Als je een printplaat nodig hebt voor je product, loop je tegen een fundamenteel probleem aan met de fabricage en assemblage van printplaten. De reden is simpel: veel fabrikanten beweren zowel de fabricage als de assemblage te verzorgen, maar vaak ontbreekt het hen aan een van beide. Deze beslissing is daarom cruciaal om je product op tijd te kunnen lanceren.
Wat is PCB-fabricage en -assemblage?
PCB-fabricage is het proces waarbij de printplaat wordt vervaardigd. Technici zetten uw ontwerp om in lagen koper, isolatiemateriaal en printsporen. Vervolgens is het tijd voor de assemblage. Duizenden kleine componenten worden op de printplaat geplaatst, permanent vastgesoldeerd en getest om te garanderen dat ze functioneren.
Dit is de realiteit. De meeste fabrikanten ontwerpen hun producten voor fabricage of assemblage. Je hebt te maken met één bedrijf; zij besteden de printplaatassemblage doorgaans uit aan een partner, en je moet wachten. Tegelijkertijd gaat er ook communicatie verloren. Een one-stop-shop voor printplaten voert beide taken op één locatie uit.
Waarom veel kopers de voorkeur geven aan een totaaloplossing voor de fabricage en assemblage van printplaten.
Als je bijvoorbeeld het werk moet verdelen over twee leveranciers, kan dat een behoorlijke hoofdpijn opleveren. PCB-fabrikanten produceren je printplaat volgens jouw specificaties. Ze weten echter niet hoe de assemblage het ontwerp beïnvloedt.
Als u voor beide diensten één fabrikant inschakelt, beoordelen hun ingenieurs uw ontwerp voordat de fabricage begint. Ze stellen vragen en kunnen problemen signaleren die later doorgaans extra kosten met zich meebrengen. Dit noemen we DFM (Design for Manufacturing).
U kunt daardoor een kortere doorlooptijd krijgen. Uw kosten dalen. De kwaliteit verbetert. Waarom? Communicatie over korte afstand. Eén projectmanager is verantwoordelijk voor het overzicht van alles. Een kwaliteitsteam houdt alle acties in de gaten.
Wat gebeurt er nu precies tijdens de fabricage en assemblage van printplaten?
Ontwerpbeoordeling
Uw ontwerp begint met bestanden. Deze bestanden worden geüpload naar de software van de fabrikant. Technici maken vervolgens wat zij 'artwork' noemen. Dit is een afbeelding, vergelijkbaar met een blauwdruk, die alle machines in dit artwork aanstuurt.
Bord fabricage
Hier volgt het fabricageproces. Fotolithografie is het proces dat wordt gebruikt om koperlagen te creëren. In principe schijnt de fabrikant licht door een masker om patronen op het koper te vormen. Overtollig koper wordt verwijderd door chemische processen. Meerdere lagen worden op elkaar gestapeld en aan elkaar gehecht. Vervolgens worden de gaten geboord om de onderdelen te bevestigen. Dit is geen eenvoudige taak. Eén fout kan alles verpesten.
Montage
Als de printplaat klaar is, gaat deze naar de assemblage. De componenten worden aangeleverd op rollen of trays. Een pick-and-place machine leest uw ontwerpbestand en plaatst elk afzonderlijk component. Het doel van deze machine is om snel en nauwkeurig te werken. De uitdaging is echter dat de machine niet kan functioneren zonder complete gegevens.
soldering
Vervolgens komt het solderen. Bij deze methode wordt de printplaat door een oven gehaald. De soldeerpasta zorgt er samen met de hitte voor dat de componenten aan de printplaat vastsmelten. Gemiddelde temperaturen zijn niet acceptabel. Als het te heet is, raken de componenten beschadigd. Soldeerverbindingen falen als ze te koud zijn. De reden dat fabrikanten investeren in een dure oven is om te controleren of hun printplaat daadwerkelijk werkt.
Over PCBasic
Tijd is geld in uw projecten – en PCB-basis begrijpt het. PCB-basis is een PCB-assemblagebedrijf: die elke keer snelle, vlekkeloze resultaten levert. Onze uitgebreide PCB-assemblagediensten: bieden deskundige technische ondersteuning bij elke stap, waardoor topkwaliteit in elk bord wordt gegarandeerd. Als toonaangevend Fabrikant van PCB-assemblage:, Wij bieden een totaaloplossing die uw toeleveringsketen stroomlijnt. Werk samen met onze geavanceerde PCB-prototypefabriek voor snelle doorlooptijden en superieure resultaten waarop u kunt vertrouwen.
Belangrijke problemen die de productkwaliteit schaden
Laat me, op basis van mijn ervaring, een lijst maken van wat er daadwerkelijk misgaat bij de fabricage en assemblage.
Defecten bij de fabricage van printplaten
Fabricagefouten ontstaan niet zozeer door ontwerpfouten, maar doordat machines niet langer binnen de vastgestelde toleranties functioneren. Stel dat een bedrijf een spoorbreedte van 0.2 millimeter specificeert. De fabricagemachine zou, mits correct gekalibreerd, sporen met precies die breedte moeten produceren.
Als de machine echter sporen produceert met een breedte van 0.18 millimeter, is er sprake van een fabricagefout en zal het circuit niet naar behoren functioneren.
Defecten in de print van soldeerpasta
Verrassend genoeg is het proces van het printen van soldeerpasta cruciaal voor de werking van de te produceren schakelingen. Dit komt doordat er precies de juiste hoeveelheid soldeerpasta op elk contactvlak moet zitten. Als er te veel soldeer is, ontstaat er een soldeerbrug en kortsluiting. Omgekeerd, als er te weinig soldeer is, kan de verbinding mechanisch defect raken en uitvallen. Dit is tevens een van de meest voorkomende oorzaken van defecten bij de assemblage van printplaten.
Problemen met de plaatsing van componenten
Een veelvoorkomend probleem bij de assemblage van printplaten is de onjuiste plaatsing van componenten. Dit kan voorkomen bij zeer kleine componenten, zoals de 0402-condensator, die ondersteboven geplaatst kan worden. Een onjuiste plaatsing kan zelfs een rotatie van 180 graden van een component betreffen. Dit kan gebeuren wanneer een technicus een verkeerd label op een weerstand leest en een verkeerde weerstand in de machine plaatst.
Het probleem zit hem in de vermenigvuldiging van fouten. Stel, een printplaat met 500 componenten heeft een plaatsingsmechanisme met een nauwkeurigheid van 99 procent. Dan zullen er nog steeds 5 componenten verkeerd geplaatst zijn, waardoor de printplaat niet naar behoren functioneert.
Solderen met reflow
Reflow-solderen kan ook leiden tot defecten, zoals koude soldeerverbindingen. Deze ontstaan wanneer het soldeer niet volledig smelt en een component niet vlak op de printplaat aansluit. Een verbinding is in principe volledig functioneel, maar na verloop van tijd, als de printplaat aan trillingen wordt blootgesteld, zal deze defect raken. Ook kunnen er bruggen ontstaan tussen de soldeerpunten, die twee of meer componenten met elkaar verbinden die niet met elkaar verbonden zouden moeten zijn.
Risico's van inkoop in de toeleveringsketen
De risico's die gepaard gaan met de inkoop van onderdelen in de toeleveringsketen worden steeds ernstiger. De reden hiervoor zijn namaakcomponenten. Een verkoper beweert misschien authentieke chips te hebben, maar in werkelijkheid zijn deze afkomstig van gerecyclede of eerder gebruikte voorraad. Deze componenten gaan doorgaans snel kapot. Dit is een serieuze bedreiging die veel kopers negeren totdat er daadwerkelijke defecten optreden.
Gebrek aan inspectie en traceerbaarheid
Gebrek aan inspectie en traceerbaarheid verhindert dat de oorzaak van problemen kan worden achterhaald. De fabrikant heeft uw printplaat geassembleerd, maar beschikt niet over documentatie over de specifieke reflow-oven die voor uw batch is gebruikt, de technicus die de componenten heeft geplaatst en de testresultaten. Wanneer een klant belt met een defect, zijn er geen gegevens beschikbaar voor onderzoek.
Waarop te letten bij het kiezen van een fabrikant voor de fabricage en assemblage van printplaten
Voordat u bestelt, bezoek de PCBA-productiefaciliteit. Dit is zelfs belangrijker dan het lezen van hun website. Dit zijn de zaken waar u op moet letten.
Apparatuur
Vraag hen welke apparatuur ze hebben: Beschikken ze over automatische optische inspectie, ook wel AOI genoemd? Deze machine maakt afbeeldingen van alle printplaten en vergelijkt deze met het ontwerp. Zo worden plaatsings- en soldeerfouten opgespoord die met het blote oog niet zichtbaar zijn. Hebben ze röntgenapparatuur?
Controleer de procesdocumentatie
Ten tweede, vraag naar hun procesdocumentatie. Vraag hen om een schematische weergave te maken van hun werkwijze. Vragen: Wie typt wat? Vragen: Wie controleert wat bij elke stap? Testen ze bijvoorbeeld de kale printplaten nadat ze gemaakt zijn, voordat de assemblage begint? Zonder dit te doen, verspreiden defecten zich. Worden componenten gecontroleerd vóór installatie? Worden afgewerkte printplaten vóór verzending getest?
Component sourcing
Ten derde, informeer naar hun leveranciers. Waar halen ze hun onderdelen vandaan? Staan ze in direct of indirect contact met fabrikanten? Kunnen ze documentatie over de authenticiteit van de componenten overleggen? Dit is belangrijk omdat één partij defecte componenten honderden printplaten kan beschadigen.
Traceerbaarheidssysteem
Ten vierde, informeer naar hun traceerbaarheidssysteem. Gebruiken ze een Manufacturing Execution System (MES)? Deze software registreert alle printplaten en de machine die de printplaat heeft verwerkt, en slaat testgegevens op. Als u dus een probleem meldt, kunnen ze direct achterhalen wat er is gebeurd.
Herwerkingsvermogen
Ten vijfde, controleer hun vermogen om onderdelen te repareren. Fouten gebeuren. Als ze een fout maken, kunnen ze de printplaat dan repareren, of moeten ze hem weggooien? Met de juiste apparatuur en bekwame technici kunnen printplaten worden gered en opnieuw worden gebruikt, waar ze anders zouden worden weggegooid.
Hoe PCBasic PCB-fabricage- en assemblageprojecten ondersteunt
PCBasic is een van de toonaangevende fabrikanten van printplaten die alles onder één dak aanbiedt en diverse diensten levert die de meeste andere bedrijven niet leveren.
Complete service voor de fabricage en assemblage van printplaten.
PCBasic brengt alles onder één dak samen. Ze verzorgen de fabricage van printplaten, het bestellen van onderdelen, SMT-assemblage en de assemblage van behuizingen. Via hun website kunt u snel online een offerte voor een printplaat aanvragen. Deze tool geeft u direct prijzen, zonder te hoeven wachten op een e-mail. Het online offertesysteem maakt via een API verbinding met grote componentleveranciers om actuele marktprijzen te tonen.
Ondersteuning bij prototype- en kleinschalige productie
PCBasic biedt prototype- en kleine serieproductie van printplaten zonder minimumafname. Waarom is dit belangrijk? Uw ontwerp moet getest worden voordat u er duizend van laat maken! Als een fabrikant u vraagt om 5,000 printplaten te kopen om te testen, verspilt u geld. Het is beter om 50 printplaten te maken, deze te testen, de problemen te identificeren en vervolgens over te gaan tot massaproductie.
DFM-beoordeling
Bij PCBasic kunt u het DFM-ontwerp laten controleren voordat u betaalt. Dit is de taak van een engineer: uw ontwerp bekijken en u adviseren over mogelijke problemen. Bijvoorbeeld: als componenten in uw ontwerp te dicht bij elkaar liggen, kan de pick-and-place machine ze niet bereiken. Of als de printsporen te dun zijn, zullen ze zwak zijn. Deze problemen worden opgelost vóór het fabricageproces – wat u tijd en geld bespaart.
Ondersteuning bij het vinden van componenten
PCBasic is de software voor het beheren van de inkoop van componenten. Hierdoor hoeft u niet zelf op zoek te gaan naar moeilijk verkrijgbare onderdelen; zij vinden ze voor u. Als een specifieke chip bijvoorbeeld overal niet leverbaar is, bestellen zij deze via hun netwerk of een vergelijkbaar alternatief.
AOI- en röntgeninspectie
PCBasic beschikt over AOI- en röntgeninspectie. Deze machines detecteren defecten automatisch. Dit is belangrijk omdat handmatige inspectie niet mogelijk is. Een vermoeide technicus zou problemen over het hoofd kunnen zien. Met deze machines zijn alle defecten gegarandeerd zodra ze worden gedetecteerd.
Ondersteuning bij functionele testen
Functionele testen worden uitgevoerd met PCBasic. Een printplaat die niet belast wordt, ziet er misschien goed uit, maar functioneert elektrisch gezien niet. Bij functionele testen wordt de printplaat daadwerkelijk van stroom voorzien, worden alle circuits doorlopen en wordt de functionaliteit getest. Testmethoden variëren per printplaat. Een ervaren PCB-fabrikant en -assemblagebedrijf zal met u samenwerken om geschikte testprocedures te ontwikkelen.
Traceerbaarheid en kwaliteitscontrole bij MES.
Met MES-systemen houdt PCBasic alles in de gaten. Zo blijft u op de hoogte van uw bestelling. Testrapporten zijn te downloaden. Mocht er iets misgaan, dan heeft u daar bewijs van.
Conclusie
Met een kant-en-klare PCB-assemblagefabrikant voorkomt u defecte onderdelen en late leveringen in uw elektronische project. U zult ongetwijfeld van iedereen beloftes horen! De vraag is echter: welke van deze bedrijven kunnen die beloftes ook echt waarmaken? Vraag naar hun AOI-rapporten, testresultaten van voorbeeldprintplaten en documentatie.
Prijs is belangrijk, maar de laagste prijs kan een indicatie zijn van lagere kwaliteit. Beoordeel daarom op basis van de totale kosten. De extra kosten van een product van een goede fabrikant zijn niet zo significant als de herstelkosten en defecten van een goedkope leverancier.
FAQ
Welke bestanden heeft u nodig voor een prijsopgave voor een complete PCB-assemblage?
Het Gerber-bestand en een nauwkeurige Excel-onderdelenlijst moeten worden ingediend. Fabrikantcodenummers en onderdeelcoördinaten worden toegevoegd.
Hoe voorkomt PCBasic namaakonderdelen?
PCBasic betrekt zijn onderdelen rechtstreeks van de originele fabrieken en geautoriseerde wereldwijde leveranciers. Ze houden nauwkeurige administratie bij om te voorkomen dat ze met ongeverifieerde tussenpersonen in zee gaan.
Kun je printplaten met complexe chips assembleren?
Ja, de SMT-machines zijn uitgerust met hogeresolutiecamera's waarmee complexe chips geplaatst kunnen worden. Vervolgens controleert de fabriek de soldeerpunten met behulp van röntgenapparatuur.
