E-Book: Navegando por la Fabricación de PCB: Parte 1

Ingeniería de Front-End en un Producto PCB

En la aplicación más amplia del término, "ingeniería de front-end" se refiere a un enfoque de diseño de ingeniería utilizado para controlar los costos del proyecto y planificarlo detalladamente. El proceso de desarrollo de productos PCB se refiere a todos los pasos tomados antes de que la placa sea trasladada del diseño al proceso de fabricación. Este artículo revisará esos pasos, definirá qué sucede en ellos y cuáles son los elementos críticos para cada uno de ellos. Los artículos subsiguientes abordarán las operaciones reales realizadas durante el proceso de fabricación.En la aplicación más amplia del término, "ingeniería de front-end" se refiere a un enfoque de diseño de ingeniería utilizado para controlar los costos del proyecto y planificarlo detalladamente. El proceso de desarrollo de productos PCB se refiere a todos los pasos tomados antes de que la placa sea trasladada del diseño al proceso de fabricación. Este artículo revisará esos pasos, definirá qué sucede en ellos y cuáles son los elementos críticos para cada uno de ellos. Los artículos subsiguientes abordarán las operaciones reales realizadas durante el proceso de fabricación.

Qué hay en los Archivos

Como se muestra en la Figura 1, la ingeniería de front-end es el primer paso en la fabricación de un PCB. Cabe destacar que el proceso mostrado en esta figura es estándar en toda la industria de fabricación de PCB para la manufactura de PCBs multicapa.

Figura 1. Flujo del Proceso de Fabricación de PCB Multicapa

Aquí, todos los datos de diseño del PCB creados durante el proceso de diseño se proporcionan al fabricante para que pueda comenzar el proceso de manufactura. Las estaciones de manufactura asistida por computadora (CAM) procesan los datos de diseño a través de una serie de pasos que resultan en la herramienta necesaria durante el proceso de fabricación del PCB. La Figura 2 muestra una estación típica de ingeniería de front-end.

La información proporcionada para este proceso incluye:

• Los datos o imágenes “Gerber” de las capas del PCB.
• La lista de conexiones que muestra la conectividad del PCB.
• La información del apilamiento.
• La información de perforación.
• La especificación de fabricación.
• La especificación de materiales.

Figura 2. Estación de Trabajo Típica de Ingeniería de Front-End

Como se puede ver, por lo anterior, asegurar que toda la información entregada al fabricante sea completa y precisa tendrá una incidencia directa en el resultado del proceso de fabricación. La Tabla 1 es la lista de los archivos de datos típicos requeridos por un fabricante. Hay varios formatos utilizados para estos datos, incluyendo GenCam, Gerber y OCB++.

Tabla 1. Archivos de Datos Típicos Utilizados para Fabricar un PCB

Iniciando el Esfuerzo de Ingeniería de Front-end

El primer paso en el proceso de ingeniería de front-end es verificar el diseño para asegurar su precisión. Una parte crítica de este proceso es sintetizar una lista de conexiones a partir de los datos Gerber o el arte que muestra cómo estará conectada la PCB si se construye según el arte. Esta lista sintetizada se compara con la lista de conexiones CAD (proporcionada como se mencionó anteriormente) y representa cómo debería estar conectada la PCB. Este esfuerzo de comparación de listas de conexiones es el primer paso crucial en el proceso de herramientas de PCB y nunca debe omitirse, no importa cuán ajustado pueda estar el cronograma. La información de la lista de conexiones necesita ser completa y precisa (evitando así el viejo escenario de "basura entra/basura sale"). Si la lista de conexiones de los datos Gerber y la lista de conexiones CAD no coinciden, entonces no se debe continuar con el trabajo hasta que se resuelvan las diferencias. Esta operación de comparación de listas de conexiones es una salvaguarda vital contra errores que pueden infiltrarse en los datos de diseño a lo largo del camino. No hacer este esfuerzo resulta frecuentemente en PCBs que están equivocadas e inutilizables desde el principio. Una vez que el ejercicio de la lista de conexiones se ha completado con éxito, el siguiente paso es verificar el arte del diseño para asegurar:

• Anchos de traza correctos.
• Claros correctos.
• Registro adecuado entre todas las capas.
• Los tamaños de los pads son adecuados para los tamaños de taladro y tolerancias.

Si la PCB está fabricada, tiene impedancia controlada. El equipo de ingeniería de diseño no ha proporcionado los anchos de traza, los grosores de laminado y los estilos necesarios para llegar a la impedancia correcta en cada capa. El grupo de ingeniería de front-end utilizará herramientas de predicción de impedancia para llegar a esta información crucial. Desde nuestra experiencia, es imprudente dejar este paso crítico solo en manos del fabricante porque cada uno lo hará para adaptarse a sus procesos estándar. Esto puede resultar en tener una PCB completamente diferente de dos fabricantes distintos usando el mismo conjunto de películas. Esta es una de las razones clave por las que dedicamos tanto tiempo al diseño de stackup en nuestros cursos y nuestros escritos. No hacerlo bien puede costar tiempo, dinero, oportunidades de mercado perdidas, o los tres.

Herramientas de Fabricación

El siguiente paso después del anterior es la generación de herramientas de fabricación. Esto consiste en:

• Arte de producción para cada capa.
• Archivos de perforación.
• Herramientas de prueba.
• Perfiles de enrutamiento.
• Programas de chapado.
• Programas de grabado.
• Instrucciones de apilado.
• Programas de laminación.
• Pruebas de calidad.

Cada uno de los anteriores se describe a continuación.

El arte final de producción consiste en una película para cada capa del PCB junto con piezas de película para la máscara de soldadura en cada lado y la leyenda o serigrafía para cada lado. Este arte final es diferente al arte final de diseño en las siguientes maneras:

• Los anchos de las pistas se harán más anchos para permitir el estrechamiento que ocurre durante el proceso de grabado.
• El tamaño real del arte final se expandirá ligeramente para permitir la contracción del material que tiene lugar durante el proceso de laminación.
• Se agregarán características de herramientas de fabricación alrededor del perímetro del panel en el que se está construyendo el PCB. Estas características incluyen:
  • Objetivos de registro.
  • Estructuras de prueba.
  • Represas de resina para igualar el flujo de resina en el prepreg a medida que se suaviza durante la laminación.

Figura 3. Detalle de capa interna mostrado después de la aplicación de óxido negro.

La foto de la izquierda muestra las herramientas de fabricación, represas de resina (el patrón de puntos negros) y estructuras de prueba son visibles en el límite del panel.

Los archivos de taladro incluyen los tamaños y ubicaciones de todos los agujeros, tanto los metalizados como los no metalizados. Están organizados para proporcionar el taladro más eficiente para pasar de un agujero a otro. Si se ha especificado el tamaño del agujero terminado, la ingeniería de procesos calculará el tamaño de taladro necesario para llegar al tamaño del agujero terminado

después del chapado. Es muy útil añadir notas específicas respecto al tamaño del taladro. Tradicionalmente, se especificaba el tamaño del agujero terminado, y el fabricante elegía un tamaño de taladro que se adecuara a su proceso. Con los diseños de hoy en día y el estrecho espaciado de los pines de los componentes, no hay mucho margen para variaciones en el tamaño del agujero. Por eso recomendamos elegir el tamaño del taladro como parte del proceso de diseño del conjunto de almohadillas y luego fijarlo. Esto resulta en especificar el tamaño del taladro en el gráfico de taladro en lugar del tamaño del agujero terminado. Si se especifica como parte del diseño el taladrado con láser o de profundidad controlada o el relleno posterior, esos archivos también se crearán como parte de los archivos de taladro.

La herramienta de prueba incluye la información necesaria para construir el dispositivo de prueba, las reglas de cableado para esa estructura de prueba y la lista de conexiones utilizada por el probador para verificar que la conectividad es correcta.

Los perfiles de enrutamiento incluyen instrucciones para una máquina (router) que corta la PCB del panel en el que fue construida. Si las PCBs están conectadas en un subpanel para facilitar el ensamblaje, las instrucciones incluirán la creación de líneas de ranura o líneas de agujeros perforados que se utilizarán para separar la PCB del subpanel después del ensamblaje. La Figura 4 muestra un PCB panelizado que contiene nueve PCBs pequeñas dentro del panel. Ha sido diseñado para optimizar el proceso de ensamblaje. Las áreas claras representan el material que será removido alrededor de cada PCB durante el proceso de enrutamiento. Después del ensamblaje, cada PCB será separada del panel.

Figura 4. Un PCB Panelizado con 6 PCBs por Panel Listo para el Ensamblaje

Los Programas de Chapado definen qué tipos de metales serán chapados en las capas exteriores de la PCB y cuánto tiempo necesitará permanecer el panel en cada paso del chapado para alcanzar el grosor de metal requerido. Cabe señalar que la creación de capas internas no implica chapado.

Los Programas de Grabado describen los pasos de grabado requeridos y cuánto tiempo debe permanecer la PCB o las capas internas en cada paso de grabado.

Instrucciones de Apilado describen cómo se organizan las capas internas, subensambles (o detalles), capas de prepreg y láminas de cobre de capa exterior para llegar al apilado final. Esta información incluye cuántas PCB se incluirán en una única apertura de prensa y cómo se van a separar.

Los programas de laminación incluyen cuánta presión se debe usar durante la laminación, el perfil de temperatura para el paso de laminación, la duración del ciclo de prensa y cómo se enfriará la PCB laminada.

Además de las pruebas de comparación de netlist descritas anteriormente, otras pruebas de Calidad verifican cortocircuitos y circuitos abiertos, claros de traza a vía, y claros de vía a planos.

Resumen

La ingeniería de front-end se centra en todos los pasos necesarios para mover una PCB del diseño al proceso de fabricación. Esta es una parte crítica del proceso de manufactura, y la minuciosidad de este asegurará que la PCB fabricada coincida con la PCB diseñada.

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Referencias:
Ritchey, Lee W. y Zasio, John J., “Right The First Time, A Practical Handbook on High Speed PCB and System Design Volume 2.

Cómo Comparar Servicios de Fabricación de PCB para Tu Placa

Cuando diriges una firma de diseño, hay un tipo de correo electrónico que seguramente recibirás más que cualquier otro: correos electrónicos de ventas de servicios de fabricación de PCB. Entiendo que las empresas necesitan darse a conocer y quieren ganar negocios, por lo que esta publicación no pretende denigrar a esas compañías. Hay muchos servicios de fabricación de PCB que puedes encontrar en línea, y todos pueden comenzar a parecerse. Si estás buscando un nuevo proveedor de servicios, puede ser difícil compararlos todos y encontrar al mejor fabricante que cumpla con tus necesidades.

Algunas empresas te bombardearán con ofertas como “PCB de núcleo metálico RF HDI de 2 a 48 capas” o algo igualmente absurdo. Aunque los diseñadores experimentados pueden identificar a los fabricantes falsos desde lejos, siempre hay una tentación de optar por la empresa extranjera supuestamente más rápida y con los precios más bajos que puedas encontrar. Sin embargo, hay mucho más que debería considerarse al elegir un servicio de fabricación de PCB que solo el precio.

Cómo Elegir Tu Servicio de Fabricación de PCB

Cuando estés considerando contratar un servicio de fabricación de PCB, encontrarás mucha información en su sitio web para usar en comparaciones. Existe una gran superposición entre diferentes servicios en términos de precio y tiempos de entrega, pero hay múltiples métricas que deberías usar para comparar diferentes servicios.

Para empezar, observa los límites de capacidad del fabricante. La mayoría de los fabricantes son bastante competitivos en esta área y pueden fabricar de manera confiable hasta algo como trazas de 4 mil, vías de 8 mil y pocos mils de espaciado en apilamientos estándar. Después de haber verificado que tu placa coincide con sus capacidades, hay otras métricas que deberías usar para comparar:

Precio vs. Tiempo de Entrega

El precio y el tiempo de entrega tienden a seguir una relación inversa: uno sube mientras el otro baja. Si tu casa de placas ofrece opciones de tiempo de entrega flexibles, puedes compensar algunos de los costos de fabricación extendiendo tu tiempo de entrega. Esto aplica tanto para la fabricación como para el ensamblaje. De manera similar, si necesitas que tus placas estén listas de un día para otro, tendrás que pagar extra por ello. Asegúrate de que tu servicio de fabricación de PCB pueda acomodar tus objetivos de tiempo de entrega dentro de tu presupuesto.

Una cosa que no tuve en cuenta en mi primera producción fue el tiempo de envío necesario para pasar de la fabricación al ensamblaje, y para entregar la PCBA terminada a mí. Además, no conté con el tiempo necesario para enviar los componentes al fabricante, lo que retrasó el inicio del ensamblaje de PCB. Asegúrate de tener en cuenta estos otros aspectos del proceso de fabricación de PCB para que no te sorprendan retrasos en la entrega.

Fabricación, ensamblaje, ¿o ambos?

Algunos fabricantes proporcionarán fabricación y ensamblaje internamente, mientras que algunos externalizarán el ensamblaje a un socio. Ten esto en cuenta porque puede que necesites enviar tus placas fabricadas y tus componentes a un ensamblador, asumiendo que no harás el ensamblaje tú mismo. Algunos servicios de fabricación de PCB ofrecerán un servicio llave en mano, donde se encargan de todo lo relacionado con tu lote de producción y no tienes que preocuparte por mucho más. Esto es bueno para los diseñadores que pueden no estar familiarizados con el proceso de adquisición y consignación o no tienen tiempo para gestionar la adquisición.

Flasheo en Línea de Producción

Esto es más para el desarrollador de sistemas embebidos que desea eventualmente producir en alto volumen, pero aún así es algo a considerar. Algunos servicios de fabricación de PCB ofrecerán servicios de flasheo de firmware en línea de producción, donde tu código se instala en la memoria antes de que las tarjetas te sean enviadas. Esto no es algo que necesitarás hacer durante el prototipado de PCB, pero deberías considerarlo si llevas tu prototipo a una fabricación de alto volumen.

Opciones de Chapado y Peso de Cobre

Mira cualquier sitio web de servicio de fabricación de PCB, y todos ofrecen prácticamente las mismas especificaciones sobre el cobre: 0.5 o 1 oz./sq. ft. de cobre con chapado ENIG en las capas exteriores, y 1 oz./sq. ft. de cobre en capas internas o planos. Si necesitas un peso de cobre y/o chapado diferente, asegúrate de verificar las capacidades de tu fabricante y las opciones de apilamiento.

Materiales y Apilamientos Disponibles

He dejado esto al final porque casi siempre es lo último en lo que piensan los nuevos diseñadores al planificar una producción en serie para una placa. En cambio, lo primero que debes hacer antes de diseñar tu placa es crear un apilado propuesto y luego consultar con un fabricante para asegurarte de que puedan producir algo en o cerca de esas especificaciones. Puedes enviar una captura de pantalla de tu apilado propuesto al fabricante, y ellos pueden confirmar si sus existencias de material pueden cumplir con esos requisitos, o pueden proponer un apilado alternativo.

Ejemplo de tabla de apilado de un servicio de fabricación de PCB. Nota que esta placa tiene un grosor no estándar.

Asegúrate de informar a tu fabricante si tienes un requisito de impedancia (usualmente 50 Ohms en modo simple). Si has cometido un error al calcular el apilado y el ancho de la pista, un buen fabricante te dirá el apilado correcto que pueden producir. Recuerda, si no se puede fabricar, entonces mejor ni siquiera diseñarlo.

La conclusión: Habla primero con tu fabricante de PCB

De la lista anterior, hay muchas dimensiones en las que necesitarás pensar para comparar fabricantes de PCB. No está de más hablar con tu fabricante desde temprano para tener una idea de sus capacidades y asegurarte de que tu producción sea exitosa y cumpla con tus expectativas.

Cuando necesites acceder a una herramienta de diseño de PCB fácil de usar que incluya todo lo necesario para construir circuitos impresos de alta calidad y manufacturables, no busques más allá de CircuitMaker. Cuando estés planificando tu próxima producción, puedes generar instantáneamente los archivos de salida necesarios para poner tu placa en producción con un servicio de fabricación de PCB. Todos los usuarios de CircuitMaker también tienen acceso a un espacio de trabajo personal en la plataforma Altium 365. Puedes subir y almacenar tus datos de diseño en la nube, y puedes ver fácilmente tus proyectos a través de tu navegador web en una plataforma segura.

Cómo Crear una Estimación de Costos de Fabricación de PCB

A menos que reciba un trabajo de diseño directamente de un fabricante, mis clientes suelen preguntar si soy un fabricante. Mi empresa no fabrica placas, pero creo que es importante mantener informados a los clientes sobre los costos de fabricación de PCBs nuevas. Una vez que comencé a recopilar estimaciones para algunos de mis primeros proyectos, empecé a comprender mejor los principales factores que determinan el costo de fabricación de PCBs y cómo estructurar adecuadamente una estimación completa para mis clientes.

A menos que reciba un trabajo de diseño directamente de un fabricante, mis clientes suelen preguntar si soy un fabricante. Mi empresa no fabrica placas, pero creo que es importante mantener informados a los clientes sobre los costos de fabricación de PCBs nuevas. Una vez que comencé a recopilar estimaciones para algunos de mis primeros proyectos, empecé a comprender mejor los principales factores que determinan el costo de fabricación de PCBs y cómo estructurar adecuadamente una estimación completa para mis clientes.

¿Qué determina la estimación del costo de fabricación de PCBs?

Existen varios factores que impulsan los costos de fabricación. En general, producir más placas, utilizar más vías por placa, usar trazas/vías/agujeros de montaje más pequeños y usar más componentes por placa aumentarán todos los costos de fabricación. Sin embargo, los costos involucrados no son lineales. En otras palabras, duplicar el número de placas y componentes no duplicará el costo total de un pedido.

Hay algunas razones importantes para esto. Existen varios costos fijos involucrados en cualquier producción, incluidos los costos de herramientas, revisión de diseño, creación de esténciles y otros, dependiendo de sus requisitos. Otros costos son variables y se determinan por placa. El costo por placa puede disminuir a medida que el tamaño del pedido disminuye, lo cual tiene menos que ver con la panelización y más con la amortización de los costos fijos de NRE y herramientas a lo largo de toda la producción. La misma idea se aplica al ensamblaje (ver abajo).

Revisión e Inspección de DFM Preproducción

Algunas casas de fabricación de PCB ofrecerán diferentes niveles de servicio en cuanto a inspección preproducción, revisión de diseño e ingeniería, y revisión de DFM se refiere. Aprovechar una revisión completa de ingeniería puede aumentar significativamente el costo por placa en volúmenes bajos, ya que conlleva un costo fijo adicional. Cabe destacar que, algún nivel de revisión del diseño de PCB debe ocurrir para que el diseño pueda ser cotizado y para asegurar que incluso sea manufacturable. Si violas algunas restricciones de diseño básicas (siendo las holguras las más importantes), tu proyecto podría marcarse como no ofertable hasta que corrijas algunos errores básicos.

Cuando tu diseño pasa por una revisión de DFM exhaustiva, tu fabricante revisará tus archivos para asegurar que tu diseño pueda ser fabricado en su proceso.

Aquí es donde el nivel de servicio y el alcance de cualquier revisión son muy importantes. A veces, una elección de diseño eléctricamente correcta y fabricable no activará una violación de DFM en términos de capacidad de fabricación, pero puede crear el riesgo de un defecto de ensamblaje o un fallo total de su producto. Un ejemplo perfecto son los pads que están demasiado cerca uno del otro sin una definición suficiente de la máscara de soldadura en el pad. Lo contrario también es posible, donde una elección de diseño eléctricamente correcta activa una violación de DFM, aunque la elección de diseño fue intencional. Mi empresa realiza muchos diseños que involucran estructuras de RF y guías de onda, y a veces recibimos una notificación de un cortocircuito durante una revisión de diseño de PCB o al ejecutar DRCs. Asegúrese de preguntar qué implica este tipo de revisión y determinar qué entregables de diseño necesita proporcionar antes de agregar un servicio de revisión de ingeniería a su cotización. Siempre es bueno si puede anticipar estas violaciones de DFM intencionadas o no intencionadas y comunicarlas con el ingeniero CAM en su casa de fabricación.

Factores que Afectan el Costo de Fabricación de PCBs

Aquí hay un breve resumen de algunos de los principales factores que influyen en el costo de fabricación. Asegúrese de considerar cada una de estas áreas al crear una estimación de costo de fabricación de PCB.

En cuanto al número de placas que se fabrican, el principal factor no es realmente el número de placas, sino el costo por panel. Para una producción pequeña, el costo por panel y los costos NRE determinarán el costo por placa. En grandes volúmenes, el costo por placa en general disminuye ya que los costos variables dominan el costo total de la producción. Los otros puntos mencionados anteriormente son solo el punto de partida para la fabricación, ya que solo se enfocan en la fabricación de la placa base. También hay que considerar los costos de ensamblaje.

Factores que Afectan el Costo de Ensamblaje

Los factores que influyen en el costo de ensamblaje se reducen a lo siguiente:

• Número de componentes únicos: Más componentes únicos equivale a un costo más alto, aunque ordenar componentes en grandes cantidades reduce el precio por
• Tipo de componentes: El ensamblaje todo-SMD puede costar hasta un ~50% más que el ensamblaje through-hole.
• Ensamblaje de doble cara vs. ensamblaje de una sola cara: El ensamblaje de doble cara aumenta los costos ya que su placa esencialmente tiene que pasar por la línea de ensamblaje dos veces.

Paso de los pines en componentes SMD: He visto que cualquier prima por componentes SMD de paso fino varía según el fabricante. Si ya estás utilizando todo-SMD, algunos fabricantes no cobrarán extra por componentes de paso más fino.

BGAs: El montaje de componentes BGA de un solo lado o de doble lado puede costar aproximadamente un 20% más que otros componentes SMD, lo cual se suma a cualquier prima que ya se cobre por el montaje de doble cara. Los BGAs de paso más fino por debajo de cierto límite podrían llevar costos adicionales, dependiendo de las capacidades de fabricación y montaje.

IPC 6012/IPC-A-600 Clase 3: La producción y el montaje hasta la Clase 3 de IPC-A-600 pueden llevar costos significativamente más altos, aunque la calidad del producto final será mucho mayor. Los costos también son más altos debido a las inspecciones adicionales requeridas para verificar el cumplimiento con las especificaciones de rendimiento e inspección más altas impuestas a los productos de Clase 3.

Conformidad con ITAR: Si estás trabajando en EE. UU., tu proyecto puede necesitar cumplir con ITAR. Los PCBs terminados deberán adherirse a los requisitos de ITAR sobre integridad de datos, integridad del PCB y envío. Estos costos se te pasan a ti como diseñador.

A menos que el ensamblaje se realice a mano, los costos de ensamblaje no siempre aumentarán linealmente con el número de placas. En otras palabras, con el ensamblaje automatizado, duplicar el número de placas no siempre duplica el costo de ensamblaje. Parte del costo de ensamblaje se destina a programar las máquinas, mientras que el resto paga efectivamente por el tiempo de máquina.

Los costos de los componentes siguen una estructura similar. Cuando ordenas más componentes, podrías alcanzar un nuevo nivel de precios con tu distribuidor de componentes donde el costo por componente disminuye. Esta es una razón por la cual es mejor comprar de un solo distribuidor en lugar de combinar varios distribuidores.

Producción en el Extranjero vs. Local

Vivimos en un entorno globalizado, y nunca ha sido más fácil externalizar la fabricación y/o el ensamblaje a una región con costos laborales más bajos. La decisión de hacerlo depende del volumen de producción, el nivel de servicio requerido, el riesgo involucrado al exponer un diseño en el extranjero, el tiempo de entrega requerido y los posibles ahorros en costos.

Para diseños básicos que han sido completamente calificados, he encontrado que los fabricantes chinos pueden hacer el trabajo bastante bien, aunque te cobran extra por pequeñas adiciones al pedido (por ejemplo, ciertas características de impresión de pantalla, pruebas, color de la máscara de soldadura). He tenido clientes que me cuentan historias de terror donde el diseño que enviaron no se parecía en nada al producto que recibieron; aparentemente, el fabricante hizo muchas modificaciones al diseño para reducir los costos tanto como fuera posible, luego se quedaron con la diferencia. También hay preocupaciones sobre la propiedad intelectual, y el riesgo de exponer datos de diseño a una parte extranjera podría ser inaceptablemente alto. Para diseños mil-aero en los EE. UU., las restricciones de control de exportaciones (EAR) y los requisitos de ITAR limitarán tu capacidad para subcontratar la fabricación y enviar al extranjero; restricciones similares se aplican en Canadá y Europa.

Hay algunos beneficios reales de permanecer local, incluso si el costo es más alto. Prefiero los fabricantes locales ya que me da más control sobre todo el proceso, especialmente para prototipos o producción de bajo volumen. Puede que termine pagando más por unidad en bajo volumen, pero yo y mis clientes estamos dispuestos a pagar por el nivel extra de servicio, capacidad de respuesta y seguridad al saber que nuestros diseños no serán robados. Si estás dispuesto a aceptar el riesgo involucrado en ir al extranjero para la fabricación, podrías trabajar con un fabricante por contrato (CM) que utiliza una casa de fabricación calificada en el extranjero y ensambla localmente. Para diseños más avanzados, o si el diseño lleva algunos requisitos específicos de pruebas/inspección, preferiría usar un fabricante local ya que siempre puedo hablar con alguien por teléfono directamente.

En términos de costo, el precio por unidad de una placa producida localmente (en EE. UU.) puede ser hasta 5 veces mayor que el precio de la misma placa producida en el extranjero con el mismo tiempo de entrega. El ensamblaje es otro asunto completamente diferente, ya que no todos los fabricantes ofrecerán ensamblaje en sus instalaciones, y necesitarás obtener una cotización de una empresa ensambladora. Enviar tus placas desde tu fabricante a tu ensamblador también aumenta tu tiempo de entrega, lo que añade costos intangibles a tu nuevo producto.

Ten cuidado antes de enviar tu diseño al extranjero para su producción y considera cuidadosamente los riesgos.

Pruebas, Inspección y Calificación

Las pruebas e inspecciones son dos actividades importantes que también deben realizarse cuando se produce una nueva placa. La producción e inspección hasta la Clase 3 de IPC-A-600 cuesta más que la Clase 2 o la Clase 1; lo mismo se aplica a otros estándares y clases relevantes. También es posible que necesites producir según un conjunto específico de normas industriales, como IPC-13485, NADCAP o AS9100, pero es difícil hacer declaraciones generalizadas respecto a los costos con estos fabricantes. La calificación según las normas UL u otras normas industriales específicas normalmente conlleva un costo adicional y no estará disponible en todos los fabricantes. Aquí es donde diferentes fabricantes pueden tener grandes diferencias en capacidades, lo que determinará los costos involucrados en las pruebas, inspecciones y calificaciones. Asegúrate de tener en cuenta estos puntos al solicitar cotizaciones a los fabricantes.

Por Último, Pero No Menos Importante: ¡Los Componentes!

Con toda esta charla sobre los costos de fabricación y ensamblaje, es fácil olvidarse de los costos de los componentes reales. En el entorno actual de escasez de semiconductores, todas las grandes empresas de EMS están pasando de un modelo de cadena de suministro de justo a tiempo a justo por si acaso. Esto significa que los diseñadores necesitan desempeñar un papel en la gestión de riesgos realizando actividades de abastecimiento al inicio del diseño, no al final de un diseño.

Esto no es necesariamente un factor que incremente el costo de fabricación o ensamblaje, pero puede crear la necesidad de un rediseño cuando de repente descubres que tus componentes críticos se agotan.

1. Identifica los componentes críticos con pocas o ninguna sustitución temprano, y luego adquiere las existencias mínimas requeridas.
2. Idealmente, en lugar de #1, utiliza componentes que tengan algunas sustituciones disponibles (idealmente compatibles en pines) y planea adquirir las cantidades requeridas antes de la producción.
3. Para partes especiales donde tratarás directamente con un fabricante, establece los requisitos al inicio del diseño y realiza un pedido con el fabricante de componentes temprano. El tiempo de entrega puede ser largo, pero tendrás partes en tránsito antes de terminar el diseño.

Si eres parte de un servicio de oficina o una firma de ingeniería más grande, asegúrate de tener en cuenta estos puntos temprano en el proceso de diseño. Puede requerir algún compromiso por parte de los clientes, pero asegurar estos requisitos temprano te ayuda a eliminar muchos riesgos y aumentos de costos antes de pasar a la producción

Cuando estás construyendo un nuevo PCB, Altium Designer^® te proporciona las herramientas que necesitas para crear productos que incluyan características avanzadas mientras cumples con los requisitos DFM de tu fabricante. También podrás generar rápidamente entregables y documentación que ayuden a asegurar que obtendrás una estimación precisa del costo de fabricación del PCB. Cuando estés listo para lanzar tu proyecto para una revisión de diseño de PCB, puedes usar la plataforma Altium 365 para compartir datos de diseño con tu fabricante y llegar al mercado rápidamente.

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La fabricación de PCB es uno de los pasos finales para llevar tu producto al mercado, y aún así, los procesos modernos de fabricación de PCB imponen importantes restricciones de fiabilidad y fabricabilidad a los diseñadores. Los diseñadores de PCB deberían entender cómo las capacidades de su fabricante y ensamblador determinarán las opciones de diseño disponibles. Entender estos aspectos de un diseño de PCB desde el principio del proceso de diseño ayudará a los diseñadores a asegurar un alto rendimiento, calidad y fiabilidad.

Este libro electrónico ofrecerá una visión más profunda del proceso de fabricación de PCB, desde los materiales utilizados en una placa base hasta consideraciones importantes de diseño para la fabricación (DFM). Los temas cubiertos incluyen:

• Una breve descripción del proceso de ingeniería de front-end en la fabricación de PCB
• Cómo tus decisiones de diseño y necesidades de fabricación influyen en los costos
• Qué buscan los fabricantes en una revisión de DFM
• La importancia de los marcadores fiduciales
• Qué incluir en las notas de fabricación de PCB

Haz clic en el PDF arriba para leer más sobre la fabricación moderna de PCB y navegar por el proceso de fabricación.

Este es un libro electrónico de dos partes. La Parte 1 incluye:

Ingeniería de Front-End Un Producto PCB por Kella Knack
Cómo Comparar Servicios de Fabricación de PCB para Tu Placa por Zach Peterson
Cómo Crear una Estimación de Costos de Fabricación de PCB por Zach Peterson

Descarga la segunda parte de este libro electrónico aquí.