Johdanto
Pikaisella silmäyksellä kulutuselektroniikkakortti ja teollisuusohjauskortti eivät välttämättä näytä kovin erilaisilta.
Molemmat voivat käyttää FR-4 materiaalia. Molemmat voivat sisältää SMT-komponentteja, IC:itä, liittimiä, passiivisia liitoksia, juotosliitoksia, testipisteitä, tarroja ja tarkastuspöytäkirjoja. Ostajalle, joka vertaa tarjouksia ensimmäistä kertaa, nämä kaksi projektia voivat näyttää samalta piirilevyn kokoonpanotyöltä eri tuoteosien kanssa.
Tästä oletuksesta ongelmat usein alkavat.
Teollinen ohjaus PCBA eroaa kulutuselektroniikan kokoonpanosta, koska kortti on yleensä rakennettu käytettävyyden, kenttäluotettavuuden, ohjatun hankinnan, huoltoon pääsyn, tarkistuskurin ja toistuvan tuotannon ympärille. Kulutuselektroniikan kokoonpanossa painotetaan usein kompaktia muotoilua, ulkonäköä, kustannustehokkuutta ja nopeaa tuotteiden päivitysjaksoa.
Ero ei ole vain vahvempien komponenttien käytössä. Se muuttaa tapaa, jolla hanketta tulee lainata, rakentaa, testata, dokumentoida ja tukea.
Vioittuneesta kuluttajalaitteesta voi tulla palautus. Viallinen teollisuusohjauskortti voi pysäyttää laitteet, lähettää teknikon kentälle, viivyttää tuotantoprosessia tai vaikeuttaa vianmääritystä kaapin, koneen, yhdyskäytävän tai teollisuustietokoneen sisällä.
Tästä syystä teollista ohjauspiirilevyä ei pidä arvioida tavalliseksi SMT-sijoitustyöksi. Parempi kysymys on, vastaako valmistussuunnitelma levyn toimintaroolia.
Ensimmäinen ero on epäonnistumisen seuraus
Kulutuselektroniikka suunnitellaan yleensä tuotekokemuksen, kotelon koon, kosmeettisen johdonmukaisuuden, kustannusten hallinnan ja markkinoiden ajoituksen perusteella. Älykodin laite, kämmenlaite, puettava lisävaruste tai kuluttajatuote tarvitsee edelleen luotettavan piirilevykokoonpanon, mutta liiketoimintamalli edellyttää usein vaihtoa, takuukäsittelyä tai tulevaa uudelleensuunnittelua.
Teollisuuden ohjaus PCBA toimii eri olettamuksella.
Levy voi sijaita automaatiolaitteiston, I/O-moduulin, teollisuustietokoneen, koneohjaimen, yhdyskäytävän, tehonohjaimen tai kaappiin kiinnitetyn laitteen sisällä. Se voi liittää kenttäjohtoihin, releisiin, riviliittimiin, moottoreihin, solenoideihin, antureihin, tietoliikennelinjoihin tai tehotuloihin, jotka toimivat hyvin eri tavalla kuin kuluttajalaiteympäristö.
Se muuttaa sanan "riittävän hyvä" merkityksen.
Kuluttajakortti, joka läpäisee perustoimintojen tarkistuksen, voi olla valmis tuote{0}}tason kokoonpanoon. Teollisen ohjauskortin on ehkä myös oltava rakennettavissa uudelleen tulevissa erissä, tuotantohenkilöstön testattavissa, tarkistettavissa, huollettavissa kentällä ja vakaa lopullisen laitteen sisällä.
Todellisissa projekteissa lainaus alkaa usein poiketa tästä. Lisäkustannukset eivät aina ole sijoittelussa. Se voi liittyä hankinnan ohjaukseen, liittimien käsittelyyn,-reikien juottamiseen, tarkastuksen laajuuteen, laiteohjelmiston ohjelmointiin, toimintatestien valmisteluun, erätietueisiin tai koteloon- liittyviin tarkastuksiin.
Kuluttajaohjelmat on rakennettu päivityssyklien ympärille. Teolliset ohjelmat on rakennettu asennetun-perustan jatkuvuuden ympärille.
Kulutuselektroniikkaohjelmat etenevät usein nopeasti. Tuotemallit muuttuvat, uusia piirisarjoja ilmestyy, halvempia-versioita julkaistaan, ja lyhyt tuotesykli voi omaksua monia suunnittelumuutoksia.
Teollisuuden ohjaustuotteissa on yleensä pidempi häntä.
Levy saattaa tarvita toistuvia tilauksia, varaosia, kontrolloituja päivityksiä, huoltovarastoa tai yhteensopivia vaihtoja vuosia ensimmäisen rakentamisen jälkeen. Tämä tekee Components Sourcingista osan tuotannon vakautta, ei vain ostotukea.
Korvaava komponentti voi sopia jalanjäljelle ja läpäistä perussähkötarkastuksen. Tämä ei automaattisesti tee siitä sopivaa teolliseen ohjausjärjestelmään.
Vaihtoehtoisella liittimellä voi olla erilainen pinnoite, lukituskäyttäytyminen, sisäänvientivoima, nykyinen luokitus tai pitkäaikainen{0}}saatavuus. Vaihtoehtoisella kondensaattorilla voi olla sama kapasitanssi ja jännite, mutta erilaiset lämpötilakäyttäytymiset tai käyttöiän ominaisuudet. Rele voi näyttää vastaavalta materiaaliluettelossa, mutta käyttäytyä eri tavalla kuormitusolosuhteissa.
Kuluttajatuotteiden osalta uudelleensuunnittelu voi olla osa normaalia tuotekiertoa. Teollisen PCBA:n hallitsematon korvaaminen voi aiheuttaa palvelu- ja toistuvan{1}}tuotantoriskin.
Käytännön teollisen tuoteluettelon tulisi määrittää hyväksytyn valmistajan osanumerot, hyväksytyt varaosat, kriittiset osat, vaihtosäännöt ja elinkaariongelmat ennen tuotannon aloittamista.
Missä lainaus alkaa näyttää erilaiselta
Kulutuselektroniikkatarjous arvioidaan usein voimakkaasti yksikköhinnan, SMT-sijoituskustannusten, komponenttien hinnan ja toimitusnopeuden perusteella.
Teollisuuden ohjaus PCBA tuo yleensä enemmän muuttujia tarjoukseen.
Kortista ja sovelluksesta riippuen tarjouksessa voi olla tarpeen harkita sekatekniikan piirilevykokoonpanoa, riviliittimen kohdistusta, releen tai muuntajan asennusta, valikoivaa juottamista, aaltojuottoa, tarvittaessa pinnoittamista, laiteohjelmiston ohjelmointia, FCT-kiinnittimen valmistelua, röntgensädetarkastusta piilotetuille juotosliitoksille, testitietueita, tarroja, sarja- tai pakkausnumeroita sekä pakkausnumeroita.
Kaikki teollisuuslevyt eivät tarvitse kaikkea tätä.
Pieni liitäntälevy, jossa on näkyviä juotosliitoksia, ei laiteohjelmistoa, ei korkean{0}}riskin paketteja ja vakaa toistohistoria saattaa vaatia vain tavallisen SMT-piirilevykokoonpanon, visuaalisen tarkastuksen tai AOI-tarkastuksen ja perussähkövahvistuksen.
Monimutkaisempi ohjauskortti, jossa on releet, teholiitännät, tietoliikenneportit, QFN- tai BGA-paketit, laiteohjelmisto, kotelointirajoitukset, kenttäjohdotukset tai palveluvaatimukset, saattavat tarvita jäsennellymmän rakennussuunnitelman.
Virhe on se, ettei valita kevyempää prosessia.
Virhe on valita kevyempi prosessi ymmärtämättä, mikä riski on jäänyt paljastamatta.
Materiaalit ja mekaaniset liitännät kantavat enemmän painoa
Kulutuselektroniikka pyrkii usein kohti ohuempia, pienempiä ja kompaktimpia malleja. Teollisissa ohjauskorteissa on usein eri paineet: lämpö, virta, tärinä, kenttäjohdotus, kaapelin jännitys, kotelon sovitus, huoltoon pääsy ja sähköinen melu.
Tämä voi vaikuttaa piirilevyyn ja kokoonpanoprosessiin.
Jos sovellus vaatii, ostajan on ehkä tarkistettava korkea-Tg FR-4, raskaampi kupari, korkea-virtareitit, eristysvälit, lämpötyynyt, liittimen virran luokitus, pinnoitteen suoja-alueet, asennusreiät, testipisteen pääsy ja kaapelin suunta.
Nämä eivät ole vain suunnittelun yksityiskohtia. Ne vaikuttavat siihen, voidaanko levy koota, tarkastaa, testata ja asentaa johdonmukaisesti.
Liitinrima voi olla sähköisesti oikea, mutta hankala kenttäjohdotukselle.
Liitin saattaa sopia jalanjäljelle, mutta häiritä koteloa.
Teholaite voi läpäistä penkkitestin, mutta aiheuttaa lämpöongelmia suljetun kotelon sisällä.
Levy voi läpäistä toimintatestin, mutta sitä on vaikea kiinnittää, koska testipisteet ovat tukossa.
Tästä syystä DFM- ja DFT-tarkastelulla on merkitystä teollisen ohjauksen PCBA:ssa. Tavoitteena ei ole suunnitella asiakkaan tuotetta uudelleen. Tavoitteena on saada kiinni valmistus- ja testausriskit, jotka yleensä ilmenevät sen jälkeen, kun prototyyppi näyttää "valmiilta".
Sekatekniikka on yleistä, ei poikkeuksellista
Monet kulutuselektroniikkalevyt ovat vahvasti SMT{0}}pohjaisia. Teollisissa ohjauskorteissa yhdistetään usein SMT-komponentteja läpireikään-osiin.
Liitäntälohkot, releet, muuntajat, kytkimet, otsikot, sulakkeet, suuret kondensaattorit, virtaliittimet ja liitäntäliittimet voivat kaikki esiintyä samalla kortilla. Tämä tarkoittaa, että prosessireitti voi sisältää SMT-piirilevykokoonpanon, DIP-kokoonpanon, aaltojuottamisen, valikoivan juottamisen, manuaalisen lisäyksen, liittimen paikantamisen ja juotoksen jälkeisen -tarkastuksen.
Tämä ei ole pieni tuotannon yksityiskohta.
Sekateknologian piirilevykokoonpano vaikuttaa panelointiin, sijoitusjärjestykseen, juotostapaan, lämpömassaan, tarkastusmahdollisuuksiin, uudelleenkäsittelyrajoihin ja jopa pakkaukseen. Prototyyppi voidaan usein rakentaa-käsin onnistuneesti. Toistuva tuotantoversio tarvitsee prosessin, jota tuotantotiimi voi seurata, ei vain ensimmäisen näytteen rakentanut teknikko.
Teollisissa ohjauskorteissa prosessireitillä voi olla yhtä suuri merkitys kuin kaaviolla.
Testauksen on osoitettava hallituksen työ
Kulutuselektroniikan testaus tarkistaa usein käyttäjän -kasvot toiminnot: painikkeet, näyttö, lataus, langaton yhteys, ääni, anturit tai valmiin{1}}laitteen toiminta.
Teollisuusohjauksen PCBA-testauksen on yleensä todistettava eri toimintosarja.
Osaako taulu lukea syötteen?
Voiko sillä vaihtaa relettä?
Voiko se viestiä RS-485-, CAN-, Ethernet- tai muun liitännän kautta?
Voiko se ladata laiteohjelmiston tarkoitetun liittimen kautta?
Voiko se ohjata tehoa odotetuissa olosuhteissa?
Voiko tuotantohenkilöstö, ei vain ostajan insinööri, toistaa saman testin?
Tämä on yksi yleisimmistä paikoista, joissa teolliset PCBA-projektit hidastuvat.
Levy saattaa olla koottu oikein, mutta laiteohjelmistotiedostoa ei vapauteta. Tai laiteohjelmisto on valmis, mutta ohjelmointimenetelmä ei ole tuotantoystävällinen-. Tai ostajan insinööri voi suorittaa testin, mutta EMS-tiimillä ei ole selkeitä hyväksymis-/hylkäyskriteerejä.
"Täysi testaus" ei ole testisuunnitelma.
Hyödyllisessä testaus- ja tarkastussuunnitelmassa tulee määritellä, mitä on tarkistettava, mitä työkaluja tarvitaan, mikä tulos on hyväksyttävä, tarvitaanko ICT-testausta vai FCT-testausta, riittääkö AOI-tarkastus näkyville juotosliitoksille ja tarvitaanko röntgentarkastusta BGA:lle, QFN:lle tai muille piilotetuille juotosolosuhteille.
Joillekin levyille AOI ja perussähkövahvistus saattavat riittää. Toisille sopiva laajuus voi sisältää ohjelmoinnin, virranoton tarkistukset, reletestauksen, I/O-simuloinnin, tiedonsiirtotestauksen, kiinnitys{1}}pohjaisen FCT:n ja jäljitettävyyden testitietueet.
IPC-luokka on määriteltävä, ei oletettava
Teollisuusostajat pyytävät toisinaan "teollisuusluokan" kokoonpanoa. Tämä lause on ymmärrettävä, mutta se ei ole tarpeeksi tarkka tuotantoa varten.
Jos IPC-A-610, J-STD-001, asiakkaan tarkastusvaatimukset, pinnoituskriteerit tai raportointimuodot ovat voimassa, ne tulee mainita tarjouspyynnössä tai ostotilauksessa. Muussa tapauksessa EMS-kumppani voi tehdä tarjouksen oletusprosessinsa perusteella, kun ostaja olettaa eri tarkastustason.
Kaikki teolliset ohjauspiirilevyt eivät vaadi automaattisesti luokan 3 ammattitaitoa. Jotkut teollisuustuotteet voivat sopia luokan 2 tai asiakkaan määrittämiin vaatimuksiin. Jotkin korkean -luotettavuuden sovellukset saattavat tarvita luokkaa 3, etenkin jos jatkuva suorituskyky on kriittinen, seisokkeja ei voida sietää tai käyttöympäristö on ankara.
Tärkeä asia on yksinkertainen: vaadittu hyväksymistaso tulee määrittää ennen rakentamista.
Toimittajan ei pitäisi joutua arvailemaan, mitä "teollinen laatu" tarkoittaa.
Dokumentaatiosta tulee osa tuotetta
Kulutuselektroniikan osalta dokumentaatio voi riittää sisäiseen laadunvalvontaan, lähetysasiakirjoihin tai palautusten käsittelyyn.
Teollisuuden ohjaus-PCBA:n dokumentaatiolla on usein pidempi käyttöikä.
Jos kenttäongelma ilmenee myöhemmin, ostajan on ehkä tiedettävä, mikä PCB-versio, BOM-versio, komponenttierä, laiteohjelmistoversio, testitulos, uudelleenkäsittelytietue tai lähetyserä oli kyseessä. Ilman näitä tietueita vianetsinnästä tulee hitaampaa ja epävarmempaa.
Jäljitettävyysvaatimukset voivat sisältää:
- PCB-version ja BOM-versioiden seuranta
- Hyväksytyt varajäsenet ja vaihtotietueet
- Komponenttierä tai toimittajatiedot
- Sarjanumeron tai etiketin ohjaus
- Laiteohjelmiston versiotiedot
- AOI-, ICT-, FCT- tai{0}}röntgenraportit tarvittaessa
- Muokkaa ja testaa tietueita uudelleen
- Pakkaus- tai lähetyserätiedot
Huonoin aika jäljitettävyyden määrittämiseen on kenttäongelman ilmaantumisen jälkeen.
Teollisuuden ohjauspiirilevyjen osalta ostajan ja EMS-kumppanin tulee sopia, mitkä tietueet ovat tärkeitä ennen tuotannon aloittamista.
Alhainen{0}}kohinainen teollisuussignaali: kytketty teollisuuslaitteisto nostaa rimaa
Teollisuuden laitteet ovat yhä enemmän yhteydessä toisiinsa. Yhdyskäytävät, teollisuustietokoneet, reunalaitteet ja ohjausmoduulit yhdistävät yhä useammin laitteiston, laiteohjelmiston, viestintärajapinnat ja pitkän aikavälin päivitysodotukset.
Tämä ei muuta jokaista piirilevyn kokoonpanoprojektia kyberturvallisuusprojektiksi. Mutta se tekee laiteohjelmistoversion hallinnasta, julkaisutietueista ja elinkaaridokumentaatiosta vaikeampaa käsitellä jälkikäteen, erityisesti OEM-valmistajille, jotka myyvät kytkettyjä laitteita säännellyille markkinoille.
EMS-työssä käytännön ottaminen on yksinkertaista: jos laiteohjelmisto, liitettävyys tai etäpäivitysmahdollisuus on osa tuotetta, valmistuspaketissa tulee määritellä selkeästi ohjelmointimenetelmä, versionhallinta, testausmenetelmä, uudelleentestaussäännöt ja julkaisutietueet.
Se riittää tälle blogille. Laki- ja vaatimustenmukaisuustiedot ovat erillisessä artikkelissa.
Käytännön vertailu OEM-ostajille
|
Alue |
Kulutuselektroniikan kokoonpano |
Industrial Control PCBA |
|
Pääprioriteetti |
Kompakti muotoilu, hinta, ulkonäkö, tuotteen päivitys |
Käytettävyys, kenttävarmuus, huollettavuus, toistuva tuotanto |
|
Hankintalogiikka |
Hinta, saatavuus, lyhyt{0}}syklin joustavuus |
Hyväksytyt vaihtoehtoiset aineet, elinkaaririski, jäljitettävyys, kontrolloitu korvaaminen |
|
Kokoontumisreitti |
Usein SMT{0}}raskas |
Usein SMT plus läpi{0}}reikä, liittimet, releet, virtaosat |
|
Tarkennusta testataan |
Tuotteen toiminta ja{0}}käyttäjäkäyttäytyminen |
Levytoiminto, I/O, rele, viestintä, laiteohjelmisto, tuotanto{0}}toistettava FCT |
|
Mekaaninen huoli |
Kotelon istuvuus ja käyttöliittymä |
Kenttäjohdotus, liittimen jännitys, asennus, kaappi tai moduuliintegrointi |
|
Dokumentaatio |
Lähetys, laatu, palautuksen käsittely |
Version valvonta, erätietueet, testitietueet, laiteohjelmistotiedot |
|
Epäonnistumisen vaikutus |
Palautus, takuu, vaihto |
Seisokit, kenttähuolto, vianetsintä, tuotantokatkos |
Asia ei ole siinä, että teollinen ohjaus PCBA on aina vaikeampi. Jotkut kulutuselektroniikan piirilevyt ovat erittäin tiheitä ja teknisesti vaativia.
Pointti on, että vaikeudet ovat eri paikoissa.
Mitä ostajien tulee selvittää ennen toimittajien vertailua
Ennen kuin verrataan teollisen ohjauksen PCBA-toimittajaa kulutuselektroniikan kokoonpanotoimittajaan, OEM-ostajien tulee selvittää:
- Missä ympäristössä hallitus toimii
- Olipa levy puhdasta SMT:tä tai sekatekniikkaa
- Mitkä liittimet, releet, riviliittimet tai tehon osat vaativat erityiskäsittelyä
- Mitä IPC-luokkaa tai asiakasstandardia sovelletaan
- Onko tuoteluettelossa määritetty hyväksytyt varajäsenet
- Mitä toimintatestin tulee todistaa
- Ovatko laiteohjelmisto, ohjelmointiohjeet ja hyväksyntä/hylätty kriteerit valmiina
- Mitä jäljitettävyystietoja vaaditaan
- Tarvitaanko levy myöhemmin kaapeleita, kotelon kiinnitystä tai laatikkokokoonpanoa
Tämän tarkistuslistan ei ole tarkoitus tehdä jokaisesta projektista raskaampaa. Se auttaa ostajia valitsemaan oikean prosessin todelliselle riskille.
Mihin STHL sopii tähän keskusteluun
Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. voi tarkastella vaatimuksia teollisuusohjauksen PCBA-projekteja valmisteleville OEM-ostajille.PCB kokoonpanonäkökulmasta ja auttaa tunnistamaan, tarvitseeko projekti myös hankintatarkistusta, sekateknologian kokoonpanosuunnittelua, toiminnallisen testauksen valmistelua, jäljitettävyystietueita tai laatikon rakentamisvalmiutta.
Tavoitteena ei ole pakottaa jokaista teollisuuslevyä kalleimpaan prosessiin.
Yksinkertaista taulua ei tule{0}}suunnittella liikaa.
Korkean-riskin ohjauskorttia ei tule-alimäärittää.
Oikea laajuus riippuu levyn toiminnasta, toimintaympäristöstä, tuotantovaiheesta, testausmenetelmästä, dokumentointitarpeista ja vikojen vaikutuksesta.
Johtopäätös
Teollisuuden ohjaus PCBA:lla ja kulutuselektroniikkakokoonpanolla voi olla samanlaiset valmistusvaiheet, mutta ne eivät noudata samaa valmistuslogiikkaa.
Kulutuselektroniikan kokoonpanossa asetetaan usein etusijalle kompakti muotoilu, ulkonäkö, kustannustehokkuus ja lyhyet tuotesyklit. Teollisuuden ohjaus PCBA vaatii yleensä tarkempaa huomiota toimintaympäristöön, hankinnan vakauteen, mekaanisiin rajapintoihin, sekateknologian kokoonpanoon, testaussyvyyteen, laiteohjelmiston valmiudeen, dokumentaatioon, jäljitettävyyteen ja toistuvaan tuotantoon.
OEM-ostajille käytännön opetus on selvä: älä vertaa toimittajia vain SMT-sijoituskustannusten tai yksikköhinnan perusteella. Vertaa, ymmärtääkö EMS-kumppani hallituksen toimintaroolin ja pystyykö tukemaan roolin luomia prosessi-, testaus- ja dokumentaatiovaatimuksia.
Tarvitsetko piirilevykokoonpanon tai teollisuusohjauksen PCBA-tarjouksen? Lähetä tiedostosi kauttaPyydä tarjoustai ota suoraan yhteyttä STHL:ään osoitteessainfo@pcba-china.com.
