Construcciones Escalonadas Sin Caos de Doble Manejo: Una Guía de Campo Que Trata el WIP Como un Proceso

Una construcción escalonada generalmente comienza con una frase que suena inofensiva: construye todo excepto la parte tardía y reténlo. Luego llega la paleta etiquetada como “casi terminada”, y nadie puede responder qué significa eso sin abrir las cajas.

En el tercer trimestre de 2019, en una producción de controlador industrial de 240 unidades en Mesa, Arizona, “construcción parcial” significaba que las placas se movían entre áreas a medida que la planta se llenaba. Se movían cestas ESD de tapa abierta, y la frontera entre “APROBADO en AOI” y “pendiente de retoque” se difuminaba hasta desaparecer. Cuando finalmente llegó el IC de potencia tardío, la idea más fuerte en la planta era la misma de siempre: re-fluxéalos otra vez. La construcción no colapsó porque una pieza llegara tarde; colapsó porque el estado del WIP se volvió inobservable.

Las construcciones escalonadas no fallan en el cronograma. Fallan en la verdad física de la fábrica. Si no se puede responder el estado de una unidad en 10 segundos, ya es un defecto en progreso.

La Trampa: “Casi Terminado” WIP Que No Es

Un tipo particular de caos aparece solo cuando las placas están “casi terminadas”. No es dramático; es silencioso. Llega una cesta a un banco. Alguien necesita espacio y la mueve. Un paquete de viajero está cerca pero no está unido. Falta una etiqueta porque se encogió en un armario seco, o porque nunca se aplicó donde pudiera sobrevivir al manejo.

En ese momento, “¿Dónde lo almacenamos?” es la pregunta equivocada. La verdadera pregunta es: ¿en qué estado está ahora mismo, y qué transiciones están permitidas a continuación? Post‑SMT pero no AOI? Aprobado en AOI pero reparación pendiente? ¿Esperando IC tardío? ¿Listo para soldadura selectiva o prueba final? Si la única respuesta es una hoja de cálculo y una memoria, la construcción funciona con esperanza.

Por eso “la preparación” se convierte en retrabajo no documentado y escapatorias silenciosas. En Mesa, la falla no fue un error único; fue la acumulación de pequeñas transiciones sin dueño. Revisiones mezcladas de plantilla. Placas con residuo de flux cerca de un conector de pitch fino porque alguien decidió que el retoque podía ser “rápido”. Una sugerencia de hacer un segundo reflujo completo de la placa porque parece un botón de reinicio. Bajo presión de tiempo, la fábrica hizo lo que siempre hace: eligió el camino que permite que el trabajo siga avanzando, incluso si la documentación no puede mantenerse al día.

La preparación no puede operar como un truco de programación. Es un proceso de fabricación con puertas. Si no puede ser escrito en un viajero con puntos de retención y aprobaciones, no es un plan; es un deseo.

Define la Construcción que Realmente Estás Ejecutando

Trata las construcciones escalonadas como una máquina de estados. Esto es aburrido a propósito. Nombra los estados discretos, define las transiciones permitidas y adjunta artefactos físicos a cada estado. “Post‑SMT/AOI aprobado” requiere más que una vibra; necesita una etiqueta de contenedor, un sello de viajero y una regla de almacenamiento. “Esperando IC tardío” no es solo un recordatorio en el calendario; es un punto de retención controlado con autoridad y condiciones.

Una lista de estados viable es específica en lugar de larga. Incluye un estado de cuarentena para cualquier cosa ambigua, porque la ambigüedad es el estado de mayor riesgo. Si el estado de una placa es desconocido, la transición permitida no es “enviarlo adelante”, sino cuarentena más reinspección, incluso si eso parece lento. Esta regla no es moralista. Es simplemente más barato que descubrir dos semanas después que la mitad del lote fue tocada por tres personas diferentes con tres suposiciones distintas.

Los puntos de retención son la columna vertebral. La AOI post-SMT es una natural. La soldadura selectiva previa y la prueba final previa son otras. Aunque la lista exacta cambia según el producto, el concepto permanece constante: debe haber paradas deliberadas donde alguien verifique el estado y libere la siguiente transición. Si los puntos de retención no son reales, el viajero es decoración.

El dolor adyacente que surge aquí—especialmente en equipos de movimiento rápido—es que el “manejo doble” a menudo se convierte en “doble kit”. En Austin en 2022, una startup creía que el CM estaba “perdiendo piezas”. La realidad observada era más caótica: el kit de finalización se reconstruía desde cero, los alternativos estaban controlados de manera laxa, y un conector con una clave ligeramente diferente se escapó porque la etiqueta de la bolsa no hacía la diferencia obvia. Los correos electrónicos inspiradores no solucionaron esto. La solución requirió kits de finalización delta, llamadas fotográficas en la hoja del kit y tratar los alternativos aprobados como una lista controlada por ingeniería en lugar de una conveniencia del almacén. Si la construcción escalonada tiene dos toques de material, tiene dos oportunidades para volver a decidir la BOM a menos que el proceso elimine esa opción.

La propiedad deja de ser un eslogan organizacional aquí y se convierte en una línea en el viajero. ¿Quién firma la liberación de retención? ¿Quién puede decir “no, este lote permanece en cuarentena”? Si la respuesta es “todos”, la respuesta real es “nadie”. Las construcciones escalonadas solo funcionan cuando un propietario responsable controla las reglas de principio a fin—ya sea un ingeniero de fabricación de CM con autoridad, o un ingeniero de fabricación interno que está realmente presente.

La preparación en hoja de cálculo es teatro de coordinación. Un viajero con puntos de retención y controles físicos es un proceso.

Presupuesto Térmico: Por Qué “Re-Fluxearlo Otra Vez” No Es un Plan

Un segundo reflujo completo en placa no es un evento neutral. Es una decisión de gastar margen de confiabilidad.

La racionalización común es familiar: la hoja de datos dice que las piezas pueden soportar múltiples reflujos, a veces “hasta 3”. Esa línea no es un permiso general. Asume un perfil específico, con un tiempo específico por encima del líquido (TAL), tasa de rampa, pico y tiempo de permanencia. Los hornos reales no funcionan con suposiciones; funcionan con el perfil cargado hoy. Un perfil de CM con 70–90 segundos de TAL es una exposición diferente a un perfil que asume 45–60 segundos, incluso si ambos están “dentro de las especificaciones” en papel. El libro mayor es la exposición, no el eslogan.

Un libro de presupuesto térmico comienza con inventario: ¿qué componentes son sensibles al calor y a la tensión mecánica? BGAs, QFNs, LGAs, conectores de plástico, cualquier cosa con sensibilidad a la deformación, cualquier cosa cerca de escudos pesados o refuerzos. Luego pasa a la realidad medida: métricas reales del perfil del horno, no las previstas. Luego cuenta: ¿cuántas excursiones verá este ensamblaje, incluyendo retoques y reprocesos que nunca llegan a la presentación en diapositivas? Pregunta si la pieza tardía puede instalarse con calor localizado—soldadura selectiva, una estación de reprocesamiento controlada con blindaje, hot-bar—para que todo el ensamblaje no pase por otro ciclo completo. Finalmente, requiere una declaración de riesgo residual y un plan de monitoreo proporcional: muestreo por rayos X dirigido o inspección donde sea probable que haya daño, no una fantasía de pruebas alejando la física.

Esto importa incluso cuando pasa la prueba funcional. En invierno de 2021, una construcción de puerta de sensor requirió un segundo reflujo completo en placa para agregar un IC RF tardío. Las unidades se enviaron. Luego, los tickets de soporte comenzaron a agruparse unos meses después—pérdida intermitente de conectividad después de 3–5 meses, a menudo en entornos fríos de almacén. La culpa fácil emocional fue el firmware porque las fallas “aleatorias” siempre parecen código. El trabajo difícil fue la correlación serial con la historia de construcción. La huella del segundo reflujo se agrupó con las fallas. La inspección por rayos X y el trabajo de sección transversal no mostraron una unión rotamente caricaturesca; mostraron daños sutiles cerca de una esquina de la carcasa del escudo que se acumuló bajo ciclos térmicos y flexión por manejo. La corrección no fue dramática: cambiar la preparación para que el IC RF pudiera añadirse mediante un perfil de reprocesamiento controlado en lugar de un reflujo completo, y ajustar la disciplina de manejo para que el ensamblaje no se estresara mecánicamente entre golpes térmicos.

La regla de decisión es poco glamorosa: no preparar de manera que fuerce un segundo reflujo completo en placa en un ensamblaje sensible a menos que el equipo pueda documentar el perfil real, contar las excursiones totales (incluyendo reprocesos), y aceptar el riesgo residual con los ojos abiertos. Si no existe esa información, la opción “rápida” es simplemente tomar el fallo del futuro.

MSL y Brechas de Tiempo: Haz que la Vida en Piso Sea Física o Paga Después

Las construcciones escalonadas crean brechas de tiempo, y las brechas de tiempo crean acumulación invisible. La exposición a la humedad es uno de los modos de fallo más tontos y prevenibles en la fabricación de electrónica porque no es un misterio de diseño. Es una decisión de control de proceso.

El patrón común es el cumplimiento de papeleo enmascarando el incumplimiento físico. Existe un registro de humedad, existe un procedimiento, pero los carretes todavía se sientan en un carrito junto a la línea porque caminar hacia el armario seco parece perder tiempo. En Tijuana en 2020–2021, la discrepancia entre el lenguaje “cumple MSL” y el comportamiento real no era sutil una vez que alguien observó el piso. La acción correctiva que funcionó no fue más capacitación. Fue hacer visible la exposición: etiquetas de tiempo y salida con fecha/hora y ID del operador, y una puerta que obliga a tomar una decisión cuando la etiqueta alcanza el límite. Si supera, pasa a hornear o se desecha según la guía MSL del proveedor. La política era real porque las reglas dificultaban el trabajo de alguien a corto plazo. La recompensa también fue real: menos NCR relacionadas con humedad y reuniones MRB más cortas y menos frecuentes.

Los equipos a menudo se distraen con la pregunta equivocada. Preguntan, “¿Cuál es el programa de horneado correcto?” como si el programa fuera la solución principal. La guía de horneado es específica del proveedor y del paquete, y es irresponsable prescribir temperaturas y tiempos universales en una guía de campo genérica. La parte controlable en construcciones escalonadas es el seguimiento de exposición y una puerta de decisión documentada en el viajero: marcar cuando sale, almacenar en un RH controlado (los objetivos como ≤5% RH son comunes), y definir quién decide hornear vs desechar vs proceder. Así, la vida en el piso deja de ser un debate y se convierte en una verdad operativa.

Si el historial de exposición es desconocido, trátelo como sobrelímite hasta que se demuestre lo contrario.

El Almacenamiento Es un Paso del Proceso

Las fábricas a menudo tratan el almacenamiento como si fuera inerte: una estantería, un tote, una esquina. En construcciones escalonadas, el almacenamiento es un paso del proceso, y tiene modos de fallo.

El ESD es el obvio, pero las fallas silenciosas suelen ser mecánicas y relacionadas con la limpieza. Los totes ESD de tapa abierta invitan a apilar y contacto incidental. Los insertos de espuma pueden soltar migas que terminan en las almohadillas de prueba y se convierten en problemas intermitentes de contacto ICT. Las placas apiladas sin separadores astillan cerámicas 0603 en los bordes, y el AOI puede no detectarlo de manera que coincida con cómo falla esa pieza más tarde en HALT o vibración. Las etiquetas aplicadas demasiado pronto se curvan o caen en almacenamiento de baja humedad, y de repente la verdad de serial a historia que pensabas tener desaparece. Cada uno de esos es un pequeño fallo prevenible de rendimiento que se convierte en un gran ciclo MRB cuando se propaga en un lote.

Un movimiento de “protección” tentador que merece una advertencia específica es el recubrimiento conformal temprano para “proteger el WIP”. En Phoenix en 2018, un equipo bajo presión de especificaciones de despliegue exterior quería recubrir tableros parcialmente construidos durante una larga espera por un conector. El resultado fue predecible: el recubrimiento atrapó cualquier contaminación existente y dificultó el soldado posterior. Cuando llegó el conector, la soldadura selectiva luchó con la humectación y dejó residuos, y la retrabaja se volvió lenta y dañina. La construcción escalonada quedó “protegida” de una manera que creó modos de falla en la downstream. El patrón más adecuado es aburrido: embalaje, contenedores conductores cubiertos, humedad controlada y protección mecánica. La protección ambiental (recubrimiento/embalaje) no es lo mismo que la protección de almacenamiento; mezclarlos crea trampas para retrabajos.

Esta es la versión en forma de viajero del almacenamiento: especifica el embalaje y la ubicación como un paso, no como una sugerencia. Define qué tipo de contenedor se usa (contenedores conductores cubiertos, no totes abiertos), qué reglas de limpieza se aplican (tapones en características sensibles si es necesario), y qué etiqueta debe estar presente y ser duradera antes de que el WIP se mueva. Si no se especifica, no será consistente entre turnos, y el turno de noche no está obligado a adivinar.

Materiales y Kitting: La Preparación Multiplica las Decisiones

El escalonamiento no solo añade manejo; añade puntos de decisión. Cada punto de decisión bajo presión de tiempo se convierte en una oportunidad para que “casi correcto” envíe.

La discrepancia en la clave del conector de Austin 2022 es un ejemplo claro. La tecnología de materiales no fue imprudente; el sistema facilitó que la mala elección fuera fácil. El kit de finalización se trató como una construcción separada, los alternativos estaban sueltos, y las etiquetas no destacaban la diferencia que importaba. Una vez que el proceso cambió—kit de finalización delta en lugar de una reconstrucción completa, llamadas fotográficas en la hoja del kit, y los alternativos ajustados como una lista controlada por ingeniería—las sorpresas cesaron. El punto no es culpar a los materiales. El punto es que las construcciones escalonadas amplifican las debilidades del sistema de materiales porque multiplican los toques.

Dos reglas hacen una diferencia medible sin convertirse en una burocracia completa. Una: los kits de finalización deben ser deltas controlados, no reconstrucciones completas, y ese delta debe estar ligado a estados específicos de WIP (“esperando conector tardío,” “listo para finalización”). Dos: los alternativos aprobados deben tratarse como decisiones de ingeniería con estado de calificación explícito, no como una decisión del almacén hecha para mantener la línea en movimiento.

Qué hacer el lunes por la mañana

Una construcción escalonada que sobreviva a la realidad comienza con artefactos, no con optimismo. La columna vertebral mínima se ve así: definir los estados discretos de WIP y mostrarlos en el viajero como pasos y retenciones; definir almacenamiento físico por estado (contenedores conductores cubiertos, almacenamiento con humedad relativa controlada como un armario seco donde sea necesario, protección mecánica); definir un etiquetado que sobreviva al entorno de almacenamiento; y definir un estado de cuarentena con una regla sin argumentos cuando el estado sea desconocido. Ponga una caminata diaria de WIP en el calendario con el propietario del proceso y el líder de línea, y haga que la disposición sea visible a través de registros MRB/NCR para que las “tablas misteriosas” aparezcan como una métrica, no como un rumor. Si la trazabilidad importa al cliente o a la auditoría, vincule las etiquetas de preparación con el registro del viajero—las etiquetas de estado vinculadas a QR son una forma pragmática de reducir errores de transcripción—luego aplique la regla de que el WIP sin etiquetar no se mueva.

Luego, asigna autoridad a ello. Alguien firma las liberaciones de retención. Alguien es responsable del libro mayor del presupuesto térmico cuando las piezas tardías amenazan con una segunda reflujo. Alguien es responsable de las puertas de exposición MSL y del camino de decisión de hornear/descarte. Si el plan depende de la “coordinación del PM,” se degradará en cuanto la planta se llene.

Existe una posición dominante que dice “espera a que lleguen todas las piezas; el escalonamiento siempre es más arriesgado.” Es incompleta. Esperar puede ser la decisión correcta cuando la única ruta de escalonamiento requiere un segundo reflujo completo en una asamblea sensible y el equipo no puede documentar métricas de perfil, conteos de excursiones o historial de exposición MSL. Esperar también es correcto cuando la organización no puede hacer cumplir la disciplina del viajero, la durabilidad del etiquetado y las reglas de cuarentena—porque el escalonamiento sin esos controles no es escalonamiento controlado, es ambigüedad diferida.

La comparación correcta no es “escalonamiento vs espera” como una elección moral abstracta. Es “qué opción minimiza el peor daño comercial creíble dado los controles que realmente existen.” Si los controles son débiles, esperar puede ser menos dañino que enviar fallos latentes. Si los controles son fuertes, las construcciones escalonadas pueden proteger los compromisos sin convertirse en un evento de contención de fin de semana.

La prueba final es intencionadamente grosera: ¿puede alguien en turno de noche acercarse a una unidad y decir su estado exacto en 10 segundos—post‑AOI, pendiente de retoque, esperando IC tardío, reloj MSL en marcha, listo para completar—basándose en la etiqueta, el contenedor y el estado de retención del viajero? Si no, la construcción escalonada se está ejecutando en la ambigüedad, y la ambigüedad es cómo “casi terminado” se convierte en “casi inrastrebable.”