¿Qué cambios hay en la revisión DFM entre la revisión A y la ejecución piloto?

En la versión A, una revisión de DFM pregunta si la placa puede siquiera fabricarse y encenderse. En la fase piloto, se pregunta si esa misma placa puede fabricarse una y otra vez, en un panel, en una línea, con componentes que todavía puedas comprar el mes que viene, y probarse sin que un ingeniero tenga que sostener una sonda. La mayoría de las cosas que toleraste en el prototipo se convierten en elementos que hay que corregir antes del piloto: panelización, fiduciales, acceso de prueba, disponibilidad de componentes y tolerancias.

¿Qué puedes aceptar en un prototipo?

Bastante, y está bien. Una versión Rev A existe para responder preguntas de diseño: si el árbol de alimentación se enciende, si el firmware se comunica con el sensor, si el diseño se mantiene cohesivo. Nadie debería retrasar la primera iteración para perfeccionar el rendimiento del ensamblaje.

Las cosas que rutinariamente dejamos pasar en un prototipo son estas. Una placa enviada como una sola pieza o como un arreglo débilmente fresado, porque de todos modos alguien la colocará o la alimentará a mano. Fiduciales que faltan o que están demasiado cerca del borde de la placa. Sin puntos de prueba dedicados, porque el ingeniero se sujetará a un vía o a la pata de una resistencia. Una lista de materiales con una pieza que tiene una única fuente y una larga espera, porque la cantidad es lo bastante pequeña como para comprarla del stock de un distribuidor. Una huella de conector que necesitó una lima o un poco de persuasión. Serigrafía sobre pads. Un apilamiento de tolerancias que nadie ha analizado, porque la única placa que ajusta es la única placa que existe.

Cada una de esas cosas es barata de asumir en cantidades de una a cinco y cara en cantidades de cincuenta cuando ya se cuenta con un útil y un programa construidos. El objetivo de la revisión de la Rev A es separar “esto nos molestará ahora” de “esto hará que la línea falle más adelante”, y anotar el segundo grupo mientras aún está fresco. Si estás eligiendo entre construcciones de prototipo y estándar, nuestro artículo sobrePrototipado de PCB vs PCB estándarcubre donde los dos caminos se separan.

Falta una cosa más aquí. Una tirada de prototipo a menudo oculta problemas porque recibe atención humana en cada paso. Un ingeniero empuja una pieza, vuelve a soldar una unión, cambia un conector que no encajaba. Nada de eso es visible en el registro de fabricación y nada de ello llega a la fase piloto.

¿Qué debe arreglarse antes del piloto?

El piloto es la primera ejecución en la que la línea se configura para ti como un proceso repetible. Se fabrican esténciles, se crea un programa de colocación, se ajustan los programas de inspección y se puede mecanizar un útil. Cada compromiso que arrastraste desde la Rev A ahora cuesta tiempo de preparación o rendimiento, así que aquí es donde impulsamos los cambios. Cinco áreas surgen casi siempre.

Panelización

Un prototipo puede transportarse como una sola placa. Una serie piloto por lo general no. La placa tiene que manipularse con transportadores, sostenerse durante la impresión y el reflow, y separarse después del ensamblaje sin forzar los componentes cercanos al borde. Eso implica una matriz definida, rieles o agujeros de herramental donde la línea los necesite, y un método de despanelizado seleccionado teniendo en cuenta la distribución de los componentes. Las piezas altas, los conectores de borde y los condensadores cerámicos cerca de una línea de ruptura suelen ser los que más problemas causan.

Los anchos específicos de riel, los límites de matriz y los requisitos de orificios para herramientas están en nuestropágina de requisitos del panely cualquier cosa fuera de eso debe confirmarse con nuestro equipo de ingeniería antes de que finalices el plano del panel. Preferimos recibir una consulta sobre el panel en el inicio piloto que después de que se hayan cortado las plantillas.

Marcas de referencia

Las máquinas de colocación y la AOI 3D necesitan algo con lo que registrarse. Los fiduciales globales en el panel y los fiduciales locales cerca de los componentes de paso fino permiten que la línea corrija el desplazamiento y el estiramiento de la placa. En un prototipo, la ausencia de un fiducial solo significa una configuración más lenta y manual. En una serie piloto, significa que la máquina tiene que adivinar o que el operador tiene que corregir a ojo, y ninguno de los dos es un proceso que quieras dejar al segundo turno. Verifica que haya fiduciales en todas las capas que lleven componentes, que el área circundante esté libre de máscara y artefactos de serigrafía, y que el patrón sea idéntico entre panel y placa. Para valores exactos de tamaño y separación, confirma con nuestro equipo de ingeniería.

Puntos de prueba

La versión A se puede depurar con un osciloscopio y paciencia. El piloto necesita una estrategia de prueba, y el diseño debe respaldarla. Decide ahora si la placa se someterá a prueba en circuito, sonda volante o un útil funcional, porque cada uno requiere algo diferente del diseño: acceso por un lado, separación entre puntos, áreas restringidas alrededor de componentes altos, una ubicación consistente para los pines de programación y de alimentación. Un útil de piedra sintética es una forma razonable de sujetar una placa para la prueba funcional, pero solo funciona si los puntos están donde el útil los espera. Si añades puntos de prueba después de que el diseño se haya liberado para el piloto, estarás reprocesando la placa, que es la versión cara de este cambio.

Agregar puntos de prueba en la revisión B cuesta unas pocas horas de diseño. Agregarlos después de que se haya construido un dispositivo de prueba cuesta un dispositivo de prueba.

Disponibilidad de componentes

Esta es la que más suele sorprender a los equipos de hardware. Una pieza que era fácil de encontrar para unas cuantas placas puede estar en asignación, al final de su vida útil o ser de una única fuente cuando sale la lista de materiales del piloto. Antes del piloto, queremos ver números de parte del fabricante en cada línea, alternativas aprobadas donde el diseño pueda tolerarlas y una marca en cualquier pieza con un tiempo de espera largo o un pedido mínimo muy por encima de la cantidad del piloto. Las piezas sensibles a la humedad, los BGA de paso fino y cualquier cosa que requiera manipulación especial deben resaltarse para que puedan planificarse, y no descubrirse en el alimentador.

No damos compromisos de entrega solo a partir de un escaneo de la lista de materiales (BOM). Lo que sí podemos hacer es indicarte qué partidas parecen riesgosas y dejar que tú decidas si rediseñar, aprobar una alternativa o comprar por adelantado.

Tolerancias

En un prototipo, si un conector sobresale un poco o un disipador de calor necesita un empujón, lo arreglas con la herramienta que tienes en la mano. En la fase piloto, cada pieza queda donde la coloca la máquina de montaje, dentro de la tolerancia del pad, de la pieza y del proceso. Eso incluye las holguras entre componentes, la alineación del conector con la carcasa, las zonas de exclusión alrededor de los orificios de montaje y el diseño de pads para las piezas que tienden a desplazarse o a levantarse por un extremo. Cuando el ajuste mecánico es importante, pedimos el modelo 3D y las hipótesis de tolerancia en las que se basa, porque un apilado que funciona en una placa montada a mano dice muy poco sobre cincuenta.

La geometría de las almohadillas en componentes de paso fino y con terminación inferior merece la misma atención. La formación de vacíos bajo las almohadillas térmicas y los BGA es algo que verificamos con rayos X fuera de línea cuando el diseño lo requiere, y es mucho más económico ajustar una abertura de pasta en la fase piloto que perseguir fallas intermitentes más adelante. Los hábitos generales de diseño ayudan en este aspecto, pero las decisiones específicas de almohadillas y esténcil se revisan mejor con la huella real y la capa de pasta.

¿Quién debería encargarse de cada solución?

No todo es problema del ingeniero de diseño de PCB, y gran parte de los retrasos en la fase piloto provienen de que nadie tiene claro quién se encarga de cada elemento. No proporcionamos el diseño del esquema, así que los cambios del lado del diseño corresponden a tu equipo. Una división aproximada que funciona en la práctica:

Tu equipo de diseñoposee cualquier elemento que cambie el Gerber o el esquema: adiciones de puntos de prueba, colocación de fiduciales, correcciones de la geometría de pads, cambios de conectores o huellas, limpieza de la serigrafía.

Su responsable de compras o de cadena de suministroes responsable de la lista de materiales (BOM): alternativos aprobados, números de parte del fabricante, decisiones de compra anticipada en componentes de alto riesgo y la decisión sobre si rediseñar en torno a un componente difícil de abastecer.

Tu ingeniero mecánicose encarga de las cuestiones de tolerancia que implican el cerramiento, los disipadores de calor y los conectores, y del modelo 3D asociado a ellos.

Nuestro equipo de ingenieríaes el responsable de la revisión de fabricación: señalar las preocupaciones sobre el panel, comprobar las huellas con respecto a nuestro proceso, revisar las decisiones de esténcil y pasta, configurar los programas de colocación e inspección y decirte en qué casos una decisión de diseño reducirá el rendimiento. La configuración, la programación de SPI y AOI, la inspección por rayos X y la trazabilidad MES de nuestro lado dependen por completo de recibir datos limpios del tuyo.

Tu responsable de calidad o de pruebases responsable de la estrategia de prueba: qué dispositivo/utillaje, qué cobertura y qué criterios de aprobación se incluyen en el traveller.

El hábito más útil es nombrar a una persona de tu lado como responsable de la decisión para el informe DFM piloto. Cuando tres ingenieros responden cada uno a una pregunta diferente del mismo informe, terminamos con tres versiones de la lista de materiales (BOM).

Si deseas una rápida verificación preliminar antes de la revisión formal, puedes enviarnos los archivos Gerber y la lista de materiales (BOM) para una revisión DFM gratuita y ver qué resultados obtienes. No sustituirá una revisión piloto completa, pero detecta los problemas obvios desde el principio.

Comparación entre la revisión A y el piloto de DFM

¿Qué debes llevar a la revisión piloto de DFM?

Una lista corta ayuda más que una larga. Normalmente pedimos:

Archivos Gerber y datos de perforación, con un plano de fabricación y apilamiento.

Una lista de materiales (BOM) con números de parte del fabricante, cantidades y cualquier alternativo aprobado.

Datos de pick-and-place y un plano de montaje, incluidos los marcadores de polaridad y cualquier instrucción especial.

El plan de prueba: qué método, qué dispositivo, qué pasos de programación.

El registro de incidencias de la versión Rev A, incluyendo todo lo que su equipo haya corregido manualmente.

Cualquier restricción mecánica que afecte la colocación de componentes o el contorno de la placa.

El registro de incidencias de la revisión A es el que la gente olvida, y suele ser el más valioso. Los elementos que requirieron un retoque con el soldador en el prototipo son exactamente los que causarán problemas en la producción piloto.

Preguntas frecuentes

¿Necesitamos congelar el diseño antes de la revisión DFM piloto?

No del todo, pero deberías congelar aquello de lo que depende el proceso: contorno de la placa, intención de panelización, huellas y estrategia de pruebas. Hacer una revisión sobre un diseño que aún está cambiando te da una lista que queda obsoleta en una semana. Si algunos puntos quedan abiertos, márcalos en el paquete para que sepamos qué hallazgos son provisionales.

¿Deberíamos ejecutar una segunda iteración de prototipo antes del piloto?

A veces. Si la versión A reveló problemas funcionales, una versión B es la decisión correcta, y también es el momento más barato para añadir fiduciales, puntos de prueba y características del panel. Si la versión A funcionó y los puntos pendientes son todos del lado de fabricación, pasar directamente al piloto con un diseño revisado suele ser razonable. La decisión depende de cuántas correcciones afecten al cobre.

¿Qué pasa si una pieza en la lista de materiales no tiene alternativa?

Entonces díganoslo con anticipación. Podemos señalar el riesgo, pero sustituir una pieza sin su aprobación no es algo que vayamos a hacer. Sus opciones son rediseñar en función de ello, comprar por adelantado o aceptar el riesgo y planificar en torno a él. Cuál de ellas tiene sentido depende de la cantidad de unidades que vaya a fabricar y del calendario, y esa conversación es más fácil antes del pedido piloto que después.

¿Cómo manejamos un problema de ajuste mecánico detectado en el piloto?

Envíanos fotos y medidas del área afectada, junto con el modelo 3D si lo tienes. A menudo la causa es una huella o un desajuste de colocación que podemos ver en los datos. Si la solución requiere un cambio de diseño, se devuelve a tu equipo de diseño y actualizamos el programa una vez que se publiquen los nuevos archivos.

¿Se puede reutilizar el mismo informe DFM para la siguiente orden de producción?

En parte. Las conclusiones sobre paneles, referencias y huellas suelen mantenerse mientras el diseño no haya cambiado. Las conclusiones sobre la lista de materiales (BOM) y el abastecimiento caducan rápidamente, así que espere revisarlas antes de cada pedido. Cualquier cambio de ingeniería debería desencadenar una revisión nueva de las áreas afectadas.

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