First-Pass-Yield

Wie gut ist der Fertigungsprozess Ihres EMS-Dienstleisters wirklich? Eine der aussagekräftigsten Kennzahlen zur Beantwortung dieser Frage ist der First-Pass-Yield (FPY). Er zeigt nicht, was am Ende fertig geworden ist, sondern wie viel davon beim ersten Versuch richtig gemacht wurde.

Ein hoher FPY bedeutet weniger Rework, niedrigere Kosten, kürzere Durchlaufzeiten und letztlich höhere Qualität des Endprodukts. Für Einkäufer und Projektmanager ist der FPY daher eine wichtige Metrik, um die Prozessreife und Effizienz eines EMS-Dienstleisters objektiv zu bewerten.

Definition

Der First-Pass-Yield (FPY), auch First-Time-Yield (FTY) oder First-Time-Right (FTR) genannt, ist eine Qualitätskennzahl, die beschreibt, wie viele Einheiten einen definierten Fertigungsschritt oder -abschnitt erfolgreich und ohne Nacharbeit durchlaufen.

Die Berechnung ist einfach: FPY (%) = (Anzahl fehlerfreier Einheiten / Gesamtzahl eingebrachter Einheiten) × 100. Wenn von 1.000 Leiterplatten 970 die Linie fehlerfrei passieren und 30 nachgearbeitet werden müssen, beträgt der FPY 97,0 %.

Zu unterscheiden ist der FPY vom Throughput-Yield (TPY, berücksichtigt alle Bearbeitungsschritte), vom Rolled-Throughput-Yield (RTY, Produkt aller FPYs aller Prozessschritte) und der einfachen finalen Ausbeute, die Rework nicht sichtbar macht.

Grundlagen

Ein FPY von 99 % klingt sehr gut – aber bei einer Linie mit 10 Prozessschritten ergibt das einen RTY (Rolled-Throughput-Yield) von 99 %^10 = ca. 90,4 %. Das bedeutet, dass fast 10 % aller Baugruppen irgendwo in der Linie nachgearbeitet werden mussten.

In der SMT-Fertigung werden FPY-Werte typischerweise an den Hauptprüfstationen gemessen: nach dem Lotpastendruck (Post-SPI-FPY), nach der Bestückung, nach dem Reflow-Löten (Post-AOI-FPY) und nach dem Funktionstest (ICT/FCT-FPY).

Branchenübliche FPY-Werte für hochwertige SMT-Fertigung liegen bei 98–99,5 % am AOI und 95–99 % am Funktionstest, je nach Produktkomplexität. Automotive- und Aerospace-Projekte streben noch höhere Werte an.

Technischer Ablauf

• Fertigungsauftrag startet: Alle Einheiten werden gezählt und ins System gebucht.
• Produktion läuft durch alle Stationen der SMD-Linie.
• An jeder Prüfstation (SPI, AOI, ICT, FCT) werden fehlerhafte Einheiten ausgeschleust und dokumentiert.
• Ausgeschleuste Einheiten werden analysiert und entweder reworkt oder verschrottet.
• FPY wird pro Station und als RTY über alle Stationen berechnet.
• Fehlerursachenanalyse (Root Cause Analysis) bei Auffälligkeiten oder FPY-Verschlechterung.
• Ergebnisse fließen in kontinuierliche Verbesserungsmaßnahmen (PDCA, Six Sigma) ein.

Anwendungsbereiche

• Fertigungssteuerung: Tägliches FPY-Monitoring für schnelle Reaktion bei Qualitätsabweichungen.
• Lieferantenqualifizierung: FPY als objektives Kriterium bei der Auswahl von EMS-Dienstleistern.
• Vertragsgestaltung: Vereinbarung von FPY-Mindestwerten als Teil von Quality Agreements.
• Produktkostenrechnung: Niedrigerer FPY erhöht direkt die Stückkosten durch Rework-Aufwand.
• Prozessoptimierung: FPY-Trends zeigen, welche Stationen verbesserungsbedürftig sind.
• Automotive IATF 16949: FPY ist Teil der geforderten Kennzahlen für kontinuierliche Verbesserung.

Vorteile

• Einfach zu berechnen und universell verständlich – kein statistisches Spezialistenwissen erforderlich.
• Macht versteckte Qualitätsprobleme sichtbar, die durch Rework kompensiert würden.
• Direkte Korrelation zu Fertigungskosten und Produktivität.
• Ermöglicht Benchmarking zwischen Projekten, Linien und Zeiträumen.
• Frühindikator für sich verschlechternde Prozesse – bevor Endproduktprobleme auftreten.
• Grundlage für datenbasierte Verbesserungsprojekte.

Herausforderungen

• Vergleichbarkeit: FPY-Werte sind nur bei gleicher Produktkomplexität und Messmethode sinnvoll vergleichbar.
• Manipulierbarkeit: FPY wird verfälscht, wenn Rework nicht korrekt gebucht oder Prüfgrenzen angepasst werden.
• Isolierter FPY reicht nicht aus – erst im Zusammenspiel mit RTY und Fehlerbildanalyse wird das volle Bild sichtbar.
• Hoher FPY garantiert nicht zwingend hohe Zuverlässigkeit im Feld – funktionale Prüftiefe ist entscheidend.
• Automatisierte Prüfung (AOI) kann nicht alle möglichen Fehler erkennen – Escape-Rate muss zusätzlich bewertet werden.

FAQ

Was ist ein ‚guter‘ FPY-Wert?

Das hängt von Produktkomplexität und Branche ab. In der professionellen SMT-Fertigung gelten Post-AOI-FPY-Werte von 98,5 % und höher als gut, >99,5 % als exzellent. Bei einfachen Produkten sind höhere Werte zu erwarten als bei komplexen High-Density-Designs.

Warum ist FPY wichtiger als die finale Ausbeute?

Die finale Ausbeute sagt nur, wie viele Einheiten am Ende fertig sind. Der FPY macht sichtbar, wie viele davon nachgearbeitet werden mussten. Rework ist teuer, zeitaufwendig und birgt das Risiko, neue Fehler einzubringen.

Sollte ich als Kunde FPY-Berichte von meinem EMS-Dienstleister einfordern?

Ja, absolut. Regelmäßige FPY-Berichte (wöchentlich oder monatlich) pro Projekt geben Ihnen Einblick in die Prozessqualität und ermöglichen frühzeitige gemeinsame Maßnahmen bei negativen Trends.

Wie hängt FPY mit meinem Stückpreis zusammen?

Direkt: Niedrigerer FPY bedeutet mehr Rework-Aufwand, der entweder in den Stückpreis einkalkuliert wird oder auf Sie als Sonderleistung umgelegt wird. Ein EMS-Dienstleister mit hohem FPY ist oft langfristig günstiger als einer mit niedrigerem Preis aber schlechterem FPY.