Prototipos rápidos y consejos de fabricación del experto en electrónica Duane Benson

Judy Warner: Duane, por favor, comparta brevemente sobre sus antecedentes en la industria electrónica.

Duane Benson: Me quemé los dedos por primera vez con un soldador cuando tenía unos catorce años. Si bien me entrené formalmente y comencé mi carrera en el desarrollo de software, mi primer amor siempre ha sido la electrónica. Mis primeros proyectos de hardware incluían un estetoscopio electrónico, usado para escuchar a través de las paredes en busca de termitas que masticaban madera y un dispositivo de identificación de llamadas antes de que la identificación de llamadas estuviera disponible comercialmente.

Duane Benson Technology Marketing

Mi carrera me llevó del software a la gestión de productos y luego al marketing y la escritura de tecnología. Todo el tiempo, me mantuve al día con los chips. He estado construyendo tarjetas de microcontroladores, pequeños robots y experimentando con FPGAs como mi vocación fuera del horario de trabajo durante unas dos décadas. Más recientemente, he estado utilizando estos proyectos y experiencias como materia prima para artículos y temas de charlas en revistas técnicas e industriales, sitios web y eventos.

Warner: Milwaukee Electronics y Screaming Circuits son ambas empresas EMS. ¿Puede hablarnos de la historia de cada una y qué hace que cada una sea única?

Instalaciones de Screaming Circuits en Canby, Oregon (EE. UU.)

Benson: Milwaukee Electronics comenzó en 1954 diseñando y construyendo controles industriales para equipos mineros. La empresa fue adquirida por Michael Stoehr en 1985 y amplió su clientela como fabricante por contrato de servicio completo. Stoehr, con una formación en ingeniería electrónica, aportó un enfoque más centrado en el cliente a la fabricación que guía a la organización hasta el día de hoy.

La división Screaming Circuits se creó en 2003 para abordar la necesidad emergente de la creación rápida de prototipos y fabricación no tradicional. Con la reducción de tamaño y el aumento de la competencia global, las viejas formas de esperar semanas para un prototipo o solo crear un pronóstico ya no satisfacían las necesidades del ingeniero.

La principal diferencia entre Milwaukee Electronics y Screaming Circuits está en la forma en que se cotizan, se toman y se procesan los pedidos. Milwaukee Electronics fabrica productos basados en contratos a largo plazo, pronósticos y arreglos Kanban. Screaming Circuits crea productos basados en transacciones. Las cotizaciones se pueden hacer en línea y cada pedido, ya sea por una tarjeta o por unas cuantas miles, se presenta como una transacción individual. Puede que veamos muchas órdenes repetidas o puede que nunca volvamos a ver la tarjeta otra vez. Esta fabricación transaccional funciona muy bien para prototipos, I+D, diseños personalizados de gama alta y startups de hardware.

Warner: ¿Cuáles son algunas de las cosas clave que le gustaría que los diseñadores entendieran sobre el ensamble de las tarjetas que facilitarían sus vidas (y la suya)?

Benson: En primer lugar, la polaridad de los componentes no es obvia. Puede parecer fácil puesto que un diodo puede ir solamente de una de dos maneras, pero los "estándares" de la marca son cualquier cosa menos estándar; especialmente con LEDs. Algunos fabricantes marcan el cátodo. Algunos marcan el ánodo. Algunos LEDs, del mismo fabricante en la misma familia, usan la misma marca para el cátodo en una parte y el ánodo en la siguiente parte de la línea de productos. Uno nunca debe asumir que un socio de ensamble puede entenderlo fácilmente.

No confíe en una huella si no conoce la fuente. Las huellas tercerizadas son agradables, pero la gente comete errores. Muy a menudo la orientación de rotación a cero grados no coincide con el estándar IPC, lo que puede despistar a los equipos automatizados. Algunos componentes pueden tener variantes con diferentes pinouts (disposición de los pines), y eso no siempre es capturado por el diseñador de la huella. Lo mejor que puede hacer es siempre comprobar el pinout, el paquete, la orientación, las mascaras de soldadura y antisolder y la marca de polaridad/pin uno antes de confiar en una huella.

La ambigüedad es el enemigo de la calidad y la rapidez. En la creación rápida de prototipos y en la configuración de fabricación bajo demanda, cada minuto cuenta. Las marcas ambiguas, los datos confusos o la documentación incompleta suelen dar lugar a defectos de calidad o envíos tardíos.

Warner: Dado que las aplicaciones de pasta de soldadura representan el 65% o más de las anomalías en el ensamblaje SMT, ¿qué hace usted para aumentar su rendimiento y fiabilidad?

Benson: La pasta de soldadura representa una incidencia mucho menor de problemas aquí en Screaming Circuits. Tiene que ver con la experiencia y la técnica. Como construimos tantas tarjetas diferentes, vemos virtualmente todos los paquetes de componentes nuevos y aprendemos sobre lo que los hace funcionar muy rápidamente. Utilizamos tanto plantillas como impresoras de chorro de tinta, dependiendo de cuál funciona mejor para el componente más desafiante en una tarjeta determinada. Nos hemos vuelto bastante buenos en la elección de un perfil de reflujo adecuado, así como en la personalización de los recortes de pasta, lo que ayuda enormemente a mantener los problemas de pasta al mínimo.

Warner: ¿Qué nivel de preocupación tienen las partes falsificadas en su negocio y qué tipo de actividades de mitigación de riesgos utiliza?

Benson: Investigamos cuidadosamente a nuestros proveedores y no tocamos el mercado gris. Hemos tenido muy pocos casos de partes falsificadas a lo largo de los años. Casi nunca sucede debido a los esfuerzos de nuestros departamentos de compras y cadena de suministro diligentes. En lo que respecta a la cadena de suministro, solo tratamos con personas en las que podemos confiar. No vale la pena correr el riesgo con proveedores no fiables.

Warner: Usted es el autor de una pequeña publicación periódica llamada Circuit Talk. ¿Qué lo motivó a publicar esto y qué tipo de respuesta ha recibido de los lectores?

Benson: El diseño electrónico ha cambiado mucho en las últimas décadas. El personal de apoyo en los departamentos de ingeniería se ha reducido drásticamente. Los ingenieros más antiguos que solían actuar como mentores se han retirado o están demasiado ocupados para hacerlo. El típico ingeniero de diseño ahora tiene que hacer mucho más que crear un esquema.

Debido a que Screaming Circuits ve tantos componentes y técnicas diferentes, tenemos una oportunidad única para aprender de ello y ayudar a educar al mundo de la ingeniería. Todos los días vemos los resultados de los diseñadores, por causas ajenas a su voluntad, que no han recibido la formación adecuada en diseño, gestión de bibliotecas o documentación. Podemos ayudar a aliviar esos problemas. Mi misión es transmitir todo el conocimiento posible. Enseñar a los diseñadores lo que hemos aprendido facilita sus vidas, y las nuestras también.

Warner: ¿Cuál es su parte favorita y la menos favorita del negocio de EMS y por qué?

Benson: ¿Mi parte menos favorita? La idea de dejarlo (lo cual no tengo planes de hacer). Hubo un tiempo en que pensaba que la fabricación sería aburrida. Tal vez lo fue una vez, pero ciertamente no llegué ahí. Eso es lo que realmente me gusta de esto. Tenemos clientes que colocan detectores de movimiento conectados inalámbricamente en los nidos de tortugas marinas para ayudar a las pequeñas crías a llegar al océano de forma segura. Hemos construido tarjetas que ayudaron a detectar las ondas de gravedad, pronosticadas por Einstein en 1915, y finalmente detectadas en 2015. Tenemos tarjetas en el espacio, en las profundidades submarinas y casi en todas partes entre ellos. Las cosas que estarán en el mundo el año que viene están aquí en nuestra tienda ahora. En Screaming Circuits, estamos en contacto con un futuro tan increíble; realmente no puedo imaginarme haciendo otra cosa.

Warner: ¡Yo tampoco! Muchas gracias por su tiempo y perspicacia, Duane.

Benson: Un placer, Judy.