In den letzten Jahren hat die Leiterplattenindustrie etwas erlebt, was viele von uns in diesem Ausmaß noch nie gesehen haben. Materialengpässe, verlängerte Lieferzeiten und rasante Kostenschwankungen sind eher die Regel als die Ausnahme geworden. Die Kupferpreise schwanken, die Verfügbarkeit von Epoxidharz hat sich verschlechtert, und Lieferzeiten für Laminate, die früher in Tagen gemessen wurden, ziehen sich nun über Wochen oder länger hin.
Die meisten Unternehmen haben darauf reagiert, indem sie sich auf die Materialbeschaffung und Preisverhandlungen konzentriert haben. Das ist zwar wichtig, aber nur ein Teil der Lösung.
Tatsächlich wird die Lieferverfügbarkeit größtenteils schon viel früher, nämlich in der Designphase, bestimmt. Bei NCAB haben wir begonnen, dies aus einer etwas anderen Perspektive zu betrachten. Zusätzlich zu Design for Manufacturability (DfM) und Design for Cost arbeiten wir aktiv mit Kunden an dem, was wir „Design for Supply Stability“ nennen. Das Ziel ist einfach: die Abhängigkeit von Materialien mit begrenzter Verfügbarkeit zu verringern, die Planbarkeit zu verbessern und Designs zu schaffen, die ohne Unterbrechungen durch mehrere Fabriken und Lieferketten laufen können.
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Warum Designentscheidungen wichtiger denn je sind
Jede Materialauswahl, jede Entscheidung zum Lagenaufbau und jedes Konstruktionsdetail hinterlässt einen unsichtbaren Fußabdruck in der Lieferkette. Wenn ein Design ein Nischenlaminat, ein bestimmtes Glasfasergewebe oder ein Material eines bestimmten Herstellers vorschreibt, mag dies technisch sinnvoll sein, schränkt aber auch die verfügbare Lieferantenbasis ein. In stabilen Märkten ist dies beherrschbar. In angespannten Märkten wird es zu einem Risikofaktor.
Andererseits profitieren Designs, die auf weit verbreiteten Materialien und standardisierten Spezifikationen basieren, naturgemäß von einer größeren Verfügbarkeit, kürzeren Lieferzeiten und einer konsistenteren Preisgestaltung. Hier geht es nicht darum, Abstriche bei der Leistung zu machen. Es geht darum, fundierte Kompromisse einzugehen, wo Flexibilität besteht.
Materialspezifikation: Flexibilität, statt Einschränkungen
Eine der wirkungsvollsten Veränderungen, die wir vornehmen können, betrifft die Art und Weise, wie Materialien spezifiziert werden. Die Spezifizierung von Laminaten nach Herstellern bindet das Design an einen einzigen Lieferanten. Wenn dieser Lieferant seine Lieferbedingungen verschärft, verlängern sich die Lieferzeiten und die Preise werden volatil.
Stattdessen ermöglicht die Materialspezifikation nach IPC 4101 mit definierten Slash-Sheets deutlich mehr Flexibilität. Geht man noch einen Schritt weiter und lässt mehrere akzeptable Slash-Sheets zu, sofern die Leistungsanforderungen dies zulassen, ermöglicht dies regionale Beschaffung und bietet den Herstellern größere Flexibilität, um Materialien schnell und zu wettbewerbsfähigen Preisen zu beschaffen.
Dieser Ansatz gewährleistet die Kontrolle über die Anforderungen und erweitert gleichzeitig die Lieferantenbasis – genau das, was wir in einem instabilen Markt benötigen.
Kupfergewicht: Definieren Sie das Minimum, nicht das Ziel
Kupfer ist ein weiterer Bereich, in dem kleine Änderungen an den Spezifikationen große Auswirkungen haben können.
Wenn in Designs ein festes Kupfergewicht vorgegeben wird, schränkt dies die Flexibilität im Fertigungsprozess ein. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Festlegung einer Mindestkupferdicke gemäß den Anforderungen von IPC 600 und IPC 6012 dem Hersteller, die elektrische und zuverlässigkeitstechnischen Anforderungen zu erfüllen und gleichzeitig den Materialverbrauch auf der Grundlage der aktuellen Verfügbarkeit zu optimieren.
Dadurch wird eine Überdimensionierung vermieden und dem Hersteller bleibt Spielraum, sich an die Bedingungen der Kupferversorgung anzupassen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Endoberflächenveredelung: Die Marktlage verstehen
Die Wahl der Endoberfläche spielt ebenfalls eine wichtige Rolle für die Versorgungssicherheit.
Goldbasierte Oberflächen wie ENIG und ENEPIG sind naturgemäß an die Edelmetallmärkte gebunden, was sowohl zu Kostenvolatilität als auch zu potenziellen Lieferengpässen führt. Obwohl diese Oberflächen für bestimmte Anwendungen notwendig sind, sollten sie bewusst und nicht als Standardlösung eingesetzt werden.
Wo es die Anwendung zulässt, bietet OSP eine wesentlich stabilere und kostengünstigere Option. Es vermeidet das Risiko von Schwankungen auf dem Goldmarkt und bietet in der Regel kürzere und besser vorhersehbare Lieferzeiten.
OSP ist nicht für jedes Produkt die richtige Lösung, aber in vielen Fällen handelt es sich um eine zu selten genutzte Option, die die Versorgungssicherheit erheblich verbessern kann.
Standardisierung ohne Leistungseinbußen
Über individuelle Spezifikationen hinaus bleibt die Reduzierung der allgemeinen Materialvielfalt eine der effektivsten Strategien. In vielen Fällen sehen wir Designs, bei denen innerhalb eines einzigen Projekts eine große Bandbreite an Tg-Werten und Epoxidharze zum Einsatz kommen. Oft bieten diese Unterschiede kaum funktionale Vorteile, erschweren jedoch die Beschaffung erheblich.
Durch die Konsolidierung auf eine kleinere Auswahl bewährter Materialsysteme können Kunden die Leistung aufrechterhalten und gleichzeitig die Lieferkontinuität und -vorhersehbarkeit verbessern.
Entwerfen im „Sweet Spot“ der Lieferkette
Nicht alle Leiterplattenkonstruktionen durchlaufen die Lieferkette auf die gleiche Weise. Standard-Kupferstärken, gängige Kernstärken und weit verbreitete Konstruktionen lassen sich weitaus einfacher beschaffen und verarbeiten als weniger gebräuchliche Konfigurationen. Wenn Designs diesen Bedingungen entsprechen, können Fabriken vorhandene Lagerbestände nutzen, Abweichungen reduzieren und Durchlaufzeiten verkürzen.
Selbst kleine Anpassungen in der Entwurfsphase können zu erheblichen Verbesserungen sowohl bei den Kosten als auch bei den Lieferzeiten führen.
Ein Umdenken
Bei der Planung für Versorgungssicherheit geht es letztlich darum, die Diskussion auf eine frühere Phase zu verlagern. Anstatt erst nach Fertigstellung eines Entwurfs auf Engpässe und Kostensteigerungen zu reagieren, haben wir die Möglichkeit, Resilienz bereits in den Entwurf selbst einzubauen. Dies erfordert eine engere Zusammenarbeit zwischen Technik, Einkauf und Kunden bereits in den frühesten Phasen eines Projekts.
Wir bei NCAB betrachten dies als naheliegende Erweiterung unserer Rolle. Durch die Kombination von technischem Fachwissen mit Einblicken in die Lieferkette unterstützen wir unsere Kunden dabei, Designs zu entwickeln, die nicht nur funktional und kosteneffizient sind, sondern sich in einem zunehmend unvorhersehbaren Markt auch als stabil und skalierbar erweisen.
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PCB-Supply-Chain-Outlook
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