Introducción
En el ferozmente competitivo mercado de la electrónica actual, el control de costos ha permeado cada detalle del proceso de fabricación. Al enviar archivos de diseño de PCB a las fábricas para la fabricación de PCBA, muchos clientes a menudo se centran únicamente en reducir los costos de adquisición de componentes y pasan por alto las pérdidas de costos ocultas resultantes de la estructura de apilamiento de PCB. Una búsqueda excesiva de un control de impedancia complejo y la adición de capas innecesarias pueden aumentar directamente el coste unitario de fabricación. Al optimizar la estructura de apilamiento en las primeras etapas del proceso de ingeniería, es posible no solo reducir el uso de material y el tiempo de fabricación, sino también mejorar el rendimiento de la producción.
Trampas de costos en el diseño apilado
Muchos diseños de PCB en etapa inicial utilizan habitualmente más capas de las realmente necesarias para simplificar el enrutamiento. Por ejemplo, un diseño que podría completarse en un tablero de cuatro capas se actualiza innecesariamente a un tablero de seis capas, o se apilan ciegamente materiales de alto costo, alta frecuencia y alta velocidad en escenarios donde no hay requisitos de señal de alta frecuencia. Dichos diseños no solo aumentan el costo del material por placa en las primeras etapas, sino que también generan mayores tasas de desperdicio debido a la mayor complejidad del proceso de fabricación, lo que aumenta directamente el costo total de adquisición de todo el lote de PCBA. El diseño de apilamiento de capas no se trata simplemente del número físico de capas; también implica la selección del espesor del tablero central, el tipo de preimpregnado y las especificaciones de la lámina de cobre. Uno de nuestros clientes se encontró con un proyecto en el que el diseño original especificaba un tipo especial de tablero con un espesor específico. Dado que esta placa no era una especificación disponible en el mercado, requería series de producción dedicadas. Esto no solo amplió significativamente el ciclo de entrega, sino que también resultó en una prima de más del 10% en el costo del material del sustrato por PCB.
Un enfoque impulsado por la ingeniería para la reducción de costos y la mejora de la eficiencia
La lógica central detrás de lograr ahorros de costos radica en el diseño para la capacidad de fabricación (DFM). Al recibir los archivos de diseño, el equipo de ingeniería de un fabricante de productos electrónicos debe reevaluar la estructura laminada. Si las métricas de integridad de la señal especificadas por el cliente lo permiten, los ingenieros pueden reducir una placa de seis capas a una placa de cuatro capas ajustándola mediante la ubicación y el espaciado de las trazas. Alternativamente, al tiempo que garantizan el rendimiento, pueden reemplazar los laminados no esenciales y de alto costo con alternativas genéricas de menor costo que ofrecen un rendimiento comparable, reduciendo así directamente los costos entre un 5% y un 8% aproximadamente en la etapa del sustrato. Además, la utilización del panel tiene un impacto significativo en los costos. Los ingenieros alinean la intención del diseño con los módulos de diseño de paneles del taller de producción, ajustando las dimensiones exteriores de la PCB y las posiciones de los orificios de registro para aumentar la cantidad de paneles por hoja en un 15 %. Esto distribuye significativamente los costos de perforación, revestimiento y tratamiento de superficie por panel individual. Este rediseño de ingeniería centrado en la producción puede reducir sin problemas los costos totales de fabricación en aproximadamente un 15 % sin afectar negativamente las métricas finales de rendimiento electrónico.
Equilibrio de requisitos de impedancia y procesos de materiales
Para proyectos complejos, el control de impedancia determina directamente el rendimiento del circuito. Muchas soluciones de diseño, en busca de rutas de señal óptimas, a menudo requieren una precisión de fabricación extremadamente alta. Desde una perspectiva de fabricación, esto se traduce en controles de tolerancia más estrictos y un mayor riesgo de desperdicio. Al volver a examinar el diseño de apilamiento y ajustar el espesor dieléctrico y la distribución del espesor del cobre de las capas de señal de acuerdo con los requisitos de enrutamiento específicos, los ingenieros pueden relajar las demandas innecesarias de precisión de fabricación y al mismo tiempo garantizar que los valores de impedancia cumplan con las especificaciones de diseño. Este ajuste de los márgenes del proceso permite que las instalaciones de fabricación completen la producción manteniendo un estado estable y de alto rendimiento. Al reducir el retrabajo y los desechos causados por pruebas de impedancia fallidas, los clientes no solo ahorran en costos directos de fabricación sino que también acortan significativamente el tiempo de comercialización, reduciendo indirectamente el capital invertido en el inventario.
Establecimiento de un mecanismo de optimización de ingeniería colaborativa de extremo a extremo
El valor de la optimización de la ingeniería radica en reincorporar la experiencia de fabricación al proceso de I+D. Los fabricantes de productos electrónicos deberían participar en proyectos desde la etapa de creación de prototipos para revisar los elementos redundantes en el diseño de apilamiento de PCB. Al utilizar software de simulación para verificar los márgenes de diseño, pueden determinar con precisión qué capas son esenciales y cuáles pueden consolidarse u optimizarse. Este enfoque, que establece límites de costos durante la fase de diseño, evita costos adicionales de moldes y tarifas de instalación de ingeniería resultantes de modificaciones de diseño posteriores en el proceso. Un equipo de soporte de ingeniería profesional debe poseer la capacidad de traducir especificaciones técnicas en métricas de costos, con el objetivo de ayudar a los clientes a maximizar la utilización de recursos mediante el apilamiento de capas científicas y la selección de parámetros de fabricación, todo ello mientras se mantiene dentro de los umbrales de rendimiento establecidos.
Datos breves sobre NeoDen
1) Fundada en 2010, 200 + empleados, 27000+ m2. fábrica.
2) Productos NeoDen: máquinas PnP de diferentes series, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. La serie IN de hornos de reflujo, así como la línea SMT completa, incluyen todo el equipo SMT necesario.
3) 10000+ clientes exitosos en todo el mundo.
4) 40+ Agentes Globales cubiertos en Asia, Europa, América, Oceanía y África.
5) Centro de I+D: 3 departamentos de I+D con 25+ ingenieros profesionales de I+D.
6) Incluido en CE y obtuvo 70+ patentes.
7) 30+ ingenieros de control de calidad y soporte técnico, 15+ ventas internacionales senior, para responder oportunamente al cliente dentro de las 8 horas y brindar soluciones profesionales dentro de las 24 horas.