Elektronische productiediensten (EMS) worden verleend door bedrijven die elektronische componenten en printplaatassemblages ontwerpen, assembleren, produceren en testen voor fabrikanten van oorspronkelijke apparatuur (OEM’s).
EMS-bedrijven kunnen een verscheidenheid aan productiediensten verlenen, waaronder ontwerp, assemblage en testen. EMS-bedrijven kunnen op verschillende punten in het fabricageproces worden gecontracteerd. Sommige bedrijven hebben alleen een ontwerpbestand van de klant nodig voordat ze het product ontwikkelen, de onderdelen bij een vertrouwde distributeur betrekken en het product assembleren en testen. Anderzijds kunnen EMS-leveranciers die gespecialiseerd zijn in assemblage, van de klant eisen dat hij het ontwerp, de voor de fabricage benodigde onderdelen en een geassembleerd monster levert. EMS-bedrijven kunnen aanvullende diensten ter plaatse leveren, zoals het etsen van printplaten, of deze diensten via een andere contractant aanbieden.
Elektronische fabricage kent verschillende automatiseringsniveaus, afhankelijk van het bedrijf en het project. Bedrijven die grote series producten produceren, maken doorgaans gebruik van sterk geautomatiseerde fabricage. Aanbieders die gespecialiseerd zijn in prototypes of kleine productieruns assembleren PCBs doorgaans handmatig om de tijd en kosten te besparen die gemoeid zijn met het opzetten van geautomatiseerde assemblageapparatuur.
In deze video wordt het geautomatiseerde assemblageproces van een fabrikant gedetailleerd beschreven.
Video credit: Clear Automation
Design and Testing Services
Veel dienstverleners ontwerpen en testen elektronische producten naast de fabricage ervan.
Design
Design services omvatten verschillende gerelateerde acties die plaatsvinden na het bepalen van de specificaties of productbehoeften van een klant en voordat de fabricage of assemblage plaatsvindt. Het EMS-bedrijf kan eerst een productconcept leveren met de belangrijkste doelstellingen van het project en voorlopige specificaties. Het bedrijf kan onderzoek doen door productgebruikers te interviewen, deskundigen te raadplegen en bestaande verwante producten te onderzoeken. Na deze twee stappen wordt het product ontwikkeld, gevisualiseerd en getest, en wordt een prototype ter goedkeuring naar de klant gestuurd. 
Testing
EMS-bedrijven kunnen een of meer soorten producttests aanbieden na het voltooien van een prototype of productrun.
-
De conformiteitstests van een agentschap zorgen ervoor dat het product voldoet aan de veiligheids- en kwaliteitsrichtlijnen van de normen van een bepaald agentschap.
-
Analytische laboratoriumtests helpen bij kwaliteitscontrole, storingsonderzoek en onderzoek en ontwikkeling.
-
Geautomatiseerde optische inspectie maakt gebruik van een computer om een PCB te analyseren en defecten op te sporen, zoals gebroken sporen, overtollig soldeer, etsfouten of onjuiste gaatjesregistratie.
-
Milieutests simuleren de beoogde omgeving van een product. Bij omgevingstests kunnen de omgevingstemperatuur, -vochtigheid en -trillingen variëren om de weerstand van het product te testen.
-
Bij functionele tests wordt de normale functie van de assemblage gesimuleerd om de algehele operationele kenmerken te testen.
-
Bij tests in een schakeling worden afzonderlijke componenten in de schakeling getest om hun werking te testen.
-
Röntgentests maken gebruik van niet-destructieve beeldvormingstechnieken om een grondige analyse van een assemblage te maken.
Fabricage- en productiemogelijkheden
Elektronische productiebedrijven kunnen zich specialiseren in een of meer gebieden van productietechniek en productieomvang.
Fabricage
Elektronicaproductie omvat verschillende soorten elektronische producten.
Printed Circuit Boards
Printed Circuit Boards, of PCB’s, zijn platte platen waarop elektronische componenten worden geplaatst. EMS-leveranciers vullen PCB’s met componenten om printed circuit assemblies (PCA’s) te maken, en kunnen met verschillende soorten printplaten werken. PCB’s worden verondersteld stijf te zijn en vervaardigd te zijn als een harde, onbuigzame plaat. Flexibele printplaten kunnen buigen en zijn geschikt voor flexibele circuits die worden gebruikt in instrumentatie, de automobielsector en medische toepassingen. Rigid-flexible PCBs zijn stijve printplaten met flexibele interconnects.
EMS-bedrijven kunnen zich ook specialiseren in een van de twee soorten PCB-technologie: through hole (THT) en surface mount (SMT).
-
Through hole technology houdt in dat componenten worden gemonteerd door hun aansluitdraden door in de printplaat geboorde gaten te steken. De aansluitdraden worden vervolgens op hun plaats gesoldeerd aan de andere kant van de printplaat. THT-componenten worden meestal met de hand of met een golf op een printplaat gesoldeerd in een productielijn.
-
Surface mount technology-componenten worden aan de bovenkant van de printplaat gesoldeerd, en zijn meestal kleiner en minder duur dan THT-componenten. Vanuit productieoogpunt kunnen moderne “pick-and-place”-apparaten snel en nauwkeurig SMT-componenten monteren.
Links naar rechts: through-hole connectoren, SMT-component op een printplaat. Image credit: Samtec; Custom electronics
Voor meer informatie over PCB-fabricage, bezoek PCB Fabrication Services op Engineering360.
Micro-elektronica
Zoals de naam al aangeeft, houdt micro-elektronica zich bezig met de fabricage van zeer kleine halfgeleidercomponenten en omvat het flip-chips en chip on board-apparaten. Flip-chips zijn geïntegreerde schakelingen (IC’s) die op externe circuits worden aangesloten met behulp van soldeerhobbels die op de chip zijn aangebracht. Zij worden vaak gebruikt in mobiele telefoons, piepers en andere kleine elektronica. Chip-on-board (COB) apparaten omvatten het lijmen van blote dies op PCB’s.
Opto-elektronica
Opto-elektronische apparaten maken gebruik van licht om dit op te vangen, te detecteren of te regelen. EMS-bedrijven kunnen optische schakelaars, glasvezelzenders en -ontvangers, en lasermodules assembleren.
RF/Wireless
Radio frequency (RF) of draadloze apparaten worden vaak gebruikt in telecommunicatie- en gegevensoverdrachttoepassingen. EMS-leveranciers kunnen apparaten voor radiofrequentie-identificatie (RFID) en andere telecommunicatie- en draadloze technologieën assembleren.
Productie
EMS-bedrijven kunnen zich specialiseren in verschillende productieniveaus en -snelheden, afhankelijk van hun beschikbare apparatuur en capaciteiten.
Prototyping
Sommige leveranciers bouwen prototypen, dat zijn vroege monsters gemaakt om het concept van een product te testen, na de ontwerpfase. Prototyping zorgt ervoor dat het product zijn beoogde doel zal dienen nadat het is vervaardigd als onderdeel van een grotere productierun. Prototypes worden vaak gebouwd met goedkopere materialen dan die welke in het productieproces worden gebruikt. In het verleden produceerden elektronicafabrikanten prototypes met behulp van breadboards en THT-componenten, maar de wijdverbreide beschikbaarheid van PCB’s voor prototypes op maat stelt fabrikanten nu in staat prototypes te produceren die een goede afspiegeling vormen van het beoogde product. Prototyping kan meerdere malen voorkomen op verschillende momenten in de ontwerp- en planningsfasen van een project.
Volume
EMS-bedrijven specificeren vaak hun productievolumemogelijkheden. Hoewel statistieken van productievolumes relatief zijn, kunnen algemene richtlijnen worden gespecificeerd:
-
Leveranciers van laag volume produceren kleine hoeveelheden, doorgaans 1 tot 100 producten. Laag volume is vaak vergelijkbaar met of synoniem aan prototyping.
-
Medium volume leveranciers zijn in staat om ongeveer 100 tot 10.000 producten per jaar te produceren.
-
Hoog volume leveranciers kunnen meer dan 10.000 eenheden per jaar produceren.
Specialty productie
Elektronicafabrikanten kunnen ook speciale productietechnieken specificeren, waaronder quick turn productie en bekabelingsdiensten. Quick turn”-fabrikanten kunnen PCB’s assembleren binnen een korte tijd, meestal 48 uur, na ontvangst van alle componenten. Bekabelingsfabrikanten bevestigen kabels aan elektronische assemblages.