做硬件的朋友应该都有过这种体验:画完板子、打完样板,信心满满准备量产,结果发现——批量生产跟打样完全是两码事。
样板跑得好好的,批量回来一堆问题;打样时手工焊接没问题,量产时机器贴装总是偏;样板测试全过,批量却出现各种莫名其妙的故障。
问题出在哪?
很可能是因为跳过了新产品导入(NPI)这个环节。
今天就来聊聊PCBA加工中的NPI服务——它是什么,为什么重要,以及一个完整的NPI流程应该包含哪些内容。
一、什么是PCBA新产品导入(NPI)?
NPI,全称New Product Introduction,新产品导入。简单说,就是从研发样机走向批量生产之间的那座桥。
很多研发人员容易有一个误区:样板能跑通,说明设计没问题,直接量产就行。但样板和量产是两套完全不同的逻辑——样板可以手工焊、慢慢调、逐片测;量产要靠机器、要讲效率、要保一致性。
NPI要做的事情,就是在正式量产之前,把设计文件“翻译”成生产可执行的工艺方案,把潜在问题提前找出来解决掉,让批量生产跑顺。
1943科技每天都会接触到各种各样的新产品。有的客户带着图纸直接说“开干”,有的客户愿意配合我们走一遍NPI流程。事实证明,后者虽然前期多花点时间,但后续量产顺得多。
二、为什么NPI这么重要?
说几个真实遇到的例子:
案例A:客户设计了一款产品,BOM里有颗料封装画错了,比实际元件小了一号。样板是手工焊的,硬焊上去了,能跑通。到了量产,机器贴装怎么都贴不准,良率惨不忍睹。最后改板重做,耽误一个多月。
案例B:客户的产品上有颗BGA,底下过孔没做塞孔处理。样板少,手工刷锡膏还能凑合。量产时回流焊一过,锡膏全流到过孔里去了,BGA虚焊一大片。查了半个月才找到原因。
案例C:客户设计时没考虑散热,几个功率器件挤在一起。样板测试时间短,没发现问题。量产跑老化,温度一上来就死机。最后只能改设计,之前的几千片全废了。
这些问题,如果在NPI阶段发现,改个图纸就行。等到量产了才发现,代价就大了。
所以NPI不是“多此一举”,而是用最小的成本,排除最大的风险。
三、一个完整的PCBA新产品导入流程是怎样的?
不同工厂的NPI流程可能略有差异,但核心环节大同小异。下面以1943科技的标准流程为例,拆解NPI的各个阶段。
第一阶段:设计文件评审
这是NPI的第一步,也是最关键的一步。客户提供的设计文件,工程团队会从生产的角度进行全面审查:
PCB设计审查:
- 焊盘尺寸是否与元件封装匹配?
- 元件间距是否满足贴装要求?
- 有无散热设计不合理的地方?
- BGA底下过孔是否做塞孔处理?
- MARK点设计是否规范,位置是否合理?
BOM清单审查:
- 物料型号、规格、封装是否完整清晰?
- 有无停产料、紧缺料需要提前预警?
- 湿敏元件是否有明确标识?
- 替代料方案是否需要提前准备?
工艺要求确认:
- 有无特殊工艺要求(如压接、点胶、三防漆)?
- PCB板材能否承受回流焊温度?
- 有无ESD敏感元件需要特殊防护?
这个阶段的目标是:把设计文件中可能影响生产的问题全部找出来,形成评审报告,与客户沟通确认。
第二阶段:工艺方案制定
设计文件确认无误后,工程团队开始制定详细的工艺方案:
钢网设计:
- 根据最小元件间距确定钢网厚度
- 针对细间距IC设计阶梯钢网或电抛光工艺
- BGA区域是否需要特殊开孔方式
- 炉温测试点位置规划
工装治具设计:
- 印刷载具设计
- 回流焊载具设计(针对双面贴装或异形板)
- 测试治具方案规划
- DIP插件治具设计
贴装程序编制:
- 贴片机程序优化,平衡各工位贴装时间
- 特殊元件识别参数设置
- 供料器分配方案
炉温曲线设定:
- 根据PCB厚度、层数、元件布局设定初步曲线
- 确定炉温测试板方案
第三阶段:小批量试产
工艺方案准备好之后,进入小批量试产阶段。这个阶段的目的是验证工艺方案的可行性,发现潜在问题:
首件确认:
- 试产前进行首件制作
- 首件经过全面检测确认无误
- 首件留样备查
过程监控:
- 记录关键工艺参数(印刷参数、贴装精度、炉温曲线)
- 观察生产过程有无异常
- 统计一次良率
全检分析:
- 试产板全部经过AOI、X-RAY检测
- 对有需要的产品进行切片分析
- 功能测试验证
问题汇总:
- 记录试产过程中发现的所有问题
- 分析问题原因(设计问题?工艺问题?物料问题?)
- 形成试产报告
第四阶段:问题整改与优化
试产发现问题不可怕,可怕的是发现问题不改。这个阶段要做的是:
设计问题:
- 反馈给客户,提出修改建议
- 协助客户完成设计变更
工艺问题:
- 调整工艺参数
- 优化钢网或治具设计
- 完善作业指导书
物料问题:
- 更换供应商
- 调整替代料方案
- 加强来料检验
反复验证:
- 整改后进行二次试产
- 确认问题是否真正解决
- 直到试产稳定达标
第五阶段:量产移交
试产稳定后,正式进入量产准备阶段:
文件归档:
- 最终确认的生产工艺文件
- 钢网、治具图纸归档
- 测试程序备份
人员培训:
- 对生产线操作人员进行工艺培训
- 明确关键控制点
- 交接品质管控要求
量产启动:
- 首批量产跟线指导
- 持续监控良率
- 根据情况微调参数
四、NPI阶段常见的“坑”有哪些?
做了这么多年PCBA加工,总结几个NPI阶段最容易踩的坑:
坑1:设计文件不完整
有的客户发过来的BOM只有型号没有封装,或者PCB文件只有最终版没有源文件。工程团队要靠猜去补全信息,很容易出错。
建议:提供完整的BOM(含型号、规格、封装、品牌、位号)和PCB源文件(或Gerber+坐标文件)。
坑2:跳过试产直接量产
有的客户样板打完没问题,急着赶市场,要求跳过小批量试产直接干大批量。结果一上线各种问题,损失惨重。
建议:再急也要走一遍小批量。几百片的试产成本,远低于几千片的报废代价。
坑3:发现问题不改
试产发现问题了,但客户觉得“影响不大”,或者“下次再改”,硬着头皮量产。结果问题放大,后悔莫及。
建议:NPI阶段发现的问题,一定要整改到位再量产。现在不改,以后要花更大代价改。
坑4:换工厂不重新NPI
有的产品在A厂做得好好的,换个B厂生产,直接拿图纸就干。结果B厂的设备、工艺、参数跟A厂不一样,做出来一堆问题。
建议:换工厂相当于重新开始,该走的NPI流程一步都不能省。
五、NPI服务对工厂的要求
不是所有PCBA贴片工厂都能做好NPI。这项服务对工厂的要求相当高:
工程团队要专业:能看懂设计,能发现问题,能提出解决方案。不是简单“照着做”,而是能“帮着想”。
沟通能力要强:NPI过程需要频繁与客户沟通,把技术问题讲清楚,把修改建议说明白。沟通不畅,NPI就卡在半路。
设备要齐全:做NPI需要各种检测设备辅助分析——AOI、X-RAY、显微镜、切片机、炉温测试仪。缺一样,分析问题的能力就弱一分。
耐心要足够:NPI可能反复好几次,今天试产发现问题,明天整改再试,后天又发现新问题。没点耐心,很容易草草了事。
1943科技这些年一直在强化NPI服务能力。因为我们发现,NPI做得越扎实,后面的量产就越省心。客户省心,我们也省心。
六、什么时候需要启动NPI?
很多客户会问:什么样的产品需要走NPI流程?
答案是:只要是第一次生产的板子,都建议走一遍NPI。
不管你是全新设计,还是在老产品上改了几颗料,只要生产线没跑过,就有未知风险。几百片的小批量,风险可控,正好用来发现问题。
等到几千片、几万片的大批量,风险就放大了。那时候出问题,就不是改个参数能解决的了。
七、1943科技的NPI服务
说了这么多,也该说说我们自己怎么做的。
1943科技的NPI服务,核心就三句话:
第一句:该审的一定审透。
图纸、BOM、工艺要求,逐项过一遍。发现的问题整理成报告,跟客户一条一条确认。不问清楚不生产,不确认明白不开干。
第二句:该试的一定试够。
小批量试产不是走形式,是真的跑一遍流程。印刷、贴装、回流、检测,每个环节都记录数据。试产板全检,有问题就分析整改。试到稳定了,才进量产。
第三句:该交的一定交清。
NPI结束,所有的文件、数据、报告都整理好交给客户。以后不管是自己生产,还是换工厂,都有据可查。
我们相信,NPI不是“耽误时间”,而是“节省时间”。前期多花几天,后期少折腾几个月。这笔账,怎么算都划算。
八、给硬件研发人员的几点建议
最后,给正在做硬件的朋友们几点建议:
- 别把样板当量产。样板能跑通,不代表批量没问题。留足NPI时间,别把希望寄托在运气上。
- 选工厂时问问NPI能力。有的工厂只管干活,不管审图。有的工厂能主动发现问题、提出建议。后者虽然贵一点,但能帮你避坑。
- NPI阶段多沟通。工程师发现问题跟你说,别嫌烦。这时候多沟通几句,后面少返工几百片。
- 保留NPI记录。以后产品迭代、换工厂,这些记录都是宝贵经验。
如果您正在为新产品寻找PCBA贴片合作伙伴,欢迎联系1943科技。我们可以坐下来聊聊您的产品,走一遍NPI流程,把潜在问题提前解决掉。
合适就合作,不合适就当交个朋友。
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