De gecontroleerde kit-audit: tekorten opsporen voordat de lijn stopt

De kloof tussen een perfecte stuklijst (BOM) en de fysieke realiteit van een kartonnen doos die bij de inname wordt afgeleverd, is vaak de duurste ruimte in de productie. In een digitaal bestand bestaat elk onderdeel in exacte hoeveelheden, perfect uitgelijnd met zijn footprint, klaar voor montage. Op de ontvangsts dock echter, arriveert hetzelfde project vaak als een “kit” die minder op een productie-uitvoering lijkt en meer op een haastig ingepakte koffer. We hebben gezien dat prototype-runs van vijftigduizend dollar stil komen te liggen omdat een handvol 0402-resistors loos werden gegooid in een Ziploc-sandwichzak—ongeëtiketteerd, statisch geladen, en onmogelijk om in automatisering te voeren.

Dit is waarom de audit bestaat. We doen het niet om papierwerk te genereren of het project te vertragen; we doen het om een fysieke firewall te bouwen. Zodra een kit de ontvangst van de productie van de metalen scheiding overgaat, wordt deze als “machine-klaar” behandeld. Als die aanname tijdens de productie onwaar blijkt te zijn, zijn de gevolgen onmiddellijk en financieel. Een pick-and-place machine die 20.000 componenten per uur plaatst, stopt niet om verduidelijkingsvragen te stellen over een handgeschreven etiket. Het stopt gewoon. De audit is het enige mechanisme dat beschikbaar is om die stilte te voorkomen.

De Leugen van de Spreadsheet

Er bestaat een wijdverspreide overtuiging dat als een spreadsheet zegt dat er 5.000 condensatoren op een spoel staan, er dan ook daadwerkelijk 5.000 condensatoren op die spoel zitten. Dit is zelden waar, vooral bij open voorraad of onderdelen afkomstig uit de grijze markt. Spreadsheets maken claims; weegschalen verifiëren ze. Wanneer een consignatie set arriveert, is de eerste stap niet het lezen van de pakbon — het is vragen naar de fysieke voorraad.

We tellen componenten niet met de hand. Menselijk tellen is traag en gevoelig voor "vermoeidheidsblindheid", waarbij de hersenen aannemen dat de telling correct is gewoon om de taak af te ronden. In plaats daarvan gebruiken we precisieweegschalen en röntgencontators. Een röntgencontacter kan een verzegelde vochtbarrièrezak scannen en het exacte aantal chips binnenin identificeren zonder de zegel ooit te breken. Dit is cruciaal voor hoog-waarde FPGA's of vochtgevoelige apparaten (MSD's) waar het openen van de zak een klok start die je niet wilt laten tikken tot het laatste moment.

Deze rigoureuze telling roept vaak frustratie op bij teams die tussen Full Turnkey-diensten en Consigned Kits onderhandelen. Als je de onderdelen zelf koopt om geld te besparen, neem je het risico op de nauwkeurigheid van die voorraad. Als je een "gedeeltelijke spoel" koopt via een broker die beweert 500 chips te hebben, en de röntgenanalyse wijst 420 uit, is dat tekort jouw probleem op te lossen. In een Turnkey-model neemt de fabriek die afwijking op zich. In een Consigned-model stopt de afwijking jouw bouw.

De gevaarlijkste uitdrukking in een audit is "genoeg dicht genoeg." Een klant zou een strip gesneden tape kunnen sturen die eruitziet alsof er ongeveer 50 onderdelen op zitten voor een productie van 40 borden. Voor het blote oog lijkt het voldoende. Voor de machine is het een gegarandeerde storing. We moeten vaak het "Trust My Count"-argument uitdagen. Misschien heb je ze gisteren geteld, maar als de leader tape is bijgesneden of een paar onderdelen losten tijdens het verpakken, zal de machine leeggelopen zijn vóórdat het laatste bord gevuld is.

De Natuurkunde van Uitholling

Het meest controversiële onderdeel van elke kit-audit is attritie — de "extra" onderdelen die nodig zijn om de klus te klaren. Klanten haat attritie. Het voelt als het kopen van afval. Waarom heb je 115 onderdelen nodig om 100 borden te maken?

Het komt neer op de mechaniek van de SMT-voeder. Voeders zijn geen magie; het zijn mechanische systemen die spanning en traction nodig hebben om de tape voort te bewegen. Om een spoel in een voeder te laden, moeten we de dekkende tape terugtrekken en de drager tape in de aandrijvingsschroef voeren. Dit proces verbruikt een stuk tape — de "leader" — voordat het pikhoutpunt bereikt wordt. Afhankelijk van het platform kunnen deze leiders tussen de 6 en 12 inch lang zijn. Als je precies 100 onderdelen op een doorlopende strip voor een productie van 100 borden verstuurt, worden de eerste 15 tot 20 onderdelen opgeofferd om de voeder te laden. De machine kan ze niet pakken omdat ze fysiek binnen de threading-mechanisme liggen.

Deze verwarring komt vaak door een misverstand over hoe gesneden tape werkt. Als je een strip tape van 2 inch verstuurt, is er geen fysieke manier om het in een automatische voeder te laden. We moeten handmatig een leader-extensie lassen, een delicate handeling die arbeidsintensief is en risico's met zich meebrengt. Als de tape te kort is voor splicing, zijn we gedwongen de componenten handmatig te plaatsen.

Sommige ingenieurs zullen beweren: “Plaats het gewoon met de hand, het zijn maar 50 borden.” Terwijl een mens kan een onderdeel plaatsen, ze kunnen het niet doen met de consistentie of snelheid van een machine. Handmatige plaatsing breekt de thermische profielconsistentie, vergroot het risico op onjuiste uitlijning van onderdelen, en verandert een 2-uur durende geautomatiseerde klus in een 2-daagse handmatige benadering. Voor een 0402 passief of een fijn-pitch IC is handplaatsing geen haalbare “wendbare” strategie. Het is een dure reddingsoperatie.

De wiskunde van verlies is niet willekeurig, maar varieert per machine-type (een MyData Agilis-voeder verliest minder dan een traditioneel Juki of Panasonic mechanisch voeder). Over het algemeen, voor passieve componenten (weerstanden, condensatoren), vereisen wij een percentage-overmaat plus een vaste leader-aantal. Voor dure ICs daalt de overmaatvereiste, maar blijft de leader-vereiste hetzelfde. Als je exacte aantallen doorgeeft, plan je in feite een tekort.

Package-integriteit en Vochtigheid

Voorbij de telling verifieert de audit dat de onderdelen daadwerkelijk de assemblage kunnen doorstaan. Dit is waar het verschil tussen een “onderdeel” en een “fabricatie-klaar component” pijnlijk wordt. We zien vaak kits met Moisture Sensitivity Level (MSL) 3 of 4 componenten—zoals BGAs of QFNs—die al maanden los in een bureaula liggen.

Wanneer deze onderdelen atmosferisch vocht absorberen, worden ze tijdbommen. Als we ze direct in een reflow-oven bij 245°C plaatsen, verandert het ingesloten vocht in stoom, expandert, en breekt de behuizing van binnenuit—een fenomeen bekend als “popcorning”. De audit controleert de vochtindicatorkaarten in de zakken. Als de kaart blootstelling aangeeft, of als de onderdelen in generieke verpakking zonder desiccant aankomen, moeten ze uren of dagen gebakken worden om het vocht te verwijderen. Dit voegt tijd toe aan de planning die niemand had voorzien.

We verifiëren ook de fysieke footprint tegen de lay-out van het bord. Een veel voorkomende “stille killer” gebeurt wanneer een ontwerper een onderdeel in de BOM vervangt—bijvoorbeeld, een transistor vervangen van een SOT-23 door een kleinere SOT-323—maar vergeet de PCB-lay-outbestand bij te werken. De onderdelen komen binnen, ze hebben de juiste elektrische waarde, maar passen fysiek niet op de soldeerpads. Als we dit tijdens de audit opmerken, kunnen we zoeken naar een alternatief. Als we het op de lijn ontdekken, crasht de machine, en vereist het bord mogelijk een herontwerp.

Dit brengt het vraagstuk van alternatieven naar voren. Vaak zal een klant e-mailen: “Als je de Murata-condensator niet kunt vinden, is die van TDK goed.” Dat is nuttig, maar als die goedkeuring in een e-mailketen leeft en niet in de officiële BOM of het kit-dossier, zal de audit het TDK-onderdeel markeren als “Wrong MPN” (Manufacturer Part Number). Het fysieke dossier moet exact overeenkomen met de documentatie. We kunnen niet raden welke afwijkingen je mentaal hebt goedgekeurd.

Het Hold-protocol

Wanneer de audit een tekort ontdekt—of het nu een ontbrekende rol, een zakje met verbrijzelde onderdelen, of een discrepantie in verlies betreft—gaat de klus in “Hold”. Deze status in het ERP-systeem blokkeert de planning van de werkzaamheden. Het is het moment waar projectmanagers het meest bang voor zijn, maar het is noodzakelijk.

Onlangs hebben we een kit afgehandeld die twee dagen vóór een cruciale lanceringstermijn arriveerde. De audit markeerde een tekort van vijftien regelitems. De klant was woedend en eiste dat we “begonnen met wat we hadden.” We weigerden. Het starten van een bord met bekende tekorten betekent het halverwege van de lijn halen, opslaan (wat stof en handlingbeschadiging uitnodigt), en later het schema opnieuw onderbreken om het af te maken. De opzet- en afbraakwerkzaamheden alleen al vernietigen de efficiëntie van de productie. We wachtten vijf dagen op de levering van de ontbrekende onderdelen van DigiKey. De klant schreeuwde over de vertraging, maar ze ontvingen 100% afgewerkte, functionerende borden.

Als we de klus gedeeltelijk hadden uitgevoerd, hadden ze halfgebouwde geraamtes ontvangen die met de hand gesoldeerd moesten worden en weken zouden duren om te verifiëren. De audit is streng omdat het alternatief een fabricagestoringsramp is. Wanneer we de rol wegen, het seal controleren, en de gesneden band afwijzen, proberen we niet moeilijk te doen. We zorgen ervoor dat wanneer op de startknop wordt gedrukt, de lijn niet stopt totdat je product klaar is.