Передача проектных решений в производство электронных изделий.

Передача проектной документации в производство — это момент, когда инженерные данные превращаются в контролируемый производственный пакет. Это не просто отправка файлов. Это выпуск всего необходимого заводу для изготовления продукта без необходимости каждый раз задавать вопросы по проектированию: данные для изготовления, данные для сборки, правила закупок, микропрограммное обеспечение, критерии тестирования, оснастка и система контроля версий, обеспечивающая согласованность всех этих данных. В этой статье рассматривается, что должно быть завершено до передачи, что должно быть выпущено вместе с ней, и как Highleap Electronics преобразует этот выпуск в повторяемый производственный процесс.

1. Что должно быть выполнено до передачи проекта?

Передача проекта не означает, что проект никогда больше не сможет измениться. Это означает, что каждое последующее изменение должно проходить формальный контрольный путь — оформление заявки на внесение изменений в техническое задание — а не передаваться незаметно через вложения в электронные письма или устные обновления. Предварительная проверка зрелости перед передачей проекта включает в себя:

• Проектирование электрооборудования. Схема выпущена в определенной редакции, соответствует требованиям ERC, а известные открытые вопросы либо закрыты, либо явно отложены с указанием причины.
• Компоновка печатной платы. Проверка DRC выполнена в соответствии с возможностями целевого производителя, при необходимости установлено контролируемое сопротивление, и каждый слой назван и идентифицирован в выходном корпусе.
• Механическое проектирование. Контур печатной платы, расположение разъемов, элементы крепления и зоны, запрещенные для установки, соответствуют механическому чертежу и корпусу. Доступна модель STEP.
• Спецификация. Каждой позиции товара присвоен конкретный номер MPN, упаковка проверена на соответствие маркировке, товары, не подлежащие маркировке (DNP), отмечены, и определены альтернативные варианты.
• Firmware. Релизная сборка с номером версии и контрольной суммой, а не «последний рабочий коммит».
• Стратегия тестирования. Определены подходы к ИКТ, функциональному тестированию и программированию с указанием критериев прохождения/непрохождения. Конструкция тестового стенда определяется даже в том случае, если сам стенд еще находится в стадии изготовления.
• Требования соответствия. Указаны применимые стандарты (безопасность, электромагнитная совместимость, экологические, отраслевые), а также результаты предварительной проверки на предмет их влияния на производство.
• Характеристики продукта. Технические характеристики, экологические ограничения, маркировка, упаковка и любые критерии приемки, установленные заказчиком, должны быть зафиксированы в письменном виде.

Если какой-либо из этих предметов все еще находится в движении, это допустимое состояние, но в сопроводительном документе необходимо указать, что он открыт, а не закрыт.

2. Выпуск данных по изготовлению печатных плат и информации о структуре слоев.

Пакет для изготовления определяет саму плату и управляет всеми последующими этапами. Отсутствие или неоднозначность данных для изготовления — самый быстрый способ задержать первую сборку. В релиз должны входить:

• Gerber, ODB++ или IPC-2581 — все медные слои, защитная маска, шелкография, слои пасты и контур платы.
• Файлы для сверления с ЧПУ — Покрытые и непокрытые отверстия разделены, при этом допуски указаны там, где это необходимо.
• Схема штабелирования — порядок слоев, диэлектрический материал, толщина сердцевины и препрега, вес меди на слой, конечная толщина
• Требования к контролируемому импедансу — Требования к целевому импедансу, допускам, опорному слою и тестовым образцам для соответствующих дорожек.
• основное вещество — Марка ламината, температура стеклования (Tg), содержание галогенов и любые декларации, касающиеся соответствия требованиям RoHS.
• Толщина меди — внутренние и внешние слои, а также требования к покрытию участков с большим содержанием меди.
• Чистота поверхности — ENIG, HASL бессвинцовое, OSP, иммерсионное серебро, ENEPIG, твердое золото или гибридное
• Паяльная маска — цвет, тип и любые требования к отслаивающимся или маскирующим материалам.
• Готовые размеры — контуры доски, толщина и любые допуски по размерам, более жесткие, чем стандартные допуски изготовителя.
• Особые примечания по изготовлению — обратное сверление, краевое покрытие, заполнение переходных отверстий, зубчатые выступы, золотые контакты или необычные элементы.

Если файлы не совпадают — например, в файле Gerber указана толщина платы 1.6 мм, а на чертеже сборки — 1.2 мм, — в передаче необходимо указать, какой документ имеет приоритет. Компания Highleap считает утвержденный чертеж изготовления авторитетным источником, если заказчик не укажет иное.

3. Данные по сборке печатной платы, спецификация материалов и утвержденные поставщики.

Пакет данных сборки — это то место, где становятся очевидными риски, связанные с поставками. Спецификация материалов, которая на первый взгляд кажется полной, может скрывать проблемы в упаковке, альтернативных вариантах и ​​правилах отслеживания. Полный релиз включает в себя:

Комплект поставки дополняют данные для установки компонентов (файл центроида) и сборочный чертеж. Сборочный чертеж должен содержать информацию о полярности, контакте 1, маркировке DNP, местах расположения реперных точек и любые специальные примечания к процессу, которые не очевидны из одного только файла Gerber.

4. Встроенное ПО, программирование и управление конфигурацией

Выпуск прошивки в производство — это не то же самое, что передача проекта инженерам. Производственной команде необходима сборка, которая является однозначной, проверяемой и воспроизводимой, с определенной проверкой после программирования. Что должно быть выпущено:

• Образ прошивки. Точный двоичный файл с номером версии и контрольной суммой. «Последняя версия из ветки master» не является релизом.
• Загрузчик. В тех случаях, когда требуется отдельный загрузчик, его образ и процедура загрузки выпускаются вместе с образом приложения.
• Данные конфигурации. Любые данные, не относящиеся к коду — таблицы EEPROM, калибровочные константы, флаги функций — с указанием файла, адреса и метода загрузки.
• Политика в отношении серийных номеров. Формат, источник (предоставленный заказчиком диапазон, заводская настройка или гибридный формат) и место хранения на устройстве.
• Обработка MAC-адресов. В тех случаях, когда речь идет о подключении, важно знать, предоставляется ли MAC-адрес заказчиком, лицензируется ли он или берется из заводского пула, а также как он написан.
• Калибровка. Проводится ли калибровка во время тестирования, и если да, то какие эталонные значения и пределы прохождения/непрохождения применяются.
• Интерфейс программирования. JTAG, SWD, ISP, UART или на основе загрузчика, с точной распиновкой любого разъема для программирования или группы тестовых площадок.
• Подтверждение прохождения/непрохождения теста. Проверки после программирования — считывание идентификатора устройства, проверка контрольной суммы образа, краткий функциональный ответ — с четкими условиями успешного прохождения.
• Соглашение об именовании версий. Как версии прошивки соотносятся с версиями продукта и как они регистрируются для каждого серийного номера.
• Контроль доступа. Указывается, зашифровано ли изображение или передается по определенному каналу, а также кто на заводе имеет право на его распространение.

Основной риск, предотвращаемый этим разделом, — это программирование неправильной версии — класс дефектов, которые часто незаметны при проверке, поскольку плата выглядит правильно. Контроль версий на уровне файла, приспособления и записи устраняет этот пробел.

5. Документация по проверке, испытаниям и приемке

Информация о проверке и испытаниях должна быть предоставлена ​​в рамках передачи прав собственности, а не определяться заводом-изготовителем изолированно. Собственные критерии приемки заказчика должны быть доступны до начала первой сборки. Комплект документов обычно включает в себя:

• Критерии визуальной приемлемости. Стандарт IPC-A-610 Класс 2 или Класс 3, или стандарт качества изготовления, установленный заказчиком, если он отличается.
• Ожидаемые значения AOI. Какие дефекты выявляются? Автоматизированный оптический контроль в отличие от проверки вручную.
• Рентгеновский аппарат. Какие компоненты BGA, QFN или LGA подлежат проверке, а также пределы наличия пустот и перемычек (обычно IPC-7095).
• ИКТ-охват или покрытие с помощью летающего зонда. Контрольные точки, процент покрытия сети и ответственность за размещение оборудования.
• Процедура функционального тестирования. Этапы, точки измерения, пределы прохождения/непрохождения и ожидаемая продолжительность на единицу.
• Граничное сканирование. Там, где это позволяет дизайн и где это дополняет охват ИКТ.
• Механический осмотр. Проверка размеров, ориентации разъемов и соответствия корпуса.
• Приемка осуществляется в соответствии с требованиями заказчика. Любые дополнительные проверки или испытания, проводимые заказчиком при получении товара.
• Пределы тестирования. Все ограничения выражены численно. Описательные ограничения, такие как «разумный объем производства», не могут быть применены к отдельной строке.
• Журналы ошибок. Формат для фиксации и хранения дефектов.
• Политика повторного тестирования. Какие неисправности подлежат повторному тестированию, сколько раз, а какие должны быть направлены непосредственно на доработку или утилизацию.

Документация по проверке и испытаниям позволяет оценивать одну и ту же плату, собранную разными операторами в разные смены, единообразным образом. Неопределенность в этом случае впоследствии становится предметом споров.

6. Рабочие инструкции, оснастка и эталонные образцы.

Наиболее часто упускаемый из виду аспект передачи проектных решений — это физический и технологический набор производственных ресурсов, то есть то, что находится на заводе, а не на файловом сервере:

• Монтажные приспособления для выравнивания THT, поддоны для волновой или селективной пайки и приспособления для этапов ручной сборки.
• Тестовые приспособления — Испытательные полигоны для ИКТ, программы с использованием летающих зондов, функциональные испытательные стенды и радиочастотные камеры, где это необходимо.
• Программирование приспособлений — Подставки или зажимные устройства, которые надежно подключаются к программному интерфейсу в производственных условиях.
• Трафареты при запланированном изменении объема, с фиксацией данных об апертуре.
• Специальные инструменты — зажимные приспособления, динамометрические ключи с возможностью записи настроек, тестеры на прочность при сварке проволокой или ультразвуковые сварочные аппараты
• Рабочие инструкции Фотографии на каждом неочевидном этапе — ориентация ленточных разъемов, места нанесения клея, прокладка кабелей.
• Данные о крутящем моменте, адгезии и маскировке — заданные значения, а не «затянутые от руки» или «маленькая точка»
• Золотой образец — Эталонный образец, отражающий заведомо исправную сборку, физически хранящийся в архиве.
• Образцы дефектов — по возможности, приведите примеры дефектов, которые, как ожидается, должна выявить проверка.

Эталонные образцы не заменяют чертежи, соответствующие стандартам. Фотография или физический образец не могут определить размеры так, как это делает чертеж. Но они служат визуальной и механической базой, позволяющей выявить проблемы, которые чертежи не могут легко отразить — внешний вид поверхности, расположение кабеля, глубина посадки разъема и размещение маркировки.

7. Заморозка версий и выпуск в производство.

Завершающим этапом передачи проектной документации является официальное разрешение, в котором говорится: «Это документы, которые будут использоваться в производстве, начиная с этой даты». Разрешение включает в себя:

• Версии файлов — Gerber, drill, stackup, BOM, centroid, assembly drawing, firmware, test scripts
• Утверждающий(ие) — конкретное лицо или должность, уполномоченные на выпуск каждого документа.
• Дата вступления в силу — с момента начала производства с использованием данной версии.
• Устаревшие файлы — файлы, которые заменяются предыдущими версиями в этом выпуске.
• Обработка имеющихся запасов — что происходит с печатными платами, компонентами и узлами старых версий?
• Незавершенная работа — завершена ли текущая незавершенная работа в старой версии или перенесена в новую.
• Первая статья — требуется ли первая статья о новой редакции перед выпуском новой версии?
• Утверждение отклонений — любое временное отклонение от утвержденных документов и срок его действия.
• Точка входа в процедуру ECO — это точка, в которой последующие изменения должны проходить через процедуру оформления изменений.
• Срок хранения записей — как долго хранятся записи о сборке, данные тестирования и журналы отслеживаемости.

Highleap рассматривает выпущенный набор версий как определение продукта. Любой запрос на отклонение — включая «быстрое изменение» от инженерной группы заказчика — проходит по тому же пути ECO, поэтому продукт в производственной линии всегда соответствует набору документов, утвержденному кем-то.

8. Отправьте пакет документов по передаче проекта в компанию Highleap.

Компания Highleap Electronics принимает пакет документов для передачи на тот же производственный маршрут, который будет использоваться для пилотного и серийного производства. В ходе проверки принимаются данные о изготовлении на соответствие производственным возможностям завода, проверяется полнота спецификации материалов и возможность закупки комплектующих, рассматривается объем испытаний и программирования, а также выявляются любые недостающие инструменты или документация перед предоставлением коммерческого предложения. В условиях мелкосерийного или крупносерийного производства проверка адаптируется к запланированному объему.

Для начала процедуры рассмотрения заявления о переводе предоставьте следующую информацию:

• Технические данные для изготовления — файлы Gerber, ODB++ или IPC-2581 с файлами сверления.
• Схема многослойной структуры с указанием материала, количества меди и импеданса.
• Спецификация материалов (BOM) со списком MPN, AVL и DNP.
• Сборочный чертеж и файл центроида
• Схема (используется в качестве справочного материала при проверке файла)
• Образ прошивки, контрольная сумма и инструкции по программированию.
• Требования к тестированию — ИКТ/летающий зонд, FCT и программирование (зачет/незачет).
• Статус оборудования — отгруженное существующее оборудование или объем работ по сборке оборудования.
• Если имеется, используйте эталонный образец или контрольный блок.
• Предполагаемый годовой объем и целевая частота поставок
• Известные нерешенные проблемы, перенесенные из сборок EVT или DVT.