Produkcja urządzeń elektronicznych

EMS – produkcja elektroniki na zlecenie

Na rynku elektroniki liczy się także elastyczność, a więc możliwość wytwarzania krótkich serii w różnych technologiach, wariantach, a więc bez ograniczeń wynikających z własnych maszyn. Jest to jeden z ważniejszych powodów, dla których z producentami EMS współpracują też firmy posiadające własne linie produkcyjne. Usługi EMS pozwalają ponadto skupić się na rozwoju produktu, a więc głównej wartości firmy. Przy dzisiejszym poziomie innowacyjności i rozwoju technologicznym cały wysiłek powinien być poświęcony na produkt, bez tracenia energii i kosztów na zarządzanie produkcją.

Rośnie znaczenie biznesu lokalnego

Pozornie wojna technologiczna między USA i Chinami o cła importowe, spory związane z firmami takimi jak Huawei oraz ZTE, obawy o bezpieczeństwo sprzętu infrastruktury sieci 5G, mają mały związek z rynkiem montażu kontraktowego, a z rynkiem krajowym zapewne jeszcze mniejszy. Niemniej dla wielu firm stały się one przyczynkiem do zmiany myślenia na temat bezpieczeństwa biznesu. Niedługo później zaczęły się spekulacje na temat możliwości powrotu firm elektronicznych na rynki macierzyste (tzw. on-shoring), co doskonale pasowało do przekazu administracji prezydenta Trumpa w USA, który budował kapitał polityczny na wspieraniu takich procesów. Niemniej faktycznych działań tego typu nie było dużo, a na pewno nie tyle, aby temat stał się nośny dla branży.

Ale przyszła pandemia, a wraz z nią pojawiło się rozchwianie łańcuchów dostaw, duże problemy ze sprawną logistyką towarów, zwłaszcza tych realizowanych drogą morską. Większa niepewność ponownie uczyniła temat on-shoringu aktualnym i tym razem skala takich działań jest znacznie większa i obejmuje też nasz rynek.

Usługi montażu realizuje coraz większa liczba producentów PCB w Chinach, podobnie zresztą jak u nas, stąd rozszerzenie wykonania płytki o szablon i montaż było coraz częściej atrakcyjną opcją. Nawet jeśli nie dla wszystkich wersji i całej produkcji, to zapewne dla tej mniej ważnej już z pewnością tak.

Najważniejsze cechy oferty brane pod uwagę przy wyborze firmy EMS

 

W krajowej branży EMS najważniejsza jest cena wykonania usługi, niemniej jakość i niezawodność oraz termin są tak samo istotne. Innymi słowy, te trzy czynniki muszą być bezdyskusyjnie korzystne. Kolejne dwie pozycje to możliwość oddania do firmy EMS możliwie największej części pracy związanej z produkcją elektroniki (kompleksowość oferty). Na drugim końcu zestawienia znalazły się kryteria charakterystyczne dla firmy, a więc możliwość dopasowania się do wymagań zlecającego, dobre możliwości techniczne oraz długotrwała współpraca.

Ale teraz, gdy skompletowanie podzespołów jest bardzo trudne, a płytkę trzeba często szybko przerobić pod te chipy, które udało się akurat kupić, okazuje się, że lokalne firmy PCB i EMS są korzystniejszą alternatywą, nawet jeśli cenowo nie wygrywają. Bo ryzyko też kosztuje, tak samo jak czas, który trzeba poświęcić na uzgadnianie, zmienianie, poprawki, transport itd.

Pandemia okazała się zatem katalizatorem przyspieszającym te drobne ruchy biznesowe sprzed paru lat i w tym kontekście dla krajowej branży elektroniki jest ona czymś pozytywnym. Pandemia zmieniła też jeden z głównych paradygmatów związanych z produkcją urządzeń elektronicznych, który mówił, że duże serie (wolumenowe) produkujemy tanio w Azji, a na rynku lokalnym prototypy oraz te średnie i krótkie.

Ta reguła szybko traci na aktualności wraz z każdym większym, wracającym zleceniem produkcyjnym, realizowanym przez firmy EMS w ostatnich miesiącach.

Długie czasy dostaw cały czas przeszkadzają branży EMS

Długie czasy dostaw negatywnie oddziaływają na całą branżę elektroniki, a na część związaną z EMS wpływ ten jest bardzo duży. Niepewność związana z zaopatrzeniem powoduje, że projekty ulegają raczej skróceniu i przesunięciu, do tego dochodzi wzrost kosztów.

Poza cierpliwym czekaniem, które w praktyce oznacza wstrzymanie realizacji projektu i przeniesienie go na odległą przyszłość, dla wielu firm rozwiązaniem jest modyfikacja układu, a więc zmiana pod to, co udało się zdobyć. Gdy dział zakupów upolował ten sam procesor, ale w innej obudowie, wystarczy drobna modyfikacja PCB. Gdy komponent jest podobny, potrzebna jest większa ingerencja i zamówienie ekstra płytek drukowanych w liczbie zgodnej z tym, ile chipów udało się kupić. Wówczas te posiadane "standardowe" wykonania chowa się na później i ekspresowo zamawia niewielką partię płytek pod zmodyfikowany projekt.

Poszukiwane przez klientów nowości w usługach

 

Poszukiwane nowości w usługach EMS to głównie operacje związane z zapewnieniem jakości, czyli lakierowanie i zalewanie produktów po to, aby chronić je przed wpływem środowiska oraz kontrola jakości montażu pakietów za pomocą systemów inspekcji optycznej. Liczą się też usługi związane z montażem na podłożach elastycznych (fleksy) i na długich płytkach drukowanych, które najczęściej są przeznaczone do ledowych opraw oświetleniowych.

Takie działania stały się codziennością producentów urządzeń elektronicznych i firm EMS. Są to czasochłonne i kosztowne działania, które na dodatek mogą wpłynąć na jakość, bo są wykonywane w pośpiechu, czyli z ograniczoną kontrolą.

Inna możliwość to poszukiwanie części u firm nieautoryzowanych, brokerów, firm niezależnych, w źródłach azjatyckich i na platformach internetowych. Może się to wiązać z ryzykiem trafienia na części niepełnowartościowe, fałszywki, uszlachetnione części z demontażu lub nietrzymające specyfikacji. Zawsze w czasach alokacji dostaw takie problemy wychodzą na jaw, bo rośnie desperacja kupujących.

Poza tymi dwoma podejściami niewiele innego można zrobić. Gdyby kłopoty były przejściowe, jak do tej pory bywało, problemy nie byłyby tak ostro zarysowane, bo część producentów miałaby mniejsze lub większe zapasy.

Wzrost kosztów to kolejny poważny problem na dziś

Braki oznaczają coraz wyższe koszty materiałów i komponentów. Te najbardziej niedostępne, czyli mikrokontrolery i mikroprocesory, podrożały kilkakrotnie i ten wyższy koszt musi gdzieś się pojawić – w cenie produktu lub w mniejszej marży producenta (OEM lub EMS).

Oczekiwania klientów

 

Oczekiwania klientów w stosunku do dostawców usług produkcji elektroniki na zlecenie nie wyróżniają się niczym szczególnym ani też nie odbiegają od tych, które można zaobserwować w innych grupach produktowych. Klienci zawsze są zainteresowani wysoką jakością, niską ceną, krótkim czasem realizacji usług, a w dalszej kolejności kompleksową usługą i dużymi kompetencjami dostawcy i usługodawcy.

Poza środkami do produkcji, a więc materiałami takimi jak stopy lutownicze, pasty, lakiery i inne produkty chemiczne, firmy EMS potrzebują jeszcze płytek drukowanych, podzespołów. Do tej pory klienci chętnie zlecali organizację wszystkich materiałów firmom EMS, bo było to wygodne, a poza tym z uwagi na efekt większej skali firmy te bardzo często mogły kupić je dla klienta w korzystniejszej cenie.

Teraz ta wygoda stała się kłopotliwa, bo z kupnem podzespołów wiąże się wiele wysiłku organizacyjnego, płytki są ciężkie i transport lotniczy do dużych zamówień wiąże się z dużymi kosztami. Same obwody też podrożały.

Te wszystkie kłopoty wpływają na działalność firm EMS i czynią ją niestety mniej opłacalną oraz trudniejszą w prowadzeniu. Zazwyczaj firmy z tego obszaru mają największe kompetencje związane z produkcją i technologią, a te zakupowe, logistyczne i organizacyjne są dodatkiem tworzącym kompleksowość usług. Warunki, jakie mamy teraz, powodują, że te dodatki stały się ważne i zabierają czas pracy i tworzą w pewnym sensie nowe realia działania.

W perspektywie roku wzrosły też kursy walut. To z jednej strony zła wiadomość, bo większość materiałów i komponentów EMS- y mają z importu, a więc te towary przy kolejnych dostawach będą rozliczone w wyższych cenach. Z drugiej strony wysoki kurs zwiększa atrakcyjność naszych firm w oczach partnerów zagranicznych, bo nasze usługi wyrażone w ich walutach stają się tańsze.

Branże o największym potencjale zakupowym

 

Usługi EMS trafiają do różnych branż tworzących współczesną technikę, bo w każdej z nich są urządzenia elektroniczne, ale za najbardziej wartościowe uznano automatykę i przemysł oraz elektronikę profesjonalną (wojskową, medyczną, telekomunikację i podobne), a więc takie, gdzie kryteria jakości, niezawodności są bardzo istotne. Klienci z wymienionych obszarów wytwarzają produkty w małych seriach, a nawet często są to instalacje tworzone w ramach jednego projektu. Są to jednocześnie aplikacje pracujące w trudnych warunkach środowiskowych, co wymaga spełnienia przez producenta specyficznych wymagań. Perspektywicznymi klientami są też producenci działający na rzecz motoryzacji, sprzętu konsumenckiego oraz firmy z sektora telekomunikacji. Motoryzacja ewoluuje w kierunku rozwiązań elektrycznych w zakresie napędu, dlatego jej znaczenie w przyszłości będzie się szybko powiększać.

Nowe firmy i otwarcia rynkowe zapewniają rozwój

W ostatnich latach powstało sporo nowych firm i startupów wdrażających do produkcji nowe oryginalne i nowatorskie urządzenia. Firmy te często nie mają doświadczenia projektowego i technologicznego co stwarza szansę dla branży EMS, która może zapewnić nie tylko niską cenę, krótki termin realizacji zlecenia oraz wysoką jakość, ale także pomoc w doprowadzeniu projektu do produktu.

Poza nimi potencjalnym klientem jest wiele firm spoza obszaru elektroniki, które na pewnym etapie muszą sięgnąć po takie rozwiązania. Elektronika wdziera się dzisiaj w wiele nowych obszarów zastosowań, tych profesjonalnych, czyli w transporcie, przemyśle, medycynie. Rozwijane są aplikacje elektromobilne, np. stacje ładowania, produkty specjalistyczne i proste gadżety np. wspierające marketing lub handel. To wszystko trzeba gdzieś wyprodukować, dlatego branża EMS może spać spokojnie – pracy im nie zabraknie, bo elektronizacja życia jest nieunikniona. Galopująca miniaturyzacja, szybko zmieniające się technologie powodują dla takich klientów dużo problemów technicznych, zwłaszcza gdy elektronika nie jest ich centrum biznesu. W miarę jak zasięg elektroniki się poszerza o nowe dziedziny, takich przedsiębiorstw jest coraz więcej i ich udział w strukturze zleceń dla producentów kontraktowych wzrasta.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rozwoju rynku

 

Zestawienie najważniejszych czynników przeszkadzających w rozwoju rynku otwierają długie czasy dostaw podzespołów, bo jest to aktualnie największy i najbardziej dotkliwy problem, daleko wykraczający poza mikrokontrolery i motoryzację. Pozostałe czynniki to wzrost kosztów materiałów do produkcji i inwestycji. Poza podzespołami i materiałami problemy mają charakter kadrowy – coraz większa liczba firm tego typu tworzy lukę w dostępności specjalistów i zwiększa koszty działalności (fundusz płac), zwłaszcza w zakresie personelu technicznego średniego szczebla.

Kompleksowość niezmiennie pożądana przez klientów

Cały czas zwiększa się znaczenie kompleksowej usługi produkcyjnej i firmy EMS nieustannie poszerzają katalog dostępnych operacji, często o specjalistyczne usługi, takie jak kontrola rentgenowska, selektywne lutowanie i lakierowanie, montaż mechaniczny, wykonywanie wiązek kablowych i podobne (wytwarzanie elementów metodą druku 3D). Kompleksowość zapewnia także wydzielona linia do szybkiego prototypowania oraz magazyn komponentów z kontrolowaną atmosferą.

Główne zjawiska pozytywne dla rynku usług EMS

 

Za najważniejszy dla rozwoju rynku EMS czynnik pozytywny uznano zainteresowanie utrzymaniem wysokiej jakości. Jako drugi wymieniono w ankietach nowe zastosowania elektroniki i aplikacje. W tym drugim przypadku chodzi o to, że coraz więcej firm i branży sięga po rozwiązania elektroniczne, mimo że pierwotna ich działalność nie była związana z elektroniką. Elektronizacja dotyczy bardzo wielu dziedzin techniki, urządzeń i systemów, a rozwiązania mechaniczne są sukcesywnie zastępowane przez te bazujące na prądzie. Elektronika jest też źródłem nowej funkcjonalności i rozwoju, stąd branża EMS upatruje rozwoju w pracy na rzecz firm, których warunki panujące na rynku i dziejące się zmiany zmuszają do sięgnięcia po rozwiązania elektroniczne, nawet jeśli się na tym kompletnie nie znają.

Poza procesami produkcyjnymi w zapewnieniu kompleksowości pomaga projektowanie. Niekoniecznie od razu takie zaawansowane, bo rynek potrzebuje nawet prostego przeprojektowania płytki pod inne komponenty, modernizacji pod mniejsze wersje, te montowane automatycznie itp. W dalszej kolejności dochodzi pełne projektowanie, potem badania inżynierskie, dalej optymalizacja konstrukcyjna produktów pod kątem produkcji i technologicznej łatwości, serwis gwarancyjny i podobne zagadnienia.

Branża EMS bezsprzecznie zmienia się w tym kierunku, a powodem jest wysoki koszt pracy inżynierskiej, ograniczona dostępność doświadczonych specjalistów i złożoność zagadnień projektowych. Wiele firm działających w mniejszej skali nie dysponuje takim projektantami, nie ma na to środków albo nie jest w stanie zapewnić im zajęcia na cały etat. Producentowi EMS łatwiej spełnić te warunki, bo ma wielu klientów i zna się na technologii produkcji. Zwłaszcza takiemu, który sam coś wytwarza, a jako EMS sprzedaje nadwyżki mocy.

Jakość jest niezmiennie istotna w EMS

Jakość, obok ceny i czasu realizacji, jest jednym z najważniejszych zagadnień, które klienci firm montażowych biorą pod uwagę. Nie chodzi o werbalne zapewnienia – kontrola jakości musi być potwierdzona poprzez AOI, X-Ray i testy ICT/FCT, a także system traceability. Elementem walki o jakość jest też zwiększająca się popularność lakierowania i zalewania płytek. Klienci zwracają ponadto uwagę na przestrzeganie norm i stosowanie się do standardów IPC. To wszystko to są atrybuty zaawansowania technologicznego i wysokiej jakości w produkcji, na które zwraca się uwagę. W przypadku montażu kontraktowego jakość zawsze będzie wiodącym tematem w branży.

Wyposażenie stanowiska roboczego w produkcji i serwisie

Rynek narzędzi i sprzętu stanowiącego wyposażenie warsztatowe rozwija się razem z całą branżą elektroniczną, a więc zwiększającą się liczbą producentów OEM, firm serwisowych, elektronizacją całej techniki i ogólnym wzrostem zaawansowania. Takie procesy wymuszają posiadanie oraz wykorzystanie specjalistycznych urządzeń do zapewnienia wymaganej obsługi. Narzędzia, sprzęt serwisowy, urządzenia pomocnicze wykorzystywane w produkcji są jednocześnie uniwersalnym dodatkiem uzupełniającym oferty wielu firm dystrybucyjnych działających w branży elektronicznej. Zapewnia to szeroką ofertę, dobrą dostępność i bogaty asortyment oraz rozwój.

Coraz większa świadomość ekologiczna społeczeństwa, działania władz i inicjatywy takie jak "naprawiaj, nie wyrzucaj" powodują, że po latach zapaści rośnie znaczenie serwisu w elektronice. Drugim powodem jest to, że ceny niektórych urządzeń są na tyle wysokie (np. nowoczesnych smartfonów, urządzeń medycznych), że serwis się opłaca. W zakresie urządzeń profesjonalnych koszt podzespołów elektronicznych, jakie znajdują się na płytce drukowanej, jest coraz większy i źle zmontowane pakiety naprawia się właśnie z przyczyn ekonomicznych.

Ocena skali problemów z dostępnością produktów i długim czasem dostaw

 

Kłopoty z dostępnością podzespołów elektronicznych na dostawców narzędzi i sprzętu wyposażenia stanowisk pracy oddziałują negatywnie w sposób pośredni, a więc klienci takich firm (głównie producenci elektroniki) mają problemy oraz muszą przesuwać w czasie projekty inwestycyjne lub tną koszty bieżące w sytuacji, gdy mają przestoje. Poza tym szwankuje transport morski i lądowy, wzrosły koszty spedycji towarów, co musi psuć biznes. Jak widzimy z danych pokazanych na wykresie, dla blisko połowy firm problemy z zaopatrzeniem są utrudnieniem, a dla co trzeciej firmy jest to znaczący problem ograniczający możliwość zarabiania.

Szeroki asortyment

Najważniejszą częścią każdego stanowiska jest oczywiście stacja lutownicza. Kolejne generacje pojawiające się na rynku mają poprawione kluczowe parametry użytkowe lutownic lub zakres ich zastosowań i funkcjonalność, np. moc, stabilizację temperatury. Poprawa dotyczy też ergonomii po to, aby kolba nie powodowała zmęczenia operatora ani nie przenosiła ciepła na rękę. Duża moc grzewcza rozszerza zakres zastosowań lutownic na obsługę dużych elementów oraz ogranicza wahania temperatury podczas montażu, czyli zapobiega powstawaniu zimnych lutów. Nowoczesne stacje lutownicze pozwalają ponadto na współpracę z odciągiem oparów, mają możliwość komunikacji z komputerem, np. do rejestracji parametrów lutowania, ustawiania profili temperaturowych dla różnych spoiw lutowniczych.

Ocena znaczenia dla biznesu, jakie mają narzędzia ręczne i wyposażenie stanowisk

 

Narzędzia i wyposażenie warsztatowe z reguły jest częścią większej oferty związanej z zaopatrzeniem produkcji elektroniki, sprzedażą sprzętu i urządzeń. Takich firm jest 70%, a dla kolejnych 24% takie urządzenia stanowią jeden z kilku pionów biznesu. Wiele firm dystrybucyjnych rozwija biznes poprzez dodawanie do oferty kolejnych pozycji, a narzędzia ręczne i urządzenia stanowiące wyposażenie stanowisk roboczych to produkty pokrewne tematycznie i doskonale się nadające do takich działań. Firm specjalizujących się w narzędziach ręcznych lub sprzęcie warsztatowym jest tylko 6%. Taką część przedsiębiorstw można uznać za dostawców specjalizowanych.

Lutownice do zastosowań w elektronice najczęściej zasilane są niskim napięciem po to, aby ograniczyć do minimum ryzyko przebicia elementów i pozwalają na uziemienie końcówki. Kolby umożliwiają wymianę grotów i nierzadko dla danego producenta liczba dostępnych wersji końcówek sięga nawet kilkudziesięciu sztuk. Dobra dostępność grotów o różnych kształtach, w niskich cenach, trwałych, a więc starczających na wiele godzin pracy, jest dla dużej części użytkowników z obszaru produkcji zagadnieniem kluczowym przy wybieraniu danego modelu lub też grupy produktów zgodnych pod tym kątem.

Poza lutownicami kolbowymi w tym obszarze produktowym funkcjonują jeszcze lutownice na gorące powietrze wykorzystywane do lutowania i demontażu elementów SMD oraz specjalizowane stacje do demontażu i montażu (reworku) układów w obudowach bezwyprowadzeniowych.

Drugą istotną grupę produktów tworzą materiały chemiczne. Są to na przykład aerozole czyszczące, smarujące, lakiery do zabezpieczania powierzchni, środki penetrujące, zmywacze etykiet, zamrażacze, sprężone powietrze, rozpuszczalniki (aceton, IPA), kleje i podobne. Do tego trzeba dodać materiały do lutowania (spoiwa lutownicze w drutach oraz pasty), topniki (w kilku wersjach o różnym przeznaczeniu), preparaty do mycia płytek po lutowaniu, usuwania naklejek itp. Do pracy potrzebne są także taśmy serwisowe (np. kaptonowe do izolowania, klejące i izolacyjne), srebrzanka i kynar, koszulki termokurczliwe, opaski zaciskowe i identyfikacyjne, drobne elementy mechaniczne (śrubki tulejki) i przewody. Przydają się też rękawiczki bezpyłowe, ściereczki do czyszczenia ekranów i podobne użyteczne drobiazgi. Nie wolno zapomnieć o materiałach termoprzewodzących: pasta jest absolutnym minimum, ale podkładki silikonowe też się przydają.

Najważniejsze cechy ofert brane pod uwagę przez klientów w zakresie narzędzi i wyposażenia stanowisk

 

Na wykresie najbardziej istotnych dla klientów kryteriów ofert handlowych związanych z narzędziami ręcznymi i wyposażeniem warsztatowym za najbardziej istotną uznano cenę (niską), potem jakość i niezawodność, a dalej parametry urządzeń. Na kolejnym miejscu pojawiły się krótki termin dostawy, marka producenta oraz szeroka oferta produktów. Koszty zakupu spadają na niższe pozycje jedynie w rzadkich przypadkach, gdy w grę wchodzi specjalistyczny sprzęt lub też dotyczą wąskich niszowych rynków.

Liczba niezbędnych do pracy narzędzi ręcznych także szybko rośnie i dotyczy to wszystkich grup produktowych, od śrubokrętów, poprzez szczypce, po pęsety. Zwiększa się grupa narzędzi specjalistycznych, np. zaciskarek do konektorów, przyrządów do usuwania izolacji z przewodów, a także narzędzi precyzyjnych do pracy z urządzeniami miniaturowymi. Wiele sprzętu tego typu jest dostępne w wersjach antystatycznych i antymagnetycznych. Więcej produktów służy do poprawy komfortu pracy, jak chwytaki, zestawy trzecia ręka, lupy itp. Razem takich drobiazgów tworzących niezbędnik uzbiera się minimum kilkadziesiąt pozycji, ale nawet sto takich produktów nie będzie wcale jakimś zaskoczeniem. Te wszystkie produkty gdzieś trzeba umieścić i przechowywać, stąd do kompletu konieczny jest stół roboczy (stanowisko) i szafki do przechowywania.

Typowe stanowisko ma konstrukcję modułową tj. możliwość kompozycji pasującego rozwiązania poprzez wybór elementów z systemu i konstrukcję zapewniającą możliwość dopasowania wymiarów do potrzeb.

Produktów o największym potencjale rynkowym

 

Największy potencjał rynkowy mają urządzenia do lutowania, zarówno klasyczne stacje lutownicze, jak i specjalistyczne do reworku lub demontażu za pomocą gorącego powietrza (na trzecim miejscu). Na drugiej pozycji uplasowały się materiały i urządzenia związane z ochroną antystatyczną, bo produkty te podlegają zużyciu. Stosunkowo wysoko oceniono potencjał odzieży ochronnej oraz mebli, stołów, krzeseł.

Piotr Ratuszny doradca ds. techniczno-handlowych w firmie Semicon Co należy brać pod uwagę, planując inwestycje w sprzęt i urządzenia warsztatowe? Aby dobrze dobrać odpowiednie wyposażenie warsztatowe, trzeba dogłębnie poznać potrzeby klienta, aplikacje i przeznaczenie. Przed zakupem warto się skonsultować i omówić aplikację. Jeżeli potrzeba od czasu do czasu coś przylutować, wystarczy podstawowa stacja lutownicza za kilkaset złotych. W przypadku, gdy lutownica jest używana przez cały dzień w różnych aplikacjach, warto rozważyć stację firmy Ersa, do której producent oferuje szeroki wachlarz grotów i części zamiennych. Drugim, bardzo istotnym elementem jest komfort użytkowania przez operatora. Czasem niewielka różnica w cenie przekłada się na znacznie większą satysfakcję pracy i komfort z użytkowania. Jakie tendencje można zauważyć w wyborach klientów? Jakość, a nie cena jest wyznacznikiem wyboru. Klienci oczekują czegoś, co będzie dobre, w rozsądnej cenie i spełni ich oczekiwania. W zakresie takich produktów możliwość przetestowania i uczciwa rekomendacja sprzedającego są również bardzo istotne.

Chińska konkurencja

Narzędzia ręczne, sprzęt lutowniczy oraz inne urządzenia składające się na wyposażenie stanowisk roboczych są produkowane przez wiele firm dalekowschodnich. Zaawansowanie techniczne, jakość wykonania oraz ceny takich produktów znacznie się różnią, bo nierzadko te lepsze rozwiązania mają wielu naśladowników, a ponadto tamtejsze firmy chętnie odwzorowują pomysły i rozwiązania wiodących producentów. Na chińskich portalach aukcyjnych jest mnóstwo sprzętu, który do złudzenia przypomina znane produkty markowe, a dobrym przykładem mogą być tutaj stacje lutownicze. To wszystko pojawia się w kraju i konkuruje ceną, wygląda podobnie jak te renomowane i nierzadko dobrze działa, tylko niestety psuje relacje w biznesie. Producenci azjatyccy kopiują uznane rozwiązania bez skrępowania, bo w praktyce nie grożą im za to żadne konsekwencje, a zawsze znajdzie się jakiś chętny do ich importu i zarabiania na różnicy cen. Sytuacja w ostatnim roku trochę się poprawiła, bo granica celna i podatkowa UE została uszczelniona, ale problem dalej jest. Produkty chińskie, jako marki własne, sprzedają też dystrybutorzy katalogowi, co wymusza na specjalizowanych dostawcach migrację ofert w stronę proponowania lepszych marek i zaawansowanych urządzeń, aby odciąć się od największych problemów.

Oczekiwania klientów w stosunku do dostawcy

 

Zestawienie najważniejszych oczekiwań klientów w stosunku do dostawców narzędzi ręcznych i sprzętu używanego na stanowiskach pracy jest typowe. Produkty mają być wysokiej jakości, tanie i dostępne bez długiego czekania. Ten ostatni czynnik kiedyś nie pojawiał się tak wysoko na wykresie, ale dzisiaj często jest tak samo istotny jak cena.

Dostępność i ceny

Od dwóch lat cały rynek komponentów elektronicznych zmaga się z wydłużonymi czasami dostaw, gorszą dostępnością produktów i w konsekwencji rosnącymi cenami podzespołów, materiałów oraz transportu. Dotyczy to nie tylko półprzewodników, ale także wielu innych grup produktowych, także narzędzi i wyposażenia stanowisk. Ceny zwiększają się na skutek splotu wielu czynników, takich jak wzrost kosztów surowców, transportu, kosztów pracy, na skutek dużej inflacji pojawiającej się przy okazji tłumienia skutków pandemii, a także tego, że duży popyt rynku pozwala na podwyżki. Podrożały metale i tworzywa sztuczne, a w konsekwencji produkty chemiczne jak lakiery, farby, materiały izolujące. Wyższe koszty pracy plus inflacja również przekładają się na wzrost ceny, urządzeń. Sprzęt do wyposażenia stanowisk pracy importowany z Dalekiego Wschodu jest transportowany z uwagi na rozmiary i wagę drogą morską lub lądową. Z tym wiążą się także duże opóźnienia i koszty.

Większe zainteresowanie sprzętem markowym

Ogólną tendencją w branży elektroniki jest zainteresowanie wysoką jakością produktów. Zapewnienie jakości wymaga użycia dobrych narzędzi. Inaczej w razie problemów nie będzie wiadomo, co jest powodem usterki – błąd projektowy, wada materiału, uszkodzony komponent, a może jednak źle przygotowana produkcja serii próbnej. Wraz z pogłębiającą się i stale rosnącą złożonością i miniaturyzacją elektroniki coraz mniej szczegółów widać gołym okiem, stąd znaczenie zaawansowanego sprzętu stale się zwiększa.

Inwestycje w wyposażenie stanowisk roboczych są częścią zapewnienia odpowiedniego poziomu zaawansowania procesów w firmie (produkcji, kontroli, serwisu, obsługi posprzedażnej). Zapewnienie usług wysokiej jakości staje się istotne z uwagi na coraz większe koszty związane z obsługą serwisową, kosztami logistyki towarów, kosztownymi podzespołami, a także dla zachowania dobrych relacji z klientami i postrzegania marki. Wszystko to w dzisiejszych czasach staje się istotne.

Branże o największym potencjale zakupowym

 

Dla rynku narzędzi i produktów niezbędnych w warsztacie serwisowym największy potencjał zakupowy tworzy elektronika profesjonalna, a w dalszej kolejności automatyka przemysłowa, elektronika konsumencka i motoryzacja. Świadomość rynku w zakresie zapewnienia długotrwałego działania urządzeń, możliwości i łatwości serwisowania, stale się zwiększa, co wynika z wielu czynników, np. takich jak ekologia i ograniczanie ilości elektrośmieci. Stąd zapewne wysokie miejsce elektroniki konsumenckiej na wykresie, która nie jest traktowana jako jednorazowa. Coraz większa integracja elektroniki i miniaturyzacja wymuszają użycie zaawansowanych narzędzi właśnie w sprzęcie profesjonalnym i przemysłowym.

Drugim ważnym zagadnieniem w opisywanym obszarze jest ergoergonomia, a więc dążenie, aby produkty miały konstrukcję i kształt dopasowany do fizjonomii człowieka, zapewniając ludziom komfortową pracę przez długi czas bez zmęczenia. Ergonomia w największym stopniu dotyczy stanowisk roboczych i narzędzi ręcznych, prawdopodobnie z uwagi na długi czas korzystania z nich podczas pracy.

Postępująca automatyzacja produkcji

Nietrudno zauważyć, że produkcja urządzeń elektronicznych jest coraz bardziej zautomatyzowana i sukcesywnie udział operacji, które muszą być wykonane ręcznie, maleje. Wynika to przede wszystkim z chęci zapewnienia wysokiej jakości przy niskich kosztach wytwarzania, a także odpowiedniej wydajności. Automatyzacja to dzisiaj wykorzystanie robotów do lutowania, skręcają obudowy, montują wyświetlacze i testują gotową konstrukcję.

Takie procesy w konsekwencji powodują, że zapotrzebowanie na pracę ręczną w przeliczeniu na pojedynczy produkt stopniowo maleje, co prowadzi do ograniczenia liczby wymaganych stanowisk roboczych i narzędzi. Dla opisywanego sektora rynku jest to czynnik o znaczeniu regresywnym. Podobne zjawiska widać w zakresie obsługi serwisowej, gdzie dąży się do minimalizacji kosztów takich usług poprzez zaawansowaną diagnostykę komputerową. Zamiast inwestować w sprzęt pomiarowy, drogie narzędzia do demontażu i montażu oraz całą otoczkę infrastrukturalną niezbędną do tego, aby zapewnić w pracy serwisowej odpowiedni poziom jakości, próbuje się tworzyć specjalizowany tester lub oprogramowanie diagnostyczne.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku

 

Najważniejsze czynniki negatywnie oddziałujące na rynek wyposażenia warsztatowego wiążą się z obecną sytuacją na rynku, a więc długimi czasami dostaw i rosnącymi kosztami produktów i materiałów oraz zatrudnienia. Kolejne czynniki są już "systemowe", bo do tej kategorii zaliczyć można dużą konkurencję na rynku wynikającą z obecności wielu dostawców i dyktat niskiej ceny ze strony producentów tanich wyrobów chińskich, które trafiają do klientów o niewielkich zasobach gotówki. Są to produkty nietrwałe, niedostatecznie precyzyjne, wykonane ze słabych materiałów, przez co szybko się zużywają, nie zapewniając pożądanej precyzji i po krótkim czasie muszą być wymienione na nowe. Kolejny czynnik, a więc postępująca automatyzacja elektroniki, przeszkadza nieco w rozwoju rynku narzędzi, bo ogranicza liczbę operacji w produkcji.

Mamy krajowych producentów

Omawiając narzędzia i wyposażenie warsztatowe, trzeba dostrzec znaczący potencjał rynku krajowego po stronie produkcji. Mamy producenta stacji lutowniczych i kilka firm wytwarzających lutownice transformatorowe. Produkujemy tygle lutownicze, urządzenia do montażu i demontażu BGA, odzież antyelektrostatyczną, meble przemysłowe antystatyczne – stoły, wózki, krzesła, regały, szafy, szafy rack, systemy transportu bliskiego, urządzenia do produkcji i serwisu (marka Reeco firmy Renex).

Krajowe firmy zajmują się produkcją mebli antystatycznych, np. RobTools, Pakt Electronics, w oparciu na kooperantach i kupowanych na rynku materiałach antystatycznych. Z kolei firma Loktech wytwarza stanowiska montażowe. Mamy w kraju także producenta preparatów chemicznych (AG Termopasty), takich jak środki czyszczące, lakiery, smary, topniki i materiały do lutowania, oraz materiałów antystatycznych (Artpol).

Najistotniejsze czynniki wspierające rozwój rynku

 

Zestawienie pozytywnych czynników dla rynku urządzeń stanowiących wyposażenie warsztatowe otwiera wzrost zainteresowania sprzętem markowym, które można odczytywać w taki sposób, że rynek utożsamia markę produktu z jakością, trwałością i zaawansowaniem technicznym i w ten sposób ocenia wyroby. W drugiej kolejności wymieniono coraz większą ofertę produktów, często specjalistycznych wersji ukierunkowanych na wykonanie zadania (np. zaciskanie złączy). Na kolejnych miejscach uplasowano presję na jakość, dużą liczbę firm EMS, które tworzą wymierny popyt i postępującą złożoność elektroniki.

Materiały do ochrony antystatycznej i elektromagnetycznej

Rozwój rynku elektroniki, wzrost wymagań jakościowych oraz to, że sprzęt elektroniczny pełni w naszym życiu coraz bardziej odpowiedzialną funkcję, wymusza zapewnienie odpowiedniego zabezpieczenia elektroniki przed wpływem niekorzystnych zjawisk, m.in. w zakresie ochrony antystatycznej i elektromagnetycznej. Tendencja ta najprawdopodobniej będzie się pogłębiała, ponieważ przybywa rozwiązań bezprzewodowych i rosną częstotliwości pracy urządzeń, zwiększając wrażliwość.

Większa świadomość zapewnia to, że ochrona antystatyczna, wymagania związane z zapewnieniem kompatybilności elektromagnetycznej przestały być uciążliwością, narzuconym formalnym obowiązkiem. Dzisiaj jest to jeden z elementów zapewnienia jakości. Panowanie nad emisją zaburzeń jest ważną i niełatwą częścią pracy inżynierskiej i każde rozwiązanie układowe lub komponent, które wyraźnie w tym pomaga, jest w tych działaniach cenną pomocą. Bezsprzecznie świadomość związana potrzebą inwestowania w zabezpieczenia i ochronę antystatyczną stale się zwiększa i dzisiaj nie trzeba już przekonywać do tego, że ochrona jest potrzebna, ale jak sygnalizowali nam w ankietach pytani specjaliści, brakuje jeszcze trochę staranności i systemowego podejścia do ochrony. Gdy pojawiają się pilniejsze sprawy związane z produkcją, mniej się na nią zwraca uwagę.

Ocena stopnia specjalizacji dostawców materiałów i komponentów ochronnych

 

Znaczenie materiałów i podzespołów do ochrony antystatycznej i elektromagnetycznej dla firm handlowych i produkcyjnych, a więc innymi słowy ich zaangażowanie w tym biznesie, zmienia się w zależności od stopnia specjalizacji. Można wyróżnić trzy mniej więcej tak samo liczebne grupy. Pierwsza to taka, gdzie omawiane produkty są sprzedawane przy okazji innej działalności lub też w ramach bardzo szerokiego asortymentu charakterystycznego dla dużych firm dystrybucyjnych. Takie przedsiębiorstwa dążą do tego, aby mieć możliwie wszystko co hipotetycznie może być potrzebne. Druga grupa to firmy sprzedające sprzęt do produkcji lub podzespoły, dla których materiały są także uzupełnieniem profilu, niemniej bardzo istotnym. Trzecią część tworzą firmy wyspecjalizowane w sprzedaży takich wyrobów.

W budowaniu świadomości rynku pomaga to, że z roku na rok liczba firm, które zetknęły się z problemami podczas projektowania, produkcji i serwisu oraz poniosły jakieś straty (koszty, opóźnienia), jest coraz większa. Zmienia się też świadomość kadry zarządzającej, która o zagadnieniach tych uczy się na studiach, na szkoleniach lub też po prostu ma dzisiaj większe możliwości współpracy z partnerami zagranicznymi. Mamy także coraz większą wyobraźnię na temat możliwych strat, jakie firma może ponieść w związku z nieszczelną ochroną produkcji i szkodliwym wpływem wyładowań na pracę urządzeń. Ponieważ koszty obsługi klienta, serwisu, dystrybucji i świadczeń posprzedażnych znacznie wzrosły w ostatnich latach, przy silnej konkurencji na rynku, szeregi przedsiębiorców lekceważących zagadnienia związane z ochroną ESD i brakiem EMC, szybko topnieją.

Duża liczba firm w branży EMS elektroniki działających na rynku krajowym i zagranicznym także wymusza właściwe podejście do ochrony ESD, gdyż dla tych firm posiadanie skutecznej ochrony przed ESD jest warunkiem uzyskania jakichkolwiek zleceń. Pozytywne wsparcie dla rozwoju rynku dają też regulacje prawne, np. dyrektywy europejskie lub natowskie, gdyż urządzenia bez ochrony przed EMI/ ESD nie są w stanie spełnić odpowiednich norm, ulegają uszkodzeniu podczas badań lub po prostu nie działają. Stąd wymogu ochrony nie daje się też tak prosto lekceważyć lub pomijać, a nawet gdy tej świadomości nie ma, pozostaje przymus formalny.

Najważniejsze dla klientów cechy ofert produktowych

 

W zestawieniu najważniejszych czynników składających się na ofertę za najbardziej istotny parametr uznano termin i logistykę dostawy, która przebiła niską cenę. Takie mamy czasy, że kryterium kosztu zakupu spada na niższe pozycje, bo łańcuchy dostaw cały czas nie działają dobrze. Nie dość, że pandemia w Chinach jeszcze nie odpuściła, to mamy jeszcze wojnę w Ukrainie, która wpływa na cały transport. Poza ceną i terminem bardzo istotne są też parametry techniczne, jakość wykonania oraz kompetencje dostawcy. Podobne oddziaływanie mają też certyfikaty potwierdzające spełnianie norm.

Ochrona antystatyczna to niezbędnik produkcji

Materiały do ochrony antystatycznej można podzielić na trzy grupy. Pierwsza to środki ochronne dla pracowników, a więc odzież, obuwie, rękawiczki, opaski, maski. Druga grupa to środki chroniące proces produkcyjny przed wyładowaniami elektrostatycznymi, czyli meble, maty, podłogi, sprzęt kontrolny (testery), elementy wyposażenia stanowisk pracy. Trzecia grupa to produkty do ochrony gotowych wyrobów, takie jak opakowania, folie, torebki strunowe, pianki, pudełka itd.

W tych obszarach zmagania kupujących dotyczą zapewnienia najlepszego balansu między ceną a jakością. Niestety jakość materiałów antystatycznych jest niełatwa do zweryfikowania, zwłaszcza w długim czasie. Pomiary parametrów wymagają posiadania specjalistycznej aparatury i zaplecza badawczego, dlatego z reguły dokonuje się prostej kontroli skuteczności ochrony za pomocą testerów, a drobiazgowe badania zostawia producentom. Używanie pewnych jakościowo materiałów i przestrzeganie zaleceń w zakresie czasu używania, harmonogramu wymian, a w przypadku odzieży stosowanie się do zaleceń w zakresie jej konserwacji jest słusznym balansem między zachowaniem skuteczności ochrony a ponoszonymi wydatkami. Jest to z pewnością kompromis opierający się na zaufaniu między producentem, dystrybutorem i klientem, co niestety prowadzi do kłopotów w przypadku nieuczciwości którejkolwiek ze stron.

Ważne i poszukiwane produkty ochronne

 

Za ważne i poszukiwane na rynku produkty uznano materiały antystatyczne do ochrony stanowisk pracy, dla pracowników oraz do zabezpieczania wyrobów (torebki, koszulki, pudełka). Z punktu widzenia firmy produkcyjnej są one tak samo potrzebne, jak płytki drukowane i podzespoły oraz kupowane w dużych ilościach. W dużym stopniu determinują one jakość produkcji i jak widzimy, przewyższają one znaczeniem te związane z kompatybilnością elektromagnetyczną. Wynika to z tego, że materiały antystatyczne mają znacznie szersze zastosowanie: w produkcji, magazynowaniu, transporcie, a dodatkowo są to elementy zużywające się, a więc wymagające wymiany. Poza tym ochrona elektromagnetyczna jest w dużej części realizowana przez projekt i dobór elementów, a w mniejszym stopniu przez środki ochronne, więc jej mniejsze znaczenie jest naturalne.

Materiały o miernych właściwościach, takie, gdzie deklarowane parametry nie mają pokrycia w rzeczywistości albo których własności ochronne szybko się degradują, stają się źródłem kłopotów. Jeśli dodatkowo sprzedawane są przez firmy bez kompetencji z tego obszaru, ich wypływ na jakość jest jedynie kwestią czasu.

Ochrona elektromagnetyczna urządzeń

Podobny podział na grupy produktowe widoczny jest w przypadku wyrobów przeznaczonych do zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej, gdzie oferta materiałów także towarzyszy podzespołom dyskretnym. Ochrona elektromagnetyczna opiera się głównie na elementach indukcyjnych, ferrytach, filtrach oraz tłumikach przepięć takich jak warystory, TVS- y oraz elementy gazowane. Po stronie materiałów są to produkty ekranujące i absorbujące emisję, które jeszcze kilka lat temu znajdowały zastosowanie w wysokiej klasy sprzęcie wojskowym i telekomunikacyjnym, obecnie trafiają też do urządzeń powszechnego użytku. Na rynku jest coraz więcej uszczelek, taśm, koszulek, osłon, siatek. Rośnie liczba kształtów, typów, różniących się stopniem tłumienia i przeznaczeniem. Producenci wprowadzają na rynek coraz więcej elementów tłumiących w obudowach SMD, złożone wersje zawierające wiele pojedynczych ochronników w jednej obudowie lub też specjalizowane układy pasywno-aktywne przeznaczone do współpracy z liniami danych szybkich interfejsów cyfrowych, gdzie istotne jest zapewnienie niskich strat wtrąceniowych lub dużej szybkości reakcji. Złożoność i trudność zagadnień związanych z kompatybilnością sugeruje, że w najbliższych latach zapotrzebowanie na podzespoły, usługi, wsparcie techniczne, oprogramowanie i aparaturę powinno ciągle rosnąć.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku

 

Za najważniejszy czynnik pozytywnie kształtujący rozwój rynku specjaliści uznali wzrost świadomości firm w zakresie zagrożeń, a więc ich wiedzę i doświadczenie pozwalające nie tylko wybierać produkty jakościowo dobre, ale dostrzegać potrzebę ochrony. Znaczenie ma też zainteresowanie utrzymaniem wysokiej jakości procesów w produkcji elektroniki, a następnie rosnące wymagania klientów. Kolejne czynniki wiążą się z ogólnym rozwojem rynku, a więc tym, że sprzętu jest coraz więcej, jest on bardziej złożony, mniejszy, czyli delikatniejszy i wymagający lepszej ochrony i produkcji w bardziej zaawansowanych procesach niż jeszcze kilka lat temu.

Wiedzę i doświadczenie w zakresie EMC zdobywa się latami, a liczba problemów, które trzeba będzie rozwiązywać, z pewnością nie będzie się zmniejszać. Niemniej proces ograniczenia emisji elektromagnetycznej jest dzisiaj nieodłączną częścią każdego etapu pracy inżynierskiej nad układem elektronicznym. Zasada jest taka, aby stosować takie rozwiązania układowe, żeby większość niezbędnego tłumienia zapewniał już sam projekt, tj. wielowarstwowa płytka, odpowiednio rozmieszczone elementy i jak najrzadziej sięgać po dodatkowe podzespoły zewnętrzne. Stąd część produktowa związana z ochroną elektromagnetyczną wartościowo i znaczeniowo jest znacznie mniejsza od antystatyki.

Są nowości, a raczej ulepszenia

Mimo że w branży antystatycznej nie ma raczej szans na rewolucję i sensacyjne odkrycia, a wielu dostawców ma podobne do siebie oferty, funkcję nowości pełnią ulepszenia. Przykładem mogą być opakowania rozpraszające ładunki i jonizujące atmosferę wewnątrz, opakowania antywilgotnościowe do przechowywania komponentów wrażliwych na wilgoć. Rośnie oferta w zakresie specjalizowanych urządzeń pomiarowych, pozwalających kontrolować jakość zabezpieczeń i mierzyć wielkość ładunków. Wzrasta sprzedaż jonizatorów, które pozwalają poprawić stopień rozpraszania ładunku w całej hali produkcyjnej i stanowią cenne uzupełnienie tradycyjnych mat, opasek i uziemień. Podzespoły ochronne w zakresie EMI i ESD są szeroko stosowane w większości urządzeń elektronicznych i w miarę upływu lat mają coraz bardziej specjalizowany charakter ukierunkowujący funkcjonalność na dany typ występującego czynnika niepożądanego, np. eliminację zakłóceń od telefonów komórkowych. Ale faktem jest, że największy nurt sprzedaży dotyczy produktów typowych.

Wsparcie techniczne zawsze jest w cenie

Podobnie jak w wielu innych specjalistycznych grupach produktów dla elektroniki, rola wsparcia technicznego i pomocy ze strony dostawcy staje się z roku na rok coraz ważniejsza, gdyż orientacja na rynku, w którym jest wiele produktów i producentów, nie jest prosta. Nie jest też łatwo powiązać usterki jakościowe ze skutecznością zabezpieczeń i z takich przyczyn znaczenie wyboru dostawcy i tego, jaki poziom merytoryczny on reprezentuje, jest w czynnikiem bardzo istotnym.

Problem z dostępnością komponentów jest znaczący

Rynek komponentów i materiałów ochronnych, jak każdy inny sektor elektroniki, cierpi na skutek pandemii i ograniczonej dostępności. Podrożał też transport i to znacząco, a dodatkowo czas spedycji się wydłużył, bo brakuje kontenerów, obsady pracowniczej w portach, a w przypadku transportu lotniczego w grę wchodzą ograniczenia związane z wojną w Ukrainie.

Braki oznaczają coraz wyższe koszty materiałów i komponentów. To oczywista zależność, która jest dzisiaj dodatkowym problemem dla rynku. Ceny zwiększają się na skutek splotu wielu czynników takich jak wzrost kosztów surowców, transportu, kosztów pracy, na skutek dużej inflacji pojawiającej się przy okazji tłumienia skutków pandemii, a także z dużego popytu. Materiały antystatyczne i do ochrony EM nie są wyjątkiem wolnym od tych problemów.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku EMI/ESD

 

Czynniki negatywnie oddziałujące na rynek to przede wszystkim zawirowania wojenne i po pandemii, prowadzące do wydłużenia czasu dostaw. Na kolejnych miejscach uplasowały się oszczędności i cięcia kosztów u klientów, a więc to, że próbują oni na ochronie ESD/EMI zaoszczędzić. Te oszczędności to kupowanie od tańszych dostawców, ograniczanie ochrony jedynie do niezbędnych miejsc, przedłużanie czasu eksploatacji i użytkowania materiałów lub złe podejście i bagatelizowanie zagadnień ochronnych, wynikające z braku wiedzy.

Duża rola koordynatorów ESD

Coraz więcej firm ma wśród kadry tzw. koordynatora ESD, a więc osobę, która potrafiocenić skuteczność ochrony antystatycznej, zadbać o przestrzeganie procedur organizacyjnych i realizację szkoleń dla personelu. Pracownicy firmy muszą zdawać sobie sprawę z tego, co robią i w jaki sposób problematyka ochrony przed ESD dotyczy ich pracy i wykonywanych czynności. Bez takiej świadomości inwestowanie nawet w najbardziej wyrafinowane środki ochronne nie ma większego sensu, gdyż jak w wielu innych dziedzinach najsłabszym elementem całego połączonego ze sobą łańcucha zależności okazuje się zazwyczaj człowiek.

Dla wielu osób wiążące się z tym wymagania, procedury i postępowanie mogą wydawać się niekiedy przesadzone lub też zbyt rygorystyczne. Takie odczucie wynika z dużej liczby koniecznych środków ochrony ich skomplikowania oraz, co jest chyba najważniejsze, z chęci zapewnienia skuteczności ich działania. Koordynator ESD jest odpowiedzialny za to, aby ochrona antystatyczna w firmie była rzeczywista, a nie iluzoryczna. Takie kwalifikacje zdobywa się na szkoleniach (IPC) i dzięki ich dobrej dostępności w Polsce osoba taka przestała być rzadkością.

Obwody drukowane dla elektroniki

Rosnące wymagania odnośnie do gęstości mocy, ciągły rozwój systemów mobilnych i postępujące upowszechnienie różnych sposobów komunikacji to tylko niektóre z czynników wpływających na zmianę trendów i wymagań dla rynku płytek PCB. Branża projektowania i produkcji obwodów drukowanych podlega nieustannej zmianie i ewolucji w reakcji na rosnące oczekiwania użytkowników PCB. Zmiany te w znacznej części kształtowane są przez opracowywanie nowych technologii produkcji, jak również czynniki rynkowe, jak np. ograniczenia w wydobyciu i dostawach surowców. Urządzenia elektryczne oraz elektroniczne znajdują zastosowanie w coraz to nowych dziedzinach, co przekłada się na stawianie płytkom PCB dodatkowych wymagań, dotyczących m.in. ich rozmiaru, niezawodności, wytrzymałości czy efektywności termicznej.

Najważniejsze dla klientów cechy oferty brane pod uwagę przy wyborze dostawcy PCB

 

Zestawienie najważniejszych czynników, które biorą pod uwagę klienci, wybierając dostawcę obwodów drukowanych, ma trzy pozycje wyraźnie dominujące nad całą resztą: termin wykonania, jakość i cenę. Nie jest to zaskoczeniem, bo taka trójka selekcji zawsze lokuje się na szczycie wykonywanych przez nas podobnych rankingów. Charakterystyczne jest jednak to, że cena jest dopiero trzecia, a termin dostawy jest najważniejszy. Taka zmiana to efekt ostatnich lat. Uwagę przyciąga też to, że bardzo wysoką pozycję ma dostępność kompleksowej usługi EMS u danej firmy.

PCB dużej mocy

Od pewnego czasu zaobserwować można rosnące zapotrzebowanie na obwody drukowane zawierające urządzenia oraz sygnały dużej mocy, o napięciach rzędu kilkudziesięciu czy kilkaset woltów. Częściowo jest to związane z rozwojem rynku pojazdów autonomicznych oraz odnawialnych źródeł energii. Nominalne napięcie na zaciskach zespołu akumulatorów autonomicznego samochodu wynosi typowo od 400 do 800 V – wyższe napięcie pozwala na transfer tej samej ilości energii przy mniejszych stratach przesyłu (ten sam fakt wykorzystuje się w liniach transmisyjnych sieci energetycznej). Kolejnym z powodów zwiększania możliwości mocowych płytek PCB jest chęć rozmieszczenia na nich większej liczby komponentów.

Najważniejsze czynniki o oddziaływaniu negatywnym dla rynku PCB

 

Główne czynniki o charakterze regresywnym dla rozwoju rynku obwodów drukowanych to rosnące koszty produkcji obwodów drukowanych wynikające ze wzrostu cen materiałów, energii, pracy, utylizacji odpadów i podobnych zagadnień. Kryteria te stają się istotne w konfrontacji z potencjałem producentów dalekowschodnich, którzy na skutek wadliwej polityki celnej korzystają z tańszych materiałów oraz mają niższe koszty. Z wykresu wynika, że negatywne oddziaływanie pandemii na rynek jest postrzegane jako mało znaczące.

Zwiększanie mocy znacząco utrudniane jest przez inny powszechny trend, czyli miniaturyzację obwodów drukowanych, wymuszaną często przez oczekiwania użytkowników lub specyfikę urządzenia. Obwody dużej mocy wytwarzają zaś wielkie ilości ciepła, które musi zostać w bezpieczny sposób odprowadzone z układu. To z kolei wymusza staranną optymalizację obwodu pod względem termicznym, bardzo często wymagającą korzystania z zaawansowanych narzędzi symulacyjnych oraz stosowania dodatkowych systemów chłodzenia.

PCB dla IoT

Niemal każda gałąź przemysłu w jakiś sposób adaptuje się do wymagań i możliwości dostarczanych przez koncepcję Internetu Rzeczy (IoT, Internet of Things), przy czym produkcja obwodów drukowanych nie jest tutaj wyjątkiem.

Urządzenia IoT charakteryzują się dużą funkcjonalnością przy jednoczesnych niewielkich rozmiarach. Silnie wpływa to na sposób projektowania przeznaczonych dla nich płytek PCB, gdyż nierzadko konieczne jest operowanie na granicy oferowanych przez producentów możliwości technologicznych. Dotyczy to m.in. zagadnień związanych z komunikacją (w tym techniką antenową), przetwarzaniem sygnałów wysokiej częstotliwości, bezpieczeństwem, to wszystko zaś próbuje się rozwiązać w sposób możliwie najbardziej energooszczędny. Bezpieczeństwo oznacza przy tym zarówno komfort użytkownika (szczególnie w przypadku elektroniki noszonej), ale również poufność transmitowanych danych.

Obwody drukowane dla systemów IoT muszą też zazwyczaj spełniać określone standardy i zalecenia definiowane przez instytucje certyfikujące tego typu produkty. Dotyczą one m.in. wymagań odnośnie do kompatybilności elektromagnetycznej oraz wspomnianego bezpieczeństwa.

Obwody elastyczne

Technologia produkcji elastycznych oraz sztywno-elastycznych płytek PCB nieodłącznie towarzyszy rozwojowi urządzeń noszonych, elastycznych wyświetlaczy oraz produktów elektroniki medycznej. Popularność elastycznych obwodów drukowanych wynika z ich atrakcyjnych właściwości. W porównaniu do swoich sztywnych odpowiedników są bardziej odporne na naprężenia, rozciąganie oraz zginanie, ich kształt może być również dużo swobodniej dopasowywany do potrzeb aplikacji. Mogą także zmieniać kształt w trakcie pracy urządzenia, ułatwiając umieszczanie w produkcie ruchomych części. Charakteryzują się ponadto mniejszą wagą oraz mniejszą grubością, przy czym proces ich masowej produkcji nie jest znacznie bardziej skomplikowany niż w przypadku ich tradycyjnych odpowiedników.

Do głównych branż wykorzystujących elastyczne obwody drukowane zaliczyć można:

• Oświetlenie LED. Źródła światła typu LED zdobywają ogromną popularność ze względu na swoją energooszczędność oraz wysoką jakość i różnorodność oferowanego oświetlenia. W przypadku taśm LED elastyczność jest kluczową cechą, ponieważ pozwala użytkownikom na montaż oświetlenia w różnych miejscach i konfiguracjach, w zależności od aktualnych potrzeb.
• Urządzenia noszone. Tego typu urządzenia są często integrowane w strukturze ubrań oraz akcesoriów odzieżowych, takich jak opaski. Układy elektroniczne znaleźć można współcześnie nawet w niektórych modelach kasków sportowych. Zapotrzebowanie na elastyczne PCB w tego typu aplikacjach wynika zarówno z konieczności realizacji nietypowych kształtów produktu, jak i potrzeby zapewnienia wysokiej odporności na wstrząsy oraz niewielkiej masy urządzenia.
• Elastyczne wyświetlacze. Elastyczne wyświetlacze już od kilku lat przyciągają uwagę osób zainteresowanych rozwojem i przewidywaniem trendów w elektronice użytkowej. Na przeszkodzie do zdobycia przez nie globalnej popularności wciąż stoi wysoki koszt ich wytwarzania. Przewiduje się jednak, że w momencie redukcji kosztów produkcji układy te staną się następnym kamieniem milowym w rozwoju elektroniki mobilnej. Pewnego dnia zostaną prawdopodobnie podstawowym wyposażeniem większości modeli smartfonów i tabletów. Będzie to zapewne wymagać nadania elastycznych właściwości pozostałym elementom urządzenia, w tym również płytce PCB.
• Urządzenia medyczne. Rozwój urządzeń medycznych opiera się współcześnie na dwóch trendach – miniaturyzacji oraz elastyczności. Elastyczne obwody drukowane pozwalają na jednoczesną realizację obu tych celów. Do innych ich zalet zaliczyć można wysoką niezawodność oraz kompatybilność biologiczną. Układy tego typu nadają się do bezpośredniego kontaktu z ludzkimi tkankami, co nie było możliwe w przypadku tradycyjnych sztywnych PCB. Elastyczne płytki PCB znalazły zastosowanie w wielu urządzeniach medycznych, takich jak narzędzia chirurgiczne, implanty, układy monitorujące kondycję pacjenta oraz różnego typu czujniki.

Płytki sztywno-elastyczne

Płytki sztywno-elastyczne stanowią połączenie tradycyjnych sztywnych płytek oraz obwodów umieszczonych na podłożu elastycznym. Tego typu rozwiązanie stosuje się zazwyczaj jako alternatywę pozwalającą wyeliminować złącza i przewody łączące poszczególne płytki oraz zwiększyć gęstość upakowania modułów w obudowie urządzenia, co przekłada się na jego mniejsze rozmiary oraz masę. Na podłożu elastycznym, oprócz prowadzenia ścieżek, dopuszczalne jest również rozmieszczanie komponentów, choć wymaga to dużej ostrożności w wyborze lokalizacji.

Obie z wymienionych technologii znaleźć można w ofercie coraz większej grupy krajowych wytwórni płytek, maleje również koszt takich rozwiązań – przykładowo, dla większych serii rozwiązania sztywno-elastyczne mogą być czasami nawet bardziej opłacalne od tradycyjnych płytek, łączonych za pomocą przewodów oraz złączy, głównie z powodu uproszczenia etapu montażu oraz skrócenia łańcucha dostaw. Konstrukcje te wciąż pozostają jednak produktami znacznie bardziej złożonymi od klasycznych PCB, ich prawidłowe wykonanie wymaga zatem ścisłej współpracy pomiędzy projektantem a zakładem produkcyjnym.

Pozycja producentów chińskich cały czas się zwiększa

Na rynku elektroniki od wielu lat firmy chińskie stanowią coraz ważniejsze źródło dostaw. W Azji zaopatrujemy się nie tylko w obwody drukowane, ale także w podzespoły, komponenty do budowy systemów i tworzenia projektów, jak zasilacze, sterowniki oraz materiały do produkcji (laminaty, kable). W ostatniej dekadzie z roku na rok potencjał tamtejszych firm się zwiększał, jakość produktów stale się poprawiała, a dostępność usług kurierskich drogą lotniczą ułatwiała znacząco import.

Pandemia, która zaczęła się w Chinach, te zależności trochę przewartościowała, bo okazało się, że opieranie biznesu i całkowite uzależnianie się od dalekowschodnich dostawców jest dla producentów elektroniki niekoniecznie korzystne. Teoretycznie sytuacja w Chinach niby już wróciła do normy i fabryki pracują normalnie, ale czasy dostaw są znacząco dłuższe, co wskazuje, że łańcuch dostaw nie działa jeszcze jak dawniej.

Z uwagi na takie zawirowania wielu producentów elektroniki zwiększa dywersyfikację swoich źródeł zaopatrzenia w materiały i komponenty po to, aby nie dopuścić do zakłócenia procesu produkcji. Część zleceń przekierowywana jest do firm europejskich, w tym też krajowych producentów, którzy są w stanie zapewnić szybką usługę i tym samym pomóc w prototypowaniu lub też ograniczeniu ryzyka. Zapewnienie stabilności rynku mimo trudnej sytuacji z pandemią ma tutaj znaczenie kluczowe, bo ogólnie w dalszym ciągu niska cena i możliwości technologiczne obwodów z Azji są wielką przewagą na rynkiem krajowym czy europejskim. Pandemia tego nie zmieniła i nie zmieni, co najwyżej nauczy wszystkich dywersyfikacji.

Najważniejsze trendy pozytywne dla rozwoju rynku obwodów drukowanych

 

Kompleksowe usługi produkcyjne EMS zawsze były postrzegane jako główny czynnik napędzający rozwój rynku obwodów drukowanych i z aktualnie prezentowanych danych wynika, że to się nie zmieniło. W Polsce rozwojowi rynku PCB sprzyja to, że rynek elektroniki szybko rośnie i tworzy nowe otwarcia zarówno po stronie firm, jak i produktów. Niezmienne jest też zainteresowanie jakością.

Koszty produkcji PCB znacznie wzrosły

Produkcja i sprzedaż płytek PCB jest cały czas w trendzie wzrostowym, bo rynek elektroniki szybko rośnie i tworzy na tyle duży popyt, że pokrywa on cykliczne wahania koniunktury i wzrost kosztów. Nie wiadomo, jak będzie z cenami obwodów w 2023 roku, bo niestety ostatnie 2 lata były okresem dużych podwyżek cen materiałów do produkcji PCB. Teraz drożeje energia elektryczna, co jeszcze bardziej pogłębia nierównowagę w wymaganiach i kosztach między obszarem Europy i Azji.

Montaż PCB remedium na problemy?

Z istnieniem silnej konkurencji chińskiej w zakresie płytek drukowanych trzeba się niestety pogodzić i szukać na rynku nisz oraz metod zapewnienia większej wartości dodanej, która pozwoli firmie zachować konkurencyjność. W warunkach krajowych taką niszą jest montaż podzespołów, a najlepiej pełna usługa kontraktowa EMS.

W stronę EMS kierują się w zasadzie wszystkie firmy z analizowanego obszaru. Producenci kontraktowi rozszerzają działalność o zapewnienie płytek drukowanych dla klienta oraz komponentów. Nawiązują oni współpracę z producentami chińskimi, współpracują z dostawcami (pośrednikami, brokerami) obecnymi na rynku w Polsce i biorą na siebie to, aby płytki niezbędne do produkcji móc zorganizować bez angażowania klienta. Dla tych firm jest to naturalne działanie, bez żadnego obowiązującego schematu współpracy. Jedni nawiązują współpracę bezpośrednią w producentami w Chinach, inni współpracują z brokerami działającymi w kraju, a najwięcej firm EMS działa w modelu mieszanym, czyli bez ułożonej z góry współpracy oraz nastawienia na jednego partnera.

Montaż podzespołów oferują także producenci PCB, którzy rozwijają w tym kierunku biznes. Jest to słuszny kierunek pozwalający zapewnić lepszą ofertę klientowi, zgodny z oczekiwaniami rynkowymi i globalnymi trendami w zakresie wzrostu znaczenia outsourcingu i pogłębiającej się specjalizacji.

Urządzenia technologiczne do produkcji elektroniki

Nowe inwestycje w zakresie urządzeń do produkcji elektroniki często wiążą się z poprawą szeroko rozumianej jakości. Firmy EMS i OEM inwestują znaczną część wypracowanych zysków 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, jednym słowem "w jakość". Takie są wymagania klientów krajowych i zagranicznych. Bez dobrej jakości nie da się też uzyskać niskich cen z uwagi na straty w materiałach. 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 lub też przestaje zapewniać wystarczającą wydajność. W efekcie konieczne stają się inwestycje w nowszy i tym samym bardziej zaawansowany sprzęt lub jest niezbędna rozbudowa o kolejną linię technologiczną lub jakiś element z nią związany.

Kontrola jakości musi być realizowana za pomocą urządzeń AOI, SPI i testów ICT/FCT. Walka o jakość to także traceability. Pod tym pojęciem kryje się możliwość prześledzenia krok po kroku poszczególnych etapów procesu technologicznego. Taki zapis czynności, w połączeniu z parametrami procesu, obsługą, materiałami wykorzystanymi w produkcji (numery partii i produktu) jest podstawowym źródłem danych dla zakładowego systemu kontroli jakości, pozwalając w kolejnym kroku na doskonalenie procesu. Elementem jakości jest też zwiększająca się popularność lakierowania płytek dla poprawy odporności środowiskowej, w tym tworzenia pokryć selektywnych oraz urządzeń do przechowywania podzespołów w kontrolowanej atmosferze. Normalnością jest przestrzeganie norm i stosowanie się do standardów IPC. To wszystko są atrybuty zaawansowania technologicznego i jakości w produkcji, które dopiero wdrożone razem są w stanie przynieść pożądany efekt.

Najważniejsze cechy ofert brane pod uwagę przy inwestycji w urządzenia do produkcji elektroniki

 

W zestawieniu najważniejszych dla klientów cech ofert branych pod uwagę przy kupowaniu urządzeń do produkcji elektroniki cena jest dopiero siódmym czynnikiem decyzyjnym. To jest rekord naszych zestawień, bo we wszystkich innych branżach i sektorach jest istotnie większe. W tym przypadku cena postrzegana jest przez pryzmat całkowitych kosztów posiadania, a one dla urządzeń produkcyjnych liczone są w długim okresie, razem z kosztami serwisu i utrzymania ruchu. W przypadku omawianego sprzętu istotne są kryteria charakteryzujące dojrzałe rynki, a więc jakość, parametry, kompetencje dostawcy i oferowane przez niego wsparcie techniczne oraz podobne aspekty. Znakiem obecnych czasów jest wyraźnie większe niż dawniej znaczenie czasu dostawy.

Dla rynku urządzeń produkcyjnych zapewnienie jakości to wielowymiarowy aspekt, niemniej można czasem odnieść wrażenie, że inwestycje mają charakter fal, np. w AOI, w magazyny elementów z kontrolowaną atmosferą, sprzęt do prototypowania i produkcji małoseryjnej, a w ostatnim okresie w automatyzację montażu ręcznego i roboty.

Nowe urządzenia to również remedium na braki kadrowe

Szybki rozwój elektroniki, w tym branży EMS i spora liczba firm, które mają własne działy produkcyjne i linie SMT, powodują, że coraz trudniej na rynku o specjalistów niezbędnych do obsługi parku maszynowego. Brakuje głównie średniego personelu technicznego, który rozumie procesy produkcyjne i ich znaczenie dla zapewnienia jakości. Produkcja elektroniki i procesy związane z montażem podzespołów nie są proste. O jakości, którą wszyscy są zainteresowani decyduje wiele szczegółów, stąd trzeba znać się na technologii produkcji, elektronice, mechanice, a czasem też na fizyce i chemii. Specjalistów takich nie ma wielu i zagadnienia kadrowe stają się coraz ważniejszym czynnikiem determinującym rozwój.

Wyjściem z szeregu problemów kadrowych jest większa automatyzacja, gdyż pozwala ona pogodzić wiele przeciwności, a więc dużą wydajność z precyzją działania i brakiem błędów oraz niskimi kosztami produkcji i uwolnić się od wielu opłat stałych w sytuacji, gdy działalność jest sezonowa. Kolejnym powiązanym zjawiskiem do problemów z personelem jest wzrost zainteresowania producentów elektroniki urządzeniami technologicznymi o uniwersalnej, prostej konstrukcji i oprogramowaniu. Wiele nowości wchodzących na rynek ma interfejs użytkownika ukierunkowany na szybkie i łatwe przygotowanie do pracy oraz zapewniający działanie przy minimalnym nadzorze. W ten sposób inwestycja w nową platformę technologiczną może stać się w jakiejś części remedium na problemy kadrowe.

Ważne i poszukiwane produkty do rozwoju przedsiębiorstw

 

Ważne i aktualnie poszukiwane na rynku produkty to, jak wynika z powyższego zestawienia, roboty i sprzęt do lutowania selektywnego. Oba zagadnienia wiążą się z montażem elementów przewlekanych w sposób automatyczny, co pokazuje, że branża produkcji elektroniki dokonuje kolejnego skoku automatyzacji rozumianej jako eliminacja pracy ręcznej przy układaniu THT, dużych elementów niedostępnych w SMD oraz przy montażu mechanicznym. Magazyny dla podzespołów kilka lat temu były notowane na wykresie wysoko, dzisiaj ustąpiły miejsca sprzętowi do lakierowania i zalewania PCB.

Problem z dostępnością komponentów jest znaczący i dokuczliwy

Rynek urządzeń technologicznych, jak każdy inny sektor elektroniki, cały czas jeszcze cierpi na skutek trwającej pandemii. W efekcie wielu trudności z dostępem do podzespołów elektronicznych wiele projektów zakupu nowych maszyn i inwestycji w rozwój park maszynowego zostało wstrzymanych lub opóźnionych, a skala planowanych inwestycji także została w wielu przypadkach ograniczona. Produkować trzeba mieć dla kogo, a skoro w branży komponentów sytuacja jest daleka od normalności, a znaczna część z produkowanych urządzeń przeznaczona było na eksport, to musi to odciskać negatywne piętno na dostawcach urządzeń.

Braki w podzespołach oznaczają coraz wyższe koszty materiałów. Podwyżki cen prądu, podatków i zatrudnienia razem z inflacją zmusiły wielu producentów elektroniki do wnikliwego przyjrzenia się ponoszonym kosztom, opłacalności działalności i innym aspektom ekonomicznym. Skoro zarobki są mniejsze, tak samo jak marże handlowe, to oznacza, że na inwestycje też zostaje niestety mniej funduszy.

Oczekiwania klientów w stosunku do kupowanych urządzeń

 

Wspólnym mianownikiem większości inwestycji w rozwój parku maszynowego producentów elektroniki jest zapewnienie niskich kosztów przy zachowaniu wysokiej jakości usług produkcyjnych oraz w dalszej kolejności możliwość rozwoju biznesu w przyszłości. W tym roku niższe koszty przeniosły się z trzeciej pozycji na pierwszą, co sugeruje, że aspekt finansowy staje się coraz bardziej istotny. Jest to znak, że wzrost cen materiałów, energii, podatków, walut oraz "nowy ład" zmuszają do weryfikacji biznesu pod kątem rentowności.

Podrożał też transport i to znacząco, a dodatkowo czas spedycji się wydłużył, bo brakuje kontenerów, obsady pracowniczej w portach, a w przypadku transportu lotniczego w grę wchodzą ograniczenia związane z pandemią oraz wojną w Ukrainie. W przypadku urządzeń do produkcji transport lotniczy dotyczy głównie części zamiennych do serwisu, maszyny są przewożone drogą lądową z uwagi na ciężar i wymiary.

Idzie nowe, czyli robotyzacja

Zapewne w kolejnych latach do hasła jakość dołączy robotyzacja. Dotyczy to głównie procesów realizowanych ręcznie, a więc montażu dużych elementów, złączy, transformatorów, ekranów, podzespołów mocy, wyświetlaczy lub komponentów, które nie są dostępne jako SMD lub nie mogą być lutowane w piecu. Nawet gdyby ich montaż SMT był możliwy, bo automaty dokonują dzisiaj cudów, to i tak z punktu widzenia trwałości jest on za delikatny. Stąd każdy producent musi montować i utrzymywać stanowiska pracy ręcznej.

Oczekiwania w stosunku do dostawcy maszyn

 

Producenci elektroniki oczekują od dostawców urządzeń produkcyjnych przedstawienia konkurencyjnej oferty handlowej – spełniającej ich wymagania techniczne i akceptowalnej po stronie kosztów. Na drugiej pozycji jest indywidualne podejście do zakupów, gdyż w omawianym obszarze dostawca tylko w małej części jest sprzedawcą produktów – bardziej doradcą techniczno-handlowym. Na trzeciej pozycji znalazł się serwis i utrzymanie w ruchu maszyn.

Robot jest w stanie takie elementy montować i lutować podobnie jak człowiek. Może skręcać obudowy, przenosić płytki ze stanowiska na stanowisko, montować wiązki kablowe. Robot się nie męczy, nie popełnia błędów i pracuje 24/7. Nawet jeśli jeszcze jest drogi, to inwestycja ta szybko może się zamortyzować, bo koszty działalności cały czas się zwiększają, elementy są coraz mniejsze, a oczy takie same. Wraz z upływem czasu i rozwojem rynku roboty stają się coraz bardziej dostępne i w aspekcie całkowitych kosztów posiadania tańsze. Urządzenia te w działaniu przypominają człowieka z jedną ręką, którą trzyma lutownicę, wkrętak lub chwytak. Nowe konstrukcje, tzw. współpracujące (coboty), nie wymagają tworzenia specjalnych stref bezpieczeństwa oddzielających ich od ludzi. Jest to mały sprzęt, który można postawić na stole, dzięki temu są bardzo wygodne. W ostatnich latach takich robotów pojawiło się na rynku bardzo wiele, na skutek konkurencji i rosnącego rynku ceny przestały być szokująco duże. Integrację w procesie ułatwia też oprogramowanie, które nie wymaga specjalnych umiejętności ani poświęcenia wiele czasu. Jak wynika z naszego badania ankietowego i danych pokazanych na wykresie, branża produkcji elektroniki traktuje roboty jako atrakcyjną propozycję rozwoju technologicznego.

Nawet jeśli robotyzacja nie przebije się na rynek ceną niższą od pracy ludzi, to dostanie się tam w ramach zapewnienia jakości.

Ocena potencjału biznesowego maszyn do produkcji

 

Niezmiennie od lat producenci elektroniki poszukują urządzeń, które są w stanie poprawić jakość realizowanych procesów oraz ich wydajność. Automatyzacja jest naturalnym i najważniejszym środkiem technicznym, który jest w stanie spełnić jednocześnie oba te kryteria, dlatego na szczycie zestawienia znalazły się roboty, automaty do montażu elementów, a w dalszej kolejności sprzęt do lutowania (selektywnego). Braki pracowników, rosnące koszty działalności również mogą być postrzegane jako czynniki napędowe dla automatyzacji. Ostatnim czynnikiem sprzyjającym jest rozwój technologii, który poprzez postępującą miniaturyzację, coraz większą wrażliwość mechaniczną i środowiskową układów na płytkach drukowanych zmusza do ograniczenia nakładu pracy ludzkiej.

Coraz więcej sprzętu w halach

Z uwagi na wzrost zaawansowania procesów, zapewnienie jakości, wymóg zapewnienia elastyczności procesów produkcyjnych, w halach produkcyjnych znajduje się coraz więcej maszyn. Poza sitodrukarką do pasty, automatem do układania i piecem, regułą budowy linii jest stanowisko inspekcji pasty i optycznej płytek po montażu, tester funkcjonalny. Poza piecem rozpływowym pojawia się fala selektywna. Przy większej skali działania park maszynowy wzbogacany jest o urządzenie do wycinania szablonów do nakładania pasty lutowniczej, o maszyny do mycia płytek, zautomatyzowane programatory chipów oraz systemy do liczenia komponentów. W halach są ponadto szafy z kontrolowanymi wewnątrz warunkami środowiskowymi do przechowywania elementów, czasem pojawia się inspekcja rentgenowska, są urządzenia do zalewania, lakierowania płytek. Coraz więcej firm ma dwie linie produkcyjne dla zapewnienia elastyczności realizacji zleceń dużych i małych bez przerywania produkcji, wykonywania prototypów lub z uwagi na to, aby zapewnić dużą wydajność i przepustowość.

Szczęśliwie dla dostawców urządzeń park maszynowy nigdy nie jest czymś skończonym. Zawsze coś trzeba uzupełnić, wymienić lub zmodernizować, a inwestycje mają charakter praktycznie ciągły, nawet jeśli zakupy są rozciągnięte w czasie.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku urządzeń

 

Największe pozytywne znaczenie dla rozwoju rynku ma stały trend poprawy jakości produkcji urządzeń elektronicznych. Za korzystne z punktu widzenia rozwoju zjawisko uznano ponadto coraz większe koszty produkcji w Chinach, które przesuwają próg opłacalności produkcji elektroniki na rzecz Europy Wschodniej. To także coraz większe znaczenie elektroniki we współczesnej technice oraz intensywna elektronizacja branż i produktów. Możliwość uzyskania dofinansowania z funduszy rozwojowych UE od lat lokowała się na szczycie zestawień najważniejszych czynników pozytywnie wspierających rozwój rynku, a teraz ma znacznie mniejsze znaczenie.

Wsparcie techniczne - termin magiczny

Wsparcie techniczne i pomoc ze strony dostawcy są coraz ważniejsze, gdyż orientacja na rynku, w którym jest wiele marek produktów, mnóstwo rozwiązań technicznych, technologii oraz metod rozwiązywania problemów z procesem produkcji nie jest łatwa. Z reguły firmy potrafią wskazać problem do rozwiązania, np. wąskie gardło w produkcji lub brak powtarzalności. Na podstawie tego dostawcy przedstawiają koncepcję rozwiązania w oparciu na swoim doświadczeniu i wiedzę oraz ew. po wsparciu się kompetencjami producenta, którego reprezentują.

Wskazuje to, że znaczenie wyboru dostawcy i tego, jaki poziom merytoryczny on reprezentuje, jest w tytułowym obszarze techniki czynnikiem pierwszorzędnym. Jednocześnie dobór produktu to skomplikowane wielowariantowe zagadnienie, w którym trzeba rozważyć wiele czynników, nie tylko związanych z daną maszyną, ale całym środowiskiem produkcyjnym, obecnym stanem posiadania oraz możliwościami finansowymi inwestora. Do tego dochodzą zagadnienia przyszłego wykorzystania, możliwości rozbudowy, dopasowania do innych zadań, a także kwestie utrzymania maszyn w ruchu (a więc koszty serwisu i dostępność części zamiennych). Takich problemów jest bardzo dużo, stąd w praktyce dobór maszyny bazuje na wiedzy, kompetencjach i rzetelności dostawcy. Z tych przyczyn nie jest to działalność dla przypadkowych osób i firm, bo do sukcesu firmy te dochodzą latami. Dlatego zmiany w krajobrazie firm są bardzo niewielkie, żeby nie powiedzieć, że w praktyce żadne.

Czynniki negatywne dla rynku urządzeń technologicznych

 

Największym problemem rynku urządzeń do produkcji elektroniki są długie czasy dostaw. Obojętnie, czy chodzi o podzespoły elektroniczne, czy też maszyny produkcyjne, problem jest taki sam i dokucza wszystkim. Bo jeśli nawet jakaś firma nie ma z logistyką problemu, a oferowane przez nią produkty są dostępne, to mimo to jej klienci, borykający się z opóźnieniami mogą z konieczności redukować zamówienia, opóźniać inwestycje i anulować projekty.

Nowości – tym żyje rynek

W zakresie sprzętu technologicznego nowości na rynku pojawia się dużo w stosunku do innych dziedzin, co jest pochodną tego, że generalnie do produkcji potrzeba wielu maszyn. Sprzęt dopasowuje się też do zmian w rynku, na którym coraz większe znaczenie ma produkcja specjalistyczna, małoi średnioseryjna, a więc taka, w której trzeba często zmieniać to, co jest wytwarzane. Aktualnie w nowościach podkreśla się aspekty serwisowe urządzeń, czyli to, że w ich przypadku eksploatacja jest tańsza, a przestoje mniej dokuczliwe. Jest to wyraźny znak, że krajowy rynek normalnieje, a klienci podchodzą do zakupów racjonalnie, czyli patrzą nie tylko na cenę na fakturze, a na całkowite koszty posiadania.

Nowości to także efekt zmian technologicznych, a więc miniaturyzacji urządzeń, coraz mniejszych komponentów, większej złożoności układowej, a także wzrostu znaczenia technologii mobilnych i komunikacji bezprzewodowej.

Zrównoważony rozwój w produkcji elektroniki

Unia Europejska zamierza osiągnąć całkowitą neutralność klimatyczną do roku 2050 – w planie realizacji tego celu Komisja Europejska wskazała przemysł elektroniczny oraz IT jako jedne z kluczowych obszarów, które muszą się dostosować. Nieunikniona wydaje się konieczność znalezienia równowagi pomiędzy dalszym rozwojem branży elektronicznej, troską o środowisko naturalne, dostępnością surowców oraz ochroną społeczności przed zalewem elektroodpadów.

Migracja branży w stronę zrównoważonego rozwoju opierać się będzie zapewne na następujących aspektach: ekodesign, zrównoważony dobór surowców produkcyjnych, upowszechnienie materiałów biodegradowalnych, wprowadzenie bardziej energo- oraz materiałooszczędnych procesów produkcyjnych, powszechny recykling surowców oraz komponentów.

Ekodesign

Troska o środowisko powinna przyświecać konstruktorom już na etapie projektowania produktu oraz tworzenia jego specyfikacji technicznej. Do podstawowych zasad ekodesignu zaliczyć można energooszczędność, materiałooszczędność, długi czas życia produktu oraz łatwość jego modyfikacji i ulepszania, a także korzystanie z surowców nadających się do recyklingu. Produkt powinien być zaprojektowany w sposób modułowy, aby poszczególne wchodzące w jego skład komponenty mogły zostać wykorzystane ponownie w ramach recyklingu. Jednym z dokumentów normatywnych w tym zakresie jest dyrektywa Unii Europejskiej w sprawie ekoprojektu, określająca szczegółowe minimalne wymagania w zakresie efektywności energetycznej, mające na celu zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne w całym cyklu życia produktu.

Jednym ze sposobów na realizację zrównoważonej produkcji w duchu zero-waste może być wykorzystanie surowców oraz komponentów pochodzących z recyklingu. Pozwala to również częściowo uniezależnić się od zawirowań na światowym rynku surowców, szczególnie dotkliwie zauważalnych w ostatnich czasach.

Zrównoważony dobór surowców produkcyjnych

Od wielu lat podkreśla się, że branża elektroniczna musi przestawić się na korzystanie z surowców pochodzących z odnawialnych źródeł. Jednym z przykładów tego typu podejścia jest korzystanie z materiałów celulozowych, takich jak papier oraz nanoceluloza. Włókna nanocelulozowe mogą potencjalnie zastąpić laminat FR4 oraz materiały poliestrowe w produkcji PCB. Charakteryzują się dużą elastycznością oraz odpornością na rozciąganie, są przy tym całkowicie biodegradowalne.

Nowe rodzaje materiałów

Przemysł elektroniczny potrzebuje wprowadzenia na szerszą skalę bioplastików, czyli tworzyw sztucznych pochodzenia naturalnego. Materiały tego typu podlegają całkowitemu rozkładowi w środowisku naturalnym, emitując w wyniku tego procesu jedynie wodę oraz tlenek węgla. Bioplastiki szczególnie dobrze nadają się do wytwarzania urządzeń elektronicznych jednorazowego użytku (jak np. różnego rodzaju testy diagnostyczne) oraz czujników rozmieszczanych w trudno dostępnym terenie. Biodegradowalność jest też niezwykle pożądaną cechą w układach elektronicznych umieszczanych w opakowaniach typu smart, wykorzystywanych m.in. do przechowywania żywności. Czujniki dołączane do takich opakowań monitorują temperaturę podczas transportu, dbając o to, by przed dostarczeniem produktu odbiorcy nie został przerwany łańcuch chłodniczy. Biodegradowalność tego typu układów znacząco upraszcza recykling całego rozwiązania. Obszar potencjalnych zastosowań oraz zapotrzebowanie na bioplastiki wciąż rośnie – tego typu materiały są znacznie bardziej odporne na działanie wilgoci niż substancje celulozowe, większy jest zatem również potencjał ich wykorzystania.

Biodegradowalne PCB

Odpady elektroniczne, określane często mianem e-śmieci lub e-odpadów, stanowią jeden z poważnych problemów całej współczesnej cywilizacji. Terminem tym określa się wycofane z użytku układy i urządzenia elektroniczne, takie jak komputery, laptopy, telewizory, smartfony czy wiele innych przedmiotów elektroniki użytkowej. Produkty te zawierają elementy i substancje ulegające rozkładowi przez setki lub tysiące lat, stanowiące przy tym często poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Jednym z rozwiązań tego problem jest recykling tego typu odpadów, czyli próba odzyskania użytecznych surowców, przy jednoczesnej neutralizacji tych stanowiących niebezpieczeństwo. Zasięg takich działań jest jednak ograniczony, należy zatem spodziewać się dalszego wzrostu wagi tego problemu w najbliższych latach.

Dużą część e-odpadów stanowią płytki PCB, będące nieodłącznym elementem niemal wszystkich produktów współczesnej elektroniki. Niektóre z materiałów wykorzystywanych do ich produkcji charakteryzują się bardzo długim czasem rozkładu, zanieczyszczając w trakcie tego procesu środowisko naturalne. W znacznej części jest to wina środków chemicznych wykorzystywanych w procesie wytwarzania PCB.

Biorąc pod uwagę rosnącą liczbę urządzeń elektronicznych posiadanych oraz wykorzystywanych przez przeciętnego użytkownika, a także trend skracania czasu życia tych produktów, z łatwością przewidzieć można, że liczba e-odpadów trafiających do środowiska będzie w nadchodzących latach wciąż rosnąć.

Pojawiło się wiele propozycji rozwiązania tego problemu. Wśród nich znaleźć można m.in. organizację wyspecjalizowanej branży odbioru e-odpadów oraz recykling polegający na odzyskiwaniu wartościowych surowców. W przypadku płytek PCB pojawiają się głosy wzywające do modyfikacji procesu ich wytwarzania. Polegać to ma na zamianie tradycyjnie wykorzystywanych podłoży na ich przyjazne dla środowiska odpowiedniki. Biodegradowalne podłoża są obecnie poddawane wnikliwym badaniom i analizom, co w najbliższej przyszłości może doprowadzić do ich masowej adaptacji w branży.

Energo- oraz materiałooszczędność w produkcji elektroniki

Wiele z procesów oraz rozwiązań wykorzystywanych w tradycyjnym podejściu do produkcji elektroniki opiera się na odrzucaniu części surowca w trakcie wytwarzania produktu. Z drugiej strony, nowe technologie oparte na druku oraz innych zabiegach R2R (Roll-To-Roll) polegają na dodawaniu kolejnych warstw materiału w procesie wytwarzania, w ilości oraz w miejscu, w którym jest on wymagany. Redukuje to poziom odpadów oraz marnotrawstwa surowca produkcyjnego.

Recykling

Przy obecnym stanie technologii nie jest możliwe zastąpienie wszystkich materiałów oraz surowców ich biodegradowalnymi odpowiednikami. Dla osiągnięcia zrównoważonej produkcji kluczowe jest zatem wprowadzenie efektywnych mechanizmów recyklingu. Przykładowo, każdego roku na rynek dostarcza się ok. 1,5 mld nowych egzemplarzy telefonów komórkowych. Stare modele bardzo często lądują w szufladach biurek lub na wysypiskach odpadów, co oznacza, że materiały oraz komponenty użyte do ich produkcji zostają bezpowrotnie utracone. Nie ulega wątpliwości, że znacznie korzystniejsze byłoby ich ponowne wykorzystanie.