Panelizace desek plošných spojů pro hromadnou výrobu: náklady a výtěžnost

Výrobní panel, který pojme více desek plošných spojů, nemusí být nutně ekonomičtější. Pokud je jeho odhalení vad, doba kontroly nebo ztráty při následné montáži vyšší, jeho cena za přijatou desku plošných spojů může být nižší, i když jsou nominální náklady na panel nižší.

Tato analýza panelizace desek plošných spojů pro hromadnou výrobu porovnává alternativní uspořádání pomocí společného jmenovatele: kvalitní obvody skutečně dodané dle dohodnutých pravidel pro přijetí. Zpracovaný hypotetický model nákladů ukazuje, proč cena panelu a využití geometrické plochy samy o sobě nestačí.

Pokud jde o terminologii rozvržení, začněte se základy panelizace desek plošných spojů . Níže uvedené obrázky jsou spíše modelové předpoklady než provozní výnosy Highleap nebo garantované ceny; před výběrem rozvržení je nahraďte skutečnými výrobními údaji.

Samostatné výrobní panely, SMT pole a dodávací jednotky

Pracovní panel ve výrobě je oblast substrátu zpracovávaná při výrobě desek plošných spojů. Může obsahovat více zákaznických polí, procesních rezerv, testovacích kupónů nebo nástrojových prvků; jeho uspořádání je často omezeno vybavením výrobce. Montážní pole SMT je to, co zpracovává osazovací linka nebo přípravek, obvykle s kolejnicemi, referenčními značkami a pevnou mapou X-by-Y. Dodací jednotka může být jedno pole, karton jednotlivých kusů nebo nákupní SADA. Záměna těchto tří úrovní znemožňuje spravedlivé vyhodnocení ceny za panel.

U malých desek plošných spojů, jejichž design hran nebo SMT určuje styl pole, nejprve stanovte základní omezení uspořádání v návodu na panelizaci malých desek plošných spojů . Optimalizační metoda zde předpokládá, že kandidátská pole již prošla počátečními kontrolami návrhu a proveditelnosti zařízení.

Vypočítat cenu za akceptovaný okruh

Dodavatel může nabídnout nižší cenu za pracovní panel pro agresivně vnořené uspořádání. To nedokazuje nižší dodané náklady na desku plošných spojů. Minimálně vypočítejte očekávané náklady na akceptovaný obvod pro každou kvalifikovanou alternativu. Ve fázi výroby je zjednodušená plánovací rovnice:

Odhadované výrobní náklady na jeden akceptovaný obvod = celkové relevantní výrobní náklady na panel ÷ očekávaný počet akceptovaných obvodů z těchto panelů.

Pro stabilní model pro jednotlivé panely: Náklady na přijatý obvod ≈ náklady na panel ÷ (počet obvodů na panel × očekávaný podíl přijetí na obvod). Jedná se o průměrnou plánovací aproximaci; předpokládá, že podíl přijetí lze aplikovat na pozice obvodů a že náklady na vyřazené obrobky jsou vhodně reprezentovány. Nemodeluje korelované poruchy celého panelu, zásady oprav, omezení neúplného pole ani zmetky ze smíšených revizí. Tyto vlivy je nutné posuzovat samostatně.

Úplně hypotetické srovnání

Uvažujme dvě již proveditelná rozvržení pro jednu vydanou revizi desky plošných spojů. Všechny níže uvedené počty a míry akceptace jsou ilustrativní modelovací vstupy, nikoli ceny Highleap, tvrzení o výtěžnosti nebo možnosti procesu.

Varianta B sice zabalí více obvodů do jednoho panelu, ale produkuje vyšší modelované náklady na jeden akceptovaný obvod: 132 $ ÷ (18 × 0.94) ≈ 7.80 $ oproti 84 $ ÷ (12 × 0.97) ≈ 7.22 $. Při plánovaném množství 25 000 desek je tento rozdíl podstatný. Není to důkaz, že všechna 18-vrstvá pole jsou horší. Spíše to ukazuje, proč je samotný počet jednotek nedostatečným kritériem pro nákup.

Test citlivosti: co by učinilo variantu B konkurenceschopnou?

Jako cíl použijte modelované náklady na akceptovaný obvod pro variantu A, přibližně 7.216 USD. S náklady na panel 132 USD a 18 pozicemi by varianta B vyžadovala podíl akceptace přibližně 132 USD ÷ (18 × 7.216 USD) = 101.6 % . To je za těchto předpokládaných nákladů nemožné. Aby tedy varianta B odpovídala variantě A, musí se změnit alespoň jeden modelovaný předpoklad – náklady na panel musí klesnout, počet obvodů musí vzrůst, nebo se musí zhoršit náklady/akceptace varianty A. Zvýšení akceptace varianty B z 94 % na rovných 100 % dává 132 ÷ 18 = 7.33 USD za akceptovanou desku, což je stále více než předpokládaných 7.22 USD pro variantu A.

Tento typ kontroly citlivosti proměňuje vágní fráze jako „zlepšit výtěžnost“ v konkrétní prahovou hodnotu pro rozhodování. Porovnání pouze výrobních nákladů však nestačí, pokud pole prochází také SMT nebo testováním.

Zahrňte výtěžnost montáže a další následné ztráty

Konečné rozhodnutí o výrobě může vyžadovat kombinaci nákladů na výrobu, montáž, testování, demontáž panelů, balení a jednorázové náklady. Širší model je:

Celkové náklady na jeden dodaný a přijatý produkt = (výroba + montáž + testování + schválené přepracování/šrot + demontáž panelů + balení + amortizovaná montáž) ÷ přijaté a přijaté dodané produkty.

Vyhněte se dvojímu započítání zmetků, které jsou již zahrnuty v dodací ceně dodavatele. Pokud je cenová nabídka dodavatele za přijatou desku, může být v této ceně již zohledněna jeho interní výtěžnost výroby. Pokud kupující vytváří interní model zdola nahoru, použijte pro každou operaci správnou fázi nákladů a jmenovatel.

Druhý ilustrativní výpočet: alokace nastavení

Předpokládejme, že jedno pole vyžaduje jednorázové zařízení v hodnotě 400 USD a druhé zařízení v hodnotě 1 000 USD. Nominální alokace nastavení na přijatou jednotku při 500 jednotkách je 0.80 USD oproti 2.00 USD. Při 25 000 jednotkách klesá na 0.016 USD oproti 0.040 USD. Pilotní objednávka proto může upřednostnit jiný panel ze stabilního opakujícího se výrobního programu – za předpokladu, že se zohlední i kvalifikace nového pole, programování stroje a potenciální změny procesu.

Výzva k nabídkovému řízení (RFC), která se jednoduše ptá na „nejlepší cenu rozvaděče“, tyto kompromisy nemůže odhalit. Požadujte samostatně nástroje/NRE, počet přijatých obvodů s uvedením ceny a zahrnuté zkušební a dodací podmínky.

Účet pro odmítnutí na úrovni panelu

Ne všechny vady ovlivňují jeden obvod nezávisle. Lokální zkrat může vyřadit jednu pozici na desce. Událost pokovování, laminování nebo manipulace může ohrozit více pozic nebo celý zpracovaný panel. Problém s SMT šablonou, upínacím přípravkem nebo pecí může ovlivnit spojené pole. Považání každé poruchy za nezávislou 3% nebo 6% náhodnou událost proto může podcenit korelované ztráty.

Požádejte výrobce, aby rozlišoval mezi vyřazením jednotlivých pozic a vyřazením na úrovni panelu . Uvažujme hypotetické 18-poziční pole, kde vada na úrovni panelu zneplatní všech 18 pozic: očekávaná ztráta z této jedné události je mnohem větší než u jednoho vadného izolovaného obvodu. Někteří kupující také zakazují dodávat pole s označenými nebo chybějícími pozicemi; v takovém případě může být přijatou dodací jednotkou celé bezchybné pole , nikoli jednotlivé bezchybné obvody. Vaše zásady pro jmenovatel a přepracování/výměnu musí odpovídat objednávce.

Pokud jde o terminologii nákupu, průvodce dodávkou a panelizací desek plošných spojů vysvětluje, proč „100 polí“ nelze automaticky srovnávat s „1 800 dobrými deskami“.

Otázky kvality, které ovlivňují ekonomiku panelu

• Může dodavatel dodat pole s jednou neúspěšnou pozicí? Pokud ne, jak se s její hodnotou zachází?
• Lze vadnou desku vyjmout a samostatně poslat jiný přijatelný kus, nebo musí pole zůstat kompletní?
• V jaké fázi se obvody elektricky testují a jak se zaznamenávají špatné polohy?
• Jsou v uvedeném množství panelů zahrnuty kupónové a procesní kontrolní oblasti?
• Je zmetkovitost již zahrnuta v sazbě schválené správní radou, nebo je vykázána jako samostatná podmíněná událost?
• Způsobuje oddělování panelů další zmetky a kdo je za tyto ztráty zodpovědný?

Neexistuje jedna správná odpověď pro všechny výrobní programy. Smlouva musí definovat, která jednotka projde schválením a který dodavatel poskytne doklady.

Zkontrolujte průchodnost a vhodnost zařízení

Vysoký počet obvodů na pole může snížit počet nakládacích operací, ale pouze pokud pole zůstane kompatibilní se skutečným zařízením. Šířka dopravníku, podpěra pece, tuhost šablony, dráha umístění, zorné pole AOI, kapacita testovacího přípravku a cyklus odstraňování panelů se mohou u větších polí lišit. Větší panel může také vyžadovat více manipulačních přípravků nebo speciální balení.

Kontrola výroby by měla vyžadovat informace o stroji, nikoli pouze vnořený výkres. Ve fázi desky plošných spojů posuďte formát procesního panelu, program vrtání a směrování, rozložení a registraci mědi. Ve fázi montáže posuďte propustnost tisku a umisťování šablon, podporu přetavení, přístup ke kontrole a opravám. Při expedici posuďte, zda je přijatá jednotka panel nebo jednotlivé díly a ve které fázi se odstraňují kolejnice.

Širší omezení SMT panelizace jsou užitečným podkladem. Smysluplné srovnání nákladů zaznamenává předpoklady pro konkrétní linku, spíše než tvrzení, že každá další deska na pole zvyšuje hodinový výkon o stejné procento.

Zmrazení opakovatelného panelu pro objemové běhy

Prototypový panel dokazuje, že některé desky lze vyrobit a manipulovat s nimi. Neznamená to automaticky stabilitu při velkém objemu. Při zavádění výrobního pole je třeba s orientací, strukturou kolejnic, polohami jazýčků, procesními vzorníky a kontrolními vzorky zacházet jako s řízeným výrobním balíčkem.

Sekvence uvolnění a kvalifikace

1. Zmrazte revizi desky plošných spojů produktu. Ujistěte se, že obě alternativní panely používají stejné schválené složení, povrchovou úpravu, otvory a kritický obrys.
2. Samostatně dokumentujte výkresy výroby a montáže panelů kde se formát výroby liší od zákaznického pole.
3. Ověřte manipulaci se sestavou. Ověřte dopravník, upínací přípravky, podpěru šablony, orientaci desky, přístupnost pro odstraňování panelů a vzdálenosti od zařízení.
4. Definujte důkazy z prvního článku. Změřte kritické obrysové/hranové prvky, ověřte akceptovaný počet obvodů a zkontrolujte vady po zamýšlené fázi oddělení.
5. Spusťte smysluplný pilotní projekt. Zaznamenávejte skutečný výtěžek procesu, dobu přepracování, selhání panelů a manipulaci s jednotlivými poli, místo abyste se spoléhali pouze na předpokládané minimum z výroby.
6. Přepočítejte náklady. Nahraďte odhady kvalifikovanými výstupními a cyklickými daty a ověřte, zda NRE nebo propustnost mění komerční volbu.
7. Zmrazit revizi pole. Vyžadovat kontrolu pro pozdější změny lišt, výstupků, orientace, velikosti panelu a stavu při dodání, a to i v případě, že data jednotlivých desek plošných spojů zůstanou nezměněna.

Pro optická transportní a síťová zařízení je tento ovládací prvek užitečný, když desky, linkové karty a hostitelská rozhraní sdílejí platformu zařízení, ale vyžadují různé trasy panelů. Služba pro optické komunikační desky plošných spojů popisuje tyto rodiny desek zařízení.

Použijte stejnou cenu a akceptační základnu pro oba dodavatele

Požádejte dodavatele, aby prokázal, jak navrhované úspory ovlivňují schválený návrh , a ne pouze aby uvedl nižší cenu materiálu. Změna substrátu, geometrie mědi, povrchové úpravy nebo kritické hrany může vyžadovat rekvalifikaci, čímž se eliminuje zdánlivá výhoda při zadávání veřejných zakázek. Pokud hodnotíte desku s výměnnými moduly, průvodce cenami desek plošných spojů optického transceiveru integruje možnosti panelů s povrchovou úpravou HDI, laminátu a konektorů.

Často kladené otázky k panelizaci objemových desek plošných spojů

Je pole s nejlepším podílem plochy desky vždy nejúspornější?

Ne. Geometrická hustota ignoruje některé procesní náklady a všechny změny výtěžnosti nebo manipulace se sestavou. Porovnejte očekávané a poté pozorované náklady na přijatou jednotku.

Měli bychom optimalizovat náklady na jeden funkční panel, nebo na jeden dodací panel?

Nejprve určete jednotku komerčního přijetí. Pracovní panely jsou interní výrobní jednotky; zákazníci obvykle platí za přijaté holé desky, přijatelná hotová pole nebo dohodnuté sady (SET). Normalizujte na tuto jednotku.

Kdy by mělo být rozvržení panelu zmrazeno?

Poté, co skutečný výrobce a následný montér schválili manipulaci, oddělení a převzetí a plán prvního výrobku/pilotního projektu stanovil, které kontroly změn jsou požadovány, není samotný prototypový návrh dostatečným důkazem pro všechny programy.

Může se v modelu RFQ objevit předpokládaná hodnota výnosu?

Ano, pokud je jasně identifikováno jako předpoklad scénáře, nikoli jako historická kapacita nebo záruka továrny. Pro skutečné rozhodnutí o zadání zakázky vyhledejte data, která prokazují relevantní proces a objem výroby.

Žádost o kontrolu Volume-Panelu

Pro porovnání dvou rozvržení zašlete zveřejněné výkresy desek plošných spojů, výkresy kandidátských polí, cílové akceptované množství desek, rozsah sestavení, dodací podmínky a známá omezení manipulace. Společnost Highleap může před výběrem pole pro hromadnou výrobu zkontrolovat konkrétní předpoklady cenové nabídky a identifikovat potřebné kontroly. Formulář pro cenovou nabídku desek plošných spojů od společnosti Highleap.