В производстве изделий приборостроения, средств вычислительной техники и бортовой радиоэлектронной аппаратуры широко применяются печатные платы как основное средство, обеспечивающее автоматизацию монтажно-сборочных операций, снижение габаритных размеров аппаратуры, металлоемкости и повышение ряда конструктивных и эксплуатационных качеств изделий. Основная проблема электронной отрасли в России - отсутствие современной производственной базы. Большая часть технологического оборудования предприятий отрасли безнадежно устарела. Имеющиеся здания и сооружения не приспособлены для современного производства. Вспомогательные инфраструктуры нуждаются в коренной реконструкции. Лишь единицы крупных электронных предприятий в России оснащены оборудованием по всей технологической цепочке изготовления продукции. На остальных в лучшем случае имеются отдельные хорошо оснащенные участки, но в целом их нельзя рассматривать как современное универсальное производство для выпуска изделий и аппаратуры специального назначения. Элементная база и соответствующие ей печатные платы, а порой и готовые электронные модули, выпускаемые такими предприятиями, не соответствуют мировому уровню.
По мере своих возможностей устранить эту диспропорцию решило ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей". Его руководство постоянно следит за ситуацией на мировом рынке электронной продукции, где постоянно растут и объемы производства печатных плат, и их сложность. Особенность ситуации в том, что развитие микроэлектронных компонентов происходит в направлении усиления интеграции, увеличения производительности и функциональности. Соответственно изменяются и проектные нормы печатных плат. Но производственная база большинства предприятий не рассчитана даже на удовлетворение собственных нужд.
По этим причинам производство электронных изделий обеспечивается целой цепочкой предприятий, но из-за различия в техническом оснащении, культуре производства, квалификации персонала неизбежно возникают проблемы. Бывают случаи, когда из-за разного рода разногласий приходится разрывать договор, отказываясь от практически готовых изделий и начиная цепочку с начала.
Для того чтобы избежать подобных проблем при выпуске продукции, оптимизировать процесс изготовления печатных плат, сэкономить время, деньги, сократить сроки выполнения заказов, правление ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей" решило применить более современную схему производства электронных блоков - контрактное производство. Для этой цели на базе ОАО "Завод "Красное Знамя" был создан единый корпоративный центр концерна многономенклатурного производства печатных плат. Задачей проекта было создание центра, который реализовывал бы высокий уровень печатных плат применительно к монтажу современной высокоинтегрированной элементной базы, оперативно оптимизировал проект, чтобы снизить текущие и капитальные затраты.
Технологические возможности изготовления после реконструкции:
- максимальные габаритные размеры ПП - 570х423 мм
- максимальный размер ФШ - 660х508 мм
- максимальное количество слоев МПП - 20 и более
- минимальное расстояние между элементами платы - 0,1 мм
- минимальный диаметр металлизированного отверстия - 0,2 мм
- максимальная толщина одно-двухсторонних ПП - 3 мм
- максимальная толщина МПП - 3 мм
- минимальная толщина внутренних слоев ПП - 0,12 мм
- толщина медной фольги - 18, 35, 50 мкм
- разрешающая способность маркировки (сеткография) - 0,15 мм
- обработка контура, фрезерование, скрайбирование, вырубка
В первую очередь было проведено комплексное исследование рынка, получены данные о себестоимости и рыночной стоимости продукции. Для реализации проекта завод приобрел оборудование, которое по качеству и производительности отвечает поставленной задаче, а главное - позволяет вовремя вернуть инвестиции.
В соответствии с планом реструктуризации и решением правления ОАО "Концерн ПВО "Алмаз-Антей" на заводе "Красное Знамя" в прошлом году была закончена первая очередь реконструкции цеха. Общая площадь модернизированных участков - 2478 кв. м.
В ходе реконструкции центр был оснащен современным высокотехнологичным оборудованием, которое позволяет изготавливать одно-, двухсторонние и многослойные печатные платы 4-5-го класса точности. То есть поставленные задачи были выполнены полностью.
На предприятии внедрены новые технологические процессы по бесштифтовому совмещению слоев печатных плат с внедрением прогрессивного оборудования системы MAS-LAM (метод прессования без пресс-форм) от фирмы Print-Process AG. Кроме того, стоит перечислить и другие новшества, которые были внедрены на заводе в ходе реконструкции. Это полуавтоматическая высокоточная установка экспонирования с автоматическим оптическим совмещением для слоев МПП, ДПП и паяльной маски EXPOMAT AEX-II, являющейся основой системы. Кроме того, она предварительно располагает и совмещает автоматически слои фотошаблонов с точностью 5 мкм. Работа установки обеспечивает стабильную температуру поверхности фотошаблона и заготовки слоев. Установка EXPOMAT AEX-II собирает данные о каждом проведенном экспонировании. Жесткий контроль за соблюдением условий микроклимата на участке позволяет избежать изменения размеров пленочных фотошаблонов.
TARGOMAT III - специальная установка с автоматическим позиционированием по реперным знакам для усреднения изменения размеров слоя и записи параметров рассовмещения в память машины и автоматического сверления двух базовых отверстий, необходимых для укладки и сборки МПП. Система рассчитана на толщину подложек от 0,05 до 6 мм, точность сверления отверстия - 15 мкм.
RIVOLINO - полуавтоматическая установка сборки пакета МПП, на которой слои перекладываются препрегом и после автоматизированного прижима, обеспечивающего планаризацию собранного пакета, склеепываются по периметру. Пустотелые заклепки устанавливаются и заклепываются с помощью гидравлической системы, обеспечивающей перпендикулярность оси цилиндра заклепки к поверхности пакета и сохранение ее диаметра. В результате получается надежное скрепление пакета МПП, а несогласование с осью от слоя к слою сводится к минимуму.
При внимательном анализе тех предложений, которые существовали на рынке по системам регистрации, мы определили, что система MAS-LAM производства Print-Process AG в отличие от других фирм обладает большей гибкостью. В первую очередь это относится к установке TARGOMAT III. Оборудование Print-Process AG позволяет формировать базовые отверстия на слоях после травления и на спрессованных заготовках до 7 мм, что является рекордом среди подобных систем и имеет беспрецедентную точность при формировании отверстий на самой толстой подложке +- 7,5 мкм. Основное отличие автоматической рамы экспонирования фирмы Print-Process AG - возможность быстро изменять формат и задания (30 сек).
Изменение парка оборудования на механическом участке свелось к следующему:
- установлены высокоточные сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ POZALUX, MAPE CNC. Станки POZALUX можно применять в комплекте с автоматическими загрузчиками-разгрузчиками и конвейерной системой смены магазина, а также одновременно использовать два шпинделя на одной станции. Станок имеет линейный привод с линейной измерительной системой и контролем положения по X и Z осям, обеспечивая точность позиционирования +- 5 мкм, отсутствие люфтов и трения, повторяемость +- 2 мкм, большое ускорение. Станок MAPE CNC с гранитной плитой используется для обработки контура плат. Данная установка специально разработана для решения производственных задач, связанных с изменением количества заготовок в партии и увеличением плотности отверстий. Установка CNC-1 имеет прецизионную регулировку глубины фрезерования с шагом 0,01 мм, что позволяет выполнять эту операцию с любыми типами заготовок;
- внедрена химико-гальваническая линия PAL-GALVOUR для металлизации отверстий и проводящего рисунка печатных плат. Линия имеет лазерную систему позиционирования, русифицированное программное обеспечение, более 300 вариантов технических маршрутов с возможностью ввода новых, импульсные источники тока для выравнивания толщины металлизации на поверхности платы и в отверстиях. В сочетании с химическими концентратами J-KEM, которые применяются у нас, данная линия позволяет металлизировать сквозные и глухие отверстия с высоким аспектом ротации. Большая рассеивающая способность позволяет получить равномерное покрытие отверстий диаметром 0,2 мм;
- внедрен электроконтроль печатных плат на установке EMMA с подвижными пробниками. Эта установка позволяет проводить 100% контроль для любого размещения тестируемых контактных площадок. По желанию заказчика возможна проверка на установке в составе автоматизированной системы прецизионного контроля (АСПК ПП), разработанной на ОАО "Завод "Красное Знамя" и предназначенной для двухстороннего подключения с высокой точностью позиционирования контактов на нерегулярно размещенные контактные площадки контролируемой печатной платы, имеющей повышенную плотность топологии наружных слоев;
- комплект для изготовления фотошаблонов, который состоит из фотоплотера барабанного типа SLEK 5088A, управляющего компьютера, растрового процессора изображения. Проявление пленки происходит в проявочном процессоре MULTILINE CLASSIK 55 фирмы GLANZ&JENSEN, который оборудован кассетой дневного света, микропроцессорным управлением и контролем на всех стадиях обработки, а также системой сушки и другими системами, обеспечивающими автоматизацию процесса.
Кроме того, были установлены гильотинные ножницы HM CS 125 P, ламинатор YH6300DL фирмы OTS, линия струйного проявления WAT 2000-24 Developer for Photo Resist, линия химической обработки WAT MicroEtchSystem, вакуумный 4-этажный пресс HML LP 4000 VK, установка вскрытия реперных знаков TARGOMIL, установка для штифтования SPINAMATIK фирмы Pluritec, установка для снятия заусенцев Pola&Massa "2/25/М" и вертикальная установка облуживания CEMCO Quick Silver Hot Air Leveling System. На участках фотолитографии, прецизионного сверления, комплектации и бандажирования слоев установлены установки кондиционирования воздуха SWEGON, Швеция.
После проведенной реконструкции для изготовления печатных плат под поверхностный монтаж введен субтрактивный метод.
Любое обновление целесообразно строить для создания высокотехнологичного производства, на котором можно было бы изготавливать изделия по высоким проектным нормам, недоступным большинству конкурирующих предприятий. Так и перед нашим предприятием стояла задача перевооружить производство под новые потребности рынка, и в целом она успешно выполнена.
Но, как и большинство предприятий, мы столкнулись с рядом проблем. Оказалось, что современная линия - это только половина успеха. Для того чтобы она заработала, необходимо было уйти от старой, сложившейся десятилетиями схемы работы, характерной для всех крупных российских предприятий, реорганизовать работу многих старых служб и создать новые подразделения, более эффективно выполняющие поставленную задачу. Первым этапом стало повышение квалификации технологов и персонала, обслуживающего линию, что и было сделано в первую очередь. Накопленные годами практический опыт и знания, высокая квалификация персонала, стремление к повышению профессиональной подготовки дали возможность завершить внедрение новых технологий в кратчайшие сроки.
Еще один урок. Важным звеном в контрактном производстве является работа по приему и обработке заказов. Старая схема работы и структура отдела сбыта уже не могли обеспечить прием заказов в полной мере и на должном уровне. Так у нас появился отдел по работе с клиентами, в котором грамотно и быстро обрабатываются и сохраняются в общей базе все поступающие запросы. Теперь любой заказчик с помощью сотрудников отдела может получить оперативную информацию о ходе выполнения своего заказа, обратившись к персональному менеджеру.
Служба материально-технического снабжения оперативно собирает и анализирует информацию о возможностях поставки материалов для производства, а при необходимости согласовывает с заказчиком варианты замены. Складские службы ежедневно контролируют запас основных материалов для производства печатных плат и оперативно предоставляют информацию о потребности в пополнении номенклатурного перечня.
Для завершения полного цикла контрактного производства был полностью переоборудован монтажный участок. Сейчас это автоматическая линия, в состав которой вошли автоматы фирмы JUKI суммарной производительностью 25 700 компонентов в час.
Отделом логистики разработаны оптимальные схемы работы с заказчиком, что сделало доставку производимых изделий максимально быстрой и удобной.
Производство сертифицировано по системе менеджмента качества ISО 9001 : 2000, что является гарантией высокого качества выпускаемой продукции.
Вся работа по реструктуризации производства была направлена на то, чтобы локализовать это направление в одном месте с целью создания единого, мощного, отвечающего постоянно возрастающим требованиям производства печатных плат. Сегодня, говоря о производстве печатных плат на ОАО "Завод "Красное Знамя", можно смело говорить о четко выстроенной структуре отделов и участков, которые сотрудничают между собой на всех этапах работы, начиная от приемки и обработки заказа и заканчивая поставкой готовых изделий заказчику. Таким образом, мы завершили полный цикл построения контрактного производства, что дает нам возможность принимать и обрабатывать многономенклатурные заказы на изготовление электронных модулей, гарантирует конкурентоспособность и экономическую стабильность предприятия, позволяет с уверенностью смотреть в завтрашний день.
Источник: Сергей МИЛЕНИН