Urządzenia technologiczne do produkcji elektroniki - są odpowiedzialne za jakość procesów

Od paru lat słychać nawoływania do tego, aby nasza gospodarka była bardziej innowacyjna, bo dalsze konkurowanie w oparciu o niższe koszty pracy w naszym rejonie już się wyczerpuje. Bezsprzecznie duża część innowacyjności wiedzie przez elektronizację, dlatego wzrost potencjału produkcyjnego i świadomości technicznej kupujących tworzy niezbędne fundamenty dla jej rozwoju.

Firmy skupione w naszej branży inwestują posiadane kapitały i przykładają dużą wagę do rozwoju posiadanej technologii produkcji w stronę jej większego zaawansowania, powtarzalności, dokładności i precyzji, a także do minimalizacji braków i problemów technicznych powstających przy produkcji. Do takich celów niezbędny jest odpowiedni sprzęt i łatwo można dostrzec, że inwestycje w park maszynowy do produkcji tworzą punkt wyjścia do tego, aby elektronikę traktować poważnie.

ELASTYCZNOŚĆ I SPECJALIZACJA

W zakresie sprzętu technologicznego na rynku pojawia się dużo nowości i patrząc na nie z perspektywy, widzimy, że wiele z nich da się przypisać do nurtu związanego z pogłębiającą się specjalizacją produkcji lub coraz większą elastycznością działania maszyn. Specjalizacja dotyczy zwykle sprzętu ukierunkowanego na nowe obszary rozwojowe elektroniki, czego przykładem może być oświetlenie LED, które wymusiło powstanie urządzeń operujących na bardzo długich płytkach.

Z kolei elastyczność to trend, który odpowiada na potrzeby małych firm lub producentów działających na niszowych rynkach. U nich produkcja jest mało- i średnioseryjna, taka, w której trzeba często zmieniać to, co jest wytwarzane, a wydajność ma małe znaczenie. Dla takich odbiorców proponuje się dzisiaj "kombajny" potrafiące nakładać pastę i układać elementy, montujące podzespoły SMD i THT itp.

Struktura sprzedaży urządzeń technologicznych
 
Obroty połowy dostawców urządzeń technologicznych do produkcji elektroniki wahają się między 0,5 a 5 mln zł, co czwarta firma ma je na jeszcze mniejszym poziomie - do 0,5 mln, a tylko co 10. przekracza 25 mln zł rocznie. Duży procent dostawców o średnich obrotach (niebieskie pole) jest zrozumiały, bowiem tytułowe produkty sprzedają nie tylko specjalizowani dostawcy o kompleksowej ofercie, ale też mniejsze firmy, dla których sprzęt ten jest dodatkiem, a także firmy handlowe o ogólnym profilu. W praktyce pola zielone i żółte są nieco większe, niż pokazano na rysunku, gdyż nie wszyscy podali nam w ankietach informacje na temat swojej sprzedaży. Z uwagi na to dane te należy traktować jako przybliżone.

W obszarze nowości operacji technologicznych w produkcji coraz częściej wymienia się mycie płyt z weryfikacją czystości jonowej oraz kompleksową kontrolę procesu (SPI, AOI, X-Ray), lakierowanie płytek, w tym także ich selektywne pokrywanie i zabezpieczanie.

Coraz większe zainteresowanie widoczne jest w zakresie montażu elementów na podłożach metalowych (laminaty z rdzeniem metalowym dla oświetlenia LED) i podłożach giętkich (flex). To samo dotyczy montażu 3D, a więc takiego, gdzie podłoże nie jest płaskie. W porównaniu do lakierowania, które jest już w branży znane i stosowane, kolejną nowością wchodzącą na rynek jest plazma, a więc technologia czyszczenia i pokrywania płytek.

CELEM JEST ZAPEWNIĆ JAKOŚĆ

Zainteresowanie poprawą jakości produkcji jest dzisiaj powszechne i staje się nadrzędnym celem wielu działań inwestycyjnych. W praktyce chodzi o dopracowanie w szczegółach procesu produkcyjnego pod kątem powtarzalności, stabilności oraz o możliwie stuprocentową eliminację braków.

Im bardziej zaawansowana elektronika, mniejsze komponenty, bardziej upakowane ścieżki na płytce, tym zapewnienie jakości staje się trudniejsze, bo proces zaczyna się ocierać o możliwości technologiczne maszyn i parametry graniczne materiałów. W efekcie konieczne stają się inwestycje w bardziej zaawansowany sprzęt lub jest niezbędna rozbudowa o kolejną linię technologiczną lub jakiś element z nią związany.

Walka o zapewnienie wysokiej jakości często sprowadza się do rozbudowy możliwości kontrolnych procesu, a więc o skanery AOI dla połączeń i pasty, w wersji zaawansowanej także trójwymiarowe. To także X-Ray i odpowiednie testowanie oraz traceability. Do zadań kontrolnych potrzebne są też mikroskopy, które pozwalają na ocenę montażu uzupełniającego.

W tytułowym słowie kryją się ponadto szafy do przechowywania elementów w atmosferze o kontrolowanej wilgotności oraz urządzenia do lakierowania, zalewania po to, aby chronić delikatne obwody przed wpływem środowiska. Klienci zwracają ponadto uwagę na przestrzeganie zasad ochrony ESD.

Reasumując, można powiedzieć, że walka o jakość w produkcji elektroniki to inaczej ciągły proces modernizacyjny dotykający nie tylko parku maszynowego, ale też struktury organizacyjnej firmy, wykorzystywanych narzędzi, oprogramowania i innych nierzadko drobnych aspektów działalności.

NADCIĄGA ROBOTYZACJA

Coraz większe znaczenie na rynku urządzeń technologicznych ma robotyzacja. Głównie dotyczy montażu THT, ale z czasem będzie też dotyczyć montażu mechanicznego, a więc procesów, które są żmudne i wymagają dużej precyzji. Montaż powierzchniowy mamy całkowicie zautomatyzowany, niemniej nie wyczerpuje on całości procesu.

W zasadzie zawsze jest on uzupełniany o operacje ręczne, gdzie montuje się duże elementy, złącza, radiatory, podzespoły mocy, wyświetlacze lub czujniki, a więc takie elementy, które nie są dostępne w wykonaniu SMD, zbyt duże dla automatu pick & place lub też takie, które nie mogą być lutowane w piecu. Robot jest w stanie takie elementy montować 24/7 i zapewnić brak błędów.

Cechy urządzeń technologicznych brane pod uwagę przy kupnie
 
Ranking kryteriów handlowych, a więc składników ofert branych pod uwagę przy wyborze dostawcy, w znakomitej większości przypadków ma na szczycie niską cenę. Rzadko zdarza się, aby spadła ona na drugą pozycję ustępując miejsca parametrom technicznym lub jakości, bo krajowy rynek jest niestety na ten parametr wrażliwy, a duża konkurencja wymusza często konkurowanie ceną. Dlatego kryterium niskiej ceny na piątym miejscu od góry jest ewenementem. Warto dodać, że w naszym wcześniejszym badaniu ankietowym w 2015 roku cena była na drugim miejscu tuż za parametrami technicznymi. Wydaje się, że pokazany wykres, na którym czołowe miejsca okupują parametry urządzeń, ich jakość oraz wsparcie sprzedaży i obsługa, a dopiero potem cena, jest znakiem szybko postępującej dojrzałości rynku - krajowe firmy przez ostatnią dekadę na tyle się dorobiły i wyedukowały, że są w stanie inwestycję oceniać w długofalowej perspektywie i dokładniej liczą koszty TCO.

Roboty umożliwiają precyzyjne lutowanie wyprowadzeń podzespołów, ale również końcówek kabli i elementów elektrotechnicznych. Połączenia wykonywane są w sposób identyczny jak w procesie lutowania ręcznego - punkt po punkcie za pomocą numerycznie sterowanej lutownicy i podajnika spoiwa lutowniczego. Technologia ta ma znacznie większy obszar zastosowań w porównaniu np. z selektywną mikrofalą i jest znacząco tańsza.

Ariel Łukaszewski

SMT-TECH

  • Czy można powiedzieć, że o sukcesie na rynku urządzeń technologicznych decyduje w największym stopniu funkcjonalność oferowanych produktów i ich zaawansowanie techniczne?

Na rynku jest wiele urządzeń do produkcji i gdy się przyjrzymy wszystkim szczegółom, okazuje się, że sporo się one różnią. Są mniej lub bardziej elastyczne, przyjazne w użytkowaniu lub nie, dopasowane do wymogów produkcji masowej lub elastycznej oraz małoseryjnej. Różnice kryją się w tym, jak wykonana jest ich konstrukcja, a więc pośrednio jakie ponosi się koszty serwisowe.

Poza tym ważna jest znajomość produktu na rynku, to, że używają go inni i mają o nim dobre zdanie, tak samo jak to, że jego parametry zostały dobrze dopasowane do profilu krajowych firm, czyli ich wielkości, obszarów aktywności i możliwości inwestycyjnych. Takich kryteriów jest wiele i dopiero sumarycznie decydują one o sukcesie.

To, co jest napisane w dokumentacji, demonstracja działania w sterylnych warunkach testowych nie są dzisiaj wystarczającą rekomendacją. Grono zadowolonych klientów, którzy korzystają z takiego sprzętu od lat, którzy na nim produkują od lat, to też znakomita rekomendacja dla marki i pomoc w sprzedaży. Oni wiedzą, ile kosztuje eksploatacja, jakie warunki są w zakresie serwisu, ile trwa przezbrojenie itd.

  • W Polsce z reguły inwestycje w park maszynowy nie są realizowane poprzez kupowanie całej linii, tylko za pomocą wielu małych kroków. Jak to wpływa na biznes?

Jest to jeszcze lepsze pole do popisu dla praktyków, bo trzeba jeszcze mieć więcej wiedzy i doświadczenia, aby się znaleźć w takim skomplikowanym otoczeniu, gdy razem pracuje wiele urządzeń różnych firm. Nierzadko tacy producenci są przez duże firmy traktowani nieco po macoszemu, to znaczy się sprzedaje im się urządzenia, ale przy minimalnym wsparciu, z uwagi na większą liczbę problemów i ryzyko.

Z reguły tacy producenci mają też niewiele środków na inwestycje i zanim coś zamówią, bardzo długo analizują dostępne możliwości, zastanawiają się przez długie miesiące oraz są bardzo nieufni. A wielki biznes nie może często czekać tak długo na niewielki z ich perspektywy kontrakt.

Duże firmy działają pod presją wyników sprzedaży "z góry", mają większe koszty wynikające z wielkości organizacji i muszą działać efektywnie. Stąd mali producenci z przypadkowym parkiem maszynowym traktowani są często jako zło konieczne. W rzeczywistości jest to przestrzeń, którą duży biznes zostawia dla nas.

W małych firmach produkcyjnych lub kontraktowych tworzenie klimatu zaufania i wzajemnych partnerskich relacji trwa najdłużej i liczy się w latach. Niemniej one zwykle są też najtrwalsze i długo przynoszą obu stronom korzyści.

BRANŻA EMS JEST NAJWAŻNIEJSZYM KLIENTEM

 
Przegląd ofert dostawców urządzeń technologicznych do produkcji elektroniki

W warunkach krajowych producenci kontraktowi elektroniki są ważnym i czołowym klientem dystrybutorów urządzeń technologicznych i materiałów. Może liczebnie branża nie jest imponująco duża, ale ma spory potencjał i, co jest równie ważne, szybko się rozwija. Ten drugi czynnik wydaje się nawet w omawianym obszarze ważniejszy, bo rozwój oznacza stałe inwestycje w park maszynowy.

Firmy kontraktowe obsługują klientów z różnych branż, także te mało związane z elektroniką klasyczną. Współpracują z klientami z zagranicy i nowo powstającymi startupami, dla których są działem produkcyjnym. Z uwagi na takie uwarunkowania firmy EMS mają relatywnie dużo sprzętu i urządzeń pomocniczych.

Z reguły jest to kilka linii po to, aby zapewnić szybką realizację zleceń różnego typu. Dlatego producenci EMS na omawianym rynku stanowią bardzo istotną grupę klientów, być może nawet najważniejszą.

Z kolei dla firm OEM własne zaplecze produkcyjne jest uznawane za ważny atut zapewnienia jakości i elastyczności oraz nierzadko jest ono wymieniane jako atut poprawiający tempo i możliwości rozwoju produktów własnych. Stąd trend jest taki, że się je rozbudowuje i dba o możliwości, a nie likwiduje.

POMOC ZE STRONY FUNDUSZY UE

Od ponad dekady fundusze strukturalne Unii Europejskiej odgrywają ogromną pozytywną rolę na rynku elektroniki, gdyż pozwalają przedsiębiorcom zrealizować wiele kosztownych inwestycji. Pomoc ze strony funduszy jest zmienna i zależy od rejonu kraju, w którym działa firma, celu, jakie ma przynieść inwestycja i podobnych aspektów.

Niemniej pomoc potrafi objąć połowę inwestycji, dzięki i czemu do krajowych firm trafiają urządzenia bardziej nowoczesne. Fundusze zdejmują z wielu zakupów problem niskiej ceny, poprawiają zainteresowanie sprzętem markowym i zapewne bez nich rola, jaką na rynku odgrywa sprzęt używany, byłaby znacznie większa.

Oczekiwania klientów w stosunku do dostawcy
 
Duża konkurencja na rynku urządzeń technologicznych do produkcji elektroniki przekłada się na takie same oczekiwania w stosunku do dostawcy. Jak widać z wykresu, trzy pierwsze pozycje mają charakter mocno utylitarny i obejmują indywidualne podejście do klienta w zakresie rozpoznania potrzeb i przygotowania oferty a potem zapewnienie sprawnej obsługi posprzedażnej. O użytkowym podejściu do inwestycji świadczy też to, że marka producenta danego urządzenia ma niewielkie znaczenie w biznesie, przynajmniej w porównaniu do trzech pierwszych pozycji. Pośrodku, jeśli chodzi o wagę, znalazły się szkolenia i transfer wiedzy, które przy szybkim rozwoju technologii stają się towarem poszukiwanym tak samo jak kompetentni pracownicy.

Przed nami jeszcze dwa lata dostępności takich środków i zapewne także dobrej i stabilnej koniunktury na rynku urządzeń technologicznych do produkcji. Potem należy oczekiwać, że wsparcie to zostanie mocno ograniczone. Pytani specjaliści prognozują, że może to wywołać na rynku jakieś przetasowania, niemniej w praktyce na razie są to wyłącznie spekulacje.

Mirosław Borkowski

Essemtec Poland

  • Jakie znaczenie ma serwis i obsługa posprzedażna?

Serwis przestaje być dzisiaj wielkim problemem organizacyjnym, bo napędy w automatach nie wykorzystują już pasków zębatych, tylko silniki liniowe, a one są praktycznie bezawaryjne. Sprzęt sam się kalibruje, a oprogramowanie zawiera narzędzia diagnostyczne wykrywające możliwe wystąpienie problemów z maszyną.

Automatycznie wysyła ono komunikaty do serwisu, pozwalając nie tylko na precyzyjną diagnostykę, ale także na uprzedzanie problemów, tak że w efekcie nie ma przestojów. Co więcej, serwis może przejąć kontrolę nad maszyną u klienta i ma możliwość zdalnego wywoływania procedur diagnostycznych. Takie opcje znakomicie ograniczają liczbę koniecznych wizyt, redukując koszty eksploatacji.

  • Jak ocenia Pan wiedzę klientów na temat technologii produkcji?

Firmy, które mają już jakieś doświadczenie w zakresie produkcji, zwykle wiedzą, czego potrzebują, przynajmniej w zarysie. Niemniej w ostatnich latach kontaktujemy się często z tymi, którzy nigdy nic sami nie produkowali, gdyż elektronika w ich obszarze jest nowością lub też korzystali z usług montażu na zewnątrz, a teraz chcieliby produkować samodzielnie. Takim klientom trzeba tłumaczyć wszystko od podstaw.

Ponieważ elektronika pojawia się w coraz to nowych branżach i obszarach rynku, takich klientów wymagających przekazania wiedzy cały czas jest wielu - mniej więcej co trzeci. Z tych przyczyn cały czas najważniejszy jest kontakt osobisty w naszym biznesie. Urządzenia produkcyjne są coraz bardziej skomplikowane, wymagania stale rosną i dlatego konsultacje, szkolenia i możliwość weryfikacji własnych pomysłów stają się coraz ważniejsze.

DOSTAWCY SPRZĘTU TECHNOLOGICZNEGO

Grono firm zajmujących się sprzedażą urządzeń produkcyjnych to grupa z dzisiejszej perspektywy w zasadzie niezmienna i dość liczna. Większość z przedsiębiorstw ma szeroką i kompletną ofertę urządzeń do produkcji, dla których zasadniczą część działalności stanowi sprzedaż urządzeń do montażu podzespołów.

Każda z takich firm jest powiązana zwykle z jednym producentem maszyn pick & place, dostawcą pieców, sitodrukarek i innych typów. Poza wymienioną grupą funkcjonują firmy o bardziej wąskim profilu, specjalizujące się w urządzeniach do nakładania powłok ochronnych oraz lutowania selektywnego.

Na rynku mamy też kilku krajowych producentów. Przykładem może być Mechatronika - wytwórca automatów i półautomatów SMT, pieców, dozowników pasty i kleju, drukarek szablonowych. To także Neotech, projektująca i wytwarzająca maszyny do produkcji cewek i dławików, a kolejna to Alnea, która na bazie seryjnego robota przemysłowego wytwarza automaty do montażu THT. Produkcją zajmuje się też firma Renex. Pod marką Reeco produkuje ona sprzęt lutowniczy, wyposażenie produkcji (meble, stanowiska robocze), odzież antystatyczna, a także roboty lutujące.

Prezentacje przykładowych firm powiązanych z tematyką tej analizy znajdują się na stronie:

Najlepsi w branży