Der Leitfaden für Startups zur PCB-Herstellung

Sie haben Ihre Prototypenrunden durchlaufen, mehrere Runden funktioneller Tests im Feld durchgeführt, und Ihr Produkt hat die EMC-Konformitätsprüfung bestanden. Der nächste Schritt ist, Ihren Prototypen in die Produktion zu bringen und schließlich in hohe Stückzahlen zu skalieren. Was sollten Startups tun, wenn sie bereit sind, diesen sehr wichtigen Schritt zu machen, und wie kann das Risiko während dieses Übergangs verringert werden?

Wir sagen immer gerne „Arbeiten Sie mit Ihrem Hersteller zusammen“, aber es gibt einige einfache Designentscheidungen und logistische Schritte, die den Übergang in die Produktion erleichtern werden. Wir werden umreißen, was Sie erwarten können, wenn Sie einen Prototypen in die Serienproduktion überführen, einschließlich der Produktion in viel höherem Volumen. Wenn es Zeit ist, auf den Markt zu gehen, können Sie darauf vorbereitet sein, schnell in die Produktion einzusteigen, mit minimalem Redesign- und Optimierungsaufwand.

Wie man von niedrigem zu hohem Volumen navigiert

Das Management der PCB-Produktion unterscheidet sich etwas, wenn in niedriger Stückzahl im Vergleich zu hoher Stückzahl produziert wird. Startups und etablierte Unternehmen folgen in diesem Bereich ähnlichen Prozessen:

• Start-ups müssen zunächst Prototypen in geringer Stückzahl produzieren, um ein Design zu qualifizieren
• Start-ups müssen anfängliche Entwürfe iterieren, um ihr Produkt zu perfektionieren und an die Anforderungen der Nutzer anzupassen
• Produkte müssen später in die Massenproduktion übergehen
• Das Team muss während der Produktion Beschaffung und Logistik managen

Prototyping

Der Prototyping-Prozess ist, wo viele Start-ups glänzen; sie nehmen sich die Zeit, ihre Funktionalität zu verbessern, Features für ihr Produkt auszuwählen und Lieferanten zu qualifizieren. Dies ist die Chance, aus Fehlern zu lernen und das Produkt schließlich zu perfektionieren, bevor es auf den Markt skaliert wird.

Prototyping und Produktion in geringer Stückzahl unterscheiden sich in vielen Bereichen erheblich von der Massenproduktion, die unten zusammengefasst sind.

Prototyping/kleine Stückzahl	Hohe Stückzahl
Designs sind nicht für Kosten und Funktion optimiert	Designs sind stark für Kosten optimiert
Die Kosten pro Einheit können sehr hoch sein	Die Kosten pro Einheit sind niedrig
Teile werden von großen Distributoren geliefert	Teile werden über Zuteilung von Halbleiterherstellern und Distributoren geliefert
Beschaffung und Einkauf erfolgen durch das Designteam	Beschaffung und Einkauf könnten durch das Designteam und das Beschaffungsteam des Herstellers erfolgen
QC variiert je nach Lieferant	Spezifische QC-Programme, die vom Fertigungs-/Montageanbieter implementiert wurden
Programmierung/Flashen durch die Entwickler durchgeführt	Programmierung/Flashen erfolgt in der Linie oder Komponenten werden vorgeprogrammiert geliefert

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Beschaffung in großen Mengen

In meiner Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Startups ist ein Bereich, den jeder als selbstverständlich ansieht, die Beschaffung von Komponenten. Wenn Sie einen Prototyp herstellen, gehen Sie wahrscheinlich zu den großen US-Distributoren für Teilebestellungen. Je nach Anzahl der zu beschaffenden Teile sind sie eine großartige Ressource, die Ihnen helfen kann, Bestellungen zu erfüllen und das Budget für die Produktion zu planen.

In großen Mengen wird für einige der kritischsten Komponenten ein anderer Ansatz benötigt. In einigen Fällen werden Sie nie genug Lagerbestand von Distributoren beschaffen können, um in großen Mengen zu produzieren. Stattdessen müssen Sie direkt zu den Teileherstellern gehen, um periodische Teilezuweisungen zu erhalten. Einige Komponenten, bei denen dies notwendig sein wird, umfassen:

• Die meisten Prozessoren (MCUs, FPGAs, usw.)
• Die meisten spezialisierten ASICs ohne kompatible Ersatzteile
• Modulkomponenten (Brick-Netzteile, Castellated-Module usw.)
• Induktive Komponenten (kundenspezifische Transformatoren, Induktoren usw.)
• Steckverbinder
• Spezialsensoren ohne kompatible Ersatzteile

Wenn Sie sich die obige Liste ansehen, werden Sie feststellen, dass diese die meisten Teile außer Passiven und einigen diskreten Halbleitern umfasst. Heutzutage, da viele dieser passiven und diskreten Komponenten wieder in einen Zustand des Überschusses kommen, können sie immer noch in erheblichem Umfang von Distributoren beschafft werden, manchmal erreichen sie bei Passiven Niveaus von ~1 Million Einheiten.

Zwei Unternehmen, mit denen ich im Rahmen von Engagements mit Startups gearbeitet habe, sind Microchip und Texas Instruments. Sie verfügen über Verkaufsteams, die mit Ihnen zusammenarbeiten können, um eine Komponentenzuteilung in erheblichem Umfang auf monatlicher Basis zu erhalten. Andere Halbleiterhersteller können bei Bedarf Zuteilungen bereitstellen, damit Sie monatliche oder jährliche Produktionsziele erreichen können.

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Wo sollten Sie in großen Mengen produzieren?

Ich bin fest davon überzeugt, dass Sie bei Produktionen in geringem Umfang lokal produzieren oder die Produktion in die Nähe verlagern sollten. Es gibt viele Vorteile, am wichtigsten sind das Fehlen von Sprachbarrieren und Zeitunterschieden. Wenn Sie sich in den Vereinigten Staaten befinden, könnte dies bedeuten, die Produktion nach Mexiko, Kanada oder anderswo in Lateinamerika zu verlagern. Sobald Sie in diesen Regionen produziert haben, mit der Produktqualität zufrieden sind und bereit sind zu skalieren, könnten Sie eine Offshore-Option in Asien in Betracht ziehen, um ein viel höheres Volumen zu erreichen.

Können Sie im Ausland produzieren?

In einigen Fällen können asiatische Hersteller die einzige Gruppe sein, die die Fertigungskapazitäten bereitstellen kann, die benötigt werden, um Ihr Design in höherer Stückzahl zu produzieren. Sie könnten zwar in den USA existieren, unterstützen jedoch möglicherweise nicht die Stückzahl oder die Kostenziele, die Sie erreichen möchten. Dies ist beispielsweise der Fall bei sehr feinen HDI-Designs und Designs, die additive Fertigung erfordern.

In einigen Fällen könnten Sie rechtlich daran gehindert werden, ohne eine Exportlizenz zu produzieren und mit einem lizenzierten EMS-Unternehmen zusammenzuarbeiten. In den Vereinigten Staaten sind bestimmte Produkte auf der US-Munitionsliste (USML), Produkte für militärische Nutzung oder kommerzielle Produkte, die eine doppelte militärische Verwendung haben, teilweise oder vollständig vom Überseeexport ausgeschlossen; ähnliche Vorschriften existieren in Kanada und Europa. In diesen Fällen sind Sie verpflichtet, mit einem lokalen, konformen Hersteller zusammenzuarbeiten.

Optimieren des qualifizierten Designs

Designs, die als Prototypen erstellt werden, sehen selten genauso aus, wenn das Design in die Serienproduktion skaliert wird. Bevor eine Platine in die Produktion geht, gibt es typischerweise erforderliche Optimierungsschritte. Dinge wie das Entfernen von Headern, Testpunkten, Testkreisen, kleinen Vias und ungenutztem Platinenplatz können alle als Teil der Optimierung durchgeführt werden. Diese Punkte tragen auch zur Kostensenkung für das Produkt bei, was sich in der Massenproduktion schnell summiert.

Wenn Sie bereit sind, Ihr PCB-Design für die Skalierung in die Serienproduktion vorzubereiten, nutzen Sie die OutJob-Dateifunktion und die erstklassigen CAD-Tools in Altium Designer^®. Um die Zusammenarbeit in der heutigen fachübergreifenden Umgebung zu implementieren, nutzen innovative Unternehmen die Altium 365^™-Plattform, um Design-Daten einfach zu teilen und Projekte in die Fertigung zu bringen.

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