testplattformen (z. B: UTS-System, Reinhardt-, Spwa- und Teststand (Labview))
  • Übernahme und Betreuung von Kundenmesstechnik
  • Systemkonfiguration, Programmierung, Parametrierung
  • Elektrische Prüfungen
  • EMV-Test, Umweltprüfungen, Hochspannungs-, Burn-In und Klimatests
  • Dokumentation

Komplexe Schaltungen leicht gemacht.

Grundlage für die einwandfreie Funktionalität einer elektronischen Baugruppe ist ein ausgeklügeltes, bis in den Nanometer durchdachtes Layout. Darunter fällt auch das Schaltungsdesign. Obwohl die Anforderungen in dieser Disziplin stetig komplexer und anspruchsvoller werden, sind wir im Stande, auch die kompliziertesten Anforderungen einfach und clever in einem Schaltungsdesign zu vereinen.

Schaltungsdesign

  • Designs für Microcontroller-Schaltungen, Embedded Systeme
  • AC/DC-Wandler, DC/DC-Wandler
  • Sensor-Frontends zur Signalaufbereitung von Sensorelementen
  • Analoge und digitale Signalaufbereitung
  • Schaltungssimulation

Die beste Software ist ein Zwilling der Hardware.

Für die bestmögliche Funktionalität gibt es nur eine Lösung: Embedded Systems Engineering — oder metaphorisch gesprochen: Hardware und Software sind zweieiige Zwillinge und gehen Hand in Hand. Mit dieser ganzheitlichen Herangehens­weise stellen wir schon ab Start sicher, dass bei der Fertigungs­stellung alles reibungslos funktioniert. Diese Art der Präzision setzt eine ausführliche Anforderungs­analyse und exaktes Prototyping heraus — wird gemacht!

Unsere Leistungen in der Software­entwicklung umfassen eine Vielzahl an Bereichen. Wir setzen diverse Mikrocontroller ein — von Low Power bis High Performance, von Low Cost bis Hightech. Gleichzeitig greifen wir auch auf kabelgebundene oder funkbasierte Bussysteme, Schnittstellen und Kommunikations­protokolle zurück.

Die Liste ist lang — sehen Sie selbst:

  • Funkbasierte Kommunikation und Netzwerke für das IoT wie BLE / Bluetooth Smart, Zigbee
  • Individuelle kundenspezifische Automatisierungs­technik: Sensorik, Steuerungs- und Regelungs­technik, z.B. für Motoren, Ventile, Pumpen
  • Gerätebedienung per Touch oder Gesten
  • Erfahrung mit der normgerechten Umsetzung auch für sicherheits­kritische Projekte (Medizintechnik, funktionale Sicherheit) mit Risiko­beherrschungs­maßnahmen und Diagnosen

Zusätzlich verfügen wir noch über weitere Kompetenzen im Software-Universum — wir entwickeln beispielsweise Firmware und programmieren Mikro­controller:

  • Firmware für Embedded Systems unterschiedlichster Ausprägung und Komplexität
    • vom hardwarenahen Treiber bis zur abstrakten Applikation
    • vom Echtzeit-Betriebssystemen (RTOS) bis Embedded Linux
    • von objektorientierte Software-Entwicklung bis zum Assemblercode
  • Bootloader für Software-Updates nach der Auslieferung
  • Messdatenaufbereitung, Filterfunktionen und Signalauswertung, DSP
  • Entwicklung und Implementierung kunden­spezifischer Algorithmen, Funktionen und Abläufe

Und Computer lassen wir bei der Software­entwicklung auch nicht außen vor.

  • GUI und Applikationsentwicklung für den PC
  • Parametriersoftware und Bootloader-Oberflächen
  • Smartphone Apps

Wunschlos glücklich auf ganzer Linie.

SMT‑Bestückung für alle Losgrößen.

Die SMT-Bestückung erlaubt neben einer hohen Bauteildichte auch die Miniaturisierung von Schaltung und Baugruppen. fabsolutions SMD-Fertigungsleistungen erfolgen auf Highspeed-Bestückungsautomaten zur Leiterplatten-Verarbeitung mit Bauteilen ab Größe 01005. Bei der Oberflächenmontage gibt es im Gegensatz zu THT keine Drahtanschlüsse. Die Bauteile werden vielmehr per Reflowverfahren oder Wellenlöten direkt auf der Leiterplatte fixiert. Anschließend durchlaufen die bestückten Leiterplatten (PCBAs) einen AOI- und/oder AXI-Test.

SMT auf einen Blick.

  • Hohe Bauteildichte erlaubt Miniaturisierung von Schaltung und Baugruppen
  • Beiderseitige Leiterplatten-Bestückung möglich
  • Verbesserte elektrische Eigenschaften der Schaltung speziell bei höheren Frequenzen
  • Schnellere Fertigung durch Pick-and-Place
  • Steigerung der Fertigungsqualität durch automatische Leiterplatten-Bestückung
  • Keine Verschmutzungen
  • Reduzierte Durchlaufzeiten durch Einsatz von Manufacturing Execution System (MES) Software

Die SMT-Fertigung ist als In-Line-Konzept aufgebaut und erlaubt einen hohen Automatisierungsgrad — auch für die hochvolumige Produktion kleinster Bauteile. Sie umfasst neben der Lasermarkierung der PCBs auch den Lotpastendruck, die Bestückung, das Reflow- oder Selektivlöten mit Multiwelle, die Lotmittelentfernung, AOI und ICT sowie einen Vereinzelungsroboter, der die Nutzen voneinander trennt und diese fürs Verpacken bereitstellt. Alle PCBs sind komplett rückverfolgbar (Traceability). Fehlerhafte Leiterplatten werden mittels AOI erkannt und nicht weiterbearbeitet.

Das Beste vom Testen.

Zur Entwicklung und Fertigung einer kunden­spezifischen Elektronik-Baugruppe gehört auch die spezifische Test­entwicklung. Je komplexer das Gerät, desto anspruchsvoller wird auch der Fertigungs­ablauf und Prüfprozess.

Die Test­entwicklung bezieht sich auf viele Prüfvorgänge — etwa System­konfiguration, Programmierung oder Parametrierung. Und für alles haben wir einen Test.

Testentwicklung

  • In-Circuit Test - Test der elektronischen Schaltung (ICT)
  • Functional Test - Funktionstest (FCT)
  • Run-In Test - Ausfallsicherheit der Baugruppe
  • Burn-In Test - Simulation des Alterns der Baugruppe
  • Boundary-Scan Test - Standardverfahren zur Prüfung digitaler und analoger Bausteine
  • Automatic Optical Inspection - Automatische Optische Inspektion (AOI Test)
  • Automatic X-Ray Inspection - Automatische Röntgen Inspektion (AXI Test)

Der richtige Draht zur Leiterplatte.

Bei den fabsolutions Fertigungstechnologien steht Ihnen auch die THT-Bestückung zur Verfügung. Bauteile mit einer hohen mechanischen Belastung, wie etwa Steckverbinder, Schalter oder Leistungshalbleiter, gibt es selten in SMD-Bauformen.

Bedrahtete Bauteile bestücken wir in erster Linie manuell — unterstützt durch automatische Abläufe des Pick-to-Light-Systems. Axial und radial bedrahtete Komponenten können ohne Einschränkungen automatisiert bestückt werden. Mit den ebenfalls vollautomatischen Lötprozessen (Through-Hole-Reflow-Technology) lassen sich bedrahtete Bauelemente im Reflow-Ofen verlöten, womit kostenintensives Hand- oder Wellenlöten entfällt.

Alle mischbestückten Leiterplatten werden mittels AOI geprüft.

Weitere Lötverfahren

  • Wellenlöten
  • Selektivlöten
  • Roboterlöten
  • Laserlöten
  • Handlöten

Die Lösungen und das Mittel zum Zweck.

Über die eigene Elektronik-Fertigung hinaus, verfügen wir über einen vollfunktions­fähigen Werkzeugbau. Bedeutet: Wir sind nicht nur im Stande, die Lösung zu produzieren, sondern auch das Mittel zum Zweck herzustellen. Der wesentliche Vorteil dabei ist, dass wir den Zeitaufwand zwischen Entwicklung und Produktion um ein vielfaches unterbieten. Der hausinterne Werkzeugbau bringt zudem noch weitere Pluspunkte mit sich:

  • Schnelle Wartung und Reparatur
  • Nur ein Ansprechpartner für den Kunden (One-Stop-Shop)
  • Herstellung von eigenen Prototypenwerkzeugen und Vorrichtungen
  • Herstellung von Prüfwerkzeugen
  • Herstellung von Arbeitsplätzen für unsere Produktion
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