Производство электроники в Китае — чего ждать? (часть вторая)

В первой части мы рассмотрели, главным образом, потенциальные организационные трудности, возникающие при производстве опытных и промышленных партий электроники в Китае. Теперь же поговорим больше о технических и технологических проблемах.
Итак, нам надо пройти четыре этапа:
1. Изготовить печатные платы.
2. Закупить компоненты (т.н. BOM — bill of materials).
3. Смонтировать компоненты на плате (пайка).
4. Проверить работоспособность и качество изделий.

На что нужно обращать внимание на каждом этапе?

1. Изготовление печатных плат

Здесь обычно нас поджидает относительный минимум сюрпризов. Разработчик (именно разработчик! а то можно при конвертации из файлов, например, .pcb получить несколько неприятных сюрпризов) готовит герберы (файлы в формате Gerber), фабрика делает многослойную печатную плату, все счастливы. Изредка встречаются неожиданности (например, один раз нарвались на отзеркаленные платы), но производитель без разговоров исправляет все свои косяки, это норма для китайских фабрик.
По времени изготовление партии многослойных (четыре и более слоев, двухслойные все делают меньше недели) плат занимает обычно от 10 дней до трех недель. Как ни странно, по опыту, сроки обратно пропорциональны размеру фабрики. Т.е. крупные делают быстрее, мелкие — медленнее.
Иногда к платам возникают специфические требования — конкретные значения волнового сопротивления, толщина проводников или там глухие микроотверстия, сделанные лазером. Тогда нужно уточнять, может ли данная фабрика это сделать? Сейчас вот по одному из проектов фабрика нам должна предоставить протокол испытания плат на волновое сопротивление конкретных дорожек. Не все на это пойдут, так что при специфических требованиях поиск исполнителя может затянуться.

2. Закупка BOM

Самая проблемная часть. Собственно, если китайцы делают вам плату «под ключ», т.е. исполнитель комплексный, то именно на этом этапе он получит с вас наибольшее количество денег за свою работу (бывает — до 50-100% от себестоимости деталей), и это не просто так. Закупить несколько сотен позиций — работа сама по себе довольно сложная, а тут еще два особых фактора вмешиваются: доступность и качество комплектующих.
Далеко не все (даже относительно обычные) комплектующие могут оказаться «на стоке» у поставщиков. А уж если это какая-то редкость — вы попали. Для разработки или прототипирования наши (российские) инженеры выбирают те компоненты, которые можно приобрести у себя на Родине, причем они не особо заморачиваются ценой и массовостью, а гораздо больше — качеством и репутацией изготовителя. Вот и получается, что память в прототипах используеся Micron, процессоры — TI, а разъемы — Samtec. По нашему опыту, больше всего проблем возникает, как ни странно, именно с разъемами. В одном проекте для производства 1000 единиц продукции понадобилось закупить 6000 довольно специфичных разъемов. И это оказалось ох как не просто! Нет, конечно, всегда есть вариант «заказать на фабрике и ждать два месяца», только почему-то он мало кого устраивает. Поэтому приходится закупать по частям у разных поставщиков, искать на рынках и т.п. Часто еще на этапе согласования BOMа мы предлагаем кое-что изменить — иногда аналоги и обходятся дешевле, и гораздо более доступны. Если вам все производство делают «под ключ» китайцы, проблема с доступностью комплектующих несколько усугубляется тем, что фабрики работают обычно с ограниченным количеством своих «проверенных» поставщиков. По всему рынку они для вас искать не будут, а просто проинформируют о задержке и будут спокойно ждать, когда нужные детали появятся у постоянных партнеров.
Что касается качества комплектующих, то тут надо быть предельно внимательным. Очень много подделок, перемаркированных чипов, да и просто брака. В большинстве случаев проблемы возникают при закупке розничных партий (от единиц до нескольких десятков одного наименования), но вот совсем недавно, например, столкнулись со случаем, когда в запечатанной катушке (5000 шт) с конденсаторами на 47 мкФ реальная емкость оказалась 37 мкФ. До этого был случай с полностью неработоспособной партией (2500 шт) чипов микроконтроллеров. Приехали на фабрику представители поставщика, поудивлялись, привезли еще одну катушку — та же фигня! Извинились, вернули деньги. Чипы пришлось закупать в другом месте. А если бы их все (2500 шт!) уже успели замонтировать?!
Еще одна тонкость: детали поставляются в катушках/планках/коробках и т.п. Допустим, вам нужно 1800 деталей какого-то наименования, а в катушке — 2500 штук. У вас есть выбор: купить целую катушку и отложить неиспользованные детали на будущее, или приобрести ровно 1800 штук, но по несколько другой цене. Были случаи, когда 100 деталей и 2500 (целая катушка) стоили одинаковых денег. И это, в принципе, понятно: если поставщик вам отмотает часть катушки, то сколько ему придется ждать покупателя, желающего приобрести оставшуюся часть?

3. Монтаж

Сразу скажу — ни в коем случае не подписывайтесь на «пайку волной»! Да, сейчас это редкость, но мало ли. Пусть уж лучше руками паяют — еще и дешевле выйдет.
Если вы когда-нибудь будете в Шеньжене на какой-нибудь сборочной фабрике электроники, вам обязательно похвастаются своим «производством» — длинные комнаты со столами в несколько рядов, за которыми сидят сотни вчерашних крестьян с паяльниками.

Это «наша» фабрика, на которой мы делали платы для Virt2Real.
Ужас. Любая ручная пайка — это риск, и значительный. Равно вероятны как недогрев, так и перегрев. В связи с тем, что все стараются соответствовать требованиям RoHS, практически всегда паяют высокотемпературными бессвинцовыми припоями. Т.е. температура паяльника — порядка 400 градусов. Мощность вполне достаточна, чтобы неловким движением убить какую-нибудь нежную деталь типа кварца (о, как китайцы обожают паять руками именно кварцы! просто мания какая-то).

Слева можно видеть нефиговую каплю бессвинцового (!) припоя, которым металлический корпус (!!) кварца (!!!) был присобачен к плате. Половина кварцев в тираже пошла в мусор. Это не мы делали, это так когда-то для нас делали… Пока мы не перешли на самообслуживание.
Ну а самый качественный (но и самый дорогой при этом) метод — это, конечно, поверхностный монтаж автоматами. Здесь брака практически не бывает.

4. Проверка качества

Каждого заказчика мы просим предоставить методику и требования к тестированию продукции. Мы крайне заинтересованы, чтобы брака было как можно меньше (китайцы-то все переделают, если что, но таскать продукцию через границу туда-сюда — удовольствие никакое). Полностью брака избежать удается очень редко, но если заказчик заказал 100% (а не выборочную) проверку и дал нормальную методику (а не «подать напряжение и убедиться, что светодиод зажегся»), то в подавляющем большинстве случаев брака — менее одного процента, и все они связаны с дефектными комплектующими. Согласитесь, из 1000 микросхем памяти пара-тройка вполне могут оказаться с браком…
Сервис «независимого аудита» производства в Китае очень хорошо развит. Так что не пренебрегайте этой возможностью, во избежание неприятных неожиданностей уже на нашей стороне границы.

---

Сегодня отгрузили очередную партию плат на китайскую фабрику-сборщик нашего партнера. 3000 комплектов, 9000 плат. Брак — 12 единиц (заменен уже). В общей сложности это уже четвертая поставка на эту фабрику, т.е. 36000 плат мы уже изготовили по этому проекту. Жизнь бьет ключом.

Автор: dzhe

Источник