Prototipazione rapida e suggerimenti per la produzione di Duane Benson, esperto di elettronica

^{Duane Benson Technology Marketing}

La mia carriera mi ha portato dal software al product management e poi al marketing tecnologico e alla scrittura. Durante tutto questo tempo sono rimasto aggiornato sul mondo dei chip. Ho costruito schede per microcontrollori, piccoli robot e sperimentato con FPGA come mia passione dopo il lavoro per circa due decenni. Di recente ho utilizzato questi progetti ed esperienze come materia prima per articoli e argomenti di conversazione in riviste tecniche e di settore, siti web ed eventi.

Warner: Milwaukee Electronics e Screaming Circuits sono entrambe società di EMS. Puoi raccontarci la storia di ciascuna di esse e di cosa le rende diverse?

^{Fabbrica Screaming Circuits a Canby, Oregon (USA)}

Benson: Milwaukee Electronics ha iniziato nel 1954 a progettare e costruire controlli industriali per attrezzature minerarie. L'azienda è stata acquistata da Michael Stoehr nel 1985 e ha ampliato la sua clientela come produttore di servizi completi. Stoehr, con un background di ingegneria elettronica, ha portato un approccio alla produzione più orientato al cliente, approccio che continua fino ad oggi.

La divisione Screaming Circuits è stata creata nel 2003 per rispondere all'emergente necessità di prototipazione rapida e di produzione non tradizionale. Con il ridimensionamento e la crescente concorrenza globale i vecchi metodi, che comportavano dover attendere settimane per un prototipo o per i quali si produceva in base alle previsioni di ordini, non erano più in grado di soddisfare le esigenze ingegneristiche.

La differenza principale tra Milwaukee Electronics e Screaming Circuits consiste nel modo in cui gli ordini sono prezzati, presi in carico ed elaborati. Milwaukee Electronics costruisce prodotti basati su contratti a lungo termine, previsioni e accordi Kanban. Screaming Circuits costruisce prodotti basati sulle transazioni. I preventivi possono essere effettuati online e ogni ordine, sia che si tratti di una scheda singola o di alcune migliaia, viene fornito come transazione individuale. Si possono verificare ordini ripetuti o possiamo non vedere mai più quella scheda. Questa produzione transazionale funziona molto bene per prototipi, ricerca e sviluppo, progetti personalizzati di fascia alta e start-up hardware.

Warner: quali sono i concetti chiave che vorresti che i designer capissero in merito all’assemblaggio delle schede che renderebbero la loro vita (e la tua) più facile?

Benson: innanzitutto la polarità dei componenti non è ovvia. Può sembrare facile, dato che un diodo può andare solo in una delle due direzioni, ma gli "standard" di marcatura sono tutt'altro che standard, specialmente con i LED. Alcuni costruttori marcano il catodo. Alcuni marcano l'anodo. Alcuni LED, dello stesso produttore e della stessa famiglia, usano lo stesso marchio per il catodo su una parte e l'anodo sulla parte successiva della linea di prodotti. Non si dovrebbe mai presumere che il partner di montaggio possa capire facilmente.

Non fidatevi di un'impronta se non conoscete la fonte. Le impronte realizzate in crowdsourcing sono belle, ma le persone possono commettere errori. Molto spesso l'orientamento di rotazione a zero gradi non corrisponde allo standard IPC, il che può destabilizzare le apparecchiature automatizzate. Alcuni componenti possono avere varianti con piedini diversi, cosa che non sempre viene compresa dal progettista dell'impronta. La cosa migliore da fare è controllare sempre due volte la piedinatura, la confezione, l'orientamento, l'incollaggio, la maschera e la polarità/i pin prima di affidarsi a un'impronta.

L'ambiguità è nemica della qualità e della velocità. Nella prototipazione rapida e nella produzione su richiesta ogni minuto conta. Contrassegni ambigui, dati poco chiari o documentazione incompleta portano spesso a difetti di qualità o ritardi nelle spedizioni.

Warner: le applicazioni della pasta saldante rappresentano il 65% o più delle anomalie nell'assemblaggio SMT; voi cosa fate per aumentare i vostri rendimenti e la vostra affidabilità?

Benson: a Screaming Circuits la pasta per saldatura crea molti meno problemi. Questo è dovuto alla nostra esperienza e alla nostra tecnica. Dato che costruiamo tantissime schede diverse vediamo praticamente tutti i nuovi pacchetti di componenti e impariamo come si comportano. Utilizziamo sia stencil che stampanti a getto d'inchiostro, a seconda di cosa funziona meglio per il componente più impegnativo su una determinata scheda. Siamo diventati molto bravi a scegliere un profilo di riflusso adeguato e a personalizzare i tagli della pasta, cose che contribuiscono enormemente a mantenere bassi i problemi di incollaggio.

Warner: quanto vi preoccupano le parti contraffatte nella vostra azienda e che tipo di attività di mitigazione del rischio utilizzate?

Benson: controlliamo attentamente i nostri fornitori e rimaniamo bene alla larga dal mercato grigio. Nel corso degli anni abbiamo avuto pochissimi casi di parti contraffatte. Non succede quasi mai grazie all'impegno dei nostri reparti acquisti e della catena di fornitura. Per quanto riguarda la supply chain ci rivolgiamo solo a persone fidate. Utilizzare fornitori non affidabili non vale il rischio.

Warner: sei l'autore di un piccolo periodico chiamato Circuit Talk. Cosa ti ha motivato a pubblicarlo e che tipo di feedback hai ricevuto dai lettori?

Benson: la progettazione elettronica è cambiata molto negli ultimi decenni. Il personale di supporto nei reparti di ingegneria è stato drasticamente ridotto. Gli ingegneri più anziani che fungevano da mentori si sono ritirati o sono troppo occupati per farlo. Il tipico progettista ora deve fare molto di più che creare uno schematico.

Screaming Circuits vede moltissimi componenti e tecniche diverse, cosa che ci fornisce un'opportunità unica di imparare e contribuire a formare il mondo dell'ingegneria. Ogni giorno vediamo cattivi risultati dei progettisti, anche se non è loro responsabilità dato che non hanno ricevuto una formazione adeguata sul layout, sulla gestione delle librerie o sulla documentazione. Noi possiamo aiutare ad alleviare questi problemi. Trasmettere il massimo della conoscenza possibile è diventato la mia missione. Insegnare ai progettisti ciò che abbiamo imparato rende la loro vita più facile e, di conseguenza, anche la nostra.

Warner: qual è la tua parte preferita e quella che ami di meno dei servizi di produzione nel settore elettronico e perché?

Benson: la parte che mi piace meno? Il pensiero di lasciarla (cosa che non ho intenzione di fare). C'è stato un periodo in cui pensavo che la produzione fosse noiosa. Forse lo era una volta ma di sicuro non qui. Questo è quello che mi piace davvero. Abbiamo clienti che mettono rilevatori di movimento collegati in modalità wireless nei nidi di tartarughe marine per aiutare i piccoli appena nati a raggiungere l'oceano in modo sicuro. Abbiamo costruito delle schede che hanno aiutato a rilevare le onde di gravità - previste da Einstein nel 1915 e infine rilevate nel 2015. Abbiamo schede nello spazio, nelle profondità marine e in tutti gli altri ambienti possibili. Le cose che appariranno nel mercato l'anno prossimo sono già qui nella nostra sede. A Screaming Circuits siamo in contatto con il futuro; non riesco davvero a immaginare di fare altro.

Warner: nemmeno io! Grazie mille per il tuo tempo e la tua perspicacia Duane.

Benson: piacere mio, Judy.