Free Press

Usługi produkcji elektronicznej (EMS) są świadczone przez firmy, które projektują, montują, produkują i testują komponenty elektroniczne oraz zespoły obwodów drukowanych (PCB) dla producentów oryginalnego sprzętu (OEM).

Firmy EMS mogą świadczyć różne usługi produkcyjne, w tym projektowanie, montaż i testowanie. Firmy EMS mogą być kontraktowane na różnych etapach procesu produkcyjnego. Niektóre firmy wymagają od klienta jedynie pliku projektowego przed przystąpieniem do opracowania produktu, pozyskania komponentów od zaufanego dystrybutora oraz zmontowania i przetestowania produktu. Alternatywnie, dostawcy EMS specjalizujący się w montażu mogą wymagać od klienta dostarczenia projektu, komponentów niezbędnych do produkcji oraz zmontowanej próbki. Firmy EMS mogą świadczyć dodatkowe usługi na miejscu, takie jak wytrawianie PCB, lub świadczyć te usługi za pośrednictwem innego wykonawcy.

Produkcja elektroniczna obejmuje różne poziomy automatyzacji, w zależności od firmy i projektu. Firmy, które produkują duże serie produktów zazwyczaj używają silnie zautomatyzowanej produkcji. Dostawcy, którzy specjalizują się w prototypach lub małych seriach produkcyjnych, zazwyczaj montują płytki PCB ręcznie, aby zaoszczędzić czas i koszty związane z konfiguracją zautomatyzowanego sprzętu montażowego.

Niniejszy film przedstawia szczegóły zautomatyzowanego procesu montażu jednego z producentów.

Kredyt wideo: Clear Automation

Usługi projektowania i testowania

Wielu usługodawców projektuje i testuje produkty elektroniczne oprócz ich wytwarzania.

Projektowanie

Usługi projektowania obejmują kilka powiązanych działań, które mają miejsce po określeniu specyfikacji klienta lub potrzeb produktu, a przed rozpoczęciem produkcji lub montażu. Firma EMS może najpierw dostarczyć koncepcję produktu wyszczególniającą główne cele projektu i wstępne specyfikacje. Firma może przeprowadzić badania, przeprowadzając wywiady z użytkownikami produktu, konsultując się z ekspertami i badając istniejące produkty pokrewne. Po wykonaniu tych dwóch kroków, produkt jest następnie opracowywany, wizualizowany i testowany, a prototyp jest wysyłany do klienta w celu zatwierdzenia.

Testowanie

Firmy EMS mogą zapewnić jeden lub więcej rodzajów testowania produktu po ukończeniu prototypu lub uruchomieniu produktu.

• Testowanie zgodności z agencją zapewnia, że produkt spełnia wytyczne dotyczące bezpieczeństwa i jakości określone w normach danej agencji.
• Analityczne badania laboratoryjne pomagają w kontroli jakości, badaniu awarii oraz pracach badawczo-rozwojowych.
• Zautomatyzowana inspekcja optyczna wykorzystuje komputer do analizy płytki drukowanej w celu zlokalizowania wad, w tym przerwanych ścieżek, nadmiaru lutu, problemów z wytrawianiem lub niewłaściwej rejestracji otworów.
• Badania środowiskowe symulują środowisko, w którym produkt ma być użytkowany. Testy środowiskowe mogą zmieniać temperaturę, wilgotność i wibracje środowiska w celu sprawdzenia odporności produktu.
• Testy funkcjonalne symulują normalną funkcję zespołu w celu sprawdzenia jego ogólnej charakterystyki operacyjnej.

• Testowanie w obwodzie polega na sondowaniu poszczególnych elementów w obwodzie w celu sprawdzenia ich działania.

• Badania rentgenowskie wykorzystują nieniszczące techniki obrazowania w celu zapewnienia dokładnej analizy zespołu.

Wydajność produkcyjna i możliwości produkcyjne

Przedsiębiorstwa produkujące wyroby elektroniczne mogą specjalizować się w jednym lub kilku obszarach techniki produkcyjnej i wielkości produkcji.

Produkcja

Produkcja elektroniczna obejmuje kilka różnych typów produktów elektronicznych.

Obwody drukowane

Obwody drukowane, lub PCB, to płaskie płyty zawierające komponenty elektroniczne. Dostawcy EMS wypełniają PCB komponentami w celu stworzenia zespołów obwodów drukowanych (PCA) i mogą mieć możliwość pracy z kilkoma różnymi typami płyt. Przyjmuje się, że PCB są sztywne i produkowane jako twarde, nieelastyczne płyty. Elastyczne płytki PCB mogą się zginać i pomieścić elastyczne obwody używane w oprzyrządowaniu, motoryzacji i zastosowaniach medycznych. Sztywno-elastyczne PCB to sztywne płyty z elastycznymi połączeniami.

Firmy EMS mogą również specjalizować się w jednym z dwóch rodzajów technologii PCB: otworowej (THT) i montażu powierzchniowego (SMT).

• Technologia otworów przelotowych obejmuje montaż komponentów poprzez wprowadzenie ich przewodów przez otwory wywiercone w płycie. Przewody są następnie lutowane na miejscu po przeciwnej stronie płytki. Komponenty THT są zwykle lutowane ręcznie lub na fali do płytki drukowanej na linii produkcyjnej.

• Komponenty w technologii montażu powierzchniowego są lutowane do górnej części płytki i są zwykle mniejsze i tańsze niż komponenty THT. Z punktu widzenia produkcji, nowoczesny sprzęt typu „pick-and-place” może montować komponenty SMT szybko i dokładnie.

Od lewej do prawej: złącza przelotowe, komponent SMT na płytce PCB. Image credit: Samtec; Custom electronics

Aby uzyskać więcej informacji na temat wytwarzania płytek drukowanych, odwiedź stronę PCB Fabrication Services na Engineering360.

Mikroelektronika

Jak sama nazwa wskazuje, mikroelektronika zajmuje się wytwarzaniem bardzo małych elementów półprzewodnikowych i obejmuje układy scalone typu flip-chip oraz urządzenia typu chip on board. Flip chipy są układami scalonymi (IC), które łączą się z obwodami zewnętrznymi za pomocą wypustek lutowniczych umieszczonych na chipie. Są one często stosowane w telefonach komórkowych, pagerach i innych małych urządzeniach elektronicznych. Urządzenia typu chip-on-board (COB) polegają na przyklejaniu gołych matryc do płytek drukowanych.

Optoelektronika

Urządzenia optoelektroniczne wiążą się z pozyskiwaniem, wykrywaniem lub kontrolowaniem światła. Firmy EMS mogą montować przełączniki optyczne, nadajniki i odbiorniki światłowodowe oraz moduły laserowe.

RF/Wireless

Urządzenia o częstotliwości radiowej (RF) lub urządzenia bezprzewodowe są często używane w telekomunikacji i aplikacjach transferu danych. Dostawcy EMS mogą montować urządzenia identyfikacyjne o częstotliwości radiowej (RFID) oraz inne technologie telekomunikacyjne i bezprzewodowe.

Produkcja

Firmy EMS mogą specjalizować się w kilku różnych poziomach i prędkościach produkcji, w zależności od dostępnego sprzętu i możliwości.

Prototypowanie

Niektórzy dostawcy budują prototypy, które są wczesnymi próbkami wykonanymi w celu przetestowania koncepcji produktu, po fazie projektowania. Prototypowanie zapewnia, że produkt będzie służył zamierzonemu celowi po wyprodukowaniu go jako część większej serii produkcyjnej. Prototypy są często budowane z tańszych materiałów niż te używane w procesie produkcyjnym. W przeszłości producenci elektroniki wytwarzali prototypy przy użyciu tablic breadboard i komponentów THT, ale powszechna dostępność niestandardowych prototypowych płytek drukowanych umożliwia obecnie producentom wytwarzanie prototypów, które dokładnie odzwierciedlają zamierzony produkt. Prototypowanie może odbywać się wielokrotnie w różnych punktach projektu i na etapach planowania.

Wolumen

Firmy z branży elektronicznej często określają swoje możliwości w zakresie wolumenu produkcji. Chociaż statystyki wielkości produkcji są względne, można określić ogólne wytyczne:

• Dostawcy niskonakładowi produkują małe ilości, zwykle od 1 do 100 produktów. Niska wielkość produkcji jest często podobna do prototypowania lub jest jego synonimem.

• Dostawcy średniej wielkości produkcji są w stanie wyprodukować około 100 do 10 000 produktów rocznie.

• Dostawcy wysokiej wielkości produkcji mogą produkować ponad 10 000 jednostek rocznie.

Produkcja specjalistyczna

Producenci elektroniki mogą również określić specjalistyczne techniki produkcji, w tym produkcję szybkoseryjną i usługi okablowania. Producenci szybkobieżni mogą zmontować płytki PCB w krótkim czasie, zwykle 48 godzin, po otrzymaniu wszystkich komponentów. Producenci okablowania dołączają kable do zespołów elektronicznych.

.