Osazování automobilové elektroniky na plošných spojích: Sledovatelnost a řízení procesů

Společnost Highleap Electronics vyrábí desky plošných spojů (PCB) a poskytuje montáž desek plošných spojů pro automobilovou elektroniku pro programy OEM a Tier-supplier, které vyžadují kontrolované materiály, opakovatelné procesy SMT/THT, definovanou kontrolu a sledovatelné výrobní procesy. Naše portfolio výroby desek plošných spojů a desek plošných spojů na klíč zahrnuje druhy desek používaných v elektromobilech, bateriových systémech, elektronice karoserie, automobilovém osvětlení, komunikaci vozidel a modulech asistence řidiče. Nominace výroby je vyhodnocena na základě schváleného výkresu zákazníka, kusovníku, specifických požadavků na kvalitu pro automobilový průmysl a očekávání ohledně kvalifikace továrny/stavebnice.

Pokud převádíte řídicí jednotku (ECU), desku pro správu baterie nebo bránu pro vozidla čínskému výrobci desek plošných spojů/plošných spojů (PCBA), důležitou otázkou není jen to, zda továrna dokáže sestavit QFN nebo BGA. Jde o to, jak bude dodavatel kontrolovat přesné schválené komponenty, možnosti programování, změny procesu, funkční testy a revize hardwaru od technických vzorků až po průběžnou výrobu. Tyto požadavky považujeme za požadavky na cenovou nabídku a vydání, spíše než za předpoklad, že každá automobilová deska plošných spojů má stejná rizika.

Desky plošných spojů pro automobilovou elektroniku, které můžeme vyhodnotit pro OEM výrobu

Osazování desek plošných spojů pro automobilovou elektroniku zahrnuje několik produktových řad s odlišnými elektrickými, mechanickými a sledovatelnými požadavky. Schopnosti společnosti Highleap podporují diskusi o následujících kategoriích desek plošných spojů a desek plošných spojů; schválení výrobcem a jakékoli schválení specifické pro dané vozidlo musí být potvrzeno pro každý projekt.

• Sestava plošných spojů systému správy baterií elektromobilu: Desky plošných spojů pro hlavní a monitorovací/podřízené systémy BMS, desky snímání stavu baterie, rozhraní pro řízení stykačů, komunikační desky pro bateriové bloky a podpůrné desky pro monitorování izolace.
• Pohonný systém a nabíjecí elektronika elektromobilu: desky plošných spojů pro řízení palubní nabíječky (OBC), desky regulátoru a budiče trakčních měničů, řízení automobilových DC/DC měničů, regulátory distribuce energie a nabíjecích vstupů/rozhraní.
• Řídicí jednotky karoserie a komfortu automobilu: desky řídicí jednotky karoserie (BCM), ovladače dveří a sedadel, desky plošných spojů řídicí jednotky klimatizace a teploty, ovladače oken/zadních výklopných dveří, ovládání sloupku řízení a elektronika řidiče motoru/akčního členu.
• ADAS a konektivita vozidla: Desky plošných spojů pro zpracování radarů a kamer, rozhraní senzorů, řídicí jednotky telematiky (TCU), automobilové ethernetové brány, komunikační moduly CAN/LIN a řídicí desky centrálních bran.
• Osvětlení a interiérová elektronika: automobilové LED světlomety a maticové LED ovladače, desky plošných spojů, ovladače zadních světel, moduly ambientního osvětlení, digitální palubní deska a elektronika infotainmentu.
• Elektrifikovaná pomocná zařízení: desky plošných spojů pro řízení elektrických kompresorů, čerpadla, ventilátory, řídicí desky chladicího systému a elektronika 48V subsystému.

Pro tepelně náročné osvětlení již Highleap popisuje výrobu a montáž automobilových LED desek plošných spojů . Pro řízení výkonu elektromobilů může být relevantní výroba silnoproudých měděných desek, pokud to vyžaduje konstrukce. Ani jedna z nich by neměla být nahrazována ve schváleném produktu bez tepelného, ​​elektrického a mechanického posouzení zákazníkem.

Před nominací dodavatele: Rozsah kvality, kusovník a smluvní požadavky

Dodavatel desek plošných spojů pro automobilový průmysl je kvalifikován pro definovaný zákaznický program, závod, proces a produkt – nejen zobrazením loga automobilového průmyslu. Nákupčí v automobilovém průmyslu by si měli před nominací dodavatele ověřit aktuální certifikáty kvality přímo u společnosti Highleap, včetně certifikované právnické osoby, výrobního místa, zahrnutých činností, čísla certifikátu a platnosti. Příslušný rozsah systému kvality musí odpovídat skutečné továrně a výrobnímu procesu navrženému pro daný program.

Dohoda o kvalitě projektu by měla definovat kritéria provedení, odpovědnosti za kontrolní plán, schvalování procesů, sledovatelnost součástek, manipulaci s neshodnými materiály, autorizaci odchylek a to, zda jsou vyžadovány výstupy PPAP/APQP. Formální podání PPAP, validace produktu nebo audit specifický pro zákazníka musí být naplánovány a naceněny na vyžádání; neměly by být popisovány jako automaticky zahrnuté v rutinní montáži desek plošných spojů.

Rozhodnutí o kusovníku nelze oddělit od schválení výroby.

Součásti pro automobilový průmysl často specifikují komponenty splňující normy AEC-Q100/Q101/Q200, kde je to relevantní, identifikace dílů dle PPAP, schválená umístění dodavatelů, přesné teplotní stupně a omezené alternativy. Kvalifikace komponentů AEC není totéž co kvalifikace hotové elektronické řídicí jednotky. V rámci sourcingu elektronických komponentů pro automobilový průmysl společnosti Highleap by RFQ měla označit kritické díly, které nelze nahradit, a definovat dokumentární požadavky na šarži dodavatele, datový kód a oznámení o změnách.

Vezměme si integrovaný obvod pro monitorování buněk BMS. Jeho nahrazení zařízením kompatibilním s rozměry může ovlivnit chování bezpečnostní diagnostiky, filtrování vstupů, komunikační stack nebo kalibraci – i když nákupní systém označuje obě zařízení za ekvivalentní. Jakákoli změna kritického křemíku, izolačních dílů, konektorů nebo flash zařízení vyžaduje autorizaci od výrobce originálního vybavení (OEM) a přezkoumání dopadu testů/kvalifikací.

Výroba a montáž automobilových desek plošných spojů: Přizpůsobení desky umístění ve vozidle

Konstrukce desek plošných spojů (PCB) je vybírána na základě skutečných vibrací, teploty, vlhkosti, balení a elektrických podmínek – nikoli na základě slova „automobilový průmysl“. Výroba vícevrstvých automobilových desek plošných spojů od společnosti Highleap může být diskutována společně s tuhými, flexibilními nebo hybridními konstrukcemi pro hustou elektroniku vozidel. Schválený technický výkres určuje jakost materiálu, hmotnost mědi, strukturu vrstev, mechanické tolerance, pájitelnost a povrchovou úpravu.

U miniaturizovaných řídicích jednotek (ECU) může být pro zařízení s jemnou roztečí nutná výroba desek plošných spojů s technologií HDI . Hustá geometrie zahrnuje návrh via-in-pad, řízenou impedanci a rentgenový přístup jako součást diskuse před zahájením SMT nástrojové výroby. Pro hybridní konektory pro vozidla s průchozími otvory a integrované obvody s jemnou roztečí lze montážní služby SMT/THT od společnosti Highleap organizovat v rámci konzistentního balíčku sestavení.

Profil pájení, součástky citlivé na vlhkost, manipulace s elektrostatickým výbojem (ESD), limity povrchové úpravy/zapouzdření, materiály tepelného rozhraní a čistota sestavy vyžadují technické kontroly vhodné pro daný díl. Výrobní proces, který funguje pro desku plošných spojů v palubní desce, není automaticky způsobilý pro řídicí jednotku pod kapotou s mnohem náročnějším vystavením.

Řízení procesu montáže automobilových řídicích jednotek ECU SMT a BGA

Osazování desek plošných spojů automobilových řídicích jednotek (ECU) vyžaduje, aby výrobní postup splňoval schválený plán kvality produktu a zákazníka. Procesory s jemným roztečem, paměťová zařízení, pouzdra QFN, desky BGA, napájecí komponenty a konektory vozidel se mohou objevit na stejné desce, ale nemají stejné požadavky na kontrolu nebo manipulaci. Dokumentace k montáži by měla identifikovat varianty pouzder, citlivost na vlhkost, kontroly ESD, omezení pájení, požadavky na čištění a jakékoli výjimky týkající se povrchové úpravy nebo zapouzdření.

Před první sestavením by měla kontrola DFM/DFA porovnat kusovník (BOM) s rozložením kontaktů na desce plošných spojů (PCB), potvrdit orientaci a polaritu součástek, zkontrolovat geometrii konektorů a montáže a identifikovat testovací přístup pro programování a funkční ověření. U BGA a dalších skrytých pájených spojů by měl plán inspekce definovat, kdy je vyžadován rentgenový snímek a která kritéria přijetí platí. AOI (autorizované zobrazení nálezu) zůstává užitečná pro viditelné umístění a pájené prvky, ale nemůže zkontrolovat každé skryté spojení ani stanovit elektrický výkon řídicí jednotky řídicí jednotky (ECU).

Řídicí prvky automobilové montáže, které je třeba definovat v RFQ

• Ovládání komponent: přesná čísla dílů od výrobce, schválené zdroje, požadavky na datum výroby nebo šarži, skladovací podmínky a díly, které nelze nahradit.
• Kontrola procesu: schválené profily pájení, manipulace se zařízeními citlivými na vlhkost, požadavky na elektrostatický výboj (ESD), autorizace pro opravy a kritéria čistoty.
• Inspekce: Pokrytí AOI, rentgenová kritéria pro skryté spoje, zpracování konektorů a veškeré záznamy o kontrolách specifických pro zákazníka.
• Programování: schválený firmware, kalibrační data, pravidla pro sériová čísla, bezpečné zřizování a zápis/ověřování záznamů.
• Sledovatelnost: požadované propojení mezi revizí desky, kusovníkem, šaržemi součástek, procesními záznamy, výsledky testů a identifikací zásilky.

U automobilových LED modulů může být důležitá geometrie tepelného rozhraní a specifikované elektrické nebo optické kontroly LED. U desek BMS je třeba definovat přesnost snímání napětí, hranice izolace a konfiguraci konektorů. U desek ADAS nebo palubních bran ve vozidlech může být pro kontrolu výroby klíčové vysokorychlostní sestavování desek plošných spojů, řízená impedance, kontrola BGA a testování rozhraní. Jedná se o různé aplikace desek plošných spojů a neměly by být zahrnuty do jednoho obecného kontrolního seznamu pro přijetí.

Vyjasnění odpovědností v oblasti systému jakosti a kvalifikace produktů

Před nominací dodavatele by si měl zákazník ověřit aktuální certifikáty kvality, právní subjekt, adresu pracoviště, rozsah a platnost certifikátu přímo u dodavatele. Certifikace IATF 16949, pokud je relevantní pro nominované pracoviště a činnost, sama o sobě neschvaluje konkrétní PCBA ani nenahrazuje kvalifikaci programu výrobce originálního vybavení (OEM). Stejně tak komponenty s kvalifikací AEC neznamenají, že dokončená řídicí jednotka motoru (ECU) je kvalifikována AEC. PPAP, APQP, PFMEA, kontrolní plány, MSA, environmentální validace a důkazy o funkční bezpečnosti by měly být uvedeny jako konkrétní dodávky s dohodnutými vlastníky, formáty a načasováním.

Sledovatelnost, firmware a technické změny napříč revizemi vozidel

Nejdražší chybou při opakovaných objednávkách v automobilové elektronice je často dodání nesprávné schválené konfigurace, nikoli zjevná vada pájky. Použitelná historie výroby by měla propojit díl/revizi zákazníka s kusovníkem, nákupními šaržemi, obrazem programu, výsledky kritických kontrol a dodanou šarží v rozlišení požadovaném zákazníkem.

Vybudujte si identifikaci před prvním článkem

Definujte vytištěné nebo laserem vyznačené ID sestavy, revizi desky plošných spojů, revizi desky plošných spojů, schéma sériových čísel, identifikátor výrobní šarže a zásady uchovávání dat. V případě potřeby přiřaďte verzi softwaru/kalibrace k hardwarové sestavě a zaznamenejte výsledek ověření. Highleap nabízí programování integrovaných obvodů a firmwaru pro výrobu , ale bezpečná manipulace s klíči, pojistky OTP a konfigurace funkční bezpečnosti vyžadují postupy schválené zákazníkem.

Změna řízení mezi prototypem a objemem

Oznámení o praktické technické změně (ECN/ECO) by mělo uvádět: požadovanou změnu; důvod; dotčená čísla dílů a šarže; dopad na kusovník/firmware/test/upínací přípravek; potřebné ověření; schvalovací orgán; a první sériovou nebo výrobní objednávku využívající změnu. Schválená alternativa v kusovníku neznamená povolení k její tiché změně, pokud má produkt pevný stav ověření vozidla.

Pokud jde o požadavky na životnost, prodiskutujte dlouhodobou dostupnost mikrokontrolérů, transceiverů, MOSFETů a konektorů vozidel dříve, než se výrobce originálního vybavení (OEM) zaváže k velkým zásobám. Díly dodané zákazníkem, vyrovnávací zásoby, omezení autorizovaných zdrojů a odpovědnost za nadbytečný/zastaralý materiál by měly být uvedeny v dohodě o dodávkách.

Prototyp, důkazy připravené pro PPAP a brány pro kontrolu kvality výroby

Vzorek, který se zapne, je technickým milníkem, nikoli uvedením do výroby v automobilovém průmyslu. Předání do opakované výroby by mělo být založeno na vzájemně schváleném plánu procesu/kvality, příslušných kontrolách vzorků, upínacích schopnostech a požadovaných záznamech o schválení zákazníkem.

Brána A – technická sestava: dokončení DFM, identifikace kritických charakteristik, potvrzení uspořádání vrstev a povrchové úpravy, kontrola pájení, zaznamenání problémů a schválení další revize.

Brána B – pilotní ověření: potvrzení schválených dílů a sledovatelnosti, zpracování prvního kusu, programování a softwaru pro přípravky, testovací limity, proces přepracování/odchylek a veškeré požadované vzorky prostředí. Elektrické a funkční testování desek plošných spojů společností Highleap je definováno pro uvolněný produkt; zákazník může potřebovat další příslušenství pro zátěž, vkládání poruch, izolaci nebo komunikaci.

Brána C – autorizace výroby: zmrazit kombinaci dílu/revize, schválený kusovník a alternativy, výrobní pokyny, záznamy o přijetí a identifikaci konfigurace. Pokud výrobce originálního zařízení (OEM) vyžaduje předložení dokumentů APQP, PPAP, PFMEA, MSA nebo kontrolního plánu, dohodnout se na požadovaných úrovních, formátech a odpovědnostech před nominací.

Programy funkční bezpečnosti automobilů řízené normou ISO 26262 potřebují svůj vlastní plán životního cyklu a dokazování na úrovni systému. Elektronické součástky s certifikací AEC, systém řízení kvality v souladu s IATF a dobré provedení PCBA nezávisle necertifikují řídicí jednotku motoru (ECU) podle cíle funkční bezpečnosti. Stejně tak musí být testy EMC, vibrací, tepelných cyklů a spolehlivosti po celou dobu životnosti vyžadovány jako definované kvalifikační práce, nikoli odvozeny z rutinní kontroly dostupnosti (AOI) nebo tovární kontroly spolehlivosti (FCT).

Výroba automobilových desek plošných spojů, zajištění součástek a sestavení krabic z jednoho místa

Dodavatelské týmy OEM často dostávají samostatné nabídky od dílny na výrobu desek bez desek, od firmy pro montáž SMT a od integrátora kabeláží/skříní. Tento přístup může fungovat, ale zvyšuje počet předání, která musí zachovat stejné revizní a akceptační pokyny. Společnost Highleap dokáže vyhodnotit konsolidovaný projekt výroby, nákupu a montáže desek s deskou s volitelnou elektromechanickou integrací a integrací do krabice, pokud výkresy specifikují odpovědnost za krytí, kabeláž, těsnění a závěrečné testy.

Komerční rozsah může být kompletní na klíč, částečný na klíč s integrovanými obvody automobilové třídy nebo pouze montáž. Naše operace výroby desek plošných spojů (PCB) a výroby desek plošných spojů (PCBA) by měly být naceňovány s jasnými výstupy pro komponenty, NRE/upínací přípravky, programování, sledovatelnost, kontrolu, environmentální úpravu a balení. To usnadňuje správu transferu výroby a budoucích technických změn než u jedné nevysvětlitelné položky „smontované desky plošných spojů“.

Pokud projekt obsahuje několik souvisejících automobilových desek – například master EV BMS, slave desky pro monitorování článků, desku řízení nabíjení a bránu vozidla – odešlete je jako řízený program. Výjimky kusovníku, konfigurace softwaru, testovací kritéria a prognóza se mohou pro každou sestavu lišit, ale produkční verze musí identifikovat, které sady patří k sobě.

Výzva k nabídce pro montáž plošných spojů v automobilové elektronice: Co Highleap potřebuje k posouzení vašeho programu

Smysluplná cenová nabídka pro automobilový průmysl s PCBA začíná kvalifikací dodavatele a výrobními výstupy. Zašlete výrobní balíček spolu s požadavky na kvalitu specifickými pro daného zákazníka, spíše než předpokládat, že všechna vozidla vyžadují stejný PPAP nebo zkušební podklady.

• Gerber/ODB++ a výrobní výkres s požadavky na uspořádání vrstev, materiál, měď, řízenou impedancí a mechanické vlastnosti.
• Kusovník s řízenou verzí, schválenými MPN, omezeními kvalifikace komponent, položkami dodanými zákazníkem a povolenými alternativami.
• Soubory pro montáž, montážní výkresy, specifikace kabelových svazků/konektorů, pokyny pro tepelné rozhraní a povrchovou úpravu.
• Požadavky na firmware, serializaci, kalibraci a bezpečné zřizování, včetně vlastnictví jedinečných dat zařízení.
• Standard/revize zpracování, granularita sledovatelnosti, funkční test, přejímka přípravků, rozsah PPAP/APQP a odpovědnosti za environmentální validaci.
• Množství prototypů/pilotních modelů, roční prognózy, harmonogram uvedení na trh, místo určení a očekávaná životnost produktu.

Otázky týkající se kvalifikace dodavatele, které by si měli kupující v automobilovém průmyslu klást ve fázi poptávky

Zahrnuje cenová nabídka dokumenty PPAP? Pouze pokud je zákazník specifikuje. Doklady PPAP mohou zahrnovat záznamy o návrhu a procesu, výsledky kontrol, zprávy o materiálech, vzorky dílů, studie měřicích systémů a další programově definované podklady. Zeptejte se na dohodnutou úroveň podání a na to, zda se speciální přípravky nebo environmentální testy účtují zvlášť.

Může dodavatel desek plošných spojů podporovat jak výkonovou elektroniku pro elektromobily, tak i desky ADAS? V rámci jednoho programu lze projednat různé konstrukce, ale výrobní postup musí být posouzen nezávisle. Řídicí jednotka elektromobilu z těžké mědi, deska radaru s jemnými linkami a tepelně řízená automobilová LED sestava se nestanou ekvivalentními jen proto, že jsou zakoupeny pro stejnou platformu vozidla.

Kdo schvaluje alternativní kusovník pro automobilový průmysl? Určený výrobce originálních zařízení (OEM) nebo technický orgán Tier v rámci schváleného procesu změn. I alternativa s kvalifikací AEC může ovlivnit kalibraci, bezpečnostní analýzu, EMC, uložení pouzdra nebo řídicí software. Dodavatel desek plošných spojů (PCBA) by měl před použitím náhrady nahlásit nedostatek a požádat o autorizované rozhodnutí.

Prohlášení o kvalitě: certifikáty systému jakosti pro automobilový průmysl, pokud jsou relevantní, musí být před kvalifikací ověřeny pro nominovanou právnickou osobu, výrobní místo, rozsah a aktuální platnost. Shoda produktu, bezpečnostní dokumentace, schválení PPAP, zprávy specifické pro zákazníka a validace na úrovni vozidla se stanoví samostatně pro každý program.