„PCBWay“: norite gaminti elektroninius gaminius, bet neturite gamyklos? Taip, tai visiškai įmanoma net Lietuvoje

Ar kada nors esate bandę įsivaizduoti tas vietas, kuriose pagaminami mūsų kasdien naudojami elektronikos gaminiai? Tikriausiai esate bent jau girdėję apie tolimas šalis, kuriose tie daiktai dažniausiai gimsta – tokias kaip Kinija ar Taivanas. Ir apie gigantiškas gamyklas, kuriose visa tai vyksta. O visgi, ką reikėtų daryti, jeigu mes patys norėtume pagaminti kažką panašaus?

Be jokios abejonės, startuoti reikėtų nuo planuojamo gaminio projekto. Tikrai taip, elektronikos gaminius lietuviai projektuoti moka, ir tą daro visai neprastai. Su elektronika ir IT susijusias studijas taip pat siūlo kone kiekvienas technologinės pakraipos universitetas ar kolegija, tad įgyti reikiamų žinių yra absoliučiai realu.

Bet va, iš kur gauti gamyklą? Juk net paprasčiausią elektroninį „pakabuką“ ar kokią kitą smulkmeną norint pagaminti, paprasto lituoklio vargiai pakaks, net nekalbant apie sudėtingesnius įrenginius.

Šioje vietoje ko gero atsiras prieštaraujančių – juk Lietuvoje turime elektronikos gamyklų, ir tikrai ne vieną. Taip, tai tiesa. Tačiau vienetiniai užsakymai jų dažniausiai arba nedomina, arba kaina tam vienam ar keliems gaminiams, kaip sakoma, būna ne „studentiškai“ kišenei.

Tačiau moderni elektronikos gamyba sparčiai tobulėja, ir ne tik technologinėje srityje. Lietuvoje ko gero dar nedažnas žino, kad savo suprojektuotus skaitmeninius ar analoginius įrenginius galima sėkmingai užsakyti tiesiai iš tos pačios Kinijos.

Sakote, kad per toli? Gal skamba neįtikimai, tačiau visas gamybos procesas kai kuriais atvejais netrunka nei poros dienų. O kurjerių tarnybos šiais laikais veikia neįtikėtinai efektyviai, tad galutinis produktas jūsų duris gali pasiekti vos per kelias dienas.

Vienas žinomiausių didžiulio efektyvumo modernios gamybos pavyzdžių yra portalas „PCBWay“, minėtoje rinkoje veikiantis jau daugiau kaip dešimtmetį, ir kurio kai kuriuos technologinius ypatumus detaliau aprašysime šiame straipsnyje.

PCB prototipai ir gamyba

Be abejo, elektronikoje, kaip ir bet kurios rūšies gamyboje, daug kas priklauso nuo to, kokio sudėtingumo gaminį norima pagaminti. Pavyzdžiui, montažinės plokštės (angl. PCB – Printed Circuit Board) gali skirtis atsižvelgiant į elektrai laidžių takelių sluoksnių skaičių, planuojamą komponentų tankį, komponentų rūšis, ir panašius techninius reikalavimus.

Šie esminiai techniniai kriterijai yra nurodomi pačioje užsakymo pradžioje, internetinėje „PCBWay“ užsakymo formoje. Dalį šios formos laukelių matysite žemiau esančioje iliustracijoje. Ir tai, beje, ne pati detaliausia įmanoma pradinė gaminio prototipo specifikacija. Esant poreikiui, visus papildomus technologinius niuansus su gamyklos atstovais galima suderinti tiesiogiai elektroniniu paštu.

Taip, gaminio užsakymas yra tik „ledkalnio“ viršūnė, ir labiausiai tikėtina, kad jums net neteks pamatyti, kaip jūsų PCB plokšte bus gaminama ar kaip sudėliojami jos komponentai. Tačiau ši gamykla be problemų pagamins net 30 sluoksnių PCB plokštę su takeliais, kurių plotis yra mažesnis nei 60 mikrometrų, ko su kaupu pakanka net šiuolaikiniams asmeniniams kompiuteriams arba išmaniesiems telefonams.

Taip pat galima rinktis ne tik „klasikines“ FR-4 arba aliuminio pagrindo plokštes, bet ir aukšto dažnio elektronikai skirtas „Rogers“ PCB, lanksčias („Flexible“) ar kombinuotas („Rigid-Flex“) plokštes, ar plokštes su specialiomis cheminės sudėties ar temperatūrinio bei mechaninio atsparumo savybėmis.

Paprasčiausių plokščių pagaminimas „PCBWay“ gamykloje užtrunka vos 12 valandų. Jei nuspręsite gaminti ką nors egzotiško, gali prireikti ir mėnesio. Į „egzotiškų“ užsakovų sąrašą pateksite tuo atveju, jeigu pageidausite specifinių patikimumo rodiklių, atitikimo specializuotiems standartams, arba turėsite kitų unikalių pageidavimų.

Tačiau pačių elementariausių plokščių kaina sieks vos kelis eurus. Dėl šios priežasties panašios paslaugos yra labai populiarios elektronikos studentų tarpe. Siuntimas naudojantis kurjerių tarnybos paslaugomis kainuos bent trigubai brangiau nei „China Post“ atveju, tačiau užsakymas bus pristatytas apytiksliai 8 kartus greičiau.

Norintiems dar labiau taupyti laiką, portalas siūlo greito užsakymo galimybę. Šiuo atveju tereikia turėti „Gerber“ standarto failą, kuriame nurodoma daugelis bazinių plokštės parametrų, ir jį įkelti į „pagreitinto“ užsakymo formą. Beje, „PCBWay“ siūlo galimybę pasinaudoti ir internetiniu „Gerber“ failų peržiūros įrankiu.

Tiems, kam įdomus pats PCB elektroninių plokščių gamybos procesas ir jame naudojama įranga, labai išsamią demonstraciją pamatysite žemiau esančiame video:

PCB surinkimas

Žinoma, su tuščia PCB elektronine plokšte daug ko nenuveiksi. Tolesnis ir ne mažiau svarbus žingsnis yra pačių elektroninių komponentų patalpinimas plokštės paviršiuje ir pritvirtinimas – t.y. prilitavimas – prie komponentams skirtų kontaktinių aikštelių.

Rankomis padaryti šį darbą įmanoma, tačiau galioja daugybė papildomų sąlygų. Svarbiausi apribojimai – lituojamų objektų dydis ir lituotojo sugebėjimai. Jeigu tenka dirbti su labai mažais komponentais, jų matmenys gali būti tokie mažyčiai, kad jų negalės „įveikti“ net labiausiai patyręs specialistas.

Elektronikos gamyklose situacija yra kiek kitokia. Čia, jeigu tik įmanoma, viską surenka robotai. Žmonėms darbo lieka, tačiau jie daugiausia dirba tikrindami automatų darbo rezultatus ir pagal juos koreguodami automatinių gamybos linijų parametrus.

Robotai turi daug pranašumų. Komponentai sudėliojami ir prilituojami greitai ir tiksliai. Lygiai taip pat efektyviai atliekamos ir kitos gamybos operacijos: plokštės paruošimas, lydmetalio pastos užtepimas, lakavimas, ir t. t. Net defektų paieška moderniose gamyklose vykdoma naudojant automatines kompiuterines vaizdo atpažinimo sistemas.

Yra etapų, kuriuos vis dar sunku automatizuoti. Į tokių darbų tarpą patenka įrangos programavimas, plokščių ir komponentų kasečių sudėliojimas mašinose reikiamu eiliškumu ir atsižvelgiant į reikiamą elektrinį poliarumą, kiauryminis, t.y. išvadinių komponentų montavimas, ir panašiai. Todėl gamybos kaina yra pati mažiausia tada, kai gaminami dideli kiekiai tokių pačių gaminių. Kuo serijos dydis mažesnis, tuo santykinė kaina didesnė.

Pvz., „PCBWay“ atveju, kaina užsakant 20 ir 200 plokščių, skiriasi tris kartus. Jei užsakysite 1000 vienetų, kaina sumažės dar dvigubai. Logiška, kad jei gaminate, turite gaminti ne tik Lietuvai, bet ir visam pasauliui :) Su kainų skaičiavimu paeksperimentuoti galite ir savarankiškai, internetinėje „PCBWay“ surinkimo kainos skaičiuoklėje.

Beje, „PCBWay“ taiko nuolaidas būtent patiems mažiausiems užsakymams: jeigu gaminate 1-10 plokščių su ne daugiau kaip 59 komponentais, nesvarbu ar paviršinio montažo (SMD), ar išvadiniais (THT), surinkimo paslauga jums kainuos tik $ 30 (apie 27-28 Eur). Į tai įeina nemokama lydmetalio pastos šablono gamyba ir taip pat nemokamas siuntimas į bet kurią pasaulio šalį. Reikiamus komponentus gamintojas gali parinkti pats, arba juos gali pateikti patys klientai.

Daugiau informacijos apie komponentų surinkimą ir kokybės patikrą rasite peržiūrėję šį video:

Elektroninių schemų projektavimas – sudėtinga, ar ne?

Lieka vienas svarbus klausimas – kaip suprojektuoti pačią elektroninę plokštę?

Vienareikšmiškai galima pasakyti, kad šis viso elektroninio įrenginio projektavimo etapas yra vienas sudėtingiausių. Reikia turėti daug žinių, daug patirties, taip pat reikia nemažai nuojautos, kaip įrenginys bus naudojamas. Elektronikai projektuoti taip pat reikia turėti laiko, kurio dažnai pritrūksta. Kartais pakanka vos pusmečio, kad konkurentas rinkoje pristatytų kažką labai panašaus, ką jūs vos tik pradėjote kurti.

Laimei, modernios gamyklos teikia ir elektroninių schemų projektavimo paslaugas. „PCBWay“ atveju, gamintojas bendradarbiauja su eile partnerių, kurių kiekvienas specializuojasi siauroje srityje. Toks principas sudaro sąlygas atlikti beveik visus įmanomus elektroninių įrenginių kūrimo darbus, pradedant pačios schemos sudarymu pagal nurodytas technines sąlygas, užbaigiant korpuso projektavimu ir gamyba, programinės įrangos kūrimu, testavimu, ar net visu produkto gyvavimo ciklo (angl. lifecycle) valdymu.

Žinoma, projektavimas turi savų niuansų: reikalingas kontrakto sudarymas, reikia puikiai išmanyti nuotolinės komunikacijos niuansus, būti gerai apgalvojus savo poreikius ir galimybes. Tačiau visa tai yra įveikiama.

Rimtesnė kliūtis gali būti tai, kad projektavimas nėra pigi paslauga, tad ir šioje vietoje reikės gerai pasverti, kada elektroninį įrenginį projektuoti verta pačiam, o kada geriau yra užsakyti šią paslaugą iš kitur.

„PCBWay“ atvirojo kodo bendruomenė

„PCBWay“ teigimu, dar vienas esminis jų, kaip elektronikos gamintojo, sėkmės veiksnys yra aktyvus dalyvavimas atvirojo kodo (angl. Open Source) iniciatyvose, ir stabiliai kuriama ir remiama atvirojo kodo bendruomenė ir jos iniciatyvos.

Šios „PCBWay“ palaikomos bendruomenės svetainėje galima ne tik bendrauti su kitais elektronikos gamyba besidominčiais entuziastais. Čia rasite ir įvairių elektroninių gaminių projektų, kuriuos prireikus galėsite pritaikyti savo reikmėms, techninių rekomendacijų, ir taip pat mokomosios medžiagos.

Lankytojų forume taip pat galima užduoti savo klausimus, pasiūlyti idėjas bendradarbiavimui, ieškoti finansavimo savo sumanymams ir pačiam ieškoti galimybių prisijungti prie kitų komandų, vykdančių įdomius ir technologiškai pažangius projektus.

Būtent finansinės paramos skyrimo iniciatyvos yra išskirtinis „PCBWay“ bruožas, kadangi specialus dėmesys skiriamas pirmiausia ne pelno siekiantiems projektams, kuriems siūlomas nemokamas pirmojo PCB užsakymo įvykdymas.

Tuo tarpu sutelktinio finansavimo (angl. crowdfunding) projektams yra taikomos išskirtinės nuolaidos, pradedant nuo prototipo kūrimo stadijos, baigiant išbaigto produkto gamybos finansavimu.

Ko reikia, norint gauti paramą savo idėjoms įgyvendinti? Iš viso yra trys pagrindiniai etapai ir vienas papildomas:

1. Reikia patraukliu stiliumi aprašyti savo komandą ir projektą, pateikiant iliustracijų. Aprašymas turėtų būti kaip galima detalesnis.
2. Į užsakymo sistemą būtina įkelti suprojektuotos PCB plokštės failus, pagal kuriuos yra apskaičiuojama gamybos kaina.
3. Kai projektas praeina vertinimo etapą, skiriamas individualus nuolaidos kuponas.
4. Viešinant rėmėjo informaciją (pvz. socialiniuose tinkluose), yra galimybė gauti papildomų nuolaidų.

Šiuo metu „PCBWay“ remia daugiau kaip 800 skirtingų projektų.

Pabaigai – keletas „PCBWay“ komentarų

– Kaip jūs galite pagaminti PCB plokštes (tiek prototipą, tiek serijines versijas) už tokią mažą kainą?

Siekiame užtikrinti pasauliniu mastu lengviausią bet kokio tipo PCB plokščių gamybos procesą. Taip mažiname sąnaudas klientams, ir todėl tiesiog privalome palaikyti žemiausias įmanomas kainas. Didelis kasdienių užsakymų skaičius leidžia ženkliai sumažinti išlaidas medžiagoms ir darbui. Be to, mes nuolat tobuliname savo įrangą ir kuriame technines bei vadybos sistemas, kurios prisitaiko prie lanksčios gamybos reikalavimų, tad tampa įmanoma pagaminti labai mažus PCB kiekius, nepadidinant užsakymo įvykdymo laiko, kainos ir kokybės.

– O kas, jeigu manęs netenkina iš „PCBWay“ užsakytų gaminių kokybė?

Jeigu pristačius užsakymą aptinkate bet kokių PCB defektų, arba jeigu esate nepatenkinti mūsų produktais ar paslaugomis, iškart susisiekite su mumis adresu Service@pcbway.com. Paprastai atsiliepiame per 24 valandas. Siekiame atitikti visus jūsų poreikius, todėl defektuotus gaminius arba suremontuosime, arba pagaminsime iš naujo, arba tiesiog sugrąžinsime pinigus, o netinkamos kokybės gaminių siųsti atgal nereikės.

–Ar jūsų gaminamos PCB plokštės atitinka RoHS direktyvą?

Taip, atitinka. Tačiau mes taip pat gaminame specialios paskirties PCB plokštes, kuriose yra naudojamas švinas.

Daugiau informacijos rasite „PCBWay“ portalo dažniausiai užduodamų klausimų (DUK) skiltyje.