Was bestimmt ein Leiterplattendesign für die Automobilindustrie? Zuerst die Robustheit und dann der Preis.

Interview mit Petr Horák, Leiterplattendesigner bei der Firma Consilia.

Seien wir ehrlich, eine Referenz wie Mercedes Benz, BMW, die Volkswagen-Gruppe oder Volvo klingt einfach attraktiv/resonant. Das sind einige der Marken, die Sie in Ihrem Portfolio haben wollen. Denn allein die Tatsache, dass Sie Teile von Lieferantenaufträgen für diese Unternehmen realisiert haben, sagt etwas über Sie aus; zumindest zeigt es, dass Sie die Regeln und Prozesse einhalten, die Fristen und Qualitätsanforderungen erfüllen können.

Aber lassen Sie uns die Frage anders betrachten. Wir diskutieren sie mit dem Mechatronik-Absolventen der Technischen Universität Brünn, der sich seit zwölf Jahren auf das Design von Leiterplatten spezialisiert hat.

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Was macht die Arbeit für weltweit führende Automobilhersteller zu einer Herausforderung für Sie als Senior PCB-Designer?

Die Automobilindustrie ist sehr speziell, da alle Ihre Produkte mindestens fünfzehn oder sogar zwanzig Jahre halten müssen. Deshalb ist die Robustheit und Langlebigkeit des jeweiligen Geräts von höchstem Interesse. Und der zweite wichtige Punkt ist der Preis, denn alles, was man entwirft, wird in Serien von Hunderttausenden von Exemplaren hergestellt, wo jede kleine Kosteneinsparung erhebliche Ressourcen bedeuten kann.

[interview-otazka]Inwiefern unterscheidet sich die Arbeit für die Automobilindustrie von den anderen Segmenten, in denen Sie tätig sind - zum Beispiel der Luft- und Raumfahrt, der Internet-Infrastruktur oder der Industrie?[interview-otazka]

Der Unterschied liegt in den Regeln und strengen Verfahren, die eingehalten werden müssen. Alles muss von Beginn der Zusammenarbeit an absolut professionell sein. Sie müssen sich an die Richtlinien, Fristen und Prozessmethoden halten. Alles, was Sie entwerfen, wird getestet und in mehreren Runden genehmigt. In der Automobilindustrie gelten generell sehr strenge Regeln.

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[interview-otazka]Vermissen Sie im Verlauf des Prozesses Raum für Ihre eigene Kreativität?[interview-otazka]

Wenn ich nur an dieser Art von Projekten arbeiten würde, wäre der Raum für meine Kreativität vielleicht etwas begrenzt. Aber da es sich um eine sechsmonatige Reise handelte, war es aufregend, weil ich mich in einem Umfeld befand, das keine Sackgassen oder Fehler zuließ.

Alles muss präzise sein, und es ist entscheidend, die Fristen einzuhalten. Man spürt einen etwas anderen Druck, und natürlich respektiert man den Kunden und seine Marke, weil man sich danach sehnt, in einem Umfeld erfolgreich zu sein, in dem alle Welt gerne arbeiten möchte.

[interview-otazka]Mit welchen spezifischen Problemen haben Sie sich im Rahmen des Projekts befasst?[interview-otazka]

Langer Rede kurzer Sinn - die wichtigsten Beleuchtungssysteme für die Automobilindustrie, die in Bezug auf Funktion, Leistung und Kosten optimiert sind. Genauer gesagt, die Leiterplatten für die Systeme. Wir mussten die einzelnen Designs schnell und in Übereinstimmung mit den Automobilstandards bearbeiten.

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[interview-otazka]Was machte sie in Bezug auf das Design interessant?[interview-otazka]

Interessante Anweisungen beziehen sich nicht immer nur auf die Anzahl der Lagen oder schnelle Busse. In der Automobilindustrie arbeitet man oft mit 2-Lagen-Platinen, weil sie bei der Herstellung am günstigsten sind. Auch wenn die Hersteller Schaltungen mit einer Dicke von 70 Mikrometern herstellen können, gilt in der Automobilindustrie immer noch die Regel „je dicker, desto besser".

Die Platine wird stark beansprucht und genau überwacht, um sicherzustellen, dass alles hält und auch unter sehr anspruchsvollen Bedingungen funktioniert; daher sind einige Dinge auf einer 2-Lagen-Platine am Rande des Machbaren.

Wenn man an einem neuen Beleuchtungssystem arbeitet, muss man Dutzende von verschiedenen Leiterplatten entwerfen. Die Leiterplatten unterscheiden sich in Form, Abmessungen und mechanischen Grenzen. Einzelne Kunden haben spezifische Anforderungen an die Bauteile und deren Temperaturbelastung.

Jedes Mal, wenn wir eine Anforderung für ein neues lichttechnisches System erhalten, liefern wir neue PBC-Sets - alle mit einzigartigem Design.
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[interview-otazka]Wie hat der Boom der Elektromobilität die Branche verändert?[interview-otazka]

Jedes elektrische Gerät strahlt ein bestimmtes Magnetfeld aus, weshalb sich die Platinen und damit die gesamten Funktionssysteme gegenseitig beeinflussen, und das ist ein wichtiges Thema der Diskussion.

Man kann nicht einfach einen Scheinwerfer herstellen und ihn in ein Auto einbauen. Jedes einzelne Teil muss mit den anderen Geräten in einer bestimmten Konstellation kommunizieren, damit sich die Platinen und die ganzen Module und Systeme nicht gegenseitig beeinflussen.

Außerdem gehört die Automobilindustrie zu den mehr oder weniger stabilen Bereichen. Zumindest die Entwicklung der Platinen für die Basisbeleuchtungssysteme ist nicht so schnell, was unsere mehr als sechsjährige Zusammenarbeit beweist. Die Materialien und die Anzahl der Lagen haben sich im Laufe der Zeit nicht wesentlich verändert; sie wurden lediglich mit den leistungsfähigeren Bauteilen ausgestattet, die „mehr Leistung für Ihr Geld" bieten.

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[interview-otazka]Bedeutet dies, dass die wichtigste Änderung an den Chips vorgenommen wurde?[interview-otazka]

Das ist richtig. Es gibt neue Chips, die LEDs und ihre Parameter haben sich weiterentwickelt, und die Designs werden von Designtrends und -anforderungen beeinflusst. Im Allgemeinen gibt es in der Automobilindustrie zwei Wege - einen Weg der Masse und einen Weg der Pioniere, die viel mehr experimentieren. Letztere arbeiten mit Lasertechnologien, sie machen Designkreationen und Innovationen. Wir arbeiten jedoch häufiger mit der Massenproduktion zusammen, bei der Stabilität, Langlebigkeit und Preis die wichtigsten Merkmale sind.

[interview-otazka]Können Sie sich an ein Rätsel erinnern, das Sie bei der Erledigung eines Auftrags intern lösen mussten?[interview-otazka]

Die Herausforderung in der Automobilindustrie besteht darin, dass man eine Platine mit einer bestimmten Form und bestimmten Einschränkungen und Anforderungen bekommt, und mit ihren Teilen und Komponenten, die auf der Platine befestigt werden müssen. Das Problem ist in der Regel die Kühlung, da man eine große Anzahl von thermisch effizienten und gleichzeitig empfindlichen Teilen auf einer kleinen Fläche unterbringen muss.

Manchmal stellt man erst in der Layout-Phase des Projekts fest, dass die Fläche einer Platine für die Bauteile nicht ausreicht. Daher geht es bei der Arbeit oft nicht nur um das Design und die Gestaltung der Platine selbst, sondern auch um die Zusammenarbeit mit Mechanikern, Hardware-Designern und Projektleitern und die Suche nach konkreten Lösungen.

Manchmal ändert man einige Teile, um Signalpfade zu „tunen“ oder die Mechanik wegen der Kühlung oder der Montage ganz am Ende zu modifizieren. Das Produktionsvolumen besteht aus Hunderttausenden von Teilen, so dass das optimierte Design aus der Sicht der Produktion und Montage sehr wichtig ist.

Die Platinen müssen sehr strenge Standards und Normen für die Automobilindustrie erfüllen, die oft Dutzende von Seiten umfassen. Was die Betonung von Einfachheit, Robustheit und Preis angeht, so ist hier immer noch ein gewisser konservativer Ansatz erkennbar: Die Basis ist immer noch eine 2-Lagen-Platine mit möglichst einfachen Fertigungstechnologien.

Das ist einer der Gründe, warum die grundlegenden Konstruktionsregeln und -prozesse über die Jahre hinweg fast gleich geblieben sind, und deshalb ist es für uns kein Problem, auch nach einer längeren Pause wieder an ähnlichen Projekten zu arbeiten. Einfach gesagt, nach all den Jahren, in denen ich für die Automobilindustrie gearbeitet habe, sind die Regeln immer noch irgendwo tief in meinem Gedächtnis geblieben.

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