E-Book: Navegando pela Fabricação de PCB: Parte 1

Engenharia de Front-End em um Produto de PCB

Na aplicação mais ampla do termo, "engenharia de front-end" refere-se a uma abordagem de design de engenharia usada para controlar os custos do projeto e planejar minuciosamente um projeto. O processo de desenvolvimento de produto de PCB refere-se a todas as etapas tomadas antes de a placa ser movida do design para o processo de fabricação. Este artigo revisará essas etapas, definirá o que acontece em cada uma delas e quais os elementos críticos para cada uma. Artigos subsequentes abordarão as operações reais realizadas durante o processo de fabricação.Na aplicação mais ampla do termo, "engenharia de front-end" refere-se a uma abordagem de design de engenharia usada para controlar os custos do projeto e planejar minuciosamente um projeto. O processo de desenvolvimento de produto de PCB refere-se a todas as etapas tomadas antes de a placa ser movida do design para o processo de fabricação. Este artigo revisará essas etapas, definirá o que acontece em cada uma delas e quais os elementos críticos para cada uma. Artigos subsequentes abordarão as operações reais realizadas durante o processo de fabricação.

O Que Há nos Arquivos

Como mostrado na Figura 1, a engenharia de front-end é o primeiro passo na fabricação de uma PCB. Deve-se notar que o processo mostrado nesta figura é padrão em toda a indústria de fabricação de PCBs para a manufatura de PCBs multicamadas.

Figura 1. Fluxo do Processo de Fabricação de PCB Multicamadas

Aqui, todos os dados de design da PCB criados durante o processo de layout são fornecidos ao fabricante para que o processo de manufatura possa começar. Estações de manufatura assistida por computador (CAM) processam os dados de design através de uma série de etapas que resultam nas ferramentas necessárias durante o processo de fab de PCB. A Figura 2 mostra uma estação típica de engenharia de front-end.

As informações fornecidas para este processo incluem:

• Os dados ou imagens "Gerber" das camadas da PCB.
• A netlist que mostra a conectividade da PCB.
• As informações de empilhamento.
• As informações de perfuração.
• A especificação de fabricação.
• A especificação dos materiais.

Figura 2. Estação de Trabalho Típica de Engenharia de Front End

Como pode ser visto acima, garantir que todas as informações entregues ao fabricante estejam completas e precisas terá um impacto direto no resultado do processo de fabricação. A Tabela 1 é a lista dos arquivos de dados típicos requeridos por um fabricante. Existem vários formatos usados para esses dados, incluindo GenCam, Gerber e OCB++.

Tabela 1. Arquivos de Dados Típicos Usados para Fabricar um PCB

Iniciando o Esforço de Engenharia Front-end

O primeiro passo no processo de engenharia de front-end é verificar o design quanto à precisão. Uma parte crítica desse processo é sintetizar uma netlist a partir dos dados Gerber ou da arte que mostra como a PCB será conectada se for construída conforme a arte. Esta lista sintetizada é comparada à netlist CAD (fornecida conforme mencionado acima) e representa como a PCB deve ser conectada. Este esforço de comparação de netlist é o primeiro passo crucial no processo de ferramentas da PCB e nunca deve ser omitido, não importa quão apertada possa estar a agenda. As informações da netlist precisam ser completas e precisas (evitando assim o velho cenário de "lixo entra/lixo sai"). Se a netlist dos dados Gerber e a netlist CAD não concordarem, então nenhum trabalho adicional deve ser feito até que as diferenças sejam resolvidas. Esta operação de comparação de netlist é uma salvaguarda vital contra erros que podem se infiltrar nos dados de design ao longo do caminho. Falhar em fazer esse esforço frequentemente resulta em PCBs que estão erradas e inutilizáveis desde o início. Uma vez que o exercício da netlist tenha sido concluído com sucesso, o próximo passo é verificar a arte do design para garantir:

• Larguras de trilhas corretas.
• Distâncias de segurança corretas.
• Registro adequado entre todas as camadas.
• Os tamanhos dos pads são adequados para os tamanhos de furação e tolerâncias.

Se a PCB é fabricada, ela possui impedância controlada. A equipe de engenharia de design falhou em fornecer as larguras de trilha, espessuras de laminado e estilos necessários para chegar à impedância correta em cada camada. O grupo de engenharia de front-end usará ferramentas de previsão de impedância para chegar a essa informação crucial. De nossa experiência, é imprudente deixar esse passo crítico apenas nas mãos do fabricante, pois cada um fará de acordo com seus processos padrão. Isso pode resultar em ter uma PCB completamente diferente de dois fabricantes diferentes usando o mesmo conjunto de filmes. Esta é uma das principais razões pelas quais dedicamos tanto tempo ao design de empilhamento em nossos cursos e nossos textos. Não acertar isso pode custar tempo, dinheiro, perda de oportunidades de mercado, ou todos os três.

Ferramentas de Fabricação

O próximo passo após o anterior é a geração de ferramentas de fabricação. Isso consiste em:

• Arte final de produção para cada camada.
• Arquivos de furação.
• Ferramentas de teste.
• Perfis de roteamento.
• Programações de galvanização.
• Programações de gravação.
• Instruções de empilhamento.
• Programações de laminação.
• Testes de qualidade.

Cada um dos itens acima é descrito abaixo.

A arte final de produção consiste em um filme para cada camada da PCB, juntamente com peças de filme para a máscara de solda em cada lado e a legenda ou serigrafia para cada lado. Esta arte final é diferente da arte final de design nas seguintes maneiras:

• As larguras dos traços serão aumentadas para permitir o estreitamento que ocorre durante o processo de gravação.
• O tamanho real da arte final será ligeiramente expandido para permitir a contração do material que acontece durante o processo de laminação.
• Recursos de ferramental de fabricação serão adicionados ao redor do perímetro do painel no qual a PCB está sendo construída. Esses recursos incluem:
  • Alvos de registro.
  • Estruturas de teste.
  • Barragens de resina para igualar o fluxo de resina no prepreg à medida que ele amolece durante a laminação.

Figura 3. Detalhe da camada interna mostrado após a aplicação de óxido negro.

Foto à esquerda mostra o ferramental de fabricação, barragens de resina (o padrão de pontos pretos) e estruturas de teste são visíveis no limite do painel.

Os arquivos de furação incluem os tamanhos e localizações de todos os furos, tanto os metalizados quanto os não metalizados. Eles são organizados para fornecer a perfuração mais eficiente ao transitar de furo em furo. Se o tamanho do furo acabado foi especificado, a engenharia de processo calculará o tamanho da broca necessário para alcançar o tamanho do furo acabado

após a metalização. É muito útil adicionar notas específicas sobre o tamanho da broca. Tradicionalmente, o tamanho do furo acabado era especificado, e o fabricante então escolhia um tamanho de broca que se adequasse ao seu processo. Com os designs de hoje e o espaçamento apertado dos pinos dos componentes, não há muita margem para variações no tamanho do furo. É por isso que recomendamos escolher o tamanho da broca como parte do processo de design do conjunto de pads e, em seguida, fixá-lo. Isso resulta em especificar o tamanho da broca no gráfico de furação em oposição ao tamanho do furo acabado. Se a furação a laser ou com profundidade controlada ou o preenchimento posterior for especificado como parte do design, esses arquivos também serão criados como parte dos arquivos de furação.

Ferramentas de teste incluem as informações necessárias para construir o dispositivo de teste, as regras de fiação para essa estrutura de teste e a netlist usada pelo testador para verificar se a conectividade está correta.

Perfis de roteamento incluem instruções para uma máquina (roteador) que corta a PCB do painel no qual ela foi construída. Se as PCBs estiverem conectadas em um subpainel para facilitar a montagem, as instruções incluirão a criação das linhas de ranhura ou linhas de furos perfurados que serão usadas para separar a PCB do subpainel após a montagem. A Figura 4 mostra um PCB panelizado contendo nove pequenas PCBs dentro do painel. Foi projetado para otimizar o processo de montagem. As áreas claras representam o material a ser removido ao redor de cada PCB durante o processo de roteamento. Após a montagem, cada PCB será separada do painel.

Figura 4. Um PCB Panelizado com 6 PCBs por Painel Pronto para a Montagem

Agendas de Platinagem definem quais tipos de metais serão depositados nas camadas externas da PCB e quanto tempo o painel precisará permanecer em cada etapa de platinagem para alcançar a espessura de metal requerida. Deve-se notar que a criação de camadas internas não envolve platinagem.

Agendas de Gravação descrevem as etapas de gravação necessárias e quanto tempo a PCB ou camadas internas devem permanecer em cada etapa de gravação.

Instruções de Empilhamento descrevem como as camadas internas, subconjuntos (ou detalhes), camadas de prepreg e folhas de cobre das camadas externas são organizadas para chegar ao empilhamento final. Essas informações incluem quantas PCBs serão incluídas em uma única abertura de prensa e como elas serão separadas.

Agendas de laminação incluem quanto de pressão deve ser usada durante a laminação, o perfil de temperatura para a etapa de laminação, a duração do ciclo de prensa e como a PCB laminada será resfriada.

Além dos testes de comparação de netlist descritos acima, testes adicionais de Qualidade verificam curtos e abertos, distâncias entre trilhas e vias, e distâncias de vias para planos.

Resumo

A engenharia de front-end foca em todas as etapas necessárias para mover uma PCB do design para o processo de fabricação. Esta é uma parte crítica do processo de manufatura, e a minuciosidade dela garantirá que a PCB fabricada corresponda à PCB projetada.

Gostaria de saber mais sobre como a Altium pode ajudá-lo com seu próximo design de PCB? Fale com um especialista na Altium ou descubra como exportar facilmente designs nativos ou outros formatos de arquivo EDA com a funcionalidade de conversão de PCB para Gerber do Altium Designer.

Referências:
Ritchey, Lee W. e Zasio, John J., “Right The First Time, A Practical Handbook on High Speed PCB and System Design Volume 2.

Como Comparar Serviços de Fabricação de PCB para Sua Placa

Quando você administra uma empresa de design, existe um tipo de e-mail que você certamente receberá mais do que qualquer outro: e-mails de vendas de serviços de fabricação de PCB. Entendo que as empresas precisam divulgar seus nomes e querem ganhar negócios, então esta postagem não tem a intenção de denegrir essas empresas. Há muitos serviços de fabricação de PCB que você pode encontrar online, e todos eles podem começar a se misturar. Se você está procurando um novo provedor de serviço, pode ser difícil comparar todos eles e encontrar o melhor fabricante que atenda às suas necessidades.

Algumas empresas vão inundar você com ofertas como “PCB de núcleo metálico RF HDI de 2 a 48 camadas” ou algo igualmente absurdo. Enquanto designers experientes podem identificar fabricantes duvidosos de longe, sempre há a tentação de escolher a empresa estrangeira com o preço mais baixo e supostamente mais rápida que você encontrar. No entanto, há muito mais que deve ser considerado ao escolher um serviço de fabricação de PCB do que apenas o preço.

Como Escolher Seu Serviço de Fabricação de PCB

Quando você está procurando se engajar com um serviço de fabricação de PCB, encontrará muitas informações no site deles para usar na comparação. Há muita sobreposição entre diferentes serviços em termos de preço e prazos de entrega, mas existem várias métricas que você deve usar para comparar diferentes serviços.

Para começar, olhe os limites de capacidade do fabricante. A maioria dos fabricantes é bastante competitiva nesta área e pode fabricar de forma confiável até algo como trilhas de 4 mil, vias de 8 mil e poucos mils de espaçamento em empilhamentos padrão. Depois de verificar que sua placa corresponde às capacidades deles, existem outras métricas que você deve usar para comparação:

Preço vs. Prazo de Entrega

Preço e prazo de entrega tendem a seguir uma relação inversa: um sobe enquanto o outro desce. Se a sua casa de placas oferece opções de prazo de entrega flexíveis, você pode compensar alguns dos custos de fabricação estendendo seu prazo de entrega. Isso se aplica tanto à fabricação quanto à montagem. Da mesma forma, se você precisa que suas placas sejam entregues da noite para o dia, terá que pagar extra por isso. Certifique-se de que seu serviço de fabricação de PCB pode acomodar seus alvos de prazo de entrega dentro do seu orçamento.

Uma coisa que não levei em conta na minha primeira produção foi o tempo de envio necessário para mover da fabricação para a montagem e para entregar a PCBA finalizada para mim. Além disso, não contabilizei o tempo necessário para enviar os componentes ao fabricante, o que atrasou o início da montagem da PCB. Certifique-se de levar em conta esses outros aspectos do processo de fabricação de PCB para que você não seja surpreendido por quaisquer atrasos na entrega.

Fabricação, Montagem ou Ambos?

Alguns fabricantes fornecerão fabricação e montagem internamente, enquanto alguns terceirizarão a montagem para um parceiro. Tenha isso em mente, pois você pode precisar enviar suas placas fabricadas e seus componentes para um montador, assumindo que você não fará a montagem por conta própria. Alguns serviços de fabricação de PCB oferecerão um serviço turnkey, onde eles cuidam de tudo relacionado à sua produção e você não precisa se preocupar com mais nada. Isso é bom para designers que podem não estar familiarizados com o processo de aquisição e consignação ou não têm tempo para gerenciar a aquisição.

Flashing em Linha de Produção

Isso é mais para o desenvolvedor de sistemas embarcados que deseja eventualmente produzir em grande volume, mas ainda é algo a considerar. Alguns serviços de fabricação de PCB oferecem serviços de gravação de firmware em linha de produção, onde seu código é gravado na memória antes de as placas serem enviadas para você. Isso não é algo que você precisará fazer durante a prototipagem de PCB, mas você precisaria considerar isso se levar seu protótipo para a fabricação em grande volume.

Opções de Banho e Peso de Cobre

Olhe para qualquer site de serviço de fabricação de PCB, e todos oferecem praticamente as mesmas especificações sobre cobre: 0,5 ou 1 oz./pé quadrado de cobre com banho ENIG nas camadas externas, e 1 oz./pé quadrado de cobre nas camadas internas ou planos. Se você precisar de um peso de cobre diferente e/ou banho, certifique-se de verificar as capacidades do seu fabricante e as opções de empilhamento.

Materiais e Empilhamentos Disponíveis

Deixei isso por último porque quase sempre é a última coisa em que novos designers pensam ao planejar uma produção em série para uma placa. Em vez disso, a primeira coisa que você deve fazer antes de desenhar sua placa é criar um empilhamento proposto e, em seguida, verificar com um fabricante se eles podem produzir algo que atenda ou esteja próximo dessas especificações. Você pode enviar uma captura de tela do seu empilhamento proposto para o fabricante, e eles podem confirmar se os materiais em estoque deles podem atender a esses requisitos, ou podem propor um empilhamento alternativo.

Exemplo de tabela de empilhamento de uma serviço de fabricação de PCB. Note que esta placa tem uma espessura não padrão.

Certifique-se de informar ao seu fabricante se você tem um requisito de impedância (geralmente 50 Ohms em modo simples). Se você cometeu um erro ao calcular o empilhamento e a largura da trilha, um bom fabricante lhe dirá o empilhamento correto que eles podem produzir. Lembre-se, se não puder ser fabricado, então você pode muito bem nem mesmo desenhá-lo.

A Conclusão: Fale Primeiro com Seu Fabricante de PCB

A partir da lista acima, existem muitas dimensões que você precisará considerar para comparar fabricantes de PCB. Não custa conversar com seu fabricante antecipadamente para ter uma ideia de suas capacidades e garantir que sua produção seja bem-sucedida e atenda às suas expectativas.

Quando você precisar acessar uma ferramenta de layout de PCB fácil de usar que inclui tudo o que é necessário para construir placas de circuito de alta qualidade e fabricáveis, não procure além do CircuitMaker. Quando estiver planejando sua próxima produção, você pode gerar instantaneamente os arquivos de saída necessários para colocar sua placa em produção com um serviço de fabricação de PCB. Todos os usuários do CircuitMaker também têm acesso a um espaço de trabalho pessoal na plataforma Altium 365. Você pode fazer upload e armazenar seus dados de design na nuvem, e pode visualizar facilmente seus projetos através do seu navegador web em uma plataforma segura.

Como Criar uma Estimativa de Custo de Fabricação de PCB

A menos que eu receba um trabalho de layout diretamente de um fabricante, meus clientes geralmente perguntam se sou um fabricante. Minha empresa não fabrica placas, mas acho importante manter os clientes informados sobre os custos de fabricação de novas PCBs. Uma vez que comecei a reunir estimativas para alguns dos meus primeiros projetos, comecei a entender melhor os principais fatores que influenciam o custo de fabricação de PCBs e como estruturar adequadamente uma estimativa abrangente para meus clientes.

A menos que eu receba um trabalho de layout diretamente de um fabricante, meus clientes geralmente perguntam se sou um fabricante. Minha empresa não fabrica placas, mas acho importante manter os clientes informados sobre os custos de fabricação de novas PCBs. Uma vez que comecei a reunir estimativas para alguns dos meus primeiros projetos, comecei a entender melhor os principais fatores que influenciam o custo de fabricação de PCBs e como estruturar adequadamente uma estimativa abrangente para meus clientes.

O Que Determina a Estimativa de Custo de Fabricação de PCBs?

Existem vários fatores que influenciam os custos de fabricação. Em geral, produzir mais placas, usar mais vias por placa, utilizar trilhas/vias/furos de montagem menores e usar mais componentes por placa, todos aumentam os custos de fabricação. No entanto, os custos envolvidos não são lineares. Em outras palavras, dobrar o número de placas e componentes não dobrará o custo total de um pedido.

Existem algumas razões importantes para isso. Há uma série de custos fixos envolvidos em qualquer produção, incluindo custos de ferramental, revisão de design, criação de estêncil e outros, dependendo das suas necessidades. Outros custos são variáveis e são determinados por placa. O custo por placa pode diminuir à medida que o tamanho do pedido diminui, o que tem menos a ver com a panelização e mais com a amortização dos custos fixos de NRE e ferramental em toda a execução da fabricação. A mesma ideia se aplica à montagem (veja abaixo).

Revisão e Inspeção de DFM Pré-Produção

Algumas fábricas de PCB oferecerão diferentes níveis de serviço no que diz respeito à inspeção pré-produção, revisão de design e engenharia, e revisão de DFM. Aproveitar uma revisão completa de engenharia pode aumentar significativamente o custo por placa em baixos volumes, pois acarreta um custo fixo adicional. Note que, algum nível de revisão do design de PCB tem que ocorrer para que o design seja cotado e para garantir que ele possa ser fabricado. Se você violar algumas restrições básicas de design (sendo as folgas as mais importantes), seu projeto pode ser marcado como sem oferta até que você corrija alguns erros básicos.

Quando seu design passa por uma revisão de DFM minuciosa, seu fabricante verificará seus arquivos para garantir que seu design possa ser fabricado em seu processo.

É aqui que o nível de serviço e a extensão de qualquer revisão são muito importantes. Às vezes, uma escolha de design correta do ponto de vista elétrico e fabricável não acionará uma violação de DFM em termos de capacidade de fabricação, mas pode criar risco de um defeito de montagem ou uma falha total do seu produto. Um exemplo perfeito são pads que estão muito próximos sem definição suficiente de máscara de solda no pad. O inverso também é possível, onde uma escolha de design corretamente elétrica aciona uma violação de DFM, ainda que a escolha de design tenha sido intencional. Minha empresa faz muitos designs envolvendo estruturas de RF e guias de onda, e às vezes recebemos uma notificação de um curto-circuito durante uma revisão de design de PCB ou ao executar DRCs. Certifique-se de perguntar o que está envolvido neste tipo de revisão e determinar quais entregáveis de design você precisa fornecer antes de adicionar um serviço de revisão de engenharia ao seu orçamento. É sempre bom se você pode antecipar essas violações de DFM intencionais ou não intencionais e comunicá-las com o engenheiro CAM na sua fábrica de fabricação.

Drivers de Custo de Fabricação de PCB

Aqui está um breve resumo de alguns dos principais drivers de custo envolvidos na fabricação. Certifique-se de considerar cada uma dessas áreas ao criar uma estimativa de custo de fabricação de PCB.

Em relação ao número de placas sendo fabricadas, o principal fator não é realmente o número de placas, mas sim o custo por painel. Para uma pequena tiragem, o custo por painel e os custos NRE determinarão o custo por placa. Em alto volume, o custo geral por placa diminui à medida que os custos variáveis dominam o custo total da produção. Os outros pontos acima são apenas o ponto de partida para a fabricação, pois focam apenas na fabricação da placa nua. Também há custos de montagem a considerar.

Drivers de Custo de Montagem

Os drivers de custo envolvidos na montagem se resumem ao seguinte:

• Número de componentes únicos: Mais componentes únicos equivalem a um custo maior, embora encomendar componentes em grande quantidade reduza o preço por
• Tipo de componentes:A montagem totalmente SMD pode custar até ~50% mais do que a montagem through-hole.
• Montagem de dupla face vs. montagem de face única: A montagem de dupla face aumenta os custos, pois sua placa essencialmente tem que passar pela linha de montagem duas vezes.

Pitch de chumbo em componentes SMD: Eu vi que qualquer prêmio em componentes SMD de pitch fino varia de acordo com o fabricante. Se você já está usando tudo em SMD, alguns fabricantes não cobrarão extra por componentes de pitch mais fino.

BGAs: A montagem de componentes BGA de face única ou dupla pode custar cerca de 20% a mais do que outros componentes SMD, o que se soma a qualquer prêmio já cobrado pela montagem dupla. BGAs de passo mais fino abaixo de algum limite podem acarretar custos adicionais, dependendo das capacidades de fabricação e montagem.

IPC 6012/IPC-A-600 Classe 3: A produção e montagem até a Classe 3 IPC-A-600 podem ter custos significativamente maiores, embora a qualidade do produto final seja muito mais alta. Os custos também são maiores devido às inspeções adicionais necessárias para verificar a conformidade com as especificações de desempenho e inspeção mais rigorosas impostas aos produtos Classe 3.

Conformidade com ITAR: Se você está trabalhando nos EUA, seu projeto pode precisar estar em conformidade com ITAR. As PCBs finalizadas precisarão aderir aos requisitos do ITAR sobre integridade de dados, integridade da PCB e envio. Esses custos são repassados a você como designer.

A menos que a montagem seja feita à mão, os custos de montagem não aumentarão sempre linearmente com o número de placas. Em outras palavras, com a montagem automatizada, dobrar o número de placas não sempre dobra o custo de montagem. Parte do custo de montagem vai para a programação das máquinas, enquanto o restante efetivamente paga pelo tempo de máquina.

Os custos dos componentes seguem uma estrutura similar. Quando você pede mais componentes, pode alcançar um novo patamar de preço com seu distribuidor de componentes onde o custo por componente cai. Esta é uma razão pela qual é melhor comprar de um único distribuidor em vez de misturar e combinar vários distribuidores.

Produção no Exterior vs. Local

Vivemos em um ambiente globalizado, e nunca foi tão fácil terceirizar a fabricação e/ou montagem para uma região com custos de mão de obra mais baixos. A escolha de fazer isso depende do volume de produção, nível de serviço necessário, o risco envolvido em expor um design no exterior, tempo de espera necessário e potenciais economias de custo.

Para designs básicos que foram completamente qualificados, descobri que fabricantes chineses podem fazer o trabalho muito bem, embora eles cobrem a mais por pequenas adições ao pedido (por exemplo, certas características de impressão de tela, testes, cor da máscara de solda). Tive clientes que me contaram histórias de terror onde o design que enviaram não se parecia em nada com o produto que receberam; aparentemente, o fabricante fez muitas modificações no design para reduzir os custos ao máximo possível, e depois embolsaram a diferença. Há também preocupações com propriedade intelectual, e o risco de expor dados de design a uma parte estrangeira pode ser inaceitavelmente alto. Para designs mil-areo nos EUA, restrições de controle de exportação (EAR) e requisitos ITAR limitarão sua capacidade de terceirizar a fabricação e enviar para o exterior; restrições semelhantes se aplicam no Canadá e na Europa.

Há alguns benefícios reais em permanecer local, mesmo que o custo seja mais alto. Eu prefiro fabricantes locais, pois isso me dá mais controle sobre todo o processo, especialmente para prototipagem ou produção em baixo volume. Eu posso acabar pagando mais por unidade em baixo volume, mas eu e meus clientes estamos dispostos a pagar pelo nível extra de serviço, capacidade de resposta e segurança em saber que nossos designs não serão roubados. Se você estiver disposto a aceitar o risco envolvido em ir para o exterior para fabricação, você poderia trabalhar com um fabricante contratado (CM) que usa uma casa de fabricação qualificada no exterior e monta localmente. Para designs mais avançados, ou se o design carrega alguns requisitos específicos de teste/inspeção, eu preferiria usar um fabricante local, pois posso sempre falar com alguém diretamente por telefone.

Em termos de custo, o preço por unidade de uma placa produzida localmente (nos EUA) pode ser até 5 vezes maior do que o preço da mesma placa produzida no exterior com o mesmo prazo de entrega. A montagem é outra questão completamente diferente, pois nem todos os fabricantes oferecem montagem no local, e você precisará obter um orçamento de uma empresa de montagem. Enviar suas placas do seu fabricante para o montador também aumenta o seu prazo de entrega, o que adiciona custos intangíveis ao seu novo produto.

Seja cuidadoso antes de enviar seu design para produção no exterior e considere cuidadosamente os riscos.

Teste, Inspeção e Qualificação

Testes e inspeções são duas atividades importantes que também precisam ser realizadas quando uma nova placa é produzida. Produção e inspeção até a Classe 3 da IPC-A-600 custam mais do que a Classe 2 ou Classe 1; o mesmo se aplica a outras normas e classes relevantes. Você também pode precisar produzir de acordo com um conjunto específico de padrões da indústria, como IPC-13485, NADCAP ou AS9100, mas é difícil fazer declarações generalizadas sobre custos com esses fabricantes. A qualificação para padrões UL ou outros padrões específicos da indústria normalmente acarreta um custo adicional e não estará disponível em todos os fabricantes. É aqui que diferentes fabricantes podem ter grandes diferenças em capacidades, o que determinará os custos envolvidos em testes, inspeções e qualificação. Certifique-se de considerar esses pontos ao solicitar cotações dos fabricantes.

Por Último, Mas Não Menos Importante: Componentes!

Com toda essa conversa sobre custos de fabricação e montagem, é fácil esquecer dos custos dos próprios componentes. No ambiente atual de escassez de semicondutores, todas as grandes empresas de EMS estão passando de um modelo de cadeia de suprimentos just-in-time para just-in-case. Isso significa que os designers precisam desempenhar um papel na gestão de riscos, realizando atividades de sourcing no início do design, e não no final de um design.

Isso não é necessariamente um fator de custo para fabricação ou montagem, mas pode criar a necessidade de um redesenho quando você descobre de repente que seus componentes críticos estão esgotados.

1. Identifique componentes críticos com poucas ou nenhuma substituição logo cedo, e então adquira os estoques mínimos necessários.
2. Idealmente, em vez de #1, use componentes que tenham algumas substituições disponíveis (idealmente compatíveis com os pinos) e planeje adquirir as quantidades necessárias antes da produção.
3. Para peças especiais nas quais você lidará diretamente com um fabricante, defina os requisitos no início do projeto e faça um pedido com o fabricante do componente cedo. O tempo de espera pode ser longo, mas você terá peças a caminho antes de terminar o projeto.

Se você faz parte de um bureau de serviços ou de uma empresa de engenharia maior, certifique-se de levar em conta esses pontos logo no início do processo de design. Pode ser necessário algum comprometimento dos clientes, mas definir esses requisitos cedo ajuda a eliminar muitos riscos e aumentos de custo antes de ir para a produção

Quando você está construindo uma nova PCB, o Altium Designer^® oferece as ferramentas necessárias para criar produtos que incluem recursos avançados, ao mesmo tempo em que cumprem os requisitos de DFM (Design for Manufacturability) do seu fabricante. Você também poderá gerar rapidamente entregáveis e documentação que ajudam a garantir uma estimativa de custo de fabricação de PCB precisa. Quando estiver pronto para liberar seu projeto para uma revisão de design de PCB, você pode usar a plataforma Altium 365 para compartilhar dados de design com seu fabricante e chegar ao mercado rapidamente.

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A fabricação de PCB é um dos passos finais para levar seu produto ao mercado, e ainda assim, os processos modernos de fabricação de PCB impõem importantes restrições de confiabilidade e fabricabilidade aos designers. Os designers de PCB devem entender como as capacidades de seu fabricante e montador determinarão as opções de design disponíveis. Entender esses aspectos de um layout de PCB no início do processo de design ajudará os designers a garantir alta produtividade, qualidade e confiabilidade.

Este e-book oferecerá uma visão mais aprofundada do processo de fabricação de PCB, abrangendo desde os materiais usados em uma placa nua até considerações importantes de design para fabricação (DFM). Os tópicos abordados incluem:

• Uma breve visão geral do processo de engenharia front-end na fabricação de PCB
• Como suas escolhas de design e necessidades de fabricação influenciam os custos
• O que os fabricantes procuram em uma revisão de DFM
• A importância dos marcadores fiduciais
• O que incluir nas notas de fabricação de PCB

Clique no PDF acima para ler mais sobre a fabricação moderna de PCB e navegar pelo processo de fabricação.

Este é um e-book de duas partes. A Parte 1 inclui:

Engenharia Front-End Um Produto PCB por Kella Knack
Como Comparar Serviços de Fabricação de PCB para Sua Placa por Zach Peterson
Como Criar uma Estimativa de Custo de Fabricação de PCB por Zach Peterson

Baixe a segunda parte deste e-book aqui.