Fabrico de circuitos impressos
Placas de uma ou duas faces e multicamada em FR-4, circuitos flexíveis, substratos de alumínio para LED, impedância controlada, com acabamentos de pads variados consoante a utilização e o processo de soldadura.
Competências
Circuitos impressos, montagem de placas, cablagem e quadros elétricos: compare as propostas de subcontratados de eletrónica.
A subcontratação em eletrónica abrange dois mundos que se encontram muitas vezes num mesmo projeto. Por um lado, a eletrónica de placa: fabrico do circuito impresso (PCB), aprovisionamento de componentes, montagem de placas em tecnologia SMD ou através de furo, testes e programação. Por outro, a eletricidade industrial: cablagem, chicotes, caixas, quadros elétricos por medida para máquinas ou instalações.
As pesquisas mais frequentes são «fabricante de PCB», «montagem de placas eletrónicas», «cablagem industrial» ou «quadro elétrico por medida». Consoante a quantidade, o protótipo faz-se num interveniente reativo em pequena série, antes de uma industrialização num subcontratado com linhas automatizadas. Em todos os casos, a qualidade do dossiê técnico decide o resultado: ficheiros de fabrico completos, lista de materiais (BOM) precisa, instruções de teste.
Esta página explica as etapas, os ficheiros a fornecer, as normas de referência (IPC para as placas, normas de equipamento elétrico para os quadros), os fatores que fazem variar o preço e os pontos a verificar antes de escolher um parceiro, do protótipo de algumas placas à série recorrente.
Placas de uma ou duas faces e multicamada em FR-4, circuitos flexíveis, substratos de alumínio para LED, impedância controlada, com acabamentos de pads variados consoante a utilização e o processo de soldadura.
Deposição de pasta de soldar, colocação automática dos componentes e soldadura por refusão: o processo padrão para as placas modernas, incluindo encapsulamentos finos ou de esferas (BGA, QFN).
Os componentes de pinos (conectores, transformadores, condensadores de potência) são soldados por onda, de forma seletiva ou à mão consoante a série.
Inspeção ótica automática, teste elétrico in-circuit, teste funcional em bancada, programação do firmware: o subcontratado garante que as placas entregues funcionam.
Um verniz de tropicalização ou um encapsulamento em resina protege as placas contra a humidade, as vibrações e o pó em ambientes severos.
Corte, descarnamento, crimpagem, ligação a conectores, identificação e testes de continuidade: a oficina realiza chicotes segundo desenho, à unidade ou em série.
Estudo do esquema, implantação, cablagem, identificação, ensaios e dossiê de entrega para quadros de comando, de potência ou de distribuição destinados a máquinas e instalações.
Muitas vezes a primeira rubrica. Os preços variam consoante a quantidade, a disponibilidade, os prazos de aprovisionamento e a escolha entre componentes fornecidos por si ou comprados pelo montador.
Número de camadas, dimensões, finura das pistas e das vias, espessura de cobre, acabamento e impedância controlada modificam o preço da placa nua.
O número de componentes, a sua finura (pequenos encapsulamentos, BGA), o número de faces a montar e a proporção de componentes através de furo fazem variar o tempo e o custo.
Stencil de deposição de pasta, programação da máquina, ferramentas de teste, arranque: estes custos fixos pesam muito nas pequenas séries e diluem-se nas grandes.
O nível de inspeção, os testes funcionais, a classe de qualidade visada, a rastreabilidade dos lotes e as certificações do subcontratado repercutem-se nos preços.
O preço unitário baixa com o volume e as encomendas repetidas, mas a conservação de componentes em stock deve ser organizada com o montador.
Uma placa eletrónica nasce em dois tempos. O circuito impresso é primeiro fabricado a partir dos ficheiros de fabrico, depois os componentes são montados e a placa testada. As duas etapas podem ser confiadas ao mesmo subcontratado, o que simplifica a responsabilidade, ou a dois intervenientes diferentes.
Para o PCB nu, o padrão é o ficheiro Gerber RS-274X, acompanhado de um ficheiro de furação e de uma descrição do stack-up (número de camadas, espessuras, cobre). Os formatos ODB++ e IPC-2581 reúnem estas informações. Especifique o acabamento dos pads (HASL sem chumbo para uso corrente, ENIG para encapsulamentos finos ou fio de bonding, OSP para custo reduzido), a cor da máscara de solda e as exigências de qualidade, como as classes da IPC.
Para a montagem, o subcontratado precisa da lista de materiais, do ficheiro de posicionamento dos componentes, de um desenho de montagem e das suas exigências de qualidade (classes 1, 2 ou 3 da IPC-A-610 consoante a fiabilidade pretendida). Os protótipos em poucos exemplares são muitas vezes montados manual ou semimanualmente; a série passa em linha automática, com inspeção ótica.
Um ponto frequentemente subestimado: o aprovisionamento de componentes. Os prazos e a disponibilidade podem variar fortemente, tornando-se certas referências obsoletas ou racionadas. Pergunte ao montador como gere as alternativas e as perdas, e especifique se fornece certos componentes em consignação. Antecipe este trabalho desde a fase de conceção com o seu gabinete de engenharia.
Um quadro elétrico por medida não é apenas uma caixa cheia de componentes: é um equipamento cuja conceção e ensaios obedecem a normas. Para as máquinas, a norma NF EN 60204-1 enquadra o equipamento elétrico; para os conjuntos de aparelhagem de baixa tensão, a série NF EN 61439 define os requisitos de conceção e de verificação. As instalações de edifícios seguem, em França, a NF C 15-100.
Um subcontratado sério trabalha a partir de esquemas, de desenhos de implantação e de uma lista de material validados. Consoante o projeto, pode também realizar o estudo: esquemas, cálculo das secções e das proteções, escolha do material. Fornece depois o quadro cablado e identificado, os ensaios de conformidade (continuidade da proteção, rigidez dielétrica, funcionamento) e a documentação as-built. As exigências de exportação, como a norma norte-americana UL 508A, esclarecem-se logo no pedido de orçamento.
A cablagem de chicotes obedece a uma lógica próxima: desenho de cablagem, referências dos fios e conectores, ferramenta de crimpagem adequada, identificação, teste de continuidade e de isolamento. Os referenciais de qualidade, por exemplo IPC/WHMA-A-620, fixam critérios de aceitação das crimpagens e das soldaduras de fios.
Se a montagem final do quadro numa máquina fizer parte do projeto, veja também a página montagem mecânica. A responsabilidade pela marcação CE da máquina completa cabe geralmente a quem a coloca no mercado; especifique-a desde a redação do caderno de encargos.
As necessidades de um protótipo e de uma série regular são opostas. Para algumas placas, procure um interveniente flexível, capaz de aprovisionar os componentes à unidade, aceitar uma modificação de última hora e devolver-lhe placas em poucos dias. Para uma série, privilegie um montador equipado com linhas automáticas, um sistema de qualidade comprovado e uma gestão dos stocks de componentes.
Verifique os seguintes elementos antes de se comprometer: certificações úteis para o seu setor (ISO 9001, ISO 13485 para o médico, IATF 16949 para o automóvel, EN 9100 para a aeronáutica), conformidade RoHS e REACH, capacidades de teste, rastreabilidade dos lotes e capacidade de o acompanhar do protótipo à série. O nosso guia do protótipo à série detalha esta progressão.
Para um produto completo, a placa integra-se muitas vezes numa caixa: veja a página transformação de plásticos ou a serralharia de chapa para as coberturas, e prototipagem para montar um primeiro exemplar de demonstração. No seu pedido na Meaflow, separe claramente a placa nua, a montagem e o aprovisionamento de componentes: cada subcontratado interessado orçamenta então estas três rubricas, e a comparação das ofertas, com as suas hipóteses de componentes e os seus prazos, incide sobre as mesmas linhas. Publique o seu processo com os seus ficheiros de fabrico.
Maqueta, protótipo funcional, pré-série, ferramentas, qualificação: como estruturar a passagem de um exemplar único a uma produção repetível, e escolher os processos certos consoante os volumes.
O que uma oficina precisa de saber para orçamentar e fabricar a sua peça: método em poucos pontos, modelo pronto a copiar e erros frequentes a evitar.
Ler a necessidade, estruturar um preço e um prazo credíveis, indicar as menções certas e destacar-se face às outras oficinas: o método passo a passo.
Protótipos funcionais, pré-séries, maquetas
Montagem, integração, manutenção de máquinas
Injeção de plástico, termoformagem, moldes, silicone
Conceção, desenhos, modelação 3D, cálculos
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O preço depende do número de camadas, das dimensões, da finura das pistas, do acabamento e da quantidade. Uma placa simples em pequena série continua acessível, ao passo que o multicamada de impedância controlada custa mais. Os custos de lançamento pesam sobretudo nas pequenas quantidades. Envie os seus ficheiros Gerber para obter orçamentos precisos e comparáveis.
Forneça os ficheiros Gerber, a lista de materiais (BOM) com referências do fabricante e quantidades, o ficheiro de posicionamento dos componentes (pick & place) e um desenho de montagem. Acrescente as instruções de teste e de programação e as suas exigências de qualidade. Quanto mais completo o processo, menos perguntas o montador coloca e mais rápido o orçamento.
Um protótipo de circuito impresso pode ser entregue em poucos dias, mas a montagem depende primeiro da disponibilidade dos componentes, que pode levar o prazo a várias semanas, a título indicativo. Para uma série, conte também com a preparação da linha. Antecipe o aprovisionamento e peça ao montador um planeamento detalhado.
Sim, muitos subcontratados aceitam protótipos e séries muito pequenas, muitas vezes em montagem manual ou semiautomática. O preço unitário é então elevado, devido aos custos de lançamento e ao aprovisionamento à unidade dos componentes. Especifique no seu pedido que se trata de um protótipo e se poderá seguir-se uma série.
Existem as duas opções. O montador pode comprar todos os componentes a partir da sua lista de materiais, o que simplifica a gestão, ou pode fornecer a totalidade ou parte em consignação. Fixe no orçamento quem assume as perdas, as substituições possíveis em caso de rutura e a propriedade do stock restante.
Para um quadro destinado a uma máquina ou instalação, o subcontratado deve respeitar as normas aplicáveis e dispor de pessoal habilitado. As certificações de qualidade ou as referências setoriais são uma mais-valia. Especifique a norma visada, o nível de documentação e os ensaios esperados logo no orçamento, para comparar ofertas do mesmo nível.
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