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Ridurre il costo del PCB con l’ottimizzazione del pannello – 2a parte

Nella prima parte di questo mini-dossier sull’ottimizzazione del pannello per la produzione del PCB, abbiamo visto innanzi tutto cos’è un pannello per l’assemblaggio del circuito stampato (PCB) e poi quali sono i motivi che rendono conveniente per un OEM occuparsi direttamente della progettazione del pannello, senza demandare la sua gestione al produttore. Oggi entreremo nel merito dei risparmi economici ottenibili con l’ottimizzazione del pannello.

(Se non avete proprio chiaro cosa sia un OEM, potete consultare il nostro glossario EDA)

Un effetto collaterale del controllo sulla pannellizzazione è che l’OEM può vedere qualsiasi requisito dei fornitori e accertarsi che l’output inviato sia non solo accettabile, ma ottimizzato per i suoi obiettivi. Questo processo previene anche l’inefficienza che scaturisce dal comunicare e cercare di risolvere i problemi con ciascuno dei fornitori. La sua coerenza è ulteriormente rafforzata dall’invio dei dati del pannello come parte di uno scambio di dati intelligente, anziché accontentarsi di un mero file grafico.

Risparmi di materiale

Si considerino le percentuali di utilizzo del materiale. I produttori forniscono un numero che di solito è incredibilmente alto, intorno al 60%. A prima vista sembra buono, ma è un inganno. Il produttore dichiara quanto del pannello di fabbricazione viene utilizzato, basandosi sul pannello di assemblaggio che gli viene fornito. Il pannello di assemblaggio è sempre una scatola rettangolare che si adatta graziosamente alle dimensioni dei pannelli rettangolari.

In realtà, ciò di cui l’OEM si preoccupa è l’area effettiva di materiale usato per i PCB, non per il pannello di assemblaggio, perché essa determina quanti pannelli servono per produrre l’ordine. Nell’esempio della figura che segue, il produttore dichiarerà un’utilizzazione di materiale al 58,9%, ma a causa della forma del PCB, l’utilizzazione effettiva è solo del 18,7%.

ottimizzazione del pannello per la produzione del PCB

I produttori vedono questo esempio come 58.9% di utilizzo di materiale, mentre un OEM lo vede come 18.7% di utilizzo effettivo, basato sul PCB.

Patrick McGoff ha esaminato quattro diversi progetti, ciascuno dei quali con una diversa definizione del volume di produzione, col fine di misurare il risparmio di materiale che può essere ottenuto da un OEM. Il PCB 1 è un circuito stampato rigido, da realizzare in lotti di 2.000 pezzi. La figura che segue mostra come, prima dell’ottimizzazione del pannello, l’OEM poteva ottenere il 18,7% di utilizzo del materiale, su un pannello di 18 x 24″, con due PCB per striscia e sei strisce per pannello. Dopo che l’OEM ha ottimizzato il pannello per l’assemblaggio, ha scoperto di poter ottenere il 31,5% di utilizzo di materiale, arrivando in ogni pannello a dieci strisce da due PCB ciascuna. Il software per l’ottimizzazione del pannello nidifica i circuiti automaticamente in un pannello di assemblaggio più stretto, a dispetto della sua forma non standard.

Assemblaggio ottimizzato all’interno di un pannello ottimizzato per la fabbricazione

Successivamente McGoff ha calcolato i costi tramite un foglio di calcolo che prendeva in considerazione i seguenti parametri:

  • numero di PCB ordinati
  • superficie del pannello di fabbricazione
  • costo al metro quadro del pannello di fabbricazione
  • surplus di superficie richiesto (per ospitare i residui)

Per l’esempio riportato sopra, è stato calcolato il costo prima e dopo l’ottimizzazione, per ordini tra i 100 e i 2.000 pezzi, in scaglioni di 100.

Come mostrato nel grafico che segue, l’ottimizzazione ha consentito notevoli risparmi per qualsiasi volume di produzione. Successivamente è stato identificato il volume di produzione con il più basso il costo per PCB. Questo potrebbe consentire addirittura di modificare la misura dell’ordine in base alla necessità di abbassare al minimo il costo unitario del prodotto.

Per tutti i volumi di produzione, il pannello ottimizzato evidenzia evidenti riduzioni di costo

Il grafico successivo mostra il numero di pannelli realmente necessari, in entrambi i casi. Potrebbe sembrare strano che gli andamenti non siano in linea retta; ciò è dovuto al fatto che entrano in gioco numerose variabili. Più sorprendente forse è il fatto che già alla quantità di 4 pannelli si ottiene un risparmio significativo!

Numero reale di pannelli necessari, non ottimizzati e ottimizzati

La tabella che segue mostra invece una sintesi dei calcoli effettuati sui 4 diversi PCB analizzati, ciascuno dei quali caratterizzato da un diverso volume di produzione. I risparmi sono sempre notevoli, persino nei casi di quantità ridotte di PCB prodotti annualmente.

Risparmi ottenibili per i pannelli nei 4 casi di PCB analizzati

Per concludere, si considera anche il costo del lavoro necessario per definire, mettere a punto e comunicare tutte le istruzioni per la pannellizzazione, l’adozione di un tool per la pannellizzazione sistematica porterebbe risparmi anche in questi ambito.

[L’immagine iniziale è tratta da allpcb.com]

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