Pilotproduktion von Elektronik zum Mindestpreis

Hallo Habr!

Ich las einige zuvor veröffentlichte Artikel darüber, wie man einen glorreichen jungen Mann lebt, der vor der Aufgabe stand, 10-50-100 Geräte aus Widerständen und Mikroschaltungen zu löten, und war traurig, weil in allen von ihnen der Rat gegeben wurde, wenn nicht schädlich, dann nicht sehr nützlich .


Aber zum Beispiel ist der Ratschlag, den mitgelieferten Lötkolben am Griff zu halten, nützlich!

In diesem Zusammenhang möchte ich Ihnen erklären, wie Sie das Problem leicht lösen können, was typisch für einige einzelne freiberufliche Entwickler ist, die sich versammelt haben, ein kleines Elektronikentwicklungsunternehmen oder eine erfahrene Abteilung in einem größeren Unternehmen:

• müssen regelmäßig 5-10-50-100 Karten mit SMD-Komponenten machen
• so schnell wie möglich
• billig wenn möglich

Wenn Sie sich die Dienste von „Rezonit“ oder „Kompel“ (jedoch mit „Rezonit“) für die Montage schlüsselfertiger Module leisten können, ist der folgende Text im Allgemeinen nichts für Sie. In der Praxis sammeln die an Prototypen beteiligten Personen sie jedoch selbst in relativ großen Unternehmen häufig selbst - weil es ein paar Tage statt einer Woche dauert, weil Sie unterwegs immer etwas optimieren können, weil Sie nicht zwischen Vorgesetzten und Buchhalter wechseln müssen Rechnungen und Handlungen ... Im Kleinen beruht die Frage einfach auf Geld.

Darüber hinaus steht in unserer Zeit die Grundausstattung, mit der Sie solche Dinge schnell und kostengünstig erledigen können, auch einem einzelnen Amateur zur Verfügung.

Beschaffung von Bauteilen

Unternehmen, auch kleine, müssen dies wahrscheinlich nicht mitteilen, aber für diejenigen, die sich gerade erst ernsthaft mit Elektronik beschäftigen, werde ich es erwähnen.

Ein wichtiger Punkt für das Verständnis: Die Methoden zur Erfassung von Komponenten durch den Funkamateur Vasya, eine Firma mit zehn Personen und eine Firma mit ein paar tausend Personen, sind drei völlig unterschiedliche, praktisch nicht überlappende Methoden.

In dem Moment, in dem Sie eine LLC oder zumindest ein Privatunternehmer werden, öffnen sich vor Ihnen die Türen von Büros, die überhaupt nicht mit Einzelpersonen zusammenarbeiten oder im besten Fall einen anderen Zugang für sie haben und nach unterschiedlichen Regeln arbeiten. Die Preise bei reinen Einzelhandelsunternehmen (die sogar vorgeben, Großhandelsunternehmen wie Chip-and-Dip zu sein) können sich um ein Vielfaches, manchmal um das Zehnfache unterscheiden.

In der Regel sehen die meisten dieser Unternehmen nicht sehr freundlich aus. Für die Zusammenarbeit mit ihnen ist es ratsam, zwei oder drei Manager von dort zu kennen. Wenn Sie einen Online-Shop haben, registrieren Sie sich bei diesem Unternehmen und geben Sie Informationen über Ihre juristische Person an. Wenn sie jedoch das Gefühl haben, dass Sie gesund sind und später mit einer guten Bestellung kommen können, sind sie glücklich, mit Ihnen selbst befreundet zu sein.

Zum Beispiel von denen, die wir verwenden (ich zitiere unten nur regelmäßig verwendete Lieferanten, also entschuldige ich mich bei denen, die uns etwas abnehmen, aber selten):

Compel, www.compel.ru, ist der absolut größte Anbieter von Komponenten in den GUS-Ländern, verfügt über ein riesiges lokales Lager und die Möglichkeit, aus Lagern anderer großer russischer Händler und ausländischer Unternehmen zu liefern. "Terraelektronika", "DKO Elektronshchik" und "Dadzhet" sind seine Töchter für die Arbeit mit Menschen in verschiedene Richtungen. Es hat das beste Bestellsystem und die beste Logistik unter allen russischen Lieferanten - auf sds.compel.ru (nur für registrierte juristische Personen verfügbar) gibt es ein Preis- und Bestellsystem für lokale und entfernte Lager mit einem Klassifikator, Filtern nach Parametern, Datenblättern, Herunterladen von Komponenten aus einer Liste aus einer Datei, automatische Auswahl von Analoga und die Hölle in einem Mörser. Eine Kommunikation mit den Managern ist überhaupt nicht erforderlich. Die Lieferzeit von einem lokalen Lager in Moskau beträgt immer genau drei Tage, einschließlich des Tages der Bestellung und Zahlung. Für Personen mit langsamer Buchhaltung gibt es entweder eine Standardreservierung des ausgewählten Produkts für eine Woche oder eine Kreditlinie für mehrere hundert Dollar.

Gleichzeitig ist Kompel sehr demokratisch und alle Waren aus dem örtlichen Lager können in Mengen von einem Stück gekauft werden (sogar SMD-Widerstände!).



Elitan, www.elitan.ru, ist ein Aggregator von Lieferanten, von russischen (einschließlich des gleichen Kompel) bis ausländischen (Digikey usw.). Es hat ein schlecht gepflegtes Verzeichnis. Um zu suchen, müssen Sie den mehr oder weniger genauen Namen der Komponente kennen. Preise und Lieferzeiten stehen allen zur Verfügung, die tatsächliche Lieferzeit ist etwas länger, da in der angegebenen Zeit keine Waren vom Elitan-Büro an Sie gesendet werden.

MT-Systems, www.mt-system.ru ist ein jüngerer und kleinerer Distributor als Kompel, jedoch mit viel interessanteren Preisen, beispielsweise für die gesamte Reihe von Simcom-Kommunikationsmodulen, für einige Antennen usw. . Leider werden keine Preise auf der Website veröffentlicht, aber sie reagieren schnell auf Anfragen per E-Mail.

Radiotech Trade, www.rct.ru - fast alle Anschlüsse, Steckplätze und Klemmen, Gainta- und Sanhe-Gehäuse und andere Komponenten. Sie haben ein eigenes Lager in Moskau, der Standort zeigt direkt die Verfügbarkeit und die Preise an. Nicht sehr gern in Mengen zu verkaufen, die nicht das Vielfache des gesamten Pakets ausmachen. Sie sind auch über Kompel und Elitan mit einer Lieferzeit von mehreren Arbeitstagen und einem Preis erhältlich, der sich nicht wesentlich vom ursprünglichen unterscheidet.

Ekomp, e-components.ru, früher bekannt als Eltech - dort nehmen wir NDK-Quarzresonatoren (aber mit gutem und kostengünstigem Quarz auf dem russischen Markt ist es irgendwie nicht sehr gut) und manchmal verschiedene Steckverbinder. Ein Katalog mit Verfügbarkeit und Preisen ist auf der Website verfügbar.

"SMP", www.smd.ru, ist ein einzigartiger Ort, an dem Sie ein passives SMD mit nahezu jeder Stückelung ohne Registrierung und SMS kaufen können, einschließlich Einzelpersonen und auch gegen Bargeld oder ab 10 oder ab 30 Stück und zu sehr vernünftigen Preisen (höher als das von Kompel, aber diejenigen, die an Chip-and-Dip gewöhnt sind, der Preis des NSR wird Sie zwei oder drei Tage lang zum Weinen bringen). Die Preise sind nach einer schnellen Registrierung auf der Website verfügbar.

Ultran, www.ultran.ru - hier geht es um nRF52, wenn jemand wieder eine Reihe von BLE-Beacons mit Perlmuttknöpfen sowie U-blox-Kommunikationsmodule benötigt. Es gibt Preise und Verfügbarkeit auf der Website, aber ungenau - viele Zehntausende, die in einem Zustand "auf Lager" hängen, können bereits vollständig für das Projekt eines anderen reserviert werden.

Und so weiter und so fort. Zwar gibt es in Russland viele Unternehmen, die nur ein Büro mit Verkäufen haben und bereit sind, Ihnen alles, was es gibt, aus ausländischen Lagern zu holen, aber zu einem exorbitanten Preis, nicht viel weniger als echte Lieferanten von Komponenten sowie angemessene Aggregatoren, mit denen verfügbar ist nur für juristische Personen - und die um eine Größenordnung rentabler sind als typische Einzelhandelsgeschäfte wie ChiD, Volmaster oder Quartz. Gleichzeitig erfordern viele von ihnen absolut keine trostlose Korrespondenz mit Managern für jedes Niesen, aber sie haben Auftragssysteme vollständig entwickelt.

Wenn Sie angefangen haben, Elektronik zum Verkauf anzubieten und eine juristische Person oder einen einzelnen Unternehmer haben, müssen Sie sich mit diesen Unternehmen vertraut machen.

PS: Ich werde nicht speziell darüber sprechen, wie man in China kauft und wie man die Stückliste optimiert. Das erste, was im professionellen Bereich besser ist, ist, es überhaupt nicht zu tun. Wenn Sie nicht genau wissen, was Sie tun werden, ist es möglich, alle Widerstände auf der Platine auf drei Werte von 1-10-100 K zu ändern, oder es ist besser, 0,1 Prozent Yageo RT0603 so zu belassen, wie es ist Wenn Sie extra bezahlen müssen, wissen Sie es selbst besser.

Leiterplatten

Hier, um ehrlich zu sein, gibt es nichts zu sagen, wir bestellen alles bei Rezonit, bei russischen Herstellern haben sie die optimale Kombination aus Begriffen, Preis und Qualität. Eine kleine zweilagige Platte in einer Charge von 10 bis 20 Stück mit einer Produktionsdauer von 4 bis 5 Tagen kostet Sie 3 bis 4 000 Rubel pro Charge.

Im Moment habe ich dort persönlich 177 abgeschlossene Bestellungen und eine ist dabei. Die minimale Menge von dem, was wir dort bestellt haben, war 1 Stück, die maximale - einige tausend Stück.

Um die Herstellungskosten zu ermitteln, gibt es einen Taschenrechner , der sich im Wesentlichen nicht von der üblichen Form der Bestellung von Tafeln in Ihrem Konto unterscheidet - abgesehen von der Möglichkeit, Dateien hochzuladen und an das Werk zu senden.

Installation

Und hier beginnt natürlich der Spaß - es gibt Boards, Komponenten gibt es, was dann?

Das Wichtigste: Moderne Platinen werden nicht manuell mit einem Lötkolben zusammengebaut .

Auch in der Pilotproduktion. Sogar zehn Stück. Es ist einfach trostlos, lang, ineffizient und von schlechter Qualität. Manuelles Löten verstößt gegen das Hauptprinzip der Arbeitseffizienz - Monotonie. Manuelles Löten ist eine Konstante, jeder zweite Werkzeugwechsel in den Händen. Wenn es nicht Ihr Ziel ist, länger zu dauern, sollten Sie es nicht tun.

Auf modernen Motherboards besteht die überwiegende Mehrheit der Komponenten aus SMDs. Wenn Sie außerdem die am wenigsten geeigneten Montagemethoden ausprobieren, werden Sie jedes Mal weinen, wenn Sie gezwungen sind, eine THD-Komponente zu installieren.

SMD-Komponenten werden mit einer Paste verlötet - einer Mischung aus Flussmittel und Lötkugeln in Mikrometergröße (wir verwenden Multicore CR36, dies ist jedoch nicht erforderlich).

Die Paste wird auf zwei Arten streng auf die Pads der Komponenten aufgetragen:

• pneumatisch - ein Kompressor für 4-6 Atmosphären (jeder mit einem Empfänger ist geeignet, um Druckstabilität zu gewährleisten) und ein Spender wie dieser . Der Spender kostet für die Chinesen hundert Dollar und bietet eine einfache Sache: Wenn Sie das Pedal betätigen, versorgt er die Spritze mit Paste bei einem bestimmten Druck für eine bestimmte Zeit mit Luft und drückt eine bestimmte Menge Paste aus. Es ist etwas langweilig, aber Sie zahlen die durchschnittliche Gebühr für etwa fünfzehn bis zwanzig Minuten, und mit etwas Geschick können Sie sogar mit den Komponenten 0402 arbeiten. Spenderpaste wird bereits in Spritzen verkauft. Wir verwenden EFD SolderPlus (genauer gesagt, wir verwenden sie fast nie, da der Spender mindestens 364 Tage alt ist im Jahr ist es nur staubbedeckt).
• auf einer Schablone - ein Stahl- oder Kunststoffblech mit Löchern, die durch Kontaktflächen mit einer Dicke von 100 bis 125 Mikrometern herausgeschnitten wurden. Die Schablone wird auf die Platte gelegt, ein Stück Lötpaste fällt heraus und wird mit einem Spatel oder einer Plastikkarte verschmiert. Idealerweise erfordert dieser Vorgang einen tragbaren Siebdrucker, mit dem der Bildschirm vertikal angehoben und abgesenkt werden kann. In kleinem Maßstab können Sie jedoch die Platine und den Bildschirm einfach mit Klebeband auf dem Tisch befestigen. Die Verarbeitung einer einzelnen Karte dauert offensichtlich nur ein paar Minuten.

Alle Arten von Optionen mit Ausbreiten mit einem Zahnstocher, manuellem Druck von einer Spritze usw. Vergiss sofort - du hängst dich an dein erstes Brett.



Dieser Teil würde nicht so viel Spaß machen - die Schablone ist ziemlich teuer -, wenn es nicht eine wunderbare Erfindung der Menschheit gäbe: den Silhouette Curio- Schneideplotter, der zum Ausschneiden von Anwendungen für Sammelalben entwickelt wurde, aber auch gut mit „ Transparenzen “ für Projektoren zurechtkommt. Letztere haben eine Dicke von 100 Mikrometern - denkst du, es ist nur das, ein Zufall?

Der Plotter akzeptiert DXF-Dateien als Eingabe (außerdem in der kostenlosen Version der Software; die kostenpflichtige unterstützt SVG, was für Sammelalben sehr wichtig ist) und bewältigt problemlos Komponenten bis zu SOIC und 0603. Die Passivierung 0402 ist schlechter, aber immer noch akzeptabel, aber Sie müssen alle QFN entfernen trenne die Beine und mache einen kontinuierlichen Schnitt.

Dies ist natürlich keine Schablone für die Herstellung von zehntausend Geräten. Die Möglichkeit, eine Schablone herzustellen, die für die meisten einfachen Konstruktionen geeignet ist, auf Geräten für 14.000 Rubel, ohne Nasschemie und ohne nennenswerten Abfall sowie in fünfzehn bis zwanzig Minuten, ist von unschätzbarem Wert.

Nach dem Schneiden und Verteilen werden Teile platziert .

Natürlich wäre es schön, einen automatischen Spreader zu haben, aber erstens ist das Ding nicht wirklich billig, und zweitens werde ich Ihnen ein Geheimnis verraten: Bei einem Stapel von fünfzig Karten dauert das Programmieren eines Spreaders viel länger als der tatsächliche Abstand.

Daher ist die grundlegende Option die manuelle Platzierung. Die einfachste und billigste Option ist eine Vakuumpinzette wie diese , dh ein Griff mit einem Aquarienkompressor. Der Griff hat eine abnehmbare Nadel am Ende und ein Loch an der Seite. Schließen Sie das Loch mit Ihrem Finger - die Nadel zieht Teile an, lassen Sie Ihren Finger los - Luft strömt durch das Loch, das Teil fällt ab.

Im Gegensatz zu gewöhnlichen Pinzetten können Sie mit dieser Funktion Komponenten jeder Form und Oberfläche, auch direkt von Bändern, entnehmen. Im Gegensatz zu mechanischen Vakuumpinzetten mit einem Knopf und einer Gummibirne im Inneren gibt es beim Loslassen des Teils keinen Ruck. Solche Pinzetten kosten einen Cent - weniger als 1.500 Rubel von den Chinesen, und wenn gewünscht, können Sie es natürlich selbst aus einem Aquarium-Luftkompressor machen. Im Laufe der Zeit verstopfen Nadeln mit Lötpaste, werden jedoch problemlos separat gekauft, sowohl in Sätzen mit unterschiedlichen Durchmessern als auch in Packungen mit demselben Durchmesser von jeweils 10-20-50-100 Stück.

Nur die größten Komponenten, wie Prozessoren in LQFP-Paketen, bleiben mit einer gewöhnlichen Pinzette übrig.

Ein wichtiger Punkt: Im Hof ​​des 21. Jahrhunderts macht noch niemand einen Papierausdruck von CAD .

Für die manuelle Platzierung gibt es ein kleines und äußerst nützliches VisualPlace- Programm, das Gerbera, eine Liste der Komponenten und deren Koordinaten auf der Platine absorbiert - und Ihnen zeigt, wo welche Komponente sein sollte und in welcher Ausrichtung:



Darüber hinaus kann VisualPlace Komponenten nach dem Wertefeld gruppieren. Wenn Sie also eine Spule mit SI2333-Transistoren aufnehmen und eine Gruppe mit ihnen anstoßen, sehen Sie sofort alle Stellen, an denen sie sich befinden sollten.

Die Autoren haben das Dienstprogramm explizit in erster Linie für sich selbst geschrieben (und machen übrigens ein ausgezeichnetes kleines Termite- Terminal-Terminal), daher ist es einerseits nicht mit unnötigem Müll und schönen Symbolen überladen, andererseits gibt es viele Ecken und Kanten beim Verständnis von Maßeinheiten (Zoll) oder Millimeter), Bezugspunkte in Gerbera (ich empfehle, immer einen Anfang in der unteren linken Ecke der Tafel zu setzen) usw. Manchmal werden auch CAD-Features überlagert - beispielsweise speichert DipTrace auf einem System mit russischem Gebietsschema Zahlen mit dem Dezimaltrennzeichen "," und VisualPlace wartet auf "." unabhängig vom Gebietsschema.

Das Anbringen des CAD-Auspuffs an VisualPlace dauert jedoch einige Minuten, und der Nutzen kann nicht überschätzt werden. Das Dienstprogramm ist offiziell für die kommerzielle Nutzung kostenlos.

Irgendwann in diesem Moment werden Sie die Schönheit dieses Installationsansatzes spüren. Vergleiche - Lötkolben:

• ein Lötkolben in der rechten Hand, Lötkolben in der linken
• Geben Sie einen Tropfen Lötmittel auf ein Pad des Widerstands
• Lötmittel beiseite legen, Lötkolben beiseite legen
• Schütteln Sie den Widerstand aus dem Band und drehen Sie ihn um
• Nehmen Sie in der linken Hand mit einer Pinzette den Widerstand mit einer Pinzette und legen Sie ihn auf die Platine
• Nehmen Sie einen Lötkolben in die rechte Hand, ohne den Widerstand zu lösen, und greifen Sie nach dem Bereich, auf den das Lot aufgetragen wurde
• Pinzette beiseite legen, Lötmittel nehmen
• Nimm ein zweites Pad
• Wiederholen Sie dies für die restlichen 146 Komponenten

Pasta:

• Das ganze Brett mit Paste bestreichen
• Nehmen Sie eine Vakuumpinzette und ordnen Sie alle Komponenten direkt von Bändern und Paletten an
• Legen Sie das Brett in den Ofen

Oh ja. Nachdem Sie die Komponenten angeordnet haben (Sie müssen sie mit ein wenig Aufwand einsetzen, damit sie in die Paste eingeprägt werden), ist die Zeit für den Ofen gekommen .

Die Aufgabe des Ofens besteht darin, die Paste mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf 140-160 Grad (Aktivierungstemperatur und Verdampfung des Flussmittels) und dann auf 220-230 Grad (Schmelzlot) zu erhitzen, kurz zu halten und abzukühlen.

Streng genommen können Sie die Paste bei vollständig stückigen Produkten mit einem Haartrockner erhitzen. Dies ist jedoch nur für buchstäblich 5-10 Kopien geeignet und setzt die Komponenten aufgrund großer Temperaturgradienten ernsthaften Belastungen aus. Der Ofen heizt gleichmäßig und gleichmäßig.

Auch dies ist sehr erfreulich - obwohl die Chinesen recht preiswerte Öfen herstellen, können Sie einen komplett hausgemachten aus einem völlig mittellosen Elektroofen (ich empfehle dieses spezielle Modell nicht, dies ist nur eine Verbindung) oder einen Luftgrill herstellen und ihnen einen Temperaturregler hinzufügen, der selbst für Arduino ausgelegt ist und den Anforderungen standhält Profil nach und nach und nach Minuten. Die Kosten für eine solche Entscheidung in der knielangen Version betragen insgesamt weniger als 5.000 Rubel.

Eigentlich ist das alles. Nach dem Backen verbleibt es mit einem kleinen Schritt auf den Bauteilen, um die Beine auf mögliches Anhaften zu überprüfen (entgegen den Aussagen in zahlreichen Handbüchern - nein, die Lötpaste ist nicht immer perfekt auf dem Bein selbst montiert, wenn sie etwas mehr als nötig ist oder mehr als nötig verschmiert wird - Die Oberflächenspannung reicht nicht aus, um den Jumper zwischen benachbarten Beinen zu brechen. Entfernen Sie alles, was mit einem normalen Lötkolben gefunden wurde, auf Chips mit langen Beinen und kleinem Abstand, wie LQFP oder TSSOP mit einem Abstand von 0,5 mm. - Mit einem Geflecht zum Löten.

Nun, eigentlich ist das alles. Produkte werden montiert.

Zählen?

• Schneideplotter für Schablonen - 14.000 Rubel.
• transparente Folie - 500 Rubel für 50 Blatt
• ein Glas Multicore CR36 - 500-800 Rubel pro 30 g (für den regelmäßigen Gebrauch Dosen von 500 g nehmen, das sind jetzt etwa 4500 Rubel)
• Vakuumpinzette - 1500 reiben.
• Elektroofen - 3000 Rubel.
• Arduino, Relais, Thermoelement - lassen Sie es weitere 3000 Rubel sein.

Insgesamt - 22 800 Rubel für eine Reihe von Geräten und Verbrauchsmaterialien, mit denen Sie Platinen mit SMD-Komponenten um ein Vielfaches schneller montieren können als mit der manuellen Arbeit mit einem Lötkolben. Und was noch qualitativer ist: Wenn Sie am Lötkolben sofort erkennen können, dass die Platine von Hand zusammengebaut wurde (die charakteristischen Zuflüsse an den Beinen der Komponenten, mit einem deutlichen Lötmittelüberschuss über dem wirklich Notwendigen), können Sie mit minimalem Geschick auch mit einem solchen primitiven Satz Produkte herstellen Nicht professionelle Sichtweisen unterscheiden sich äußerlich nicht von seriellen.

Und das ist für den Betrag, den sich viele auch im Rahmen eines Hobbys leisten können.

Und wenn Ihre Frau auch Sammelalben mag ...