Технологии производства печатных плат и поверхностного монтажа
Мы сертифицированы ИСО 9001
Тел. +7 (495) 964 47 48
Факс +7 (495) 964 47 39

Особенности выбора оборудования для оснащения или переоснащения производства предприятия с целью изготовления перспективной разрабатываемой на этом предприятии

Конечно приятно видеть многочисленные попытки предприятий возродить производства многослойных печатных плат (МПП), которых после разрухи 90-х годов в РФ осталось очень мало. Да, такие производства обременены значительными издержками, связанными с обеспечением сложной инженерии, особенно при производстве многослойных печатных плат 5,6,7 классов точности по ГОСТ 53 429-2009, но ведь возможность изготавливать такие многослойных печатных плат непосредственно на предприятиях-разработчиках РЭА во многом определяет возможность использования разработчиками перспективной элементной базы (микросхемы BGA, микросхемы с малым шагом выводов, прецизионные многовыводные соединители и т.п.), а следовательно дает им возможность разрабатывать РЭА с инновационными техническими характеристиками, и кроме того позволяет существенно сокращать сроки разработок. Изготавливать же такие печатных плат и ЭМ для спецтехники, конечно же надо в РФ. (По многим причинам, в том числе и чтобы за державу не было обидно). И это вполне возможно – ведь ряд частных производителей успешно это демонстрируют.

Современный рынок предлагает массу инновационных технологических процессов производства многослойных печатных плат и ЭМ и соответственное технологическое оборудование для их эффективной реализации. Внедрение таких техпроцессов и оборудования позволяет существенно развить технологические возможности предприятий радиоэлектронной отрасли в целом.

Теперь собственно о тендерах и проблеме оптимального выбора оборудования. Википедия определяет тендер, как конкурс, в условия которого происходит борьба между компаниями или организациями за заказчика в возможности предоставления продукции и оказания услуг. В российском законодательстве этот термин не определен, вместо него применяется такое понятие, как конкурс. В литературе и особенно Интернете можно найти массу информации о том как участвовать в тендерах, что для этого нужно, правила участия в тендерах, их виды и требования.

Я же хочу остановиться на проблемах анализа предложений на поставку технологического оборудования для производства печатных плат и ЭМ. В настоящее время при анализе таких предложений, в том числе, проводимых и в рамках тендеров по 223-ФЗ и 44-ФЗ, учитываются (как правило):

- инвестиционные затраты (цена оборудования);

- технические характеристики поставляемого оборудования (достаточно формально).

Конечно, говорить о готовых решениях в этом вопросе затруднительно, но очевидно, что они требуют комплексного подхода и должны затрагивать, как планирование, так и реализацию проекта.

Приступая к определению требуемых технических характеристик закупаемого оборудования необходимо в качестве исходного материала четко и полно сформулировать технические характеристики и необходимые объемы печатных плат и ЭМ, которые будут изготавливаться на этом оборудовании и реконструируемом производстве в целом. Следует проанализировать и определить требуемую производительность и номенклатуру, которые должно обеспечить проводимое переоснащение (желательно с учетом прогноза на дальнейшее развитие и возможного изменения конфигурации производства – ведь мы работаем в очень динамично развивающейся отрасли). Рассмотреть возможность поэтапного проведения переоснащения (по мере наращивания производительности, изменения номенклатуры или изменения технических характеристик выпускаемой РЭА вслед за научно-техническим прогрессом).

При оценке способности технологического оборудования выполнить требуемые технические характеристики печатных плат и ЭМ необходимо понимать, что чем ближе к краю технологического окна ( технических возможностей предлагаемого оборудования) будут реализоваться заявленные характеристики печатных плат и ЭМ, тем значительнее будут повышаться требования к профессиональной квалификации работников эксплуатирующих данное оборудование (операторов, технологов, сервисных инженеров и т. д. ), тем жестче необходимо контролировать все параметры техпроцесса, реализуемого на этом оборудовании, и тем больше вероятность уменьшения % выхода годных. Работа на краю технологического окна не рекомендуется в принципе.

Кроме того , при выборе оборудования желательно учитывать перспективу повышения технических характеристик печатных плат и ЭМ, изготавливаемых на выбранном оборудовании по мере прогнозного повышения технического уровня РЭА, где они будут использоваться.

При оценке технических характеристик оборудования следует четко разделить их на:

1) Имеющие ключевое значение (т.е. непосредственно, обеспечивающие реализацию основных технических параметров изготавливаемых на нем многослойных печатных плат и ЭМ). Не буду подробно останавливаться на этом пункте, так как тут и так все ясно.

2) Не обеспечивающие непосредственно реализацию технических характеристик, но определяющие стоимость владения комплектом оборудования - т.е. объем затрат для обеспечения функционирования производства после его запуска ( потребление энергии, занимаемая площадь, потребление и объем слива воды, требуется ли очистка воды на входе и очистка промывных вод на выходе, затраты на утилизацию рабочих растворов, расход технологических материалов и их доступность, способность оборудования работать с доступными базовыми материалами и т.п.)

Поскольку этому фактору часто не уделяется достаточно внимания рассмотрю его более подробно.

В стоимость владения входит:

  • используемое программное обеспечение (ПО) подготовки производства ( насколько полно оно позволяет оценить технологичность исходного проекта, объем необходимого для выполнения заказа количества базовых и технологических материалов, их стоимость, а также сформировать последовательность технологических операций и временной график реализации заказа);
  • стоимость и объем, требуемых для работы на выбранном оборудовании расходных материалов;
  • возможность работы с доступными базовыми материалами;
  • требуемая квалификация кадров эксплуатантов ( т.е заработная плата операторов, технологов, сервисных инженеров которые будут работать на внедряемом оборудовании и возможность минимизировать количество простоев из-за поломок). Проведение техобслуживания оборудования, поддерживающее его работоспособность, возможно и на принципах аутсорсинга при наличии у поставщика оборудования аттестованных сервисных инженеров и заключения соответствующих договоров;
  • жизненный цикл оборудования, наличие изнашиваемых частей, сложность их замены (для этого желательно изучить опыт использования аналогичного оборудования на других производственных площадках);
  • вероятность повреждения различных частей оборудования в условиях реальной эксплуатации (коррозия силовых конструкций, тонкие стенки ванн, не соответствующий эксплуатационным нагрузкам пластик, плохая сварка швов и т.п.) и стоимость их замены и ремонта;
  • занимаемая площадь, наносимый экологический вред окружающей среде.

В проекте технического переоснащения необходимо учесть требуемое инженерное обеспечение:

  • потребление электроэнергии и ее категории;
  • мощность обще-обменной вентиляции;
  • мощность местных отсосов (по видам вредностей);
  • кондиционирование по температуре , пылинкам, влажности;
  • мощность водоподготовки по различным видам очистки (фильтрация, обезжелезивание, обессоливание, деионизация или обратный осмос) ;
  • мощность очистных сооружений (с учетом местных ПДК и генерируемых техпроцессом вредных веществ) для утилизации сливов, возможность организации оборотного водоснабжения, иные варианты утилизации отходов.

3) Не имеющие значения характеристики оборудования ( т. е. никак не влияющие на реализацию основных технических характеристик изготавливаемых в конкретном проекте многослойных печатных плат и ЭМ: например не значительные отличия габаритов и веса, если к ним не предъявляются специальные требования ( слабые перекрытия или дефицит производственных площадей) – такие характеристики вообще не стоит рассматривать при анализа преимуществ и недостатков участвующего в тендере оборудования.

После систематизации по изложенным выше принципам характеристик оборудования необходимо также проанализировать, не устареет ли морально проект переоснащения в целом к моменту его запуска на полную мощность (с учетом времени, требуемого на создание общего проекта техперевооружения, проведения строительных работ; изготовления, доставки и монтажа технологического оборудования в соответствии с проектом техперевооружения ; технологического запуска комплекта оборудования и изготовления установочной партии; серийного освоения всего комплекта технологического оборудования).

Требуемые технические характеристики оборудования зависят в первую очередь от используемых ЭРЭ и требуемой коммутационной способности печатных плат (кол-ва отверстий на см2; числа слоев; кол-ва проводников между отверстиями , КП или ламелями ; мин Ǿ отверстий; основного соотношения - H\d; наличия глухих отверстий; необходимости заполнения отверстий) – необходимо согласовать все это с разработчиками печатных плат и РЭА. Обычно для эффективной реализации этого пункта разрабатывается и выпускается, согласованный всеми заинтересованными подразделениями предприятия документ - «Конструктивно технологические нормы».

При разработке последовательности технологических операций (маршрутного техпроцесса) и определения поэтапности их оснащения и освоения необходимо учитывать инновационные и уже освоенные на предприятии альтернативные технологические операции производства печатных плат и ЭМ ,такие как:

  • адгезионная подготовка под СПФ и паяльной маски (персульфатное травление, щетки, пемза, селективное травление и пр.)
  • прямое экспонирование или интегральная засветка через ФШ (если второе - то необходимо учесть инфраструктуру создания, хранения и аттестации ФШ);
  • прецизионное проявление (нужно или нет);
  • прецизионное травление ( требуемый фактор травления, равномерность травления по площади заготовки, учет неравномерности толщины нанесенной ранее меди);
  • «тентинг» или позитивный процесс используемый для формирования проводящего рисунка наружных слоев;
  • регенерация травильных растворов (имеется на предприятии или необходима поставка оборудования и освоение);
  • прямая металлизация или химмедь для металлизации отверстий;
  • инновационные процессы гальванического осаждения (импульсно реверсные источники тока, дозирование, вибрация, заполнение отверстий, фильтрация рабочих растворов, мобильные ванны для подготовки рабочих растворов, аналитика, эксплуатационное ПО);
  • адгезионная подготовка перед прессованием ( «бласт», оксидирование, металлоорганика);
  • финишные покрытия (HAL, иммерсионное золото разных поколений и другие иммерсионные покрытия, OSP и пр.)
  • прямое формирование рисунка паяльной маски и маркировки струйным принтером;
  • АОИ, ВК, ЭК печатных плат;
  • автоматизированный поверхностный монтаж;
  • АОИ, АВИ, ЭК ЭМ;
  • влагозащита ЭМ (лаки, парилен и пр)

Часто приходится сталкиваться с внесением заказчиком в тендерную документацию некорректных формулировок и надуманных, формальных ссылок на устаревшую нормативную документацию (ГОСТы, ОСТы и т.п.), ограничивающие возможность использования инновационных и широко внедренных в мировой практике технологических процессов производства печатных плат. Мне кажется, что при освоении инновационных процессов не стоит бояться их не соответствия действующим, но устаревшим нормативным документам, ссылаясь на желание реализовать импортзамещение. Никакое импортзамещение не должно ограничивать развитие производства и ухудшать качество выпускаемой продукции.

Решение этой проблемы может быть реализовано через разработку стандартов предприятия на начальном этапе, с созданием в последствии нормативных документов более высокого уровня. Это ни в коем случае не означает, что все отечественное, импортзамещаемое хуже. Конечно же, если отечественное оборудование имеет высокое качество, его надо смелее внедрять в производство. Тем более, что при не худших по сравнению с импортными аналогами характеристиками, оно, как правило, имеет более низкую стоимость.

Очень важно убедиться в наличии на фирме – поставщике технологического оборудования опыта внедрения инновационных техпроцессов и оборудования, аттестованных кадров сервисных инженеров и опытных технологов, которые могут осуществить технологический пуск комплекта оборудования, а также готовность и способность фирмой

  • поставщиком осуществить гарантийное и постгарантийное его обслуживание, поддержание работоспособности и при необходимости проведение ремонта в кротчайшие сроки; доступность корректировок ПО, загруженного в оборудование (открытые системы);

  • умение поставщиком оборудования технически грамотно и в полном объеме сформулировать требования к оснащению производственной площадки, где планируется монтаж , поставляемого оборудования.
  • Тщательная отработка перечисленных выше характеристик и особенностей может служить залогом успешной реализации техперевооружения производства РЭА на всех этапах.

    Описанные выше проблемы выбора оборудования имеют общемировой характер. Очень похожи они стали в связи с появлением на рынке оборудования большого количества китайского относительного дешевого специального технологического оборудования и расширяющейся в РФ программы импотзамещения.

    Чтобы не быть голословным приведу пример комментарии на эту тему эксперта Джо Бельмонте главного консультанта ИТМ Консалтинг (г-н Бельмонте был инженером-технологом и менеджером по технологическому процессу в электронной промышленности более 25 лет, имея опыт во всех аспектах операций по сборке электронных изделий; он хорошо известен по всей Азии как по опыту работы, так и в преподавательской деятельности) , опубликованные в феврале 2019 г. на форуме CIRCUITNET:

    - Закупка основного оборудования для производства РЭА никогда не должна быть функцией взаимодействия продавца / покупателя, это должна быть инженерная функция.

    Одним из наиболее важных факторов, которые Вы должны учитывать при покупке основного оборудования для вашего предприятия, является понимание ЗНАЧЕНИЯ этого оборудования в вашей работе, а не только ЦЕНЫ оборудования.

    Любой, кто может различить два числа, может приобрести оборудование только по цене. Для понимания ЦЕННОСТИ оборудования в течение срока его службы требуются хорошая инженерная и исследовательская работа. По моему мнению, любой, кто покупает оборудование только по цене, не выполняет свою работу и не оказывает ценную услугу для своей организации.

    Если Вы считаете, что все технологическое оборудование одинаково и Вам следует приобрести самое дешевое оборудование, то Вы ошибаетесь.

    Вы будете «жить» с вашим выбором оборудования после его приобретения каждый день, так почему же тот кто выбирает оборудование часто не может осознать в полной мере его ЦЕННОСТЬ для работы?

    Когда я работал в Motorola, я отвечал за выбор и приобретение основного оборудования для моего подразделения (Motorola Information Systems Group). Я был вовлечен в покупку оборудования на десятки миллионов долларов. Я сделал свою долю хороших решений и сделал свою долю ошибок, но я никогда не покупал оборудование только по цене.

    Учтите, что если поставщик предоставил вам все необходимое вам оборудование даже на 100% БЕСПЛАТНО, но это оборудование имело чрезмерное время простоя, это оборудование было слишком медленным и / или это оборудование производило чрезмерное количество дефектов, то это оборудование, ранее на 100% БЕСПЛАТНОЕ теперь является САМЫМ ДОРОГИМ оборудованием на вашем предприятии.

    Помните, что вы покупаете не только оборудование, вы покупаете всего поставщика этого оборудования. То, что звучит как «выгодная сделка» и значительная экономия средств для вашей компании, может быстро сгореть, если поставщик не поддерживает оборудование или не в состоянии помочь вам с проблемами поддержки технологического процесса, опциями оборудования, инновациями оборудования, поддержкой по телефону и т. д.

    Как долго ваше руководство будет удовлетворено деньгами, которые вы «сэкономили», приобретая низкокачественное оборудование, если возникает чрезмерное количество дефектов; оно не может достичь необходимой производительности; оборудование не работает и / или нет доступных сервисных и запасных частей? Стоимость оборудования на единицу произведенной продукции практически не имеет значения для большинства операций, поэтому я никогда не понимал, почему для реализации к-л операции куплено оборудование низкого качества, чтобы сэкономить относительно незначительную сумму денег.

    Сказав все это, следует признать, что, есть много хорошего оборудования и много хороших поставщиков оборудования. Лучший выбор оборудования и поставщика для вашей работы, скорее всего, не будет лучшим выбором оборудования и поставщика для такой же работы в другой ситуации.

    Потратьте время, чтобы понять, что вам нужно для оптимизации своей работы и достижения целей процесса, а затем тщательно исследуйте имеющееся оборудование, чтобы определить, какое оборудование обеспечит наилучшую ценность, исходя из целей процесса.

    Как вы можете определить по моим комментариям, выбор основного оборудования - одна из моих любимых тем. Я чувствую, что это область, которую не всегда правильно понимают и которой не уделяется достаточного внимания в нашей отрасли.

    Также много похожего в рассуждениях на тему надежности китайского специального технологического оборудования. Поэтому приведу комментарии еще одного эксперта Крис Эллис, менеджера по продажам Manncorp (Крис Эллис является менеджером по продажам / инженером Manncorp с более чем 19-летним опытом работы в отрасли сборочного оборудования для печатных плат. Крис работал инженером-технологом в течение 5 лет. До начала продаж он работал с поставщиками сборочного оборудования для печатных плат.), опубликованное там же:

    Само собой разумеется, что "минусы" покупки оборудования китайского производства должны быть компенсированы за счет работы с авторитетным поставщиком, имеющим проверенный послужной список, длинный список отзывов клиентов и сеть поддержки, способную обеспечить полный сервис и запасные части при необходимости. Это почти так же очевидно, как сказать, что «плюсом » являются низкие цены. Кроме того, разве у кого-нибудь из нас действительно есть выбор, когда дело доходит до покупки из Китая?

    Дело в том, что каждый, кто читает это, использует или продает, прямо или косвенно, товары, произведенные в Китае. Формулы для успешного производства продукта в Азии и его импорта в США и другие части мира хорошо известны и были разработаны десятилетия назад. «Сделано в Китае» может по-прежнему вызывать негативную реакцию для некоторых, но многие из нас помнят, когда «Сделано в Японии» не подразумевало высокое качество, которое оно имеет сегодня. Это просто занимает время. Большая разница между понятиями «тогда» и «сейчас» - это Интернет. Любой, кто пытается купить производственное оборудование напрямую у неизвестного китайского поставщика (или любого другого неизвестного источника) через Интернет, безусловно, подвергается огромному риску. Но не является ли первый шаг в ограничении риска применением некоего здравого смысла?

    Таким образом, вопрос должен быть не столько о том, где производится оборудование, сколько о том, у кого вы покупаете, и чувствуете ли вы себя комфортно, имея с ним дело. Вы можете получить всю информацию, необходимую для принятия решения? Какие у вас отношения с продавцом? Какой уровень доверия у вас в компании? Можете ли вы сразу же связаться с кем-нибудь по телефону, когда у вас возникнут проблемы? Если вы строго не «покупаете американца», не являются ли факторы, определяющие, имеете ли вы дело с Компанией А или Компанией Б, в каком-либо решении о покупке, обычно не зависящем от того, где произведен продукт?

    За последние 50 лет мы создали собственное оборудование в США и использовали заводы во многих странах Европы и Азии. Так случилось, что настала очередь Китая. Кто знает, кто будет следующим? Экономические и политические факторы, определяющие, где будет находиться будущий центр притяжения мирового производства, находятся вне нашего контроля. Тем не менее, наша миссия всегда была и будет состоять в том, чтобы предоставлять нашим клиентам наилучшие цены на оборудование, доступные в любой точке мира, и оказывать им все услуги, поддержку и справедливое обращение, которого они заслуживают.