O szybkim prototypowaniu i produkcji urządzeń elektronicznych w Comarch IoT

Hala produkcyjno-laboratoryjna Comarch IoT Plant w Krakowie (na pierwszym planie w środku maszyna do testów Flying Probe)

Proces realizacji zlecenia w Comarch IoT Plant rozpoczyna się od analizy pomysłu i wstępnej koncepcji w formie szkiców i renderingów. Potem następuje modelowanie 3D i projekt mechaniczny oraz opracowanie elektroniki urządzenia wraz z oprogramowaniem. W efekcie tych działań powstaje bryła technologicznie przygotowana pod wtrysk wysokociśnieniowy, prototyp podlega kontroli przedprodukcyjnej, natomiast elektronika przechodzi badanie jakości. Sprawdzana jest dokumentacja i analizowany cały proces produkcji, w tym montaż elektroniki i montaż końcowy, po czym następuje znakowanie. Po zakończeniu prac z zakresu R&D, produkt zostaje przygotowywany do seryjnej produkcji. Cały proces trwa od kilku do kilkunastu miesięcy. 

Szybkie prototypowanie urządzeń jest możliwe dzięki opracowywaniu krótkich serii produkcyjnych wraz z montażem elektroniki (EMS). Poza przygotowaniem całego urządzenia, w IoT Plant można również zamówić wykonanie samej elektroniki wraz z zakupem komponentów. W zakres usług krakowskiego laboratorium wchodzi montaż powierzchniowy (SMT) i montaż przewlekany (THT), w tym lutowanie zwykłe i selektywne na fali oraz lutowanie ręczne. Poza tym selektywne nanoszenie powłok ochronnych i montaż ręczny obejmujący montaż mechaniczny i końcowy, jak również wiązki i okablowanie. W ramach badania jakości elektronika podlega automatycznej kontroli optycznej (AOI) i RTG (AXI), testom funkcjonalnym ICT (In Circuit Test), FCT (Functional Tests), ICSP (In-Circuit Serial Programming) Flying Probe oraz testom środowiskowym. Stanowią one integralną część całego cyklu produkcyjnego.

Testy Flying Probe pozwalają zweryfikować wykonane obwody, czyli połączenia i izolacje na płytce drukowanej (PCB). Mierzą rezystancję, pojemność, diody Zenera, tranzystory oraz induktancję, kontrolują też polaryzację kondensatorów i poprawność montażu złącz. Profesjonalny tester igłowy Flying Probe sprawdza podzespoły elektroniczne za pomocą precyzyjnych sond pomiarowych, które przemieszczają się w 3 osiach. W płynny i dynamiczny sposób wykrywa potencjalne błędy montażowe (np. przerwy czy zwarcia), mierzy komponenty i ich wartość po montażu SMT czy THT oraz polaryzację. Identyfikuje elementy również przy pomocy parametrów rezystancji, pojemności, czy indukcyjności między dwoma punktami na płytce drukowanej, ponieważ testy wykonywane są z użyciem realnych sygnałów elektrycznych. Dużą zaletą takiego systemu testowego jest krótki czas i elastyczność programowania testera poprzez zaawansowane algorytmy, co znacznie zmniejsza koszty uruchomienia serii prototypowych i małoseryjnych wpływając na opłacalność projektu. Warto również wspomnieć, że w IoT Plant wykonywana jest też analiza połączeń lutowniczych przy pomocy Xray na płytkach PCB.

Podczas realizowanych projektów Comarch IoT Plant rozwija także specjalistyczne testy funkcjonalne, które mogą obejmować np. pomiar poboru prądu dla urządzeń o niskim zapotrzebowaniu energetycznym oraz weryfikację działania kluczowych elementów układu. Testy ICT oraz funkcjonalne wykonywane są na jednej maszynie, dzięki czemu wyniki mogą być zbierane we wspólnym raporcie. W ofercie laboratorium znajduje się również pomiar rezystancji wewnętrznej i ładowanie ogniw metodą CC/CV, ich rozładowywanie w celu dłuższego magazynowania, testy pojemności przeprowadzane w wielokrotnych cyklach, pomiar impedancji wewnętrznej AC1kHz oraz sortowanie ogniw według pojemności i rezystancji. 

Wraz z projektowaniem elektroniki do urządzeń, Comarch IoT Plant tworzy szybkie prototypy ich obudów w ramach usługi wzornictwa przemysłowego. Do wykonywania modeli wykorzystuje frezowanie CNC, odlewanie próżniowe silikonów i poliuretanów chemoutwardzalnych symulujących różne materiały oraz laserową technologię druku 3D (FDM i SLA). 

Krakowskie laboratorium produkcyjne IoT Plant powstało w 2016 roku, kiedy to Comarch Technologies zainwestował we własną linię montażu elektroniki dla klientów z branży medycznej, cyberbezpieczeństwa oraz IoT.

— Chcieliśmy mieć pełną kontrolę nad oferowanym produktem końcowym — mówi Marcin Okarmus, dyrektor działu R&D i produkcji w Comarch Technologies. — Po zakupie SMT stopniowo rozbudowywaliśmy park maszynowy i tak powstał IoT Plant, w którym obecnie możemy produkować elektronikę w pełnym zakresie wraz z testami AOI, RTG, funkcjonalnymi i ICT oraz lakierowaniem lub pokrywaniem specjalistycznymi żywicami. Dzięki szybkiemu prototypowaniu, zarówno elektroniki, jak i przygotowywaniu form wtryskowych urządzeń, jesteśmy w stanie zaoferować klientowi kompleksowy produkt gotowy do seryjnej produkcji.

Opracowała: Agnieszka Kubasik