Guia da Startup para Fabricação de PCB

Você passou pelas rodadas de prototipagem, realizou múltiplas rodadas de testes funcionais em campo e seu produto passou nos testes de conformidade EMC. O próximo passo é levar seu protótipo para a produção, eventualmente escalando para um alto volume. O que as startups devem fazer quando estão prontas para dar esse passo tão importante, e como podem reduzir os riscos durante essa transição?

Sempre gostamos de dizer "trabalhe com seu fabricante", mas existem algumas escolhas de design simples e etapas logísticas que suavizarão a transição para a produção. Vamos delinear o que você pode esperar ao transicionar um protótipo para a produção em volume, incluindo a produção em um volume muito maior. Quando chegar a hora de ir para o mercado, você pode estar preparado para entrar na produção rapidamente com um esforço mínimo de redesenho e otimização.

Como Navegar do Baixo ao Alto Volume

A gestão da produção de PCBs difere um pouco quando se produz em baixo volume comparado ao alto volume. Startups e empresas estabelecidas seguem processos similares nesta área:

• Startups precisam inicialmente produzir protótipos em baixo volume para qualificar um design
• Startups precisam iterar sobre designs iniciais para aperfeiçoar seu produto e alinhar com as demandas dos usuários
• Produtos devem posteriormente transicionar para produção em alto volume
• A equipe precisa gerenciar o fornecimento e a logística durante a produção

Prototipagem

O processo de prototipagem é onde muitas startups se destacam; elas dedicam tempo para se tornarem boas na construção de sua funcionalidade, selecionando características para seu produto e qualificando fornecedores. Esta é a chance de aprender com os erros e eventualmente aperfeiçoar o produto antes de escalar para o mercado.

Prototipagem e produção em baixo volume diferem significativamente de produções em alto volume em várias áreas, que são resumidas abaixo.

Prototipagem/baixo volume	Alto volume
Os designs não são otimizados para custo e função	Os designs são altamente otimizados para custo
O custo por unidade pode ser muito alto	O custo por unidade é baixo
Peças fornecidas por grandes distribuidores	Peças fornecidas via alocação de fabricantes de semicondutores e distribuidores
O fornecimento e a compra são feitos pela equipe de design	O fornecimento e a compra podem ser feitos pela equipe de design e pela equipe de aquisição do fabricante
O controle de qualidade varia por fornecedor	Programas específicos de QC implementados pelo fornecedor de fabricação/montagem
Programação/flash realizada pelos designers	Programação/flash realizada na linha ou os componentes são fornecidos pré-programados

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Aquisição em Volume

Na minha experiência trabalhando com startups, uma área que todos dão como certa é a aquisição de componentes. Quando você produz um protótipo, provavelmente vai aos grandes distribuidores dos EUA para pedir peças. Dependendo do número de peças que você precisa adquirir, eles são um ótimo recurso que pode ajudá-lo a preencher pedidos e planejar o orçamento para a produção.

Em volume, uma abordagem diferente será necessária para alguns dos componentes mais críticos. Em alguns casos, você nunca será capaz de adquirir estoque suficiente dos distribuidores para produzir em volume. Em vez disso, você deve ir diretamente aos fabricantes de peças para obter alocação periódica de partes. Alguns componentes onde isso será necessário incluem:

• A maioria dos processadores (MCUs, FPGAs, etc.)
• A maioria dos ASICs especializados sem substitutos compatíveis
• Componentes de módulo (fontes de alimentação tipo brick, módulos com bordas casteladas, etc.)
• Componentes indutivos (transformadores personalizados, indutores, etc.)
• Conectores
• Sensores especializados sem substitutos compatíveis

Se você olhar a lista acima, verá que isso inclui a maioria das peças, exceto pelos componentes passivos e alguns semicondutores discretos. Atualmente, à medida que muitos desses componentes passivos e discretos voltam a um estado de superávit, eles ainda podem ser adquiridos de distribuidores em volumes significativos, às vezes alcançando níveis de ~1 milhão de unidades para passivos.

Duas empresas com as quais trabalhei como parte de compromissos com startups são a Microchip e a Texas Instruments. Eles têm equipes de vendas que podem trabalhar com você para obter alocação de componentes em volumes significativos em uma base mensal. Outros fabricantes de semicondutores podem fornecer alocação conforme necessário para que você possa atingir metas de produção mensais ou anuais.

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Onde Você Deve Produzir em Volume?

Sou um firme defensor de que, para produções de baixo volume, você deve produzir localmente ou deve optar pela produção nearshore. Há muitos benefícios, mais importante a falta de barreiras linguísticas e de fuso horário. Se você está nos Estados Unidos, isso pode significar nearshoring para o México, Canadá ou outro lugar na América Latina. Uma vez que você tenha produzido nessas regiões, esteja satisfeito com a qualidade do produto e pronto para escalar, você pode considerar uma opção offshore na Ásia para alcançar um volume muito maior.

Você Pode Produzir no Exterior?

Em alguns casos, fabricantes asiáticos podem ser o único grupo capaz de fornecer as capacidades de fabricação necessárias para produzir seu design em maior volume. Eles podem existir nos EUA, mas podem não suportar o volume ou os objetivos de custo que você deseja alcançar. Por exemplo, este é o caso de designs HDI com linhas muito finas e designs que requerem fabricação aditiva.

Em alguns casos, você pode ser legalmente impedido de produzir no exterior sem obter uma licença de exportação e trabalhar com uma empresa de EMS licenciada. Nos Estados Unidos, certos produtos na Lista de Munições dos EUA (USML), produtos para uso militar ou produtos comerciais que têm um uso militar duplo são proibidos de serem exportados para o exterior, parcial ou totalmente; regulamentações semelhantes existem no Canadá e na Europa. Nestas instâncias, é necessário trabalhar com um fabricante local e em conformidade.

Otimizar o Design Qualificado

Os designs que são criados como protótipos raramente permanecerão iguais uma vez que o design é escalado para a produção em volume. Antes de colocar uma placa em produção, existem etapas de otimização que geralmente são necessárias. Coisas como eliminar cabeçalhos, pontos de teste, circuitos de teste, vias pequenas e espaço não utilizado na placa podem ser realizadas como parte da otimização. Esses pontos também ajudam na redução de custos do produto, algo que se acumula rapidamente na produção em alta escala.

Quando estiver pronto para preparar seu design de PCB para escalar para a produção em volume, use o recurso de Arquivo OutJob e as ferramentas CAD de classe mundial no Altium Designer^®. Para implementar a colaboração no ambiente interdisciplinar de hoje, empresas inovadoras estão usando a plataforma Altium 365^™ para compartilhar facilmente dados de design e colocar projetos em fabricação.

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