Elektronisia valmistuspalveluja (EMS) tarjoavat yritykset, jotka suunnittelevat, kokoavat, tuottavat ja testaavat elektronisia komponentteja ja piirilevykokoonpanoja alkuperäisille laitevalmistajille (OEM-valmistajille).
Elektronisia valmistuspalveluja tarjoavat yritykset voivat tarjota erilaisia valmistuspalveluja, kuten suunnittelua, kokoonpanoa ja testausta. EMS-yritysten kanssa voidaan tehdä sopimuksia valmistusprosessin eri vaiheissa. Jotkut yritykset vaativat asiakkaalta vain suunnittelutiedoston ennen kuin ne ryhtyvät kehittämään tuotetta, hankkimaan komponentteja luotettavalta jakelijalta sekä kokoamaan ja testaamaan tuotetta. Vaihtoehtoisesti kokoonpanoon erikoistuneet EMS-palveluntarjoajat voivat vaatia asiakasta toimittamaan suunnittelun, valmistukseen tarvittavat komponentit ja kootun näytteen. EMS-yritykset voivat tarjota lisäpalveluita paikan päällä, kuten piirilevyjen syövytystä, tai tarjota näitä palveluita toisen urakoitsijan kautta.
Elektroniikkavalmistukseen liittyy eri automaatiotasoja yrityksestä ja projektista riippuen. Yritykset, jotka tuottavat suuria määriä tuotteita, käyttävät tyypillisesti pitkälle automatisoitua valmistusta. Prototyyppeihin tai pieniin tuotantosarjoihin erikoistuneet palveluntarjoajat kokoavat piirilevyjä tyypillisesti manuaalisesti säästääkseen aikaa ja kustannuksia, joita automatisoitujen kokoonpanolaitteiden perustaminen aiheuttaa.
Tässä videossa kerrotaan yksityiskohtaisesti erään valmistajan automatisoidusta kokoonpanoprosessista.
Videon luotto: Clear Automation
Suunnittelu- ja testauspalvelut
Monet palveluntarjoajat suunnittelevat ja testaavat elektroniikkatuotteita niiden valmistuksen lisäksi.
Suunnittelu
Suunnittelupalvelut sisältävät useita toisiinsa liittyviä toimintoja, jotka tapahtuvat sen jälkeen, kun on selvitetty asiakkaan spesifikaatioita tai tuotetarpeiden määrittelyä ja jotka tapahtuvat, kun tuotteen valmistusta tai kokoonpanoa edeltää. EMS-yritys voi ensin tarjota tuotekonseptin, jossa esitetään yksityiskohtaisesti projektin päätavoitteet ja alustavat eritelmät. Yritys voi tehdä tutkimusta haastattelemalla tuotteen käyttäjiä, konsultoimalla asiantuntijoita ja tutustumalla olemassa oleviin vastaaviin tuotteisiin. Näiden kahden vaiheen jälkeen tuote kehitetään, visualisoidaan ja testataan, ja prototyyppi lähetetään asiakkaalle hyväksyttäväksi. 
Testaus
EMS-yritykset voivat tarjota yhden tai useamman tyyppistä tuotetestausta prototyypin tai tuoteajon valmistumisen jälkeen.
-
Virastojen vaatimustenmukaisuustestauksella varmistetaan, että tuote täyttää tietyn viraston standardien mukaiset turvallisuus- ja laatuohjeet.
-
Analyyttinen laboratoriotestaus auttaa laadunvalvonnassa, vikojen tutkimisessa sekä tutkimus- ja kehitystyössä.
-
Automaattinen optinen tarkastus käyttää tietokonetta piirilevyn analysointiin virheiden, kuten katkenneiden johtojen, ylimääräisen juotteen, syövytysongelmien tai vääränlaisen reikien rekisteröinnin, paikallistamiseksi.
-
Ympäristötestauksella simuloidaan tuotteen käyttötarkoitukseensa suunniteltua ympäristöä. Ympäristötesteissä voidaan vaihdella ympäristön lämpötilaa, kosteutta ja tärinää tuotteen kestävyyden testaamiseksi.
-
Toiminnallisessa testauksessa simuloidaan kokoonpanon normaalia toimintaa sen yleisten käyttöominaisuuksien testaamiseksi.
-
Piirinsisäisessä testauksessa sondataan yksittäisiä komponentteja piirissä niiden toiminnan testaamiseksi.
-
Röntgentestauksessa käytetään ainetta rikkomattomia kuvantamistekniikoita kokoonpanon perusteelliseen analyysiin.
Valmistus- ja tuotantokapasiteetti
Elektroniikan valmistusyritykset voivat erikoistua yhdelle tai useammalle valmistustekniikan ja tuotantokoon osa-alueelle.
Valmistus
Elektroniikkavalmistus käsittää useita erityyppisiä elektroniikkatuotteita.
Tulostetut piirilevyt
Tulostetut piirilevyt eli piirilevyt ovat litteitä levyjä, joihin mahtuu elektronisia komponentteja. EMS-palveluntarjoajat täyttävät piirilevyt komponenteilla painettujen piirikokoonpanojen (PCA) luomiseksi, ja niillä voi olla valmiudet työskennellä useiden erityyppisten piirilevyjen kanssa. Piirilevyjen oletetaan olevan jäykkiä, ja ne valmistetaan kovina, joustamattomina levyinä. Taipuisat piirilevyt voivat taipua ja niihin mahtuu joustavia piirejä, joita käytetään instrumentointi-, auto- ja lääketieteellisissä sovelluksissa. Jäykät taipuisat piirilevyt ovat jäykkiä levyjä, joissa on joustavat liitännät.
EMS-yritykset voivat myös erikoistua jompaankumpaan kahdesta piirilevyteknologiatyypistä: läpirei’itettyyn (THT) ja pinta-asennettuun (SMT).
-
A läpireikätekniikassa komponentit kiinnitetään asettamalla niiden johtimet levyyn porattujen reikien läpi. Johtimet juotetaan sitten paikoilleen levyn vastakkaiselle puolelle. THT-komponentit juotetaan tyypillisesti käsin tai aaltojuottamalla piirilevylle tuotantolinjalla.
-
Pinta-asennustekniikan komponentit juotetaan piirilevyn yläosaan, ja ne ovat yleensä pienempiä ja halvempia kuin THT-komponentit. Valmistuksen kannalta nykyaikaisilla pick-and-place-laitteilla SMT-komponentit voidaan asentaa nopeasti ja tarkasti.
Vasemmalta oikealle: läpivientiliittimet, SMT-komponentti piirilevyllä. Image credit: Samtec; Custom electronics
Lisätietoa piirilevyjen valmistuksesta saat osoitteesta PCB Fabrication Services on Engineering360.
Mikroelektroniikka
Mikroelektroniikka käsittelee nimensä mukaisesti hyvin pienten puolijohdekomponenttien valmistusta, ja siihen kuuluvat myös fläppisirut ja piirilevylle asennettavat laitteet. Flip-sirut ovat integroituja piirejä (IC), jotka liitetään ulkoisiin virtapiireihin sirulle asetettujen juotospuskureiden avulla. Niitä käytetään usein matkapuhelimissa, hakulaitteissa ja muussa pienelektroniikassa. Chip-on-board (COB) -laitteissa paljaat piirilevyt liimataan piirilevyihin.
Optoelektroniikka
Optoelektronisissa laitteissa on kyse valon hankkimisesta, havaitsemisesta tai ohjaamisesta. EMS-yritykset voivat koota optisia kytkimiä, kuituoptisia lähettimiä ja vastaanottimia sekä lasermoduuleja.
RF/Wireless
Radiotaajuus- (RF) tai langattomia laitteita käytetään usein televiestintä- ja tiedonsiirtosovelluksissa. EMS-palveluntarjoajat voivat koota radiotaajuustunnistuslaitteita (RFID) ja muuta televiestintä- ja langatonta teknologiaa.
Tuotanto
EMS-yritykset voivat erikoistua useisiin eri tuotantotasoihin ja -nopeuksiin käytettävissä olevien laitteiden ja valmiuksiensa mukaan.
Prototyyppien valmistus
Jotkut palveluntarjoajat rakentavat prototyyppejä, jotka ovat tuotteen konseptin testaamiseksi tehtyjä varhaisia näytteitä suunnitteluvaiheen jälkeen. Prototyyppien rakentamisella varmistetaan, että tuote palvelee aiottua tarkoitustaan sen jälkeen, kun se on valmistettu osana suurempaa tuotantosarjaa. Prototyypit rakennetaan usein halvemmista materiaaleista kuin tuotantoprosessissa käytettävät materiaalit. Aikaisemmin elektroniikkavalmistajat valmistivat prototyyppejä leipätaulujen ja THT-komponenttien avulla, mutta mukautettujen prototyyppipiirilevyjen laajan saatavuuden ansiosta valmistajat voivat nyt valmistaa prototyyppejä, jotka heijastavat tarkasti aiottua tuotetta. Prototyyppien valmistus voi tapahtua useita kertoja projektin suunnittelu- ja suunnitteluvaiheiden eri vaiheissa.
Volyymi
EMS-yritykset määrittelevät usein tuotantovolyymivalmiutensa. Vaikka tuotantovolyymitilastot ovat suhteellisia, yleiset suuntaviivat voidaan määritellä:
-
Pienen volyymin tarjoajat valmistavat pieniä määriä, tyypillisesti 1-100 tuotetta. Pieni volyymi vastaa usein prototyyppien valmistusta tai on sen synonyymi.
-
Keskisuuren volyymin tarjoajat pystyvät valmistamaan noin 100-10 000 tuotetta vuodessa.
-
Suuren volyymin tarjoajat pystyvät valmistamaan yli 10 000 kappaletta vuodessa.
Erikoistuotanto
Elektroniikkavalmistajat voivat määritellä myös erikoistuotantotekniikoita mukaan lukien nopean vaihteen valmistuksen tuotanto ja kaapeleiden kaapelointipalvelut. Pikavalmistajat voivat koota piirilevyt lyhyessä ajassa, yleensä 48 tunnissa, sen jälkeen, kun kaikki komponentit on vastaanotettu. Kaapelointivalmistajat kiinnittävät kaapeleita elektroniikkakokoonpanoihin.