Małe-obwody PCBA dla sprzętu automatyki: jakie zmiany w montażu, testowaniu i walidacji?

Niskonakładowe PCBA do sprzętu automatyki-nie są po prostu produkcją masową w mniejszych partiach.

To nieporozumienie powoduje prawdziwe problemy w zaopatrzeniu. Kupujący może przesłać pliki Gerber, BOM i docelową ilość 20, 50 lub 200 jednostek, a następnie oczekiwać, że dostawca potraktuje to zadanie jako proste zamówienie na montaż PCB w małej-partii.

W przypadku urządzeń automatyki pytanie jest inne.

W przypadku małych-obwodów PCB do urządzeń automatyki główna zmiana polega na tym, że montaż, testowanie i walidacja muszą wykazywać powtarzalność. Płytkę należy zbudować, zaprogramować, przetestować, udokumentować i zintegrować w sposób możliwy do powtórzenia po pierwszej partii.

Liczba plansz może być niewielka. Liczba nierozwiązanych szczegółów może być nadal wysoka.

PCBA zajmujące się automatyzacją małych{{0}wolumenów mieści się pomiędzy nauką prototypowania a dyscypliną produkcyjną

W wielu projektach sprzętu automatyki,-mała ilość płytek PCBA pojawia się po tym, jak prototyp pracował już na stanowisku laboratoryjnym.

Schemat jest w większości stabilny. Dokonano przeglądu układu PCB. Być może pierwsze próbki zostały włączone. Klient mógł już przetestować jedną lub dwie płytki w maszynie, urządzeniu, szafce, kontrolerze, bramce lub systemie próbnym.

Ale to nie zawsze oznacza, że ​​projekt jest-gotowy do produkcji.

Prototyp może odnieść sukces, ponieważ jeden inżynier zna każdą zworkę, każdy krok oprogramowania sprzętowego, każde obejście i każde warunki testowe. Kompilacja o małej-nakładowości musi usunąć tę zależność. Wymaga procesu, który zespół EMS może powtórzyć, oraz metody walidacji, która nie opiera się na nieudokumentowanej wiedzy inżynierskiej.

To tutaj projekty automatyzacji często spowalniają.

Ograniczeniem nie zawsze jest przepustowość linii SMT. Często prawdziwym sterownikiem harmonogramu jest jeden nierozwiązany element: definicja złącza, plik oprogramowania sprzętowego, urządzenie testowe, zatwierdzony zamiennik, szczegóły panelu lub ograniczenia obudowy, które nie zostały potwierdzone przed wydaniem.

W przypadku małych-wsadowych PCBA do automatyzacji najwolniejszy nierozwiązany szczegół często kontroluje kompilację w większym stopniu niż najszybsza maszyna.

Struktura kosztów zmienia się, ponieważ stałe prace konfiguracyjne nie znikają

Nabywcy-mający małe ilości czasami porównują oferty tak, jak gdyby jedyną różnicą była liczba sztuk. Rzadko jest to prawdą.

Jednorazowe-koszty inżynieryjne (NRE) -, takie jak przygotowanie szablonu, programowanie maszyn, planowanie osprzętu, konfiguracja testów funkcjonalnych i-przegląd pierwszego artykułu -, nie znikają tylko dlatego, że partia jest niewielka.

W przypadku produkcji-na dużą skalę koszty te rozkładają się na wiele jednostek. Przy małych-pracach znajdują się znacznie bliżej powierzchni.

Nie oznacza to, że dostawca zawyża ceny, ponieważ partia jest mała. Oznacza to, że podczas przeglądania oferty kupujący powinien oddzielić-jednorazowe koszty konfiguracji od powtarzających się-kosztów jednostkowych.

Jest to szczególnie ważne w przypadku sprzętu automatyki, ponieważ zakres walidacji może być bardziej szczegółowy niż ogólna kompilacja PCBA. Jeśli potrzebne jest urządzenie do symulacji wejść, przełączania przekaźników, ładowania oprogramowania sprzętowego lub sprawdzania komunikacji, to urządzenie to nie jest tylko akcesorium. Jest to część sposobu uwalniania partii.

Praktyczne zapytanie ofertowe powinno uwidocznić strukturę kosztów:

• Co to jest-jednorazowa konfiguracja lub NRE?
• Jaki jest powtarzalny koszt montażu?
• Jaki jest koszt materiału?
• Jaki jest koszt inspekcji?
• Jaki jest koszt testu funkcjonalnego?
• Czy przygotowanie mocowania jest uwzględnione czy oddzielne?
• Czy dołączone są zapisy z testów, etykiety lub raporty dotyczące identyfikowalności?

Bez tego rozdzielenia dwie oferty mogą wyglądać inaczej, ponieważ obejmują różne zakresy, a nie dlatego, że jeden dostawca jest bardziej wydajny.

Zmiany w montażu, ponieważ płytki automatyki rzadko są prostymi płytkami SMT

Wiele płytek PCBA urządzeń automatyki nie jest czystymi zespołami SMT.

Mogą obejmować listwy zaciskowe, przekaźniki, transformatory, złącza zasilania, nagłówki, bezpieczniki, duże kondensatory, transoptory, porty komunikacji przemysłowej, złącza kablowe i elementy montażowe. Niektóre płytki mogą również wymagać ręcznego-włożenia przez otwór, lutowania selektywnego, lutowania na fali lub-kontroli mechanicznej po montażu.

To sprawia, że ​​droga montażu jest ważniejsza, niż sugeruje ilość.

W przypadku płytki urządzenia konsumenckiego produkcja-na małą skalę może obejmować głównie montaż SMT PCB, automatyczną kontrolę optyczną (AOI) i podstawową kontrolę działania. W przypadku tablicy sterowania automatyką partner EMS może potrzebować rozważyć:

• Umiejscowienie i profil rozpływu SMT
• wstawianie komponentu-przez otwór
• ustawienie listwy zaciskowej lub złącza
• obsługa przekaźników i podzespołów mocy
• lutowanie selektywne lub lutowanie na fali
• dostęp do osprzętu po montażu
• punkty połączeń kabli lub wiązek przewodów
• prześwit wokół-wysokich elementów
• wymogi dotyczące etykietowania i identyfikowalności

Droga procesu ma znaczenie, ponieważ-płytka PCBA o małej objętości często jest montowana po raz pierwszy w sposób przypominający przyszłą produkcję.

Ręcznie-zbudowany prototyp może ukryć problemy z procesem. Zaczyna je ujawniać niewielka-partia PCBA.

Wprowadzenie nowego produktu i kontrola pierwszego artykułu mają większą wagę

Produkcja-na dużą skalę powoduje z czasem powstawanie dużej ilości danych procesowych. Niewielka-kompilacja automatyzacji tego nie robi.

Jeśli partia liczy kilkadziesiąt lub kilkaset desek, może nie być wystarczających danych produkcyjnych, aby określić trend przed skompletowaniem zamówienia. To sprawia, że ​​wczesna brama produkcyjna jest ważniejsza.

W tym przypadku znaczenie ma wprowadzenie nowego produktu (NPI) i kontrola pierwszego artykułu (FAI).

W przypadku małych-automatycznych PCBA, FAI nie powinno być traktowane jako papierkowa robota po produkcji. Należy go traktować jako bramę produkcyjną, która potwierdza, czy build może przebiegać w ramach zamierzonego procesu.

Przydatna recenzja pierwszego-artykułu może sprawdzić:

• rozmieszczenie komponentów względem BOM
• polaryzacja i orientacja
• jakość lutowania krytycznych komponentów
• wyrównanie złącza
• jakość lutowania przelotowego-
• w razie potrzeby zapisy procesu rozpływu lub lutowania
• metoda programowania oprogramowania sprzętowego
• wynik testu funkcjonalnego
• formacie etykiety lub numeru seryjnego
• wszelkie specjalne wymagania mechaniczne lub związane z wyposażeniem.-

Pierwszy artykuł nie musi być nadmiernie skomplikowany w przypadku każdego projektu. Prosta tablica nie powinna być zasypywana niepotrzebnymi raportami.

Ale FAI powinna jasno odpowiedzieć na jedno pytanie:

Czy resztę wsadu da się zbudować przy tych samych założeniach?

Jeśli produkcja będzie kontynuowana, podczas gdy pytania-do pierwszego artykułu są nadal otwarte, wartość FAI zostanie osłabiona.

Zmiany weryfikacyjne, ponieważ tablica musi wykazać zachowanie sprzętu

W przypadku urządzeń automatyki „włączenie płyty” rzadko wystarcza.

Może zaistnieć potrzeba przełączenia przekaźnika, odczytania sygnału wejściowego, wysterowania wyjścia, komunikacji ze sterownikiem, zaakceptowania oprogramowania sprzętowego, odpowiedzi na sygnał czujnika lub połączenia się ze środowiskiem testowym na poziomie-maszyna. Niektóre funkcje mają sens tylko wtedy, gdy płyta jest podłączona do kabli, uchwytów, obciążeń lub oprogramowania.

Dlatego też walidację należy zdefiniować przed rozpoczęciem kompilacji.

Przydatny plan walidacji powinien odpowiadać na pytania praktyczne:

• Jaką funkcję musi spełniać tablica przed wysyłką?
• Czy partner EMS potrzebuje oprogramowania sprzętowego, oprogramowania testowego lub instrukcji programowania?
• Czy istnieje zestaw testowy, czy też trzeba się do niego przygotować?
• Czy dostępne są punkty dostępu ze złączem lub pinem pogo?
• Jakie jest oczekiwane zachowanie wyjściowe?
• Jaki jest standard pass/fail?
• Co powinno się stać po przeróbce?
• Czy wyniki testów są rejestrowane według numeru seryjnego czy partii?

Test, który może przeprowadzić tylko jeden inżynier, nie jest jeszcze testem produkcyjnym.

W przypadku małych-obwodów PCB celem nie zawsze jest natychmiastowe zbudowanie pełnego produkcyjnego systemu-do testów obwodów (ICT) lub testów funkcjonalnych (FCT). Właściwy poziom zależy od projektu. Jednak test musi być na tyle jasny, aby zespół EMS mógł go powtórzyć bez zgadywania.

Na tym polega różnica między próbką roboczą a sprawdzoną-kompilacją wsadową.

Inspekcja powinna uwzględniać ryzyko, a nie liczbę desek

Mała ilość nie oznacza automatycznie niskiego ryzyka.

Niektóre płytki automatyki można sprawdzić za pomocą standardowego AOI i podstawowego potwierdzenia elektrycznego. Inne mogą wymagać-kontroli rentgenowskiej pakietów BGA lub QFN, technologii ICT do kontroli-poziomu obwodu, FCT-specyficznych funkcji produktu lub dodatkowej kontroli wizualnej wokół złączy i-połączeń przelotowych.

Decyzja powinna być zgodna z funkcją zarządu, typem pakietu, rolą w terenie i wpływem awarii.

Prosta płyta interfejsu z widocznymi złączami lutowanymi, bez oprogramowania sprzętowego i bez krytycznych funkcji sterujących może nie wymagać dużego pakietu walidacyjnego. Płyta sterująca z oprogramowaniem sprzętowym, przekaźnikami, wejściami/wyjściami, portami komunikacyjnymi, sekcjami zasilania, ukrytymi złączami lutowniczymi lub obsługą w miejscu-może wymagać bardziej zorganizowanego planu testów i inspekcji.

Kompilacja-tylko AOI i kompilacja FCT-oparta na urządzeniach nie są tym samym projektem, nawet jeśli liczba plansz jest identyczna.

Rozróżnienie to powinno pojawić się w cytacie. W przeciwnym razie kupujący może porównać dwie ceny, które nie obejmują tego samego zakresu.

Kontrola BOM staje się ważniejsza, a nie mniej

Niektórzy nabywcy zakładają, że kontrola BOM ma znaczenie głównie w przypadku-produkcji wielkoseryjnej. W urządzeniach automatyki często ma to znaczenie wcześniej.

Mała-partia PCBA może wykorzystywać specjalistyczne układy scalone, złącza przemysłowe, przekaźniki, urządzenia zasilające, izolowane elementy interfejsu, moduły komunikacyjne lub-części określone przez klienta. Jeżeli jeden z tych elementów jest niejasny, niedostępny lub nieformalnie zastąpiony, partia może być nadal składana, ale powtarzalność staje się słabsza.

Jest to szczególnie ważne dla konstruktorów maszyn i producentów OEM sprzętu automatyki.

Zamienne złącze może pasować do zajmowanej powierzchni, ale może zmienić zachowanie okablowania w miejscu instalacji. Przekaźnik może pasować do pakietu, ale nie do stanu obciążenia. Układ komunikacyjny IC może być dziś dostępny za pośrednictwem jednego kanału, ale trudno go ponownie pozyskać dla następnej partii. Element mocy może być elektrycznie bliski, ale nie równoważny pod względem zachowania termicznego.

W przypadku-małej produkcji kupujący i partner EMS powinni wcześniej określić numery części zatwierdzonych producentów, zatwierdzone zamienniki, części krytyczne, elementy-długie terminy realizacji i zasady dotyczące zamienników.

W tym przypadku pozyskiwanie komponentów nie ogranicza się tylko do zakupu części. Staje się częścią dyscypliny walidacji.

Jeżeli pierwsza partia korzysta z jednej wersji BOM, a druga partia po cichu korzysta z innej, kupujący może nie wiedzieć, czy późniejsze problemy z wydajnością wynikają z projektu, procesu, oprogramowania sprzętowego czy zmiany materiału.

Możliwości HMLV mają większe znaczenie niż wielkość fabryki

Duża fabryka SMT nie jest automatycznie najlepszym rozwiązaniem dla małych-automatycznych PCBA.

Linie wysokonakładowe-są zwykle projektowane z myślą o stabilnej, powtarzalnej produkcji. Automatyzacja małych-nakładów to często prace-mieszane,-małonakładowe (HMLV): wiele typów płytek, mniejsze partie, powtarzające się zamówienia rozdzielone tygodniami lub miesiącami oraz zmiany w projekcie, które wciąż wymagają dyscypliny.

Przydatnym pytaniem jest nie tylko: „Ile desek dziennie może wyprodukować ta fabryka?”

Lepszym pytaniem jest:

Czy partner EMS może zachować spójność procesu, gdy ta sama płyta automatyzacyjna zostanie później zbudowana ponownie?

Oznacza to, że dostawca powinien być w stanie zarządzać zapisanymi parametrami procesów, profilami przepływu, programami inspekcji, instrukcjami testowymi, zapisami rewizji BOM i instrukcjami pracy w przypadku powtarzalnych kompilacji.

W przypadku urządzeń automatyki powtarzalność nie polega tylko na produkcji wielu jednostek jednocześnie. Chodzi także o wyprodukowanie kolejnej małej partii przy tych samych kontrolowanych założeniach.

Dostawca, którego działalność jest nastawiona wyłącznie na-dużą przepustowość, może traktować małe partie jako przerwy. Dostawca stosujący dyscyplinę HMLV traktuje je jako normalny model produkcyjny.

Szczegóły mechaniczne i integracyjne pojawiają się wcześniej w projektach automatyki

Sprzęt automatyki PCBA często nie pozostaje długo luźną płytką.

Płytka może wymagać dopasowania do obudowy modułu, szafy sterowniczej, wbudowanego sterownika, obudowy komputera przemysłowego, obudowy bramki, panelu maszyny lub uchwytu testowego. Nawet jeśli zamówienie dotyczy wyłącznie montażu-na poziomie płytki, szczegóły mechaniczne mogą mieć wpływ na proces PCBA.

Kierunek złącza ma znaczenie.
Promień zgięcia kabla ma znaczenie.
Otwory montażowe mają znaczenie.
Pozycja etykiety ma znaczenie.
Dostęp do punktu testowego ma znaczenie.
Punkty uziemienia lub podłączenia do obudowy mogą mieć znaczenie.

Płytka, która przejdzie weryfikację elektryczną, może w dalszym ciągu powodować problemy z integracją, jeśli kabla nie można zainstalować w sposób czysty, złącze jest zablokowane przez obudowę lub etykieta staje się nieczytelna po montażu.

Z tego powodu mała-automatyzacja PCBA powinna często obejmować wczesne sprawdzenie gotowości do kompilacji lub integracji. Kupujący może nie potrzebować jeszcze pełnego montażu, ale PCBA nie należy planować tak, jakby integracja mechaniczna nigdy nie miała miejsca.

Mały konflikt obudów na pierwszych 20 płytach jest denerwujący. Ten sam konflikt w powtarzalnej produkcji staje się problemem procesowym.

Dokumentacja powinna mieć odpowiedni-rozmiar, a nie ignorować

Małe-projekty automatyzacji nie zawsze wymagają obszernego pakietu dokumentacji. Potrzebują jednak wystarczającej liczby rekordów, aby obsługiwać powtarzalne kompilacje.

Kupujący i partner EMS powinni uzgodnić co najmniej, co należy śledzić:

• Rewizja PCB
• Rewizja BOM-u
• wersja oprogramowania
• zatwierdzonych zastępców
• metoda testowa
• format wyniku testu
• numer seryjny lub etykieta partii
• zasady przeróbek i ponownego testowania
• informacje o opakowaniu lub partii przesyłki

Właściwy poziom zależy od zastosowania.

Urządzenie do automatyzacji-laboratorium może wymagać lżejszego zestawu rekordów. Sterownik używany w sprzęcie terenowym może wymagać bardziej rygorystycznych przeglądów i identyfikowalności testów.

Błędem jest nie wybranie prostego pakietu dokumentacji.

Błędem jest pozostawienie dokumentacji niezdefiniowanej.

Kiedy-mała liczba PCBA staje się powtarzalną działalnością, odtworzenie niejasnych zapisów staje się kosztowne.

Sygnał branżowy: automatyzacja staje się coraz bardziej konfigurowalna

Urządzenia automatyki stają się coraz bardziej konfigurowalne. Konstruktorzy maszyn i przemysłowi producenci OEM często potrzebują mniejszych partii, większej liczby wariantów, szybszych iteracji i większej liczby-oprogramowanych funkcji niż tradycyjne, stabilne, wysokonakładowe programy elektroniczne.

Nie oznacza to, że każdy-mały projekt PCBA wymaga skomplikowanych ram walidacji. Oznacza to, że kupujący powinni zwracać większą uwagę na powtarzalność montażu, stabilność pozyskiwania komponentów, kontrolę oprogramowania sprzętowego i gotowość do testów.

W przypadku urządzeń automatyki elastyczność jest przydatna tylko wtedy, gdy nie zakłóca powtarzalności.

Dlatego właśnie-automatyzację PCBA o małej objętości należy planować jako kontrolowane wydarzenie produkcyjne, a nie tylko zamówienie na większy prototyp.

Co nabywcy OEM powinni przygotować przed zapytaniem ofertowym

Przed wysłaniem-małonakładowego projektu PCBA do wyceny w ramach automatyzacji kupujący powinni przygotować coś więcej niż tylko pliki Gerber i BOM.

Przydatny pakiet może obejmować:

• plików Gerber lub ODB++
• BOM z numerami części producenta
• Rewizja PCB i rewizja BOM
• rysunek montażowy
• wybierz-i-umieść plik
• uwagi dotyczące polaryzacji i orientacji
• zatwierdzonych zamienników lub zasad dotyczących zastępstw
• plik oprogramowania sprzętowego lub wymagania programowe
• oczekiwane zachowanie funkcjonalne
• FCT lub procedura walidacji, jeśli jest dostępna
• uwagi dotyczące złączy, kabli i obudów
• wymagania dotyczące dostępu do punktu testowego
• w razie potrzeby wymagania dotyczące powlekania, czyszczenia lub ochrony
• etykietowania, numeru seryjnego lub oczekiwań dotyczących identyfikowalności
• wymagania dotyczące opakowań

Nie oznacza to, że każdy projekt potrzebuje każdego pliku od pierwszego dnia.

Ale niejasne dane wejściowe powodują niejasne cytaty. W przypadku małych-automatycznych PCBA niejasne cytaty zwykle zamieniają się w dodatkowe pytania, opóźnioną weryfikację lub założenia wprowadzane do kompilacji.

Co się zmienia od prototypu do-małej automatyzacji PCBA

To jest praktyczna granica między próbką a gotową wersją-produkowaną-na małą skalę.

Liczba plansz może być nadal niewielka. Oczekiwania dotyczące procesu są inne.

Gdzie STHL pasuje do tej dyskusji

W przypadku nabywców OEM przygotowujących projekty sprzętu do automatyzacji firma Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. może zapoznać się z wymaganiami dotyczącymi małych-płyt PCBA odMontaż PCBperspektywy i pomóc określić, co należy wyjaśnić przed montażem, testowaniem i walidacją.

Może to obejmować przegląd źródeł pozyskiwania komponentów, planowanie procesów SMT i-odwiertów, obsługę złączy, przygotowanie FCT, dane wejściowe do programowania oprogramowania sprzętowego, zapisy dotyczące identyfikowalności lub gotowość do budowy pudełek.

Celem nie jest przepełnienie każdego-zamówienia o małej partii. Prosta tablica powinna pozostać prosta.

Celem jest zapobieganie uzależnieniu-kompilacji PCBA o małej objętości od założeń, których nie można powtórzyć.

Wniosek

Niskonakładowe PCBA do sprzętu automatyki- zmieniają dyskusję na temat produkcji.

Ilość może być niewielka, ale konstrukcja nadal wymaga kontrolowanego zaopatrzenia, stabilnej trasy montażu, dyscypliny NPI, praktycznej walidacji, gotowości oprogramowania sprzętowego, świadomości złączy i mechaniki oraz wystarczającej dokumentacji do obsługi powtarzalnych zamówień.

Dla nabywców OEM ważnym pytaniem jest nie tylko: „Czy ten dostawca może zmontować 50 desek?”

Lepsze pytanie brzmi: „Czy ten dostawca może nam pomóc przekształcić tę płytkę PCBA do automatyzacji w konstrukcję, którą można montować, testować, integrować i powtarzać bez polegania na domysłach?”

Potrzebujesz wyceny-małej liczby PCBA lub montażu PCB sprzętu automatyki? Prześlij swoje pliki za pośrednictwemPoproś o wycenęlub skontaktuj się bezpośrednio ze STHL pod adreseminfo@pcba-china.com