I servizi di produzione elettronica (EMS) sono forniti da aziende che progettano, assemblano, producono e testano componenti elettronici e circuiti stampati (PCB) per i produttori di apparecchiature originali (OEM).
Le aziende EMS possono fornire una varietà di servizi di produzione, inclusi progettazione, assemblaggio e test. Le aziende EMS possono essere contrattate in vari punti del processo di produzione. Alcune società richiedono solo un file di progettazione dal cliente prima di procedere allo sviluppo del prodotto, all’approvvigionamento dei componenti da un distributore di fiducia, all’assemblaggio e al collaudo del prodotto. In alternativa, i fornitori EMS specializzati nell’assemblaggio possono richiedere al cliente di fornire il progetto, i componenti necessari per la produzione e un campione assemblato. Le società EMS possono fornire servizi aggiuntivi in loco, come l’incisione di PCB, o fornire questi servizi attraverso un altro appaltatore.
La produzione elettronica comporta diversi livelli di automazione, a seconda della società e del progetto. Le aziende che producono grandi tirature di prodotti usano tipicamente una produzione pesantemente automatizzata. I fornitori che si specializzano in prototipi o piccole produzioni assemblano tipicamente i PCB manualmente per risparmiare il tempo e i costi che comporta la creazione di attrezzature di assemblaggio automatizzato.
Questo video descrive in dettaglio il processo di assemblaggio automatizzato di un produttore.
Video credit: Clear Automation
Servizi di progettazione e test
Molti fornitori di servizi progettano e testano prodotti elettronici oltre a produrli.
Progettazione
I servizi di progettazione comprendono diverse azioni correlate che si verificano dopo aver determinato le specifiche di un cliente o le esigenze del prodotto e prima che avvenga la produzione o il montaggio. L’azienda EMS può prima fornire un concetto di prodotto che dettaglia gli obiettivi principali del progetto e le specifiche preliminari. L’azienda può fare ricerche intervistando gli utenti del prodotto, consultando esperti ed esplorando i prodotti correlati esistenti. Dopo queste due fasi, il prodotto viene sviluppato, visualizzato e testato, e un prototipo viene inviato al cliente per l’approvazione. 
Testing
Le aziende EMS possono fornire uno o più tipi di test del prodotto dopo il completamento di un prototipo o della corsa del prodotto.
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Il test di conformità dell’agenzia assicura che il prodotto soddisfi le linee guida di sicurezza e qualità degli standard di una certa agenzia.
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I test analitici di laboratorio aiutano nel controllo di qualità, nelle indagini sui guasti e nella ricerca e sviluppo.
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L’ispezione ottica automatizzata usa un computer per analizzare un PCB e individuare i difetti, comprese le tracce rotte, l’eccesso di saldatura, i problemi di incisione o la registrazione impropria dei fori.
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I test ambientali simulano l’ambiente in cui il prodotto è destinato. I test ambientali possono variare la temperatura, l’umidità e le vibrazioni dell’ambiente per testare la resistenza del prodotto.
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Il test funzionale simula la normale funzione dell’assemblaggio per testare le sue caratteristiche operative generali.
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Il test in-circuito comporta il sondaggio dei singoli componenti all’interno del circuito per testare il loro funzionamento.
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I test a raggi X utilizzano tecniche di imaging non distruttive per fornire un’analisi approfondita di un assemblaggio.
Capacità di produzione e fabbricazione
Le aziende di produzione elettronica possono specializzarsi in una o più aree di tecnica di fabbricazione e dimensioni di produzione.
Produzione
La produzione elettronica comprende diversi tipi di prodotti elettronici.
Bordi di circuito stampato
I circuiti stampati, o PCB, sono schede piatte che contengono componenti elettronici. I fornitori di EMS popolano i PCB con componenti per creare assemblaggi di circuiti stampati (PCA), e possono avere la capacità di lavorare con diversi tipi di schede. Si presume che i PCB siano rigidi e prodotti come una scheda rigida e inflessibile. I PCB flessibili possono piegarsi e ospitare circuiti flessibili usati nella strumentazione, nell’automotive e nelle applicazioni mediche. I PCB rigidi-flessibili sono schede rigide con interconnessioni flessibili.
Le aziende EMS possono anche specializzarsi in uno dei due tipi di tecnologia PCB: a foro passante (THT) e a montaggio superficiale (SMT).
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La tecnologia a foro passante comporta il montaggio di componenti inserendo i loro cavi attraverso fori praticati nella scheda. I cavi sono poi saldati in posizione sul lato opposto della scheda. I componenti THT sono tipicamente saldati a mano o ad onda su un PCB in una linea di produzione.
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I componenti della tecnologia a montaggio superficiale sono saldati sulla parte superiore della scheda, e sono solitamente più piccoli e meno costosi dei componenti THT. Dal punto di vista della produzione, le moderne attrezzature pick-and-place possono montare i componenti SMT velocemente e accuratamente.
Da sinistra a destra: connettori a foro passante, componente SMT su un PCB. Image credit: Samtec; Custom electronics
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Microelettronica
Come implica il nome, la microelettronica si occupa della fabbricazione di componenti semiconduttori molto piccoli e comprende flip chip e dispositivi chip on board. I flip chip sono circuiti integrati (ICs) che si collegano a circuiti esterni usando protuberanze di saldatura depositate sul chip. Sono spesso usati nei telefoni cellulari, nei cercapersone e in altri piccoli dispositivi elettronici. I dispositivi Chip-on-board (COB) coinvolgono l’incollaggio di matrici nude su PCB.
Optoelettronica
I dispositivi optoelettronici coinvolgono l’approvvigionamento, il rilevamento o il controllo della luce. Le aziende EMS possono assemblare interruttori ottici, trasmettitori e ricevitori di fibre ottiche e moduli laser.
RF/Wireless
I dispositivi a radiofrequenza (RF) o wireless sono spesso usati nelle telecomunicazioni e nelle applicazioni di trasferimento dati. I fornitori EMS possono assemblare dispositivi di identificazione a radiofrequenza (RFID) e altre tecnologie di telecomunicazione e wireless.
Produzione
Le aziende EMS possono specializzarsi in diversi livelli e velocità di produzione, a seconda delle loro attrezzature e capacità disponibili.
Prototipazione
Alcuni fornitori costruiscono prototipi, che sono primi campioni fatti per testare il concetto di un prodotto, dopo la fase di progettazione. La prototipazione assicura che il prodotto servirà al suo scopo dopo essere stato fabbricato come parte di una produzione più grande. I prototipi sono spesso costruiti con materiali più economici di quelli usati nel processo di produzione. In passato, i produttori di elettronica producevano prototipi usando breadboard e componenti THT, ma la diffusa disponibilità di PCB prototipo personalizzati ora permette ai produttori di produrre prototipi che rispecchiano da vicino il prodotto previsto. La prototipazione può avvenire più volte in vari punti delle fasi di progettazione e pianificazione di un progetto.
Volume
Le aziende di elettronica spesso specificano le loro capacità di volume di produzione. Sebbene le statistiche sul volume di produzione siano relative, si possono specificare delle linee guida generali:
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I fornitori di basso volume producono piccole quantità, in genere da 1 a 100 prodotti. Il basso volume è spesso simile o sinonimo di prototipazione.
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I fornitori di medio volume sono in grado di produrre da 100 a 10.000 prodotti all’anno.
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I fornitori di alto volume possono produrre più di 10.000 unità all’anno.
Produzione speciale
I produttori di elettronica possono anche specificare tecniche di produzione speciali, compresa la produzione rapida e i servizi di cablaggio. I produttori quick turn possono assemblare i PCB in breve tempo, di solito 48 ore, dopo aver ricevuto tutti i componenti. I produttori di cablaggio attaccano i cavi agli assemblaggi elettronici.