Production pilote d'électronique pour un prix minimum

Bonjour, Habr!

J'ai lu des articles publiés précédemment sur la façon de vivre un jeune homme glorieux, qui a été confronté à la tâche de souder des appareils 10-50-100 à partir de résistances et de microcircuits, et était triste, car dans chacun d'eux, les conseils ont été donnés, sinon nocifs, puis pas très utiles .


Mais, par exemple, le conseil de tenir le fer à souder inclus par la poignée est utile!

À cet égard, je veux vous dire comment résoudre facilement le problème, ce qui est typique pour quelques développeurs indépendants indépendants réunis, une petite entreprise de développement électronique ou un département expérimenté dans une grande entreprise:

• doivent régulièrement faire des cartes 5-10-50-100 avec des composants SMD
• aussi vite que possible
• pas cher si possible

Si vous pouvez vous permettre - à temps et en argent - les services de «Rezonit» ou de «Kompel» (travaillant cependant avec «Rezonit») pour assembler des modules clé en main, alors le texte ci-dessous n'est généralement pas pour vous. Cependant, dans la pratique, même dans les entreprises assez grandes, les personnes impliquées dans les prototypes les récupèrent souvent elles-mêmes - car cela prend quelques jours au lieu d'une semaine, car vous pouvez toujours modifier quelque chose en déplacement, car vous n'avez pas à courir entre les supérieurs et la comptabilité avec factures et actes ... Dans le petit, la question repose simplement sur l'argent.

De plus, à notre époque, un équipement de base qui vous permet de faire de telles choses rapidement et à moindre coût est disponible même pour un seul amateur.

Achat de composants

Les entreprises, même les petites, n’ont probablement pas besoin de le dire, mais pour celles qui commencent tout juste à se lancer sérieusement dans l’électronique, je le mentionnerai.

Un point important à comprendre: les méthodes d'acquisition des composants par le radio-amateur Vasya, une entreprise de dix personnes et une entreprise de quelques milliers de personnes sont trois méthodes complètement différentes, pratiquement sans chevauchement.

Au moment où vous devenez une LLC ou au moins un entrepreneur privé, les portes des bureaux s'ouvrent devant vous qui ne travaillent pas du tout avec des individus ou, dans le meilleur des cas, ont une entrée différente pour eux, travaillant selon des règles différentes. Les prix avec des entreprises purement commerciales (même en faisant semblant d'être des entreprises de gros, comme Chip-and-dip) peuvent différer plusieurs fois, parfois dix fois.

En règle générale, la plupart de ces entreprises ne sont pas très sympathiques en apparence, et pour travailler avec elles, il est conseillé d'en connaître deux ou trois gestionnaires, et si vous avez une boutique en ligne, inscrivez-vous auprès d'elle en fournissant des informations sur votre entité juridique. Cependant, s'ils estiment que vous êtes sain d'esprit et peuvent venir plus tard avec une bonne commande, ils seront heureux d'être eux-mêmes amis avec vous.

Par exemple, parmi ceux que nous utilisons (je ne cite ci-dessous que des fournisseurs régulièrement utilisés, je m'excuse donc pour ceux qui nous prennent quelque chose, mais rarement):

Compel, www.compel.ru, est absolument le plus grand fournisseur de composants dans les pays de la CEI, possède un immense entrepôt local et la capacité de livrer à partir des entrepôts d'autres grands distributeurs russes et de sociétés étrangères. «Terraelektronika», «DKO Elektronshchik» et «Dadzhet» sont ses filles pour travailler avec des individus dans des directions différentes. Il a le meilleur système de commande et la meilleure logistique parmi tous les fournisseurs russes - sur sds.compel.ru (disponible uniquement pour les entités juridiques enregistrées), il existe un système de prix et de commande pour les entrepôts locaux et distants avec un classificateur, des filtres par paramètres, des fiches techniques, le téléchargement de composants à partir d'une liste à partir d'un fichier, sélection automatique des analogues et de l'enfer dans un mortier. La communication avec les gestionnaires n'est pas du tout nécessaire, le délai de livraison depuis un entrepôt local à Moscou est toujours exactement de trois jours, y compris le jour de la commande et du paiement, pour les personnes ayant une comptabilité lente, il y a soit une réservation par défaut du produit sélectionné pour une semaine ou une ligne de crédit pour plusieurs centaines de dollars.

Dans le même temps, Kompel est très démocratique et toutes les marchandises de l'entrepôt local peuvent être achetées en quantités d'une seule pièce (même les résistances CMS!).



Elitan, www.elitan.ru, est un agrégateur de fournisseurs, du russe (y compris le même Kompel) à l'étranger (Digikey, etc.). Il a un répertoire mal entretenu, donc pour effectuer une recherche, vous devez connaître le nom plus ou moins exact du composant. Les prix et les délais de livraison sont accessibles à tous, le délai de livraison réel est légèrement plus long, car l'indiqué n'inclut pas l'envoi de marchandises du bureau Elitan à vous.

MT-Systems, www.mt-system.ru est un distributeur plus jeune et plus petit que Kompel, mais avec des prix beaucoup plus intéressants, par exemple, pour toute la gamme de modules de communication Simcom, pour certaines antennes, etc. . Malheureusement, il ne publie pas de prix sur le site, mais ils répondent rapidement aux demandes par mail.

Radiotech Trade, www.rct.ru - presque tous les connecteurs, emplacements et bornes, boîtiers Gainta et Sanhe et autres composants. Ils ont leur propre entrepôt à Moscou, le site indique directement la disponibilité et les prix. Pas très friands de vendre en quantités non multiples de l'ensemble du paquet. Ils sont également disponibles via Kompel et Elitan avec un délai de livraison de plusieurs jours ouvrables et un prix qui ne diffère pas beaucoup du natif.

Ekomp, e-components.ru, anciennement connu sous le nom d'Eltech - là, nous prenons des résonateurs à quartz NDK (mais avec du quartz bon et peu coûteux sur le marché russe, il est en quelque sorte pas très bon), et parfois divers connecteurs. Un catalogue avec disponibilités et tarifs est disponible sur le site.

«SMP», www.smd.ru est un endroit unique où vous pouvez acheter un passif SMD de presque n'importe quelle dénomination sans inscription et SMS, c'est-à-dire, y compris les particuliers et aussi pour de l'argent, ou à partir de 10, ou à partir de 30 pièces et à des prix très raisonnables (supérieur à celui de Kompel, mais ceux qui ont l'habitude du Chip-and-dip, le prix du NSR vous fera pleurer pendant deux ou trois jours). Les prix sont disponibles sur le site après inscription rapide.

Ultran, www.ultran.ru - c'est parti pour nRF52, quand quelqu'un a encore besoin d'un lot de balises BLE avec boutons en nacre, ainsi que de modules de communication U-blox. Il y a des prix et des disponibilités sur le site, mais inexacts - un lot de dizaines de milliers suspendu dans un état "en stock" peut déjà être entièrement réservé pour le projet de quelqu'un d'autre.

Et ainsi de suite et ainsi de suite. Bien qu'en Russie, il existe de nombreuses entreprises qui n'ont rien d'autre qu'un bureau de vente et sont prêtes à vous faire transporter tout ce qui s'y trouve depuis des entrepôts étrangers, mais à un prix exorbitant, pas beaucoup moins que de vrais fournisseurs de composants, ainsi que des agrégateurs adéquats, avec lesquels travailler est disponible uniquement aux personnes morales - et qui sont un ordre de grandeur plus rentable que les magasins de détail typiques tels que ChiD, Volmaster ou Quartz. Dans le même temps, beaucoup d'entre eux n'ont absolument pas besoin d'une correspondance morne avec les managers pour chaque éternuement, mais ils ont complètement développé des systèmes de commande.

Si vous avez commencé à vous lancer dans l'électronique à vendre et que vous avez une entité juridique ou un entrepreneur individuel, vous devez vous familiariser avec ces entreprises.

PS: Je ne parlerai pas spécifiquement de la façon d'acheter en Chine, ni de la façon d'optimiser la BoM. La première chose dans le domaine professionnel est préférable de ne pas le faire du tout, si vous ne savez pas exactement à quoi vous allez, est-il possible de changer toutes les résistances sur la carte en trois valeurs 1-10-100K, ou est-il préférable de laisser 0,1% de Yageo RT0603 tel quel, même si vous devez payer un supplément, vous le savez mieux vous-même.

Cartes de circuits imprimés

Ici, pour être honnête, il n'y a rien à dire, nous commandons tout à Rezonit, aux fabricants russes ils ont la combinaison optimale de termes, prix et qualité. Un petit panneau à deux couches dans un lot de 10-20 pièces avec une période de production de 4-5 jours vous coûtera 3-4 mille roubles par lot.

En ce moment, j'ai personnellement 177 commandes terminées là-bas et une est en cours. Le lot minimum de ce que nous avons commandé était de 1 pièce, le maximum - quelques milliers de pièces.

Pour évaluer le coût de fabrication, il y a une calculatrice , essentiellement différente de la forme habituelle de commande des tableaux dans votre compte - enfin, sauf pour la possibilité de télécharger des fichiers et de les envoyer à l'usine.

L'installation

Et ici, bien sûr, le plaisir commence - il y a des cartes, des composants sont là, alors quoi?

Le point principal: les panneaux modernes ne sont pas assemblés manuellement avec un fer à souder .

Même en production pilote. Même dix pièces. Il est tout simplement morne, long, inefficace et de mauvaise qualité. Le soudage manuel viole le principe principal de l'efficacité du travail - la monotonie. Le soudage manuel est un changement constant d'outils à chaque seconde entre les mains. Si prendre plus de temps n'est pas votre objectif, vous ne devriez pas.

Sur les cartes mères modernes, la grande majorité des composants sont des CMS, et de plus, lorsque vous essayez les méthodes d'assemblage les moins décentes, vous pleurerez à chaque fois que vous êtes obligé d'installer un composant THD.

Les composants SMD sont soudés avec une pâte - un mélange de billes de soudure de taille flux et micron (nous utilisons Multicore CR36, mais ce n'est pas nécessaire).

La pâte est appliquée strictement sur les coussinets des composants de deux manières:

• pneumatique - un compresseur pour 4-6 atmosphères (toute personne avec un récepteur est capable d'assurer la stabilité de la pression) et un distributeur comme celui-ci . Le distributeur coûte cent dollars pour les Chinois et fournit une chose simple - lorsque vous appuyez sur la pédale, il fournit de l'air à la seringue avec de la pâte à une pression donnée pendant une durée spécifiée, en pressant une quantité donnée de pâte. C'est un peu morne, mais vous paierez le prix moyen pendant environ quinze à vingt minutes, et avec une certaine habileté, vous pouvez même travailler avec les composants 0402. La pâte du distributeur est déjà vendue en seringues, nous utilisons EFD SolderPlus (plus précisément, nous ne l'utilisons presque jamais, car le distributeur a au moins 364 jours) dans l'année, il est juste couvert de poussière).
• sur un pochoir - une feuille d'acier ou de plastique avec des trous découpés par des tampons de contact, 100-125 microns d'épaisseur. Le pochoir est placé sur le dessus de la planche, une claque de pâte à souder tombe dessus et est enduite d'une spatule ou simplement d'une carte en plastique. Idéalement, ce processus nécessite une imprimante d'écran portative qui permet de soulever et d'abaisser l'écran verticalement, mais à petite échelle, vous pouvez simplement fixer le tableau et l'écran avec du ruban adhésif sur la table. Le traitement d'une seule carte ne prend évidemment que quelques minutes.

Toutes sortes d'options avec épandage avec un cure-dent, pression manuelle à partir d'une seringue, etc. oubliez tout de suite - vous vous accrochez à votre première planche.



Cette partie ne serait pas aussi amusante - le pochoir est assez cher - s'il n'y avait pas une merveilleuse invention de l'humanité: le traceur de découpe Silhouette Curio , conçu pour découper les applications pour les albums, mais aussi bien avec les " transparents " pour les projecteurs. Ces derniers ont une épaisseur de 100 microns - pensez-vous que c'est juste cela, une coïncidence?

Le traceur accepte les fichiers DXF en entrée (et dans la version gratuite du logiciel; celui payant ajoute la prise en charge de SVG, qui est très nécessaire pour les albums) et gère sans problème les composants jusqu'à SOIC et 0603. La passivation 0402 est pire, mais toujours acceptable, mais vous devez supprimer tout QFN séparer les jambes et faire une coupe continue.

Bien sûr, ce n'est pas un gabarit pour la production de dix mille appareils. Mais la possibilité de faire un pochoir qui convient tout à fait à la plupart des constructions simples, sur du matériel pour 14 mille roubles, sans chimie humide et aucun gaspillage important, ainsi qu'en quinze à vingt minutes, n'a pas de prix.

Après découpe et étalement, les pièces sont placées .

Bien sûr, ce serait bien d'avoir un épandeur automatique, mais, premièrement, la chose n'est pas vraiment bon marché, et deuxièmement, je vais vous dire un secret, sur un lot de cinquante cartes, la programmation d'un épandeur vous prendra beaucoup plus de temps que l'espacement réel.

Par conséquent, l'option de base est le placement manuel. L'option la plus simple et la moins chère est une pince à vide comme celle-ci , c'est-à-dire en fait une poignée avec un compresseur d'aquarium. La poignée a une aiguille amovible à l'extrémité et un trou sur le côté, fermez le trou avec votre doigt - l'aiguille attire les pièces, relâchez votre doigt - l'air passe par le trou, la pièce tombe.

Contrairement aux pincettes ordinaires, cette chose vous permet de prendre des composants de toute forme et de toute surface, y compris directement à partir de bandes, et contrairement aux pincettes mécaniques à vide avec un bouton et une ampoule en caoutchouc à l'intérieur, elle ne donne pas de secousse lors du relâchement de la pièce. De telles pincettes coûtent un sou - moins de 1500 roubles chinois, et si vous le souhaitez, vous pouvez le fabriquer vous-même naturellement à partir d'un compresseur d'air d'aquarium. Au fil du temps, les aiguilles se bouchent avec de la pâte à souder, mais sans problème, elles sont achetées séparément, à la fois dans des ensembles de diamètres différents et dans des emballages de même diamètre de 10-20-50-100 pièces chacun.

Seuls les plus gros composants, comme les processeurs dans les packages LQFP, resteront avec des pincettes ordinaires.

Un point important: dans la cour du 21ème siècle, personne ne fait déjà une impression papier de CAD .

Pour le placement manuel, il existe un petit programme VisualPlace extrêmement utile qui absorbe les gerberas, une liste des composants et leurs coordonnées sur la carte - et vous montre où ce composant doit être, ainsi que dans quelle orientation:



De plus, VisualPlace peut regrouper les composants en fonction du champ de valeur, donc en prenant une bobine de transistors SI2333 et en poussant un groupe avec eux, vous verrez immédiatement tous les endroits où ils devraient être.

Les auteurs ont écrit l'utilitaire explicitement principalement pour eux-mêmes (et, en passant, ils font un excellent petit terminal terminal Termite ), par conséquent, d'une part, il n'est pas surchargé de corbeille inutile et de belles icônes, d'autre part, il y a beaucoup d'astuces dans la compréhension des unités de mesure (pouces ou millimètres), les points de référence dans les gerberas (je recommande de toujours mettre un début dans le coin inférieur gauche de la planche), etc. Parfois, des fonctionnalités de CAO y sont également superposées - par exemple, DipTrace sur un système avec des paramètres régionaux russes enregistre les nombres avec le séparateur décimal «,» et VisualPlace attend «.» indépendamment des paramètres régionaux.

Cependant, l'ajustement de l'échappement CAD à VisualPlace prend plusieurs minutes sur la force, et l'utilitaire ne peut pas être surestimé. L'utilitaire est officiellement gratuit pour un usage commercial.

Quelque part autour de ce moment, vous ressentirez la beauté de cette approche de l'installation. Comparer - fer à souder:

• un fer à souder dans la main droite, une soudure dans la gauche
• mettre une goutte de soudure sur un plot de la résistance
• mettre de côté la soudure, mettre de côté le fer à souder
• secouez la résistance de la bande, retournez-la
• dans la main gauche avec des pincettes, prendre la résistance avec des pincettes, mettre sur la carte
• sans relâcher la résistance, prenez un fer à souder dans votre main droite, saisissez la zone sur laquelle la soudure a été appliquée
• mettre de côté la pince à épiler, prendre la soudure
• prenez un deuxième tampon
• répéter pour les 146 composants restants

Pâtes:

• étendre la planche entière avec de la pâte
• prendre des pincettes à vide, organiser tous les composants directement à partir de bandes et de palettes
• mettre la planche dans le poêle

Oh ouais Après avoir arrangé les composants (vous devez les mettre avec un petit effort pour qu'ils soient imprimés dans la pâte), l' heure du poêle arrive .

La tâche du poêle est de chauffer la pâte avec une vitesse donnée à 140-160 degrés (température d'activation et d'évaporation du flux), puis à 220-230 (faire fondre la soudure), maintenir brièvement et refroidir.

À proprement parler, sur des produits entièrement à la pièce, vous pouvez chauffer la pâte avec un sèche-cheveux, mais cela ne convient que pour 5 à 10 copies, et met également les composants sous une pression sérieuse en raison de grands gradients de température. Le poêle chauffe uniformément et en douceur.

Encore une fois, ce qui est très agréable - bien que les Chinois fabriquent des poêles assez bon marché, vous pouvez faire un four entièrement fait maison à partir d'un four électrique complètement sans le sou (je ne recommande pas ce modèle particulier, ce n'est qu'un lien) ou d'un gril à air, en y ajoutant un contrôleur de température fait même pour Arduino qui peut résister aux exigences profil par degrés et par minutes. Le coût d'une telle décision dans la version mi-longue sera inférieur à 5 000 roubles pour tout au total.

En fait, c'est tout. Après la cuisson, elle reste sur les composants avec un petit pas pour vérifier les éventuels accrocs (contrairement aux affirmations de nombreux manuels - non, la pâte à souder n'est pas toujours parfaitement assemblée sur la jambe elle-même si elle est un peu plus que nécessaire, ou elle est maculée plus que nécessaire - la tension superficielle ne suffit pas à casser le cavalier entre les jambes adjacentes), retirez tout ce qui se trouve avec un fer à souder ordinaire, sur des puces à jambes longues et à petit pas, telles que LQFP ou TSSOP avec un pas de 0,5 mm, - avec une tresse pour la soudure.

Eh bien, en fait, c'est tout. Les produits sont montés.

Comte?

• traceur de découpe pour pochoirs - 14 000 roubles.
• film transparent - 500 roubles pour 50 feuilles
• un pot de Multicore CR36 - 500-800 roubles par 30 g (pour une utilisation régulière, prenez des boîtes de 500 g, cela fait environ 4500 roubles maintenant)
• pincettes à vide - 1500 rub.
• four électrique - 3000 roubles.
• Arduino, relais, thermocouple - que ce soit encore 3000 roubles.

Total - 22 800 roubles pour un ensemble d'équipements et de consommables, ce qui vous permettra de monter des cartes avec des composants SMD plusieurs fois plus rapidement qu'un travail purement manuel avec un fer à souder. Et de plus, c'est encore plus qualitativement: si vous pouvez immédiatement voir à partir du fer à souder que la planche a été assemblée à la main (les afflux caractéristiques sur les jambes des composants, avec un excès de soudure clair au-delà du vraiment nécessaire), puis avec une dextérité minimale, même un ensemble aussi primitif vous permet de fabriquer des produits les points de vue non professionnels ne diffèrent pas extérieurement de ceux en série.

Et c'est pour le montant que beaucoup peuvent se permettre même dans le cadre d'un passe-temps.

Et si votre femme aime aussi les albums de coupures ...