Ensamblaje de prototipos de PCB: desde los archivos de diseño hasta las placas probadas.

Highleap Electronics fabrica prototipos de placas de circuito impreso (PCB) para ingenieros de hardware y equipos de producto que necesitan placas ensambladas que puedan encender, depurar y medir. Fabricamos las placas base, obtenemos o recibimos los componentes, realizamos el ensamblaje SMT y de orificio pasante, e inspeccionamos las placas terminadas antes del envío. Los pedidos de prototipos comienzan a partir de 5 unidades.

Existe un prototipo para responder preguntas de ingeniería. Cuando una placa falla en el banco de pruebas, es necesario saber si la causa es el diseño o el montaje. Un componente incorrecto, un diodo invertido o una conexión BGA abierta convierten una depuración de dos días en una investigación de dos semanas. Nuestro proceso de prototipado está diseñado para eliminar las dudas relacionadas con el montaje, de modo que los resultados que mida correspondan a su diseño.

Para solicitar un presupuesto para la fabricación de un prototipo, envíe los archivos Gerber u ODB++, la lista de materiales (BOM), el archivo de colocación de componentes y la cantidad. Si algunos componentes provienen de su propio stock, indíquelo en la solicitud.

Lo que debería demostrar el ensamblaje de un prototipo de placa de circuito impreso (PCB).

Los equipos solicitan prototipos en diferentes etapas de un proyecto, y el objetivo de la construcción cambia con cada uno. Acordar el objetivo antes de realizar el pedido determina el alcance de la inspección, la estrategia de componentes y el costo de la construcción.

¿Por qué utilizar una línea de producción para solo 5 o 10 placas?

Los prototipos soldados a mano permiten comprobar el funcionamiento del circuito. Sin embargo, no permiten determinar si un encapsulado QFN de paso de 0.4 mm, un BGA de paso fino o un dispositivo de alimentación con almohadilla de tierra grande se soldarán correctamente con una plantilla y un horno de reflujo. La colocación automatizada y un perfil de reflujo controlado hacen que las uniones de los prototipos sean comparables a las de la producción posterior, lo que también permite comparar los resultados de las pruebas. Nuestra capacidad de ensamblaje SMT abarca componentes pasivos de hasta 01005, componentes BGA y de encapsulado en encapsulado, colocación a doble cara y componentes de formas irregulares.

Paquete de datos del prototipo de PCBA: Qué enviar

La mayoría de los retrasos en los prototipos ocurren antes de que comience la fabricación. Las dudas sobre marcas de polaridad faltantes, líneas de la lista de materiales sin número de pieza del fabricante o un archivo de centroide que no coincide con el diseño hacen esperar al diseñador, y cada una cuesta un día. Un paquete completo nos permite revisar los datos una sola vez y comenzar la adquisición de inmediato.

• Datos de fabricación: Gerber RS-274X u ODB++, archivo de perforación NC, contorno de la placa, apilamiento con material y espesor final, acabado de la superficie y cualquier requisito de impedancia.
• BUENA: designadores de referencia, cantidad, fabricante y número de pieza del fabricante para cada línea, además de alternativas aprobadas cuando las acepte. Marque cualquier pieza como no apta para colocar (DNP).
• Datos de colocación: archivo centroide con X/Y, rotación y lado para cada designador, generados a partir de la misma revisión que los Gerber.
• plano de conjunto: polaridad y marcas del pin 1, orientación del conector, instrucciones especiales como piezas de ajuste a presión, cables soldados a mano o componentes que no deben lavarse.
• Notas de prueba y programación: archivo de firmware e interfaz de programación si las placas deben venir programadas, y cualquier comprobación de encendido simple que desee realizar.

La lista completa de requisitos, incluidos los formatos de archivo que aceptamos, se encuentra en nuestra página de requisitos de archivos para el ensamblaje de PCB.

¿Es necesario un prototipo para una revisión DFM?

Sí, y los prototipos se benefician más de ello que las versiones posteriores. Una revisión detecta geometrías de almohadillas que pueden dañar componentes pasivos pequeños, vías sin relleno en almohadillas BGA, componentes colocados demasiado cerca del borde de la placa para su manipulación en paneles y marcas de referencia faltantes. Solucionar estos problemas antes de la primera versión permite que el prototipo pruebe el circuito, en lugar de un detalle de diseño que se habría corregido de todos modos. Highleap ofrece una revisión DFM gratuita con presupuestos para prototipos; los resultados se le comunican para que tome una decisión, en lugar de modificarse sin previo aviso.

Prototipos llave en mano, en consignación o parcialmente llave en mano.

El comprador de las piezas influye en el plazo de entrega del prototipo más que cualquier paso del ensamblaje. Elija el modelo en función de la ubicación actual de sus piezas.

El ensamblaje de prototipos llave en mano suele ser la opción más rápida cuando las piezas están en stock, ya que la fabricación de PCB y la compra de componentes se realizan en paralelo. Para los kits de prototipos en consignación , tenga en cuenta la pérdida de componentes pasivos pequeños (la cinta cortada provoca la pérdida de piezas en el extremo del alimentador), mantenga los dispositivos sensibles a la humedad en sus bolsas selladas y etiquete cada bolsa con el número de pieza del fabricante.

¿Qué ocurre cuando una pieza prototipo está agotada?

Informamos sobre la escasez de alternativas disponibles y sus diferencias antes de realizar cualquier compra. Para un prototipo, una alternativa compatible con pines y con la misma clasificación eléctrica podría ser aceptable; para una muestra de conformidad, generalmente no lo es. La decisión final recae en su equipo de ingeniería. Solicite a nuestro equipo de abastecimiento de componentes que indique el estado del ciclo de vida (NRND, última compra) en la lista de materiales durante la cotización. Es útil saberlo antes de que se finalice el diseño.

Ensamblaje e inspección para pequeñas cantidades de prototipos.

Las placas prototipo siguen los mismos pasos de proceso que las placas de producción: impresión con plantilla, colocación en la máquina, reflujo, soldadura de orificios pasantes e inspección. Lo que cambia es la estrategia de inspección, ya que los dispositivos y programas que resultan rentables a gran escala rara vez se justifican para solo 10 placas.

• control de primera mesaLa primera placa ensamblada se comprueba comparándola con la lista de materiales y el plano de montaje para verificar el valor de las piezas, la polaridad y la orientación antes de fabricar las placas restantes.
• Inspección óptica: Inspección óptica automatizada (AOI) y microscópica de juntas visibles, puentes y desplazamientos de componentes.
• Radiografía para detectar articulaciones ocultasLas uniones BGA, LGA y QFN no se pueden evaluar visualmente. Inspección de rayos X Se observan puentes térmicos, bolas faltantes y huecos debajo de las almohadillas térmicas.
• Prueba eléctrica sin accesorio: prueba de sonda voladora Comprueba circuitos abiertos, cortocircuitos y valores de componentes sin el coste de un dispositivo de lecho de clavos.
• Comprobación de encendido o funcionamientoCuando se proporciona un procedimiento, las placas se pueden encender y comprobar antes del envío, de modo que las unidades que fallan al llegar se investigan aquí en lugar de en su banco de trabajo.

Factores que influyen en el tiempo de entrega y el coste del prototipo

Para un prototipo llave en mano, calcule aproximadamente de 2 a 3 semanas en total cuando los componentes estén en stock: la adquisición de componentes suele tardar de 5 a 10 días y el ensamblaje de 3 a 5 días, con la fabricación de la PCB solapándose con el período de compra. Un solo circuito integrado de largo plazo determina el cronograma de todo el proceso, por lo que es importante verificar el ciclo de vida y el stock durante la cotización. Cuando el cronograma es la principal limitación, nuestro servicio de ensamblaje rápido prioriza el proceso a un costo mayor.

Los precios unitarios de los prototipos son altos porque los costos fijos se distribuyen entre pocas placas. Los principales factores que influyen en los costos son:

• Configuración y herramientasEl coste de la plantilla, la programación de la máquina y la verificación de la primera placa es el mismo para 5 placas que para 500.
• Mínimos de componentesAlgunas piezas se venden únicamente en cantidades en rollos o bandejas, por lo que el coste de la lista de materiales para 5 placas puede superar el coste de la placa.
• Tecnología de placasLas microvías HDI, la impedancia controlada, el cobre grueso o los laminados especiales aumentan el coste de la placa base y pueden prolongar el tiempo de fabricación.
• Tecnología mixtaLas piezas de orificio pasante, los conectores de ajuste a presión o el reflujo de doble cara añaden pasos al proceso.
• Alcance de la inspecciónLas pruebas de rayos X, las pruebas con sonda volante y las pruebas funcionales añaden tiempo, pero reducen el tiempo de depuración por su parte.

¿Cuántas placas prototipo debería pedir?

Pida suficientes placas para cubrir las pruebas destructivas, los experimentos de retrabajo y las placas enviadas a los compañeros de firmware o de pruebas, además de al menos una de repuesto. Los equipos que piden 3 placas suelen pedir una segunda tanda porque una se dañó durante la depuración. El coste de configuración apenas varía entre 5 y 10 unidades, por lo que las placas adicionales apenas incrementan el precio.

Del prototipo a la versión piloto.

Cuando el prototipo pasa la prueba, el siguiente pedido suele ascender a decenas o cientos de placas. Esta producción pone de manifiesto problemas que la fase de prototipo oculta: sustituciones de componentes entre lotes, un diseño de panel que ralentiza el despanelado, pasos de prueba que no son escalables y documentación que solo existía en la mente del ingeniero.

Utilice los resultados del prototipo para corregir tres aspectos antes del próximo pedido: registre cada pieza aprobada y alternativa en la lista de materiales, convierta el procedimiento de puesta en marcha en una instrucción de prueba escrita y resuelva cada hallazgo de DFM que haya pospuesto. Si el producto se fabricará posteriormente en muchas variantes o lotes pequeños recurrentes, consulte nuestro enfoque para el ensamblaje de PCB de alta variedad y bajo volumen . Mantener el prototipo y las fabricaciones posteriores con el mismo fabricante también permite mantener la plantilla, los programas y el historial de revisiones en un solo lugar.

Preguntas frecuentes sobre el ensamblaje de prototipos de PCB

¿Cuál es la cantidad mínima de pedido para el ensamblaje de prototipos de PCB?

Highleap acepta pedidos de prototipos a partir de 5 unidades para la fabricación, el ensamblaje y el montaje de placas de circuito impreso (PCBA) llave en mano, sujeto a la disponibilidad de componentes. No hay un valor mínimo de pedido.

¿Puedes ensamblar solo una parte de la lista de materiales?

Sí. Marque las piezas que no deben instalarse como DNP en la lista de materiales y en el plano de montaje. El montaje parcial es habitual en placas de prueba de concepto o cuando una sección del circuito se evaluará posteriormente.

¿Puedo suministrar yo mismo algunos componentes?

Sí, ofrecemos un servicio llave en mano parcial. Envíe las piezas con etiquetas que indiquen el número de pieza del fabricante y la cantidad, y mantenga sellados los dispositivos sensibles a la humedad. Confirmamos la recepción con la lista de materiales antes de programar el montaje.

¿Se fabricarán placas prototipo conforme a la norma IPC-A-610?

La mano de obra se inspecciona según la norma IPC-A-610. Indique la clase requerida en la solicitud. Si los prototipos deben representar un producto de Clase 3, especifíquelo en la etapa de cotización, ya que la Clase 3 modifica los criterios de aceptación, el esfuerzo de inspección y el costo.

¿Programas las placas?

Las placas se pueden programar proporcionando el archivo de firmware, la interfaz de programación y el paso de verificación previsto. Incluya la revisión del firmware para que quede registrada con la compilación.