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Fabricación de electrónica, de la placa al producto terminado.

Ideambox especifica la placa, coordina el firmware y la lleva a producción con un socio de ingeniería electrónica bajo acuerdo marco. La fabricación de PCB y el ensamblaje PCBA pasan por socios de producción con los que llevamos más de 15 años trabajando, contra un paquete que escribimos nosotros: apilado, stencil, utillaje de pruebas, BOM, lista de proveedores aprobados y un modo de prueba de fabricación que la línea usa de verdad.

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Placa de circuito impreso poblada y lista para la prueba de producción

Producción a través de socios, no presentaciones

Ideambox ejecuta la producción. No es dueña de las líneas. La fabricación de PCB y el ensamblaje PCBA pasan por socios de producción con los que llevamos más de 15 años trabajando —moldeo por inyección y fabricación de PCB, entre otros—, lo que significa que la placa y la carcasa que la aloja salen de un mismo programa, con una misma revisión y contra un mismo juego de planos. A nadie se le entrega un contacto y se le deja negociando sus propias tolerancias.

Un acuerdo marco de ingeniería electrónica

El esquemático, el trazado y el firmware se quedan con el equipo que es dueño del producto, respaldado por un socio de ingeniería electrónica bajo acuerdo marco. Eso es capacidad sin cadena de subcontratación: el ingeniero que fijó el apilado responde a la consulta de DFM de la fábrica, y el ingeniero que escribió el modo de prueba de fabricación es quien responde cuando una estación empieza a rechazar unidades.

Lo que reciben la fábrica y el ensamblador

Gerber verificados en un visor CAM, un fichero de taladros que concuerda con el diseño, el pick-and-place con X, Y y rotación por componente, la BOM en el formato propio del ensamblador, un plano de ensamblaje con las características mecánicas críticas, el fichero de stencil, un informe de puntos de prueba para ICT, el panelizado (V-score, pestañas, mouse-bites) y los artes de máscara de soldadura y serigrafía. Los presupuestos contra ese paquete son comparables. Un presupuesto contra un CAD comprimido es una conjetura que acaba en una orden de cambio.

Taiwán o China continental, elegido por placa

Taiwán es el centro de ingeniería para PCBA y electrónica sensible en PI: primera producción en 35–60 días, MOQ desde 100–1 000 en electrónica y ningún arancel de la Section 301 para el importador estadounidense. China continental itera más rápido y está más adentro de la cadena de suministro de componentes: primera producción en 30–45 días, MOQ 500–2 000. Una PCBA estándar de 4 capas y 50 componentes se referencia en $3–7 en China y $4–8 en Taiwán. La elección se toma por placa, contra el volumen y la exposición de la PI, no una sola vez para toda la empresa.

Traspaso de prototipo a producción

Un prototipo que funciona no es una placa liberada.

Una placa EVT que se comporta en el banco ha demostrado la arquitectura. No ha demostrado que un panel de ellas se pueda fabricar, poblar, probar y enviar. La distancia entre ambas cosas es una lista fija de entregas, cada una con un responsable y una fecha, cerrada antes de reservar la fábrica en lugar de descubrirse en el primer artículo.

Ruta de liberación de la placa

01 EVT demostrado
02 Apilado congelado
03 DFM de ensamblaje
04 Liberación de fábrica + stencil
05 Primer artículo
06 Muestra patrón

Preparación de la línea

01 Firmware MTM
02 Utillaje de pruebas
03 Serie piloto
04 Hito de rendimiento
05 Plan de inspección
06 Rampa

Producto electrónico compacto construido a partir de una placa de impedancia controlada

Apilado e impedancia cerrados con la fábrica

Cuatro capas —señal, masa, alimentación, señal— es el valor por defecto de trabajo para cualquier cosa que lleve un bus rápido: un plano de masa continuo justo debajo de la capa de señal superior y un apilado simétrico respecto al centro para que la placa no se alabee en el reflujo. Damos a la fábrica los objetivos de impedancia y las capas a las que aplican —50 Ω single-ended, 90 Ω diferencial para USB, 100 Ω para Ethernet y LVDS— y dejamos que sean ellos quienes fijen el ancho y la separación de pista para su laminado real. El laminado, el peso de cobre (1 oz por defecto, 2 oz donde la corriente lo exija), el acabado (HASL por coste, ENIG por planitud en paso fino), la pista y el aislamiento mínimos y la relación de aspecto del taladro van en las notas de fábrica, no en un hilo de correo.

Revisión de la línea de montaje para la fabricación de un producto de hardware

DFM de ensamblaje, y después el stencil

El DFM de ensamblaje es una revisión distinta del DFM de fabricación, y es la que se salta. Medio milímetro entre componentes SMD, un milímetro allí donde tenga que llegar un soldador de retrabajo. Tres fiduciales globales, fiduciales locales en todo lo que sea 0402 o más fino y en cada BGA. Pads de prueba de 1.0 mm de ancho en una rejilla de 2.54 mm, al menos uno por red, para que el utillaje de ICT alcance de verdad lo que el plan de pruebas dice cubrir. Zonas de exclusión de 1 mm en conectores, 2 mm en antenas y 3 mm alrededor de las cajas de apantallamiento. Después, el stencil: un consumible de $30–150 que decide si el primer panel sale de la línea con puentes. Sus aperturas se ajustan a los pads, no se dejan en el valor por defecto.

Dispositivo con sensor instalado, del tipo que se verifica unidad a unidad en la línea

Manufacturing Test Mode, escrito antes de que exista el utillaje

El MTM es el modo de firmware con el que la línea de producción verifica cada unidad, y es la función de preparación para producción que más a menudo se añade demasiado tarde para servir de algo. Escribimos primero la secuencia de trece etapas: ID del chip, raíles de alimentación medidos a ±5 %, LED, cada botón registrado en menos de 30 s, continuidad de E/S, bucle de retorno UART / SPI / I²C, una baliza RF con una ventana de RSSI, una muestra de sensor en condiciones conocidas y, después, calibración por unidad, número de serie, MAC y región escritos una sola vez, y bloqueo. Cada etapa emite un pass/fail estructurado al registro del utillaje, y la pasada completa tarda menos de 30 segundos por placa en lugar de cinco minutos. El firmware de envío lleva el MTM desactivado y la recuperación protegida tras JTAG. Producción, fabricación, depuración e ingeniería son builds firmadas distintas, no una sola imagen con un flag.

ESD y EMC cribados antes de llegar a la línea

El EMC es, sobre todo, área de bucle. Un plano de referencia continuo bajo cada pista rápida, sin cortes que haya que rodear, 100 nF en cada pin de alimentación de cada integrado, un filtro y un choque de modo común en cada entrada de cable, flancos más lentos allí donde la velocidad no aporta nada, uniones de apantallamiento a 360° en lugar de coletas y un TVS con impedancia en serie en cada puerto expuesto, recortado en el conector y con un camino corto a chasis en lugar de a través de la placa. El ESD se diseña al nivel 4 de IEC 61000-4-2: ±8 kV a contacto, ±15 kV al aire. Un barrido de pre-cumplimiento en una cámara semianecoica de 3 metros saca a la luz armónicos 6–10 dB antes del ensayo formal contra EN 55032 y FCC Part 15, por €1.5–3k en lugar de los €8–15k de un reensayo completo después de fabricar las placas.

Producto con la electrónica expuesta que muestra las piezas que debe cubrir una BOM de producción

Una BOM que sobrevive a la serie de producción

Cada línea lleva los diecisiete campos que permiten presupuestarla, pedirla, recibirla y trazarla: fabricante y MPN, código de distribuidor, estado del ciclo de vida, plazo de entrega actual, MOQ, un MPN de segunda fuente y una marca de criticidad en todo aquello que para la línea cuando falta. El ciclo de vida se comprueba, no se supone: un NRND suele dar de 6–24 meses de aviso y un last-time-buy, de 90–180 días. Las piezas A son en torno al 10 % de las líneas y el 70 % del coste, así que llevan comprobación mensual y segunda fuente obligatoria. Los plazos estándar van de 4–12 semanas y se estiran a 16–52 en un episodio de asignación, que es la variabilidad contra la que se dimensiona el stock de seguridad.

Producto de iluminación resistente cuya electrónica hay que aprovisionar durante años

Fin de vida y riesgo de falsificación, resueltos antes de que muerdan

La segunda fuente se cualifica antes de necesitarla: deltas de datasheet documentados, decisión entre sustitución directa y variante de hardware, muestras verificadas en el producto real y una validación de 100 unidades antes de que una tercera fuente se acerque a producción. La lista de proveedores aprobados lo recoge todo, con las condiciones que apliquen. Las compras se mantienen en distribuidores autorizados y con un certificado de conformidad que lleve código de fecha, lote e ID de fábrica. Los canales independientes son solo para piezas EoL, y aun así verificadas por rayos X, decapado o prueba funcional, a razón de unos $500–2 000 por lote. Un precio un 30 % por debajo de mercado es la primera señal de falsificación, no una victoria negociando.

Alcance de la fabricación

Placa desnuda, placa ensamblada y el producto que la rodea.

Fabricación de PCB

FR-4 rígido desde dos capas en adelante, con un apilado de 4 capas con impedancia controlada como punto de partida habitual. El laminado, el peso de cobre, el acabado, la clase y la tabla de impedancias se publican junto con los Gerber y el fichero de taladros, de modo que la fábrica presupuesta una especificación y no una interpretación.

Ensamblaje PCBA

SMT y through-hole contra un stencil liberado, un fichero de pick-and-place y un plano de ensamblaje. Primer artículo verificado antes de subir el número de paneles, modo de prueba de fabricación ejecutado en cada unidad y utillaje de pruebas validado para detectar los mismos defectos lote tras lote antes de autorizar el volumen.

El producto alrededor de la placa

El mismo programa alcanza a las piezas moldeadas en las que se aloja la placa, a través de socios de moldeo por inyección con la misma antigüedad de quince años. El contorno de la PCB, la fijación, el acceso a los conectores, la zona de exclusión de antena y la secuencia de montaje se cierran una vez, en lugar de renegociarse entre dos proveedores que nunca han hablado.

El modelo de socios

Quién lo fabrica y qué se queda en Ideambox.

La fabricación está en manos de socios: socios de moldeo por inyección y de fabricación de PCB de más de quince años, un socio de ingeniería electrónica bajo acuerdo marco y un socio de aprovisionamiento en Taiwán con el que trabajamos habitualmente. Lo que no se mueve es la propiedad de la ingeniería. La especificación contra la que fabrica el socio la escribimos nosotros, y la revisión que dice que se fabricó conforme a esa especificación la hacemos nosotros.

Esquemático, trazado y apilado
Firmware, MTM y la ruta OTA
Paquete de fabricación, stencil y ensamblaje
BOM, lista de proveedores aprobados y segundas fuentes
Utillaje de pruebas y definición de cobertura
Plan de inspección y muestra patrón de referencia

Lo que cambian quince años con los mismos socios

Feedback de DFM antes del presupuesto — la fábrica señala la pista de 0.075 mm o la relación de aspecto del taladro mientras todavía está poniendo precio al panel, no después del primer artículo.
Histórico de revisiones archivado — el mismo moldeador y el mismo ensamblador conservan la fabricación anterior, así que un cambio de ingeniería es un delta y no un reinicio.
Un ingeniero al otro lado — las dudas de producción llegan a alguien que sabe leer el plano, en la zona horaria donde se está fabricando la placa.
Límites de capacidad honestos — un socio que dice que una clase queda fuera de su proceso ahorra un panel desechado y un mes perdido.
Cualificación que se conserva — un segundo producto no reinicia la verificación de proveedores desde una ficha de directorio.

Plan de calidad y rampa

La muestra patrón es la referencia, no el prototipo.

Una unidad de producción se firma y se fecha por ambas partes y se guarda en dos sitios: una en la planta de producción y otra contigo. Todo lo que venga después se mide contra esa unidad, no contra un render ni contra el recuerdo de la fabricación EVT. El plan de inspección se escribe contra ella: niveles de AQL según ISO 2859-1 nivel II, crítico al 0 %, mayor al 2.5 %, menor al 4.0 %, con un catálogo de defectos hecho de fotografías y no de adjetivos. Un lote de 3 201–10 000 unidades saca una muestra de 200 piezas: diez defectos mayores aceptan, once rechazan. La inspección previa al envío se ejecuta contra ese plan antes de que salga el lote, y el informe responde a tus criterios, no a los de la línea.

De piloto a producción en serie

ES, 5–10 unidades — viabilidad del proceso en la línea real, no en un banco.
PPS, 20–50 unidades — verificación completa del proceso, con todas las estaciones ejercitadas.
PPR, 100–500 unidades — línea base de rendimiento y tiempo de ciclo.
Piloto, 500–2 000 unidades — formación de operarios y validación del utillaje.
Rendimiento a la primera ≥ 90 % — el hito previo a la producción en serie, acordado con el socio como métrica contractual y no como aspiración.
Causas conocidas de caída del rendimiento en PCBA — puentes de soldadura por una apertura de stencil sobredimensionada, tombstoning por un perfil de reflujo asimétrico, desalineación por un alimentador. Cada una tiene una solución con nombre antes de la rampa, no después.

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Cómo se acota un encargo

No hay paquete estándar ni tarifa cerrada, porque la forma del trabajo cambia con el producto. Qué está liberado, cuántos proveedores necesita una fabricación, si el utillaje ya existe, la primera cantidad de producción y la fecha que hay que cumplir mueven el alcance, y lo mueven mucho. El alcance y las condiciones comerciales se acuerdan por proyecto, por escrito, antes de empezar nada.

Envía el paquete de planos, la BOM si la hay, la cantidad y la fecha. Con eso basta para responderte con lo que implica el trabajo.

¿Tienes una placa que hay que fabricar?

Envía el esquemático, la BOM y el volumen, y te diremos qué tiene que cerrarse antes de que una fábrica o un ensamblador puedan presupuestarlo como es debido.

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