Todo Sobre los Ensamblajes de Construcción de Cajas

Cuando estás listo para fabricar un nuevo dispositivo a volumen de producción, hay muchos aspectos del producto que deben unirse. La carcasa, el cableado y los conectores, el software/firmware embebido, y por supuesto el PCBA, todos deben considerarse en su totalidad. Existe una manera rápida de obtener tu producto en una carcasa utilizable, completa con alimentación de entrada y cableado, y con un factor de forma que se ajuste a tu PCBA. Esta ruta frecuentemente utilizada para un nuevo producto es el ensamblaje de caja.

He hablado con muchos diseñadores y desarrolladores de productos, y muchos de ellos nunca han producido un nuevo producto con su CM como un ensamblaje de caja. A veces conocido como integración de sistemas, los ensamblajes de caja esencialmente agregan todos los elementos importantes que aparecerían en un producto terminado en un ensamblaje simple. Puede que no tengan la estética que esperarías de algunos de los productos de consumo más populares, pero son una opción efectiva para la producción acelerada.

Anatomía de un Ensamblaje de Caja Electrónica

Algunos fabricantes ofrecerán servicios de ensamblaje de cajas, donde reúnen muchos de los componentes de un sistema en un solo paquete y te envían un ensamblaje listo para usar. La PCBA, su cableado y montaje, y la caja misma, se ensamblan en una sola carcasa que funciona como el embalaje del producto. La carcasa en sí podría ser una carcasa estándar, una carcasa de metal o incluso una caja impresa en 3D.

Algunos de los pasos involucrados en la fabricación de un ensamblaje de caja podrían incluir:

• Instalación de la PCBA (o múltiples tarjetas) dentro de la carcasa
• Mecanizado de una carcasa simple, generalmente de metal, o adaptación de una carcasa de plástico/metal estándar
• Mecanizado de cualquier orificio o apertura en la carcasa para cables y arneses
• Programación del firmware/software en la memoria principal de la PCBA si los componentes no se suministran preprogramados
• Instalación de cualquier interruptor, botón, pantallas u otros elementos de interfaz hombre-máquina (HMI)
• Pruebas funcionales, típicamente involucrando un dispositivo proporcionado por el cliente y un programa de prueba automatizado

La idea es que el cliente pueda utilizar el ensamblaje tan pronto como lo reciba. Para asegurarte de que puedas llevar rápidamente tu construcción de caja al mercado, el ensamblaje aún tendrá que pasar por las mismas calificaciones que cualquier otro dispositivo electrónico vendido en el mercado abierto. Por ejemplo, el dispositivo necesitará pasar las pruebas de cumplimiento EMC de la FCC/CISPR como mínimo, y otro estándar para consumidores o comercial (UL, IEC, etc.) podría aplicarse a tu producto.

Esta parte del proceso se completa mejor durante la fase de prototipado. Dado que la carcasa juega un papel importante en aspectos como EMC y la seguridad del usuario, se debe ensamblar y probar una caja completa para su cumplimiento, no es solo la placa la que necesitará ser calificada.

Lo que Necesitas para el Ensamblaje de Construcción de Caja

En primer lugar, necesitas encontrar un fabricante por contrato que pueda apoyar tus necesidades en tu construcción de caja. Tu fabricante por contrato debería ser capaz de calificar cualquier diseño de carcasa personalizado y desarrollar un proceso de ensamblaje para la construcción. El proceso de ensamblaje debe incluir todos los pasos relevantes para el ensamblaje mecánico, así como las pruebas, inspección y control de calidad.

A medida que avance en el proceso de construcción con el equipo de ingeniería de su fabricante, podrá identificar mecánicas, arneses y opciones de cableado que coincidan con sus requisitos, y podrá incorporar estos puntos en su diseño. Es mejor completar estas tareas temprano porque pueden restringir el diseño y la disposición de la PCB en términos de colocación de componentes alrededor de la placa, y estos puntos influirán en lo que el fabricante puede hacer para acomodar su ensamblaje de caja.

¿Qué documentación se necesita para un ensamblaje de caja?

Toda la documentación estándar que generaría para una corrida de fabricación estándar será necesaria para un ensamblaje de caja. El conjunto básico de archivos (Gerbers/ODB++, BOM, archivos de perforación, etc.) será necesario para la PCB, pero este conjunto de archivos no ayudará con el resto del ensamblaje de la caja.

Para asegurar que su carcasa, la colocación de conectores, montaje, cableado y los requisitos de arneses sean entendidos por su casa de ensamblaje, es una buena idea preparar un dibujo mecánico. Lo mejor sería un archivo STEP con un modelo simple de la carcasa que describa el factor de forma de la caja deseada. Incluso un dibujo simple es mejor que nada, ya que le dará a su fabricante una mejor idea del producto que espera recibir de un ensamblaje de caja.

Finalmente, el BOM para el PCBA necesitará incluir cualquier componente mecánico y cables/arneses requeridos para el ensamblaje de la caja. Esto puede incluir, pero no se limita a, tuercas, tornillos, pernos, cableado (incluyendo calibre), separadores, cables, arneses e información sobre la carcasa. Si deja estos detalles en manos de su fabricante, pídales que actualicen su BOM con cualquier parte adicional que utilicen en el ensamblaje final.

La próxima vez que quieras generar tu documentación de fabricación para un ensamblaje de caja, utiliza el conjunto completo de herramientas de diseño de productos en Altium Designer®. La utilidad Draftsman acelera la creación de dibujos de fabricación y ensamblaje, y la característica de archivo OutJob puede generar rápidamente el conjunto principal de entregables para la fabricación de PCB. Cuando hayas terminado tu diseño y quieras liberar los archivos a tu fabricante, la plataforma Altium 365™ facilita la colaboración y el compartir tus proyectos.

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