Inštalácia elektronických dosiek v podnikoch v Číne - roboty tvrdo pracujú - šťastní ľudia!

Vlastná inštalácia PCB SMT v Číne

Elektronika v Číne sa veľmi rýchlo zlepšuje a miniaturizuje

používatelia majú sotva čas zoznámiť sa s gadgetom a „nabúrať sa“ skôr, ako sa objaví ešte zaujímavejší nový produkt. Ale súťaž medzi výrobcami o najtenší smartfón, tablet alebo iné, spoľahlivé a pohodlné zariadenie je bez použitia najtenších, najľahších a nadrozmerných dosiek plošných spojov odsúdené na neúspech.

Preto sa rýchlosť „evolúcie“ softvéru dnes výrazne zvyšuje. Tento proces môžeme na vlastné oči pozorovať na príklade Nebeského impéria, svetového centra elektroniky: inštalácia dosiek plošných spojov v Číne je tu jedným z najobľúbenejších odvetví. Veľké lokálne podniky s najmodernejším vybavením, ktoré ich prácu nezastaví ani na minútu, a schopnosťou zavádzať najmodernejšie technológie, rýchlo a s absolútnou opakovateľnosťou plnia akékoľvek zákazky na osadenie dosiek plošných spojov.

Technologické vlastnosti procesu

Zložitý dizajn moderných dosiek plošných spojov udivuje presnosťou línií a jasným, úhľadným umiestnením ich prvkov. Tajomstvo takéhoto elegantného spájkovania tesne uložených čipových súčiastok spočíva predovšetkým vo využití pokročilých technológií montáže dosiek plošných spojov.

Ide o najkomplexnejšiu a najnáročnejšiu fázu výroby, ktorá si vyžaduje vysokokvalifikovaný personál a vysokokvalitné a produktívne vybavenie. Obrovské množstvo použitých elektronických súčiastok, mikrozostáv, mikroobvodov a rozmanitosť ich zapojení na rôznych typoch dosiek, počet zapojených strán dosky, určuje výber optimálnej technológie spájkovania súčiastok.

Typy inštalácie dosiek plošných spojov

povrch;
výkon;
Manuálny.

Úlohou remeselníkov výrobcu pri každej z týchto metód je zabezpečiť spoľahlivé a odolné spojenia a neprerušovaný elektrický kontakt. Vybraná technológia musí byť navyše ekonomická ako časovo, tak aj finančne pri každej konkrétnej zákazke. Možnosť znížiť hmotnosť dosky a urobiť ju kompaktnejšou nestojí za zmienku – to sú veci, ktoré sú samozrejmosťou.

Inštalácia SMT

Dokonale spĺňa všetky vysoké kvalitatívne požiadavky doska plošných spojov pre povrchovú montáž. Ide o plne automatizovaný, nákladovo efektívny proces využívajúci vysokorýchlostné inštalačné programy, vysokovýkonné automatické tlačiarne, vykladače PCB, ktoré vykonávajú všetky operácie presne a rýchlo. Takéto zariadenia možno rýchlo a jednoducho prekonfigurovať na výrobu rôznych typov dosiek.

Výhody povrchovej montáže PCB

nám umožňujú hovoriť o účinnosti a perspektívach metódy, najmä vo veľkovýrobe. Spolu so znížením veľkosti a hmotnosti dosiek, možnosťou kvalitnej inštalácie malých SMT komponentov a hustým smerovaním umožňuje táto technológia zlepšiť spoľahlivosť a presnosť produktov automatizáciou výrobného procesu a starostlivým sledovaním jeho fáz. .

Takéto dosky sú odolnejšie a sú vysoko citlivé pri prenose aj tých najslabších signálov. A čo je dôležité, dajú sa ľahko opraviť vďaka jednoduchej výmene komponentov. Čas uvoľnenia veľkých sérií objednávok a náklady na takúto výrobu sú znížené na minimum. Prirodzene, náklady na PP sú výrazne znížené.

Na spájkovanie súčiastok s plochými vývodmi priamo na povrch dosky plošných spojov sa používajú technológie pretavenia v rúre alebo vlnového spájkovania.

Technológia reflow pozostáva z niekoľkých fáz:

Bodové alebo šablónové nanášanie spájkovacej pasty na kontaktné podložky alebo lepidlo na miesta, kde sú prvky umiestnené na povrchu dosky. V závislosti od objemu zákazky môže byť operácia vykonaná manuálne, automaticky alebo poloautomaticky. V tejto počiatočnej fáze, keď je položený základ dosky, je veľmi dôležité zachovať presnosť a jednotnosť nanášania pasty, aby sa ako výsledok získal vysokokvalitný produkt;

Inštalácia SMD komponentov. Na rozdiel od metódy vyvádzania je inštalácia povrchového spájkovania menej náročná na prácu a produktívnejšia. Pri výrobe skúšobných vzoriek alebo malých sérií dosiek sa spravidla používajú ručné alebo poloautomatické manipulátory s vákuovou pinzetou. V sériovej výrobe v čínskych podnikoch sa používajú drahé automatické inštalátory s možnosťou bezdotykového centrovania prvkov dosky, podporou rôznych typov podávačov a vysokou rýchlosťou výmeny systému pre rôzne typy dosiek;

Tavenie pasty v špeciálnych skriňových alebo dopravníkových peciach s rôznym počtom ohrevných zón. Komplexné a kritické dosky plošných spojov sa tavia v konvektomatoch, ktoré vytvárajú rovnaké podmienky spájkovania pre všetky spoje bez výnimky. Jednoduchšie dosky je možné spracovávať v infračervených a zmiešaných peciach;

Automatické röntgenové, optické, obvodové testovanie na posúdenie kvality spájkovania, správnej montáže a kontroly funkčnosti výrobkov sa vykonáva vo všetkých fázach výroby;

Umývanie dosiek v ultrazvukových kúpeľoch, oplachovanie deionizovanou vodou a pod. na odstránenie zvyškov pasty.

Pri vlnovom spájkovaní v inertnom prostredí sa dosky po predbežnom tavení a zahriatí umiestnia na dopravný pás a prechádzajú cez vlnu spájky. A ihneď sa zvyšná spájka odstráni vzduchovým nožom.

Ručná montáž dosiek

Pri jednotlivých objednávkach prototypov alebo skúšobných sérií dosiek plošných spojov používajú čínski výrobcovia ručnú montáž. Je to výhodnejšie z hľadiska účinnosti a technických vlastností procesu. Ale v žiadnom prípade to neznamená nízku kvalitu produktov alebo nízku rýchlosť realizácie.

Technológia je vo veľkej miere identická s automatickou montážou, ale s použitím ručných manipulátorov. Spájkovanie sa vykonáva na moderných špecializovaných zariadeniach s neustálou kontrolou a sledovaním všetkých operácií.

Výstupná montáž

Až donedávna to bol hlavný typ inštalácie PCB. A hoci sa objavili produktívnejšie a efektívnejšie metódy, klasická technológia stále nachádza uplatnenie. Už samotný názov hovorí o zvláštnostiach metódy: súčiastky sa inštalujú do otvorov dosky a pripájajú sa spájkovaním na ich vnútorný pokovený povrch alebo na kontaktné podložky.

V závislosti od počtu inštalovaných prvkov, ich veľkostí, umiestnenia na doskách a zložitosti rozloženia dosky je možné použiť rôzne typy výstupného (pin DIP) uchytenia:

Spájkovanie vlnou (používa sa na jednostrannú inštaláciu. Vyznačuje sa vysokou rýchlosťou vykonávania, vynikajúcou opakovateľnosťou vďaka automatizácii procesu, dobrou kvalitou spojov a absenciou oxidácie);

Selektívne spájkovanie (ekonomický automatizovaný spôsob selektívnej inštalácie prvkov na dosky zmiešaného typu. Podobne ako vlnové spájkovanie sa uskutočňuje v prostredí dusíka);

Ručné spájkovanie na spájkovacích staniciach (použiteľné na inštaláciu rôzneho stupňa zložitosti, racionálne na výrobu prototypov alebo malých sérií dosiek).

Ako vyhrať v cene a kvalite?

Pri výrobe dosiek plošných spojov je jedným z najdôležitejších faktorov udržania konkurenčného postavenia výrobného podniku vždy schopnosť znižovať cenu výrobkov bez zníženia kvality. Najefektívnejším riešením je v tomto prípade zmluvná výroba, ktorá zároveň umožňuje optimalizovať finančné zdroje zákazníka a skrátiť čas výrobného procesu. Čínske high-tech výrobné podniky sú v tomto smere v najvýhodnejšej pozícii, a to nielen vďaka lacnej pracovnej sile.

V Číne nemusíte potrebné súčiastky dlho hľadať – vyvíjajú a vyrábajú sa tu státisíce rôznych elektronických súčiastok pre DPS. A ich cena a kvalita nešokujú zahraničného zákazníka. Profesionálne zefektívnený výrobný algoritmus je jednou z hlavných čŕt čínskych podnikov vykonávajúcich zmluvnú montáž dosiek plošných spojov a čoraz viac zahraničných spoločností ho radšej využíva.

Počas partnerstva s čínskymi výrobcami pomohla EWBC zahraničným zákazníkom dokončiť desiatky projektov na výrobu a inštaláciu dosiek rôzneho stupňa zložitosti a presnosti, vrátane high-tech PCB, ako aj montáž SMD komponentov.

Ponúkame individuálnu prácu s každým klientom podľa overených schém vzájomne výhodnej spolupráce bez ohľadu na objem alebo vlastnosti zákazky.

Robiť elektroniku „pre dušu“ a nenárokovať si vavríny „profesionála“ a „špecialistu“ sa vám však občas podarí vytvoriť niečo zaujímavé nielen pre seba, ale aj pre ostatných. A tu sa nevyhnutne vynára otázka výroby malej série. O objednávaní plošných spojov sme už písali veľakrát, mnohí to vyskúšali a v zásade je tu všetko viac-menej jasné, čo a ako. Prvá várka bola zapečatená, zošitá a odovzdaná šťastným majiteľom, všetko je v poriadku. Zrazu sa ukáže, že musíte urobiť niekoľko desiatok ďalších dosiek a nemáte veľa času na to, aby ste večer sedeli s pinzetou a sušičom vlasov a je vám ľúto očí. Nastal čas urobiť ďalší krok – vyskúšať službu PCBA (PCB Assembly).

Tento článok sa bude zaoberať vyššie popísaným adaptérom, ktorý je určený pre nadšencov sim racingu. Článok nie je marketingový prieskum, opisujem svoju osobnú skúsenosť.

Najprv pripomeniem, čo potrebujete na objednávku výroby holých dosiek plošných spojov. Ak už máte káblovú dosku, musíte exportovať súbory Gerber a Drill. Každá vrstva PCB vyžaduje samostatný súbor Gerber. Názov súboru Gerber musí zodpovedať vrstve PCB. Na rozloženie PCB používam DipTrace a pri exporte súborov Gerber sa vytvoria súbory s nasledujúcimi názvami:

BoardOutline.skbr
Bottom.gbr
BottomMask.gbr
BottomPaste.gbr
BottomSilk.gbr
Prostredníctvom.drl
Top.sk
TopMask.gbr
TopPaste.sk
TopSilk.sk

Zdalo by sa to dosť jasné? Ale s takýmito názvami súborov bude archív akceptovaný iba SeeedStudio. Pre všetky ostatné súbory musíte premenovať:

Vrchná vrstva: pcbname.GTL
Vnútorná vrstva 1: pcbname.GL1 (pre 4-vrstvovú dosku)
Vnútorná vrstva 2: pcbname.GL2 (pre 4-vrstvovú dosku)
Spodná vrstva: pcbname.GBL
Horná časť masky na zastavenie spájkovania: pcbname.GTS
Spodná časť masky na zastavenie spájkovania: pcbname.GBS
Horná pasta: pcbname.GTP
Spodná časť: pcbname.GBP
Hodvábny vrch: pcbname.GTO
Hodvábna spodná časť: pcbname.GBO
NC Drill: pcbname.TXT
Vrstva obrysu: pcbname.GKO alebo pcbname.DO

Upozorňujeme tiež, že pri objednávaní dosiek plošných spojov sa vrstvy s spájkovacou pastou väčšinou nevyvážajú, ale pri objednávke PCBA sa nám budú hodiť. Nezabudnite tiež exportovať súbor Drill.

Budeme tiež potrebovať kusovník (zoznam materiálu) a súbor typu pick-and-place, ktorý je možné exportovať aj z DipTrace (alebo akéhokoľvek softvéru, ktorý používate). Navyše, kusovník možno vytvoriť zo súboru typu pick-and-place zoskupením identických pozícií a vylúčením pozícií, ktoré neplánujete namontovať. Poskytol som napríklad miesto na inštaláciu JTAG konektora, ale samotný konektor bol prispájkovaný len na dosku slúžiacu na ladenie.

Formát súboru kusovníka je pre každého iný, ale takmer vždy by mal obsahovať nasledujúce polia:

1. Množstvo
2. Výrobca
3. Číslo dielu výrobcu

Pre službu Makerfabs, kde som si nakoniec objednal montáž, som vytvoril nasledujúci súbor kusovníka:

Referencie Počet Popis Výrobca MPN Digikey Mouser RS ​​​​Newark Farnell
25/27 1 90131-0123 WM8121-ND 538901310123 6703443 60H4442 2381222
C1-C2 2 22pF,0603 C0603C220J1GACTU 399-7874-2-ND 80C0603C220J1G 8015350 75R1532 1813429
C3-C4 2 100nF,0603 C0603C104K5RACTU 399-5089-2-ND 80C0603C104K5R 8015347 72J5992 1692286
C5 1 4,7uF,0603 CL10A475KL8NRNC 1276-6794-6-ND 81GRM188R60J475ME9D 6911155 62W5999 2211163
...

Požiadavky sa môžu líšiť, preto je najlepšie si to vopred overiť.

Nezabudnite tiež skontrolovať pravidlá dizajnu / možnosti PCB. Väčšina služieb spravidla umožňuje sťahovať hotové súbory pre často používaný softvér, ale pre DipTrace musíte všetko skontrolovať manuálne. Na druhej strane, s pravidlami, ktoré vychádzajú z krabice v DipTrace, väčšina spoločností vyrábajúcich PCB dokáže zvládnuť maržu.

Pri malom náklade (10-20 kusov) je dosť možné, že súčiastky budú na dosku umiestňované ručne. Musíte sa uistiť, že označenie všetkých komponentov na doske sa zhoduje so súborom kusovníka, aj keď máte súbor typu pick-and-place, kde je tiež uvedené umiestnenie každého komponentu.

Povedzme, že ste to urobili, potom musíte urobiť nasledujúce. Najprv kontaktujte službu a požiadajte ich, aby vám poslali odhad nákladov na projekt tak, že im pošlete gerbery, pilník na vŕtanie, kusovník a výber a miesto. Zvyčajne odpoveď príde do jedného až dvoch dní. Pozrite sa pozorne na cenu podľa položky. Na faktúre budú zahrnuté nasledujúce položky:

Výroba dosiek plošných spojov
- Výroba šablóny na nanášanie pasty na dosky
- Výber komponentov z miestnych analógov (*)
- Inštalácia a testovanie (**) (***)
- Doručenie

(*) - umožňuje vám znížiť náklady na dosku nahradením originálnych komponentov lokálnymi, ale tiež to nie je zadarmo, stálo ma to 20 dolárov. Poplatok za výber je jednorazový, pri ďalšej objednávke rovnakého dizajnu sa neplatí.
(**) Postup testovania je možné vopred prediskutovať, malé spoločnosti môžu splniť akýkoľvek rozmar, samozrejme, nie zadarmo.
(***) Ak si objednáte malú sériu, môže byť pripočítaná malá provízia za malý náklad, napríklad od Makerfabs - za sériu menšiu ako 20 kusov.

Vytvorenie šablóny je tiež vo všeobecnosti jednorazový postup; nemusíte platiť za opakovanú objednávku, Číňania sľubujú, že ich uložia.

Venujte prosím osobitnú pozornosť spôsobu dopravy. Malé kancelárie často nemajú skúsenosti so spoluprácou s Ruskou federáciou, pri najlepšom úmysle vám môžu ponúknuť využitie nejakej kuriérskej služby, ktorej názov pre vás bude znamenať len málo. Okrem toho môže táto kuriérska služba v Ruskej federácii fungovať napríklad prostredníctvom niektorých EMS. A je to len tvoja vina, že trpíš s ním...

Opäť nezabudnite uviesť číslo daňového poplatníka (DIČ) a požiadajte Číňanov, aby ho uviedli na adresnom formulári, aby sme nemali problémy s našimi colníkmi. Číňania sa tiež môžu pýtať, či na krabici uviesť plnú cenu alebo ju podhodnotiť. Žiadal som uviesť v plnom rozsahu, že z takejto sumy sa ešte nevyberajú dane.

Po odsúhlasení nákladov a zaplatení objednávky trvá výrobná fáza zvyčajne 1-2 týždne. Na konci etapy môžete požiadať o zaslanie fotografie výsledku, aby ste sa nenudili pri čakaní pri doručení :) Vyžiadajte si aj správu o tom, ako dosky obstáli v testovaní, na ktorom ste sa dohodli. Ak je všetko v poriadku, počkajte, čoskoro príde.

Vo všeobecnosti cyklus spracovania objednávky vyzerá takto:

Ak si porovnáte náklady na montáž svojpomocne a montáž na objednávku, otázka primárne závisí od toho, koľko odhadujete svoj čas. Osobne vyberám poplatok za KDPV cca hodinu a viac. 10 platieb - podmienečne dva pracovné dni. Porovnanie nákladov na môj pracovný čas a náklady na zmluvnú montáž - to druhé je pre mňa lacnejšie. Navyše, ak nehovoríme o 10 doskách, ale povedzme 50-100 kusoch. Áno, existujú špeciálne vyškolení inštalatéri, ktorí to robia oveľa rýchlejšie a kvalitnejšie. Ale toto nie je o mne...

Kedy určite nepoužívať zmluvnú montáž? Napríklad, ak si nie ste úplne istí, že váš dizajn je plne funkčný. Pretože je to výlučne váš problém, montážnici za to nezodpovedajú a objednávka bude vyzdvihnutá v plnej výške bez ohľadu na jej výkon. Ani vy by ste nemali objednávať koncom januára. Objednávku zadanú po 20. januári uvidíte až v polovici marca. Pretože celá Čína oslavuje Nový rok...

Čo sa týka úniku duševného vlastníctva, služba deklaruje nedotknuteľnosť vášho duševného vlastníctva. Ako bude táto imunita zaručená, nie je veľmi jasné, ale pre open source alebo hobby projekty to nie je až také dôležité. Koniec koncov, pre hobby elektroniku sú obvody zvyčajne dosť jednoduché, ale firmvér nemusí byť poskytnutý na testovanie. Ale je to na vás, ako sa rozhodnete.