Si necesitas una placa de circuito impreso (PCB) para tu producto, te encuentras ante un problema fundamental en la fabricación y el ensamblaje de PCB. La razón es simple: muchos fabricantes afirman ofrecer ambos servicios, pero a menudo carecen de uno de ellos. Por lo tanto, esta decisión es crucial para lanzar tu producto a tiempo.
¿Qué es la fabricación y el ensamblaje de placas de circuito impreso (PCB)?
La fabricación de PCB es el proceso de elaboración de la placa. Los técnicos convierten el diseño en capas de cobre, material aislante y pistas conductoras. A continuación, se procede al ensamblaje. Miles de pequeños componentes se colocan en la placa, se sueldan de forma permanente y se prueban para garantizar su correcto funcionamiento.
Ahora bien, esta es la realidad. La mayoría de los fabricantes diseñan sus productos para su fabricación o ensamblaje. Hay que tratar con una sola empresa; generalmente subcontratan el ensamblaje de la placa de circuito impreso a un socio, y hay que esperar. Además, se pierde la comunicación. Un fabricante de placas de circuito impreso integral realiza ambas tareas en un mismo lugar.
Por qué muchos compradores prefieren la fabricación y el ensamblaje de PCB en un solo lugar.
Por ejemplo, si tienes que repartir el trabajo entre dos proveedores, puede ser un verdadero quebradero de cabeza. Por ejemplo, las empresas de fabricación de placas de circuito impreso fabricarán tu placa según tus especificaciones. Sin embargo, no sabrán cómo afecta el ensamblaje al diseño.
Si contrata a un solo fabricante para ambos servicios, sus ingenieros revisarán su diseño antes de que comience la fabricación. Harán preguntas y podrán identificar problemas que, por lo general, costarían dinero corregir posteriormente. Esto se conoce como DFM (Diseño para la Fabricación).
Como resultado, es posible que el plazo sea más corto. Los costos disminuyen. La calidad mejora. ¿Por qué? La comunicación es directa. Un solo gerente de proyecto se encarga de todo. Un equipo de control de calidad supervisa todas las acciones.
¿Qué ocurre realmente durante la fabricación y el ensamblaje de placas de circuito impreso?
Revisión de diseño
El diseño comienza con los archivos. Estos archivos se cargan en el software del fabricante. Los técnicos realizan lo que se denomina el diseño gráfico. Se trata de una imagen, similar a un plano, que guía el funcionamiento de todas las máquinas en dicho diseño.
Fabricación de tableros
Aquí se describe el proceso de fabricación. La fotolitografía se utiliza para crear capas de cobre. Básicamente, el fabricante proyecta luz a través de una máscara para formar patrones sobre el cobre. El cobre sobrante se elimina mediante procesos químicos. Varias capas se apilan y se unen. Luego se perforan los orificios para fijar las piezas. No es una tarea sencilla. Un solo error puede arruinarlo todo.
Asamblea
Una vez terminada la placa, se procede al ensamblaje. Los componentes se entregan en bobinas o bandejas. Una máquina de colocación automática lee el archivo de diseño y coloca cada componente individualmente. El objetivo de esta máquina es ser rápida y precisa. Sin embargo, el desafío radica en que no puede funcionar sin los datos completos.
Soldadura
Luego viene la soldadura. En este proceso, la placa se introduce en un horno. A continuación, la pasta de soldadura, junto con el calor, fusionará los componentes a la placa. No se aceptan temperaturas promedio. Si la temperatura es demasiado alta, los componentes se dañarán. Las soldaduras fallan si la temperatura es demasiado baja. El objetivo de que los fabricantes inviertan en un horno costoso es comprobar si la placa funciona correctamente.
Acerca de PCBasic
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Principales problemas que perjudican la calidad del producto
Permítanme enumerar, basándome en mi experiencia, los problemas que suelen surgir en la fabricación y el montaje.
Defectos en la fabricación de placas de circuito impreso
En lugar de fallos de diseño, los defectos de fabricación se producen cuando la maquinaria deja de funcionar dentro de las tolerancias establecidas. Por ejemplo, si una empresa especifica un ancho de pista de 0.2 milímetros, la maquinaria de fabricación, debidamente calibrada, debería producir pistas de ese ancho exacto.
Sin embargo, si la maquinaria produce trazas de 0.18 milímetros de ancho, existe un defecto de fabricación y el circuito no funcionará como se espera.
Defectos en la impresión de pasta de soldadura
Sorprendentemente, el proceso de impresión de pasta de soldadura es fundamental para el funcionamiento del circuito que se está fabricando. Esto se debe a que debe haber la cantidad exacta de pasta de soldadura en cada almohadilla. Si hay demasiada soldadura, se crea un puente de soldadura y se produce un cortocircuito. Por el contrario, si hay muy poca soldadura, la unión puede presentar fallas mecánicas y fallar. Esta es también una de las causas más comunes de fallas en el ensamblaje de PCB.
Problemas de ubicación de componentes
Un defecto común en el ensamblaje de placas de circuito impreso es la colocación incorrecta de componentes. Esto puede ocurrir con componentes muy pequeños, como el condensador 0402, que puede colocarse al revés. Incluso una rotación de 180 grados de un componente puede provocar una colocación incorrecta. Esto sucede cuando un técnico lee mal la etiqueta de una resistencia y coloca una resistencia incorrecta en la máquina.
La multiplicación de errores es el verdadero problema. Por ejemplo, si tienes una placa de circuito impreso con 500 componentes y el mecanismo de colocación tiene una tasa de colocación correcta del 99 por ciento, aún habrá 5 componentes mal colocados y la placa no funcionará como se espera.
Soldadura por reflujo
La soldadura por reflujo también puede generar defectos, como uniones frías, que ocurren cuando la soldadura no se funde por completo y un componente no queda bien ajustado a la placa de circuito impreso. La conexión es totalmente funcional; sin embargo, con el tiempo, si la placa se somete a vibraciones, fallará. También se formarán puentes entre las soldaduras, que conectan dos o más componentes que no deberían estar conectados.
Riesgos del abastecimiento de la cadena de suministro
Los riesgos asociados a la cadena de suministro son cada vez más críticos. Esto se debe a los componentes falsificados. Un vendedor puede afirmar que posee chips auténticos, pero en realidad provienen de inventario reciclado o usado. Por lo general, estos componentes fallan pronto. Sin duda, esta es una amenaza grave que muchos compradores pasan por alto hasta que se producen fallas en el campo.
Falta de inspección y trazabilidad
La falta de inspección y trazabilidad impide determinar la causa de los problemas. El fabricante ensambló su placa, pero carece de documentación sobre el horno de reflujo específico utilizado para procesar su lote, el técnico que cargó los componentes y los resultados de las pruebas. Cuando un cliente llama para reportar una falla, no hay datos para investigar.
Qué comprobar antes de elegir un fabricante de fabricación y ensamblaje de PCB.
Antes de realizar el pedido, consulte la planta de fabricación de PCBA. De hecho, esto es más importante que leer su página web. Preste atención a estos aspectos.
Equipos
Pregúnteles qué equipo tienen: ¿Cuentan con inspección óptica automática (AOI)? Esta máquina toma imágenes de todas las placas y las compara con el diseño, identificando errores de colocación y soldadura que no son visibles a simple vista. ¿Tienen equipo de rayos X?
Verificar la documentación del proceso
En segundo lugar, infórmese sobre su documentación de procesos. Pídales que dibujen un esquema de cómo trabajan. Preguntas: ¿Quién escribe quién? ¿Quién verifica quién en cada paso? Por ejemplo, ¿prueban las placas de circuito impreso (PCB) sin componentes después de su fabricación, antes de que comience el ensamblaje? Si no se realiza esta verificación, los defectos se propagan. ¿Se revisan los componentes antes de la instalación? ¿Se realizan pruebas previas al envío de las placas terminadas?
Abastecimiento de componentes
En tercer lugar, infórmese sobre sus proveedores. ¿De dónde obtienen sus componentes? ¿Mantienen contacto directo o indirecto con los fabricantes? ¿Pueden presentar documentación que acredite la autenticidad de los componentes? Esto es importante porque un lote de componentes defectuosos puede dañar cientos de placas.
Sistema de trazabilidad
En cuarto lugar, infórmese sobre su sistema de trazabilidad. ¿Utilizan un Sistema de Ejecución de Manufactura (MES)? Este software registra todas las placas y la máquina que las procesó, además de almacenar los datos de las pruebas. Así, si llama para reportar un problema, podrán consultar la información sobre lo sucedido.
Capacidad de retrabajo
En quinto lugar, compruebe su capacidad de reparación. Los errores ocurren. Si se producen, ¿pueden reparar la placa o tienen que desecharla? Con el equipo adecuado y técnicos expertos, las placas se pueden recuperar y aprovechar en lugar de desecharse.
Cómo PCBasic apoya los proyectos de fabricación y ensamblaje de PCB
PCBasic es uno de los principales fabricantes de placas de circuito impreso que ofrece un servicio integral y realiza varias cosas que la mayoría no hace.
Servicio integral de fabricación y ensamblaje de placas de circuito impreso
PCBasic lo reúne todo en un solo lugar. Se encargan de la fabricación de placas, el pedido de componentes, el ensamblaje SMT y el ensamblaje de cajas. Su sitio web le proporciona un presupuesto rápido para PCB en línea. Esta herramienta le ofrece precios al instante, sin tener que esperar un correo electrónico. El sistema de presupuestos en línea se conecta con los principales proveedores de componentes a través de la API para ofrecer precios reales de mercado.
Soporte para prototipos y producción de lotes pequeños
PCBasic ofrece servicios de prototipado y producción en pequeñas cantidades de PCB sin mínimos de compra. ¿Por qué es importante? ¡Tu diseño debe probarse antes de fabricar miles de unidades! Si un fabricante te pide que compres 5,000 placas para probarlas, estás desperdiciando dinero. Lo mejor es fabricar 50 placas, probarlas, identificar los problemas y luego proceder a la producción en serie.
Revisión de DFM
Con PCBasic, puedes solicitar una revisión del DFM antes de realizar cualquier pago. La función de un ingeniero es analizar tu diseño y asesorarte sobre posibles problemas. Por ejemplo, si las piezas de tu diseño están demasiado juntas, la máquina de montaje no podrá alcanzarlas. Si las pistas son demasiado finas, serán débiles. Estos problemas se solucionan antes del proceso de fabricación, lo que te ahorra tiempo y dinero.
Soporte para el abastecimiento de componentes
PCBasic es el software para gestionar el suministro de componentes. Gracias a él, no tendrás que buscar piezas difíciles de encontrar; ellos las encuentran por ti. Por ejemplo, si un chip específico está agotado en todos los proveedores, lo pedirán a su red o a otro componente similar.
Inspección óptica automatizada (AOI) y rayos X
PCBasic cuenta con inspección óptica automatizada (AOI) y rayos X. Estas máquinas detectan los defectos automáticamente. Esto es fundamental, ya que la inspección manual es imposible. Un técnico fatigado puede pasar por alto problemas. Con PCBasic, todos los componentes quedan protegidos cuando la máquina los detecta.
Soporte para pruebas funcionales
Las pruebas funcionales se realizan con PCBasic. Una placa sin someter a pruebas de estrés tendrá un aspecto excelente, pero no funcionará eléctricamente. Las pruebas funcionales consisten en alimentar la placa, recorrer todos sus circuitos y comprobar su funcionamiento. Los métodos de prueba varían según la placa. Una empresa especializada en la fabricación y el ensamblaje de PCB colaborará con usted para desarrollar los procedimientos de prueba adecuados.
Trazabilidad y control de calidad en MES.
Con los sistemas MES, PCBasic realiza un seguimiento de todo. Para mantenerte informado sobre tu pedido. Los informes de prueba están disponibles para su descarga. Si algo sale mal, tendrás pruebas para demostrarlo.
Conclusión
Con un fabricante de ensamblaje de PCB llave en mano, puede evitar piezas defectuosas y retrasos en la entrega de su proyecto electrónico. ¡Sin duda, escuchará promesas de todos! La pregunta es: ¿quién puede demostrarlo realmente? Solicite sus informes AOI, los resultados de las pruebas en placas de muestra y la documentación.
El precio es importante, pero el precio más bajo puede ser un indicio de menor calidad. Por lo tanto, evalúe en función del costo total. El costo adicional de un producto de un buen fabricante no es tan significativo como los errores y fallas de un proveedor barato.
Preguntas Frecuentes
¿Qué archivos se necesitan para obtener un precio llave en mano para el ensamblaje de placas de circuito impreso?
Se debe enviar el archivo Gerber y una lista de piezas precisa en Excel. Se añadirán los códigos del fabricante y las coordenadas de las piezas.
¿Cómo evita PCBasic la falsificación de componentes?
PCBasic adquiere sus componentes directamente de las fábricas originales y de proveedores internacionales autorizados. Mantienen registros precisos para evitar intermediarios no verificados.
¿Es posible ensamblar placas con chips complejos?
Sí, las máquinas SMT están equipadas con cámaras de alta resolución que permiten colocar chips complejos. Posteriormente, la fábrica verifica el punto de soldadura mediante máquinas de rayos X.
