Elk geweldig elektronisch product begint met een goed idee. De stap van dat idee naar een product dat betrouwbaar in volume wordt gebouwd – op tijd, binnen budget en volgens specificatie – is echter vaak een uitdaging. Daarbij ontdekken veel OEM’s iets cruciaals. Een uitstekend concept en succesvol ontwerpen voor produceerbaarheid zijn namelijk echt twee verschillende dingen.

Ten eerste is Design for Manufacturability (DFM) de discipline die deze zaken samenbrengt. Het betekent dat u tijdens de ontwerpfase gerichte beslissingen neemt. Deze keuzes moeten uw productieproces daadwerkelijk ondersteunen. Denk bijvoorbeeld aan componentkeuzes die beschikbaar blijven. Daarnaast zijn bordindelingen voor geautomatiseerde assemblage absoluut noodzakelijk. Bovendien moeten teststrategieën vanaf dag één worden ingebakken.

Als gevolg hiervan verloopt uw productrealisatie traject sneller. Bovendien levert het veel minder kostbare verrassingen op.

Wanneer u de elektronicaproductie uitbesteedt, moet de kennis van uw partner actieve input zijn. Dit mag dus niet pas gebeuren nadat zij de opdracht geoffreerd hebben.

Daarom zijn hier vijf belangrijke overwegingen waarmee u direct rekening moet houden…

1. Los mogelijke productieproblemen op in de ontwerpfase, niet aan de productielijn

Allereerst is de introductie van nieuwe producten (NPI) het perfecte moment voor evaluatie. U stelt dan elke aanname over de bouw ter discussie. In dit stadium kost het wijzigen van een component vooral engineeringtijd. Echter, dezelfde verandering tijdens de pilotproductie heeft veel grotere gevolgen. Het kan immers leiden tot een re-spin van het bord of herkwalificatie. Bovendien kan uw planning flink verschuiven, vooral omdat componenthaspels vaak al besteld zijn.

Wat een grondige NPI-beoordeling zou moeten omvatten
  • Ten eerste is er de assemblagevolgorde. Dit is de volgorde waarin men het product bouwt. Hierdoor ziet u precies waar het risico op herbewerking geconcentreerd is.
  • Ten tweede is SMT-compatibiliteit extreem belangrijk. De afstand en dichtheid van componenten bepalen direct de efficiëntie. Dit geldt specifiek voor het pick-and-place-proces. Een lay-out die in prototypes werkt, kan op grote schaal onverwachte opbrengstproblemen veroorzaken.
  • Daarnaast is de panelisatiestrategie cruciaal. De manier waarop men een PCB panelleert, beïnvloedt namelijk de plaatsingsefficiëntie. Ook beïnvloedt het de spanning op componenten en het algehele bouwrendement. Zodoende horen deze beslissingen thuis bij het ontwerpen van elektronica.
  • Tot slot is schaalbaarheid essentieel. U moet weten waar de kosten stijgen naarmate het volume groeit. Vervolgens kunt u bepalen welke ontwerpveranderingen deze kosten effectief verminderen.

Bij de beste NPI-processen lopen ontwerp en maakbaarheid volledig parallel. Engineering- en productieteams werken daardoor nauw samen. Zodoende beïnvloeden productiebeperkingen de ontwerpbeslissingen direct in realtime, in plaats van pas bij de overdracht.

2. Kies materialen en componenten met het oog op een lange levensduur van de toeleveringsketen

Bovendien doet componentselectie tijdens het ontwikkelen meer dan alleen productprestaties bepalen. Het bepaalt namelijk direct of uw product langdurig en probleemloos maakbaar blijft.

De risico’s die een DFM-beoordeling vroegtijdig moet onderkennen
  • Ten eerste zijn er verouderde componenten. Voor een onderdeel dat binnenkort verdwijnt, is direct een alternatief nodig. U moet dit nu identificeren, en niet pas wanneer uw productielijn plotseling stopt.
  • Ten tweede zijn er afhankelijkheden van één bron. Onderdelen van slechts één leverancier creëren namelijk aanzienlijke risico’s. Deze problemen komen vaak op het slechtst mogelijke moment naar boven. Daarom markeren ervaren fabrikanten dit routinematig tijdens NPI.
  • Daarnaast is materiaalcompatibiliteit een grote factor. Maattoleranties en oppervlakteafwerkingen spelen allemaal een belangrijke rol. Dit geldt eveneens voor conforme coatinghechting. Al deze elementen beïnvloeden uw assemblageproces op manieren die op papier goedkoper op te lossen zijn.

Wanneer u de elektronicaproductie uitbesteedt aan een ervaren partner, krijgt u enorme voordelen. U krijgt namelijk veel eerder inzicht in risicovolle componenten dan via een zelfstandig inkoopteam. Die vroege waarschuwing is werkelijk goud waard wanneer uw strakke planning op het spel staat.

3. Bouw uw teststrategie in het ontwerp, niet eromheen

Testen wordt vaak gezien als iets wat pas gebeurt als het ontwerp klaar is. Het zou precies andersom moeten zijn: ontwerpkeuzes die zonder rekening te houden met testtoegang worden gemaakt, veroorzaken problemen die later veel moeilijker en duurder zijn om op te lossen.

Design for test (DFT) en ontwerpen voor produceerbaarheid moeten daarom samen worden beoordeeld. Als uw bordindeling de fysieke toegang tot gedefinieerde testpunten voor in-circuit testen (ICT) niet behoudt, wordt de teststrategie complexer en minder betrouwbaar. Producten die printplaatassemblage combineren met aangepaste kabelassemblage en mechanische integratie hebben een teststrategie nodig die voor de hele subassemblage werkt, niet alleen voor de printplaat.

De juiste vragen om te stellen in de ontwerpfase
  • Wat moet een passerend product eigenlijk aantonen?
  • Welke combinatie van geautomatiseerde optische inspectie (AOI), ICT en functionele testen levert dit op tegen de juiste kosten?
  • Waar liggen de faalpunten met het hoogste risico en kunnen deze efficiënt worden geverifieerd?

Allereerst kost overtesten veel kostbare doorvoer. Tegelijkertijd leiden te weinig testen tot dure veldretouren. Daarom is het aanzienlijk goedkoper om dit evenwicht tijdens NPI te optimaliseren. Dit doet u het beste met de directe inbreng van uw fabrikant.

4. Denk aan het hele product, niet alleen aan het bord

DFM-gesprekken gaan vaak uitsluitend over de printplaat. Echter, voor de meeste OEM-producten is het bord slechts een klein deel van het complete plaatje. Zodoende geldt overal exact dezelfde discipline op het gebied van produceerbaarheid.

Op maat gemaakte kabelmontage

Verschillende factoren brengen kwaliteitsrisico’s met zich mee. Denk bijvoorbeeld aan de draaddikte, connectorfamilies, krimpgereedschappen en trekontlasting. Wanneer een ontwerp hierop niet goed is beoordeeld, leidt dit vaak tot handmatige herbewerking. Geautomatiseerde draadverwerking elimineert veel hiervan, maar uiteraard alleen als het ontwerp dit ondersteunt.

Milieubescherming

Heeft uw product overgieten, conforme coating, ingieten of inkapselen nodig? Dan gelden er materiaalcompatibiliteitseisen die rechtstreeks verband houden met uw bord- en kabelontwerp. Conforme coating vereist bijvoorbeeld gedefinieerde uitsluitingszones rond connectoren en testpunten. Die moeten al in de lay-outfase worden gepland en niet achteraf worden afgeplakt.

Producten die een printplaat op maat combineren met kabelassemblages, mechanische behuizingen en milieubescherming profiteren het meest van een fabrikant die al deze subassemblages samen beoordeelt. Juist daar geeft geïntegreerde ontwerp- en productiecapaciteit u een echt voordeel ten opzichte van het aansturen van afzonderlijke leveranciers, en juist daar ontstaan veel moeilijk te traceren kosten- en kwaliteitsproblemen in elektronicaprogramma’s.

5. Houd vanaf het begin rekening met duurzaamheid in uw ontwerpbeslissingen

Duurzaamheid is niet langer iets wat u tot het einde van het project kunt laten liggen. Inkoopkaders van klanten, verwachtingen van investeerders en regelgeving bewegen zich allemaal in dezelfde richting, en de meeste duurzaamheidsresultaten worden in de ontwerpfase bepaald.

Volgens de Global E-Waste Monitor 2024 van de VN werd in 2022 wereldwijd 62 miljoen ton elektronisch afval geproduceerd, een stijging van 82% ten opzichte van 2010. Naar verwachting loopt dat op tot 82 miljoen ton in 2030. Minder dan 25% van dat afval werd formeel ingezameld en gerecycled.

De Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR) van de EU is hier een direct antwoord op en stelt nieuwe eisen aan repareerbaarheid, recycleerbaarheid en transparantie van productgegevens.

Waar u op moet letten in de ontwerpfase
  • Ten eerste is de levensduur van materialen cruciaal. Het specificeren van substraten en coatings verlengt de levensduur aanzienlijk. Daardoor vermindert u de totale milieu-impact veel sneller dan enkel door recycling achteraf.
  • Daarnaast is een modulair ontwerp uiterst nuttig. Producten ontworpen voor repareerbaarheid zijn immers gemakkelijker te demonteren. Hierdoor ondersteunt u duurzame recycling perfect en houdt u materialen langer actief.
  • Verder is productieafval een belangrijk aandachtspunt. De panelisatiestrategie en het ontwerp van montagearmaturen bepalen hoeveel schroot er tijdens de productie ontstaat. Duurzame elektronicabedrijven moeten deze beslissingen daarom gedurende het volledige productrealisatieproces volgen, niet alleen bij de eindmontage.

Tot slot is het verstandig om uw productiepartner kritische vragen te stellen. Een fabrikant die ISO 14001-gecertificeerd is, neemt dit serieus. Zij hebben duurzaamheid daadwerkelijk in hun volledige productieproces ingebed.

Haal het maximale uit het uitbesteden van de elektronicaproductie

Vanzelfsprekend is ontwerpen voor produceerbaarheid het meest waardevol als tweerichtingsgesprek.

U brengt productkennis, markteisen en prestatiedoelstellingen mee. Uw fabrikant brengt proceskennis, materiaalkennis en productie-ervaring in. Een partner die louter wacht op instructies, zal u op de lange termijn meer kosten.

Wanneer u een partner voor elektronische contractproductie evalueert, stel uzelf dan de volgende vragen:

  • Geven zij DFM- en DFT-feedback voordat zij een bestelling accepteren, of bouwen zij slechts blindelings wat ze krijgen?
  • Is hun NPI-proces voldoende gestructureerd, inclusief gedocumenteerde beoordelingspoorten van prototype tot uiteindelijke productie?
  • Ondersteunen ze bovendien uw volledige stuklijst, zoals printplaatassemblage, kabelassemblages en eventuele specialistische processen?

Deze antwoorden vertellen u direct wat voor soort partner u heeft. U ontdekt snel of zij u helpen verbeteren, of simpelweg orders uitvoeren.

Hoe EC Electronics kan helpen — van elektronisch productontwerp en -ontwikkeling tot productrealisatie

EC Electronics ondersteunt OEM’s effectief tijdens het volledige productrealisatietraject. Dit loopt van het initiële ontwerp tot en met volumeproductie in vijf Europese vestigingen. Onze DFM- en DFT-beoordelingen zijn stevig ingebouwd in ons NPI-proces. Hierdoor passen onze technische teams productiekennis vroegtijdig toe.

Voor OEM’s die voor het eerst uitbesteden, maakt deze geïntegreerde aanpak absoluut een meetbaar verschil voor zowel kosten als planning.

Bij EC Electronics leveren we een brede reeks elektronische productiediensten, waaronder:
  • Montage van printplaten volgens de strikte IPC-A-610 klasse 3 standaard. Hierbij zijn AOI, ICT en functionele tests volledig in het bouwtraject geïntegreerd.
  • Op maat gemaakte kabelassemblages. Deze worden ondersteund door geautomatiseerde draadverwerking en een uitgebreid assortiment hoogwaardige connectorgereedschappen.
  • Uitstekende milieubescherming zoals overgieten, conformal coaten en oppotten. Dit wordt allemaal beoordeeld op naadloze compatibiliteit met de bredere assemblagestrategie.
  • Sterke duurzaamheidsreferenties, waaronder ISO 14001-certificering van ons milieumanagementsysteem en gecertificeerde recyclingprogramma’s voor schroot en kunststoffen. Ook passen wij ESG-principes toe in de hele toeleveringsketen.

Start u binnenkort met een nieuwe productintroductie? Of wilt u simpelweg uw volgende product efficiënter maken? Spreek dan vandaag nog met het ervaren team van EC Electronics.

Laten We Samen Iets Bouwen