PCB Prototype naar Serieproductie
Stap-voor-Stap Gids
80% van de productiekosten wordt bepaald tijdens het ontwerp. Ontdek hoe u soepel en kostenefficiënt opschaalt van prototype naar serieproductie — zonder dure herwerk of vertragingen.
Hommer Zhao
Oprichter PCB Assemblage | 15+ jaar ervaring in PCB productie
Ik heb honderden klanten begeleid bij de transitie van prototype naar serieproductie. In dit artikel deel ik de bewezen aanpak die wij gebruiken om opschaling soepel, snel en zonder verrassingen te laten verlopen.
1. Waarom de Transitie Kritiek Is
De overgang van prototype naar serieproductie is een van de meest kritieke momenten in de levenscyclus van een elektronisch product. Wat perfect werkt op de werktafel met 5 stuks kan volledig mislukken wanneer u opschaalt naar 5.000 stuks. De statistieken spreken boekdelen:
80%
Productiekosten
Bepaald in ontwerpfase
€28K
Gem. re-spin kosten
Per ontwerpiteratie
10x
Kostenstijging
Per productiefase
60%
NPI projecten
Overschrijdt deadline
De kosten van het oplossen van problemen stijgen exponentieel naarmate u verder bent in het productieproces. Een ontwerpfout die tijdens de schematische review €50 kost om te corrigeren, kost €500 tijdens de prototypefase, €5.000 tijdens de pilot run en meer dan €50.000 wanneer het product al in serieproductie is. Dit is de "Rule of 10" die elke productontwikkelaar zou moeten kennen.
Kosten van Foutcorrectie per Fase
Bron: IPC-standaard kostenschattingen voor PCB-herontwerp en productiecorrecties.
Het goede nieuws? Met een gestructureerde aanpak kunt u deze valkuilen vermijden. In deze gids doorlopen we het complete traject van prototype naar serieproductie en geven we u concrete tools om elke fase succesvol te doorlopen. Lees ook onze Top 7 PCB Ontwerpfouten om veelvoorkomende problemen al in de ontwerpfase te voorkomen.
2. De 5 Fases van Prototype naar Productie
Een succesvolle opschaling verloopt niet in een keer van 1 stuk naar 10.000 stuks. Het is een gefaseerd proces waarbij elk stadium zijn eigen doelen, uitdagingen en kwaliteitscriteria heeft. Wij hanteren bij PCB Assemblage een beproefd 5-fasenmodel dat het risico bij elke stap minimaliseert.
Prototype
Doel: Functionele validatie en ontwerpverificatie.
- Schematische en layout review door engineers
- Eerste PCB fabricage en assemblage
- Functionele tests en debugging
- Designfouten identificeren en documenteren
- Eerste EMC pre-compliance metingen
- Go/no-go beslissing voor pilot run
Pilot Run (EVT/DVT)
Doel: DFM optimalisatie en procesvalidatie op kleine schaal.
- Design for Manufacturing (DFM) analyse en optimalisatie
- Soldeerpasta-profiel fine-tuning
- AOI-programma opstellen en kalibreren
- Eerste testfixture ontwikkeling
- Component sourcing verifiëren en lead times vastleggen
- Yield data verzamelen (target: >90% FPY)
Pre-productie (PVT)
Doel: Productieproces valideren en kwaliteitsdoelen behalen.
- Volledige productielijn setup en kwalificatie
- Stencil en tooling definitief maken
- In-Circuit Test (ICT) fixture gereed
- Procesparameters vastleggen en documenteren
- Yield target behalen: FPY ≥ 95%
- Traceability systeem implementeren
Serieproductie
Doel: Stabiel, geoptimaliseerd productieproces met consistente kwaliteit.
- Geoptimaliseerde productielijn draait op volle capaciteit
- Volledige AOI + FCT/ICT op elke eenheid
- Statistical Process Control (SPC) monitoring
- Continue verbeteringen (Kaizen) implementeren
- FPY target: ≥ 98%, defectrate: <500 DPPM
- Regelmatige leverancierbeoordelingen
Massaproductie
Doel: Volledig geautomatiseerd proces met maximale effici\u00EBntie.
- Volledig geautomatiseerde productielijn
- Real-time SPC dashboards en alarmering
- Geautomatiseerde visuele inspectie met AI
- Defectrate target: <300 DPPM
- Cpk ≥ 1.33 voor alle kritieke parameters
- Continu leverbetrouwbaarheid >99%
Waarom Gefaseerd Opschalen Cruciaal Is
In mijn 15 jaar ervaring heb ik gezien dat klanten die direct van prototype naar massaproductie springen, gemiddeld 3x meer kwaliteitsproblemen ondervinden. De pilot run is geen luxe — het is een investering die zich altijd terugbetaalt. Bij PCB Assemblage weigeren wij soms bewust om direct naar serie te gaan als we zien dat het ontwerp nog niet productierijp is. Dat bespaart onze klanten uiteindelijk tienduizenden euro's.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
3. DFM Check: De Sleutel tot Succes
Design for Manufacturing (DFM) is het proces waarbij uw ontwerp wordt geanalyseerd op produceerbaarheid. Een gedegen DFM-check voorkomt 70-80% van alle productieproblemen. Het is de enige stap die u absoluut niet mag overslaan, ongeacht het volume.
Wat wordt gecontroleerd bij een DFM-analyse?
PCB Fabricage
- Trace-breedte en spacing conform IPC-standaarden
- Via-afmetingen en aspect ratio's
- Annular ring voldoende groot
- Soldeermasker openingen correct
- Panelisatie-mogelijkheden
- Lagenopbouw en impedantiecontrole
PCB Assemblage
- Component oriëntatie en polariteit
- Padafmetingen vs. componentmaten
- Minimale componentafstanden
- Fiducial markers aanwezig (min. 3)
- Testpunt toegankelijkheid
- Reflow-profiel compatibiliteit
Veelvoorkomende DFM-problemen die Productie Vertragen
| Probleem | Gevolg | Vertraging |
|---|---|---|
| Te kleine pads voor componenten | Tombstoning, slechte soldering | 1-2 weken |
| Geen fiducial markers | Pick-and-place kan niet uitlijnen | 3-5 dagen |
| Componenten te dicht bij boardrand | Beschadiging bij depanelisatie | 1-3 weken |
| Verkeerde footprints in library | Component past niet, re-spin nodig | 3-6 weken |
| Thermal pads zonder via's | Oververhitting, voortijdig falen | 2-4 weken |
Gratis DFM Check Aanvragen
Upload uw Gerber-bestanden en BOM en ontvang binnen 24 uur een uitgebreide DFM-analyse van onze engineers. Volledig gratis en vrijblijvend.
DFM Check AanvragenDFM is Geen Formaliteit
Te vaak zie ik dat bedrijven de DFM-check beschouwen als een verplicht nummertje. Maar in werkelijkheid is het de belangrijkste stap in het hele NPI-proces. Bij PCB Assemblage hebben wij in het afgelopen jaar meer dan 300 ontwerpen geanalyseerd, en bij 85% daarvan vonden we minstens 1 kritiek DFM-probleem dat zonder correctie tot productievertragingen zou leiden. Een goede DFM-check duurt 2-4 uur en bespaart u weken aan herwerk.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
4. BOM Optimalisatie voor Serieproductie
Uw Bill of Materials (BOM) is het fundament van uw productie. Een BOM die prima werkt voor 10 prototypes kan een nachtmerrie worden bij 5.000 stuks. Componentbeschikbaarheid, prijsschaling en alternatieve leveranciers worden cruciaal bij opschaling.
Component Standaardisatie
Reduceer het aantal unieke componenten waar mogelijk. Gebruik dezelfde weerstandswaarden, condensatoren en connectoren in meerdere subcircuits. Dit verlaagt niet alleen de inkoopkosten maar vereenvoudigt ook het voorraadbeheer en verkleint de kans op assemblagefouten.
Second-Source Strategie
De chiptekorten van 2021-2023 hebben ons geleerd: vertrouw nooit op een enkele leverancier. Identificeer voor elk kritiek component minimaal een second-source alternatief. Dit beschermt u tegen plotselinge beschikbaarheidsproblemen en geeft u onderhandelingspositie bij de prijs.
Obsolescence Management
Controleer de levenscyclusstatus van elk component in uw BOM. Vermijd componenten die al in "Not Recommended for New Designs" (NRND) of "End of Life" (EOL) status staan. Gebruik databases zoals IPC-standaarden en leverancierwebsites om dit te monitoren.
BOM Cleanup Checklist voor Serieproductie
- Alle componenten hebben Manufacturer Part Number (MPN)
- Lead times gecontroleerd voor verwacht productievolume
- Second-source gedefinieerd voor alle kritieke componenten
- Geen EOL of NRND componenten in de BOM
- Volumeprijzen opvraagd bij distributeurs (Digikey, Mouser, LCSC)
- Verpakkingsvorm geschikt voor automatische plaatsing (tape & reel)
- RoHS/REACH compliance voor alle componenten geverifieerd
- Attrition rate ingecalculeerd (typisch 1-3% extra)
Bij onze Turnkey service nemen wij het complete BOM-management voor u over: van componentinkoop en beschikbaarheidscheck tot en met second-source identificatie en prijsoptimalisatie.
5. Kwaliteitscontrole die Meeschaalt
Uw kwaliteitsstrategie moet meegroeien met uw productievolume. Wat werkt bij 10 stuks is onbetaalbaar bij 10.000 stuks, en wat efficiënt is bij massaproductie mist nuance bij prototypes. Hieronder vindt u hoe wij de kwaliteitscontrole afstemmen op elke productiefase.
| Fase | Visueel | AOI | FCT/ICT | SPC |
|---|---|---|---|---|
| Prototype | 100% | 100% | Handmatig | — |
| Pilot Run | 100% | 100% | Steekproef | — |
| Serie | Steekproef | 100% | 100% | Actief |
| Massa | Steekproef | 100% | 100% ICT | Real-time |
Kwaliteits-KPI's voor Serieproductie
≥98%
First Pass Yield (FPY)
Percentage boards dat in een keer goedgekeurd wordt
≥1.33
Process Capability (Cpk)
Stabiliteit van het productieproces
<300
DPPM (Defects Per Million)
Maximaal 300 defecten per miljoen mogelijkheden
Meer weten over onze test- en inspectiemogelijkheden? Bekijk onze test en inspectie services of lees over het belang van PCB certificeringen voor uw productiepartner.
6. Veelgemaakte Fouten bij Opschaling
Na het begeleiden van honderden klanten bij de transitie van prototype naar serie, zien we steeds dezelfde fouten terugkomen. Deze vijf fouten zijn verantwoordelijk voor de meeste vertragingen en kostenoverschrijdingen.
Top 5 Fouten die Uw Productie Vertragen
DFM overslaan bij prototype
"Het werkt toch?" is geen DFM-goedkeuring. Een prototype dat functioneert is niet automatisch produceerbaar. Problemen met soldering, component placement en panelisatie komen pas aan het licht bij opschaling.
Geen testpunten in het ontwerp
Zonder testpunten is geautomatiseerd testen (ICT/FCT) onmogelijk. Het achteraf toevoegen van testpunten vereist een re-spin van het PCB, wat weken vertraging en duizenden euro's extra kost.
Verkeerde componentkeuze (niet schaalbaar)
Componenten die alleen als sample of in kleine hoeveelheden beschikbaar zijn, of componenten die niet in tape & reel beschikbaar zijn voor automatische plaatsing. Dit dwingt u tot handmatige assemblage, wat bij volume onbetaalbaar is.
Te laat een productiepartner zoeken
Uw productiepartner moet al bij het ontwerp betrokken zijn, niet pas wanneer u klaar bent om te produceren. Vroege betrokkenheid voorkomt DFM-problemen en verkort de doorlooptijd met gemiddeld 40%.
Geen traceability vanaf dag 1
Zonder traceability kunt u bij kwaliteitsproblemen niet achterhalen welke batches betrokken zijn. Dit is niet alleen een kwaliteitskwestie maar ook een wettelijke vereiste in sectoren als automotive (IATF 16949) en medisch (ISO 13485).
De Duurste Les die ik Klanten zie Leren
De grootste fout die ik herhaaldelijk zie, is het scheiden van prototype en productie. Bedrijven maken hun prototype bij leverancier A (goedkoop, snel) en willen dan opschalen bij leverancier B (groot volume). Het resultaat? Weken vertraging, omdat leverancier B het proces opnieuw moet kwalificeren. Mijn advies: kies vanaf het begin een partner die zowel prototype als serieproductie aanbiedt. Dat bespaart u gemiddeld 6-8 weken doorlooptijd bij opschaling.
— Hommer Zhao, PCB Assemblage
7. Tijdlijn en Kosten Overzicht
Hoeveel tijd en budget moet u reserveren voor elke fase? Onderstaande tabel geeft een realistisch overzicht op basis van onze ervaring met honderden NPI-trajecten.
| Fase | Volume | Doorlooptijd | Stuksprijs* | Setupkosten |
|---|---|---|---|---|
| 1. Prototype | 1-10 | 1-2 weken | 5-10x | €200-500 |
| 2. Pilot Run | 10-100 | 2-4 weken | 2-5x | €500-2.000 |
| 3. Pre-productie | 100-500 | 3-6 weken | 1.5-2x | €2.000-5.000 |
| 4. Serie | 500-5K | 4-8 weken | 1x (basis) | €1.000-3.000 |
| 5. Massa | 5.000+ | Continu | 0.7-0.9x | Afgeschreven |
* Stuksprijs is relatief ten opzichte van de serieproductieprijs (1x). Exacte prijzen zijn afhankelijk van PCB-complexiteit, aantal componenten en assemblagetechniek.
Tips om het Proces te Versnellen
- Start DFM parallel met het ontwerp — niet erna. Betrek uw productiepartner al tijdens de layoutfase.
- Gebruik turnkey service — laat de fabrikant componentinkoop afhandelen om weken doorlooptijd te besparen.
- Plan de testinfrastructuur vooruit — begin met fixture-ontwerp al tijdens de pilot run, niet pas bij serieproductie.
- Kies gangbare componenten — exotische componenten met 16+ weken lead time vertragen het hele traject.
8. Checklist: Ben je Klaar voor Serieproductie?
Voordat u de stap naar serieproductie maakt, moet elk onderdeel op orde zijn. Gebruik deze checklist om te verifiëren dat uw product, proces en organisatie klaar zijn voor opschaling.
Productierijpheid Checklist
Ontwerp & DFM
- DFM-analyse goedgekeurd door productiepartner
- Alle DRC errors en warnings opgelost
- Panelisatie-ontwerp gedefinieerd en goedgekeurd
- Testpunten aanwezig voor ICT/FCT
BOM & Inkoop
- BOM compleet met MPN's en goedgekeurde alternatieven
- Componentbeschikbaarheid gecontroleerd voor verwacht volume
- Second-sources geïdentificeerd voor kritieke componenten
- Alle componenten beschikbaar in tape & reel
Test & Kwaliteit
- Testplan gereed (AOI, ICT, FCT, eindcontrole)
- Test fixtures ontworpen of besteld
- Acceptatiecriteria gedefinieerd (FPY, DPPM)
- Pilot run succesvol afgerond met FPY ≥ 95%
Organisatie & Logistiek
- Productiepartner geselecteerd en gekwalificeerd
- Traceability systeem operationeel
- Verpakking en verzending gedefinieerd
- Documentatie compleet (werkintructies, kwaliteitsplan)
Kunt u niet alle punten afvinken? Neem dan contact met ons op. Onze NPI-engineers helpen u graag om de laatste knelpunten op te lossen voordat u start met serieproductie.
9. Veelgestelde Vragen
Hoe lang duurt de overgang van prototype naar serieproductie?
Gemiddeld duurt het volledige NPI-traject 12 tot 24 weken, afhankelijk van de complexiteit van het product en het aantal iteraties dat nodig is. Een eenvoudig product met weinig componenten kan in 8 weken productierijp zijn, terwijl complexe meerlaagse ontwerpen met BGA-componenten 6 maanden of langer kunnen duren.
Wat kost een pilot run gemiddeld?
Een pilot run van 50-100 stuks kost typisch 2-5x de stuksprijs van serieproductie. Dit komt door de setupkosten die over minder eenheden worden verdeeld. Reken op ongeveer 30-50% van de totale NPI-kosten voor de pilot fase. De investering verdient zich terug door het voorkomen van problemen bij volledige productie.
Moet ik dezelfde fabrikant gebruiken voor prototype en serieproductie?
Het is sterk aan te raden. Een fabrikant die vanaf de prototypefase betrokken is, kent uw product door en door. Het wisselen van fabrikant tussen fases kost gemiddeld 4-8 weken extra doorlooptijd en verhoogt het risico op kwaliteitsproblemen. Kies daarom een partner die zowel prototype als serieproductie aanbiedt.
Wat is NPI en waarom is het belangrijk?
NPI staat voor New Product Introduction en is het gestructureerde proces waarmee een nieuw product van ontwerp naar productie gaat. Een goed NPI-proces omvat DFM-analyse, prototyping, pilot runs, procesvalidatie en productie-overdracht. Zonder NPI is de kans op kostbare fouten bij opschaling aanzienlijk groter.
Hoe voorkom ik vertragingen bij opschaling?
De drie belangrijkste maatregelen zijn: (1) start vroeg met DFM-analyse, liefst al tijdens het ontwerpstadium, (2) zorg voor een geoptimaliseerde BOM met gegarandeerde componentbeschikbaarheid en second-sources, en (3) werk vanaf dag 1 samen met uw productiepartner zodat het ontwerp al productierijp is voordat u opschaalt.
Wanneer is mijn ontwerp productierijp?
Uw ontwerp is productierijp wanneer: alle DFM-checks zijn goedgekeurd, de BOM is geoptimaliseerd met beschikbare componenten, het testplan is gevalideerd tijdens de pilot run, de First Pass Yield boven de 95% ligt, en er geen open engineering issues meer zijn. Gebruik onze checklist verderop in dit artikel om dit te verifiëren.
10. Bronnen en Referenties
IPC Standards & Publications
De internationale standaarden voor PCB-ontwerp, fabricage en assemblage. Essentieel voor DFM-richtlijnen en kwaliteitsnormen.
Siemens — New Product Introduction (NPI)
Uitgebreide informatie over het NPI-proces en hoe digitale tools de overgang van ontwerp naar productie versnellen.
Assembly Magazine — NPI Best Practices
Industrieartikelen over best practices bij het opschalen van elektronicaproductie en het voorkomen van veelgemaakte fouten.
Gerelateerde Artikelen
Onze Services voor Prototype tot Serie
Prototype (24-48u)
Snelle prototypes, vanaf 1 stuk
Turnkey Assemblage
Complete service incl. inkoop
SMT Assemblage
Geautomatiseerde SMT-lijnen
Test & Inspectie
AOI, ICT, FCT, X-Ray
Serieproductie
Stabiele volumes, scherpe prijs
FR4 PCB
Standaard printplaten
Meerlaags PCB
4+ lagen printplaten
PCB Calculator
Bereken direct uw prijs
Klaar om Op te Schalen?
Van prototype tot serieproductie — wij begeleiden u in elke fase. Ontvang binnen 1 uur een gratis offerte met DFM-analyse.
