Es ist keine Neuigkeit mehr, dass es derzeit an vielen Stellen in der Industrie zu Material-Engpässen kommt – auch und gerade in der Elektronikproduktion. So betragen zum Beispiel die Beschaffungszeiten für manche Bauteile mittlerweile mehr als ein Jahr. Dazu kommt, dass neu aufgetauchte Bestände bei den Lieferanten schnell vergriffen sind oder die Broker bei Ad-hoc-Bestellungen den regulären Preis um ein Mehrfaches erhöhen – wobei das übrigens nicht heißt, dass die Qualität bei den Brokern garantiert hoch ist, denn ihre „Quellen“ sind oft unbekannt. Und: Mittlerweile gibt es sogar Probleme bei herkömmlichen Teilen, deren Beschaffung bislang noch relativ einfach war. Was kann man hier tun? „Wir arbeiten an allen Ebenen an dieser Herausforderung und bieten unseren Kunden an, so frühzeitig wie möglich zu bestellen oder zumindest eine frühzeitige Materialfreigabe zu erteilen, damit die benötigten Materialien und Bauteile rechtzeitig zur Verfügung stehen“, so Andreas Kraus, Gesellschafter von Kraus Hardware in Großostheim bei Aschaffenburg.
API: Schnell reagieren bei neuen Materialien im Bestand
Zum anderen gibt es eine Reihe von interessanten technischen Strategien gegen die Knappheit – Beispiel „API-Schnittstellen“ (Application Programming Interface): Das Unternehmen nutzt die Technologie, um automatisierte Material-Abfragen bei jenen Händlern auszuführen, die eine solche Schnittstelle zur Verfügung stellen. Fünf Mal an jedem Tag der Woche werden so ihre Bestände von „Problembauteilen“ und Alternativtypen überprüft. Niemand muss diesen Prozess anstoßen. Wenn eines der gewünschten Bauteile vorliegt, geht (ebenso automatisiert) eine Mail an die Bestell-Verantwortlichen im Unternehmen heraus.
„Die eigentliche Bestellung stoßen wir dann nach kurzer Prüfung noch manuell an. Insgesamt ermöglicht uns die API-Anbindung eine sehr schnelle Reaktion. Zugleich sind wir immer auf dem Laufenden – wenn ein (Problem-)Bauteil vorliegt, wissen wir das. Das kommt den Kunden zugute, weil wir ihre Aufträge schneller ausführen können. Außerdem sparen die Kunden Kosten, da wir die Bauteile nicht unnötig teuer bei Brokern zukaufen und die Original-Herkunft bei den Vertragshändlern der Hersteller gewährleistet ist“, so Kraus zusammenfassend.
Rework: Die Beschaffung einsparen
Eine grundsätzlich hilfreiche Strategie gegen die Material-Knappheit ist darüber hinaus das Rework, denn dieser hochwirtschaftliche Reparaturprozess sorgt beispielsweise dafür, dass eine zuvor defekte Baugruppe wieder die gewünschte Funktion ausführt. Man muss sie also nicht mehr neu beschaffen und die Baugruppe neu produzieren. Die Bandbreite reicht hier von der angesprochenen Baugruppenreparatur über die Bauteilrückgewinnung – sie werden fachgerecht von nicht benötigten Baugruppen abgelötet – bis zum Refreshing. Bei Letzterem ist sichergestellt, dass man die Bauteile „wie neu“ verarbeiten kann. Ein Beispiel für das Refreshing wäre das Bekugeln (Reballing) von BGAs. Hierbei wird das Bauteil zunächst entlötet und das Restlot entfernt. Anschließend erfolgt das Reballing des Chips und das erneute Verlöten auf die Leiterplatte. So kann man unter Umständen eine Baugruppe ohne den Einsatz von neuen Bauteilen – vielleicht sogar aus fragwürdigen Quellen – reparieren. Eine weitere Möglichkeit, um nicht lieferbare Baugruppen zu umgehen, ist der Einbau von Ersatzschaltungen oder die Optimierung der Funktionen einer Schaltung. Wie kann man sich das konkret vorstellen?
„In einer einfachen Weise haben wir das gerade für eine unserer ADwin-Baugruppen realisiert“, erklärt Andreas Kraus. „Hierbei war ein IC in einer bestimmten Gehäuseform nicht erhältlich. Folglich haben wir einen kleinen Adapter konstruiert, ihn mit einem lieferbaren IC bestückt und das Ganze dann wieder auf dem ursprünglichen Bestückplatz positioniert.“
Eine weitere Möglichkeit ist die funktionskompatible Nachbildung des fehlenden ICs mithilfe eines alternativen Schaltkreises. Dieser Adapter kann im Vergleich zum ursprünglichen Schaltkreis sogar zusätzliche Funktionen haben. In der Folge kommen hierbei auch andere ICs oder eine andere Gehäuseform (Package) zum Einsatz. Die Ersatzschaltung wird auf dem alten Bestückplatz ohne Redesign der Grundbaugruppe eingesetzt.
Auf Erfahrungswissen kommt es an
Insgesamt gilt: Alle Rework- und Refresh-Prozesse sind eine Aufgabe für Experten mit Erfahrungswissen, wie etwa auch das Beispiel Fädeltechnik deutlich macht. Sie spielt nur noch bei Prototypen, Korrekturen und Reparaturen eine größere Rolle. Der ganze Ablauf ist geprägt von einer sehr anspruchsvollen Handarbeit. Die gewünschte Verdrahtung der elektrischen Schaltungen erfolgt per dünnen und durchlötbaren Kupferlackdrähten (Fädeldraht) nach den Vorgaben eines Verdrahtungsplans auf dem Layout oder eines Schaltplans. Beim Rework führt das anspruchsvolle Verfahren aber zu entscheidenden Vorteilen – am Anfang stehen dabei Schaltpläne oder Layouts, die Probleme aufweisen. In diesem Fall ist es mithilfe der Fädeltechnik möglich, Modifikationen sehr schnell auf die Platine aufzubringen – zum Beispiel, wenn man statt eines Single-Core-Designs ein Dual- oder Quad-Core-Design ausprobieren will.
„Eine solche Anpassung führen wir in wenigen Tagen aus. Alternativ müsste man ein komplettes Redesign durchführen. Das dauert inklusive der aktuell schwierigen Materialbeschaffung mehrere Monate und ist insgesamt natürlich auch deutlich teuer“, erklärt Andreas Kraus. Letztlich gibt es sehr viele Anwendungsbeispiele für ein professionelles Rework. Am Ende stehen aber immer komplett funktionstüchtige Baugruppen, die den Originalen bzw. dem Erstprozess in nichts nachstehen. „Angesichts der katastrophalen Materialknappheit in fast allen industriellen Branchen wird der Ansatz immer interessanter. Hier lässt sich viel Material einsparen. Das gilt sogar für anspruchsvolle Bereiche wie etwa den Automobilbau. So haben wir beispielsweise ein Steuergerät, das im Außenbereich eines Kfz zum Einsatz kommt, für einen Zulieferer mit Erfolg überarbeitet. Der Prozess vollzog sich nach festen Reparatur-Bewertungskriterien. Ähnliche Verfahren können wir für jeden Kunden etablieren“, so Andreas Kraus abschließend.
.png)
