¿Deberían usted o su fabricante especificar todos los aspectos de la construcción de su PCB?

Finalmente estaba viajando a China; algo que había estado planeando por años. Estaba a la mitad del vuelo cuando, de repente, mi excitación por mis vacaciones se convirtió en angustia. Me di cuenta de que en casa, donde soy un disenador de PCBs, podría haber habido un error crítico en la placa durante el ensamblaje. Lamentaba no especificar ese perfil de reflujo. Por otra parte, ¿tal vez me arrepiento de haberlo especificado? Cualquier error en mi placa se cometió días antes de abordar este vuelo y, con una planificación adecuada, podría haber evitado esta sensación de angustia. Existen dos técnicas y filosofías populares utilizadas al diseñar y fabricar PCB. La primera es asumir la propiedad completa de un diseño de PCB al especificar cada aspecto de la construcción y montaje de la placa. La alternativa es permitir que el fabricante contratado especifique algunos de los procesos de construcción y montaje. Cada opción tiene su hora y lugar, así que exploremos qué es lo mejor según la circunstancia.

¿Cuándo es tener el control el camino a seguir?

La mayoría de las veces, especificar cada aspecto del diseño de una placa es la opción más segura y mejor. Controlar todo el paquete de diseño le permite a la compañía la mayor libertad y flexibilidad con respecto a dónde se fabrica el PCB y la calidad de su ensamblaje. Cuando uno está ampliando la producción o buscando utilizar la reducción de costes en alta mar, es cambiar los fabricantes de placas y las casas de ensamblaje. Permitir a un fabricante por contrato (CM) la libertad de seleccionar su propio material y proceso hará que la transferencia del Conjunto de placa impresa (PCBA) sea más difícil. Esto se debe a que es probable que el producto resultante en la nueva casa de ensamblaje varíe de la construcción en la casa de ensamblaje inicial. Si bien esto puede no ser ilícito el temor a mitad de las vacaciones, los problemas de certificación que lo acompañan sí lo harán.A menudo, si una placa cambia, las certificaciones asociadas a ese producto deben ser verificadas nuevamente. Esto puede ser costoso y retrasar los lanzamientos de productos.

Por lo que parece, probablemente pienses que especificar la forma en que se construye y ensambla una placa es siempre la mejor respuesta. Hay algunos escenarios en los que estos factores disminuyen los beneficios discutidos anteriormente. Analicemos los escenarios en los que debería y no debería asumir la plena propiedad de la PCBA.

^{¿Realmente quieres pensar en las especificaciones de PCB cuando estás tomando esta vista?}

Diseñando para la Certificación UL

Cuando solicite la certificación UL,Es importante especificar completamente todos los aspectos de la PCBA para evitar retrasos costosos y gastos inesperados. Cualquiera que lo haya hecho le dirá que obtener la certificación UL es un proceso difícil y que requiere mucho tiempo. Pasar UL a menudo requiere someter el producto a una serie de pruebas.Permitir a un fabricante la posibilidad de elegir materiales para el diseño puede significar que estas pruebas fallarán porque no siguen las especificaciones necesarias para aprobar. Dependiendo del nivel de seguridad del producto, la certificación puede tardar meses en completarse y posiblemente varias iteraciones antes de que el producto finalmente pase. En este caso, la única opción real para un PCB es aprender qué especificaciones de seguridad se deben cumplir y usar esto para determinar la mayoría, si no todos, los aspectos del diseño del PCB. Por ejemplo, una preocupación en las pruebas UL es la inflamabilidad (UL94). A menudo, especificar el material dieléctrico adecuado para el sustrato de PCB es crítico para estas aplicaciones. Permitir a un fabricante de PCB la libertad de elegir cualquier material de fibra de vidrio probablemente dará como resultado ciclos de prueba UL adicionales. Es prudente delinear las especificaciones de diseño desde el principio y evitar cualquier problema durante la certificación. A veces es difícil determinar cuánto especificar. Veamos un caso que es algo así como un área gris. 

Diseño para impedancia controlada y entrada del usuario

Cuando diseñas PCBs para el mercado de IoT,deberás usar un poco de discreción con la cantidad de especificaciones que demandes. La mayoría de los diseños de IoT usarán Bluetooth o Wifi para informar datos del sensor o alguna otra función. Esto significa que normalmente hay una antena de PCB que requiere una impedancia controlada. Del mismo modo, los sensores capacitivos deben tener perfiles capacitivos estrictamente controlados para un rendimiento óptimo. Ambos se ven muy afectados por la construcción del tablero. En general, esto se hace simplemente usando una herramienta para estimar la impedancia objetivo y solicitando que se controle en las notas de fabricación de la PCB. También es para solicitar un cupón y los resultados de las pruebas de la casa del consejo. Estos verifican que la impedancia controlada se cumpla con los estándares del producto. Para estos casos, seleccionar cada aspecto del diseño y ensamblaje de la placa es un poco un área gris.

La mejor práctica para estos escenarios es especificar estrictamente los requisitos de la placa (como la impedancia) y evaluar la PCB después una vez ensamblada. Esto se llama una auditoría. Las simulaciones no pueden estimar perfectamente los parámetros de la PCB, por lo tanto, los requisitos críticos deben ser medidos físicamente y ajustados por el fabricante de la placa. Por lo tanto, es mejor dar a los fabricantes la libertad de elegir sus materiales de proceso y flujo de ensamblaje para que puedan cumplir con sus estrictas especificaciones de producto final. Como puede ver, cuánto debe especificar en este escenario no está 100% claro. Por un lado, especificará estrictamente el comportamiento del tablero, pero por otro lado, le permite al CM la capacidad de utilizar los métodos necesarios para lograr el objetivo.

^{En ocasiones, especificar qué alimento desea puede ser tan complicado como especificar los materiales del proceso}

Desarrollo de prototipos de giro rápido y prueba de conceptos

El mundo las Startup tiene la frase, "Muévete rápido y rompe cosas". El núcleo de esta idea es que una Startup no sabe realmente si tiene un buen producto o idea hasta que el mercado lo valida. Como resultado, las Startup se mueven rápidamente para tratar de probar el mercado. Esto a menudo se llama MVP (producto mínimo viable). Moverse rápido también a menudo significa moverse barato. En este caso, es más importante obtener una placa de trabajo de manera rápida a tener una placa fácilmente transferible con estrictas restricciones de calidad. No tiene sentido pasar tiempo haciendo un paquete de nivel 1 para un tablero hasta que el producto esté listo para la producción. Es mejor aprovechar los fabricantes por contrato lo máximos posible para que los ingenieros puedan concentrarse en desarrollar los componentes críticos del producto.

Los puntos clave

A pesar de los muchos avances en el software de diseño de PCB, desarrollar diseños de PCB sólidos aún es difícil. A veces, permitir que un fabricante contratado tome decisiones críticas de diseño para la construcción y el montaje de una placa es la solución más fácil. Sin embargo, hacerlo puede poner en peligro la calidad y la certificación del producto. El software profesional de diseño de PCB, como Altium Designer^®, y complementos como Altium Vault^®, pueden ayudarlo a especificar la construcción y el montaje de la placa. Esto reducirá, si no eliminará, cualquier temor a mitad de las vacaciones, y hará que la transición del prototipo funcional a la venta de productos sea mucho más fácil.

¿Tiene alguna pregunta sobre las especificaciones? Póngase en contacto con un experto en Altium.