Wpływ kompleksowej usługi i montażu kontraktowego

Rys. 5. Histogram obrazujący strukturę produkcji płytek drukowanych w Polsce w podziale na 4 typy PCB i ich udział procentowy w obrotach. Przykładowo: 56% firm nie wytwarza obwodów powyżej 4 warstw, a 44% nie produkuje także płytek 4-warstwowych

Ostatnie 5-8 lat to okres, kiedy w naszym kraju szybko na popularności zyskiwały usługi montażu kontraktowego i szybko rosła liczba firm zajmujących się taką tematyką. Wiele firm kontraktowych, które początkowo zajmowały się tylko montażem pakietów, z czasem rozszerzyło portfolio dostępnych dla klientów usług także o wykonanie płytek drukowanych, o obudowy oraz zakup elementów, a nawet inżynierskie usługi projektowania.

W taką kompleksową usługę, już typu EMS (Electronic Manufacturing Services), inwestuje powoli większość firm kontraktowych. To samo dotyczy producentów płytek, którzy rozwijają biznes w tę samą stronę. Niewątpliwie usługi outsourcingowe korzystnie kształtują popyt na płytki drukowane. O ile producenci płytek w drodze do kompleksowości usług najczęściej kupują maszyny do montażu, tworząc drugi filar biznesu, o tyle "montażyści" raczej zamawiają płytki w imieniu klienta i wyspecjalizowanych producentów i nie inwestują w linie produkcyjne.

Tak jest z pewnością taniej i taka swoboda daje możliwość elastycznego korzystania z oferty producentów krajowych i zagranicznych. Nierzadko preferuje to dostawców zagranicznych i płytki importowane, gdyż najważniejszym zagadnieniem branży kontraktowej jest jakość produkcji. Outsourcing w montażu jest postrzegany też jak o możliwość technologicznego skoku do przodu, w drobne i mocno upakowane elementy, a więc i nierzadko płytki wielowarstwowe.

Rys. 6. Czynniki techniczno-handlowe o największym znaczeniu przy wybieraniu dostawcy płytek. Procenty nie sumują się do 100%, gdyż można było wybierać kilka odpowiedzi

Trend ten wzmacnia przekonanie, że branża kontraktowa nierzadko sięga po płytki importowane. Tak samo jak globalizują się usługi EMS, tak samo dzieje się dzisiaj z obwodami drukowanymi. Internet plus sprawnie działające usługi kurierskie tworzą dzisiaj dwa niezbędne atuty do tego, aby producenci płytek byli w stanie zbierać zamówienia i wysyłać obwody za granicę.

Przy małych i średnich seriach produkcyjnych charakterystycznych dla produkcji w Polsce, przy coraz większym udziale w rynku pośredników handlujących płytkami z Chin, opisane zjawiska można uznać za czynniki silnie zaostrzające konkurencję. Wydaje się, że branża PCB w Polsce odczuwa dość mocno opisane zagrożenie, gdyż w komentarzach postulowano nawet "objęcie ochroną celną produkcji płytek w kraju przed wyniszczającym wpływem importu z ChRL".

Materiały i czynniki biznesowe

Rys. 7. Zestawienie zbiorcze pozytywnych i negatywnych trendów związanych z krajowym rynkiem obwodów drukowanych

Produkcja płytek drukowanych jest wysoce kapitałochłonna, co przy zmiennym i wahającym się popycie powoduje, że producenci często tracą płynność w przypadku opóźnień płatniczych ze strony odbiorców. Dzieje się tak też dlatego, że materiały są dość drogie i ich ceny stale rosną. Zmienny popyt przy drogich materiałach i mediach, konieczność spłacania kredytów za urządzenia powodują, że utrzymanie rentownej produkcji płytek staje się coraz trudniejsze.

Materiały do produkcji obwodów drukowanych też stale drożeją, trochę odpowiadają za to wahania cen walut i wzrost cen surowców, jakie obserwowaliśmy w 2010 roku, ale liczy się również gwałtowny wzrost popytu po słabym roku 2009, który zderzył się z ograniczoną podażą na wyhamowanym rynku. W kraju brakuje też firmom dużych zamówień, takich które pozwalają złapać oddech w biznesie.

Nowości technologiczne

Rys. 8. Zestawienie wzrostów i spadków obrotów zanotowanych w latach 2007-2009 dla krajowych dostawców obwodów drukowanych

Przebojem ostatnich lat są płytki drukowane przeznaczone do budowy oświetlenia diodowego. Wykonuje je się na bazie specjalnego laminatu zawierającego gruby rdzeń z aluminium, na który naklejona została cienka warstwa epoksydowa zawierająca ścieżki drukowane. Taka hybrydowa konstrukcja pozwala na automatyczne montowanie podzespołów SMD oraz samych diod-emiterów i jednocześnie zapewnia sprawne odprowadzanie ciepła.

Płytki z rdzeniem metalowym pojawiają się w ofertach większości firm produkujących obwody drukowane, a ich względnie duża dostępność powoduje, że coraz chętniej są aplikowane także w in-nych urządzeniach profesjonalnych. Od wielu lat płytki drukowane nie tylko są elementem zapewniającym połączenie elektryczne w układach elektronicznych, ale także spełniają rolę mechanicznej bazy konstrukcyjnej dla całości konstrukcji i moduły oświetleniowe są tutaj doskonałym przykładem trwałości tego trendu.

Mniej popularne, ale z pewnością uważane za technologiczny wyczyn, są otwory drążone laserowo, pozwalające wykonywać przelotki o średnicy około 50μm, w tym także ślepe przelotki międzywarstwowe. Jak na razie sprzęt do takich operacji ma tylko Instytut Tele- i Radiotechniczny, który prowadzi prace naukowe związane z obwodami drukowanymi, ale nie jest wykluczone, że z czasem, gdy wzrośnie zainteresowanie rynku na laserowym drążeniem mikrootworów, pojawią się w kraju kolejne takie urządzenia.

Podobnie było z wycinanymi laserem szablonami do nakładania pasty lutowniczej. Szczyt dostępnej technologii PCB określają dzisiaj obwody 24-warstwowe z gęsto upakowanymi ścieżkami (finepitch). Nie są one z pewnością tanie ani też ich popularność nie wykracza poza aplikacje profesjonalne, ale niewątpliwie pokazuje kierunek rozwoju rynku. Mimo że możliwości, jakie oferują konstruktorom takie płytki, wydają się być dzisiaj mocno na wyrost, nie należy liczyć, że rynek krajowy nie będzie po nie sięgał i zawsze zadowalał się dwoma stronami z metalizacją.

Zmiany wymuszą producenci podzespołów, gdyż patrząc na nowe obudowy, w jakich wykonywane są półprzewodniki, trudno oprzeć sie wrażeniu, że świat idzie szybkim krokiem w stronę obudów bezwyprowadzeniowych, takich gdzie kontakty elektryczne między płytką drukowaną tworzone są przez pola lutownicze na dolnej ściance elementów. Nieustannie maleją też rozmiary podzespołów pasywnych, których rozmiary coraz rzadziej przekraczają wielkość łepka od szpilki. Z czasem należy oczekiwać, że produkty w klasycznych obudowach będą trudniej dostępne lub droższe i tym samym tutaj należy upatrywać głównej siły zmian.

Projektowanie i prototypowanie

Rys. 9. Ocena, jaki okazał się dla biznesu PCB 2010 rok

Coraz więcej zakładów produkujących płytki drukowane oraz firm kontraktowych oferuje klientom projektowanie płytek drukowanych. Firmy przekonują, że specjaliści znający szczegóły technologiczne procesów PCB oraz ograniczenia i możliwości automatów układających elementy na laminacie są w stanie wykonać lepszy projekt w porównaniu z osobą, która nie ma takiej wiedzy. Z pewnością potwierdzenie takiej tezy można znaleźć w wielu sytuacjach, po stronie technicznej oraz biznesowej.

Wystarczy zauważyć, że obwód drukowany nie jest dzisiaj zwykłym połączeniem nóżek elementów, ale także musi spełniać wiele czynników związanych z odprowadzaniem ciepła, ma pomagać w zapewnieniu kompatybilności elektromagnetycznej, integralności sygnałów, możliwości łatwego serwisowania, rozbudowy odporności na narażenia mechaniczne i drgania oraz wielu innych podobnych czynników. Im bardziej złożona płytka, tym oczywiście znaczenie dobrego projektu większe.

Skoro na rynku było zapotrzebowanie na usługi dostosowywania gotowych projektów płytek do ograniczeń technologicznych producentów, jest to znak, że zlecanie projektowania producentom ma sens. Kolejnym krokiem po wykonaniu projektu PCB zawsze jest prototyp i usługa szybkiego wykonywania wstępnych płytek. Od kilku lat widać, że część producentów postawiła na takie usługi pozwalające wykonać obwód w ciągu doby. Na stronach internetowych pojawiają się kalkulatory wyliczające koszty zleceń oraz pozwalające zamówić prototypy - z pewnością jest to znak nadchodzących zmian.

Tabela 2. Przegląd ofert krajowych producentów i importerów płytek drukowanych

Potrzebę widać też w prasie zagranicznej, gdzie stale reklamują się firmy wyspecjalizowane się w szybkim prototypowaniu w ciągu paru godzin. Warto zauważyć, że spora część firm produkujących obwody drukowane Internetu jeszcze nie odkryła. Witryny internetowe były ostatnio aktualizowane 3-4 lata temu, co potwierdza wcześniejsze tezy, że branża boryka się z wieloma problemami i nie ma nawet czasu na właściwą prezentację swojej oferty.

Rys. 10. Aktualny popyt na płytki drukowane

Nowości w produkcji płytek drukowanych, zarówno w zakresie usług producentów, jak i rozwiązań technologicznych, można wymienić z pewnością kilkanaście, ale ich znaczenie bywa różne. Oferta technologiczna producentów płytek zawsze odzwierciedla faktyczne zapotrzebowanie rynku i pomijając badania naukowe, nie zdarza się, aby producent inwestował w urządzenia i technologię, w przypadku braku portfela zamówień.

Oferty hand-lowe i technologiczne zmieniają się pod wpływem klientów, którzy wyrażając swoje opinie, kształtują kierunek zmian. Na rysunku 2 pokazane zostało zestawienie tworzące ranking takich potrzeb. Dominują w nim aspekty praktyczne, a więc szybkie prototypowanie i szeroko rozumiana jakość produkcji. W zakresie technologii liczące się potrzeby rynku dotyczą dostępności płytek wielowarstwowych z silnie upakowanymi ścieżkami, a więc w sumie tego realnego minimum pozwalającego na rozwój i dotrzymywanie tempa światowej elektronice.