La guida per le startup alla produzione di PCB

Hai superato le fasi di prototipazione, hai eseguito più round di test funzionali sul campo e il tuo prodotto ha superato i test di conformità EMC. Il passo successivo è portare il tuo prototipo alla produzione, per poi scalare verso volumi elevati. Cosa dovrebbero fare le startup quando sono pronte a compiere questo passo molto importante e come si può ridurre il rischio durante questa transizione?

Abbiamo sempre piacere di dire "lavora con il tuo produttore", ma ci sono alcune scelte di progettazione semplici e passaggi logistici che faciliteranno la transizione alla produzione. Illustreremo cosa puoi aspettarti mentre transizioni un prototipo alla produzione in volume, inclusa la produzione a volumi molto più elevati. Quando è il momento di andare sul mercato, puoi essere pronto ad entrare in produzione rapidamente con un minimo sforzo di ridisegno e ottimizzazione.

Come Navigare da Basso ad Alto Volume

La gestione della produzione di PCB differisce in qualche modo quando si produce a basso volume rispetto ad alto volume. Startup e aziende consolidate seguono processi simili in questo ambito:

• Le startup devono inizialmente produrre prototipi a basso volume per qualificare un design
• Le startup devono iterare sui design iniziali per perfezionare il loro prodotto e allinearsi alle richieste degli utenti
• I prodotti devono successivamente passare alla produzione di alto volume
• Il team deve gestire l'approvvigionamento e la logistica durante la produzione

Prototipazione

Il processo di prototipazione è dove molte startup eccellono; si prendono il tempo per diventare bravi a costruire la loro funzionalità, selezionare le caratteristiche per il loro prodotto e qualificare i fornitori. Questa è l'occasione per imparare dagli errori e perfezionare eventualmente il prodotto prima di scalare sul mercato.

La prototipazione e le produzioni a basso volume si differenziano significativamente dalle produzioni di alto volume in molte aree, che sono riassunte di seguito.

Prototipazione/basso volume	Alto volume
I design non sono ottimizzati per costo e funzione	I design sono altamente ottimizzati per il costo
Il costo per unità può essere molto alto	Il costo per unità è basso
Parti fornite dai principali distributori	Parti fornite tramite allocazione da produttori di semiconduttori e distributori
Approvvigionamento e acquisti effettuati dal team di design	L'approvvigionamento e gli acquisti potrebbero essere effettuati dal team di design e dal team di approvvigionamento del produttore
Il controllo di qualità varia in base al fornitore	Programmi specifici di QC implementati dal fornitore di fabbricazione/assemblaggio
Programmazione/flashing eseguita dai progettisti	Programmazione/flashing eseguita in linea o componenti forniti pre-programmati

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Acquisto in Volume

Nella mia esperienza lavorativa con le startup, un aspetto che tutti danno per scontato è l'acquisto dei componenti. Quando produci un prototipo, probabilmente ti rivolgi ai grandi distributori statunitensi per gli ordini di parti. A seconda del numero di parti che devi procurarti, sono una grande risorsa che può aiutarti a completare gli ordini e a pianificare il budget per la produzione.

Per la produzione in volume, sarà necessario un approccio diverso per alcuni dei componenti più critici. In alcuni casi, non sarai mai in grado di procurarti abbastanza scorte dai distributori per produrre in volume. Invece, devi andare direttamente dai produttori di parti per ottenere l'allocazione periodica delle parti. Alcuni componenti per i quali ciò sarà necessario includono:

• La maggior parte dei processori (MCU, FPGA, ecc.)
• La maggior parte degli ASIC specializzati senza sostituti compatibili
• Componenti modulo (alimentatori a mattoncino, moduli castellati, ecc.)
• Componenti induttivi (trasformatori personalizzati, induttori, ecc.)
• Connettori
• Sensori specializzati senza sostituti compatibili

Se guardate l'elenco sopra, vedrete che questo comprende la maggior parte dei componenti eccetto i passivi e alcuni semiconduttori discreti. Oggi, dato che molti di questi componenti passivi e discreti stanno tornando in uno stato di surplus, possono ancora essere acquistati dai distributori in volumi significativi, a volte raggiungendo livelli di ~1 milione di unità per i passivi.

Due aziende con cui ho lavorato nell'ambito di collaborazioni con startup sono Microchip e Texas Instruments. Hanno team di vendita che possono lavorare con voi per ottenere l'allocazione di componenti in volumi significativi su base mensile. Altri produttori di semiconduttori possono fornire allocazione secondo le necessità in modo che possiate raggiungere gli obiettivi di produzione mensili o annuali.

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Dove Dovreste Produrre in Volume?

Sono fermamente convinto che, per le produzioni a basso volume, dovreste produrre localmente o vicino alla vostra sede. Ci sono molti vantaggi, il più importante è la mancanza di barriere linguistiche e di fuso orario. Se vi trovate negli Stati Uniti, questo potrebbe significare delocalizzare la produzione in Messico, Canada o altrove in America Latina. Una volta che avete prodotto in queste regioni, siete soddisfatti della qualità del prodotto e siete pronti a scalare, potreste considerare un'opzione offshore in Asia per raggiungere volumi molto più alti.

Potete Produrre all'Estero?

In alcuni casi, i produttori asiatici possono essere l'unico gruppo in grado di fornire le capacità di fabbricazione necessarie per produrre il tuo progetto in grandi volumi. Potrebbero esistere negli Stati Uniti, ma potrebbero non supportare i volumi o gli obiettivi di costo che desideri raggiungere. Ad esempio, questo è il caso dei progetti HDI con linee molto sottili e dei progetti che richiedono fabbricazione additiva.

In alcuni casi, potresti essere legalmente impedito di produrre all'estero senza ottenere una licenza di esportazione e lavorare con un'azienda EMS autorizzata. Negli Stati Uniti, certi prodotti presenti nella US Munitions List (USML), prodotti per uso militare o prodotti commerciali che hanno un doppio uso militare sono proibiti dall'esportazione all'estero, in parte o totalmente; regolamentazioni simili esistono in Canada e in Europa. In questi casi, sei tenuto a lavorare con un produttore locale conforme.

Ottimizza il Progetto Qualificato

I progetti che vengono creati come prototipi raramente rimangono uguali una volta che il design viene scalato per la produzione di massa. Prima di avviare la produzione di un circuito stampato, ci sono passaggi di ottimizzazione che sono tipicamente necessari. Azioni come eliminare connettori, punti di test, circuiti di test, microvie e spazi inutilizzati sulla scheda possono essere eseguite come parte dell'ottimizzazione. Questi punti aiutano anche a ridurre i costi del prodotto, un aspetto che si somma rapidamente nella produzione di alto volume.

Quando sei pronto per preparare il tuo progetto PCB per la scalatura alla produzione di massa, utilizza la funzionalità del File OutJob e gli strumenti CAD di classe mondiale in Altium Designer^®. Per implementare la collaborazione nell'ambiente interdisciplinare di oggi, le aziende innovative stanno utilizzando la piattaforma Altium 365^™ per condividere facilmente i dati di progettazione e avviare i progetti nella produzione.

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