在 PCB 制造和组装行业,我们经常听到小批量 PCB 制造、大批量 PCB 制造、高混合小批量 PCBA 和 大批量低混合PCBA 概念。
如果您正在寻找上述 PCB 制造和组装服务,您可以直接联系我们获取报价。 另一方面,如果您对以上内容了解不多,本文将为您详细介绍。
多品种小批量PCBA产品常用于工业化产品,如医疗、电信基础设施、工业控制、航空航天、军工等领域,产品类型和SKU多。 但单一品种的生产量相对较小。
High Mix Low Volume PCBA的复杂度和数量没有明确的标准。 这些应用主要面向企业客户,尤其是中大型设备的应用。 这些PCBA的需求或订货频率多为按季下单,每单数量通常为数百个级别。 此外。 每个电子产品的需求都会由主控板、电源板、连接板、电源板、LED板、通讯板等一系列PCBA组成。
复杂的制造过程
High-Mix Low-Volume PCB Assembly需要多种制造技术,包括SMT、DIP、线束组装、外壳组装等。关于DIP,有两种解决方案:自动化设备如选择性波峰焊机和手动插入。 但对于大多数行业而言,选择性波峰焊机并不是一种经济的选择。 到目前为止,手动插卡仍然是大多数行业的最佳解决方案。 但无论是自动化还是手动工作,结果都应满足以下标准:
– 一定比例的成分需要在生产前进行处理。插件元件焊接面的引线高度为1.5~2.0mm,焊点应光滑无毛刺,呈微弧形,焊料应超过焊接端高度的2/3,但应不得超过焊接端的高度。
– 焊点高度 单面板爬焊脚高度不小于1mm,双面板不小于0.5mm,需穿入。
– 焊点的形状 它是圆锥形的,覆盖了整个垫子。
– 焊点表面 光滑光亮,无黑点、助焊剂等杂物,无尖刺、麻点、气孔、露铜等缺陷。
– 焊点强度 焊盘和引脚完全润湿,无虚焊。
– 焊点横截面 元器件的切引线尽量不要切到焊锡处,管脚与焊锡接触面无开裂现象。 横截面没有尖刺和倒刺。
– 连接器焊接: Connector需要插入底板,位置和方向正确。 连接器焊好后,底部浮动高度不应超过0.5mm,座体不应偏斜超出丝印框。 针座排数也应保持整齐,不得错位或高低不平。
因此在DIP过程中需要大量训练有素的员工。 对于一些大型EMS来说,DIP程序是他们无法完成的挑战。 因为它需要高标准的质量控制体系和现场管理能力来减少人为错误。
额外的工程要求
除了一般的X-RAY、AOI、ICT、FCT测试,HMLM PCBA总是对测试和工程师能力有额外的要求,这些是:
以上要求有的需要定制设备,有的需要与客户联合开发,还有的需要工厂有强大的MES等软件系统。
供应链挑战 无处不在,很多供应链成本表现为隐性成本而非直接成本:
仓储成本
High-Mix Low-Volume PCBA的BOM物料种类繁多,包括电气电子元件、连接器、电缆线束、机械和塑料零件等,体积差异很大。 每种材料都需要有相应的进货检验标准和储存方式。 它需要比普通消费电子产品多几倍的存储空间。 自动化配套方法通常不起作用。 此外,由于Hign Mix Low Volume PCBA的报废率远高于High Volume Low Mix PCBA,因此仓库工人需要为每个PCBA构建保留废料; 同时,还有大量的尾数项需要统计和管理。
复杂性管理
一个电子产品是由一系列PCBA组装而成。 需要考虑子级PCBA之间的cadence问题。 即使清单中有个别要求简单的PCBA,例如LED灯PCBA,但整体工期并不能轻易加快。 客户仍然根据全系列来评估制造周期时间。
材料成本
材料成本分为两种; 采购单价决定直接材料成本。 由于High Mix Low Volume PCBA的采购批量通常不大,不容易获得有竞争力的价格,在直接成本的情况下,材料的单价可能是可以接受的。 但是当我们统计这批采购的所有原材料的总库存量,也就是隐藏的材料成本时,我们可能会被那批采购的采购总量所震惊。 最小起订量最小起订量。 例如,对于安装在设备PCBA上的单个FPGA芯片,产品需求为500PCS,单价为10美元,但我们必须购买一卷2000PCS,其余1500PCS将成为滞销库存,金额为15000美元,并且至少要等几个季度才能消耗掉。 需求变化后,最坏的情况可能是过剩或过时。
制造效率低
High-Mix Low Volume PCBA 的生产线与 HVLM PCBA 的生产线完全不同。 在后者的生产线中,计划经理不需要频繁下达生产变更单,生产节拍随着时间的推移保持不变。 对于一个生产HMLV PCBA的工厂来说,为一系列Product中的每个PCBA都安排几条平行线是不可行的。 必须在开关线效率和生产效率之间保持动态平衡; 由于每个 PCBA 的每个制造过程在节拍上都是不同的,因此生产线的安排必须创造足够的灵活性来部署资源和切换产品,以便为整个系列构建足够的 PCB 组装。 但总体而言,与 High-Volume Low-Mix PCBA 相比,产出率仍然较低。
EASHUB 的工厂有能力和经验生产高混合、小批量的 PCBA。 我们的标准制造程序包括进料检验、仓库和存储管理、材料配套、SMT 和回流焊、DIP 和波峰焊接、ICT、FCT、保形涂层、线束组装和盒组装。 我们的工厂有几十条 SMT 线,DIP 波峰焊线,X-Ray 和在线 AOI,以及几条盒子装配线。
我们还拥有选择性保形涂层线和手动涂层线、老化室和测试实验室。 我们的测试设备主要来自Teradyne、Takaya、NI Software等全球领先的设备供应商。 最后,我们的战略工厂还有条码扫描和追溯系统SAP和MES系统。
Eashub的生产方式更加灵活高效。 第一,我们不配置冗余生产线,解决多块PCBA同时生产的问题。 每一行每一节都尽量制作。 尽管如此,通过我们有效的培训,在后端过程中,我们的员工拥有处理多个过程的能力,例如组件执行、DIP、盒组装和后端焊接,这使得我们在后端的技术人员更灵活的。 我们的部分产线采用细胞系生产方式,将各道工序之间的节奏拉平,确保生产过程可以用最短的时间和最少的人员变动,将换线损失降到最低。 我们推荐合适的自动化生产方案,比如针对一些规模化、成熟的产品,有选择性的DIP机。
与其他EMS不同,我们会计算每批次High-Mix, Low-Volume PCBA的单价和库存成本。 我们开发了一个自主的智能采购工具; 在PCBA Prototype阶段,我们会按prototype需求采购,而不是整包采购。 量产后,我们会根据需求频率和单批次数量模拟产品生命周期的库存成本,然后根据MPQ进行采购,以最小的隐性库存成本实现销量最大化。 Eashub 的第二个价格优势是作为领先的 PCB 组装解决方案提供商,我们在整合客户需求后有更好的合同价格。
如果您对大批量低混合电子产品有需求,这些产品有特殊要求,如组件封装、组件规格、组装技术、密度水平和制造环境,Eashub 是您的理想选择,并且作为可靠的合同制造商,我们精通为高混合小批量产品提供 PCB 组装服务,我们的主要设施拥有数十年为汽车、工业控制客户构建复杂 PCBA 的经验
我们没有最低订货量要求,并支持最复杂的设计以继续增强我们的能力。 每个人都有相同的目标,即按需订单履行和降低商品销售成本,但从供应链中实现巨头的能力并不相同,完全不同的产品组合和体积比。 与其他产品相比,您必须解决高混合低产量产品在技术和供应链方面的更多挑战。 Eashub 是帮助客户解决供应链挑战的专业人士。 我们的期望是帮助中小型公司享受领先的供应链服务,其中大多数提供高混合低批量产品组合。 您可以快速查看 Eashub 在高混合低容量 PCB 组装方面的能力,如下所示:
項目特色 | 高混合低混合体积 | Eashub的能力或解决方案 |
下单 | ||
批次订货量 | <500pcs/订单 | Eashub 的工厂在各种高混合低容量电子产品方面拥有数十年的制造经验。 |
订购频率 | 按季度划分的需求 | Eashub 通常会审查频率并找出最佳商业模式。 |
试运行订单数量 | <100pcs/订单 | Eashub的NPI能力支持1个起步的需求。 |
产品 | ||
应用领域 | 工业电子 | 多个工厂拥有消费电子和工业电子组装经验。 |
其他 | 大功率、高频 | Eashub 拥有制造用于汽车和电信 PCB 组装的工业控制大功率、高频产品的经验。 |
申请要求 | 高可靠性、安全性 | Eashub能够满足产品应用的可靠性、安全性和环保要求。 |
Package Design | 是 | Eashub拥有包装设计能力,包括回收包装和一次性包装。 |
证书 | ISO9001、TF16949、TS13485、ESD2.0 | 我们的核心设施通过了IATF16949、ISO13485、ESD2.0。 |
制造工艺 | ||
SMT | 小至 0201 尺寸 | 我们的SMT支持01005尺寸 |
表演 | 是 | Eashub 10% 的组件需要在波峰焊工艺之前执行 |
DIP | 大多数人需要 DIP | 我们所有的设施都有 DIP 线 |
信息和通信技术 | 是 | Eashub的标准流程 |
FCT | 是 | Eashub的标准流程。 |
水洗 | 很少需要水洗工艺 | Eashub 具有水洗功能。 |
插针 | 大多数人需要插针过程 | Eashub 具有 Pin Insertion 功能。 |
压接 | 大多数需要压接过程 | Eashub 有压接工艺。 |
测试 | 大多数人需要 ORT 测试 | Eashub 具有 ORT 测试能力。 |
老化试验 | 大多数需要老化测试 | Eashub 支持带载和不带载老化测试。 |
保形涂层 | 大多数人需要保形涂层 | Eashub 支持手动镀膜或自动镀膜。 |
品检 | 是 | 100%自动检测 |
涂胶工艺 | 多数需要涂胶工艺 | Eashub 可以支持一些Glue 进程。 |
组装 | 是 | 我们的标准流程。 |
夹具能力 | 是 | Eashub 可以内部设计或外包。 |
质量控制 | ||
质量标准 | 工控机 2、工控机 3 | 质量标准符合 IPC 3。 |
非营利机构管理 | 是 | 为每个客户配备专职项目经理,定期门审流程覆盖整个产品生命周期时间。 |
保修政策 | 是 | PCBA 一年免费保修。 |
主要挑战 | ||
费用 | 价格合理 | 推荐低成本资源,整合需求以获得更低的增值成本,Eashub通过支持按需购买来消除过剩。 |
需求满足 | 在短周期内响应订单 | Eashub有BTO模式。 |
品质保证 | 成品率高,关键部件易处理 | MES系统 |
可追踪性 | 多数需要 | Eashub 有条码系统。 |
采购 | 可靠的供应基地支持 | 通过系统驱动严格AVL控制,对有资质的厂商进行快速处理。 |
浇口零件 | 是 | 关键缓冲区或快速来源解决了风险。 |
过剩 | 需求小于最小起订量导致过剩压力大 | Eashub根据实际需求量购买,Eashub有领先的智能供应链工具来解决。 |
与大批量PCBA相比,多混小批量PCBA生产效率低,采购成本高。 而且,很难实现完全自动化; 生产计划和组织比较复杂,通常会遇到很多困难,需要经验丰富的PCBA制造商。
EASHUB 经常使用以下方法来不断改进小批量 PCB 生产并控制 PCB 组装的质量。 接下来,让我们看看EASHUB为保持PCB质量所采取的步骤。
小批量PCBA质量控制步骤
小批量PCBA质量控制有助于降低生产成本,提高PCB开发的准确性。 为提高SMT贴片加工的合格率和生产样品质量的可靠性,EASHUB将对PCB设计、元器件采购、工艺流程、生产设备和人员配备进行全程跟踪和控制。
在这些控制措施中,SMT贴片控制在PCB制造过程中必不可少。 如果SMT有缺陷,就会给我们后续的生产造成不好的后果。 我们可以通过保证SMT贴片合格来避免,那么EASHUB是怎么做到的呢?
EASHUB首先采用检测手段来控制SMT贴片的质量,包括来料检测、加工检测和表面组装板检测。
SMT贴片来料检验
SMT贴片加工前的材料检测是保证贴片质量的先决条件。 PCB板、元器件、SMT贴片加工材料的质量直接影响PCB板的质量。 因此,我们严格按照相关规定对以下项目进行检查。
PCB板来料检验
1)检查PCB设计上的焊盘图形、尺寸、丝印、阻焊、过孔等布局是否符合SMT PCB板设计规范要求。 (例如:检查焊盘上是否丝印,焊盘之间的距离是否合理,焊盘上是否制作了过孔等)。
2)PCB的外形尺寸应一致,PCB的定位孔和基准标记的尺寸应符合生产设备的要求。
3.) PCB允许翘曲尺寸:
a) 向上/凸起:max 0.2mm/5Omm length max 0.5mm/整个PCB的长度方向。
b) 向下/凹陷:最大0.2mm/5Omm长度,最大1.5mm/整个PCB的长度方向。
4.) 检查PCB是否有运输不当或储存损坏。
SMT贴片加工元器件来料检验
对于元器件的来料检验,我们可以通过质检部分进行抽样检验。 检查项目主要包括引脚共面性、可用性和可焊性。
首先检测元器件的可焊性,通常是用不锈钢镊子夹住元器件本体,浸入230±5℃或235±5℃的锡锅中,3±0.5s或2±0.2s后取出,然后放在20倍显微镜下。
接下来检查焊接端的焊接情况,确保元器件焊接端90%以上镀锡才算合格。
SMT车间可以做以下外观检查:
1) 检查元器件标示值、规格、型号、精度、外形尺寸等是否符合生产工艺要求。
2)用放大镜或目测检查元器件的焊接端或引线表面是否被氧化或污染。
3)SOT和SOIC的引脚不能变形。 因此,对于引线间距小于0.65mm的多引线QFP器件,引脚的共面度应小于0.1mm。
4)对于需要清洗的元器件,必须保证标示的元器件清洗后不脱落,不影响元器件的性能和可靠性。
SMT加工检验
SMT贴片加工焊接检测是对焊接产品的综合检测。 一般需要检测的项目包括:点焊面是否平整、光洁,有无气孔、孔眼等;
在SMT贴片加工中,要保证印制电路板的焊接质量,必须重点关注回流焊工艺参数是否合理。 如果参数设置不正确,将无法保证印制电路板的焊接质量。 因此,我们必须在正常情况下每天进行两次炉温测试和一次低温测试。
通过不断完善焊接产品的温度曲线,设定焊接产品的温度曲线,保证加工产品的质量。
光反射分布测量方法
焊接部分检测装饰品,光线从斜方向向内入射,上方安装电视摄像头,进行检测。 这种检测方法最重要的是了解SMT焊料的表面角度,尤其是光照光度信息。 我们必须通过各种光色来获取角度信息。 反之,如果从上方照射,测得的角度就是反射光分布,检查焊料的斜面就足够了。
三角
那是用来检查三维形状的方法。 虽然已经有基于三角形的,但由于三角测量方法需要使用不同的光入射和方向,因此观察到的结果会有所不同。
表面贴装板检测
除了SMT来料检验和加工检验外,EASHUB还会在SMT贴片完成后在小批量PCB组装过程中进行严格的质量检验。 我们常用的检测方法有三角测量法、光反射分布测量法、变换角检测法、焦点检测利用法等。
变换角度检查
这种检测方法必须有一个可以改变角度的辅助系统。 该系统一般至少有5个摄像头和多个LED照明设备,可以进行多画面检测,可靠性较高。
对焦检测方式
对于一些高密度电路板,以上三种方法都很难检测出产品是否存在缺陷,所以我们通常需要采用焦点检测利用法。 该方法可以通过多段聚焦法实现检测。 例如,我们可以直接检测焊锡面的高度,同时设置10个焦平面检测,通过求最大输出得到焦平面,检测焊锡面的位置。
EASHUB采用以上检测方式,保证了PCB组装过程中SMT的优良品质。 由此得知,在来料检验、锡膏印刷、焊前回火等环节发现质量问题后,可根据返工情况进行改正。 因此,对电子产品的可靠性影响较小。
但是,SMT焊接后,发现问题会造成巨大的损失。 再者,焊后返修不合格,需要拆焊后重新焊接。 除了工作时间和材料,它还会损坏元器件和电路板。 因此,最好的是SMT贴片前的材料检验和加工检验,可以有效降低不良率,降低返工和维修成本,从源头上避免质量隐患的发生。
因此,我们可以通过严格的质量检测来确保SMT贴片质量的可靠性。 SMT检查后,我们经常使用以下高混合小批量生产和质量管理系统来获得最大收益。
降低调试期间的报废率
由于生产的产品种类不同,必须经常修改设备参数,更换工装夹具,编写或调用数控程序,才能生产出更好的产品。 如果不匹配,就会生产出不合格的产品,造成产品报废和损失。
小批量PCB生产中的大部分不合格产品都是由产品换线和调试设备引起的。 因此,对于多品种小批量生产,降低调试过程中的废品率非常重要。 此外,EASHUB通过在调试阶段建立详细的工作指导书和标准操作规程,尽可能减少损失。
我们的生产作业指导书包括所需的数控程序、夹具编号、检验方法和调整参数。 因此,在小批量生产前,充分考虑各种因素,编制操作说明,可以提高调试的准确性和可行性,有效减少换型调试时间,提高设备利用率。
先进的管理理念
如果PCB生产仅仅作为一个生产车间,不涉及其他部分,则很难建立有效的质量管理体系。 因此,高质量的PCB生产需要各部门的通力合作,每一道工序都需要严格的质量控制,不能把一个失败的工序带到下一个工序。
EASHUB以预防为主的策略,通过严格的全程跟踪监督管理体系,确保每一道PCB生产过程、设备操作规范、质量检测措施都有记录。
此外,管理人员不断贯彻先进的管理理念,按照既有的规章制度,改进存在的不足。
综上所述,虽然由于PCB小批量生产的特点,产品的质量控制难度较大,但通过建立详细的操作规程、引入先进的管理理念、优化生产环节等措施,仍然可以保证产品质量。