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【哈爸陪你問】如何和系統商配合小量試產?

【哈爸陪你問】由MakerPRO社群顧問哈爸所主持,每週五晚上8:30-10:00在FB線上以對話串方式進行,目的是邀集社群高手為Maker們解答各方面的問題。

本文為9/18的精彩問答截錄,主題為「如何和系統商配合生產既有的產品雛形」,參與回答顧問包括Ray Tai、David Peng、Jesse Jong等人,完整問答原文請見Hackpad共筆

Q1:一般 EMS 會提供什麼服務?哪些要付費?

A1:基本上 EMS 分為兩大類,一大類是標準的 OEM (委託代工生產),另一大類就是大家熟知的ODM (委託代工設計生產)。 OEM部份,EMS收取的是代客戶採購零件的處理費用、開模費用、生產費用和貨運費用;ODM的費用就還要再加上設計費用以及產品認證費用。

一般EMS的服務包括:1. 產品設計驗證;2. 印刷電路板Layout、貼片和組裝;3. 功能測試;4. 成品組裝;5. 信賴性實驗;6. 電子材料和機構件採購諮詢。

此外,當有需要商品化並且販賣時,EMC或EMI是必要的認證。

Q2:要多少量才行?

A2:看EMS的規模和經營模式,有的EMS最低可以接到1件(1 PCS)純打樣,但是一般考慮到最低生產費用的話,20 PCS是比較合理的最低數量,因為PCB洗板會有一定的經濟材積,洗1 PCS和洗20 PCS的費用差不多。

若是考慮到需要備料,一般最低訂購量最少為5K,因為一般材料的最低包裝容量大部分不會少於5K(以RCL為例)。當只需要少量的備料,建議可以上 Digikey、Mouser、RS、百年電子、SeeedStudio、Adafruit上面訂料,就沒有最小訂單量(MOQ)的問題。

Q3:Maker 資料提供給 EMS 後,EMS 會做什麼事情,一般要多久?EMS 的基本流程為何?一般要花多久?

A3:以新交易且純粹生產來說,EMS會做的事包括:1. 報價;2. 建立客戶基本資料;3. 建立系統生產料號和BOM;4. 下系統訂單備料;5. 安排生產SMT > DIP > ASSY > TEST > PACKING;6. 安排出貨。

從進料到出貨的電子產品製造流程圖(資料來源:邁特電子/Might)

從進料到出貨的電子產品製造流程圖(資料來源:邁特電子/Might)

其中最花時間的是備料,材料交期看料況可能會花四週到六週,齊料以後若量不多且產能許可,一般一到二週內可以出貨。

Q4:如何選擇對的零件?

A4:主要的MCU、Sensor等主動元件,因為供應鏈不同和主要產品不同的關係,不同的 EMS 都會有不同的常用元件,建議先找 EMS 諮詢目前該廠已經在使用的有那些,以避免後面備料的延誤。

被動元件方面建議找共用性高的廠牌料號,如華科、國巨、三星等,避免產生額外的庫存費用。

機構類電子元件,如連接器、排針、線材等,建議少量直接上現貨商買,如Mouser、DigiKey、RS、百年電子等,一般台廠訂製化比較高,MOQ大部分都是3K左右。

Q5:Maker 要提供哪些資料給系統商?

A5:以一般非設計需求的生產作業來說,需提供:1. BOM;2. PCB Gerber + PCB Profile;3. 測試要求;4. 包裝出貨要求,若可以的話盡量提供PCBA樣品3 PCS,作為Golden Samples。

Q6:若是有時效性的要求,在基本流程中,有什麼加速的選項?

A6:PCB洗板會有正常和快洗,快洗按照不同規格可以降低L/T 3~5個工作天,當然費用也會增高。

若是少量(約5 PCS以下)、材料不多且沒有BGA等無引腳封裝元件的狀況下,可以採用手工焊接,可以減少上SMT要開鋼板成本還有換線的時間。

若是有時效性的要求,最好一開始的資料提供盡量完整,例如 BOM 上面註明清楚的廠牌和完整料號,會少很多來回確認的時間。

Q7:開發商品不可能一次到位,請問有分那些開發階段?

A7:從概念到量產的五大階段為:Idea -> 工程驗證(EVT) -> 設計驗證(DVT) -> 試產(PVT) -> 量產(MP)

從概念到量產的五大階段(圖片來源:美鈦Metro)

從概念到量產的五大階段(圖片來源:美鈦/Metro)

不同公司針對上述流程有不同講法,不過基本上原則不變,在EVT階段主要的任務是對初始想法的可行性驗證(Proof of Concept),這個階段在前期一般會多做幾次。

Q8:聽說併版洗比較便宜,有沒有可能和別人併版?還是有類似 IC 廠的 shuttle ?

(註:Shuttle指一套光罩上有N家公司的DIE)

A8:併板洗的確比較便宜,因為PCB洗板有一定最小材積,在打樣階段併板是常用的手段。是否和別人併板需考慮是否願意公開 Gerber 設計給非 EMS 廠的第三方。

併板處理要考慮到下面幾件事:
1. 板厚是否相同?
2. 板子的尺寸大小不要差距太大;
3. 銅箔厚度,例如 1 ounce 和 2 ounce併板,那麼就必須以 2ounce 為準;
4. 這也是最重要的一點:板子上的零件編號不能重覆,例如,不可以有兩個R1、C1,因為打件時,程式是不接受的,所以若有兩片併板,其中一片板子要重新編零件號碼。

Q9:各個步驟有沒有基本的行情價?

A9:洗板費用看層數和Layout密度、Trce寬度、表面處理、測試要求等,費用從6K NTD ~ 30K NTD不等。

SMT打件的費用看量大概從 0.18 NTD/點到 0.28 NTD/點都有,但是最低每次的開機費,基本上不會低於10K NTD,SMT會需要加收鋼板費用約4K NTD;DIP每點費用看量約1~1.5 NTD;手焊每點費用約1.5~2.5 NTD。

Q10:一個不懂硬體的Maker將自己的原型驗證可行後,如何請系統商(SI)接手後續的系統優化工作?如何估計進展時間?

A10:當Maker用Arduino、RPi 及相關 sensor 零組件驗證產品的可行性後,若不懂硬體而想請系統商(SI)將Prototype產品上不要的功能拿掉,重新做佈局設計(layout design),需先找SI討論系統架構並決定規格,再根據規格去找到最關鍵Chip Solution,再依據不同Solution去出電路,然後進入Layout,出BOM,後面才會有備料、試產、驗證等流程。

一個一般性的簡單產品,從設計、驗證、安規、小量生產把全部流程精實的跑完,大概要3~6個月不等,其中安規一般要1.5~2個月。

Q11:過安規只是錢的問題?要花多久?一定要檢查嗎?沒過賣東西會怎樣?

電子產品量產前應過的國際認證(資料來源:邁特電子/Might)

電子產品量產前應過的國際認證(資料來源:邁特電子/Might)

A11:過安規除了驗證費和登記申請的費用外,通常在設計電路時,就必須要注意線路上的佈局,通常RF或是電源若是沒注意造成驗證不不合格,那麼申請可是不會通過的。

一般申請流程約兩個星期,也是可以申請急件。若是使用的RF模組是已經過安規,那可以自我宣告省去驗證費用。若是不太明白可以先問看看認證實驗室。沒過的話若被抓到是會被要求下架的。

有人提到,「像這陣子機器人 ROBI 或 meArm 機器手臂,也沒有送安檢不是也是在賣?」

有的是模組已經認證過了(例如RF/power),因為end product沒有更改線路和天線,所以不需要再申請只需提出報告,有的是因為產品以套件的方式販售,因套件的狀況類似開發板,因為不是成品,不需要申請安規。

Q12:甚麼時候需要考慮申請專利?

A12:當你的好想法或是技術超越別人10年以上,就趕快去申請;只是好想法但是門檻低的話,建議分享給大家,因為越開放、餅越大。

此外,和EMS廠合作之前可以先簽NDA(保密條款),以保障彼此之間的機密。

延伸閱讀

1. 試產到量產的理論與實務(資料來源:邁特電子/Might)

2. 小量快速製造的瓶頸與可行策略(資料來源:SlingX創辦人David Peng)

3. 何謂SMT?(資料來源:邁特電子/Might)

4. 何謂DIP?(資料來源:邁特電子/Might)

哈爸

哈爸

希望集結台灣PRO Maker社群力量,共創讓世人注目的開放硬體計畫,並發展出創新的Maker經濟模式。

現職為晶片設計公司架構師,熱愛 Linux,熟悉嵌入式系統設計、通訊系統以及軟體設計。曾任 Linux 認證講師,Java 認證講師。

現兼任MakerPRO社群顧問,主持【哈爸陪你問】online QALASS開源環境監測網路專案、Maker零件包計畫等。
哈爸

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