Navigieren durch die PCB-Beschaffung: Wichtige Tipps für PCB-Designer

Lawrence Romine
|  Erstellt: Dezember 28, 2023  |  Aktualisiert am: Juli 1, 2024
PCB-Beschaffung

Echte Produkte, die Sie im Regal sehen, werden nicht in geringer Stückzahl produziert. Die meisten der weltweit hergestellten Platinen werden in hoher Stückzahl und geringer Vielfalt beschafft. Die meisten PCBs werden mit Optimierung im Vordergrund des Designs entworfen, wobei das Designteam versucht, eine Balance zwischen Kosten, minimal erforderlicher Fähigkeit und maximal möglicher Ausbeute zu finden. Ein professionelles Designteam macht mehr als nur eine Platine zu bauen, sie stellen sicher, dass die Fähigkeit zur Massenproduktion mit ihren Designentscheidungen übereinstimmt, was ein Kennzeichen von DFM ist.

Wenn Sie also erfahren möchten, wie große Käufer operieren und wie sie die Beschaffung von PCBs durchführen, lesen Sie weiter. Wir zeigen Ihnen den Denkprozess und die Schritte zur Lieferantenqualifizierung, die diese Unternehmen implementieren, um sicherzustellen, dass sie in großen Mengen produzieren können, während sie eine Balance zwischen Kosten, Qualität und Funktion finden.

Die Beschaffung von PCBs in großen Mengen ist anders

Wenn ein Ingenieurteam sein PCB-Design in die Massenfertigung überführen muss, könnte es eine böse Überraschung erleben. Die Dinge, über die Sie beim Kauf von Prototyp-PCBs nachdenken, unterscheiden sich stark von den Dingen, die Sie beim Einkauf in großen Mengen beachten müssen. Die Produktion von PCBs in großen Mengen erzeugt großen Druck auf Kosten und Qualität, beides kann während der Prototypenphase in den Hintergrund treten.

Zudem geht es bei der Massenfertigung nicht nur darum, nackte Platinen herzustellen und zusammenzubauen. Sie kaufen nicht immer nur eine PCB, sondern auch große Chargen von Teilen, wahrscheinlich Gehäuse und möglicherweise benötigen Sie spezielle Kabel oder Kabelbäume. Einige Designs erfordern fortgeschrittene Fähigkeiten, die eine Qualitätskontrolle benötigen.

Die untenstehende Tabelle enthält eine vollständige Checkliste von Punkten, die mit einem EMS besprochen werden sollten.

Fertigungskapazitäten

  • Grundlegende Fertigungskapazitäten: Leiterbahnbreite, Abstände, Durchkontaktierungsgrößen, Bohrungen
  • Fortgeschrittene Fertigungskapazitäten: HDI, Laserbohrungen, sehr dünne Schichten, durchkontaktierte Löcher, Kantenmetallisierung, Hohlräume
  • Unterstützung bei der Materialverarbeitung: Hybridplatinen, PTFE, Keramik, Metallkern, Polyimid usw.
  • Zusätzliche Materialien: Schutzbeschichtungen, Spezialbeschichtungen, Reinigung usw.

Montage-/Inspektionskapazitäten

  • Welche sind die kleinsten passiven Gehäusegrößen, die der Monteur unterstützen kann?
  • Kann der Monteur die Inspektion von Bauteilen ohne Anschlussdrähte (QFN, BGA, LGA usw.) unterstützen?
  • Wie werden Defekte und Ausschuss behandelt?
  • Sind die Kosten für Ausschuss in der Preisgestaltung enthalten?

Qualitätskontrolle

  • Wie werden Defekte dem Kunden gemeldet?
  • Empfiehlt das Qualitätsteam Änderungen oder ermittelt es die Ursache?
  • Wie werden Änderungen implementiert, um weitere Defekte zu verhindern?
  • Wer führt Nacharbeiten durch und welche Nacharbeitskapazitäten gibt es?
  • Was geschieht mit Teilen auf verschrotteten Baugruppen?

Kapazität

  • Welche Lieferzeit und Lieferfrist können sie garantieren?
  • Wie viele Einheiten können pro Monat produziert werden?
  • Lagerverwaltung für Spezialmaterialien, fertige PCBAs, vollständig montierte Produkte, Ersatzteile usw.

Zusätzliche Dienstleistungen

  • Ingenieurtechnische Überprüfung und Unterstützung
  • Kundenspezifische Kabel
  • Gerätegehäuse oder -verkleidungen
  • Einkapselung
  • In-Schaltkreis-Testung
  • Produktmontage und Verpackung

 

Wenn Sie diese Liste durchgehen, gibt es viele Dinge, die beim Auswählen eines Anbieters abgewogen werden müssen. Sie benötigen möglicherweise nicht alle Dienstleistungen und Kapazitäten in der obigen Liste, aber es gibt so viel zu verwalten, was bei der Prototypenherstellung oft außer Acht gelassen wird.

Beim Prototyping ist die Kostenoptimierung nicht der Hauptfaktor, der einen Prototypenkauf antreibt, es ist in der Regel eine Balance aus Lieferzeit, Fähigkeiten und technischer Unterstützung. In der Serienproduktion haben Sie wahrscheinlich viele dieser Probleme während Ihrer Prototyping-Runden und Testphasen gelöst. Nach einer Runde der Designoptimierung zur Reduzierung von Defekten und zur Sicherstellung, dass die Kostenziele erreicht werden, kann das Design an einen EMS übergeben werden, um den Übergang zur Serienproduktion zu beginnen.

Was man bei der Serienproduktion erwarten kann

Während des Übergangs zur Serienproduktion sollten Sie besprechen, wie die oben genannten Probleme im Zusammenhang mit Qualitätskontrolle und Lieferung während der gesamten Zusammenarbeit mit einem EMS gehandhabt werden. Der EMS hat die Verantwortung, eine hohe Ausbeute und pünktliche Lieferung des fertigen Produkts zu gewährleisten, und diese Logistik muss mit dem EMS geklärt werden.

Offensichtlich gibt es während des Prozesses der Serienproduktion viel zu handhaben und zu verwalten, es ist kein Fall von Zurücklehnen und darauf warten, dass Kisten mit Produkten im Lager Ihres Unternehmens ankommen. Einige der Aufgaben, die die meiste Aufmerksamkeit erfordern, umfassen:

  • Umgang mit Defekten, sobald sie gefunden werden
  • Verwaltung und Nachverfolgung von Teilebestellungen über die Zeit
  • Verwaltung und Nachverfolgung des Versands fertiger Produkte
  • Auf dem Laufenden bleiben mit Zahlungen an Lieferanten
  • Koordinierung von Lieferungen von/an Quellen und Ihren EMS

 

Richten Sie Ihr Design frühzeitig aus

Wenn alles perfekt läuft, werden Sie keine Qualitätsprobleme oder Verzögerungen haben, und Ihre Produktionsausbeute wird wie durch Zauberhand 100% erreichen. Die Realität sieht jedoch anders aus, Sie müssen Qualitätsprobleme angehen, sobald sie auftreten, und etwas unternehmen, um sie in den Designdaten zu lösen. Es wird natürlich Komponentenverzögerungen geben, Anforderungen, um Alternativen mitten in der Produktion auszuwählen, und Designänderungen, die Probleme mit Defekten lösen werden.

Wie immer ist die Lösung, Qualitäts- und Beschaffungsprobleme vollständig zu vermeiden, indem man sich mit den Teams für Fertigung, Montage und Beschaffung bei Ihrem EMS abstimmt. Fordern Sie vollständige Designüberprüfungen an, fragen Sie, ob es etwas im Design gibt, das Defekte verhindern könnte, und seien Sie so reaktionsschnell wie möglich, wenn Sie mit dem Beschaffungsteam zusammenarbeiten. Richten Sie Ihr Design nach den Fähigkeiten und Prozessen des EMS aus und stellen Sie sicher, dass Sie einen Prozess haben, um Fabrikations-/Montagedefekte zu adressieren, sobald sie auftreten.

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Über den Autor / über die Autorin

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Als Vordenker der EDA-Branche und erfahrener Experte bei Altium ist Lawrence fest davon überzeugt, dass einheitliche Lösungen nicht nur schön, sondern auch unerlässlich sind.

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