什么是PCB供应链？

PCB供应链包括多种元件、原材料和PCB本身。PCB和PCB元件（PCA）通常是为电子元件和产品购买的技术最复杂的元件，它们构成了电子产品领域的中心。现代PCB的复杂性给供应链管理（SCM）团队带来了诸多挑战，与该团队管理的其他商品相比，这些挑战可能有很大的不同。

在本简短指南中，我们将深入探讨PCB供应链，特别是采购和供应链管理团队权限范围内的内容。

• PCB供应链剖析
• 谁管理产品的供应链？
• PCB供应链管理挑战
• PCB价值传递链
• 产品资质
  • PCB设计和PCB布局
  • PCB制造和测试
  • PCBA资质和测试
• 概括

PCB供应链剖析

PCB和PCBA的供应链包括一系列原材料供应商、制造商，当然还有成品PCB上出现的元件。从设计概念到成品，供应链上的每一步都从多个领域获取资源：

• 裸板内芯和层压材料，其中一些可能具有条纹板中定义的兼容互换；这些公司从自己的供应链中获取化学品和原材料方面的资源。
• 裸板原材料，即用于构建层压板的铜箔和编织玻璃纤维。
• 其他原材料，例如用于装配的清洁产品和焊料，以及PCB制造过程中使用的材料和化学品。
• 用于裸板生产和PCBA装配的工具和材料，涵盖焊接材料、涂层、电镀前标、清洁材料和其他消耗品。
• 安装在PCB上以赋予器件功能的半导体和其他元件。PCBA需要多种元件来支持给定产品的所需功能，如果不考虑可持续性，可能会带来风险。
• 封装和外壳材料，或预制外壳，用于容纳成品装配并实现与其他系统的连接。

PCB供应链管理中的部分挑战是确保新产品可以在所需的规模和预期的产品寿命内制造。例如，生产一个复杂系统时，确保长期可持续的供应链不那么重要，而在超过10年的时间内预计生产数百万系统时，供应链挑战则可能要困难得多。这也是产品生命周期管理中的一个重要考虑因素，因为一旦原材料和元件停产，产品的生命周期就会结束。

谁管理产品的供应链？

确定产品要求并且工程开始运作后，PCB的设计以及元件的选择将启动“事件价值链”（参见下文）。印刷版的布局是该产品的第一个物理表现形式。制造设计（DFM） 既是优化性能和成本的一种方式，也是为了确保可以根据制造商的制造和装配能力，按所需规模制造设计（DFM）。管理信息、文档和传输以确定供应商的设计要求和其他期望所面临的挑战。

• 采购：除非OEM是为数不多的垂直制造企业之一，否则PCB和PCA采购决策的一般考虑因素以及评估和选择供应商时应使用的标准将移交给采购。

• 供应商选择和资质：其他则涉及业务考虑和选择标准，以评估和鉴定供应商，包括对供应商提供的样品进行技术评估的过程。

• 过程控制、监测和检查：管理电子产品供应链的一项持续任务是监测质量保证方法，该方法通常基于最佳质量实践，例如六西格玛原则，并为供应商的PCB和PCA的过程控制、测试和检查提供具体建议。

• 产品验收和反馈：最后，必须为设计资质、批次验收以及PCB和PCBA的持续到货检查制定流程。它还包括长期供应商管理建议，这些建议可在保持高水平表现的同时最大限度地降低内部管理成本。

PCB供应链管理挑战

电子供应链管理面临着其他行业所没有的多项挑战，部分原因在于电子产品和系统的复杂性，无论是在裸板级别还是在单个元件级别。电子产品供应链面临的一些挑战包括：

• PCB和PCA是定制设计的，因此不能简单地从目录中购买。实际上，在大型装配或系统中，没有完美的电路板替代品。此外，如果电路板出现故障，整个子系统都可能崩溃，需要替换整个PCBA。供应商很多，但其能力和表现差异巨大，因此需要更多地关注供应商的选择和资质。

• 就像裸PCB一样，并非所有的半导体都有完美或不相上下的替代品。有时，您必须有意欠安全地设计电路板，这样一个产品系列中的多个PN才能在PCBA中使用，因为这有助于克服半导体短缺。设计方面的另一种做法是实施多个变体并单独管理其生命周期。

• 各种各样的制造工艺用于制造PCB和PCA，包括精确的光学成像和元件布置、用于层压的机械压力机和用于焊料回流的焊炉、湿化学电镀和蚀刻，以及高速钻孔和布线。每种工艺都需要自己的工具和原材料，没有完美的替代品。

• PCB和PCA必须作为电气系统的一部分运行，这种性能对最终产品的成功至关重要。PCB显然在连接到电路板上的元件之间提供互连，但在某些情况下，它本身就以元件方式运行。在您的设计团队将其作为最终产品的一部分进行评估之前，可能无法确定PCBA是否正常工作。

• 尽管可以替换PCBA原型上的元件、切割迹线和添加跳线，但如果产品要求发生变化，PCB和PCA就无法轻易地重新加工、退回或回收，这可能会导致额外的成本和不必要的库存。

这只是快速发展的电子供应链中出现的部分挑战中的一个示例，特别是围绕半导体采购和制造方面。与其他供应商、物流和装配合作，增加了PCBA寻源和采购的复杂性。

PCB价值传递链

“价值”可定义为“收益减去成本”。要想有一个成功的市场产品，在供应链的每一步中，每个环节都必须感知到价值！如下图所示，每个细分市场都有下一个细分市场作为客户。因此，每个细分市场都对价值链做出了贡献。

具体供应商的选择取决于供应商表现的几个不同维度的相对重要性（参见下表）。供应商具有内在的能力和优势，这些能力和优势基于其自身关于如何选择竞争的战略决定。这些能力将决定其在多大程度上适合采购战略，以及他们作为持续商业伙伴的可能表现。了解对业务最重要的内容将指导供应商的初始选择，并确定供应商的表现是否继续满足您的要求。

产品资质

构思新产品时，首要活动之一是将产品分解为元件或分区，以便对其进行设计、制造、销售和支持。不过，资质标准可能井然有序，具体取决于目标市场和行业。这是非常重要的，因为一个错误就可能会导致产品没有正确的功能、产品可能成本过高，或者可能不符合所需的性能标准。

PCB设计和PCB布局

设计新电路板时必须面对许多挑战。为了选择正确的设计规则和构造，了解布线模型非常重要。由于有盲孔和埋孔，新的结构比传统的电路板更加复杂多样。从制造设计的角度了解什么具有成本效益至关重要。

对于复杂的结构，必须考虑特殊的设计规则。每个制造过程都可能有特殊的考虑和限制。设计工具、焊盘堆栈和自动布线器在复杂设计中的使用方式各不相同。暂时不需要考虑设计过程的定制。较新的CAD系统还提供专家系统，可提供急需的建议。可制造性审计软件可通过彻底检查是否存在任何错误，布局过程到此结束。

PCB制造和测试

在整个价值交付链中，制造已经成为最成熟的环节。目前，全球有超过200家公司正在使用至少20种不同的工艺来制造基本相同的HDI/SLP结构。例如，制作微孔是比较容易的部分，因为激光、蚀刻机和光电介质多年来一直在迅速改进。挑战在于基础知识：配准、细线光刻、金属喷镀和电镀。在复杂的HDI/SLP方面，所有这些都必须具有卓越的性能。虽然这肯定很费力，但它有利于所有的印刷线路板制造过程。

PCBA资质和测试

对于复杂的细间距元件，装配具有新的价值。元件可以更紧密地联系在一起，这可以改变回流曲线并进行修复。随着顶面填满，对面也必须采用包含许多元件的更多元件。这也将改变装配过程和回流曲线。随着区域阵列元件更新、更小、更密集，如芯片级封装或倒装芯片，每平方厘米的连接总数急剧增加。这些具有底部填充或高度表面连接密度的较新、较小元件可能与复杂结构具有可靠的交互作用。薄结构在热循环期间更容易弯曲，这引入了新的机制和故障风险，必须对其进行彻底的评估和测试。

PCB价值链的最后阶段是装配级测试。这给新的较小区域阵列元件带来了新问题。如果焊盘中过孔与区域阵列元件一同使用，则在装配后，没有分路过孔可用于测试探头。测试设计成为系统分区的主要组成部分。周边测试、边界扫描或内置自测成为主要的设计因素。现在元件可能离得太近，以至于测试焊盘要么太大，要么没有空间将测试引脚放入该区域。在电路板设计完成后，在表面添加测试焊盘可能会严重增加其复杂性和成本，并增加有害的寄生效应。可能会开发出无需传统钉床固定装置的新装配级验证方案，取而代之的是更快的非接触式测试技术。

概括

总之，PCB供应链发展迅速，将为设计和制造团队带来多重挑战。大家最不愿听到的就是，由于无法采购单一的电阻，产品无法规模化生产。共同努力并意识到交付的每个部分都将取决于链上的其他环节，我们可以为OEM提供解决方案，使其能够交付优质的产品。

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