Оборудование для производства микросхем. Технология их создания
Без чего сложно представить существование современного человека? Конечно, без современной техники. Некоторые вещи так вошли в нашу жизнь, так приелись. Интернет, телевизор, микроволновки, холодильники, стиральные машины – без этого сложно представить современный мир и, конечно, себя в нем.
Что делает практически всю сегодняшнюю технику по-настоящему полезной и нужной?
Какое изобретение предоставило прогрессу широчайшие возможности?
Одно из самых незаменимых открытий человека — технология производства микросхем.
Благодаря ей современная техника имеет такие небольшие размеры. Она компактна и удобна.
Все мы знаем, что в доме может уместиться огромное количество вещей, состоящих из микросхем. Многие из них помещаются в кармане брюк и имеют незначительный вес.
Тернистый путь
Чтобы добиться результата и получить микросхему, ученые трудились долгие годы. Начальные схемы имели огромнейшие по нынешним меркам размеры, они были больше и тяжелее холодильника, при ом что современный холодильник не состоит сплошь из сложных и запутанных схем. Ничего подобного! В нем есть одна маленькая, но превосходящая по своей полезности старые и громоздкие. Открытие произвело фурор, дав толчок дальнейшему развитию науки и техники, прорыв был сделан. Оборудование для производства микросхем выпущено.
Оборудование
Производство микросхем является непростой задачей, но благо у человека имеются те технологии, которые максимально упрощают задачу производства. Несмотря на сложность, ежедневно выпускается огромное количество микросхем по всему миру. Они постоянно совершенствуются, приобретают новые особенности и повышенные характеристики. Как же появляются эти маленькие, но умные системы? В этом помогает оборудование для производства микросхем, о котором, собственно, говорится далее.
При создании микросхем используются системы электрохимического осаждения, камеры отмывки, лабораторные окислительные камеры, системы электроосаждения меди, фотолитографическое и другое технологическое оборудование.
Фотолитографическое оборудование является самым дорогим и точным в машиностроении. Оно отвечает за создание изображений на кремниевой подложке для выработки намеченной топологии микросхемы. На тонкий слой материала наносится фоторезист, впоследствии подвергающийся облучению фотошаблоном и оптической системой. В процессе работы оборудования идет уменьшение размеров элементов рисунка.
В системах позиционирования ведущую роль играет линейный электродвигатель и лазерный интерферометр, имеющие часто обратную связь. Но, например, в технологии, разработанной московской лабораторией «Амфора», такая связь отсутствует. Это отечественное оборудование имеет более точное перемещение и плавное повторение с обеих сторон, что исключает возможность люфта.
Специальные фильтры защищают маску от нагревания, исходящего от области глубокого ультрафиолета, перенося температуру за 1000 градусов на протяжении долгих месяцев работы.
Низкоэнергетичные ионы осваивают в нанесении на многослойные покрытия. Ранее эта работа выполнялась исключительно методом магнетронного распыления.
Технология производства микросхем

Начинается весь процесс создания с подбора полупроводниковых кристаллов. Самым актуальным является кремний. Тонкую полупроводниковую пластину начищают до возникновения зеркального отображения в ней. В дальнейшем обязательным этапом создания будет фотолитография с применением ультрафиолета при нанесении рисунка. В этом помогает станок для производства микросхем.
Что такое микросхема? Это такой многослойный пирожок из тонких кремниевых пластин. На каждую из них нанесен определенный рисунок. Этот самый рисунок и создается на этапе фотолитографии. Пластины осторожно помещают в специальное оборудование с температурой свыше 700 градусов. После обжига их промывают водой.
Процесс создания многослойной пластины занимает до двух недель. Фотолитографию проводят многочисленное количество раз вплоть до достижения необходимого результата.
Создание микросхем в России
Отечественные ученые в этой отрасли также имеют собственные технологии производства цифровых микросхем. По всей стране функционируют заводы соответствующего профиля. На выходе технические характеристики мало чем уступают конкурентам из других стран. Отдают предпочтение российским микросхемам в нескольких государствах. Все благодаря зафиксированной цене, которая меньше, чем у западных производителей.
Необходимые составляющие выпуска качественных микросхем
Микросхемы создаются в помещениях, оборудованных системами, контролирующими чистоту воздуха. На всем этапе создания специальные фильтры собирают информацию и обрабатывают воздух, тем самым делая его чище, чем в операционных. Работники на производстве носят специальные защитные комбинезоны, которые часто оборудованы системой внутренней подачи кислорода.
Производство микросхем является прибыльным бизнесом. Хорошие специалисты в этой области всегда востребованы. Практически вся электроника функционирует за счет микросхем. Ими оснащаются современные автомобили. Космические аппараты не смогли бы функционировать без наличия в них микросхем. Процесс получения регулярно совершенствуется, качество улучшается, возможности расширяются, срок пригодности растет. Микросхемы будут актуальны на протяжении долгих десятков, а то и сотен лет. Главная их задача — приносить пользу на Земле и вне ее.
Студент освоил производство микросхем в гараже на самодельном «железе» и крушит незыблемый «закон Мура»
22-летний Сэм Зилоф построил собственный мини-завод по выпуску микросхем. Он собрал его из устаревшего оборудования, а также из «железа», разработанного своими силами. За его плечами уже две микросхемы. За четыре года он развил производство со 175 микрон до 0,3 микрона и нарастил количество транзисторов с шести до 1200, то есть в 200 раз. «Закон Мура», которому следует Intel, говорит о двукратном приросте числа транзисторов каждые два года.
Гаражная фабрика по выпуску микросхем
Студент университета Карнеги Меллона (Carnegie Mellon University, CMU) Сэм Зилоф (Sam Zeloof) оборудовал в своем гараже полноценный мини-завод по производству микросхем, пишет профильный портал Wired. Он увлекся созданием транзисторов и чипов еще в 2016 г., будучи на тот момент учеником старших классов.
22-летний на момент публикации материала разработчик оснастил свой гараж многочисленными установками для полного цикла производства микросхем. Он скупает подержанное устаревшее оборудование, большую часть приобретая в штате Нью-Джерси (США). Там подобное «железо» стоит дешевле ввиду высокой концентрации в этом штате компаний, занятых выпуском чипов. К слову, гараж студента находится приблизительно в 50 километрах от места, где в 1947 г. силами инженеров Bell Labs был получен первый в истории транзистор.
Часть оснащения он изготовил собственными руками, в том числе и фотолитографическую станцию. Он просто купил на Amazon подержанный проектор для конференц-залов, немного модернизировал его и совместил с микроскопом. Это сэкономило ему десятки миллионов долларов, в которые оцениваются заводские машины для фотолитографии.

Лаборатория Зилофа включает в себя оборудование, которое он буквально спас от утилизации. Нередко он покупает «железо» и на интернет-аукционах. К примеру, на eBay он нашел набор из дешевого оборудования для производства чипов 40- и даже 50-летней давности, которое когда-то принадлежало закрытым калифорнийским технологическим компаниям. Одной из лучших находок Зелофа, по его мнению, стал сломанный электронный микроскоп, который в начале 1990-х годов стоил около $250 тыс. Сэм купил его $1000, после чего полностью восстановил. Сейчас он использует его для проверки своих чипов на наличие дефектов.
Всего за три года Зилоф разработал две полноценные микросхемы. В декабре 2021 г. он приступил к созданию третьей.
От чипа к чипу возможности его творений растут. Как пишет портал ArsTecnnica, Сэм Зилоф проходит тот же путь, что и мировая индустрия полупроводников, только с отставанием на несколько десятков лет.
Быстрее, чем Intel
Над транзисторами собственной разработки Зилоф начал работать в 2016 г. Его вдохновили видеоролики изобретательницы Джери Эллсуорт (Jeri Ellsworth), размещенные на YouTube.

В них Эллсуорт демонстрировала процесс создания собственных транзисторов, но они у нее были размером с большой палец. Зилоф решил взять за основу разработанный ею техпроцесс, усовершенствовать его и перейти от одиночных транзисторов к интегральным схемам. Ему удалось сделать это всего за два года. Для всей индустрии полупроводников этот процесс растянулся почти на 10 лет.
В 2018 г. Зилоф создал свою первую микросхему, которую назвал Z1. Также он с нуля проработал и весь процесс ее изготовления, который состоит почти из 70 отдельных шагов. В общей сложности на изготовление одной микросхемы у Зилофа уходило около 12 часов.

Оригинальная Z1 состояла из шести транзисторов. Спустя три года, к августу 2021 г., у Зилофа был готов второй проект с предсказуемым названием – Z2. Он создавал ее с нуля, самостоятельно нарезая кремниевые пластины и рисуя на них микроскопические узоры с помощью ультрафиолета. Весь процесс он документировал в роликах на своем YouTube-канале и в личном блоге.

Для производства Z2 использовал всего пять устройств – вакуумную камеру для осаждения металла, микроскоп, плиту, собственный фотолитографический аппарат и трубную печь. В состав Z2 входят уже 1200 транзисторов, то есть здесь их в 200 раз больше, нежели в Z1. Это идет вразрез с так называемым «законом Мура».

Данный «закон» представляет собой наблюдение, сделанное в 1965 г. основателем Intel Гордоном Муром (Gordon Moore). Оно гласит, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца или каждые два года.
Планы на ближайшее будущее
С декабря 2021 г. и по настоящее время Сэм Зилоф занят проектом под ожидаемым названием Z3. Это микросхема, способная выполнять операцию сложения и, по всей видимости, это лишь промежуточный чип.
В планы Зилофа входит выпуск полноценного микропроцессора, способного тягаться со знаковым для Intel и всей планеты чипом с индексом 4004. Это первый в мире коммерческий микропроцессор. Он состоял из 2300 транзисторов.

Параллельно Зилоф постепенно совершенствует собственную мини-фабрику. Если оригинальная микросхема Z1 имеет техпроцесс 175 микрон, то с недавних пор Зилофу доступна топология 0,3 микрона или 300 нм.

Это уровень коммерческой индустрии микросхем образца середины 1990-х годов. Столь внушительный скачок Зилоф сделал благодаря небольшим изменениям, внесенным в конструкцию его самодельной фотолитографической станции.

В 2022 г. Зилоф окончит вуз. С его слов, он пока не знает, чем будет заниматься после учебы. Один из вариантов – это все та же разработка микросхем, только на современном оборудовании.
Как работает микроэлектронное производство и что нам стоит дом построить?
Многие наверняка не раз задавались вопросом, почему процессоры, видеокарты и материнские платы которые мы покупаем в магазинах — разработаны и сделаны где угодно, только не в России? Почему так получается, неужели мы только нефть качать можем?
Сколько стоит запуск производства микросхемы, и почему при наличии 22нм фабрик, бОльшая часть микросхем по всему миру до сих пор делается на «устаревшем» 180нм-500нм оборудовании?
Ответы на эти и многие другие вопросы под катом.
Как же работает микроэлектронное производство и сколько все это стоит?
Транзисторы на кремниевой пластине рисуются с помощью фотолитографии, с помощью аппаратов называемых степперами или сканерами. Степпер — рисует кадр (до 26×33мм) целиком, затем переходит на новую позицию. Сканер — одновременно сдвигает маску и пластину таким образом, чтобы в каждый момент рисовать только одну узкую «строку» в центре кадра, таким образом аберрации оптической системы меньше влияют на изображение.

Основные характеристики степперов/сканеров — длина волны света, на которой они работают (на ртутных лампах i-line — 365nm, затем на эксимерных лазерах — 248nm и 193nm), и численная апертура объектива. Чем короче длина волны, и чем больше апертура — тем меньшие детали могут быть нарисованы объективом в соответствии с дифракционным пределом:

Например, для одного из самых совершенных сканеров ASML NXT 1950i с длиной волны 193нм и численной апертурой 1.35, и k1=0.4(обычное значение для фотолитографии без «хитростей») получаем теоретическое разрешение 57нм. Применяя хитрости вроде фазовых масок, многократной экспозиции, оптической коррекции близости, off-axis illumination, поляризации света — получают минимальные элементы до 22нм.
Другие параметры степперов/сканеров — производительность (сколько пластин в час они могут обработать, до 220 пластин), и ошибка совмещения (на сколько нанометров в штуках промахивается позиционирование пластины относительно заданной позиции. На современных сканерах — до 3-5нм).
Степперы/сканеры печатают уменьшенное в 4–5 раз изображение вот такой маски (стеклянной пластинки с рисунком микросхемы, размер примерно 15×15см) в точно заданных местах.

Операцию печати рисунка (с разными масками) нужно повторить от
10 (для самых простых и старых микросхем) до
40 раз чтобы сформировать все нужные слои на микросхеме (начиная от самих транзисторов, и заканчивая 2–10 слоями металлических соединений). Между операциями фотолитографии пластины подвергаются различной обработке — их греют в печке до 1100 градусов, травят в растворах и плазме. На выходе остаётся пластину разрезать на отдельные кристаллы, протестировать и поместить в корпус.
«Крутость» технологии измеряют размером минимального рисуемого элемента (отдельные части транзистора, например затвор — могут быть как меньше так и больше этой цифры — т.е. это величина достаточно условная). Понятно что чем меньше транзисторы — тем быстрее работает микросхема, и больше кристаллов влезет на пластину (но не везде нужна максимальная скорость).
Сейчас начинается медленный и мучительный переход на EUV-литографию, с длиной волны 13.5nm и зеркальной оптикой. EUV сканеры пока дороже и медленнее обычных 193нм, и только-только начинают превосходить их по достижимому разрешению.
Сколько стоит свой процессор сделать?
Цифры — грубые оценки, точных нигде не скажут без NDA.
Лицензия софта на одно рабочее место разработчика микросхем — от 20’000 до 100’000$ в год и выше. Можно конечно и воровать, но за этим все вокруг следят.
Далее — изготовление масок. Они не должны иметь ни одного повреждения, и их изготовление обходится очень дорого: от
7’000$ за комплект для микросхем на 1000нм,
100’000$ для микросхем на 180нм и до
5’000’000$ для микросхем на 32нм. А ведь микросхема с первого раза скорее всего не заработает — и после нахождения ошибки маски придётся переделывать. Частично с этой проблемой можно бороться размещая тестовые микросхемы от многих заказчиков на одном наборе масок — тогда все получат по чуть–чуть тестовых микросхем за 1/3–1/10 цены полного набора масок (это называют Shuttle или MPW — multi project wafer).
Каждая произведённая пластина стоит от 100–400$ для старых технологий на 1000нм,
1000$ на 180нм и до
5000$ для самых современных (помимо нанометров тут оказывает влияние и сложность технологии — простая логика дешевле, флеш память дороже, но не в разы). Тут также важно помнить и о размере пластин: самые современные производства сейчас работают с пластинами диаметром 300мм — они по площади примерно вдвое больше пластин на 200мм (которые сейчас используются в России на Микроне, Интеграле и в туманном будущем на Ангстрем-Т), а последние примерно вдвое больше ещё более старых 150мм. Пластины бОльшего размера позволяют получать микросхемы меньшей стоимости при большИх заказах т.к. количество телодвижений для изготовления 100 пластин примерно одинаковое, независимо от диаметра (это одна из причин планируемого перехода передовых производств на пластины диаметром 450мм в 2018 году по оптимистичным оценкам).
Допустим мы хотим разработать x86-совместимый процессор (или любую другую относительно сложную микросхему), по более-менее современной коммерчески доступной технологии 28/32нм (22нм хоть и существует, но коммерческие заказы пока не разместить — так что доступ к технологиям иногда как любовь: за деньги не продается). Вопрос со стоимостью патентов опустим, это вообще очень печальная тема. Предположим, для разработки нужно 200 мифических человеко-лет (это если мы делаем скромный процессор, не претендующий на первое место).
Лицензии на софт — 50k$*100 = 5 млн$ (грубая оценка, не всем нужны лицензии).
Зарплата разработчиков — допустим 3k$*1,5(налоги)*12*200 = 10.8 млн$
Тестовые запуски в MPW — 2*1.5 млн$
Изготовление масок для серийного производства 2*5млн$ = 10 млн$ (2 — потому что как ни старайся — с первого раза не выйдет)
Это было то, что называется Non-recurring engineering (NRE) — единоразовые затраты, которые не зависят от объема производства, и успеха всего мероприятия.
Если процессор у нас получился площадью 200мм2, пластины по технологии 32нм диаметром 300мм стоят 5000$, то с пластины у нас получится 70690/200 = 350 кристаллов (оценка сверху), из которых работать допустим будет 300. Т.е. себестоимость кристалла — 16.6$, 20$ после корпусировки. За сколько теперь такой процессор можно будет продавать? 50$? 100$? Отнимем налоги и наценку магазинов…
И вот теперь вопрос — сколько же нужно продать таких процессоров, чтобы окупить наши NRE, проценты по кредитам, налоги и проч? Миллион? 5 миллионов? А главный вопрос — есть ли какие-то гарантии, что эти 5 миллионов процессоров удастся продать, учитывая что конкурентам ничего не стоит произвести на 5 миллионов больше их уже готового продукта?
Вот такой вот адский бизнес получается — огромные капитальные расходы, огромные риски и умеренная прибыль в лучшем случае.
Китай — решил проблему по своему, они решили во все школы поставить компьютеры со своими процессорами и Linux — и проблема с объёмами производства решена ((1) (2)).
Таким образом, главный вопрос при создании микросхем — это не как и где произвести, а как разработать и кому потом продать миллионы штук получившейся продукции?
А сколько стоит завод построить?
Стоимость современного завода подбирается к отметке 5 млрд$ и выше. Такая сумма получается потому, что стоимость лицензий и некоторых других фиксированных расходов не сильно зависит от объёмов производства — и выгодно иметь большие производства, чтобы затраты «размазывались» по бОльшему объёму продукции. А каждый современный сканер (который собственно рисует эти 22–32нм детали) стоит 60–100млн $ (на большом заводе их может быть пара десятков). В принципе, 5млрд — не такие большие деньги в масштабах страны. Но естественно, никто не потратит 5 млрд без чёткого плана по возврату инвестиций. А ситуация там такая — несмотря на всю сложность индустрии, только монополисты работают с видимой прибылью (TSMC, Intel, Samsung и немногие другие), остальные еле сводят концы с концами.
Это просто не укладывалось у меня в голове — как же так, вкладывать миллиарды, и едва–едва их отбивать? Оказалось, все просто — по всему миру микроэлектроника жесточайше дотируемая отрасль — заводы постоянно выклянчивают освобождение от налогов, льготные кредиты и демпингуют (в Китае пошли ещё дальше — SMIC заводы строит за государственный счёт, и потом ими «управляет» — это у них называется Reverse Build-Operate-Transfer). После появления каждой новой технологии (45нм, 32нм. ) — первые заводы-монополисты обладающие ей и рубят основную прибыль, а те, кто приходят на 2-5-10 лет позже старта — вынуждены работать практически по себестоимости. В результате денег тут заработать крайне сложно (без монополии и без дотаций).
Это похоже поняли и в России — и проекты больших микроэлектронных заводов пока отложили, и строят маленькие производства — чтобы если и терять деньги, то терять их мало. А даже 3000 пластин в месяц, производимых на Микроне — это с головой покрывает объёмы потребления билетов Метрополитена и оборонки (кристалл билета метро имеет размеры 0.6×0.6мм, на одной 200мм пластине получается 87’000 билетов в метро — но о грустной истории с билетами метро я расскажу в одной из следующих статей).
Вопреки расхожему мнению, особых ограничений на продажу оборудования для микроэлектроники в Россию нет — на поправку Джексона — Вэника в США ежегодно накладывается президентский мораторий, и нужно только получать обычное разрешение на экспорт. Сами производители оборудования кровно заинтересованы заработать побольше денег, и сами пинают со своей стороны выдачу разрешений. Но естественно, без денег никто ничего не делает. Так что за ваши деньги — любой каприз.
Но нужно помнить и о том, что свой завод не гарантирует полной независимости производства, и не дешевле производства за рубежом: основную стоимость составляют технологии/лицензии и стоимость закупаемого оборудования — а если своих технологий и оборудования нет, и все импортировать — то и дешевле получится не может. Многие расходные материалы также в любом случае придется импортировать. Отдельный больной вопрос — производство масок, только очень крупные фабрики могут иметь «своё» производство масок.
А сколько нанометров нужно для счастья?
Многим кажется — вот, у Intel–а 22нм, а у нас 90нм — как мы безнадежно отстали, подайте трактор… Но есть и другая сторона медали: посмотрите например на ту же материнскую плату: там сотни полупроводниковых приборов — MOSFET–ы, драйверы, микросхемы питания, всякая вспомогательная мелочь — почти для всех из них хватает и 1000нм технологии. Вся промышленная электроника, и микросхемы для космоса и военных — это практически в 100% случаев технологии 180нм и толще. Таким образом, самые последние технологии нужны лишь для центральных процессоров (которые делать очень сложно/дорого из–за высоких рисков и высокого порога выхода на рынок), и различных «жопогреек» (айфонов и проч). Если вдруг случится война, и Россия лишится импорта — без «жопогреек» прожить можно будет, а вот без промышленной, космической и военной электроники — нет. Т.е. по факту мы видим, что критичные для страны вещи по возможности делают в России (или закупают впрок), а то, без чего можно будет прожить в крайнем случае — импортируем.
Есть и другие факторы — та же стоимость масок. Если нам нужно сделать простую микросхему, то делать для её изготовления по 32нм маски стоимостью 5 млн $ — может быть выгодно если эту микросхему потом производить тиражом в десятки и сотни миллионов копий. А если нам нужно всего 100’000 микросхем — выгоднее экономить на масках, и выпускать микросхему по самой «толстой» технологии. Кроме этого, на микросхеме есть контактные площадки, к которым подсоединяются выводы микросхем — их уменьшать некуда, и следовательно, если площадь микросхемы сравнима с площадью контактных площадок — то делать микросхему по более тонкой технологии также нет смысла (если конечно «толстые нормы» удовлетворяют требованиям по скорости и энергопотреблению).
В результате — подавляющее большинство микросхем в мире делается по «толстым» технологиям (350–500нм и толще), и миллиарды микросхем уходящие на экспорт с Российских заводов (правда в основном в виде пластин) — вполне себе востребованы и продаются (так что в материнских платах и сотовых телефонах есть наши микросхемы и силовые транзисторы — но под зарубежными именами).
Ну и наконец, американский F–22 Raptor до недавнего времени летал на процессоре Intel 960mx, разработанном в 1984–м году, производство в США тогда было по нормам 1000–1500nm — никто особо не жужжал о том, что американцы ставят в самолеты отсталую электронику (хотя ладно, немного жужжали). Главное ведь не нанометры, а соответствие конечного продукта техзаданию.
Резюме
Рыночная экономика эльфов и микроэлектронное производство — слабо совместимые вещи. Чем больше копаешься — тем меньше видно рынка, больше дотаций, картельных сговоров, патентных ограничений и прочих радостей «свободного рынка». Бизнес в этой отрасли — это одна большая головная боль, с огромными рисками, постоянными кризисами перепроизводства и прибылью только у монополистов.
Не удивительно, что в России стараются иметь маленькое, но своё производство, чтобы сохраняя независимость, терять меньше денег. Ни о какой прибыли на рыночных условиях говорить не приходится.
Ну и не для всех микросхем нужно 22-32нм производство, подавляющее большинство микросхем выгоднее производить на более старом 180-500нм оборудовании из-за стоимости масок и объемов производства.
В следующих статьях — расскажу об особенностях космической и военной микроэлектроники, и о текущем состоянии микроэлектроники в России.
Производство радиодеталей как бизнес
На сегодняшний день робототехника в мире очень сильно идёт вперёд, каждый день разрабатываются новые роботы, искусственные интеллекты, системы автоматизации и много другого! И ведь этим занимаются не только учёные в лабораториях, но и дети, школьники, студенты! Связано это с тем, что на рынке сейчас очень много всего для робототехники. Но их цена в наших магазинах незаслуженно завышена, ведь наценка достигает 500%.А всё из-за того что мало конкурентов в этой сфере, пока мало… О том, как начать бизнес на радиодеталях, где брать товар и оборудование для конвейерной линии и как продавать – вы узнаете в этой статье.

Почему вообще радиодетали?
Когда человеку говорят «радиодетали», ему на ум приходит: резистор, светодиод, конденсатор. А эти ведь вещи копеечные, на них много не заработаешь. В этом есть доля правды, но так было раньше. Сейчас рынок радиодеталей очень возрос, чего только не придумали: разные датчики, платы макетирования, платформы разработки и многое другое! Они-то уже и не стоят копеек, на них действительно хорошая цена!
Где брать товар?
Итак, определились с тем, что рынок достаточно обширный и много товаров, но где же их брать? Ответом на этот вопрос служит одно слово, а точнее даже магазин: Aliexpress. Товары для радиолюбителей там стоят действительно копейки, причём при оптовых закупках это выйдет ещё дешевле! К примеру, взять плату Arduino Nano. В наших магазинах эта плата стоит в среднем 300-500 рублей. Заходим на Aliexpress и видим: плата стоит 100 рублей! Наценка огромная! А ведь наши магазины берут прямо там же, даже упаковку не меняют!
Где и как продавать?
Определились, почему именно радиодетали, где брать эти самые радиодетали, теперь осталось одно: как и где их продавать? Арендовать помещение и открывать магазин радиодеталей не стоит, если город маленький. Дело в том, что аудитория заинтересованная вашим товаром будет составлять процентов 5-10 из всего населения, от этого и надо учитывать. Отличным решением будет создание интернет-магазина. Красивый домен, приятный дизайн – ключ к успеху!
Плюсы открытия именно интернет магазина:
Аренда. За аренду магазина в интернете платить вы будете рублей 500 в месяц, максимум 1000, тут от сервиса зависит. Аренда помещения в городе, всякие проверки и прочее выйдет намного дороже.
Нет необходимости нанимать продавцов. Человек оплатил заказ, вы упаковали и отправили, тут и один человек справится.
Очень важно контролировать затраты, иначе ничего не получится!
Можно работать по всей России.
Делаем выводы. Свой бизнес на радиодеталях может открыть абсолютно любой, а начальные вложения в первое время могут и не превышать пару десятков тысяч! Пока в этой теме мало конкурентов, надо занять эту нишу, пока не пришли акулы этого дела!
Как организовать разработку электроники в России
В июне наша компания WayRay представила бета-версию голографической навигационной системы для автомобилей — AR-навигатор Navion. Технология позволяет с помощью лазерного проектора и специальной прозрачной пленки на лобовом стекле создавать полноцветные голографические объекты. Система не просто прокладывает маршрут для водителя, но и дополняет инфраструктуру города пояснениями. Это навигатор 2.0. Продажи должны стартовать осенью 2016 года в США. Мы потратили на эту технологию три с половиной года и $10 млн собственных и привлеченных на венчурном рынке денег. С какими проблемами мы столкнулись?
Наука. Наши институты учат студентов тому же, чему учили в СССР
Мы знаем, что в СССР было хорошее образование, но с тех пор придумали много нового. Мы работаем с научно-исследовательскими государственными институтами в России, и все они считают, что, если задача не решается на территории страны, она не решается нигде. Например, нам было необходимо сконструировать один из элементов асферической оптики из пластика для массового производства. Сейчас в асферике нет ничего необычного: несколько пластиковых линз есть в каждом iPhone, и стоят они меньше $1. Но в России это сделать невозможно: нет специалистов, нет оборудования, нет технологий, нет ПО, которое просчитает термоусадку пластика. Многие наши НИИ и предприятия даже не хотят думать о том, что в Китае этот вопрос решается в два счета.
Средства производства. Все станкостроение ориентировано на оборонку
У нас в стране есть все для станкостроения, а станков нет, хотя именно их и нужно производить, чтобы бороться за промышленное лидерство в мире. Сейчас наши предприятия в основном строят станки для военных нужд. Но военные заказы так сильно избаловали станкостроителей, что они совсем не хотят продавать свой продукт по конкурентным ценам компаниям из других отраслей. Российские станки выходят дороже и хуже по качеству, чем китайские. Мы долго пытались найти в России необходимые нам для производства станки, вели переговоры с производителями. В итоге купили китайские, привезли, растаможили, что увеличивает стоимость на 30%, и это вышло в полтора раза дешевле, чем купить их в России. А ведь у нас режим импортозамещения в стране. Почему мы не можем развивать эту отрасль?
Центры прототипирования. Они существуют только на бумаге
Почему каждый может приехать в Гуанджоу и Шеньжень, выйти на улицу и найти подходящий «уголок» прототипирования? Как у нас зайти в кофейню на первом этаже любого здания и выпить кофе. Можно оставить в центре флешку с макетом, а через час забрать прототип, который сделают из любого материала. Максимум, что можно сделать в подобном центре в России, — распечатать прототип нужной детали на 3D-принтере, но это никаким образом не помогает hardware-проектам.
В какой-то момент нам нужно было найти ЧПУ-станок, одна из задач — изготовление силиконовых форм для заливки холодноотверждаемых пластиков. В России, как мы выяснили, такое умеет делать лишь небольшое количество компаний, которые работают при больших заводах. И им неинтересно заниматься чьим-то прототипом. В Китае же даже самый крупный завод возьмется сделать прототип, потому что понимает, что таким образом может заполучить большой заказ. Например, единственный исполнитель, которого мы нашли в России, выставил нам цену, в десять раз большую, чем в Китае. Но невозможно же летать в Китай за каждым макетом! Нам пришлось у себя сделать собственный центр прототипирования, и это очень дорогая штука.
Кадры. Нужно закладывать минимум полгода на обучение инженера
Когда мы нанимаем инженера, который несколько лет отработал на крупном предприятии, связанном с оптикой, космосом или военкой, то мы понимаем, что нам нужно закладывать полгода на его обучение. При этом мы работаем по обычным международным стандартам, используем самое обычное современное оборудование и ПО. Мы берем только высококлассных инженеров, у которых хорошая база знаний и опыт, которые реально хотят и умеют работать. Однако все равно на адаптацию и обучение уходит минимум шесть месяцев.
60% стоимости R&D — это затраты на персонал: заработная плата плюс НДФЛ, страховые взносы во внебюджетные фонды и страховые взносы от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний. Мы являемся резидентом «Сколково», и эффективный налог на персонал у нас снижен до 30%, но это все равно много. «Сколково» также дает обнуление налога на прибыль, но это актуально, если компания хочет продавать продукты в России, мы же будем стартовать в Америке.
Инвестиции. Нет хорошей экспертизы в «железе» у фондов
В hard-проектах разрыв между идеей и реализацией составляет несколько лет, потому что многие детали и узлы проектируются с нуля. Команде нужно придумать, собрать, протестировать прибор, обнаружить кучу проблем, снова придумать, собрать — и так по кругу. Плюс к этому нужен свой софт. А разработка софта и инжиниринг механических деталей и узлов — процессы с принципиально разной цикличностью. Из-за этого сборка прототипа затягивается. В России нет венчурных инвесторов, которые были бы готовы столько ждать, и нет экспертизы в hardware. За три с половиной года у нас было около 500 презентаций для инвесторов, после которых нам официально отказало только два-три фонда. Остальные постоянно просили дополнительные документы, пропадали, потом снова инициировали встречи, но дальше этого ничего не шло. Чаще всего они ждут большой фонд или стратега, который снизит их риски. В hardware другой порядок «чеков» — это существенно дороже, чем создать приложение или запустить очередной финтек-сервис. Так как нет венчурных денег, то все появляющиеся на рынке проекты обычно загибаются до того, как достигают стадии каких-то вменяемых прототипов.
Таможня. В России почти ничего из электроники не производится, а ввозить очень сложно
Я даже не буду говорить про деньги и тарифы: обычно мы прибавляем к стоимости закупок комплектующих 40%, которые идут на оплату таможенной очистки. Мы каждую неделю закупаем тысячу наименований продукции и тратим кучу времени и сил на растаможку — неважно, гайка это или станок. А еще долго объясняем, зачем, например, нам нужен именно этот объектив — из-за подозрений в двойном назначении. Какой уж тут hardware?
Люди. К чему все эти мучения?
На российском рынке труда сейчас много хороших и не очень дорогих по мировым меркам специалистов, которых можно нанять. Иногда они даже знают английский. Кстати, в России можно найти даже отличных промышленных дизайнеров и сделать еще и красивый продукт. Наших дизайнеров хантят китайские производители, у которых пока туговато с фантазией.
Мы можем в России делать продукты, которые будут востребованы во всем мире. Идеальная модель такая: R&D — в России, производство — в Китае, США как основной рынок сбыта. R&D в России — это дешево. Например, китайский software-инженер стоит $150 тыс. в год, это приближается к зарплатам в Калифорнии. Те, кто занимается computer science, — $200–250 тыс. в год. Наши инженеры стоят в разы дешевле.
«У тебя R&D в России? Это правильно: ты экономишь деньги, делаешь проект с умными разработчиками и инженерами», — примерно так рассуждают сейчас американские инвесторы. Мы много общаемся с европейскими и американскими коллегами, и они всерьез рассматривают перевоз R&D в Россию из Китая в случае отсутствия политических рисков. Посмотрим, как они поладят с российской таможней.
Производство печатных плат, как бизнес: с чего начать?
Производство печатных плат: технология с подробным описанием процессов. Какие материалы для производства печатных плат нужны + список актуального оборудования.

Производство печатных плат– бизнес, который имеет рентабельность в абсолютно любой стране, так как в создании электронного оборудования без данного компонента никак не обойтись.
Народные умельцы могут производить такие элементы даже в домашних условиях! Технология производства плат не состоит из непосильных для простого человека этапов, а большинство компонентов легко найти на радиорынках или специализированных площадках в интернете.
Платы заводского образца имеют больший спрос, но для их производства необходимо соответствующее оборудование и соблюдение четкой инструкции по сборке.
В сегодняшней статье мы расскажем подробнее о домашнем и заводском производстве, а также и поможем вам сориентироваться в приблизительной стоимости такого бизнеса вообще.
Что такое печатные платы?
Современные гаджеты не представляют своего существования без такого компонента, как печатная плата. Заготовка представляет из себя пластинку с диэлектрического материала, которая содержит цепи, проводящие электрический ток.
Располагаться такие «жилки» могут либо на самой поверхности диэлектрика, либо же бывают внедрены во внутреннюю часть основы печатной платы.

Назначение плат – объединение компонентов электронных устройств в единую сеть. Они проводят электричество и соединяют элементы гаджета в цельную механическую структуру. Выводы на концах плат крепятся один к одному при помощи пайки.
Из чего состоит печатная плата:
| • диэлектрический материал, лежащий в основании; |
| • рисунок из фольги, выполняющий функцию электрического проводника; |
| • специальные отверстия для монтажа; |
| • контактные площадки, объединяющие планарные элементы печатной платы; |
| • паяльная маска, выполняющая роль защитного покрытия; |
| • маркировка (в промышленном производстве). |
Если производство платы происходило на домашнем оборудовании для личных целей, некоторые компоненты конструкции могут быть из этого списка изъяты.
Классификация плат для печати зависит от таких факторов, как температурный порог использования и отрасль применения.
Классификация печатных плат по количеству слоев:
- Односторонняя – покрытие из фольги для диэлектрика наносится лишь на одну сторону.
- Двухсторонние – покрытие из фольги для диэлектрика наносится на две стороны печатной платы.
- Многослойные – диэлектрическая основа имеет несколько слоев, на каждом из которых располагается покрытие из фольги.
При производстве различных электронных устройств могут возникать проблемы с функциональностью самой основы. Слишком хрупкий диэлектрик становится проблемой в смартфонах с гибким дисплеем, а работа типичной платы в условиях повышенных температур приводит к ее плавке и, соответственно, выходу из строя.
Увеличивающейся ассортимент продукции повлек за собой появление новых решений по реализации компонентов. Это заставило производство печатных плат внедрить еще одну классификацию на основании свойств материала диэлектрической основы. В технической литературе появились такие термины, как жесткие и гибкие платы для печати.
Существуют также отдельные технологические решения, учитывающие особенности применения плат для печати (высокая/низкая частота, температура и тому подобное).
Официальная документация по производству печатных плат состоит из 5 нормативных документов, перечень которых можете увидеть на рисунке:

Пошаговое производство печатных плат
Если у вас в голове зародилась мысль заняться серьезным бизнесом в этой отрасли, будьте готовы к масштабному производству и выходу на рынок всей страны. Именно страны, так как найти достаточное количество заказчиков даже в крупном городе России нельзя – дело будет попросту нерентабельным.
1. Технология производства печатных плат.
Технологический процесс производства печатных плат содержит в себе четыре основных этапа, каждый из которых подразделяется на более локальные задачи, требующие дорогостоящего оборудования и подготовленного места.

Перед началом производства стоит побеспокоиться о подготовке материалов и оборудования. Список всех необходимого «сырья» для производства печатных плат подан в таблице ниже. В расчет бралась классификация на основании количества слоев.
Материалы для производства печатных плат:
| 1) Материалы для изготовления одно и двусторонних печатных плат | ||
|---|---|---|
| Название | Марка | Толщина |
| Гетинакс фольгированный | ГФ-1-35; ГФ-1-50; ГФ-2-35; ГФ-2-50; ГФ-1-35Г; ГФ-1-50Г; ГФ-2-35Г; ГФ-2-50Г | 1. 3 |
| Фольгированный гетинакс общего назначения | ГОФ-1-35Г; ГОФ-2-35Г; ГОФВ-1-35Г; ГОФВ-2-35Г | 1. 3 |
| Фольгированный стеклотекстолит | СФ-1-35; СФ-2-35; СФ-1-50; СФ-2-50; СФ-1-35Г; СФ-2-35Г; СФ-1-50Г; СФ-2-50Г; СФ-1Н-35; СФ-2Н-35; СФ-1Н-50; СФ-2Н-50; СФ-1Н-35Г; СФ-2Н-35Г; СФ-1Н-50Г; СФ-2Н-50Г; | 0.5. 3 |
| Стеклотекстолит фольгированный повышенной нагрев стойкости | СФПН-1-50; СФПН-2-50 | 0.5. 3 |
| Диэлектрик фольгированный гальвано стойкий | ФДГ-1; ФДГ-2 | 0.5. 3 |
| 2) Материалы для изготовления печатных плат повышенной плотности монтажа | ||
| Название | Марка | Толщина |
| Материалы для полу аддитивной технологии | СТЭФ-1-2ЛК | 1.0; 2.0 |
| Стеклотекстолит листовой с адгезивным слоем | СТЭК | 1.0; 1.5; 2.0 |
| Диэлектрик фольгированный для уплотненного монтажа | СЛОФАДИТ | 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 |
| Стеклотекстолит теплостойкий с алюминиевым протектором | СТПА-5-1; СТПА-5-2 | 0.1; 0,12; 0.13; 0.16; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0,5; 0,8; 1.0; 1.5; 2.0 |
| 3) Материалы для изготовления многослойных печатных плат | ||
| Название | Марка | Толщина |
| Стеклотекстолит фольгированный травящийся | ФТС-1-20АО; ФТС-2-20АО; ФТС-1-20А; ФТС-2-20А; ФТС-1-20Б; ФТС-2-20Б | 0.08; 0.15; 0.16; 0.27; 0.5 |
| ФТС-1-35Б; ФТС-2-35Б | 0.1; 0.12; 0.14; 0.23; 0.25 | |
| ФТС-1-35АО; ФТС-2-35АО; ФТС-1-35А; ФТС-2-35А; | 0.1; 0.19; 0.14; 0.23; 0.1; 0.12; 0.14; 0.23 | |
| Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный | СТФ-1 | 0.1; 0.12; 0.13; 0.15; 0.2; 0.25; 0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 |
| СТФ-2 | 0.25; 0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 3.0 | |
| Диэлектрики фольгированные серии «Д» | ДФС-1; ДФС-2 | 0.06; 0.08; 0.01; 0.13; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.4; 0.5 |
| Стеклотекстолит, фольгированный гальвано стойкий и теплостойкий | СФ-200-1; СФ-200-2; СФГ-200-1; СФГ-200-2 | 0.8; 1.0; 1.5; 2.0 |
| Диэлектрик фольгированный гальвано стойкий и теплостойкий | СФГ- 230-1-35; СФГ-230-2-35; | 0.13; 0.2; 0.25; 0.5; 0.8; 1.0 |
| СФГ-230-1-150; СФГ-230-2-50 | 0.25; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 | |
| Стеклотекстолит общего назначения | СОФ-1 | 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 |
| СОФ-2 | 0.2; 0.25; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 | |
| Стеклотекстолит общего назначения негорючий | СОНФ-1 | 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 |
| СОНФ-2 | 0.35; 0.5; 0.8; 1.0; 1.5; 2.0; 3.0 | |
Поданный список наиболее полный и подойдет на любой комплект оборудования.
Когда все необходимое закуплено, можно начинать сам процесс производства.
Существует два метода изготовления плат – субтрактивный и аддитивный. В первом случае, рисунок основы формируется через удаление излишек фольги, а во втором – меднением сквозь предварительно подготовленную маску (химический метод).
При промышленном производстве использование аддитивного подхода менее целесообразно с финансовой точки зрения – оборудование и сырье обойдутся предпринимателю в разы дороже. Потому 90% точек изготовления специализируются исключительно на субтрактивном методе производства печатных плат.
А теперь давайте более детально рассмотрим все этапы производства печатных плат – нюансы изготовления + оборудование, на котором компонент приобретает свой товарный вид.
2. Формирование заготовки платы для печати.
Подбор толщины заготовки исходит из самих требований в заказе – чем выше прочность и электрическая проводимость, тем толще основа. При нецелевом производстве используется усредненный показатель толщины – оборудование настраивается на 13-14 миллиметров.
Схема формирования заготовки:
- Вырезать на оборудовании необходимую форму.
- Подготовить листы алюминиевой фольги.
- Нанести на вырезанную заготовку фольгу. Толщина нанесения зависит от целей, в которых будет использоваться плата.
Отдельную производственную группу составляют алюминиевые платы для печати – применяются они в осветительном оборудовании, когда для функционирования компонента необходимо получить проводимость через всю поверхность платы.
Алюминиевые платы делятся на два типа:
- С внешним оксидированием – сплошной оксидированный алюминиевый лист, по периметру которого располагается фольга из меди. Могут применяться и другие металлы, но для их использования требуется предварительное нанесение тонкого слоя диэлектрика.
- Полное оксидирование – рисунок оборудованием внедряется в саму основу материала, потому обработка приходится на большую часть глубины заготовки. Точное значение рассчитывается оборудованием по заданному системой шаблону.
На практике, к более экономному типу производства относится первый метод. Предприниматель сокращает затраты времени на 50-70% + не покупает дополнительные модули на оборудование.
3. Нанесение рисунка проводников платы.
Чтобы получить рисунок печатной платы, используют один из 3-х способов, либо их комбинацию.
Способы нанесения рисунка для проведения тока:
Включает в себя два этапа – добавление маски на заготовку с фольгированным слоем и удаление излишков путем бомбардирования химическими частичками. Из оборудования вам здесь понадобится фоторезист, фотошаблон и источник ультрафиолетового излучения.
Фоторезистом (жидким или пленочным) заполняют всю поверхность заготовки, а потом через шаблон просвечивают ультрафиолетом дорожки электрического проводника.
В промышленном производстве наиболее популярным был и остается способ нанесения рисунка с использованием механического оборудования. Предпринимателю не нужно беспокоиться о массе дополнительных средств, которые требуются при химической гравировке, а использование лазерного оборудования – слишком дорогое удовольствие.
Нанесение рисунка – это только первый шаг в обработке заготовки печатной платы. Далее, элемент проходит еще четыре промежуточных технологических этапа, пока не приобретает необходимый вид.
Этап №1. Металлизация отверстий печатных плат.
Сама металлизация может проходит двумя путями:
Для реализации необходимо высокоточное оборудование (для промышленного производства) и материал (электропроводящий клей или заклепки).
Второй метод легко реализовать в промышленном производстве, но для домашнего использования он применяется крайне редко из-за обилия технологических нюансов и длительности.
Этап №2. Прессование плат для печати.
Данный процесс предшествует металлизации отверстий, так как прессование уже готовых заготовок может повредить внешний слой изоляции и самих кроплений меди.
Схема прессования плат для печати в промышленном производстве:
| 1. Подготовка слоев, которые будут располагаться в середине и нанесение рисунка. |
| 2. Прессование плат в печи под давлением – в качестве прокладок используются так называемые препреги. |
| 3. Сверление отверстий. |
| 4. Металлизация. |
| 5. Травление фольги внешних слоев. |
Переходные отверстия могут формироваться и до прессования. Тогда, функционал печатных плат расширяется, но и стоимость производства увеличивается на 30-40%.
Использование «заглушек» требует от предпринимателя поиска разумного компромисса между рентабельностью производства и стоимостью самого процесса изготовления, включая стоимость оборудования.
Этап №3. Нанесение покрытия.
Вариации покрытия плат для печати:
- Лаковые. Имеют не только защитную функцию, но и декоративную. Зеленое покрытие платы– это привычный цвет этого компонента электроники для большинства людей.
- Маркировка. Совмещает в себе декоративную функцию с информационной. Используется при производстве в больших промышленных масштабах и наносится при помощи шелкографии. Иногда может использоваться лазерное или струйное оборудование.
- Лужение проводников. Дополнительный слой, наносящийся поверх основного слоя меди на поверхности заготовки. Реализация происходит химическим методом – через ванну с припоем. Достоинство – высокая степень защиты. Недостаток – толщина заготовки, снижающая ее монтажные свойства.
- Покрытие инертными металлами. В качестве материала используется олово, палладий, реже платина и золото.
- Лакировка токопроводящим раствором. Увеличивает проводящие свойства заготовки печатной платы.
Когда платы уже монтированы, производство может дополняться еще одним защитным слоем, уменьшающим влияние внешней среды на функционал печатной платы.
Этап №4. Механическая обработка заготовки платы для печати.
Все описанные выше этапы лист проходит, как единое целое. Разделение на отдельные элементы происходит в самом конце процесса, с помощью специального механического оборудования.
Схема механической обработки плат для печати:
- Частичная или полная фрезеровка, в зависимости от формы платы. Для плат правильных форм (прямоугольник, квадрат) фреза делает небольшие канавки, облегчающие разламывание элементов в дальнейшем, а при неправильных формах оборудование делает сквозные линии, оставляя небольшие соединительные мосты для скрепления плат.
- Просверливание отверстий для крепежа печатной платы – количество и диаметр отверстий зависит от шаблона, по которому работает оборудование на производстве.
- Окончательное разделение плат на отдельные элементы.
Все тонкости по механической обработке печатных плат на производстве можно найти в ГОСТ 23665-79 , где описаны основные рекомендации и требования к механической обработке контура и не только.
На этом производство заготовки печатной платы окончено. Однако, товар еще нельзя считать готовым. Впереди его ожидает оснащение вспомогательными микросхемами и тестирование на работоспособность.
4. Монтаж компонентов.
На автоматизированном производстве ручное крепление не встречается вообще, так как использование сотрудников вместо оборудования не является оптимальным подходом к производству. Платить зарплату одному оператору автоматизированной установке намного проще, нежели целому цеху работников.
Выделяют два метода пайки:
По завершению пайки для очистки остатков паяльных веществ и других сопутствующих производству загрязнений на поверхность наносят растворители.
Финальный шаг – плата покрывается защитными растворами, что быстро схватываются – лак, гидрофобизаторы и тому подобное. Если планируется ее эксплуатация в условиях с повышенной вибрацией, заготовку заливают компаундом высокой вязкости.
5. Тестирование продукта.
В первом случае прослеживается наличие замыканий в системе и общая целостность электрической цепи. Оптические тесты же указывают на механические недочеты, которые могли быть допущены на различных этапах сборки.
Для оптического тестирования камеры с высоким разрешением размещают:
- при формировании рисунка на заготовке и нанесении самого контура с отверстиями;
- при пайке, а именно – на этапах дозировки паяльной пасты;
- при монтаже вспомогательных компонентов на саму заготовку;
- на выходе с паяльного оборудования – осуществляется проверка на правильность крепления элементов.
При оптическом исследовании выявляются такие дефекты, как смещение, коробление, избыток или недостаток паяльного материала, из-за чего крепление может оторваться при перенесении повышенных нагрузок.
И, как в каждом бизнесе, если вы новичок и не в курсе всех технологических особенностей производства печатных плат, то можете с легкостью допустить ошибки. Тем более, учитывая сложность самого производства, их количество может быть достаточно велико.
Типичные технологические ошибки при производстве:
- Неточный подбор диаметров отверстий для крепления компонентов. При расчетах теряется такой сопутствующий фактор производства, как металлизация. Из-за ее применения просвет уменьшится на 5-7%, потому будущий монтаж навесных компонентов будет либо сильно усложнён, либо невозможен вообще.
- Отсутствие припуска на контур. На окончательном этапе производства при обработке на механическом оборудовании габариты элемента могут уменьшаться на 2-3% (канавки для разрезания листа и другие операции). Если данный параметр вычислить неточно, размер вашей платы будет отличаться от желаемого в большую или меньшую сторону.
- Отклонения при распределении дорожек и точек для пайки. Такие отклонения могут увеличить вероятность коробления после температурной обработки в печах.
- Перенасыщение меди в точке пайки может привести к плохой заливке контакта, так как данный металл обладает хорошими теплоотводимыми свойствами. Чтобы избежать такой проблемы, вокруг точек монтажа следует оставлять небольшой термический зазор.
- Платы, которые будут лакироваться, должны заранее предоставлять информацию о компонентах, которые данной обработке не подлежат. При попадании лака на разъемы и другие чувствительные компоненты, плата становится непригодной к использованию, тем самым увеличивая процент брака с производства.
Представленные ошибки типичны, но не единственные в своем роде. Перед началом бизнеса в данной сфере вам следует очень детально изучите технологию изготовления, и определиться с направлениями в производстве.
Для каждой отрасли есть свои особенности, без учета которых количество брака продукции будет выходить за рамки 10-15%, что очень сильно ударит по карману предпринимателя.
6. Оборудование для производства печатных плат.
В 2018 году выбор оборудования по производству печатных плат очень широкий. Начинающие предприниматели могут пойти двумя путями – купить новое оборудование или поддержанное.
В первом случае, вам придется выложить кругленькую сумму, но вы получите производственные гарантии на 1-2 года + бесплатное техническое обслуживание и настройку. Новый комплект оборудования способен проработать в две смены до 10 лет с минимальными перебоями.
Второй вариант позволяет сэкономить на оборудовании до 150% от требуемого капитала, но всегда есть риск нарваться на производственное оснащение, которое на вид вроде и новое, но при постоянной нагрузке не протянет более 1 месяца.

Затраты на ремонт могут превышать половину стоимости подержанного оборудования, потому относиться к варианту закупки подержанной техники стоит с особой осторожностью.
Как минимум, требуйте от продавца предоставление гарантий на 6-10 месяцев – этого времени хватит, чтобы отбить его стоимость и накопить на новое, если с подержанным что-либо случится.
Полный список оборудования для производства плат мы подали в виде таблицы. Все цены усредненные и могут колебаться с порогом 10-15% от указанных.
| Технологический процесс | Оборудование для производства печатных плат | Кол-во | Цена |
|---|---|---|---|
| 1) Участок механической обработки | |||
| Нарезание заготовок из листов | Установка нарезания | 1 | 10 000$ |
| Расштифтование пакета | Расштифтование | 1 | |
| Сверлильный станок с ЧПУ, одно шпиндельный | Станок с ЧПУ | 1 | |
| Оконтуривание/фрезерование, одно шпиндельный станок с ЧПУ | Станок с ЧПУ | 1 | |
| 2) Участок мокрых процессов | |||
| Подготовка поверхности заготовки | Установка химической очистки | 1 | 12 000$ |
| Оксидное покрытие поверхности | Установка оксидирования | 1 | |
| Удаление засмаливания в отверстиях | Линия DeSmear | 1 | |
| Щеточная зачистка + прочистка отверстий под давлением | Установка щеточной зачистки | 1 | |
| Химическое меднение | Линия химического меднения | 1 | |
| Проявление сухого пленочного фоторезиста | Установка проявления | 1 | |
| Гальваническое покрытие медь/олово | Гальваническая линия | 1 | |
| Снятие сухого пленочного фоторезиста | Линия снятия СПФ | 1 | |
| Удаление металлорезиста (олова) | Линия удаления олова | 1 | |
| Проявление | Линия проявления | 1 | |
| 3) Жёлтая комната | |||
| Ламинирование сухим плёночным резистом. | Вальцованный ламинатор | 1 | 2 000$ |
| Экспонирование сухого плёночного фоторезиста | Уст-ка УФ эксперт 8 кВт | 1 | |
| 4) Участок трафаретной печати | |||
| Трафаретная печать | Трафаретный принтер | 1 | 6 000$ |
| Нанесение надписей на плату | Трафаретный принтер | 1 | |
| Промывание трафаретов | Установка промывки | 1 | |
| Сушка трафаретов | Шкаф сушки | 1 | |
| Заточка ракелей | Заточная установка | 1 | |
| Натяжение трафарета | Установка натяжения | 1 | |
| Сушка трафаретов | Сушильный шкаф | 1 | |
| 5) Участок контроля качества | |||
| Автоматическая оптическая инспекция-АОИ | Установка АОИ | 1 | 2 000$ |
| Электрическая проверка платы | Тестер «летающий зонд» | 1 | |
| 6) Нанесение финишного покрытия | |||
| Предварительная очистка платы | Установка очистки | 1 | 8 000$ |
| Покрытие оловом – горячее лужение | Установка горячего лужения | 1 | |
| Отмывка платы после лужения | Установка отмывки | 1 | |
| Покрытие хим. никель/золото | Погружная линия | 1 | |
| Очистка ультразвуком | Установка очистки | ||
| 7) Участок прессования | |||
| Пробивка координатных отверстий в слоях | Станок для пробивки | 1 | 24 000$ |
| Сушка внутренних слоёв | Сушильный шкаф | 1 | |
| Пакетирование/штифтование | Установка пакетирования | 1 | |
| Прессование слоёв | Пресс | 1 | |
| Водяное охлаждение | Система охлаждения воды | 1 | |
| Итого: | 64 000$ | ||
Поданный комплект оборудования является наиболее полным и направлен на долгосрочное производство плат для печати. Если вы планируете постепенно расширять свой бизнес, то минимальная сумма, на которую стоит рассчитывать, – от 30 000$ .
Изготовление печатных плат промышленным способом.
Что такое печатная плата? Предназначение устройства.
7. Помещение, персонал, вложения и окупаемость.
Оборудование – не единственная статья расходов, которую понесёт предприниматель, работая в сфере производства электронных компонентов. Немаловажным условием успеха является аренда помещения, соответствующего ГОСТам и общепринятым стандартам в этой отрасли.
Далеко не каждое помещение может быть использовано для производства.
Сам цех будет состоять из 2-х отделов – складского и производственного. Объем первого зависит от выработки вашего производства, а во втором случае минимальная площадь составляет не менее 75 кв. м.
Другие требования к помещению для производства:
- Качественная линия электрического питания, поддерживающая проводимость в 220 и 380 вольт.
- Вытяжка промышленной конструкции. Если обработка деталей происходит, преимущественно, химическими методами, отводящих труб может понадобиться более одной штуки.
- Оборудование для развода и поступления воздуха в сжатом виде.
- Водопровод может подойти и общего пользования. Для деминерализации жидкости устанавливается отдельное оборудование. Приготовление растворов на основании водопроводной воды не будет соответствовать технологическим нормам.
Не забывайте также, что производство печатных плат подразумевает использование химических растворов, для которых просто необходим отдельный сток.

Чтобы наладить производство в две смены при условии полной автоматизации оборудования, вам будет достаточно иметь в своем штате сотрудников четырёх операторов-универсалов, которые станут прослеживать и контролировать автоматизированный процесс производства плат для печати.
В список временного персонала входят секретарь, грузчик, маркетолог и другие специальности, услуги которых на постоянной основе частному предпринимателю попросту не пригодятся. Их наем происходит время от времени и оплачивается, как подработка.
Если дела идут в гору и у вас появляется возможность наладить производство печатных плат через дочерние отделения, стоимость таких объектов обойдется вам даже выше, нежели центрального. Всё потому, что помимо оборудования и помещения придется нанимать большее количество персонала, и делать это на постоянной основе.
Куда можно сбывать продукцию:
- электронная начинка в автомобильном производстве;
- начинка медицинского оборудования;
- отрасли, связанные с компьютерной техникой;
- крупная и мелкая бытовая техника + измерительные приборы.
Общая стоимость открытия бизнеса – не менее 75 000$ . Сюда входят расходы на материалы, зарплата сотрудникам, оборудование, аренда помещений, маркетинговая кампания и дополнительные затраты при реализации.
Средняя окупаемость одной линии производства печатных плат находится на уровне 24-30 месяцев , при условии, что в вашем финансовом плане предусмотрены дополнительные статьи расходов (ремонт, обслуживание оборудования и тому подобное).
Производство печатных плат – бизнес с высокой рентабельностью, но с длительным сроком окупаемости. Не каждый готов ждать более 2-х лет, чтобы отбить собственные деньги. Однако, если дело будет иметь успех + потенциал к расширению, вы сможете сократить данный срок вдвое, а дальнейшая прибыль будет расти ежемесячно.
