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Fallstudie: 8-Lagen-HDI-PCBA für einen deutschen Medizin-EMS

Ein deutscher EMS-Dienstleister für Medizintechnik brauchte für einen Controller zur Fernüberwachung eine achtlagige 2+N+2-HDI-Platine mit BGA-Gehäusen — gefertigt, bestückt und getestet als ein Auftrag, in einem festen Validierungsfenster.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

3 Min. Lesezeit

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Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

Erstmusterprüfung einer bestückten Steuerplatine vor der Serienproduktion

ALPHA ist ein deutsches Familienunternehmen der EMS-Branche, 1985 gegründet und in der Nähe von Darmstadt ansässig, tätig in der Medizinelektronik und den anspruchsvollen Nischenmärkten darum herum. 2025 übernahm das Unternehmen einen Controller der nächsten Generation zur Fernüberwachung von Patienten, und die Platine, die diesen Controller trägt, setzt den Maßstab für das ganze Programm: ein achtlagiges 2+N+2-HDI-Design mit BGA-Gehäusen und ENIG-Finish, ausgelegt auf Signalintegrität und Langzeitzuverlässigkeit.

Das Programm

Die Platine ist für sich schon anspruchsvoll. Ein 2+N+2-Stack-up mit 0,06 mm Leiterbahn und Abstand lässt beim Belichten und Ätzen nur ein schmales Prozessfenster, und die BGA-Lötstellen liegen verborgen, das Löten muss also über den Prozess geführt statt mit dem Auge geprüft werden. Ein einzelner Fehler in irgendeiner Stufe kann zum Serienrework werden. Auch das Validierungsfenster war kurz — der Controller musste schnell zu funktionsfähigen Prototypen kommen, um in Bewertungen bei Endkunden zu gehen.

Warum ein Anbieter

ALPHA hatte Leiterplattenfertigung, Bauteilbeschaffung, SMT, PCBA-Funktionstest und die Stufen dazwischen von getrennten Lieferanten bezogen. Jede Übergabe kostete Kommunikation und Termin, und die Verantwortung wechselte genau dort, wo Fehler am leichtesten entstehen. Die Vorgabe war deshalb nicht nur eine Platine, sondern ein Fenster: Gerber und Stückliste hinein, fertige und getestete Platinen hinaus.

Was die Technik an der Linie geändert hat

HITECH CIRCUITS führte vor der Produktion ein DFM-Review durch und lieferte den Bericht innerhalb von 24 Stunden zurück, mit Optimierungsvorschlägen, die zwei mögliche Lötenrisiken aus dem Design entfernten. Für die BGA-Lötstellen legte das Team Schablonenöffnungen und Reflowprofil fest und prüfte das Ergebnis anschließend per Röntgenstichprobe, sodass jede Lötstelle auf Zinnmangel und Brücken kontrolliert wurde; AOI und ein Funktionstest bildeten die zweite Prüfebene.

BGA-Material mit langer Lieferzeit wurde gesichert, sobald der Musterauftrag für die PCBA einging, sodass die Beschaffung nicht hinter der Platine zurückblieb. Fertigung und Bestückung liefen danach in Folge — Materialschnitt, Laminieren, PTH, Lötstoppmaske, ENIG und elektrischer Test, anschließend Bauteilbeschaffung, SMT, SPI, AOI, Röntgen und Funktionstest — ohne Lieferantenwechsel dazwischen.

Lieferung

Die Lieferzusage wurde in die Kooperationsvereinbarung geschrieben: Muster in 10 Tagen, Serienfertigstellung in 3 Wochen. Die Muster gingen am vereinbarten Tag raus.

Kundenfeedback

Als die PCBA-Muster ankamen, meldete ALPHA, dass die Steuerplatine die Erwartungen übertraf, dass die BGA-Lötungen sauber waren und jeder Funktionstest bestand. Der Liefertermin sei auf den Tag genau eingehalten worden — in der eigenen Einkaufserfahrung selten —, und der Serienauftrag bleibe bei HITECH CIRCUITS, weitere Produktlinien sollen folgen.

Was das zeigt

Das Programm verband drei Dinge, die sonst bei verschiedenen Lieferanten gekauft werden: PCBA aus einer Hand (Beschaffung, Fertigung, Bestückung und Test in einem Auftrag), Prozessfähigkeit auf einer 2+N+2-HDI-Platine mit BGA-Gehäusen und einen Liefertermin, der vereinbart und gehalten wurde. Für Einkäufer, die Anbieter vergleichen, ist die nützliche Frage nicht allein die Lagenzahl, sondern ob derselbe Partner die Platine von den Gerberdaten bis zum getesteten Gerät bringt, ohne unterwegs den Termin zu verlieren.

Die Prozessgrenzen hinter dem Aufbau stehen auf der Kapazitätsseite; die Plattenfamilie hat ihre eigene Seite zu HDI; der Bestückumfang ist unter Turnkey-Bestückung beschrieben; und der Branchenkontext steht auf der Seite Medizintechnik. Für ein vergleichbares Programm senden Sie Gerberdaten, Stückliste und Zieldatum über die Kontaktseite.

Technische Spezifikationen

Lagenzahl
8
Stack-up
2+N+2 HDI
Minimale Leiterbahn / Abstand
0,06 mm
Oberflächenfinish
ENIG
Gehäuse
BGA
Prüfung
SPI, AOI, Röntgen und Funktionstest
Projektlaufzeit
Muster 10 Tage · Serie 3 Wochen (Turnkey-PCBA)

Häufig gestellte Fragen

  • Was machte diese achtlagige HDI-Platine schwierig?

    Zwei Dinge. Der 2+N+2-Stack-up läuft mit 0,06 mm Leiterbahn und Abstand, was das Prozessfenster beim Belichten und Ätzen verengt. Und die BGA-Gehäuse verbergen ihre Lötstellen, das Löten muss also über Schablonenöffnungen und Reflowprofil geführt und per Röntgen statt mit dem Auge geprüft werden. Beide Probleme zeigen sich erfahrungsgemäß als Serienrework, nicht als Einzelfehler.

  • Wie werden BGA-Lötstellen vor dem Versand geprüft?

    Schablonenöffnungen und Reflowprofil werden im DFM festgelegt, danach prüft eine Röntgenstichprobe jede BGA-Lötstelle auf Zinnmangel und Brücken. AOI kontrolliert die sichtbaren Lötstellen und die Bestückung, ein Funktionstest prüft die bestückte Platine. Fertigung und Bestückung laufen an einem Standort, das Prüfprotokoll bleibt also bei einem Lieferanten.

  • Wurde der Mustertermin von 10 Tagen eingehalten?

    Ja. Die Vereinbarung legte Muster in 10 Tagen und Serienfertigstellung in 3 Wochen fest, und die Muster gingen am vereinbarten Tag raus. Für Nacktplatinen-Prototypen gelten veröffentlicht 1–3 Tage als schnellster Weg, 5–8 Arbeitstage als Standard und 2 Arbeitstage als Eiloption; die 10 Tage decken einen kompletten Turnkey-PCBA-Auftrag mit langen Beschaffungszeiten für BGA ab.

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