Por undécima vez, la Fachverband Elektronikdesign und -fertigung (FED) organizó el PCB Designer Day, este año en Leipzig en cooperación con la empresa EMS beflex/KATEK. El tema de la comunicación fue el hilo conductor del evento.
Bajo el lema "Miniaturización, resolución de problemas y prevención de errores en el diseño de placas de circuito impreso", se ofrecieron cinco ponencias especializadas y una visita a la fábrica. Dieter Müller, Presidente de la Junta Directiva de la FED, y Jens Arnold, Director General de beflex electronic, inauguraron el 11º Día del Diseñador de Circuitos Impresos, al que dieron la bienvenida a más de cien participantes.
Jens Arnold presentó el Grupo Katek, activo en todo el mundo, y la empresa asociada beflex electronic. En total, Katek da trabajo a unas 3.100 personas en 17 emplazamientos. La sede central está en Múnich. beflex, con sede en Frickenhausen, emplea a 80 personas, incluidos 20 gestores de proyectos. En 2022, la empresa generó unas ventas de 16 millones de euros, el 50% de los cuales procedió de Protoytping. Cada año se ejecutan más de 1200 proyectos. Entre otras cosas, beflex ofrece prototipos en servicio exprés a partir de cinco días laborables.
Jens Arnold
Michael Matthes
Kurt Härri
Bernd Lauterwasser
Dieter Müller y Jens Arnold concluyeron haciendo un llamamiento a la cooperación entre empresas de SME para acelerar los avances. "El diálogo personal dentro de la comunidad de diseño es extremadamente importante", afirmó Dieter Müller. "El PCB Designer Day ofrece una plataforma para ello, tanto para la creación de redes como para la formación continua. La relevancia práctica es importante para nosotros. Todos nuestros ponentes son profesionales con experiencia. También ofrecemos a los participantes la oportunidad de visitar una planta de producción electrónica. Muchos diseñadores rara vez tienen la oportunidad de hacerlo".
La comunicación fue un tema recurrente durante todo el acto, moderado por Michael Matthes, responsable del grupo regional FED Stuttgart. Todos los ponentes consideraron que el diálogo temprano entre el diseñador y los desarrolladores, los fabricantes de placas de circuito impreso y las empresas de EMS es crucial para el éxito de la colaboración en la cadena de suministro.
Del prototipo a la producción en serie: requisitos y retos
Stefan Burmeister, de beflex/Katek, explicó cómo pueden llevarse a cabo los requisitos y retos desde la creación de prototipos hasta la producción en serie. Enumeró servicios EMS específicos y utilizó ejemplos prácticos negativos para ilustrar el problema de las especificaciones inadecuadas de las placas de circuito impreso. Burmeister recomendó utilizar la plantilla de documentos FED para la especificación de la placa de circuito impreso en la base de datos de conocimientos FED [1]. Esto tiene la ventaja de que se definen todos los parámetros necesarios para la fabricación de la placa de circuito impreso. Burmeister utilizó ejemplos de este documento para mostrar lo detallado que es en las características individuales de la especificación. También habló de posibles variantes de montaje y describió las cadenas de procesos tecnológicos que requiere el diseño. El diseño también debe tener en cuenta otros aspectos como la calidad del montaje, el tipo de dimensionado de la placa de circuito impreso, el contenido informativo de los planos de montaje y las tolerancias de los componentes, así como la gestión de la obsolescencia.
Diseño de PCB para audífonos
Kurt Härri (Sonova) se centró en los retos particulares del diseño de placas de circuito impreso para audífonos. A partir de una visión general de los distintos tipos de audífonos y su espacio en el oído, describió los requisitos de diseño: Muchos componentes con poco espacio en la placa de circuito, influencias del calor y la humedad, así como los requisitos acústicos y la escasa energía disponible. Härri mostró cómo pueden evitarse estos escollos con enfoques creativos en el diseño de placas de circuito impreso flexibles. También destacó la importancia de la comunicación entre desarrolladores y diseñadores para reducir al mínimo el número de iteraciones de diseño necesarias.
Todo dentro: miniaturización con componentes integrados
Michael Schwitzer (Ciboard) utilizó el ejemplo de la electrónica de control de un cigarrillo electrónico para mostrar cómo iniciarse en la tecnología de componentes integrados. Explicó detalladamente cómo se llevó a cabo el proyecto, desde la consulta y aclaración de la tarea de diseño y las condiciones marco hasta la selección de la tecnología EC, la implementación en la placa de circuito impreso y el montaje y las pruebas. Se seleccionó la tecnología EC de incrustación de soldadura y el diseño se llevó a cabo mediante el sistema EDA. La implementación de todos los requisitos mecánicos y de diseño se consiguió mediante el uso de tecnología de incrustación y HDI, así como una estrecha coordinación con el fabricante de la placa de circuito impreso desde el principio. El año pasado, Ciboard recibió el premio al diseño de placas de circuito impreso.
Al comienzo de la visita a la fábrica de KATEK Leipzig
La creación del layout es sólo cuestión de diseño: métodos prácticos para evitar errores
Bernd Lauterwasser (beflex/Katek) se centró en la calidad de la creación de diseños. Mediante consejos prácticos y numerosos ejemplos concretos, explicó cómo pueden evitarse desde el principio los costosos errores en el diseño de placas de circuito impreso. Para resumir, dio el consejo de hablar con el desarrollador, el fabricante de PCB y el fabricante de componentes en una fase temprana y encontrar juntos un buen compromiso.
Nuevas aplicaciones en la placa de circuito impreso y su realización con herramientas EDA
En la última presentación, Michael Matthes (Würth Elektronik) ofreció información sobre aplicaciones innovadoras de PCB. Empezó hablando del nuevo modelo de clasificación creado por la FED para las tecnologías aditivas de PCB. Presentó la máscara de soldadura digital (s.mask) y el PCB estirable (stretch.flex) como ejemplos de nuevas tecnologías en el fabricante de PCB. Matthes explicó detalladamente las ventajas de estas tecnologías y también profundizó en las posibilidades de las herramientas EDA. La máscara de soldadura digital se aplica mediante inyección de tinta sólo donde es necesario. Pueden realizarse diferentes grosores y la LSM también puede aplicarse en cavidades. Las herramientas EDA permiten la aplicación manual de la máscara de soldadura digital a cada capa individual, así como la aplicación automática por región y por tipo/geometría. En el caso de stretch.flex, se utiliza poliuretano termoplástico como material portador con cobre laminado. Las estructuras conductoras se diseñan en forma de meandro para realizar la extensibilidad. Por lo demás, se pueden utilizar los procesos de fabricación establecidos y existe una amplia gama de opciones de procesamiento posterior. Las primeras herramientas de diseño ofrecen diferentes estructuras de meandro (arco completo, serpiente, triangular y cuadrado) y el diseño completo se proporciona con las estructuras de meandro previamente seleccionadas con sólo pulsar un botón.
Visita a la fábrica: un punto culminante
Tras el programa de conferencias, realizamos una visita de dos horas a la fábrica. La planta de Leipzig forma parte del Grupo Katek desde 2021. Anteriormente conocida como Leesys, la empresa se especializa ahora en el desarrollo y la fabricación de conjuntos electrónicos. Cinco grupos -guiados por los expertos- visitan el almacén de la planta, las áreas de SMT, THT, pruebas, montaje, moldeo por inyección de plástico y beflex. Una característica especial de la planta es que todo el transporte de material desde el almacén hasta las estaciones de trabajo y viceversa está totalmente automatizado mediante vehículos robotizados.
El próximo PCB Designer Day tendrá lugar el 27 de febrero de 2024 en Niedernhall en colaboración con Würth Elektronik.
Referencias
[1] Véase el documento 2022-03-22_FED_template_PCB_specification_V1.4.dotx en: www.fed.de/wissensdatenbank
