Electrónica

Fábrica inteligente que permite a los ingenieros electrónicos crear prototipos dos veces más rápido

Fábrica inteligente que permite a los ingenieros electrónicos crear prototipos dos veces más rápido


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Tradicionalmente, los fabricantes de productos electrónicos tenían que utilizar un proceso de fabricación por contrato subcontratado, lento y transparente de décadas de antigüedad para el desarrollo de sus placas de circuito impreso (PCB) y productos prototipo, un componente clave de la electrónica actual.

La creación de prototipos siempre ha sido fundamental para el desarrollo de productos finales que traspasan los límites de la tecnología y la innovación. Esto ya era cierto en la década de 1920, cuando la creación de prototipos se vuelve esencial en tecnologías que son cruciales para el desarrollo continuo del futuro de la electrónica.

En la creación de prototipos, el tiempo es fundamental. Y el tiempo es igual a dinero. A veces, llevar de semanas a un mes obtener una sola placa de circuito impreso. Esto ralentizaría todo el ciclo de vida del producto y limitaría su capacidad para superar esos límites tecnológicos.

Prototipos ágiles para la fabricación de productos electrónicos inteligentes

Automatización de tempo,una fábrica inteligente con sede en San Francisco, ha zarpado en un mar de prototipos ágiles y fabricación inteligente. La compañía está produciendo un conjunto de placa de circuito impreso (PCBA) para algunos de los líderes más importantes en múltiples mercados, como NASA JPL, Lockheed Martin(también inversor en la empresa), y GE Healthcare entre otros.

Tempo Automation ha aplicado el modelo de desarrollo ágil al espacio de hardware construyendo una fábrica inteligente en el corazón de San Francisco. La fábrica inteligente cuenta con un software patentado que ofrece tres cosas que las empresas y los ingenieros han deseado durante mucho tiempo de sus fabricantes por contrato: velocidad, calidad y transparencia.

Tempo Automation, que se ha convertido en el servicio de fabricación de PCBA más rápido del mundo, está revolucionando la industria de la electrónica al tratar de resolver un problema importante en la comunidad de ingenieros mediante la creación de prototipos en una fracción del tiempo que la industria ha visto anteriormente.

Según Tempo Automation, toma solo unos días desde la carga del diseño hasta el producto final y el envío, generalmente no más de tres días. Este proceso mucho más rápido ayuda a las empresas que compiten por desarrollar tecnologías nuevas y complejas, como la NASA para la misión Mars 2020. Estas empresas suelen tener plazos muy ajustados y cuanto antes puedan obtener los productos que necesitan, mejor.

La NASA y Lockheed están compitiendo en una Nueva Carrera Espacial similar a la de los rusos en la década de 1960. Esto ha resurgido y ha exigido nuevas capacidades y prioridades que están surgiendo en la industria aeroespacial. Para seguir siendo competitivos, necesitan recursos confiables que puedan ayudarlos a acelerar su proceso de producción. Esto hace que la fábrica inteligente entre en escena y se centre en las aplicaciones industriales.

Cómo producir placas de circuito fiables para aplicaciones aeroespaciales:

  • Evaluación de riesgos o identificación y categorización de todos los riesgos pertinentes al desarrollo.

  • Análisis de riesgos o la revisión de los impactos de cada riesgo y el desarrollo de acciones correctivas o controles

  • Controles Implementación o aplicación de acciones correctivas apropiadas para mitigar o eliminar los riesgos cuando sea necesario

Prototipado rápido y evolución de las placas de circuito impreso de 1920 a 2020

La evolución de las placas de circuito impreso es fascinante. En una vida útil de 100 años, pasó de no ser muy popular en la década de 1920 a ser un elemento primordial en la industria de fabricación de productos electrónicos en 2020. Estas placas de circuito impreso, que respaldan las conexiones entre los componentes eléctricos y electrónicos, son una parte integral de cada computadora, dispositivo móvil y otros dispositivos electrónicos que usamos hoy.

Década de 1920: primeras placas de circuito para gramófonos y radios

Una de las décadas más glamorosas del siglo XX. Desde el cine hasta la moda, la tecnología y, por supuesto, la electrónica, la década de 1920 fue una década de grandes cambios. Fue en los años 20 cuando se originaron las primeras iteraciones de la placa de circuito. La placa de circuito en sí podría estar hecha de casi cualquier material como base, incluida la madera.

Entonces no había automatización, ni robots. Los seres humanos perforaban agujeros en el material elegido y luego colocaban cables planos en la placa. En ese momento, se utilizaron tuercas y tornillos en lugar de remaches. Ciertamente se veían diferentes a los PCB actuales, aunque eran funcionales, que es lo que importaba. Sin embargo, en la década de 1920, no había demasiadas aplicaciones para los PCB y, por lo tanto, no eran muy populares. Los principales usos de este concepto de primeras placas de circuitos fueron principalmente en gramófonos y radios.

Década de 1950 a 1960: introducción del proceso de ensamblaje de circuitos eléctricos

Durante las décadas de 1950 a 1960, los tipos de materiales que se usaban anteriormente para el PCB comenzaron a cambiar lentamente hacia varios tipos de resinas y otros materiales adecuados. Fue durante estas décadas que la mayoría de las placas de circuitos eran de un solo lado con los componentes en un lado de la placa y los circuitos en el otro lado. Esta fue una mejora significativa con respecto al cableado voluminoso que se usaba antes.

Estados Unidos introdujo el proceso de ensamblaje de circuitos eléctricos en estos años, lo que mejoró la forma en que se fabricaban los PCB. Este proceso implicó dibujar el patrón de cableado antes de fotografiarlo en una placa de zinc, que luego podría usarse como placa de impresión. Este fue un avance significativo; Las placas de circuito comenzaron a tener una adopción mucho más amplia que antes.

Década de 1960: mejoras en el diseño e introducción de PCB multicapa

Fue en la década de 1960 cuando Estados Unidos y la U.R.S.S. (Unión de República Socialista y Soviética, ahora Rusia) competían en la Carrera Espacial. Y así, las placas de circuito impreso comenzaron a mostrar un proceso de diseño más dedicado con técnicas y métodos más avanzados que ayudaron a proteger las trazas y los componentes de la corrosión. La década de 1960 fue también la década en la que comenzaron su producción los PCB multicapa.

Década de 1970: comienza la miniaturización

La década de 1970 llevó los circuitos y el tamaño total de las placas de circuitos a un tamaño mucho más pequeño. También fue en los años 70 cuando se empezaron a utilizar los métodos de soldadura por aire caliente.

Década de 1980: nuevas reducciones de tamaño gracias a los componentes de montaje en superficie

En la década de 1980, la placa de circuito experimentó mayores reducciones de tamaño gracias a los componentes de montaje en superficie. Este se convirtió rápidamente en el método preferido sobre los componentes de orificios pasantes porque conservaba el mismo nivel de funcionalidad con la ventaja de requerir menos espacio.

Década de 1990: PCB desarrollados por Computer-Aided Manufacturing

Ya en la década de 1990, los PCB comenzaron a desarrollarse mediante la fabricación asistida por computadora (CAM). Esta se convirtió en la nueva forma convencional y, por supuesto, implicó una mayor complejidad en los diseños de las placas de circuito. Sin embargo, este desarrollo gradual de la tecnología trajo tableros más eficientes al mismo tiempo que abrió un abanico de nuevas posibilidades para diferentes usos y aplicaciones. Sorprendentemente, la complejidad de las placas de circuito estaba aumentando, pero los costos se mantuvieron bajos.

1995: PCB interconectores de alta densidad

Los PCB de interconexión de alta densidad comenzaron a usarse alrededor de 1995. Las características principales de estas tarjetas incluían líneas más pequeñas, almohadillas. Proporcionaron varios beneficios, como reducción de peso y tamaño. Fue en este punto cuando las placas más antiguas quedaron obsoletas. Al mismo tiempo, los PCB flexibles y rígidos se volvieron más comunes y también más asequibles.

En este punto, la miniaturización de dispositivos y equipos electrónicos continuó impulsando la tecnología de fabricación de PCB y hubo un impulso para diseños más eficientes y densamente empaquetados. Con todos estos avances y mejoras, la industria de las placas de circuito impreso se mantuvo dinámica y en constante desarrollo.

Siempre ha sido el foco de la industria mantenerse al día con las necesidades de la tecnología moderna y futura. Y así es como nos encontramos hoy sumergiéndonos en la fábrica inteligente y la creación rápida de prototipos que responden a las necesidades de la industria en 2020.

2020: fábrica inteligente y creación rápida de prototipos

Avance rápido hasta 2020. Smart Factory es un término que describe un entorno altamente digitalizado y conectado vinculado a la industria manufacturera. En una Smart Factory, la maquinaria y los equipos mejoran todos los procesos mediante la automatización y la autooptimización. Los beneficios implícitos de una Smart Factory se extienden más allá de la producción física de bienes. Los beneficios incluyen funciones como una mejor planificación, logística de la cadena de suministro e incluso desarrollo de productos.

Mucho ha cambiado en 100 años desde que aparecieron las primeras placas de circuito. En su Smart Factory, Tempo Automation desarrolla el ensamblaje de placa de circuito impreso (PCBA), que básicamente es la producción de una placa de circuito, no los componentes en sí, y todo sucede en unas 72 horas. Según la compañía, Tempo Automation se centra específicamente en prototipos para industrias de rápido crecimiento que necesitan innovar e iterar rápidamente, por lo que no están ejecutando una producción en masa, solo pequeños pedidos de hasta 1,000.

La tecnología detrás de la fábrica también es bastante única; utilizan un software en la parte frontal y posterior de la fábrica para desarrollar PCBA más rápidamente, pero también recopilan datos cruciales que son importantes para QC / QA y conocimientos de diseño para los clientes. Tempo Automation afirma que no existe ningún otro fabricante de PCBA que actualmente proporcione este nivel de conocimiento sobre los diseños y ayuda a los ingenieros electrónicos a experimentar e innovar, así como a ayudar a sus empresas a repensar sus líneas de tiempo y procesos de diseño.

Como sucede con todo lo inteligente, la creación de prototipos inteligentes y la fábrica inteligente están remodelando la industria de fabricación de productos electrónicos hacia un futuro más inteligente.


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