Для многих компаний и исследовательских институтов, ориентированных на НИОКР и маркетинг торговой марки, самостоятельное производство электроники является сложным и неэффективным.
В этом случае такие компании или институты, как правило, передают производство электроники на аутсорсинг другим компаниям.
Компании, занимающиеся производством электроники, являются контрактными производителями электроники. Комплексное контрактное производство электроники, охватывающее все стороны производственного процесса, – это услуги производителя электроники (electronic manufacturer services, EMS).
В этой статье вы познакомитесь с руководством PCBONLINE по услугам электронного производства, в том числе, узнаете, что такое EMS-бизнес, что включают в себя услуги электронного производства, а также, как выбрать подходящих производителей EMS.
Часть 1. Что такое услуги по производству электроники (EMS)
Услуги электронного производства (EMS) – это вид бизнеса в сфере электронного производства, при котором контрактный производитель обеспечивает для своего клиента НИОКР, контрактное производство, материалы, управление качеством и отгрузку продукции.
Услуги электронного производства являются результатом разделения труда в электронной промышленности. Это относится и к контрактному производству электроники.
Компании, производящие электронику для других компаний, называются контрактными производителями. Они оказывают услуги по производству электроники, а выпускаемая ими продукция продается под именем их клиента. То же самое делает и поставщик EMS.
EMS выросли из ODM (original design manufacturer, производители систем собственной разработки), а ODM, в свою очередь, развились из контрактных производителей, работающих на OEM-производителей (original equipment manufacturers, производители оригинального оборудования).
Электронное производство требует наличия производственных линий, отработанных цепочек поставок компонентов и управления производственным персоналом.
OEM-производитель сосредотачивает основное внимание на исследованиях и разработках продукции под своим брендом. Изготовление электроники может оказаться для OEM-производителя тяжелым бременем, и он передает его другой компании, располагающей производственными линиями.
Контрактные производители, работающие на OEM-производителя, не проектирует изделие, а только изготавливает его в соответствии со спецификациями и требованиями, используя материалы, предоставленные заказчиком.
В дальнейшем контрактные производители превратились в ODM. В настоящее время они располагают возможностями для проведения НИОКР и разработки программного обеспечения.
На следующем этапе развития контрактные производители стали принимать более активное участие в процессе создания продукта, обеспечивая НИОКР, спецификации, материалы, оборудование, программное обеспечение, электронное производство, управление качеством и отгрузку.
Бизнес-модель услуг по производству электроники предполагает тесное сотрудничество инженеров-исследователей поставщика EMS с научно-исследовательской командой заказчика.
На этапе изготовления почти всю работу выполняет производитель EMS. С производителем EMS взаимодействуют только инженеры по контролю качества поставщиков (supplier quality engineer, SQE) из компании заказчика.
Этап изготовления включает в себя проектирование с учётом технологических требований (design for manufacturing, DFM), создание прототипов и серийное производство.
Часть 2. Что включают в себя услуги электронного производства
Услуги по производству электроники охватывают широкий спектр – от этапа НИОКР до изготовления электроники и послепродажного обслуживания.
НИОКР
EMS-производитель, такой как PCBONLINE, обеспечивает проектирование, позволяющее превратить вашу первоначальную идею в законченный проект, включая аппаратное и программное обеспечение.
.gif)
Проектирование устройств включает в себя разработку принципиальных схем, проектирование печатных плат, спецификацию материалов и конструирование корпусов.
Разработка программного обеспечения – это создание программ для прошивки микросхем, установленных на печатной плате и управляющих важнейшими функциями изделия.
В бизнес-модели EMS используется гибкий подход к НИОКР.
Вы можете сотрудничать с производителем EMS на всех этапах разработки продукта.
Если у вас есть только концепция продукта и нет возможностей для исследований и разработок, это тоже не страшно. EMS-производитель PCBONLINE может выполнить всю работу по проектированию изделия в соответствии с вашими ожиданиями.
Как правило, производители EMS берут плату за НИОКР, но в PCBONLINE при заказе крупносерийного производства разработка продукта может быть выполнена бесплатно.
Проектирование для производства, тестирования, сборки и улучшения характеристик (DFM, DFT, DFA и DFX)
После этапа НИОКР инженеры EMS-производителя должны убедиться, что на этапе изготовления электронного изделия риски будут минимальны.
Производитель EMS использует DFM, DFT и DFA, чтобы избежать рисков в процессах проектирования схем, разводки печатных плат, изготовлении печатных плат и сборки изделий.
Помимо необходимых DFM, DFT и DFA, производители EMS, такие как PCBONLINE, предоставляют DFX для обеспечения согласования корпусов устройств и характеристик конечного продукта.
DFM
Целью PCB DFM является обеспечение совместимости конструкции схемы и требований производственного процесса. Кроме того, это обеспечивает функциональность компонентов и ЭМС (электромагнитную совместимость).
При правильном соблюдении DFM процесс изготовления печатной платы становится менее трудоемким, а стоимость и время изготовления сокращаются.
В процессе DFM инженеры CAM (computer aided manufacturing, автоматизация технологической подготовки производства) проверяют размеры и форму печатной платы, расположение компонентов, минимальные ширины линий и зазоров между ними, зазоры между отверстиями, а также убеждаются в соответствии конструкции печатной платы требованиям ЭМС.
Кроме того, инженер CAM в PCBONLINE может уменьшить количество компонентов, чтобы снизить стоимость изготовления и упростить процесс производства без ущерба для функциональности и качества.
DFT
DFT (design for testability, проектирование контролепригодных схем) требует добавления на печатную плату тестовых точек. Эти тестовые точки расположены вокруг критически важных компонентов и предназначены для измерений с помощью мультиметра.
После изготовления прототипа печатной платы инженер компании-поставщика EMS с помощью двух щупов мультиметра проверяет проводимость участков платы.
После сборки прототипа устройства инженер поставщика EMS по-прежнему использует мультиметр для проверки проводимости сборки.
Помимо проверки мультиметром, существует проверка летающим зондом, ICT (in-circuit test, внутрисхемная проверка), рентгеновский контроль, автоматический оптический контроль, функциональная проверка и т. д.
В ходе DFT инженеры подготавливают все тестовые файлы и создают спецификации эталонных тестовых параметров.
DFA
Цель DFA (design for assembly, проектирование с учётом требований сборки) – обеспечить бесперебойность и эффективность процесса сборки печатных плат с минимальным риском ошибок.
В ходе DFA инженеры CAM поставщика EMS проверяют надежность источников компонентов, проверяет соответствующие номера компонентов и типы их корпусов, гарантируя, что спецификации монтируемых компонентов соответствуют возможностям производителя, и оптимизирует панелизацию печатной платы.
DFX
DFX (design for excellence, проектирование с целью обеспечения наилучших характеристик) затрагивает множество аспектов, включая характеристики, качество, надежность, удобство использования и экономическую эффективность.
Производитель EMS всесторонне изучает конструкцию изделия и оптимизирует ее для улучшения всего проекта и оптимизации продукта для всех этапов его жизненного цикла.
Прототипирование/изготовление образцов
После того как все аспекты проекта согласованы, производитель EMS сначала изготавливает несколько изделий в качестве образцов, чтобы проверить конструкцию и технологию изготовления.
Производитель EMS, как правило, изготавливает 5 печатных плат, закупает необходимые компоненты и сотрудничает со своими заводами-партнерами для изготовления оснастки, корпусов, кабелей и моделей.
В PCBONLINE опытные образцы печатных плат изготавливаются на тех же производственных линиях, что и при массовых заказах, поэтому качество и функциональность продукта такие же, как при серийном производстве.
После создания прототипов печатных плат производитель EMS монтирует компоненты на пустые платы, чтобы сделать из них сборки печатных плат (PCBA).
В PCBONLINE мелкосерийная сборка печатных плат происходит в тех же условиях, что и серийное производство, чтобы гарантировать качество образцов, такое же, как и при серийном производстве.
После сборки прототипа печатной платы производитель EMS PCBONLINE случайным образом выбирает один экземпляр печатной платы для FAI (first article inspection, проверка первого образца), в ходе которого проверяются параметры компонентов, установленных на PCBA. Отчет о результатах FAI производитель EMS отправляет заказчику.
После сборки печатных плат производитель EMS PCBONLINE может предоставить дополнительные услуги, включая функциональное тестирование, программирование микросхем, тепловое старение и защитное покрытие.
Затем производитель EMS устанавливает печатную плату в корпус, чтобы сделать ее готовым продуктом.
На каждом этапе изготовления образцов SQE может проверить качество изготовления электроники.
Изготовление печатных плат
Печатные платы являются соединительными цепями между основными и вспомогательными компонентами.
Изготовление печатных плат является важным этапом производства электроники.
Для изготовления печатной платы производитель EMS должен иметь Gerber файл – сжатый файл, содержащий графические файлы и файлы сверловки. Каждому слою печатной платы соответствует свой графический файл.
Процесс изготовления печатных плат является индивидуальным. Как правило, этапы изготовления следующие:
Разрезание ламината > создание схемы внутреннего слоя > ламинирование > сверловка > химическое меднение > создание схемы внешнего слоя > гальваническое меднение для увеличения толщины меди > травление > нанесение паяльной маски > шелкография > обработка поверхности > профилирование > контроль топологии с помощью летающего зонда > окончательный контроль качества.
PCBONLINE предлагает жесткие печатные платы на основе FR4, гибкие, керамические, высокочастотные, жестко-гибкие печатные платы, платы высокой плотности, алюминиевые платы и платы на медной подложке. Количество слоев может достигать 64.
Ознакомиться с процессом изготовления гибких печатных плат можно на сайте PCBONLINE.
Монтаж печатных плат
Монтаж печатной платы – самый важный этап сборки электроники.
SMT (surface-mount technology, технология поверхностного монтажа) и PTH ((through-hole assembly, установка в сквозные отверстия) – это две технологии сборки печатных плат.
SMT-монтаж подходит для схем высокой плотности и компонентов с мелким шагом. При этом он является автоматическим и эффективным.
Процесс установки SMT компонентов включают в себя следующие этапы:
Нанесение паяльной пасты > контроль паяльной пасты) > размещение компонентов > рентгеновский контроль > пайка оплавлением > автоматический оптический контроль.
Монтаж PTH заключается в установке выводов компонентов в отверстия печатной платы и припаивании выводов к меди отверстий. Он подходит для полуавтоматической сборки.
Процесс сборки PTH включает следующие этапы:
Установка выводов компонентов PTH в отверстия печатной платы > пайка волной > обрезка выводов > очистка.
После сборки печатной платы EMS-производитель PCBONLINE может оказать дополнительные услуги по изготовлению PCBA в соответствии с требованиями приложения.
Установка в корпуса
Установка PCBA в корпуса – это завершающий этап создания конечных продуктов.
Производитель EMS устанавливает PCBA в корпуса и маркирует их в соответствии с требованиями заказчика.
После этого производитель EMS проводит испытания на воздействие внешних факторов, моделируя рабочие условия изделия, чтобы убедиться в его работоспособности и надежности.
Компоненты и материалы
Производители EMS сотрудничают с заводами и поставщиками, которые поставляют компоненты, ламинаты для печатных плат, паяльную пасту, оснастку и любые другие материалы, необходимые для оказания услуг по производству электроники.
EMS-производитель PCBONLINE позволяет своим клиентам предоставлять собственные компоненты и материалы для производства электроники, такие как конфиденциальные компоненты и подложки Rogers для СВЧ устройств военного назначения.
Что касается электронных компонентов, PCBONLINE может интегрировать перечни материалов и объединить закупки с другими крупными заводами EMS, чтобы получить оригинальные компоненты по более низкой цене. Кроме того, компания располагает всемирной сетью поставок, что позволяет экономически эффективно закупать компоненты с учетом региональных различий в ценах.
Управление качеством
Управление качеством осуществляется на всех этапах производства электроники.
Контроль качества – это систематическая работа, которая включает в себя отслеживаемость компонентов и материалов, стандартные операционные процедуры, исключение контрафактных микросхем, испытания печатных плат, испытания сборок печатных плат, климатические испытания конечного продукта и т. д.
На производственных базах печатных плат и заводе сборки печатных плат EMS производителя PCBONLINE уже создана и внедрена система менеджмента качества ISO 9001.
Вышесказанное охватывает услуги по производству электронной продукции. Кроме того, производитель EMS несет ответственность за техническое обслуживание продукта в случае возникновения проблем, связанных с качеством.
Часть 3. Выбор подходящих производителей EMS
Надежные услуги по производству электроники имеют решающее значение для создания электронных изделий. Выбор подходящих EMS-производителей жизненно важен для успеха вашего бизнеса.
- Вот несколько советов по выбору подходящих производителей EMS:
- Выбирайте производителя EMS, располагающего возможностями выполнения НИОКР, который может быть привлечен к разработке и оказать инженерную поддержку.
- Он должен предоставлять дополнительные услуги на послесборочном этапе.
- Он должен обеспечивать высокое качество компонентов, материалов и электронного производства.
- Убедитесь, что производитель EMS имеет сертификаты качества, необходимые для отгрузки и продажи вашего устройства.
Убедитесь, что в расценках производителя EMS нет скрытых платных позиций. Было бы лучше выбрать услуги по производству электроники с учетом экономической эффективности.
Если вы планируете воспользоваться услугами контрактного производства для изготовления электронных изделий, вы можете сотрудничать с надежным EMS-производителем PCBONLINE.
PCBONLINE, основанная в 1999 году, имеет две крупные современные базы по производству печатных плат и один завод по EMS сборке печатных плат. Компания обладает мощным научно-исследовательским и производственным потенциалом, позволяющим предоставлять услуги по изготовлению электронных изделий для всех отраслей электронной промышленности.
PCBONLINE разработала ряд готовых ODM-решений, любое из которых вы можете выбрать и попросить PCBONLINE внести изменения для адаптации к вашему продукту.
Если у вас есть первоначальная идея, PCBONLINE может разработать ее с нуля и сделать из нее конечный продукт.
Если у вас есть команда разработчиков, PCBONLINE также может принять участие в создании вашего проекта, начиная с ранней стадии разработки, и оказывать индивидуальную техническую поддержку на протяжении всего процесса.
Вот некоторые преимущества PCBONLINE:
- Независимо от того, есть ли у вас отдел НИОКР или нет, PCBONLINE может предоставить вам услуги по производству электроники.
- Что касается проектирования схем и изделий, компания PCBONLINE имеет огромный опыт в тепловом проектировании – наиболее важном этапе в проектировании конструкции.
- В PCBONLINE вы можете под одной крышей получить услуги по производству электроники от проектирования до отгрузки готовой продукции и послепродажного обслуживания.
- Услуги по производству электроники в PCBONLINE – от материалов до конечных изделий – сертифицированы по стандартам ISO 9001:2015, IATF 16946:2016, REACH, RoHS, UL и IPC.
При заказе крупносерийного EMS-производства PCBONLINE может выполнить разработку вашего проекта бесплатно.
В последние годы PCBONLINE успешно предоставляла услуги по производству электроники для многих приложений, включая проекторы, судовые фонари с яркостью 4000 люмен, боксы для ультрафиолетовой дезинфекции накладных ресниц, машины для майнинга биткойнов, гибкие светодиодные ленты, контактные системы для батарей аккумуляторов электромобилей, контроллеры накопительных резервуаров, радарные устройства, автомобильные коммуникационные модули и т. д.
Если вам необходимы услуги по производству автомобильной, потребительской, компьютерной, коммуникационной, промышленной, медицинской, военной или сельскохозяйственной электроники, вы можете связаться с PCBONLINE по электронной почте [email protected] для получения коммерческого предложения.
