Inom elektronikprojekt uppstår tillverkningsproblem sällan på
grund av uppenbara konstruktionsfel. Oftare är orsaken till
ökade kostnader, förseningar och kvalitetsproblem betydligt mer
subtil.
Det handlar om designbeslut som är tekniskt korrekta – ibland till
och med eleganta – men som fattas utan tillräcklig hänsyn
till hur kretskortet faktiskt ska tillverkas, monteras, testas och
produceras i volym.
Hos Comtec Labs möter vi dessa utmaningar dagligen i projekt inom
industriell elektronik, medicinteknik, automation och avancerade
OEM-produkter. Prototyperna fungerar. Tester klaras. Men när
produktionen skalas upp uppstår problem.
Den här artikeln går igenom tre vanliga PCB-designbeslut som ofta
försvårar produktionen i onödan: för snäva toleranser,
ovanliga materialval och hålstrukturer som inte är anpassade för
tillverkningsprocessen.
1. För snäva toleranser utan tydlig funktionell nytta
Moderna CAD-verktyg gör det enkelt att specificera mycket snäva
toleranser.
Spårbredder, ringbredd runt hål, borrdiametrar och
impedanser kan pressas till gränsen med några klick.
Problemet är att tillverkning inte är binär. Den är
statistisk.
När toleranser ligger utanför eller precis på gränsen för
processkapaciteten måste tillverkaren:
• Sänka
produktionstakten
• Öka inspektionen
• Acceptera lägre
utbyte (yield)
Alla dessa leder till högre kostnader.
I svenska och europeiska produktionsmiljöer ser vi ofta:
•
Ringbredder som ligger under tillverkarens rekommenderade nivå
•
Hål-till-koppar-avstånd utan marginal för borrvandring
•
Impedanskrav som inte matchar valt material
I prototypstadiet fungerar detta ofta. I serieproduktion gör
det inte det.
Genom att designa med marginal – där det är möjligt –
förbättras både kvalitet och leveranssäkerhet.
2. Ovanliga material med osäker tillgång
Materialval styrs ofta av elektriska krav. Det är naturligt –
men inte tillräckligt.
Högfrekvensmaterial, specialprepreg eller ovanliga kopparvikter kan
vara tekniskt motiverade,
men innebär ofta risker i leveranskedjan.
Vanliga konsekvenser är:
• Långa ledtider vid prototyper
•
Problem att skala från prototyp till serie
• Oväntade
kostnadsökningar
• Tvingande redesign av stackup i ett sent
skede
I Norden och Europa är tillgången starkt beroende av volym och
leverantör. Ett material som är lätt att få tag på i små
kvantiteter kan bli en flaskhals vid uppskalning.
Tidig dialog med tillverkaren säkerställer att materialval fungerar
både tekniskt och kommersiellt.
3. Hålstrukturer som inte är anpassade för tillverkning
Hål är en av de mest kritiska – och ofta underskattade – delarna av PCB-design.
Problem uppstår när:
• Aspektförhållanden överskrider
tillverkningsgränser
• Många olika håltyper kombineras
•
Via-in-pad används utan tydlig elektrisk nytta
• Designen
optimeras för routing snarare än produktion
Varje extra håltyp innebär fler processteg och ökad risk. Vid
volymproduktion påverkar detta direkt utbytet.
Via-in-pad är ett tydligt exempel. Tekniskt kraftfullt – men
dyrt och känsligt. Om det inte krävs för funktion bör
enklare lösningar övervägas.
Tillverkningsanpassad håldesign ökar repeterbarheten och minskar
kostnader.
Varför tidig DFM är avgörande
Gemensamt för alla dessa problem är att de uppstår tidigt – men
upptäcks sent.
När tillverkningen involveras innan layouten låses kan:
•
Stackups optimeras för tillgänglighet
• Toleranser anpassas
till verklig processkapacitet
• Risker identifieras innan de
blir dyra
DFM är inte en kontroll i slutet av projektet. Det är ett
arbetssätt som sparar både tid och pengar.
Tillverkningsvänlig design begränsar inte innovation – den
möjliggör hållbar produktion.
Redo att minska överraskningarna som är förknippade med kretskort?
Om du hanterar komplexa krav, snäva scheman eller produktionsrisker erbjuder Comtec Labs en komplett uppsättning tjänster för att effektivisera ditt arbetsflöde:
Kretskortsplanering
Kretskortsprototyper
Kretskortskomponent inköp
Kretskortskomponent montering
Kretskorts testning
Kretskorts reparation och modifiering
Produktion av kretskort
Kretskorts massproduktion