Выбираем фабрику по изготовлению печатных плат в Китае

Итак, вы собираетесь заказывать в Китае печатные платы с установкой компонентов (PCBA). Вы разослали поставщикам запросы и файлы gerber, получили предложения. Отойдя от первого шока, вызванного разницей цен с российскими, Вы готовы подписывать контракт. Нужно ли посещать фабрику до начала работы?

Однозначно, да! В этом вопросе не должно быть никаких сомнений. Если речь идёт о крупном заказе (от 500 шт.) и тем более о контрактном производстве плат «на потоке», не размещайте его до визита на завод. Цена ошибки может быть очень высокой!

Для кого эта статья

Статья будет полезна тем, кто собирается лично посещать заводы по производству и сборке плат в Китае, особенно с целью выбора поставщика. Она обобщает мой опыт подобной работы и подскажет, на что обращать внимание.

Требования, критически важные для обеспечения качества, я объединил в “минимальный пакет”. Если какие-то из них не выполнены, вам стоит серьёзно задуматься о работе с производителем. Прочие факторы, важные, но не столь принципиальные, я буду приводить как “дополнительные преимущества”. Их отсутствие не критично, но наличие добавит фабрике несколько очков.

Наша цель — выбрать фабрику, способную обеспечить стабильно высокое качество продукции. Если говорить о производстве печатных плат, то к общим для Китая врагам хорошего качества: жадности и безалаберности, добавляется два специфических: пыль и статическое электричество. Их и будем “отлавливать” на всех участках.

Сразу оговорюсь, опытный инженер-электронщик вряд ли найдёт здесь что-то новое или интересное, материал в больше степени рассчитан на менеджеров и владельцев бизнеса.

Как устроена фабрика по сборке печатных плат

Все заводы по изготовлению печатных плат в Китае, на которых мне доводилось бывать, организованы примерно одинаковым образом. В зависимости от размаха бизнеса участки могут находится в одном помещении или нескольких зданиях, но технологический процесс остаётся неизменным и включает:

  • цех поверхностно-монтируемых компонентов (SMD);
  • цех установки выводных компонентов;
  • тестирование, сборку, упаковку;
  • склады хранения компонентов — не совсем процесс, но важное место, с точки зрения обеспечения качества.

Ваша экскурсия по цехам завода будет проходить именно в таком порядке.

Цех поверхностно-монтируемых компонентов (SMD)

Сердце любого завода по сборке печатных плат. Здесь производится автоматическая установка поверхностно-монтируемых компонентов (surface mounted devices — SMD). Главная сила — в автоматизации. Роботизированные станки позиционируют миниатюрные устройства с поразительной скоростью и ювелирной точностью. Стремительные движения манипуляторов и вспышки оптического распознавания завораживают!

цех SMD на фабрике по производству печатных плат в Китае
цех SMD. Обратите внимание на антипылевое напольное покрытие

Технологический процесс включает нанесение паяльной пасты, установку SMD-компонентов разных размеров, печь для запекания и выходной контроль.

Проверяем защиту от пыли

Цех обязан быть оборудован кондиционером и защитой от пыли и грязи. Воздух в помещении должен быть прохладным и сухим. Нахождение внутри допускается только в спецодежде: халате, шапочке и сменной обуви. Если вам не выдали на входе бахил, можете разворачиваться и не терять время. Посмотрите на пол, на приличной фабрике он в буквальном смысле слова сияет от антипылевого полимерного покрытия. Отойдите в уголок и проведите самый простой тест на наличие пыли — пальцем по поверхности. Ваш палец должен остаться чистым.

Вход в цех осуществляется через специальную камеру обдува, в которой нужно покрутиться под струями воздуха. Только не удивляйтесь, если рядом с такой камерой вы обнаружите ржавый вентилятор и зияющую дыру прямо на улицу. Это Китай!

вход в цех в спецодежде, через камеру обдува

Статическое электричество

Силы разряда, “кусающего” вас при контакте, достаточно, чтобы повредить нежные электронные компоненты. Поэтому на фабрике вопрос “статики” должен быть решён на системном уровне. Попробуйте прикоснуться к любому станку на виду у ваших сопровождающих. В идеале вас попросят ничего не трогать или предложат надеть специальные перчатки. Все конвейерные рабочие обязаны иметь антистатические браслеты с заземлением. Только имейте в виду, что некоторые кадры предпочитают надевать его на лодыжку.

антистатическая защита цеха SMD

Высший пилотаж — специальный “столбик”, снимающий статику, на входе в каждый цех. Входящий кладёт на него ладонь и ждёт несколько секунд, пока не прозвучит сигнал.

Контроль качества установки компонентов

Третий и последний критический момент — промежуточный контроль качества. Также как и вопрос борьбы со “статикой”, данный аспект важен на всех этапах производства. Контроля качества не бывает слишком много!

Минимальный пакет должен включать визуальную инспекцию и хотя бы один пункт автоматического оптического контроля (AOI — automated optical inspection) на выходе. Эти машины последовательно сканируют поверхность платы, выявляя отсутствие или неправильную установку компонента, перекосы, дефекты пайки и т.п. Ни один инспектор не сравнится с ними в скорости и надёжности! Я бы не рекомендовал работать с заводом, не оснащённым участком AOI, способным проверять на потоке 100% изделий.

пункт AOI - автоматический оптический контроль платы после установки компонентов.
пункт AOI — автоматическая проверка установленных SMD компонентов

В идеале (и я такое встречал) автоматизированный оптический контроль проводится после каждого технологического этапа: на входе, после нанесения пасты, после установки компонентов, после запекания в печи.

Цех установки выводных (THT) компонентов

В отличие от SMD, выводные компоненты не напаивают на поверхность, а устанавливают через отверстия в плате (THT — Through-hole Technology). Организация этого участка расскажет о фабрике многое!

Небольшие заводы используют исключительно ручной труд. Это неплохо само по себе, но производительность ручной пайки ниже (что сказывается на стоимости изготовления крупных заказов), плюс возникает человеческий фактор появления брака.

Хорошие заводы оборудованы печью волновой пайки (Wave soldering), способной автоматически запаивать установленные компоненты. Здесь тоже есть конвейер и ручные операции, но рабочие лишь “наживляют” компонент, вставляя его “ножки” в соответствующие отверстия, а затем удаляют торчащие с противоположной стороны “хвосты” после выхода из печи. Это гораздо быстрее и надёжнее!

установка вводных компонентов на печатную плату перед волновой пайкой
установка вводных компонентов на плату перед отправкой в печь волновой пайки

Минимальный пакет тот же: защита от пыли и “статики”, прохладный сухой воздух, сменная обувь и спецодежда, сплошной контроль качества.

Что касается дополнительных преимуществ, обратите внимание на организацию рабочих мест. Удобное расположение инструмента, транспортирующие ленты, вытяжка и хорошая освещённость цеха — значимые факторы качества печатных плат. Остановитесь и немного понаблюдайте за рабочими: в каком ритме они работают, торопятся, выполняют ли все предписанные операции с каждой заготовкой.

Я видел фабрику, где в обязанности каждого (!) рабочего на конвейере входила проверка получаемой заготовки. Он тщательно разглядывал плату, проверял пайку отдельных элементов, и только потом приступал к своей операции.

Цех тестирования и сборки

Тестирование готовых печатных плат проходит как минимум в 2 этапа:

  • Электрический контроль проводится на специальном стенде (как правило, его изготовление идёт отдельной строкой в коммерческом предложении и называется “test fixture”). Он проверяет плату на обрыв цепи или, напротив, наличие нежелательных контактов.
  • Функциональный контроль предполагает проверку частично собранного изделия на выполнение основных заложенных в него функций. Например, если вы заказываете плату с GSM-модулем, то функциональное испытание будет включать в себя установку сим-карты, подключение питания и “прогонку” серии тестов на компьютере.

Убедитесь, что все 100% произведённых печатных плат проходят электрический и функциональный тест на выходе из производства!

электрический контроль изготовленной печатной платы
электрический контроль готовой печатной платы

Посмотрите на условия, в которых они проводятся. В отличие от монтажа компонентов, данный участок не столь требователен к чистоте и качеству воздуха, поэтому отсутствие кондиционера и спецодежды здесь — не криминал. Но, согласитесь, плохие условия труда не способствуют хорошему качеству товара! Поэтому прохладный воздух, хорошая освещённость и эргономика рабочих мест будут дополнительными аргументами “за”.

Наиболее “продвинутые” фабрики имеют возможность проведения длительных испытаний своих изделий — специальные шкафы или даже целые помещения, имитирующие условия будущей эксплуатации, где устройства непрерывно работают в течение часов, а иногда и дней.

Склад компонентов

Обязательно загляните на склад компонентов. Качество последних очень чувствительно к двум вещам: влажности и возрасту. Поэтому на складе обязан быть климат-монитор, показывающий температуру и влажность, а лучше ещё и кондиционер. Если есть возможность, уточните даты прихода компонентов на склад. Использование компонентов старше 2х лет чревато серьёзными проблемами.

Также как и цеха, склад должен иметь антипылевое покрытие пола.

склад компонентов на фабрике PCBA в Китае
вот так выглядит хороший склад компонентов

Обратите внимание на то, как организован склад. Подписаны ли номера мест на стеллажах, в каких ёмкостях хранятся компоненты, насколько они защищены, кто и как осуществляет подбор и комплектование.

Например, я встречал фабрику, где компоненты доставлялись со склада в цех SMD через двор на тележке. И эти люди рассказывали мне о защите от пыли!

Что ещё?

Если говорить о дополнительных преимуществах фабрики в целом, обратите внимание на общее качество организации процессов.

Как известно, бардак автоматизировать невозможно. Поэтому чем больше системного и автоматизированного в работе завода, тем меньше шанс получить брак. На полу нанесена разметка? Хорошо. Заготовки перемещаются между участками по транспортирующей ленте, а станки оснащены световой сигнализацией остановки конвейера? Прекрасно!

На хороших фабриках в цехах используется адресное хранение, часто даже цвета спецодежды рабочих дифференцированы в зависимости от характера выполняемых работ и статуса (самые крутые — «менеджерские» белые), на каждом рабочем месте висит инструкция и памятка для рабочего.

Каждый из подобный нюансов может быть незначительным сам по себе, но в комплексе такие мини-ноухау создают то, что принято называть системой менеджмента качества.

Сколько стоит посещение фабрик в Китае?

Статья написана по следам моей последней (на момент публикации) командировки в Шэньчжэнь вместе с моим клиентом — руководителем компании Telemetron.

В день мы посещали по 2 завода и освобождались в районе 16 часов, имея достаточно времени для подведения итогов, разбора фото и конспектирования своих впечатлений “по горячим следам”.

Структура расходов на командировку “по минимуму”:

статьясумма

авиабилеты Санкт-Петербург — Шэньчжэнь — Санкт-Петербург, чел.

~40000
номер в 2-звёздной гостинице в промышленном районе Сисянь (Xixiang), чел./ночь
~2000
суточные, чел./сутки
~2500

Таким образом, пятидневная командировка в Шэньчжэнь на двоих обойдётся Вам примерно в 125 000 руб. Эти деньги скорее всего вы «отобьёте» с первым же заказом печатных плат в Китае.

Если Вас интересует организация посещения фабрик и выбор поставщика печатных плат в Китае, свяжитесь со мной.

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Капча загружается...

Сайт работает на WordPress | Тема: Baskerville 2, автор: Anders Noren.

Вверх ↑