Как выбрать партнера по контрактному производству электроники для промышленной автоматизации: интеграция сборки печатных плат и сборки корпусов.

Содержание

Если вы закупаете печатные платы для проекта промышленной автоматизации, что вам действительно нужно на самом начальном этапе? Ваш первый запрос, вероятно, будет небольшим: изготовление платы управления, поиск спецификации материалов или подготовка опытной партии, вместо того чтобы запрашивать готовый продукт. Затем, когда объем работы расширится, плату нужно будет разместить в модуле или корпусе машины; кабели должны быть проложены аккуратно; может потребоваться загрузка прошивки и т.д.

Именно здесь часто и начинаются риски. Мы обнаружим, что упомянутые ранее требования, предъявляемые на более поздних этапах, легко могут быть упущены из виду, если производитель предлагает только сборку печатных плат. PCBasicКитайский производитель печатных плат описывает сферу своих услуг как цепочку, включающую изготовление печатных плат, поставку компонентов и т. д. Монтаж печатных платФункциональное тестирование и сборка корпуса. Для проекта промышленной автоматизации эта цепочка может быть эквивалентна повторяющемуся производственному процессу, поскольку печатная плата имеет реальную ценность только тогда, когда она встроена в готовый продукт и надежно работает. Можно почти сказать, Для промышленной автоматизации требуется нечто большее, чем просто сборка печатных плат.

В этой статье мы разберемся, как выбрать партнера по услугам производства электроники (EMS) для вашего проекта промышленной автоматизации.

Почему для промышленной автоматизации требуется нечто большее, чем просто сборка печатных плат?

В промышленной электронике автоматизации многие устройства должны работать много лет. Печатные платы, используемые в этих изделиях, могут устанавливаться в контроллеры, приводы, датчики, коммуникационные модули, силовое оборудование, панели HMI, машинные модули или внутри оборудования. При повторных заказах покупателям следует учитывать влияние длительного нагрева, вибрации оборудования, многократного подключения и отключения разъемов, технического обслуживания на месте эксплуатации и контроля качества. Согласно реальному опыту клиентов и инженеров, проблемы, такие как неправильное расположение разъемов, сложная прокладка кабелей или трудноудаляемые детали во время обслуживания, скорее всего, возникнут после пайки и установки платы.

Риск заключается в передаче информации.

Основной Сборка печатной платы В смете часто акцент делается на промежуточном этапе работы: нанесение паяльной пасты, размещение припоя, оплавление и проверка качества. В то же время... промышленная автоматизация, сборка печатных плат Необходима более широкая проверка:

• Спецификация материалов должна быть реалистичной.

• Для критически важных компонентов необходим план закупок.

• Контрольные точки не могут быть заблокированы корпусом.

• После установки платы необходимо обеспечить достаточное пространство для кабелей и разъемов.

Чем больше этапов передачи информации между поставщиками, тем легче упустить детали. Это особенно актуально, когда изготовление, закупка, поверхностный монтаж, тестирование и сборка корпусов осуществляются разными поставщиками. Чтобы этого избежать, перед заключением заказа задайте как минимум два практических вопроса:

• Как бригада скорой медицинской помощи рассматривает заявку?

• Как осуществляется регистрация изменений от прототипа до серийного производства?

Контроль версий имеет значение на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Продукты для автоматизации часто имеют длительный производственный цикл. В течение этого времени замена разъема, обновление платы или обновление программного обеспечения, связанное с тестированием, могут повлиять на следующую производственную партию. Эти изменения не следует ограничивать только электронной почтой или временными заметками. Четкая документация позволит избежать траты времени командой на последующее выявление проблем или уточнение ответственности.

Прослеживаемость помогает в данном случае осуществлять контроль версий. На практике записи MES, проверки IQC, проверка первого образца и отслеживание производства могут помочь связать партии материалов, этапы процесса, результаты проверки и историю изменений с конкретной партией. Это упрощает проверку:

• Какая версия была создана;

• Какие детали были использованы;

• Можно ли правильно повторить изготовление того же товара в следующем заказе.

Эти записи также сокращают дополнительное время, необходимое для расследования проблем и выяснения ответственности.

На что следует обратить внимание покупателям при выборе услуг по сборке печатных плат?

При выборе партнера по сборке печатных плат вы, возможно, сначала сравните цену за плату или перечень оборудования. Но помните, что вы, по сути, покупаете контроль над процессом и избегаете потенциальных рисков. Всегда есть детали, которые следует учитывать. Взгляните на таблицу ниже, и вы быстро поймете, как связать риски, связанные с продукцией, с проверками, которые следует запросить перед выбором поставщика услуг по сборке печатных плат.

Таблица 1. Риски и проверки продукции при оказании услуг по сборке печатных плат. 

Выбор комплектующих должен соответствовать спецификации материалов.

Во многих промышленных проектах спецификация материалов (BOM) определяет график работ еще до сборки первой платы. Поэтому следует учитывать компоненты, указанные в спецификации. Даже одна деталь, будь то микросхема с длинным выводом, реле, разъем или датчик, может замедлить выполнение всего заказа, если она сопряжена с риском, связанным с поставками. Убедитесь, что ваш партнер по контрактному производству электроники (EMS) может как можно раньше проверить спецификацию материалов и указать, поступают ли компоненты от оригинального производителя, авторизованных дистрибьюторов или со склада.

Не забудьте зафиксировать все принятые вами решения о покупке до подтверждения доставки, особенно если есть альтернативная деталь или деталь не подлежит замене. В производстве печатных плат... компонентный источник Это одно из первых решений, касающихся качества.

Тестирование должно соответствовать конкретному применению.

Монтаж печатной платы SMT Контроль может включать SPI, AOI, рентгеновский контроль, первичный контроль образца (FAI). После сборки электрические испытания печатных плат могут также включать тестирование с помощью летающего зонда и функциональное тестирование. Например, для контроллера с несколькими портами может потребоваться проверка интерфейсов, в то время как для платы, отвечающей за питание, может потребоваться более тщательная проверка паяных соединений, тепловых зон и безопасное тестирование питания.

Спросите поставщика, что именно должен выявлять каждый этап проверки. Каждый этап проверки или тестирования имеет свою цель:

• Система SPI проверяет паяльную пасту до того, как дефекты распространятся дальше по технологической цепочке.

• Метод автоматического оптического контроля (AOI) позволяет выявлять видимые проблемы сборки.

• Рентгеновский контроль помогает проверить скрытые паяные соединения.

• Испытание с помощью летающего зонда позволяет проверить электрическую проводимость, а также Функциональное тестирование печатной платы Проверяет, работает ли печатная плата должным образом.

Важно помнить об одном: важен не длинный список тестов, а то, насколько результат соответствует производственной документации.

Как производство печатных плат связано с интеграцией процесса сборки корпусов?

Сборка в корпусе показывает, действительно ли печатная плата поместится и будет работать внутри готового изделия. Плата может выглядеть нормально на уровне платы, но после установки могут возникнуть такие проблемы, как заблокированные контрольные точки, тугая прокладка кабелей или плохой доступ к разъемам.

Поэтому покупателям необходимо планировать заранее, а это значит... проверка требований к окончательной сборке и планирование заключительного тестирования до начала строительства.

Дизайн для технологичности (DFM) Проверка должна включать окончательную сборку.

Полная сборка печатной платы под ключ. Наилучший результат достигается, когда анализ DFM включает в себя не только файлы Gerber, но и конечный продукт. Необходимо обратить внимание на компоновку печатной платы, размещение компонентов, доступ к разъемам, контрольные точки, соответствие корпуса и потребности в обслуживании. В промышленном корпусе разъем, расположенный на несколько миллиметров слишком близко к стенке, может стать причиной повторяющихся проблем при сборке.

Чтобы анализ DFM (проектирование для производства) был полезным, поставщику необходимо видеть не только файлы платы. Где будет располагаться плата? Какие кабели будут добавлены после печатной платы? Есть ли дисплей, клавиатура, модуль датчиков или вход питания? Требуется ли загрузка прошивки, этикетки с серийным номером, аксессуары или специальная упаковка? Ответы на эти вопросы определяют, будет ли продукт востребован. услуги по сборке коробок Это либо простая сборочная работа, либо контролируемый заключительный этап производства.

Запланируйте заключительное тестирование перед сборкой.

Окончательное функциональное тестирование следует запланировать до завершения проектирования корпуса. Если для работы устройства необходим доступ к разъему, контактной площадке или порту программирования, механическая конструкция должна предусматривать место для проведения тестирования. Для тестирования под напряжением после установки партнер по контрактному производству электроники должен определить безопасные условия и зафиксировать результат «пройдено» или «не пройдено» для всей партии.

Короче говоря, полезный заключительный тест не должен быть копией всех полевых условий. Он должен подтверждать функции, имеющие значение перед отгрузкой: реакцию на входные и выходные сигналы, поведение связи, состояние при включении, версию прошивки и, при необходимости, базовое моделирование нагрузки. Неисправные устройства следует отбирать, ремонтировать и регистрировать, чтобы предотвратить повторение одного и того же дефекта.

Какие сертификаты и системы управления качеством имеют значение?

Сертификаты показывают базовый уровень.

Сертификаты не заменяют проверку проекта, но они могут показать, соблюдает ли поставщик контролируемый производственный процесс.

При реализации проектов промышленной автоматизации покупатели могут ознакомиться со следующими системами управления качеством и опытом сертификации:

Таблица 2. Системы качества и сертификаты для выбора партнеров в сфере скорой медицинской помощи. 

Прослеживаемость должна быть легко объяснима.

Если поставщик утверждает, что у него есть система отслеживания, поинтересуйтесь, как она работает в повседневном производстве:

• Может ли команда отследить партию компонентов?

• Может ли система связать записи о проверке первого образца с данными о производственной партии?

• Может ли система показать, на каком участке контроля был обнаружен дефект?

Компания PCBasic может ответить на эти вопросы, поскольку ее работа по отслеживанию продукции поддерживается собственной разработанной MES-системой, проверками IQC, проверкой первого образца, отслеживанием производства и цифровым управлением. Эти записи помогают связать компоненты, результаты проверки, этапы процесса и информацию о партиях. Ценность заключается не в наличии названий систем, а в том, могут ли эти системы показать, что происходило во время производства.

Как покупателям следует сравнивать партнеров EMS перед заключением заказа?

При выборе партнера по контрактному производству электроники (EMS) одной лишь таблицы цен недостаточно для проекта промышленной автоматизации. Покупателям следует смотреть дальше цены, минимального объема заказа и сроков поставки. Надежный и уважаемый поставщик должен выявлять риски проектирования и сборки на ранних этапах, решать проблемы со спецификацией материалов и поставками до того, как они задержат заказ, а также обеспечивать четкую коммуникацию в процессе контроля качества, управления версиями и на всех этапах проекта, от изготовления образцов до серийного производства. Вот два шага, которые покупатели могут предпринять при выборе партнера-поставщика:

Используйте проектный подход. Запрос на коммерческое предложение (Запрос предложений)

Полезный запрос коммерческого предложения (RFQ) должен включать файлы Gerber, спецификацию материалов (BOM), сборочные чертежи, требования к тестированию, информацию о корпусе (если имеется), ожидаемый объем и требования к соответствию стандартам. Если покупатель запрашивает только сборку печатных плат, предложение может включать только изготовление плат. Если покупатель подробно описывает конечное автоматизированное устройство, поставщик может объединить услуги по сборке печатных плат, изготовлению печатных плат и сборке корпусов в более понятный план.

В реальных запросах на коммерческие предложения покупатели часто присылают файлы Gerber, спецификацию материалов, чертеж корпуса и примерную инструкцию по тестированию отдельно. Квалифицированная команда EMS преобразует эти файлы в единый контрольный список сборки перед составлением коммерческого предложения.

Поинтересуйтесь об общении на этапе подготовки.

Перед началом производства уточните у поставщика, как он сообщает о рисках, связанных с технологической спецификацией, результатах испытаний первого образца, результатах проверок, порядке обработки неисправных изделий и изменениях в графике. Если файлы готовы, поделитесь ими через PCBasic. Свяжитесь с нами форма. В проектах промышленной автоматизации коммуникация является частью контроля качества. Она обеспечивает согласованность действий инженерного отдела, отдела закупок и производства на протяжении всего процесса перехода заказа от образца к серийному производству.

Заключение

Выбор партнера по контрактному производству электроники для промышленной автоматизации в основном сводится к контролю за передачей процессов. Изготовление печатных плат, закупка компонентов, Монтаж печатных платФункциональное тестирование и сборка корпуса — все это влияет на конечный продукт. Партнер, который объединяет эти этапы с отслеживаемостью, контролем качества на этапе сборки, контролем первого образца, инспекционным оборудованием и соответствующими сертификатами, обеспечивает покупателю лучшую прозрачность от прототипа до серийного производства.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между сборкой печатной платы и сборкой корпуса?

A1: Сборка печатной платы, также называемая PCBA, — это процесс поверхностного монтажа на печатной плате или соединения микросхемы с печатной платой. Сборка в корпусе включает в себя изготовление корпуса, кабелей, этикеток, загрузку прошивки, окончательное функциональное тестирование, аксессуары и упаковку, если проект требует более полного устройства. Сборка в корпусе более комплексная, чем сборка печатной платы.

Вопрос 2: Почему отслеживаемость важна в промышленной автоматизации? Сборка печатной платы?

A2: Прослеживаемость связывает компоненты, этапы процесса, результаты контроля и производственные записи. Она помогает покупателям выявлять дефекты, управлять версиями и избегать смешивания старых и новых версий при повторном производстве.

В3: Какие тесты должны запрашивать покупатели? Производство печатных плат?

A3: К распространенным проверкам относятся SPI, AOI, рентгеновский контроль скрытых паяных соединений, летающий зонд, тестирование первого образца и функциональное тестирование. Примечание: Окончательный план тестирования должен соответствовать конструкции платы и рискам применения.