-自動化機器向けの少量 PCBA: 組み立て、テスト、検証における変更点は何ですか?

オートメーション機器用の少量 PCBA は、単にロットサイズが小さい大量生産ではありません。-

その誤解は調達において大きな問題を引き起こします。購入者は、ガーバー ファイル、BOM、および 20、50、または 200 ユニットの目標数量を送信すると、サプライヤーがそのジョブを単純な小規模バッチの PCB アセンブリ注文として扱うことを期待できます。-

自動化機器の場合、問題は異なります。

オートメーション機器用の少量 PCBA の主な変更点は、組み立て、テスト、検証で再現性を証明する必要があることです。-ボードは、最初のロットの後に繰り返せる方法で構築、プログラム、テスト、文書化、統合する必要があります。

基板数は少ないかもしれません。未解決の詳細の数は依然として多い可能性があります。

少量自動化 PCBA はプロトタイプの学習と生産規律の間に位置します。-

多くの自動化機器プロジェクトでは、プロトタイプがすでにベンチで動作した後に、少量の PCBA が登場します。{0}

回路図はほぼ安定しています。 PCBレイアウトが見直されました。最初のサンプルはパワーアップしている可能性があります。お客様は、マシン、治具、キャビネット、コントローラー、ゲートウェイ、または試用システム内の 1 つまたは 2 つのボードをすでにテストしている可能性があります。

ただし、プロジェクトが本番環境に対応できる状態であることを必ずしも意味するわけではありません。{0}

プロトタイプが成功するのは、1 人のエンジニアがすべてのジャンパ、すべてのファームウェアのステップ、すべての回避策、すべてのテスト条件を知っているためです。低ボリュームのビルドでは、その依存関係を削除する必要があります。- EMS チームが繰り返し実行できるプロセスと、文書化されていないエンジニアリング知識に依存しない検証方法が必要です。

これは、自動化プロジェクトの速度が低下することがよくある場所です。

制約は必ずしも SMT ライン容量ではありません。多くの場合、実際のスケジュール ドライバーは、コネクタ定義、ファームウェア ファイル、テスト フィクスチャ、承認された代替品、パネル化の詳細、リリース前に確認されていなかったエンクロージャ制約などの 1 つの未解決の項目です。

小規模バッチ自動化 PCBA では、最も遅い未解決の詳細が最も速いマシンよりもビルドを制御することがよくあります。{0}

固定段取り作業がなくなるわけではないのでコスト構造が変わる

少量の購入者は、あたかも数量だけが異なるかのように見積書を比較することがあります。-それが真実であることはほとんどありません。

ステンシルの準備、機械プログラミング、治具の計画、機能テストのセットアップ、最初の記事のレビューなどの-非経常エンジニアリング（NRE）コスト - は、ロットが小さいからといって消えるわけではありません。-

大量生産では、これらのコストは多くのユニットに分散されます。{0}少量の作業では、表面近くに配置されます。-

これは、バッチが小さいためにサプライヤーが過剰請求していることを意味するものではありません。つまり、購入者は見積もりを検討する際に、1 回限りのセットアップ費用と定期的な単位あたりの費用を区別する必要があります。{{1}

検証範囲が一般的な PCBA ビルドよりも具体的である可能性があるため、これはオートメーション機器にとって特に重要です。入力のシミュレーション、リレーの切り替え、ファームウェアのロード、または通信の検証にフィクスチャが必要な場合、そのフィクスチャは単なるアクセサリではありません。これはバッチのリリース方法の一部です。

実際の RFQ では、コスト構造を可視化する必要があります。

• ワンタイム セットアップまたは NRE とは何ですか?-
• 定期組立コストとは何ですか?
• 材料費とは何ですか？
• 検査費用とは何ですか？
• 機能テストのコストとは何ですか?
• 治具の準備は含まれていますか、それとも別途行われますか?
• テスト記録、ラベル、またはトレーサビリティレポートは含まれていますか?

この分離がないと、1 つのサプライヤーの方が効率的であるという理由ではなく、カバー範囲が異なるため、2 つの見積もりが異なって見える可能性があります。

オートメーションボードが単純な SMT ボードであることはほとんどないため、アセンブリが変更される

多くのオートメーション機器の PCBA は純粋な SMT アセンブリではありません。

これらには、端子台、リレー、変圧器、電源コネクタ、ヘッダー、ヒューズ、大型コンデンサ、フォトカプラ、産業用通信ポート、ケーブル コネクタ、取り付け金具などが含まれる場合があります。基板によっては、手動によるスルーホール挿入、選択的はんだ付け、ウェーブはんだ付け、または組み立て後の機械的チェックが必要な場合もあります。-

そのため、組み立てルートは数量が示すよりも重要になります。

消費者向けデバイスのボードの場合、少量ビルドには主に SMT PCB アセンブリ、自動光学検査（AOI）、基本的な機能チェックが含まれる場合があります。{0}自動化制御ボードの場合、EMS パートナーは次のことを考慮する必要がある場合があります。

• SMT の配置とリフロー プロファイル
• スルーホールコンポーネントの挿入-
• 端子台またはコネクタの位置合わせ
• リレーおよびパワーコンポーネントの取り扱い
• 選択的はんだ付けまたはウェーブはんだ付け
• 組み立て後の治具へのアクセス
• ケーブルまたはハーネスの接続ポイント
• 目立つコンポーネントの周囲のスペース-
• ラベル表示とトレーサビリティの要件

少量の PCBA は多くの場合、将来の生産に似た方法で初めて基板が組み立てられるため、プロセス ルートは重要です。-

手作りのプロトタイプでは、プロセスの問題が隠れてしまう可能性があります。{0}少量の PCBA バッチでそれらが明らかになり始めます。-

新製品の導入と初品検査の重要性がさらに高まる

大量生産では、時間の経過とともに大量のプロセス データが作成されます。-低ボリュームの自動化ビルドではそうではありません。-

バッチが数十または数百のボードのみの場合、注文が完了する前に傾向を明らかにするのに十分な生産データがない可能性があります。そのため、初期の生産ゲートがより重要になります。

ここで、新製品導入 (NPI) と初品検査 (FAI) が重要になります。

少量の自動化 PCBA の場合、生産後に FAI を書類として扱うべきではありません。{0}これは、意図したプロセスでビルドを進めることができるかどうかを確認するプロダクション ゲートとして扱う必要があります。

有用な最初の記事のレビューでは、次のことを確認できます。-

• BOM に対するコンポーネントの配置
• 極性と向き
• 重要なコンポーネントのはんだ品質
• コネクタの位置合わせ
• スルーホールはんだ付けの品質-
• 必要に応じてリフローまたははんだ付けプロセスを記録します
• ファームウェアのプログラミング方法
• 機能テストの結果
• ラベルまたはシリアル番号の形式
• 特別な機械または設備に関する-要件

最初の記事は、プロジェクトごとに過度に複雑にする必要はありません。単純な掲示板が不必要な報告に埋もれるべきではありません。

しかし、FAI は 1 つの質問に明確に答える必要があります。

バッチの残りの部分も同じ仮定の下で構築できますか?

最初の記事に関する質問がまだ残っている間に制作が続けられると、FAI の価値は低下します。{0}}

ボードが機器の動作を証明する必要があるため、検証が変更される

自動化機器の場合、「ボードの電源がオンになる」だけで十分な場合はほとんどありません。

PCBA は、リレーの切り替え、入力の読み取り、出力の駆動、コントローラとの通信、ファームウェアの受け入れ、センサー信号への応答、またはマシンレベルのテスト環境への接続が必要な場合があります。-一部の機能は、ボードがケーブル、フィクスチャ、負荷、またはソフトウェアに接続されている場合にのみ意味を持ちます。

このため、ビルドを開始する前に検証を定義する必要があります。

有用な検証計画は、実際的な質問に答える必要があります。

• ボードは出荷前にどのような機能を証明する必要がありますか?
• EMS パートナーにはファームウェア、テスト ソフトウェア、またはプログラミング手順が必要ですか?
• テスト治具はありますか? それとも準備する必要がありますか?
• コネクタまたはポゴピンのアクセス ポイントは利用できますか?
• 期待される出力動作は何ですか?
• 合否の基準は何ですか?
• やり直し後はどうすればよいでしょうか?
• テスト結果はシリアル番号またはバッチごとに記録されますか?

1 人のエンジニアだけが実行できるテストは、まだ本番テストではありません。

少量の PCBA の場合、目標は、回路テス​​ト (ICT) または機能テスト (FCT) システムで完全な量産システムを直ちに構築することであるとは限りません。-適切なレベルはプロジェクトによって異なります。ただし、EMS チームが推測せずにテストを繰り返すことができるように、テストは明確なものでなければなりません。

これが、動作するサンプルと検証済みの小規模バッチビルドの違いです。{0}}

検査は乗船人数ではなくリスクを追跡する必要がある

量が少ないからといって自動的にリスクが低いというわけではありません。

一部のオートメーション ボードは、標準 AOI および基本的な電気的確認で検査できます。 BGA または QFN パッケージの X- 線検査、回路レベルのチェックのための ICT-、製品固有の機能のための FCT-、またはコネクタやスルーホール接合部の周囲の追加の目視検査-が必要な場合もあります。

決定は、ボードの機能、パッケージの種類、フィールドの役割、および障害の影響に従って行う必要があります。

目に見えるはんだ接合があり、ファームウェアや重要な制御機能がない単純なインターフェイス ボードでは、重い検証パッケージは必要ない場合があります。ファームウェア、リレー、I/O、通信ポート、電源セクション、隠れたはんだ接合部、またはフィールド サービスへの影響を備えた制御基板には、より構造化されたテストおよび検査計画が必要になる場合があります。-

AOI{0}} のみのビルドとフィクスチャ-ベースの FCT ビルドは、ボード数が同じであっても、同じプロジェクトではありません。

その違いは引用文に現れるはずです。それ以外の場合、買い手は同じ範囲をカバーしない 2 つの価格を比較する可能性があります。

BOM 管理の重要性は低下するどころか、ますます高まっています

購入者の中には、主に大量生産において BOM 管理が重要であると想定している人もいます。{0}オートメーション機器では、多くの場合、早期に問題が発生します。

少量の PCBA バッチでは、特殊な IC、産業用コネクタ、リレー、パワー デバイス、絶縁インターフェース コンポーネント、通信モジュール、または顧客指定の部品が使用される場合があります。-これらのアイテムの 1 つが不明瞭であったり、入手不可能であったり、非公式に代替された場合でも、バッチは組み立てられる可能性がありますが、再現性は低くなります。

これは、機械製造業者や自動化機器の OEM にとって特に重要です。

交換用コネクタは設置面積に適合する可能性がありますが、現場の配線動作は変わります。リレーはパッケージに適合しても、負荷条件には適合しない場合があります。通信 IC は現在 1 つのチャネルを通じて入手できるかもしれませんが、次のバッチに再度調達するのは困難です。パワーコンポーネントは電気的に近い場合がありますが、熱的挙動は同等ではありません。

少量の作業では、購入者と EMS パートナーは、承認されたメーカー部品番号、承認された代替品、重要部品、納期の長い品目、および代替ルールを早期に定義する必要があります。-

ここで、コンポーネント調達は単に部品を購入するだけではありません。それは検証規律の一部になります。

最初のロットで 1 つのバージョンの BOM が使用され、2 番目のロットでは別のバージョンが使用されている場合、購入者は、その後のパフォーマンスの問題が設計、プロセス、ファームウェア、または材料の変更によるものなのかどうかわからない可能性があります。

HMLV の能力は工場の規模よりも重要です

大規模な SMT 工場が、自動的に少量自動化 PCBA に最適であるとは限りません。{0}

大量生産ラインは通常、安定した繰り返し生産を目的として設計されています。-少量-の自動化作業は、多くの場合、多品種少量（HMLV）作業です。つまり、複数の基板タイプ、少量のロット、数週間または数か月ごとに区切られた繰り返し注文、さらに規律が必要な設計変更などです。

有益な質問は、「この工場では 1 日に何枚のボードを製造できるか?」ということだけではありません。

もっと良い質問は次のとおりです。

EMS パートナーは、後で同じ自動化ボードを再度構築するときにプロセスの一貫性を維持できますか?

つまり、サプライヤーは、保存されたプロセス パラメーター、リフロー プロファイル、検査プログラム、テスト指示、BOM 改訂記録、および再構築のための作業指示を管理できる必要があります。

オートメーション機器の場合、再現性は一度に多くのユニットを生産することだけを意味するわけではありません。それはまた、同じ制御された仮定の下で次の小さなバッチを生産することでもあります。

大量のスループットのみを目的としてオペレーションが構築されているサプライヤーは、小規模なバッチを中断として扱う場合があります。{0} HMLV 規律を持つサプライヤーは、これらを通常の製造モデルとして扱います。

機械と統合の詳細は自動化プロジェクトの早い段階で得られます

オートメーション機器の PCBA は、多くの場合、長期間ルースボードのままではありません。

ボードは、モジュール ハウジング、制御キャビネット、組み込みコントローラ、産業用 PC シャーシ、ゲートウェイ エンクロージャ、マシン パネル、またはテスト フィクスチャに適合する必要がある場合があります。注文が基板レベルのアセンブリのみの場合でも、機械的な詳細が PCBA プロセスに影響を与える可能性があります。{1}

コネクタの方向が重要です。
ケーブルの曲げ半径は重要です。
取り付け穴は重要です。
ラベルの位置は重要です。
テスト ポイントへのアクセスが重要です。
接地またはシャーシ接続ポイントが重要になる場合があります。

電気的検証に合格したボードであっても、ケーブルが正しく取り付けられない場合、コネクタがエンクロージャによってブロックされている場合、または組み立て後にラベルが読めなくなった場合には、統合の問題が発生する可能性があります。

このため、低容量自動化 PCBA には、多くの場合、ボックスのビルドまたは統合の準備が整っているかどうかの早期チェックを含める必要があります。-購入者はまだ完全なボックス構築アセンブリを必要としていないかもしれませんが、機械的統合が決して起こらないかのように PCBA を計画すべきではありません。

最初の 20 枚のボードにある小さなエンクロージャーの競合は迷惑です。繰り返し生産における同様の矛盾は、プロセスの問題になります。

ドキュメントは適切なサイズであるべきであり、無視されるべきではありません-

少量の自動化プロジェクトでは、必ずしも分厚いドキュメント パッケージが必要なわけではありません。-ただし、繰り返しのビルドをサポートするには十分なレコードが必要です。

少なくとも、購入者と EMS パートナーは、何を追跡する必要があるかについて合意する必要があります。

• PCB リビジョン
• BOM リビジョン
• ファームウェアのバージョン
• 承認された補欠
• 試験方法
• テスト結果の形式
• シリアル番号またはバッチラベル
• やり直しと再テストのルール
• 梱包または出荷バッチ情報

適切なレベルはアプリケーションによって異なります。

ラボで使用する自動化フィクスチャには、軽量のレコード セットが必要な場合があります。{0}フィールド機器内で使用されるコントローラーには、より厳密な改訂とテストのトレーサビリティが必要な場合があります。

間違いは、単純なドキュメント パッケージを選択しないことです。

間違いは、ドキュメントを未定義のままにすることです。

少量の PCBA がリピート ビジネスになると、不明瞭な記録の再構築に費用がかかります。{0}

業界のシグナル: 自動化はより構成可能になりつつある

自動化機器はより構成可能になってきています。機械製造業者や産業 OEM は、多くの場合、従来の安定した大容量電子プログラムよりも小規模なバッチ、より多くのバリエーション、より高速なイテレーション、より多くのソフトウェア定義関数を必要とします。-

これは、すべての少量 PCBA プロジェクトに強力な検証フレームワークが必要であるという意味ではありません。{0}これは、購入者がアセンブリの再現性、コンポーネント調達の安定性、ファームウェア制御、テストの準備状況に細心の注意を払う必要があることを意味します。

自動化機器の場合、柔軟性は再現性を損なわない場合にのみ役に立ちます。

そのため、少量の自動化 PCBA は、単なる大規模なプロトタイプの注文ではなく、制御された生産イベントとして計画する必要があります。-

OEM バイヤーが RFQ の前に準備すべきもの

低容量自動化 PCBA プロジェクトを見積のために送信する前に、購入者はガーバー ファイルと BOM 以外にも準備する必要があります。{0}

便利なパッケージには次のものが含まれます。

• ガーバーまたは ODB++ ファイル
• メーカー部品番号を含む BOM
• PCB バージョンと BOM バージョン
• 組立図
• ファイルを選択して-配置します-
• 極性と方向に関する注意事項
• 承認された代替案または代替ルール
• ファームウェア ファイルまたはプログラミング要件
• 期待される機能的動作
• FCT または検証手順 (利用可能な場合)
• コネクタ、ケーブル、またはエンクロージャに関する注意事項
• テストポイントのアクセス要件
• 必要に応じてコーティング、洗浄、または保護の要件
• ラベル、シリアル番号、またはトレーサビリティの期待
• 梱包要件

これは、すべてのプロジェクトが最初からすべてのファイルを必要とするという意味ではありません。

しかし、不明確な入力は不明確な見積もりを作成します。少量の自動化 PCBA では、不明瞭な見積もりは通常、余分な質問、検証の遅れ、ビルドへの前提条件に変わります。-

プロトタイプから少量自動化 PCBA への変更点-

これは、サンプルと-量産準備が整った少量の本番-ビルドとの間の実際的な境界線です。

ボード数はまだ少ないかもしれません。プロセスの期待は異なります。

STHL がこの議論に当てはまる場所

自動化機器プロジェクトを準備している OEM バイヤー向けに、Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. は、低容量 PCBA 要件を-からレビューできます。PCB アセンブリ視点を提供し、組み立て、テスト、検証の前に何を明確にする必要があるかを特定するのに役立ちます。

これには、コンポーネントの調達レビュー、SMT とスルーホールのプロセス計画、コネクタの取り扱い、FCT の準備、ファームウェア プログラミングの入力、トレーサビリティ記録、ボックスの構築準備状況などが含まれる場合があります。{0}

目標は、すべての小さなバッチ注文を過剰に構築することではありません。-シンプルなボードはシンプルであるべきです。

目標は、少量の自動化 PCBA ビルドが再現できない前提に依存するのを防ぐことです。{0}

結論

自動化機器用の少量 PCBA は、製造に関する会話を変えます。-

数量は少ないかもしれませんが、製造には依然として管理された調達、安定した組み立てルート、NPI 規律、実用的な検証、ファームウェアの準備、コネクタと機械の認識、および繰り返しの注文をサポートするのに十分な文書が必要です。

OEM バイヤーにとって重要な質問は、「このサプライヤーは 50 枚のボードを組み立てることができるか?」ということだけではありません。

より良い質問は、「このサプライヤーは、この自動化 PCBA を、推測に頼らずに組み立て、テスト、統合、および反復できるビルドに変えるのに協力してもらえますか?」というものです。

少量の PCBA または自動化機器の PCB アセンブリの見積もりが必要ですか?{0}}ファイルを送信してください見積もりを依頼するまたは、STHL に直接お問い合わせください。info@pcba-china.com