Obwody drukowane
Płytek drukowanych stale potrzeba jest coraz więcej, bo rośnie liczba firm zajmujących się elektroniką, a na rynku jest więcej urządzeń, zatem w produkcji trzeba zapewnić powtarzalność i wydajność. To nie wszystko – oprócz zaawansowaniu technologii coraz więcej uwagi poświęca się powtarzalnej jakości, bo nieprawidłowy obwód drukowany może spowodować duże straty finansowe i wizerunkowe. Płytka determinuje wiele cech urządzenia i możliwości aplikacyjnych i niezmiennie od dziesiątek lat jest w centrum uwagi konstruktorów.
Rynkowi obwodów drukowanych w Polsce sprzyja ogólny rozwój branży elektronicznej, a zwłaszcza powstawanie małych i średnich firm produkujących specjalistyczne urządzenia przemysłowe i użytkowe i wszystkie nowe trendy takie jak IoT. Firmy takie często są też beneficjentami środków z wielu funduszy i programów rozwojowych dostępnych w UE, które pozwalają na sfinansowanie wydatków na innowacje.
Najważniejsze cechy oferty brane pod uwagę przy wyborze dostawcy PCB
Dzisiaj w obwodach drukowanych liczą się: termin wykonania i dostawy, niska cena oraz jakość i niezawodność. Wywindowanie kryterium terminu dostawy na sam szczyt to zapewne pokłosie problemów logistyczno-zaopatrzeniowych ostatnich dwóch lat, niska cena zawsze jest istotna bez względu na sektor rynku, a jakość i niezawodność mogą być postrzegane jako klucz do całego polskiego rynku. Cały czas na rynku mamy niepewność widoczną jako pogorszenie warunków i w takich okolicznościach planowanie działań produkcyjnych jest trudniejsze, serie produkcyjne są mniejsze i w efekcie wiele firm kupuje płytki na bieżąco, a nie na zapas i znaczenie terminu wykonania się uwypukla. Uwagę przyciąga też to, że bardzo wysoką pozycję ma dostępność kompleksowej usługi EMS u danej firmy oraz to, że z dostawcami płytek klienci wiążą się współpracą na długi czas.
Coraz szybciej rośnie zaawansowanie płytek drukowanych
Przez wiele lat obwody wykraczające technologicznie poza sztywne płytki jedno- i dwustronne były w zasadzie tylko niszą i ciekawostką. Płytki wielowarstwowe były drogie, ich produkcja trwała długo, a firm, które zajmowały się ich produkcją, nie było wiele. Dzisiaj to już jest historia i warunki są zupełnie inne.
Wszystkie globalne trendy zmieniające światową elektronikę, a więc IoT, komunikacja bezprzewodowa, elektronika mobilna oraz noszona, prowadzą do coraz większej miniaturyzacji i szybkiego wzrostu wymagań technologicznych w zakresie obwodów drukowanych. To tworzy ogromną potrzebę użycia płytek wielowarstwowych, gdyż one pozwalają na miniaturyzację. A ponieważ takich aplikacji jest bardzo dużo, odpowiadający popyt rynku pozwala producentom na inwestycje w technologię. Z podobnych przesłanek ciągle zwiększa się zainteresowanie obwodami sztywno-giętkimi i elastycznymi oraz obwodami HDI. W wielu urządzeniach obwody drukowane to bardzo skomplikowane projekty na małych powierzchniach, gdzie odległości pomiędzy ścieżkami, padami i ringami są coraz mniejsze (nawet 3-milsowe). Pojawiają się również potrzeby w zakresie ślepych i zagrzebanych przelotek, niestandardowe grubości laminatów i miedzi (cieńsze laminaty, grubsza miedź). W przypadku projektów do układów dużej mocy liczy się też dostępność laminatu o wyższej wartości dopuszczalnej temperatury pracy (temperatury szklenia).
Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku PCB
W rankingu problemów trapiących rynek obwodów drukowanych w Polsce w ostatnich latach na czołowych pozycjach plasowały się kryteria związane z dużą konkurencją na rynku, w tym ze strony producentów chińskich, wzrost kosztów był na drugim miejscu. Teraz problemy wynikające z inflacji, cen nośników energii i pracy stały się dominujące. Z pewnością firmy krajowe mają teraz wiele problemów i wykres trafnie oddaje sytuację na rynku. Nie ma też już podziału między producentów krajowych a firmy importowe, bo już od dawna importerzy także konkurują ze sobą oraz bezpośrednio z producentami, którzy także mają w kraju swoich przedstawicieli. Większe wymagania klientów i znaczenie zaawansowanej technologii po stronie czynników negatywnych należy odczytywać w taki sposób, że dostawcy muszą sprostać wymaganiom przy jednoczesnej presji cenowej, co nie jest łatwe.
Nowe podzespoły determinują procesy produkcyjne
Zmiany technologiczne na rynku płytek drukowanych wywołują w dużej części nowe podzespoły. Są one coraz mniejsze, bo w ten sposób zapewnia się miniaturyzację, niższe koszty i wiele innych istotnych parametrów urządzeń. Obudowy bezwyprowadzeniowe typu BGA z rastrem rzędu 0,4 mm nie są dzisiaj wytworem wyobraźni. Konstruktorzy mają też coraz mniej możliwości wyboru obudowy dla poszczególnych chipów. Często nowe serie są dostępne w dwóch wersjach, z czego obie są bardzo małe. Skutkiem jest konieczność stosowania płytek wielowarstwowych, zagrzebanych przelotek i innych nowinek, bo przy gęstym rastrze nie da się przeprowadzić ścieżek między padami.
W ostatnich latach producenci półprzewodników wycofali z ofert wiele bardziej klasycznych obudów układów i pozostawili tylko wersje BGA o małych rastrach. Powodem były ograniczone moce produkcyjne i duży popyt rynku, który zmusił do rezygnacji z zamykania chipów w obudowach większych lub droższych w produkcji. To musi oddziaływać na sektor PCB, bo kupujący układy scalone mają dzisiaj mniejszy wybór, a obwody drukowane muszą się do tego dopasować.
Oczekiwania klientów w zakresie technologii obwodów drukowanych
W zestawieniu najważniejszych oczekiwań klientów w zakresie technologii obwodów drukowanych na pierwszym miejscu znalazło się 100-procentowe testowanie połączeń, a więc pewność jakości mozaiki połączeń. Wysoka pozycja na wykresie płytek wielowarstwowych i sztywno-giętkich to doskonała wiadomość, bo jest to pośredni dowód na to, że krajowa elektronika ewoluuje w kierunku zaawansowania technicznego. Płytki wielowarstwowe są sposobem na zapewnienie miniaturyzacji urządzeń, a także na to, aby osiągnąć cele związane z emisją EM, rozpraszaniem ciepła, integralnością sygnałową i podobne. Niezmiennie od lat na górze wykresu lokuje się też możliwość szybkiego wykonania obwodów prototypowych, co zawsze było ważne dla działów konstrukcyjnych. Projektantom brakuje czasu i przerwa między wysłaniem plików z dokumentacją a uruchamianiem wersji modelowej wszystkim się dłuży.
Jakość płytki drukowanej była i jest bardzo istotna
Płytka drukowana jest bazą dla większości urządzeń elektronicznych i jej wykonanie rzutuje na całe urządzenie. Im większe upakowanie, im więcej elementów, połączeń, warstw, otworów i przelotek, cieńsze ścieżki, trudniejsze warunki termiczne pracy, tym zagadnienie jakości jest bardziej zarysowane. Kluczowa jest również jakość pokrycia powierzchni zarówno cyną, jak i złotem, gdyż muszą zapewnić dobrą lutowność. Doskonale wykonany obwód drukowany w przypadku prototypu jest zagadnieniem kluczowym, ponieważ w przeciwnym przypadku szukanie usterki staje się bardzo trudne. Czy jest nim błędny projekt układowy? Źle zaprojektowania mozaika przerwa w połączeniu, czy też montaż został wykonany nieprawidłowo? Czynników takich można wymienić wiele i jedynym skutecznym rozwiązaniem jest ograniczanie ich wpływu, m.in. przez użycie najlepszej możliwej i przetestowanej elektrycznie w 100% płytki.
Najważniejsze trendy pozytywne dla rozwoju rynku PCB
Dzisiaj w obwodach drukowanych liczą się: termin wykonania i dostawy, niska cena oraz jakość i niezawodność. Wywindowanie kryterium terminu dostawy na sam szczyt to zapewne pokłosie problemów logistyczno-zaopatrzeniowych ostatnich dwóch lat, niska cena zawsze jest istotna bez względu na sektor rynku, a jakość i niezawodność mogą być postrzegane jako klucz do całego polskiego rynku. Cały czas na rynku mamy niepewność widoczną jako pogorszenie warunków i w takich okolicznościach planowanie działań produkcyjnych jest trudniejsze, serie produkcyjne są mniejsze i w efekcie wiele firm kupuje płytki na bieżąco, a nie na zapas i znaczenie terminu wykonania się uwypukla. Uwagę przyciąga też to, że bardzo wysoką pozycję ma dostępność kompleksowej usługi EMS u danej firmy oraz to, że z dostawcami płytek klienci wiążą się współpracą na długi czas.
W temacie płytek z importu nic się nie zmienia
Płytki importowane z Chin to temat, którym branża PCB żyje od lat. Produkcja obwodów drukowanych jest bezsprzecznie droga i wymagająca od przedsiębiorcy ponoszenia dużych nakładów inwestycyjnych na urządzenia. Wiele procesów technologicznych w PCB zalicza się do tzw. mokrych, a substancje wykorzystywane są szkodliwe dla zdrowia i środowiska naturalnego. Wymagania prawne nadkładają na producentów liczne obowiązki związane z przechowywaniem, wykorzystywaniem, utylizacją. Drogie są materiały, a więc laminaty i chemia, przez co koszty produkcji są znaczące i wymagają od producenta działania w odpowiednio dużej skali, aby całość biznesu zamknęła się na plusie.
Duża skala działania jest też wymagana z uwagi na to, że rynek elektroniki szybko się zmienia po stronie technologii i płytki drukowane muszą być coraz bardziej zaawansowane. Oznacza to cieńsze ścieżki, przelotki o mniejszych wymiarach, więcej warstw w laminacie, precyzyjniejszą obróbkę mechaniczną, lepszą ochronę powierzchni, przy jednocześnie zachowanej powtarzalności i wysokim uzysku produkcyjnym.
To oczywiście nie wszystko, bo lista wymagań, jakie klienci kierują dzisiaj do producenta obwodów, to nierzadko koncert życzeń. Czasy, gdy płytka służyła po prostu do połączenia elektrycznego między elementami, to zamierzchła przeszłość. Wraz z komunikacją bezprzewodową, szybkimi układami cyfrowymi, oświetleniem ledowym, energetyką, definiowane są co chwilę nowe potrzeby.
Płytki importowane z Chin okazały się ważne w skali całego świata, bo tamtejsi producenci postawili na dużą skalę działania i na początku nie musieli się tak przejmować środowiskiem naturalnym. Zapewniły też dostęp do zaawansowanych technologii w PCB, których w kraju nie było i nierzadko nie ma do dzisiaj. W tym aspekcie obwody importowane są dla rynku cenne i pożyteczne. Z czasem okazało się, że tamtejsi producenci konkurują z resztą świata także w prostych obwodach i ta konkurencja stała się w biznesie poważnym wyzwaniem.
Płytki drukowane z Azji a rynek krajowy – trendy i zmiany w ostatnich latach
Od dwóch dekad krajowy rynek drukowanych jest pod silnym wpływem producentów z Chin, którzy konkurują ceną, zaawansowaniem technologii i dostępnością obwodów drukowanych z resztą świata. Udział płytek drukowanych zamawianych w Chinach na naszym rynku przez długie lata się zwiększał i w konsekwencji doprowadził do znacznego ograniczenia potencjału lokalnych producentów, spychając ich działalność do niszy lub zmusił do przebudowy biznesu, np. w kierunku montażu. Nasze zestawienia oceniające te działania przez lata wskazywały, że udziały i potencjał płytek chińskich w Polsce nieustannie rosły. Dopiero teraz w danych nastąpiło małe cofnięcie lub stabilizacja. Być może jest to efekt tego, że producentom krajowym nie ma już czego odbierać.
Współpraca producentów urządzeń z dostawcami PCB
Zmiany na rynku PCB zachodzą bardzo wolno i krajobraz firm przez lata pozostaje niezmienny. Za ten efekt w dużej mierze odpowiadają klienci kupujący obwody drukowane. Ich przywiązanie do poszczególnych producentów jest bardzo duże i w efekcie migracje od jednego dostawcy do drugiego są relatywnie niewielkie. Jeśli tylko dostawca jest w stanie zachować wysoką i powtarzalną jakość wykonania oraz dobrą obsługę i ma kompetencje techniczne, to drobne niedogodności czy różnice w cenie nie są w stanie spowodować odejścia do konkurencji. Przyczyną inercji jest ryzyko związane z koniecznością ustalenia szczegółów w zakresie formatów plików i dokumentacji, szczegółów związanych z panelizacją, obróbką mechaniczną lub też z ograniczeniami procesowymi i technologicznymi.
Te związki z czasem stają się jeszcze głębsze, bo zakres usług jest coraz szerszy, głównie w zakresie montażu. Jest w tym sens, bo możliwość zamówienia w jednej firmie całego urządzenia w ramach kompleksowej usługi produkcyjnej z roku na rok jest coraz bardziej oczekiwana na rynku i popularna. Powodów jest wiele: wygoda, niższe koszty, jeden dostawca, który odpowiada za całość produkcji, a także wiele innych problemów kadrowych, organizacyjnych, kłopoty z zaopatrzeniem, a także często skala działania na tyle niewielka, aby inwestycje w park maszynowy były uzasadnione. W efekcie takich procesów firmy zajmujące się montażem zapewniają klientom obwody drukowane, a wielu producentów płytek rozszerza ofertę o montaż. Wszyscy razem dają ponadto możliwość zajęcia się kupnem elementów elektronicznych. Można wskazać minimum kilka przypadków, że producent PCB na tyle rozwinął działalność w zakresie usług montażowych, że przestał produkować płytki lub znacząco ograniczył skalę działań i zajął się importem.
W przypadku zleceń PCB + montaż cena jednostkowa płytki nie odgrywa tak dużej roli. Natomiast jest istotna kompleksowość usługi: PCB, kompletacja elementów, montaż i testy oraz doradztwo/wsparcie techniczne. W takich przypadkach klienci naciskają również bardzo na czas wykonania całości usługi, ale ten, kto będzie w stanie zapewnić im dobry serwis, zdobywa zlecenie.
