Первый, построенный с нуля.
Репортаж с завода печатных плат в Дубне

Курочкин Юрий № 5’2015 PDF версия В рамках прошедшей в конце июня XIII Международной конференции «Основные направления развития технологий, оборудования и материалов для производства печатных плат» состоялась экскурсия ее участников на завод по производству печатных плат ООО «Связь инжиниринг КБ», расположенный на территории технико-внедренческой особой экономической зоны в городе Дубне (Московская область).

Экскурсия проводилась накануне запуска производства и начала коммерческой деятельности, запланированных на июль 2015 года. Гостеприимные хозяева — генеральный директор Михаил Юрьевич Крылов, заместитель генерального директора — технический директор Андрей Леонидович Жигачев, директор по качеству Роман Евграфьевич Суховский, главный технолог Сергей Игоревич Росинкин и ведущий технолог Юрий Юрьевич Охват — показали участникам конференции заводские цеха, а затем, уже на самой конференции, выступили с презентацией и ответили на многочисленные вопросы специалистов.

Генеральный директор Михаил КРЫЛОВ

Новый завод — первое в России предприятие полного цикла по производству современных печатных плат, спроектированное и построенное с нуля после 1991 года. Оснащен завод самым современным оборудованием от ведущих мировых производителей, а планировка производственных помещений выполнена таким образом, чтобы оптимизировать технологические переходы. Инвестиции в создание завода составили 62 млн евро, 22 из которых — собственные средства материнской компании ЗАО «Связь инжиниринг», а еще 40 млн евро — долгосрочный экспортный кредит крупного чешского банка под гарантии чешской государственной страховой компании. Планируемый годовой оборот завода составляет 25–30 млн евро; по предварительным оценкам, инвестиции должны окупиться в течение 5,5 года.

Заместитель генерального директора — технический директор Андрей ЖИГАЧЕВ

Первоначально предполагалось выпускать на предприятии крупные серии печатных плат, однако в процессе проектирования задача была скорректирована. Завод будет изготавливать прототипы и мелкие серии двусторонних и многослойных (до 25 слоев) плат широкой номенклатуры и высокой степени сложности — не ниже 6‑го класса точности по российской классификации (или 10‑го класса по европейской). Как говорит Михаил Крылов, интересней сделать одну сложную и дорогую плату, чем тысячу простых и дешевых. Эта ориентация полностью соответствует актуальной сегодня задаче импортозамещения, поскольку до последнего времени практически все платы высокого класса точности закупались за рубежом. Основными конкурентами завода будут производители из Юго-Восточной Азии и Европы, однако в сравнении с ними у предприятия есть несколько важных преимуществ. Помимо высокого качества продукции, это прежде всего малый срок обработки заказа за счет оперативного взаимодействия специалистов завода с заказчиками и разработчиками изделий, новейшие системы контроля качества, быстрота изготовления и доставки продукции конечному потребителю и расположение в особой экономической зоне «Дубна», предоставляющее заводу дополнительные льготы. Заложенная в проект гибкость производства позволяет выполнять заказы в кратчайшие сроки и легко осуществлять перестройку технологии при появлении у заказчиков новых потребностей.

Производственный корпус завода

Завод располагается на участке площадью 2,4 га. Площадь научно-производственного корпуса 12 000 м2, максимальная потребляемая мощность 2,5 МВт, расход воды — 140 м3/сутки. Проектная мощность завода — 55 000 м2 плат в год, из них 30 000 м2 многослойных плат и 25 000 м2 двусторонних. Планируется обрабатывать 100 заказов в день, в том числе 50 новых. Предусмотрена возможность производства многослойных плат с глухими и скрытыми переходными отверстиями, гибких и гибко-жестких печатных плат, плат на металлическом основании и на СВЧ-диэлектриках. В основном будут использоваться два типоразмера заготовок: 610×533 мм и 610×457 мм — такая стандартизация необходима для эффективной автоматизации производства. Кроме того, для изготовления дорогих СВЧ-плат с применением ручного труда будут использоваться заготовки меньшего размера — 305×457 и 305×228 мм (их доля в продукции завода составит около 0,1%). Оборудование позволяет работать с платами толщиной от 0,5 до 4 мм с толщиной слоев от 0,086 до 1,5 мм. Минимальный диаметр отверстий — 0,1 мм, допустимое отношение минимального диаметра отверстия к толщине платы для отверстий диаметром менее 0,2 мм — 1:6, для отверстий диаметром более 0,2 мм — 1:10.

Ведущий технолог Юрий ОХВАТ

Минимальная ширина проводник/зазор при использовании фольги толщиной 9 мкм составляет 75/75 мкм, 12 мкм — 100/100 мкм, 18 мкм — 125/125 мкм. В качестве финишного покрытия может применяться горячее лужение, иммерсионное золото с подслоем никеля или палладия и никеля, иммерсионное олово и гальваническое золото.

Ориентация на выпуск как сложных прототипов, так и дешевых серий плат предопределила внедрение двух технологий — комбинированного позитивного и негативного (тентинг) процессов. Для позитивной технологии приобрели вертикальную химико-гальваническую линию гонконгской компании PAL, для негативной — горизонтальную линию с прямой металлизацией без палладия и горизонтальным омеднением германской компании Atotech (первую в России). Преимущества негативной технологии — короткий технологический процесс (цикл металлизации сокращается на 30–40%), меньшее количество переходов между операциями, более равномерный гальванический осадок и отсутствие этапов нанесения и снятия металлорезиста. На горизонтальной линии Atotech применяется прямая полимерная металлизация — процесс относительно недорогой и довольно-таки простой в плане контроля. Линия обеспечивает высокую производительность благодаря использованию плотности тока до 10 А на дециметр, что по сравнению с предельным током 2 А на вертикальных линиях является значительным увеличением. В DES-линии (осуществляющей проявление фоторезиста, кислое травление и снятие фоторезиста) предусмотрено два травильных модуля и модуль прерывистого травления для компенсации «эффекта лужи». Регенерация кислого травильного раствора осуществляется системой шведской компании SIGMA — это первая такая установка в России и первая в мире по производительности: 20 кг меди/ч. Установка поддерживает постоянное качество травильного раствора и таким образом обеспечивает постоянный режим травления. По предварительным оценкам, 75% продукции завод будет выпускать по негативной технологии.

Гальванический зал производственного корпуса

Позитивная технология — прецизионная, она сложнее, но позволяет работать с тонкими заготовками, выполнять заполнение глухих отверстий, а также изготавливать платы с большой толщиной меди. На этой линии используется химическое омеднение. Производительность SES-линии (снятие фоторезиста, щелочное травление и снятие металлорезиста) ниже, чем у DES-линии, но и плановая нагрузка на нее значительно ниже. Постоянство щелочного травильного раствора обеспечивает система регенерации германской компании Schmid Premium производительностью до 6 кг меди/ч.

Горизонтальная гальваническая линия

Для нанесения рисунка установлены две машины прямого экспонирования производства швейцарской компании Printprocess с четырьмя головками каждая. Прямое экспонирование позволяет избежать затрат финансов и времени на изготовление фотошаблонов, а также связанных с ними дефектов. Установки отличает высокая скорость, что очень важно в условиях большого количества заказов, высокая разрешающая способность, масштабирование рисунка с учетом усадки заготовки и онлайн-совмещение рисунка со сверловкой на каждой плате. По словам Сергея Росинкина, в предварительных экспериментах после проявления удавалось воспроизводить с хорошим качеством даже проводники шириной 40 мкм.

Нанесение паяльной маски осуществляется методом распыления на установке, изготовленной компанией ITC (Германия). Цикл нанесения маски вместе с подсушиванием и охлаждением занимает 15 мин, рабочая скорость — около 1,5 м/мин. Объем емкости для краски достаточен для непрерывной работы в течение дня. Для термодубления паяльной маски используется конвейерная конвекционная печь той же компании ITC, которая может работать с печатными платами толщиной от 0,1 до 5 мм.

На этапе сверловки используется уникальная система «Куб» производства немецкой компании Schmoll: шесть небольших одношпиндельных сверлильных станков, объединенных с тремя загрузчиками единой системой передачи заготовок. Они управляются одним оператором, и на каждом станке можно выполнять свою программу. Сверление маски после прессования выполняется на станке с рентгеном. Установка контролирует смещение каждого слоя, комплексно анализирует смещение слоев друг относительно друга и производит сверление базовых отверстий, обеспечивая максимальную величину гарантийного пояска. Далее заготовки поступают на обычные сверлильные станки, устанавливаются на эти базы, и выполняется сверление основного массива отверстий.

В сверлильном цеху

На участке сверловки есть и двушпиндельные станки, помимо сверлильного оборудованные еще и фрезерным шпинделем. Это позволяет изготавливать платы с металлизированными торцами за одну установку на станок, а также делать платы с сопряжениями и зенковкой до металлизации. Максимальная частота вращения шпинделей 250 000 об./мин, что позволяет сверлить отверстия диаметром от 75 мкм и выше.

При изготовлении многослойных печатных плат слои с конвейера попадают в чистое помещение (8–9‑го классов по российскому стандарту), где из них собирают пакеты и перевозят через тамбур на прессование. Общая площадь помещений 8‑го класса составляет 550 м2, в них осуществляются операции нанесения фоторезиста, экспонирования фоторезиста, изготовления шаблонов и экспонирования паяльной маски, а также сборка пакетов перед прессованием. После сборки пакеты поступают в систему прессования WorkCell германской фирмы Burkle, состоящую из двух горячих и одного холодного пресса. Один из горячих прессов обеспечивает в прессовом пакете температуру до +380 °С (стандартные прессы — до +250 °С). Таким образом, можно осуществлять прямое прессование фторопластов и других тугоплавких материалов.

Особое внимание уделяют на заводе контролю качества на всех этапах производственного цикла с помощью самой современной контрольно-измерительной аппаратуры. Платы проходят автоматизированный оптический и электрический контроль и полный цикл испытаний по ГОСТ Р 55693-2013 и IPC‑6012. Используемая система менеджмента качества сертифицирована и отвечает всем требованиям Международной ассоциации органов по сертификации IQNet и стандартов МС МСО 9001, ГОСТ Р ЕН 9100 и ГОСТ ISO 9001.

Оптическая инспекция плат

Для ускорения работы с заказчиками установлена бельгийская пре-CAM-система InSight, которая позволяет коммерческой службе генерировать отчет без обращения в CAM-департамент. Система InCAM с высоким уровнем автоматизации сводит к минимуму роль человеческого фактора, что в конечном счете ведет к повышению качества готовой продукции. На всех этапах технологического процесса установлены терминалы контроля, которые позволяют менеджерам оперативно отслеживать прохождение заказов по производству. В зависимости от сложности и стандартности плат используется автоматическая генерация сопроводительных паспортов для производства.

Система электрического контроля плат с летающими щупами

Для автоматизированного управления производственными процессами на заводе внедрены две ERP-системы: специализированная иностранная, предназначенная для управления производством печатных плат, и российская «1С: Управление производственным предприятием», внедрением которой занимается компания «Раздолье». «Иностранная система, — говорит Андрей Жигачев, — останавливается на моменте создания маршрутной карты и спецификации, она не умеет планировать и тем более учитывать российские стандарты описания, получения со склада, расчета себестоимости продукта, поэтому мы работаем с системой «1С», которую очень серьезно и глубоко интегрируем с иностранной программой».

При обсуждении впечатлений от экскурсии и доклада участники конференции оценивали проект весьма положительно. Некоторые сомнения возникли относительно того, удастся ли полностью обеспечить заказами столь мощное и сложное производство; отмечалась также высокая зависимость производства от зарубежных поставок материалов и растворов. И если в отношении загруженности заказами руководство завода настроено вполне оптимистично, то опасения в плане зависимости от поставщиков воспринимает вполне серьезно. Михаил Крылов говорит: «Наш завод собран из импортного оборудования, работает на импортных материалах, на импортной химии. Да, продукцию мы выпускаем в России, и этим гордимся. Но вопрос импортозамещения на уровне базовых материалов стоит очень остро».

Рабочий момент конференции

В ближайших планах завода — к началу следующего года постепенный выход на проектную мощность и работу в три смены. В плане технологического развития — подготовка к выпуску плат со встроенными компонентами — как с дискретными активными, так и с дискретными и формируемыми пассивными компонентами (тонкопленочные резисторы, конденсаторы и индуктивности). Планируется также организовать выпуск плат с толстой медной фольгой внутри (с внутренними радиаторами) и дополнить производство участком монтажа и изготовления трафаретов.

25.05.2022 | Рынок, Печатные платы
Оставить комментарий