Introducere
Plăcile de control industriale rareori primesc multă atenție în afara echipamentelor pe care le conduc.
Acestea se află în interiorul sistemelor de automatizare, computerelor industriale, modulelor I/O, interfețelor senzorilor, gateway-urilor, unităților de control al motoarelor, modulelor de putere, controlerelor de mașini și dulapurilor de control. Când lucrează, nimeni nu vorbește despre ei. Când eșuează, o linie se poate opri, un cabinet poate avea nevoie de service sau un tehnician poate fi nevoit să diagnosticheze problema pe teren.
Asta schimbă discuția despre ansamblul PCB.
Pentru cumpărătorii OEM, întrebarea nu este doar: „Poate acest furnizor să asambleze placa?”
Întrebarea mai bună este: „Poate acest partener EMS să ne ajute să construim un PCBA de control industrial care este suficient de robust pentru mediul de operare, suficient de bine definit pentru a testa în mod repetat, suficient de practic pentru a fi integrat și suficient de stabil pentru loturile viitoare?”
Placa de control industrial PCBA nu este un ansamblu obișnuit de electronice de consum cu componente mai grele. De asemenea, nu este doar o altă comandă PCBA. Aplicația plăcii, mediul de operare, conectorii, firmware-ul, metoda de testare și nevoile de producție repetată modelează domeniul de producție.
Plăcile de control industriale nu sunt doar „plăci de consum mai grele”
Plăcile de control industriale acoperă multe tipuri de produse: module legate de PLC-, plăci de I/O distribuite, plăci de acționare a motoarelor, controlere de proces, plăci de interfață cu senzori, module de monitorizare a puterii, plăci de gateway industriale, plăci de control asociate HMI- și plăci de control încorporate utilizate în interiorul echipamentelor industriale.
Ceea ce le face diferite nu este doar designul circuitului. Este rolul de operare.
Este posibil ca o placă de control industrială să aibă nevoie să suporte ore lungi de funcționare, o intrare stabilă de energie, toleranță la zgomot electric, conexiuni cu relee sau blocuri terminale, cablare pe teren, actualizări de firmware, acces la service, integrarea carcasei și comenzi repetate pe un ciclu de viață mai lung al produsului.
Unele plăci industriale sunt simple. Este posibil ca o placă de interfață mică cu îmbinări de lipire vizibile și fără firmware să nu aibă nevoie de un test greu sau pachet de documentație.
Dar discuția EMS ar trebui totuși să înceapă de la aplicația reală a consiliului, nu de la un citat PCBA generic.
O placă care funcționează pe bancă poate încă nu îndeplini cerințele reale ale cumpărătorului dacă este greu de asamblat în mod constant, greu de testat sau instabilă în interiorul echipamentului final.
1. Controlul BOM și stabilitatea aprovizionării componentelor
Pentru placa de control industrială PCBA, stabilitatea BOM este de obicei una dintre primele nevoi ale cumpărătorului.
Multe produse industriale nu sunt construite o singură dată și apoi înlocuite rapid. Acestea pot necesita comenzi repetate, piese de schimb, stoc de service, revizii controlate sau asistență-pentru întreținere pe termen lung. Dacă BOM depinde de disponibilitatea pe termen scurt-sau de înlocuiri informale, proiectul poate deveni dificil de repetat.
O BOM pregătită pentru producție ar trebui să clarifice numerele de piesă aprobate ale producătorului, alternativele aprobate, componentele critice, piese de-conducție lungă sau unică-, cerințele pentru relee și conectori, riscurile ciclului de viață, regulile de aprobare a înlocuirii și așteptările de trasabilitate.
Acest lucru este important în special pentru plăcile care utilizează conectori industriali, dispozitive de alimentare, circuite integrate de comunicații, optocuple, relee, siguranțe, componente izolate de interfață și piese specificate de client-.
O componentă de înlocuire se poate potrivi amprentei. Asta nu înseamnă automat că se comportă la fel într-un sistem de control industrial.
Pentru cumpărătorii OEM,Aprovizionarea componentelorar trebui tratată ca parte a stabilității producției, nu doar ca o modalitate de a completa BOM.
2. Examinare-conștientă a aspectului PCB de fabricație
Plăcile de comandă industriale au adesea nevoie de mai mult decât un aspect corect din punct de vedere electric.
Dispunerea PCB-ului ar trebui să sprijine, de asemenea, asamblarea, inspecția, testarea, montarea mecanică, direcția cablului, comportamentul termic și accesul la service.
În timpul revizuirii ansamblului PCB, cumpărătorii ar trebui să acorde atenție orientării conectorilor, distanței blocului de borne, spațiului dintre orificiile de montare, să păstreze-zonele din jurul componentelor-de profil înalt, zonele de izolare unde aplicația le solicită, accesul la punctele de testare, marcajele de polaritate, amplasarea componentelor generatoare de căldură, panoul și potrivirea mecanică cu carcasă sau carcasă, hardware DIN, carcasă sau carcasă.
În PCBA de control industrial, conectorii și interfețele mecanice contează adesea la fel de mult ca plasarea IC.
Un conector poate fi corect din punct de vedere electric, dar incomod pentru cablarea pe teren. O placă poate trece un test funcțional pe bancă, dar poate fi dificil de fixat. O componentă de alimentare poate trece de funcționarea de bază, dar totuși creează probleme termice în interiorul unei carcase.
De aceea, revizuirea DFM și DFT ar trebui să conecteze intenția de proiectare cu realitatea de producție.
3. Planificarea montajului cu tehnologie mixtă
Multe plăci de control industriale nu sunt plăci SMT pure.
Adesea, ele combină componente SMT cu conectori prin-gauri, blocuri terminale, relee, transformatoare, comutatoare, antet, siguranțe, condensatoare mari sau componente de interfață de alimentare.
Aceasta înseamnă că procesul de asamblare poate implica asamblare PCB SMT, asamblare DIP, lipire prin val, lipire selectivă, asamblare manuală, instalare a conectorilor, suport mecanic și inspecție post-asamblare.
Asamblarea cu tehnologie mixtă necesită planificare.
Partenerul EMS poate avea nevoie să ia în considerare secvența de plasare, metoda de lipire, masa termică, alinierea conectorului, suportul pentru componente grele, accesul la inspecție și limitele de reprelucrare.
Un prototip mic poate fi uneori construit manual-cu succes. O construcție repetabilă a plăcii de control industrial necesită un traseu stabil de proces.
Aici cumpărătorii ar trebui să evite să trateze plăcile de control industriale ca doar un alt PCBA. Procesul contează adesea la fel de mult ca schema.
4. Preocupări legate de putere, termică și zgomot-producție
Plăcile de control industriale interacționează adesea cu motoarele, senzorii, releele, solenoizii, cablurile de câmp, sursele de alimentare, liniile de comunicație sau alte semnale-la nivel de echipament.
Acest lucru face ca puterea, căldura și zgomotul electric să fie mai importante decât ar putea apărea doar din lista de materiale.
Din perspectiva producției și revizuirii PCBA, cumpărătorii OEM ar trebui să clarifice intervalul de tensiune de intrare, căile de -curenți mari, componentele generatoare de căldură-, releele sau zonele de comutare, componentele de izolare, așteptările de împământare, cerințele de ecranare sau filtrare, valorile nominale ale curentului conectorului, designul plăcuței termice, nevoile zonei de cupru și așteptările de curățare sau acoperire acolo unde este necesar.
Partenerul EMS nu înlocuiește responsabilitatea de proiectare electrică a cumpărătorului. Dar un partener de producție poate semnala riscuri practice care afectează asamblarea, inspecția, testarea și repetabilitatea.
De exemplu, un conector de alimentare poate necesita o considerație mecanică mai puternică. Un releu sau un bloc terminal poate necesita mai multă atenție în timpul-asamblarii și inspecției orificiului traversant. Un dispozitiv QFN sau BGA poate avea nevoie de inspecție cu raze X-dacă starea de lipire ascunsă face parte din riscul de fiabilitate.
Ideea este să nu supra-proiectezi fiecare placă.
Ideea este să vă asigurați că planul de producție respectă rolul real de operare al consiliului.
5. Testare și inspecție care se potrivesc cu funcția Consiliului
Placa de control industrială PCBA are de obicei nevoie de o strategie de testare mai clară decât o verificare vizuală rapidă.
Sfera de testare depinde de funcția plăcii, nivelul de risc, pregătirea firmware-ului, accesul la testare, tipurile de pachete de componente și stadiul de producție.
Nevoile obișnuite de inspecție și testare pot include inspecția AOI pentru calitatea vizibilă a ansamblului SMT, inspecția cu raze X pentru îmbinări de lipire ascunse acolo unde este necesar, testarea TIC atunci când accesul la test și cantitatea justifică acest lucru, programarea firmware, testarea FCT, simularea releului sau I/O, verificări ale interfeței de comunicare, -putere și verificare a înregistrării curentului, unde este necesară trasabilitatea și trasabilitatea.
Punctul important este simplu:
„Testarea completă” nu este un plan de testare.
Pentru o placă de control industrial, cumpărătorul ar trebui să definească ceea ce trebuie dovedit. Placa trebuie să comute un releu? Citiți intrarea senzorului? Comunicați prin RS-485, CAN, Ethernet sau altă interfață? Drive o ieșire? Încarcă firmware-ul? Răspundeți la un dispozitiv de testare? Treci un control la nivel de incintă?
Un utilTestare și inspecțieplanul ar trebui să fie repetabil de către echipa de producție, nu numai de înțeles pentru inginerul proiectant.
6. Pregătirea pentru programare, firmware și testare funcțională
Multe plăci de control industriale depind de firmware.
Asta înseamnă că ansamblul PCB nu este complet doar pentru că toate componentele sunt lipite. Placa poate avea nevoie în continuare de programare, configurare, calibrare sau verificare funcțională înainte de a putea fi eliberată.
Înainte de a începe producția sau asamblarea cu volum redus-, cumpărătorii OEM ar trebui să pregătească fișierul firmware, metoda de programare, accesul la conector sau pin pogo, instrucțiuni pentru modul de pornire, software de testare, dacă este necesar, comportamentul așteptat de ieșire, criteriile de trecere/eșec, regulile de control al versiunii și metoda de retestare după reluare.
Acesta este unul dintre locurile în care proiectele industriale PCBA încetinesc.
Placa este asamblată, dar firmware-ul nu este gata. Sau firmware-ul este gata, dar metoda de programare nu este prietenoasă cu producția-. Sau funcția este clară pentru inginerul cumpărătorului, dar nu este documentată clar pentru echipa de testare EMS.
Un test pe care îl poate efectua un singur inginer nu este încă un test de producție.
7. Integrarea mecanică și pregătirea pentru construirea cutiei
Plăcile de control industriale de multe ori nu sunt livrate ca plăci libere pentru totdeauna.
Este posibil să fie nevoie să se potrivească într-o carcasă, într-o carcasă de computer industrială, într-un dulap de control, într-un dispozitiv gateway, într-o carcasă de module sau într-un ansamblu de construcție a casetei. Chiar și atunci când proiectul începe la nivel de consiliu, integrarea mecanică poate influența în continuare deciziile PCBA.
Cumpărătorii ar trebui să clarifice constrângerile carcasei, direcția de ieșire a conectorului, cerințele de asamblare a cablurilor, hardware-ul de montare, locația etichetei, punctele de împământare sau de conectare a șasiului, nevoile de interfață termică, cerințele de ambalare și așteptările de asamblare finală.
Un PCBA care trece testul electric poate cauza în continuare probleme dacă conectorul este blocat, cablul se îndoaie prost, placa nu se aliniază cu carcasa sau poziția etichetei intră în conflict cu asamblarea.
Pentru aplicațiile de control industrial, integrarea-la nivel de placă și{1}}la nivel de sistem nu trebuie tratate ca două conversații complet separate.
8. Trasabilitate și control al revizuirii
Cumpărătorilor OEM industriali le pasă adesea de repetabilitatea între loturi.
Acest lucru face ca trasabilitatea și controlul revizuirii să fie importante. Dacă mai târziu apare o problemă de câmp, cumpărătorul poate avea nevoie să știe ce revizuire PCB, revizuire BOM, lot de componente, versiune firmware, rezultat test sau lot de producție a fost implicat.
Cerințele de trasabilitate pot include urmărirea reviziilor PCB, urmărirea reviziilor BOM, înregistrările lotului, numărul de serie sau controlul etichetei, înregistrările versiunii firmware, înregistrările rezultatelor testelor, înregistrările reprelucrarii și retestării și informațiile despre lot de ambalare sau de expediere.
Nu orice placă de control industrială are nevoie de un pachet de documentație greu.
Dar cumpărătorul și partenerul EMS ar trebui să cadă de acord asupra înregistrărilor care contează înainte de a începe construcția.
Cel mai rău moment pentru a defini trasabilitatea este după ce apare o problemă de câmp.
Ce ar trebui să specifice cumpărătorii OEM înainte de RFQ
Înainte de a solicita o ofertă pentru asamblarea PCB a plăcii de control industrial, cumpărătorii ar trebui să pregătească mai mult decât fișiere Gerber și o BOM.
Un pachet util RFQ poate include:
- Fișiere Gerber sau ODB++
- BOM cu numerele piesei producătorului
- Revizuire PCB și BOM
- desen de ansamblu
- alege-și-plasează fișierul
- notele de polaritate și orientare
- supleanți sau reguli de înlocuire aprobate
- cerinţele de firmware sau de programare
- Procedura FCT sau comportamentul funcțional așteptat
- note despre conector, cablu sau carcasă
- cerințele de acoperire, curățare sau protecție, acolo unde este necesar
- AOI, ICT, FCT, X-Ray sau cerințe de raportare
- etichetare, ambalare și urmărire
Acest lucru nu înseamnă că fiecare proiect are nevoie de fiecare document din prima zi.
Dar intrările neclare creează ghilimele neclare. Pentru plăcile de control industriale, asta înseamnă de obicei mai multe întrebări, o revizuire mai lentă și un risc mai mare ca ipotezele să intre în construcție.
În cazul în care se aplică o clasă IPC-A{-610, o cerință de acoperire sau un standard de inspecție specific clientului, aceasta ar trebui să fie specificată clar în RFQ în loc să fie lăsată ca o solicitare generală de „grad industrial”.
Întrebări de adresat unui partener EMS
Când evaluează un partener EMS pentru placa de control industrială PCBA, cumpărătorii OEM pot întreba:
- Ați construit plăci cu cerințe similare de conector, releu, putere sau tehnologie mixtă?
- Cum gestionați supleanții aprobati și înlocuirile de componente?
- Puteți accepta asamblarea SMT plus-gauri prin intermediul unui proces stabil?
- Cum definiți domeniul AOI, X-Ray, ICT și FCT pentru această placă?
- De ce firmware sau intrări de programare aveți nevoie înainte de producție?
- Metoda de testare poate fi repetată de personalul de producție, nu doar de un inginer?
- Ce înregistrări de trasabilitate sunt disponibile pentru construcție?
- Cum sunt gestionate relucrarea și retestarea?
- Ce documentație va fi furnizată odată cu expedierea?
Aceste întrebări sunt practice. Ele îl ajută pe cumpărător să înțeleagă dacă furnizorul cotează doar costul de plasare sau revizuiește de fapt placa ca produs industrial.
Un caz limită util
Nu orice placă de control industrială are nevoie de același domeniu de asamblare și testare.
O placă de interfață simplă cu îmbinări de lipire vizibile, fără firmware, fără componente cu risc ridicat-și un istoric stabil de repetare poate avea nevoie doar de asamblare SMT standard, inspecție vizuală sau AOI și confirmare electrică de bază.
O placă de control mai complexă cu firmware, relee, interfețe de alimentare, linii de comunicație, pachete BGA, constrângeri de incintă sau așteptări de fiabilitate pe teren poate necesita un proces mai structurat: revizuire DFM, revizuire a riscului BOM, inspecție a primului articol, programare, FCT, X-Ray acolo unde este necesar și înregistrări de trasabilitate.
Greșeala este să nu alegi un proces mai ușor.
Greșeala este alegerea unui proces mai ușor fără a înțelege riscul.
Pentru cumpărătorii OEM, domeniul PCBA potrivit ar trebui să se potrivească cu funcția plăcii, mediul, etapa de producție și impactul defecțiunii.
Ce înseamnă asta pentru cumpărătorii OEM
Ansamblul PCB pentru plăci de control industriale nu se referă doar la plasarea componentelor.
Este vorba despre construirea unei plăci care să funcționeze în interiorul echipamentelor industriale, să fie testată clar, să se integreze cu sistemul și să fie repetată în loturile viitoare.
Acest lucru necesită o conversație diferită cu partenerul EMS.
Cumpărătorul nu ar trebui să ceară doar un preț. Cumpărătorul ar trebui să întrebe cum va gestiona furnizorul controlul BOM, asamblarea tehnologiei mixte, manipularea conectorilor, programarea firmware-ului, testarea, inspecția, trasabilitatea și pregătirea pentru producție repetată.
Pentru PCBA de control industrial, cele mai bune rezultate vin de obicei atunci când cerințele de inginerie, aprovizionare, producție și testare sunt aliniate înainte de începerea construcției.
Aici sunt prevenite multe întârzieri evitabile.
Concluzie
Cumpărătorii OEM au, de obicei, nevoie de mai mult decât plasarea SMT de bază atunci când aprovizionează ansamblu PCB pentru plăci de control industriale.
Au nevoie de un control stabil al BOM, aprovizionare practică a componentelor, examinare-conștientă de fabricație, planificare a ansamblului cu tehnologii mixte, cerințe clare de testare și inspecție, pregătire pentru programarea firmware-ului, conștientizarea integrării mecanice și disciplină de trasabilitate.
O construcție bună a PCBA de control industrial nu ar trebui să depindă de ipoteze.
Ar trebui să fie susținut de fișiere clare, materiale controlate, asamblare repetabilă, inspecție definită, teste funcționale practice și un pachet de construcție pe care partenerul EMS îl poate urmări fără să ghicească.
Pentru cumpărătorii OEM care pregătesc un proiect de placă de control industrial, STHL poate revizui cerința de la aAnsamblu PCB, Aprovizionarea componentelor, șiTestare și inspecțieperspectiva înainte de ofertare sau planificare a producției. Trimiteți fișierele prin intermediulSolicitați o cotațiesau contactați-ne lainfo@pcba-china.com.
