Le Guide de Démarrage pour la Fabrication de PCB

Vous avez réalisé vos tours de prototypage, effectué plusieurs séries de tests fonctionnels sur le terrain, et votre produit a passé les tests de conformité CEM. L'étape suivante consiste à mettre votre prototype en production, puis à augmenter progressivement les volumes. Que doivent faire les startups lorsqu'elles sont prêtes à franchir cette étape cruciale, et comment peuvent-elles réduire les risques pendant cette transition ?

Nous aimons toujours dire « travaillez avec votre fabricant », mais il existe des choix de conception simples et des étapes logistiques qui faciliteront la transition vers la production. Nous allons détailler ce à quoi vous pouvez vous attendre lorsque vous passez d'un prototype à une production en volume, y compris à un volume beaucoup plus élevé. Lorsqu'il sera temps de commercialiser, vous pourrez vous préparer à entrer rapidement en production avec un effort minimal de redesign et d'optimisation.

Comment naviguer du faible au haut volume

La gestion de la production de PCB diffère quelque peu lorsqu'on produit en faible volume par rapport à un volume élevé. Les startups et les entreprises établies suivent des processus similaires dans ce domaine :

• Les startups doivent initialement produire des prototypes en faible volume pour qualifier un design
• Les startups doivent itérer sur les conceptions initiales pour perfectionner leur produit et s'aligner sur les demandes des utilisateurs
• Les produits doivent ensuite passer à une production de grande volume
• L'équipe doit gérer l'approvisionnement et la logistique pendant la production

Prototypage

Le processus de prototypage est un domaine où de nombreuses startups excellent ; elles prennent le temps de bien construire leur fonctionnalité, de sélectionner les caractéristiques pour leur produit et de qualifier les fournisseurs. C'est l'occasion d'apprendre de ses erreurs et de perfectionner éventuellement le produit avant de le mettre à l'échelle sur le marché.

Le prototypage et les petites séries de production diffèrent considérablement des séries de production en volume dans de nombreux domaines, qui sont résumés ci-dessous.

Prototypage/faible volume	Grande volume
Les conceptions ne sont pas optimisées pour le coût et la fonction	Les conceptions sont hautement optimisées pour le coût
Le coût par unité peut être très élevé	Le coût par unité est faible
Les pièces sont fournies par les grands distributeurs	Les pièces sont fournies via l'allocation des fabricants et distributeurs de semi-conducteurs
L'approvisionnement et l'achat sont effectués par l'équipe de conception	L'approvisionnement et l'achat peuvent être effectués par l'équipe de conception et l'équipe d'approvisionnement du fabricant
Le contrôle qualité varie selon le fournisseur	Programmes spécifiques de contrôle qualité mis en œuvre par le fournisseur de fabrication/assemblage
Programmation/flashing effectuée par les concepteurs	Programmation/flashing effectuée sur la ligne ou les composants sont fournis préprogrammés

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Achat en volume

Dans mon expérience de travail avec des startups, un domaine que tout le monde prend pour acquis est l'approvisionnement en composants. Lorsque vous produisez un prototype, vous vous adressez probablement aux grands distributeurs américains pour les commandes de pièces. Selon le nombre de pièces que vous devez approvisionner, ils constituent une excellente ressource qui peut vous aider à remplir les commandes et à budgétiser pour la production.

En volume, une approche différente sera nécessaire pour certains des composants les plus critiques. Dans certains cas, vous ne pourrez jamais obtenir suffisamment de stock auprès des distributeurs pour produire en volume. Au lieu de cela, vous devez aller directement chez les fabricants de pièces pour obtenir une allocation périodique de pièces. Certains composants pour lesquels cela sera nécessaire incluent :

• La plupart des processeurs (MCU, FPGA, etc.)
• La plupart des ASIC spécialisés sans remplacements compatibles
• Composants modulaires (alimentations en brique, modules à bords castellés, etc.)
• Composants inductifs (transformateurs personnalisés, inducteurs, etc.)
• Connecteurs
• Capteurs spécialisés sans remplacements compatibles

Si vous parcourez la liste ci-dessus, vous verrez que cela comprend la plupart des composants à l'exception des composants passifs et de certains semi-conducteurs discrets. De nos jours, alors que bon nombre de ces composants passifs et discrets reviennent à un état de surplus, ils peuvent encore être procurés auprès des distributeurs en volume significatif, atteignant parfois jusqu'à ~1 million d'unités pour les composants passifs.

Deux entreprises avec lesquelles j'ai travaillé dans le cadre d'engagements avec des startups sont Microchip et Texas Instruments. Ils ont des équipes de vente qui peuvent travailler avec vous pour obtenir une allocation de composants en volume significatif sur une base mensuelle. D'autres fabricants de semi-conducteurs peuvent fournir une allocation selon les besoins afin que vous puissiez atteindre vos objectifs de production mensuels ou annuels.

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Où Devriez-Vous Produire en Volume ?

Je suis fermement convaincu que, pour les productions de faible volume, vous devriez produire localement ou délocaliser la production près de chez vous. Il y a de nombreux avantages, le plus important étant l'absence de barrières linguistiques et de fuseaux horaires. Si vous êtes aux États-Unis, cela pourrait signifier la délocalisation au Mexique, au Canada ou ailleurs en Amérique Latine. Une fois que vous avez produit dans ces régions, que vous êtes satisfait de la qualité du produit et que vous êtes prêt à augmenter la production, vous pourriez envisager une option offshore en Asie pour atteindre un volume beaucoup plus élevé.

Pouvez-Vous Produire à l'Étranger ?

Dans certains cas, les fabricants asiatiques peuvent être le seul groupe capable de fournir les capacités de fabrication nécessaires pour produire votre conception en plus grand volume. Ils peuvent exister aux États-Unis, mais ils peuvent ne pas supporter le volume ou les objectifs de coût que vous souhaitez atteindre. Par exemple, c'est le cas avec les conceptions HDI à très fines lignes et les conceptions nécessitant une fabrication additive.

Dans certains cas, vous pourriez être légalement empêché de produire à l'étranger sans obtenir une licence d'exportation et travailler avec une entreprise de services de fabrication électronique (EMS) licenciée. Aux États-Unis, certains produits figurant sur la liste des munitions des États-Unis (USML), les produits à usage militaire ou les produits commerciaux ayant une double utilisation militaire sont interdits d'exportation à l'étranger, en partie ou en totalité ; des réglementations similaires existent au Canada et en Europe. Dans ces cas, vous êtes tenu de travailler avec un fabricant local conforme.

Optimisez la Conception Qualifiée

Les conceptions qui sont créées comme prototypes ressembleront rarement à l'identique une fois que le design est passé à la production en volume. Avant de placer une carte en production, il y a des étapes d'optimisation qui sont généralement nécessaires. Des choses comme éliminer les connecteurs, les points de test, les circuits de test, les petits vias et l'espace inutilisé sur la carte peuvent tous être réalisés dans le cadre de l'optimisation. Ces points aident également à réduire les coûts pour le produit, ce qui s'accumule rapidement dans une production de haut volume.

Une fois que vous êtes prêt à préparer votre conception de PCB pour la passer à la production en volume, utilisez la fonctionnalité de fichier OutJob et les outils de CAO de classe mondiale dans Altium Designer^®. Pour mettre en œuvre la collaboration dans l'environnement interdisciplinaire d'aujourd'hui, les entreprises innovantes utilisent la plateforme Altium 365^™ pour partager facilement les données de conception et lancer les projets en fabrication.

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