Introducere
La o privire rapidă, este posibil ca o placă electronică de consum și o placă de control industrial să nu arate atât de diferit.
Ambele pot folosi material FR-4. Ambele pot include componente SMT, circuite integrate, conectori, pasivi, îmbinări de lipit, puncte de testare, etichete și înregistrări de inspecție. Pentru un cumpărător care compară cotațiile pentru prima dată, cele două proiecte pot arăta ca aceeași lucrare de asamblare PCB cu o BOM diferită.
Această presupunere este locul unde încep adesea problemele.
PCBA de control industrial diferă de ansamblul electronicelor de larg consum, deoarece placa este de obicei construită în funcție de timp de funcționare, fiabilitate pe teren, aprovizionare controlată, acces la service, disciplină de revizuire și producție repetată. Ansamblul electronicelor de larg consum acordă adesea mai multă greutate designului compact, aspectului, eficienței costurilor și ciclurilor rapide de reîmprospătare a produselor.
Diferența nu constă doar în utilizarea componentelor mai puternice. Schimbă modul în care proiectul ar trebui să fie cotat, construit, testat, documentat și susținut.
Un dispozitiv de consum defectat poate deveni o retur. O placă de control industrial eșuată poate opri echipamentul, trimite un tehnician pe teren, poate întârzia un proces de producție sau poate face dificilă depanarea într-un cabinet, mașină, gateway sau computer industrial.
De aceea, un PCBA de control industrial nu ar trebui evaluat ca un loc de muncă standard de plasare SMT. Întrebarea mai bună este dacă planul de producție se potrivește cu rolul de operare al consiliului.
Prima diferență este consecința eșecului
Electronicele de larg consum sunt de obicei proiectate în funcție de experiența produsului, dimensiunea carcasei, consistența cosmetică, controlul costurilor și calendarul de piață. Un dispozitiv de casă inteligent, un modul portabil, un accesoriu purtabil sau un produs fără fir de consum are nevoie în continuare de asamblare fiabilă a PCB-ului, dar modelul de afaceri presupune adesea înlocuirea, gestionarea garanției sau reproiectarea viitoare.
PCBA de control industrial funcționează sub o ipoteză diferită.
Placa poate fi amplasată în interiorul unui echipament de automatizare, un modul I/O, un computer industrial, un controler de mașină, un gateway, un controler de putere sau un dispozitiv montat în dulap-. Se poate conecta la cabluri de câmp, relee, blocuri terminale, motoare, solenoizi, senzori, linii de comunicație sau intrări de alimentare care se comportă foarte diferit față de mediul unui dispozitiv de consum.
Asta schimbă sensul „destul de bun”.
Un consiliu pentru consumatori care trece printr-o verificare a funcției de bază poate fi pregătit pentru asamblarea-la nivel de produs. Este posibil ca o placă de control industrial să fie construită din nou în loturile viitoare, testabilă de personalul de producție, urmăribilă prin revizuire, funcțională pe teren și stabilă în interiorul echipamentului final.
În proiectele reale, aici citatul începe adesea să diverge. Costul adăugat nu este întotdeauna în plasare. Poate fi în controlul aprovizionării, manipularea conectorilor, lipirea prin-găuri, domeniul de inspecție, programarea firmware-ului, pregătirea testelor funcționale, înregistrările loturilor sau verificările legate de incintă-.
Programele pentru consumatori sunt construite în jurul ciclurilor de reîmprospătare. Programele industriale sunt construite în jurul continuității de bază-instalate.
Programele de electronice de larg consum se deplasează adesea rapid. Modelele de produse se modifică, apar noi chipset-uri, sunt lansate versiuni cu cost-scăzut și un ciclu scurt de produs poate absorbi multe modificări de design.
Produsele de control industrial tind să aibă o coadă mai lungă.
O placă poate avea nevoie de comenzi repetate, piese de schimb, revizii controlate, stoc de întreținere sau înlocuiri compatibile la ani de la prima construcție. Acest lucru face ca Components Sourcing să facă parte din stabilitatea producției, nu doar asistență pentru achiziții.
O componentă de înlocuire se poate adapta la amprenta la sol și poate trece un control electric de bază. Acest lucru nu îl face automat adecvat pentru un sistem de control industrial.
Un conector alternativ poate avea o placare, un comportament de blocare, o forță de inserare, un curent nominal sau o disponibilitate pe termen lung-diferită. Un condensator alternativ poate avea aceeași capacitate și tensiune nominală, dar un comportament diferit la temperatură sau caracteristici de viață. Un releu poate arăta echivalent în BOM, dar se comportă diferit în condiții de sarcină.
Pentru produsele de consum, o reproiectare poate face parte din ciclul normal al produsului. Pentru PCBA de control industrial, înlocuirea necontrolată poate crea un risc de service și de repetare-producție.
O BOM industrială practică ar trebui să definească numerele de piesă aprobate ale producătorului, alternativele aprobate, părțile critice, regulile de înlocuire și preocupările legate de ciclul de viață înainte de începerea producției.
Unde citatul începe să arate diferit
O ofertă de produse electronice de larg consum este adesea apreciată în mare măsură după prețul unitar, costul de plasare SMT, costul componentelor și viteza de livrare.
PCBA de control industrial aduce de obicei mai multe variabile în cotație.
În funcție de placă și aplicație, oferta poate trebui să ia în considerare asamblarea PCB-ului cu tehnologie mixtă, alinierea blocurilor terminale, inserarea releului sau transformatorului, lipirea selectivă, lipirea prin valuri, acoperirea conformă acolo unde este necesar, programarea firmware-ului, pregătirea dispozitivului FCT, inspecția cu raze X pentru îmbinări de lipit ascunse, înregistrări de testare, etichete, cerințe și ambalaje sau cutie de serie.
Nu orice placă industrială are nevoie de toate acestea.
O placă de interfață mică cu îmbinări de lipire vizibile, fără firmware, fără pachete cu-risc ridicat și un istoric stabil de repetare poate avea nevoie doar de ansamblu standard de PCB SMT, inspecție vizuală sau inspecție AOI și confirmare electrică de bază.
O placă de control mai complexă cu relee, interfețe de alimentare, porturi de comunicație, pachete QFN sau BGA, firmware, constrângeri ale carcasei, cablare pe teren sau cerințe de service poate avea nevoie de un plan de construcție mai structurat.
Greșeala este să nu alegi un proces mai ușor.
Greșeala este să alegeți un proces mai ușor fără a înțelege ce risc a fost lăsat neacoperit.
Materialele și interfețele mecanice au mai multă greutate
Electronicele de larg consum împing adesea spre modele mai subțiri, mai mici și mai compacte. Plăcile de control industriale au adesea un set diferit de presiuni: căldură, curent, vibrații, cablare de câmp, întindere a cablului, potrivire a carcasei, acces la service și zgomot electric.
Acest lucru poate afecta PCB-ul și procesul de asamblare.
Acolo unde aplicația o cere, cumpărătorul poate avea nevoie să examineze cupru înalt-Tg FR-4, mai greu, trasee de curent-înalte, distanța de izolare, plăcuțe termice, valoarea nominală a curentului conectorului, zonele de blocare a acoperirii, găurile de montare, accesul la punctul de testare și direcția cablului.
Acestea nu sunt doar detalii de design. Acestea afectează dacă placa poate fi asamblată, inspectată, testată și instalată în mod constant.
Un bloc de borne poate fi corect din punct de vedere electric, dar incomod pentru cablarea pe teren.
Un conector poate să se potrivească cu amprenta, dar să interfereze cu carcasa.
Un dispozitiv de alimentare poate trece un test pe banc, dar poate crea probleme de căldură în interiorul unei carcase etanșe.
O placă poate trece testele funcționale, dar poate fi dificil de fixat, deoarece punctele de testare sunt blocate.
Acesta este motivul pentru care revizuirea DFM și DFT contează în PCBA de control industrial. Scopul nu este reproiectarea produsului clientului. Scopul este de a surprinde riscurile de fabricație și de testare care apar de obicei după ce prototipul pare „terminat”.
Tehnologia mixtă este comună, nu excepțională
Multe plăci de electronice de larg consum sunt bazate în mare parte pe SMT-. Plăcile de control industriale combină adesea componente SMT cu piese-performante.
Blocurile terminale, releele, transformatoarele, comutatoarele, anteturile, siguranțele, condensatorii mari, conectorii de alimentare și conectorii de interfață pot apărea toate pe aceeași placă. Aceasta înseamnă că ruta procesului poate include ansamblu PCB SMT, ansamblu DIP, lipire prin val, lipire selectivă, inserare manuală, poziționarea conectorului și inspecția post-lipire.
Acesta nu este un mic detaliu de producție.
Ansamblul PCB cu tehnologie mixtă afectează panoul, secvența de plasare, metoda de lipire, masa termică, accesul la inspecție, limitele de reprelucrare și chiar ambalajul. Un prototip poate fi adesea construit manual-cu succes. O construcție repetată de producție necesită un proces care poate fi urmat de echipa de producție, nu doar de tehnicianul care a construit primul eșantion.
Pentru plăcile de control industriale, traseul procesului poate conta la fel de mult ca schema.
Testarea trebuie să dovedească munca consiliului de administrație
Testarea produselor electronice de larg consum verifică adesea funcțiile-care se confruntă cu utilizatorul: butoane, afișaj, încărcare, conexiune fără fir, sunet, senzori sau comportamentul-dispozitivului terminat.
Testarea PCBA de control industrial trebuie de obicei să dovedească un set diferit de funcții.
Poate placa să citească o intrare?
Poate comuta un releu?
Poate comunica prin RS-485, CAN, Ethernet sau altă interfață?
Poate încărca firmware-ul prin conectorul destinat?
Poate conduce o ieșire în condițiile așteptate?
Același test poate fi repetat de personalul de producție, nu doar de inginerul cumpărătorului?
Acesta este unul dintre cele mai comune locuri în care proiectele industriale PCBA încetinesc.
Placa poate fi asamblată corect, dar fișierul firmware nu este eliberat. Sau firmware-ul este gata, dar metoda de programare nu este prietenoasă cu producția-. Sau inginerul cumpărătorului poate rula testul, dar echipa EMS nu are criterii clare de trecere/eșec.
„Testarea completă” nu este un plan de testare.
Un plan util de testare și inspecție ar trebui să definească ceea ce trebuie verificat, ce instrumente sunt necesare, ce rezultat este acceptabil, dacă este necesară testarea ICT sau testarea FCT, dacă inspecția AOI este suficientă pentru îmbinările de lipit vizibile și dacă inspecția cu raze X este necesară pentru BGA, QFN sau alte condiții de lipire ascunse.
Pentru unele plăci, AOI și confirmarea electrică de bază pot fi suficiente. Pentru alții, domeniul potrivit poate include programarea, verificările consumului de curent, testarea releului, simularea I/O, testarea comunicațiilor, FCT bazat pe dispozitive-și înregistrări de testare pentru trasabilitate.
Clasa IPC ar trebui specificată, nu presupusă
Cumpărătorii industriali solicită uneori asamblare „de calitate industrială”. Această expresie este de înțeles, dar nu este suficient de specifică pentru producție.
Dacă se aplică IPC-A-610, J-STD-001, cerințele de inspecție ale clienților, criteriile de acoperire sau formatele de raportare, acestea trebuie menționate în cererea de cerere sau în comanda de achiziție. În caz contrar, partenerul EMS poate cota pe baza procesului său implicit, în timp ce cumpărătorul își asumă un nivel diferit de inspecție.
Nu orice PCBA de control industrial necesită în mod automat manopera de clasa 3. Unele produse industriale pot fi potrivite pentru clasa 2 sau pentru cerințele-definite de client. Unele aplicații de înaltă-fiabilitate pot avea nevoie de clasa 3, mai ales acolo unde performanța continuă este critică, timpul de nefuncționare nu poate fi tolerat sau mediul de operare este dur.
Punctul important este simplu: nivelul de acceptare necesar trebuie definit înainte de construcție.
Un furnizor nu ar trebui să ghicească ce înseamnă „calitate industrială”.
Documentația devine parte a produsului
Pentru electronicele de larg consum, documentația poate fi suficientă pentru controlul intern al calității, înregistrările expedițiilor sau gestionarea retururilor.
Pentru PCBA de control industrial, documentația are adesea o durată de viață mai lungă.
Dacă mai târziu apare o problemă de câmp, cumpărătorul poate avea nevoie să știe ce revizuire PCB, revizuire BOM, lot de componente, versiune de firmware, rezultat test, înregistrare de reprelucrare sau lot de expediere a fost implicat. Fără aceste înregistrări, depanarea devine mai lentă și mai puțin sigură.
Cerințele de trasabilitate pot include:
- Urmărirea revizuirii PCB și a BOM
- Înregistrările supleanților și înlocuirilor aprobate
- Informații despre lotul componentelor sau despre furnizor
- Controlul numărului de serie sau al etichetei
- Înregistrările versiunii de firmware
- Rapoarte AOI, ICT, FCT sau X-rapoarte acolo unde este necesar
- Reprelucrați și retestați înregistrările
- Informații despre lotul de ambalare sau expediere
Cel mai rău moment pentru a defini trasabilitatea este după ce apare o problemă de câmp.
Pentru PCBA de control industrial, cumpărătorul și partenerul EMS ar trebui să convină asupra înregistrărilor care contează înainte de începerea producției.
Un semnal industrial cu zgomot redus-: hardware-ul industrial conectat ridică ștacheta
Echipamentele industriale devin din ce în ce mai conectate. Gateway-urile, computerele industriale, dispozitivele de vârf și modulele de control combină din ce în ce mai mult hardware-ul, firmware-ul, interfețele de comunicație și așteptările-de actualizare pe termen lung.
Acest lucru nu transformă fiecare proiect de asamblare PCB într-un proiect de securitate cibernetică. Dar face ca controlul versiunii firmware, înregistrările de lansare și documentația ciclului de viață să fie mai greu de tratat ca pe gânduri ulterioare, în special pentru OEM-urile care vând echipamente conectate pe piețele reglementate.
Pentru munca EMS, concluzia practică este simplă: dacă firmware-ul, conectivitatea sau capacitatea de actualizare la distanță fac parte din produs, pachetul de producție ar trebui să definească în mod clar metoda de programare, controlul versiunii, metoda de testare, regulile de retestare și înregistrările de lansare.
Este suficient pentru acest blog. Detaliile legale și de conformitate aparțin unui articol separat.
O comparație practică pentru cumpărătorii OEM
|
Zonă |
Ansamblu de electronice de consum |
PCBA de control industrial |
|
Prioritate principală |
Design compact, cost, aspect, reîmprospătare a produsului |
Timp de funcționare, fiabilitate pe teren, capacitate de service, producție repetată |
|
Logica surselor |
Preț, disponibilitate, flexibilitate cu ciclu scurt- |
Alternative aprobate, risc de ciclu de viață, trasabilitate, înlocuire controlată |
|
Calea de asamblare |
Adesea SMT-grele |
Adesea, SMT plus orificiu-performant, conectori, relee, piese de alimentare |
|
Concentrarea la testare |
Funcția produsului și comportamentul-cu care se confruntă utilizatorul |
Funcția plăcii, I/O, releu, comunicare, firmware, producție-FCT repetabilă |
|
Preocuparea mecanică |
Potrivirea carcasei și interfața cu utilizatorul |
Cablaje pe teren, tensiunea conectorului, montaj, integrare în dulap sau modul |
|
Documentare |
Livrare, calitate, procesare retur |
Controlul reviziilor, înregistrări lot, înregistrări de testare, înregistrări firmware |
|
Impactul eșecului |
Retur, garanție, înlocuire |
Timp de nefuncționare, service pe teren, depanare, întrerupere a producției |
Ideea nu este că controlul industrial PCBA este întotdeauna mai greu. Unele PCBA-uri pentru electronice de larg consum sunt extrem de dense și solicitante din punct de vedere tehnic.
Ideea este că dificultatea se află în locuri diferite.
Ce ar trebui să clarifice cumpărătorii înainte de a compara furnizorii
Înainte de a compara un furnizor de PCBA de control industrial cu un furnizor de ansamblu de electronice de larg consum, cumpărătorii OEM ar trebui să clarifice:
- În ce mediu va funcționa consiliul
- Indiferent dacă placa este SMT pură sau tehnologie mixtă
- Ce conectori, relee, blocuri terminale sau piese de alimentare necesită o manipulare specială
- Ce clasă IPC sau standardul clientului se aplică
- Dacă sunt definiți substituenții aprobați în BOM
- Ce trebuie să dovedească testul funcțional
- Dacă sunt gata firmware-ul, instrucțiunile de programare și criteriile de trecere/eșec
- Ce înregistrări de trasabilitate sunt necesare
- Indiferent dacă placa va avea nevoie mai târziu de cabluri, fiting pentru carcasă sau asamblare de cutie
Această listă de verificare nu este menită să facă fiecare proiect mai greu. Ajută cumpărătorii să aleagă procesul potrivit pentru riscul real.
Unde se încadrează STHL în această discuție
Pentru cumpărătorii OEM care pregătesc proiecte PCBA de control industrial, Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. poate revizui cerința de la unAnsamblu PCBperspectivă și ajută la identificarea dacă proiectul are nevoie și de revizuire a aprovizionării, planificare a ansamblului de tehnologie mixtă, pregătire pentru testarea funcțională, înregistrări de trasabilitate sau pregătirea pentru construirea cutiei.
Scopul nu este de a forța fiecare placă industrială în cel mai costisitor proces.
O placă simplă nu ar trebui să fie supra-proiectată.
Un panou de control cu-risc ridicat nu ar trebui să fie sub-specificat.
Domeniul potrivit depinde de funcția plăcii, de mediul de operare, de etapa de producție, de metoda de testare, de nevoile de documentare și de impactul eșecului.
Concluzie
PCBA de control industrial și ansamblul electronicelor de consum pot împărtăși pași similari de fabricație, dar nu urmează aceeași logică de fabricație.
Ansamblul de electronice de larg consum acordă prioritate designului compact, aspectului, eficienței costurilor și ciclurilor scurte de produs. PCBA de control industrial necesită de obicei o atenție mai mare la mediul de operare, stabilitatea sursei, interfețele mecanice, asamblarea tehnologiei mixte, adâncimea de testare, pregătirea firmware-ului, documentație, trasabilitate și producție repetată.
Pentru cumpărătorii OEM, lecția practică este clară: nu comparați furnizorii doar după costul de plasare SMT sau prețul unitar. Comparați dacă partenerul EMS înțelege rolul de operare al consiliului de administrație și poate sprijini cerințele de proces, testare și documentare pe care le creează acest rol.
Aveți nevoie de o cotație de ansamblu PCB sau PCBA de control industrial? Trimiteți fișierele prin intermediulSolicitați o cotațiesau contactați STHL direct lainfo@pcba-china.com.
