Electromechanical Assembly: คู่มือการประกอบชิ้นส่วนไฟฟ้าและกลไก

# Electromechanical Assembly: คู่มือการประกอบชิ้นส่วนไฟฟ้าและกลไก

Electromechanical Assembly คือกระบวนการรวม PCB, สายไฟ, ชิ้นส่วนกลไก, และตัวเรือนเข้าด้วยกันเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป บทความนี้จะอธิบายทุกขั้นตอนอย่างละเอียด

> จากประสบการณ์ของผม: "Electromechanical Assembly เป็นจุดที่ความผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ รวมกันเป็นปัญหาใหญ่ได้ PCBA อาจผ่าน test แต่พอประกอบเข้ากับ enclosure อาจเกิด thermal issue หรือ EMC problem ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน" — Hommer Zhao, Engineering Director

---

สารบัญ

1. Electromechanical Assembly คืออะไร?
2. ขั้นตอนการประกอบ
3. ประเภทของ Electromechanical Assembly
4. การวางแผนและเตรียมการ
5. การ Integrate ชิ้นส่วน
6. การเดินสายและเชื่อมต่อ
7. Quality Control
8. Testing และ Validation
9. DFM สำหรับ Electromechanical
10. ต้นทุนและการเพิ่มประสิทธิภาพ

---

Electromechanical Assembly คืออะไร? {#what-is}

นิยาม

Electromechanical Assembly คือกระบวนการรวม:

```

┌─────────────────────────────────────────────────────┐

│ ELECTROMECHANICAL ASSEMBLY │

├─────────────────────────────────────────────────────┤

│ │

│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────────┐ │

│ │ PCBA │ │ Wiring │ │ Mechanical │ │

│ │ │ │ Harness │ │ Components │ │

│ │ ┌──────┐ │ │ ┌────┐ │ │ ┌────────────┐ │ │

│ │ │ SMT │ │ │ │Wire│ │ │ │Enclosure │ │ │

│ │ │ THT │ │ │ │ │ │ │ │Brackets │ │ │

│ │ │Test │ │ │ │ │ │ │ │Heat Sinks │ │ │

│ │ └──────┘ │ │ └────┘ │ │ │Fasteners │ │ │

│ └──────────┘ └──────────┘ │ └────────────┘ │ │

│ │ │ └─────────┬────────┘ │

│ │ │ │ │

│ ▼ ▼ ▼ │

│ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │

│ │ INTEGRATION & TESTING │ │

│ └──────────────────────────────────────────────┘ │

│ │ │

│ ▼ │

│ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │

│ │ FINISHED PRODUCT │ │

│ └──────────────────────────────────────────────┘ │

│ │

└─────────────────────────────────────────────────────┘

```

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ Electromechanical

เปรียบเทียบกับ PCBA

ดู บริการ Box Build Assembly สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

---

ขั้นตอนการประกอบ {#process}

Overview กระบวนการ

```

Phase 1: Preparation Phase 2: Integration Phase 3: Finalization

───────────────────── ───────────────────── ─────────────────────

┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐

│ Material │ │ Mechanical │ │ System │

│ Receiving │────────────│ Assembly │────────────│ Testing │

│ & IQC │ │ │ │ │

└─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘

│ │ │

▼ ▼ ▼

┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐

│ Kitting │ │ PCBA │ │ Burn-in │

│ │────────────│ Install │────────────│ Testing │

│ │ │ │ │ │

└─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘

│ │ │

▼ ▼ ▼

┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐

│ Storage │ │ Wiring │ │ Packing │

│ & Staging │────────────│ & Routing │────────────│ & Shipping │

│ │ │ │ │ │

└─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘

```

รายละเอียดแต่ละขั้นตอน

Phase 1: Preparation

Phase 2: Integration

Phase 3: Finalization

---

ประเภทของ Electromechanical Assembly {#types}

1. Rack Mount Systems

```

Front View: Side View:

┌────────────────────────┐ ┌──────────────────┐

│ ○ ○ │ Display │ Power │ │ Fans │ PS │

│─────┼─────────┼────────│ │───────────┼─────│

│ │ ████████│ ░░░░░░ │ │ PCBA │ │

│ LED │ ████████│ ░░░░░░ │ │───────────┼─────│

│─────┼─────────┼────────│ │ PCBA │ │

│ USB │ │ Vents │ │───────────┼─────│

│ ETH │ │ │ │ Storage │ PS │

└────────────────────────┘ └──────────────────┘

```

Applications: Servers, Network Equipment, Test Systems

2. Wall Mount Panels

```

┌─────────────────────────────┐

│ ┌─────────────────────┐ │

│ │ Touchscreen │ │

│ │ │ │

│ │ ┌───────┐ │ │

│ │ │ │ │ │

│ │ │ UI │ │ │

│ │ │ │ │ │

│ │ └───────┘ │ │

│ └─────────────────────┘ │

│ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ │

│ │ 1 │ │ 2 │ │ 3 │ │ 4 │ │

│ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ │

│ Buttons │

└─────────────────────────────┘

```

Applications: HMI, Control Panels, Information Kiosks

3. Desktop/Portable Devices

```

┌───────────────────────────────┐

│ ┌─────────────────────┐ │

│ │ LCD Display │ │

│ │ │ │

│ └─────────────────────┘ │

│ ┌───────────────────────────┐│

│ │ ○ ○ ○ Keys ○ ○ ○ ││

│ │ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ││

│ │ │ A │ │ B │ │ C │ │ D │ ││

│ │ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ ││

│ └───────────────────────────┘│

│ ┌─────┐ ┌─────┐ │

│ │ USB │ │Power│ │

│ └─────┘ └─────┘ │

└───────────────────────────────┘

```

Applications: Test Equipment, Medical Devices, Industrial HMI

ความซับซ้อนตามประเภท

---

การวางแผนและเตรียมการ {#planning}

Engineering Documentation ที่จำเป็น

BOM Structure สำหรับ Electromechanical

```

Level 0: Finished Product

│

├── Level 1: Sub-assemblies

│ ├── PCBA Main Board

│ ├── PCBA Power Supply

│ ├── Wire Harness Assembly

│ └── Mechanical Assembly

│

├── Level 2: Components

│ ├── Electronic Components (BOM from PCBA)

│ ├── Connectors

│ ├── Cables

│ ├── Mechanical Parts

│ │ ├── Enclosure

│ │ ├── Brackets

│ │ ├── Heat Sinks

│ │ └── Fasteners

│ └── Labels & Packaging

│

└── Level 3: Raw Materials

└── (Typically managed by vendors)

```

Work Instruction Example

```markdown

WI-001: Main Board Installation

Required Materials:

• PCBA Main Board (PN: MB-001-R3)
• M3x6 Screws (4 pcs)
• Thermal Pad (PN: TP-25x25)
• Standoffs M3x10 (4 pcs)

Tools:

• Torque screwdriver (0.5 N·m)
• ESD wrist strap
• Anti-static mat

Steps:

1. Verify PCBA has PASS sticker from ICT
2. Install 4 standoffs into enclosure base
3. Place thermal pad on heat sink area
4. Position PCBA, align mounting holes
5. Insert 4 screws, tighten in X pattern
6. Torque to 0.5 N·m ± 10%
7. Verify no component interference
8. Check thermal pad compression (0.2-0.3mm gap)

Inspection Points:

• [ ] PCBA oriented correctly
• [ ] All 4 screws torqued
• [ ] No cable pinching
• [ ] Thermal pad visible around edges

```

> คำแนะนำจากผม: "Work Instruction ที่ดีควรมีรูปภาพทุกขั้นตอน ช่างประกอบไม่ควรต้องเดาว่าทิศทางไหนถูก ลงทุนกับเอกสารที่ดีจะช่วยลด defect rate และ training time อย่างมาก" — Hommer Zhao

---

การ Integrate ชิ้นส่วน {#integration}

Mechanical Assembly Best Practices

PCBA Installation Checklist

• [ ] ตรวจสอบ PCBA revision ตรงกับ BOM
• [ ] PCBA ผ่าน functional test
• [ ] ติดตั้ง thermal interface material (ถ้ามี)
• [ ] วางตำแหน่ง connectors ให้ตรง
• [ ] ไม่มี component ชน enclosure
• [ ] Cable clearance เพียงพอ
• [ ] Grounding point เชื่อมต่อ (ถ้ามี)

Heat Sink Installation

```

Correct TIM Application:

Wrong:

┌───────────────┐ ┌───────────────┐

│ Heat Sink │ │ Heat Sink │

├───────────────┤ ├───┬───────┬───┤

│░░░TIM░░░░░░░░░│ ← Thin, │░░░│ Air │░░░│ ← Too thick,

├───────────────┤ Even ├───┴───────┴───┤ Air gaps

│ Component │ │ Component │

└───────────────┘ └───────────────┘

```

TIM Application Guidelines:

---

การเดินสายและเชื่อมต่อ {#wiring}

Wire Routing Principles

```

Good Routing: Bad Routing:

┌────────────────────┐ ┌────────────────────┐

│ ┌──────┐ ┌──────┐ │ │ ┌──────┐ ┌──────┐ │

│ │ PCBA │ │Power │ │ │ │ PCBA ├──┤Power │ │

│ └──┬───┘ └───┬──┘ │ │ └──────┘ └──────┘ │

│ │ │ │ │ │╲ ╱│ │

│ │ ┌─────┘ │ │ │ ╲ ╱ │ │

│ └────┤ │ │ │ ╲ ╱ │ │

│ ╔════╧══════════│ │ │ ╲ ╱ │ │

│ ║ Harness │ │ │ ╳ │ │ ← Crossing

│ ║ Channel │ │ │ ╱ ╲ │ │ wires!

│ ╚═══════════════│ │ │ ╱ ╲ │ │

└────────────────────┘ └────────────────────┘

✓ Organized routing ✗ Messy, unreliable

```

สายสีมาตรฐาน

Cable Management Techniques

Connector Crimping Quality

```

Good Crimp: Bad Crimp:

┌─────────┐ ┌─────────┐

│ ██████ │ ← Conductor │ ██ ██ │ ← Loose

│ ║║║║║║ │ visible │ ║ ║ │ connection

└┬───────┬┘ └┬───────┬┘

│ │ │ │

│ │ ← Insulation │ ┌┐ │ ← Insulation

│█████████│ support │███││███│ in crimp!

└─────────┘ └───┴┴───┘

```

Pull Test Requirements:

ดู บริการ Wire Harness สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

---

Quality Control {#qc}

IQC (Incoming Quality Control)

IPQC (In-Process Quality Control)

OQC (Outgoing Quality Control)

Defect Categories

---

Testing และ Validation {#testing}

Test Hierarchy

```

Level 4: System Validation Test (SVT)

└─ Real-world conditions, stress test

Level 3: Final Assembly Test (FAT)

└─ Complete product, all functions

Level 2: Sub-assembly Test

└─ PCBA ICT/FCT, Harness continuity

Level 1: Component Test

└─ IQC sampling

```

Test Coverage Matrix

Functional Test Parameters

Burn-in Profile Example

```

Temperature Profile (48hr Burn-in):

Temp

(°C)

70 │ ┌────────────────┐

│ ╱ ╲

55 │──────────╱ ╲──────────

│ │ │

25 │─────────│ │─────────

│ │ │

└─────────┴──────────────────────┴─────────

0 2 4 46 48 Hours

│ │ │

└ Power cycling 10x ┘

(optional stress)

```

---

DFM สำหรับ Electromechanical {#dfm}

Design Guidelines

Common DFM Issues

DFM Checklist

Mechanical:

• [ ] Tool access for all fasteners
• [ ] Standard fastener sizes
• [ ] Self-locating features
• [ ] Assembly sequence logical
• [ ] Service access provided

Electrical:

• [ ] Connectors polarized/keyed
• [ ] Wire gauge appropriate
• [ ] Cable routing defined
• [ ] Strain relief provided
• [ ] ESD protection considered

Thermal:

• [ ] Airflow path clear
• [ ] Heat sink access
• [ ] Thermal interface specified
• [ ] Hot spots identified

> คำแนะนำจากผม: "DFM review ควรทำตั้งแต่ design phase ไม่ใช่รอจนถึง production หลายโครงการที่เราเห็นมีปัญหาเพราะ mechanical engineer ไม่ได้คุยกับ production engineer ตั้งแต่ต้น" — Hommer Zhao

ดู DFM Checklist ฉบับสมบูรณ์ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

---

ต้นทุนและการเพิ่มประสิทธิภาพ {#cost}

Cost Breakdown

```

Typical Electromechanical Assembly Cost:

Material (65%)

├── PCBA 35%

├── Mechanical Parts 15%

├── Wire/Cable 8%

├── Connectors 5%

└── Packaging 2%

Labor (25%)

├── Assembly 15%

├── Testing 7%

└── Packaging 3%

Overhead (10%)

├── Quality 5%

├── Equipment 3%

└── Facilities 2%

```

Cost Reduction Strategies

Labor Time Optimization

---

คำถามที่พบบ่อย

Q1: ควรทำ PCBA เองหรือซื้อจากภายนอก?

A: พิจารณาจาก:

• Volume: <500/เดือน ซื้อนอกคุ้มกว่า
• Complexity: High mix ทำเองยาก
• Capital: SMT line ลงทุนสูง
• Focus: Core competency คืออะไร

Q2: Lead time สำหรับ Electromechanical Assembly?

A: ขึ้นกับ complexity:

Q3: MOQ สำหรับ Box Build?

A: ขึ้นกับ:

• Setup cost: ต้อง amortize
• Material MOQ: ชิ้นส่วนบางอย่างมี MOQ สูง
• Typically: 10-50 units minimum

ดู Turnkey vs Consignment สำหรับ options

---

สรุป

Electromechanical Assembly ต้องการ:

1. การวางแผนที่ดี - Documentation ครบถ้วน
2. กระบวนการที่ชัดเจน - Work instructions ละเอียด
3. Quality Control - IQC, IPQC, OQC
4. Testing ที่ครอบคลุม - Functional + Safety
5. DFM - ออกแบบให้ประกอบได้ง่าย

> สรุปจากผู้เชี่ยวชาญ: "Electromechanical Assembly ที่ดีคือการรวมทุกส่วนเข้าด้วยกันอย่างลงตัว ไม่ใช่แค่ประกอบให้เสร็จ แต่ต้องทำให้ผลิตภัณฑ์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ปลอดภัย และซ่อมบำรุงได้ง่าย" — Hommer Zhao

---

บริการของเรา

PCB Thailand ให้บริการ Electromechanical Assembly ครบวงจร:

• Box Build Assembly - ประกอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
• PCBA Services - SMT และ THT assembly
• Wire Harness - ผลิต harness ตาม spec
• Turnkey Solutions - จัดหาวัสดุครบวงจร
• Testing Services - ICT, FCT, Burn-in

ขอใบเสนอราคา สำหรับโครงการ Box Build ของคุณวันนี้

---

บทความที่เกี่ยวข้อง

• Box Build vs PCBA: เปรียบเทียบบริการ
• Turnkey vs Consignment: เลือกอย่างไร
• DFM Checklist ฉบับสมบูรณ์
• Wire Harness vs Cable Assembly

---

เอกสารอ้างอิง

1. IPC-A-620 Cable and Wire Harness Assemblies: www.ipc.org
2. IPC J-STD-001 Soldering Standards: www.ipc.org
3. ISO 9001 Quality Management: www.iso.org
4. IEC 61340 ESD Standards: www.iec.ch
5. UL 508A Industrial Control Panels: www.ul.com