Guía para Startups sobre la Fabricación de PCBs

Has pasado por tus rondas de prototipado, has realizado múltiples rondas de pruebas funcionales en campo, y tu producto ha pasado las pruebas de cumplimiento EMC. El siguiente paso es llevar tu prototipo a producción, eventualmente escalando a un alto volumen. ¿Qué deben hacer las startups cuando están listas para dar este paso tan importante, y cómo se puede reducir el riesgo durante esta transición?

Siempre nos gusta decir "trabaja con tu fabricante", pero hay algunas elecciones de diseño simples y pasos logísticos que suavizarán la transición a la producción. Esbozaremos lo que puedes esperar al pasar un prototipo a producción en volumen, incluyendo la producción a un volumen mucho mayor. Cuando sea el momento de salir al mercado, puedes estar preparado para entrar en producción rápidamente con un esfuerzo mínimo de rediseño y optimización.

Cómo Navegar de Bajo a Alto Volumen

La gestión de la producción de PCB difiere algo cuando se produce a bajo volumen en comparación con alto volumen. Las startups y las empresas establecidas siguen procesos similares en esta área:

• Las startups necesitan inicialmente producir prototipos en bajo volumen para calificar un diseño
• Las startups necesitan iterar sobre los diseños iniciales para perfeccionar su producto y alinearse con las demandas de los usuarios
• Los productos deben luego transicionar a la producción en alto volumen
• El equipo necesita gestionar la adquisición y logística durante la producción

Prototipado

El proceso de prototipado es donde muchas startups sobresalen; se toman el tiempo para ser buenos construyendo su funcionalidad, seleccionando características para su producto y calificando proveedores. Esta es la oportunidad de aprender de los errores y eventualmente perfeccionar el producto antes de escalar al mercado.

El prototipado y las producciones en bajo volumen difieren significativamente de las producciones en volumen en muchas áreas, las cuales se resumen a continuación.

Prototipado/bajo volumen	Alto volumen
Los diseños no están optimizados para costo y función	Los diseños están altamente optimizados para el costo
El costo por unidad puede ser muy alto	El costo por unidad es bajo
Las partes son suministradas por distribuidores principales	Las partes son suministradas mediante asignación de los fabricantes de semiconductores y distribuidores
La adquisición y compra son realizadas por el equipo de diseño	La adquisición y compra podrían ser realizadas por el equipo de diseño y el equipo de adquisiciones del fabricante
El control de calidad varía según el proveedor	Programas específicos de control de calidad implementados por el proveedor de fabricación/ensamblaje
Programación/flasheo realizado por los diseñadores	Programación/flasheo realizado en la línea o los componentes se suministran preprogramados

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Adquisición en Volumen

En mi experiencia trabajando con startups, un área que todos dan por sentado es la adquisición de componentes. Cuando produces un prototipo, probablemente acudas a los grandes distribuidores estadounidenses para los pedidos de partes. Dependiendo del número de partes que necesites adquirir, son un gran recurso que puede ayudarte a completar pedidos y presupuestar para la producción.

En volumen, se necesitará un enfoque diferente para algunos de los componentes más críticos. En algunos casos, nunca podrás adquirir suficiente stock de los distribuidores para producir en volumen. En su lugar, debes ir directamente a los fabricantes de partes para obtener una asignación periódica de partes. Algunos componentes donde esto será necesario incluyen:

• La mayoría de los procesadores (MCUs, FPGAs, etc.)
• La mayoría de los ASICs especializados sin reemplazos compatibles
• Componentes de módulos (fuentes de alimentación de ladrillo, módulos con bordes castellados, etc.)
• Componentes inductivos (transformadores personalizados, inductores, etc.)
• Conectores
• Sensores especializados sin reemplazos compatibles

Si revisas la lista anterior, verás que esto comprende la mayoría de las partes excepto por los componentes pasivos y algunos semiconductores discretos. En estos días, ya que muchos de estos componentes pasivos y discretos vuelven a un estado de superávit, aún pueden ser adquiridos de los distribuidores en volúmenes significativos, a veces alcanzando niveles de ~1 millón de unidades para los pasivos.

Dos compañías con las que he trabajado como parte de compromisos con startups son Microchip y Texas Instruments. Tienen equipos de ventas que pueden trabajar contigo para obtener asignación de componentes en volúmenes significativos de manera mensual. Otros fabricantes de semiconductores pueden proporcionar asignación según sea necesario para que puedas alcanzar metas de producción mensuales o anuales.

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¿Dónde Deberías Producir en Volumen?

Soy un firme creyente de que, para tiradas de producción de bajo volumen, deberías producir localmente o deberías acercar la producción. Hay muchos beneficios, lo más importante es la falta de barreras lingüísticas y de zonas horarias. Si estás en Estados Unidos, esto podría significar acercar la producción a México, Canadá o en otro lugar de América Latina. Una vez que hayas producido en estas regiones, estés satisfecho con la calidad del producto y estés listo para escalar, podrías considerar una opción en el extranjero en Asia para alcanzar un volumen mucho mayor.

¿Puedes Producir en el Extranjero?

En algunos casos, los fabricantes asiáticos pueden ser el único grupo capaz de proporcionar las capacidades de fabricación necesarias para producir tu diseño en un volumen más alto. Puede que existan en EE. UU., pero puede que no soporten el volumen o los objetivos de costo que deseas alcanzar. Por ejemplo, este es el caso de los diseños HDI de líneas muy finas y diseños que requieren fabricación aditiva.

En algunos casos, podrías estar legalmente impedido de producir en el extranjero sin obtener una licencia de exportación y trabajar con una empresa de servicios de manufactura electrónica (EMS) con licencia. En Estados Unidos, ciertos productos en la Lista de Munición de EE. UU. (USML), productos para uso militar o productos comerciales que tienen un uso militar dual están prohibidos de ser exportados al extranjero en parte o en su totalidad; regulaciones similares existen en Canadá y Europa. En estos casos, se requiere que trabajes con un fabricante local y conforme a la normativa.

Optimiza el Diseño Calificado

Los diseños que se crean como prototipos rara vez se verán igual una vez que el diseño se escala para la producción en volumen. Antes de colocar una placa en producción, hay pasos de optimización que generalmente son necesarios. Cosas como eliminar conectores, puntos de prueba, circuitos de prueba, vías pequeñas y espacio no utilizado en la placa pueden realizarse como parte de la optimización. Estos puntos también ayudan a reducir el costo del producto, algo que se suma rápidamente en la producción de alto volumen.

Una vez que estés listo para preparar tu diseño de PCB para escalarlo a la producción en volumen, utiliza la función de Archivo OutJob y las herramientas CAD de clase mundial en Altium Designer^®. Para implementar la colaboración en el entorno interdisciplinario de hoy, las empresas innovadoras están utilizando la plataforma Altium 365^™ para compartir fácilmente datos de diseño y poner proyectos en fabricación.

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