Ein Ersatzbauteil für eine Leiterplatte darf erst verwendet werden, wenn der genaue Hersteller und die vollständige Herstellerteilenummer (MPN) anhand der Designanforderungen bewertet und ausdrücklich für einen festgelegten Projekt- und Fertigungsumfang genehmigt wurden. Eine übereinstimmende Beschreibung, ein Nennwert oder ein Gehäusecode ist keine Freigabe.
Halten Sie bei einem Engpass das vorgeschlagene Alternativteil getrennt von der freigegebenen Stückliste, während die Entwicklung Form, Passung, Funktion und Fertigungskompatibilität prüft. Holen Sie anschließend die erforderlichen Genehmigungen des Designverantwortlichen und Kunden ein, dokumentieren Sie die Gültigkeit und kontrollieren Sie die tatsächlich verwendeten Lose. Fehlt eine Prüfung oder Genehmigung, bleibt das Ersatzteil ausstehend und ist nicht pauschal gleichwertig.
Dieser Ablauf geht über Stücklistenfehlerprüfung und Bauteilbeschaffung hinaus, die sich auf die Qualität der Stücklistendaten konzentriert. Zur grundlegenden Funktion und Struktur einer Stückliste siehe Was ist eine Stückliste (BOM)?.
Änderungen identifizieren
Nicht jede Lieferänderung ist ein Ersatzantrag, doch jede kann eine Prüfung erfordern:
- Vorgeschlagenes Alternativteil: Ein bestimmter Hersteller und eine genaue MPN, die anstelle des freigegebenen Teils angeboten werden. Es liegen noch nicht alle erforderlichen technischen und kaufmännischen Genehmigungen vor.
- Freigegebenes Ersatzteil: Ein genau bezeichnetes Alternativteil, das die zuständigen Parteien für einen dokumentierten Umfang genehmigt haben. Die Freigabe kann auf Leiterplattenrevision, Produkt, Auftrag, Datum, Menge oder Los begrenzt sein.
- Produktänderungsmitteilung des Herstellers (PCN): Mitteilung des Bauteilherstellers über eine Änderung an Produkt oder Versorgung. Eine PCN ist für sich genommen weder eine Genehmigung zur Änderung der Kundenstückliste noch ein Nachweis, dass der Kunde der Änderung zugestimmt hat. Prüfen Sie sie anhand vertraglicher und technischer Anforderungen.
- Gleiche MPN, anderer Hersteller: Ein anderer Hersteller bietet dieselbe aufgedruckte oder aufgeführte Teilenummer an. Behandeln Sie die Kombination aus Hersteller und MPN als eigene Identität. Gehen Sie nicht wegen des gleichen Teilenummerntexts von Austauschbarkeit aus.
Die Hinweise von Texas Instruments zu Produktänderungsmitteilungen beschreiben eine PCN als Benachrichtigung des Herstellers. Ob eine konkrete Änderung eine Kundengenehmigung erfordert, ist eine getrennte Projekt- und Vertragsfrage.
Ein Teil kann seine MPN behalten, obwohl der Hersteller Fertigungsstandort, Material oder interne Revision ändert. Bewahren Sie die relevante Mitteilung und Losangaben auf und bewerten Sie die Änderung, sofern Design- oder Kundenanforderungen dies verlangen.
Datensatz für ein klar abgegrenztes Bauteil anlegen
Erfassen Sie für das ursprüngliche Teil und jeden Kandidaten:
- Rechtlich eindeutigen oder gebräuchlichen Herstellernamen und vollständige bestellbare MPN einschließlich Suffixen.
- Bauteilbeschreibung, Gehäuse und Bestelloptionen wie Gurtverpackung oder Temperaturklasse.
- Zutreffende Datenblattrevision, gegebenenfalls angegebene Produktrevision und relevante PCNs oder Herstellerhinweise.
- Stücklistenposition, Referenzkennzeichen, Baugruppen-Teilenummer und Leiterplattenrevision.
- Quelle, angebotene Menge, Verfügbarkeit, Preisgrundlage und Rückverfolgbarkeitsangaben.
- Vorgesehene Verwendung: Projekt, Kunde, Auftrag, Position, Datum, Menge und Lose, soweit zutreffend.
- Status jeder technischen Prüfung und jeder erforderlichen Genehmigung.
Der Bestandsumfang ist wichtig. Ein Kandidat kann für eine Leiterplattenrevision geeignet, für eine andere mit abweichendem Footprint, Betriebstemperaturbereich oder Firmware jedoch ungeeignet sein. Vorhandener Bestand, offene Bestellungen, Fertigung in Arbeit und fertige Baugruppen können ebenfalls getrennt behandelt werden müssen.
Machen Sie aus einer verkürzten Händlerbeschreibung oder internen Bestandskennung nicht die freigegebene Bauteilidentität. Lösen Sie diese vor der Freigabe zum Hersteller und zur vollständigen bestellbaren MPN auf.
Entscheidungstabelle: Originalteil und vorgeschlagenes Alternativteil
Der folgende Datensatz zeigt, wie ein technisches Ergebnis von der Genehmigung zur Verwendung getrennt wird. A und B sind hypothetische 10-µF-X7R-MLCCs; es handelt sich weder um echte MPNs noch um Lieferantendaten.
| Datensatz oder Prüfung | Originalteil A | Vorgeschlagenes Alternativteil B |
|---|---|---|
| Hersteller und vollständige MPN | Eintrag und Prüfung ausstehend | Eintrag und Prüfung ausstehend |
| Kapazitätsprüfung unter festgelegten Bedingungen | Bestanden: angenommene 8 µF gegenüber mindestens 6 µF | Nicht bestanden: angenommene 5 µF gegenüber mindestens 6 µF |
| Weitere elektrische und Betriebsbedingungen | Ausstehend | Ausstehend |
| Gehäuse, Landpattern, Reflow und Materialien | Ausstehend | Ausstehend |
| Lebenszyklus, Quelle und Losrückverfolgbarkeit | Ausstehend | Ausstehend |
| Genehmigung und Umfang | Prüfung der freigegebenen Stückliste und ihres Projekt-, Revisions-, Zeit- und Losumfangs ausstehend | Nicht genehmigt; Fehler vor jeder Freigabeentscheidung zu klären |
Ein bestandener Einzelpunkt ist keine Gesamtfreigabe. Insbesondere lässt sich der Fehler von B nicht durch günstigen Preis oder Verfügbarkeit aufheben. B erfüllt die angegebene Anforderung nicht und ist auf dieser Grundlage nicht genehmigt. Die benannte Design- oder Entscheidungsstelle muss über Ablehnung oder eine separat kontrollierte Design- beziehungsweise Anforderungsänderung mit erforderlicher Validierung und Genehmigung entscheiden.
Form, Passung und Funktion prüfen
Mechanische Passung und Bestückung
Vergleichen Sie Hersteller-Gehäusezeichnungen und nicht nur Gehäusekurzbezeichnungen. Prüfen Sie Gehäuseabmessungen und Toleranzen, Höhe, Anschlussmaße, Sitz, Ausrichtung sowie Abstände zu benachbarten Teilen oder Gehäusen. Vergleichen Sie das vorgeschlagene Gehäuse mit dem tatsächlichen Leiterplatten-Landpattern, der Lötstoppmaske und dem Schablonenkonzept.
Prüfen Sie Pin-Nummerierung und Funktion anhand von Schaltplan und Footprint. Bei gepolten Teilen kontrollieren Sie Polungskennzeichnung und physische Ausrichtung auf der Baugruppe. Ähnlich aussehende Gehäuse können abweichende Anschlussbelegungen, freiliegende Pads oder thermische Anforderungen haben.
Prüfen Sie anschließend den Bestückungsprozess:
- Reflow-Temperaturprofil und zulässige Wärmeeinwirkung des Bauteils.
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL), Verpackung, Lagerung und Floor-Life-Kontrollen.
- Anschlussfinish, Lotverträglichkeit und geltende Materialbeschränkungen.
- Änderungen bei Inspektionszugang, Reparatur- oder Reinigungsbeschränkungen.
IPC/JEDEC J-STD-020, Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Surface Mount Devices, behandelt die Klassifizierung der Feuchte-/Reflow-Empfindlichkeit. Verwenden Sie die tatsächliche Klassifizierung und Handhabungsangaben des Herstellers für das ausgewählte Teil; leiten Sie sie nicht aus einer anderen MPN ab.
Elektrische Leistung im Betriebsbereich
Vergleichen Sie die für die Schaltung wichtigen Parameter einschließlich Toleranzen und Grenzwerten und nicht nur hervorgehobener Nennwerte. Je nach Bauteil gehören dazu Spannungs- und Stromwerte, Leckstrom, ESR, Schaltverhalten, Frequenzgang, Rauschen, Verlustleistung, thermische Leistung und Anlaufverhalten.
Bewerten Sie die Betriebsbedingungen der Baugruppe: Versorgungsspanne, Last, transiente Ereignisse, Temperatur und geforderte Lebensdauer. Prüfen Sie Worst-Case-Reserven und Wechselwirkungen mit benachbarten Schaltungen. Eine höhere Nennspannung belegt beispielsweise nicht allein die vollständige Gleichwertigkeit eines MLCC.
Prüfen Sie bei programmierbaren oder intelligenten Bauteilen außerdem Schnittstellentiming, Logikpegel, Speicherkonfiguration, Firmwareunterstützung, Bauteilidentifikation und Programmieranforderungen. Ein gehäusekompatibler IC kann dennoch eine Firmwareänderung oder ein anderes Programmierverfahren in der Fertigung erfordern.
Welche Ausfallmechanismen zu untersuchen sind, hängt vom Bauteil und der Anwendung ab. Die Übersicht zu Fehlerbildern elektronischer Bauteile kann die Prüfung strukturieren, ersetzt aber keine bauteilspezifische Analyse.
Rechenbeispiel: Nennkapazität ist nicht wirksame Kapazität
Angenommen, zwei hypothetische Kondensatoren A und B tragen jeweils die Kennzeichnung 10 µF, X7R. Bei derselben spezifizierten Gleichspannungsvorspannung und Temperatur seien ihre wirksamen Kapazitäten unabhängig wie folgt angenommen:
- A: 8 µF
- B: 5 µF
- Hypothetisches Konstruktionsminimum unter dieser Bedingung: 6 µF
Die Rechnung lautet:
- A: 8 µF − 6 µF = 2 µF über dem Minimum.
- B: 5 µF − 6 µF = 1 µF unter dem Minimum.
Unter diesen Annahmen besteht A diesen einen Vergleich unter der festgelegten Bedingung und B besteht ihn nicht. Die Werte sind veranschaulichende Annahmen und weder Lieferantenmessungen noch ein Nachweis, dass eines der Bauteile genehmigt ist.
Die MLCC-FAQ von Murata Manufacturing Co., Ltd. zu Gleichspannungsvorspannung erklärt qualitativ, dass angelegte Gleichspannung die wirksame Kapazität von Keramikkondensatoren mit hoher Dielektrizitätskonstante verringern kann und das Ergebnis von den Bedingungen abhängt. Beschaffen Sie relevante Herstellerdaten und bewerten Sie die tatsächlichen Schaltungsbedingungen.
Auch bei A kann eine vollständige Prüfung Toleranz, Temperaturbereich, Alterung, Wechselspannungsbedingungen und übrige elektrische sowie fertigungstechnische Anforderungen der Anwendung berücksichtigen müssen. Das Beispiel begründet keine allgemeingültige Abregelungsregel.
Kandidaten vor der Genehmigung qualifizieren
Der Designverantwortliche legt die für Risiko und Anwendung erforderlichen Nachweise fest. Je nach Bauteil und Vertrag können dazu Dokumentenvergleich, Berechnungen, Passungsprüfung, Prototypenfertigung, elektrische Messungen, Funktionstests oder Zuverlässigkeitsbewertungen gehören. Legen Sie Abnahmekriterien und Zuständigkeiten vor der Auswertung der Ergebnisse fest.
Dokumentieren Sie:
- Anforderung und Abnahmegrenze.
- Nachweisquelle, Revision und zutreffende Bedingungen.
- Prüfende Person und Datum.
- Status: bestanden, nicht bestanden oder ausstehend.
- Offene Punkte, Einschränkungen und erforderliche Folgeschritte.
Ein Lieferant oder Bestückungsanbieter kann im vereinbarten Umfang Daten bereitstellen und Fertigungsbedenken benennen. Die Stelle mit Designbefugnis entscheidet, ob das Teil die Designanforderungen erfüllt; erforderliche Kundengenehmigungen erteilt der Kunde. Weder eine Einkaufsempfehlung noch ein Vorschlag des Bestückers darf stillschweigend zur Designfreigabe werden.
Bei einem Fehler des Kandidaten ist die Entscheidung zu dokumentieren. Mögliche Wege sind Ablehnung, Suche nach einer anderen MPN oder Einleitung einer kontrollierten Design- oder Anforderungsänderung. Eine Abweichungsgenehmigung muss, sofern zulässig, Risiko, Genehmigende und Umfang benennen und darf nicht als uneingeschränkte Gleichwertigkeitsfreigabe dargestellt werden.
Genehmigung mit kontrollierter Gültigkeit erteilen
Technische Annahme und Genehmigung zur Verwendung hängen zusammen, sind aber getrennt. Ein Freigabedatensatz muss den genauen Hersteller und die MPN nennen und angeben, wo und wann die Verwendung zulässig ist.
Je nach Fall sind aufzunehmen:
- Kunde und Projekt; Baugruppen-Teilenummer und Leiterplattenrevision.
- Hersteller und MPN des Originalteils sowie Hersteller und MPN des freigegebenen Alternativteils.
- Betroffene Stücklistenpositionen und Referenzkennzeichen.
- Freigegebene Stücklistenrevision und Änderungsauftrags- oder Abweichungskennung.
- Gültigkeitsdatum oder Fertigung, Bestellungen, Produktionsstandort und Menge.
- Zulässige Bauteillose oder Anforderungen an Losgenehmigung.
- Qualifizierungsnachweise, Einschränkungen und Ablauf- oder Prüfauslöser.
- Genehmigung des Designverantwortlichen und gegebenenfalls des Kunden.
Eine losbezogene Genehmigung erlaubt kein anderes Los. Eine befristete Engpassabweichung ist nicht automatisch ein dauerhaftes Alternativteil. Umfasst eine Kundengenehmigung nur einen bestimmten Auftrag oder Zeitraum, müssen Fertigungs- und Einkaufsaufzeichnungen diese Grenze erhalten.
Kontrollieren Sie Bestand physisch oder im Lagerverwaltungssystem, damit nicht genehmigte Kandidaten nicht als freigegebenes Material entnommen werden können. Prüfen Sie bei Wareneingang und Fertigung Hersteller, vollständige MPN, Quelldokumentation und Los anhand der Genehmigung. Erfassen Sie die verwendeten Lose in den betroffenen Baugruppen entsprechend der vereinbarten Rückverfolgbarkeitstiefe.
Läuft die Freigabe ab, ändert sich das Los außerhalb des Geltungsbereichs oder wirken sich neue Herstellerinformationen auf die Bewertung aus, stoppen Sie den Vorgang und leiten Sie ihn zur Prüfung weiter. Verlängern Sie die Genehmigung nicht allein deshalb, weil das Teil in einer früheren Fertigung verwendet wurde.
Angaben für eine Angebotsanfrage
Eine brauchbare Anfrage liefert dem Einkauf genügend Informationen, um die Versorgung zu untersuchen, ohne ihm die Befugnis zur Designänderung zu geben. Nehmen Sie Folgendes auf:
- Fertigungsidentität: Kunde/Projekt, Baugruppen-Teilenummer, Leiterplattenrevision, Stücklistenrevision und erwartete Mengen.
- Engpassposition: Referenzkennzeichen, Menge je Baugruppe, Hersteller und vollständige MPN des Originalteils.
- Kandidatendaten: vorgeschlagener Hersteller und vollständige MPN, Datenblattrevision sowie bekannte PCN- oder Revisionsangaben.
- Technische Einschränkungen: Kritische elektrische Grenzwerte, Betriebsbedingungen, Footprint, Höhe, Reflow, MSL, Finish und geltende Materialanforderungen.
- Qualifizierungsplan: Erforderliche Nachweise oder Prüfungen, Abnahmekriterien, zuständige Partei und Genehmigungen.
- Versorgungsdaten: angebotene Quelle, verfügbare Menge und Losangaben, Verpackung, Preisgrundlage und zutreffende Lieferbedingungen.
- Genehmigungsgrenzen: Ob eine Abweichung beantragt wird und ihr vorgeschlagener Projekt-, Revisions-, Auftrags-, Datums-, Mengen- und Losumfang.
- Rückverfolgbarkeit und Entscheidung: Bei Eingang und Fertigung erforderliche Aufzeichnungen sowie Anweisungen für nicht genehmigtes, überschüssiges oder ungenutztes Material.
Bitten Sie Lieferanten, unbekannte Angaben als ausstehend zu kennzeichnen, statt Lücken mit angenommener Gleichwertigkeit zu füllen. Vergleichen Sie Angebote auf derselben Mengen-, Verpackungs- und kaufmännischen Grundlage; Preis und Verfügbarkeit ersetzen keine technische Genehmigung.
Der Leitfaden für Leiterplattenbestückungsangebote bietet zusätzlichen Kontext zur Vorbereitung von Fertigungsangaben. Besprechen Sie bei einem Projekt mit Beschaffung und Bestückung die vorgesehenen Zuständigkeiten im Rahmen der schlüsselfertigen Bestückung und vereinbaren Sie im Voraus, wer Nachweise bereitstellt, Qualifizierung durchführt und Änderungen genehmigt. Übermitteln Sie die festgelegte Anforderung über Angebot oder kontaktieren Sie HILPCB, um eine ungeklärte Ersatzteilfrage zu besprechen.
Häufig gestellte Fragen
Kann der Einkauf eine Alternative aufgrund einer passenden Beschreibung freigeben?
Nein. Eine passende Beschreibung ist nur der Ausgangspunkt. Der genaue Hersteller und die MPN benötigen die vorgeschriebene technische Prüfung und Genehmigung der zuständigen Parteien.
Bedeutet eine PCN, dass der Kunde der Änderung zugestimmt hat?
Nein. Eine PCN ist eine Mitteilung des Herstellers. Je nach Vertrag oder Projektverfahren kann weiterhin eine produktspezifische Kundenprüfung oder -genehmigung erforderlich sein.
Ist dieselbe MPN von einem anderen Hersteller automatisch gleichwertig?
Nein. Behandeln Sie die Kombination aus Hersteller und MPN als eigene Bauteilidentität und vergleichen Sie relevante Spezifikationen, Fertigungsbedingungen und Rückverfolgbarkeit.
Kann ein freigegebenes Ersatzteil auf jeder Leiterplattenrevision verwendet werden?
Nur wenn die Freigabe diese Revisionen und weitere geltende Grenzen ausdrücklich umfasst. Prüfen Sie freigegebene Stückliste sowie Projekt-, Zeit-, Mengen- und Losumfang der Genehmigung.
Was ist, wenn ein Kandidat eine Prüfung besteht, eine andere aber nicht?
Er ist anhand der angegebenen Anforderungen nicht vollständig qualifiziert. Dokumentieren Sie den Fehler und lehnen Sie ihn ab oder verfolgen Sie eine separat kontrollierte Änderung oder Abweichungsgenehmigung mit der erforderlichen Befugnis.