Ervaring met printplaat (PCB) assemblage in China

[AP3737]

Beste allen

Het is meer dan 40 jaar geleden dat ik mijn eerste printplaatjes heb gemaakt; in die tijd was ik vooral geïnteresseerd in de bouw van audio apparatuur. In die tijd moest je nog symbolen op transparanten wrijven, daarna met UV belichten, etsen en gaatjes boren. Als alles goed was gegaan kon den de elektronische componenten erop gesoldeerd worden. Een tijdrovend proces.

Rond 2005, toen ik weer met een modelbaan was begonnen, kwam al snel de drang om nieuwe printjes te maken. Het hele ontwerpproces was, dankzij ontwerpsoftware zoals Eagle, een stuk makkelijker geworden. De file met het ontwerp kon gestuurd worden naar een bedrijf die de printplaat ontwikkelde en alle gaatjes boorde. De kosten voor een Europrint (16x10cm) lagen in die tijd bij 50 Euro voor een enkele print; bij meerdere prints liep de prijs gelukkig snel naar beneden. Tegenwoordig kan je in China voor een paar Euro al printplaatjes op maat laten maken. Alleen de componenten moest je tot voor kort er nog zelf opzetten.

Een jaar of vier geleden begonnen Chinese bedrijven tegen een voor consumenten acceptabele prijs ook de assemblage van componenten als dienst aan te bieden. Naast je print-ontwerp moest je nog een lijst met componenten meesturen, waarna je de printplaten met daarop de SMD componenten gesoldeerd terug kreeg.

Mijn eerste test was een RS-Bus opsteek-print voor mijn decoders. Zomer 2018 heb ik daarvan 75 laten maken voor een totaal bedrag van net iets minder dan 300 Euro. De afmetingen waren ongeveer 4x2cm, en ik kon er alleen alle weerstanden en transistoren op laten zetten; de opto-couplers waren niet voor assemblage beschikbaar. De print ziet er als volgt uit:



Alhoewel ik tevreden was met het resultaat, vond ik de prijs toch wel vrij hoog. In 2020 ontdekte ik echter dat PCB fabricage en assemblage ondertussen veel goedkoper kon en dat de componenten-keuze sterk is uitgebreid door een nieuwe service van JLCPCB. Op YouTube zijn filmpjes te vinden van rondleidingen bij dat bedrijf en ik ben erg onder de indruk hoe groot ze het daar hebben aangepakt en geautomatiseerd. Ik vind het wel heel jammer dat we in Europa geen bedrijven hebben die iets vergelijkbaars kunnen aanbieden.

JLCPCB haalt zijn componenten bij een ander Chinees bedrijf, LCSC, alhoewel ik meen ergens gelezen te hebben dat ze in de toekomst ook bijvoorbeeld Mouser en Farnell als leverancier kunnen accepteren. Ze kunnen omgaan met de meeste PCB ontwerpprogramma's, alhoewel de integratie met EasyEda het verst en makkelijkst is.

Mijn eerste test bij JLCPCB was een 5V spanningsstabilisator, op basis van de MP1584 (https://easyeda.com/aikopras/power-supply-mp1584). Voor tien kale printplaatjes moest ik (samen) minder dan 5 Euro betalen, en voor componenten en assemblage 18,50Euro. Daar ging nog een korting vanaf en er kwamen verzend kosten bij. Voor 10 printjes, met alles erop en eraan (zie onderstaande foto) heb ik 30 Euro betaald. Dat smaakte naar meer.


De volgende print was mijn liftdecoder print ( https://easyeda.com/aikopras/support-lift-controller). Deze print is in principe een combinatie van een Arduino Mega, Arduino UNO, RS-Bus en RS485 interface, en wat ULN drivers. Voor 5 printen, inclusief componenten, verzending, invoerrechten en BTW, heb ik iets minder dan 95Euro betaald, dus 19Euro per print. Als ik de goedkoopste Arduino Mega en UNO printen in China los koop, ben ik al meer geld kwijt.


De volgende bestelling waren 15 bezetmeldingsprinten voor mijn loklift en vitrine ( https://easyeda.com/aikopras/vitrine-decoder). Het basisontwerp was mijn oude ontwerp op basis van de ATMega 16A processor. De printen hebben een wat bijzondere vorm, zodat rails er meteen op gesoldeerd kunnen worden. Kosten, wederom inclusief componenten, verzending, inklaring en BTW iets onder de 11 Euro per print.


Een variant van deze bezetmelders heb ik afgelopen zomer in twintigvoud laten maken ( https://easyeda.com/aikopras/gbm-smd). Kosten, met alles erop en eraan, 9 Euro per print. Ik had nog voldoende kale printen liggen, maar de kosten voor de componenten bij een groothandel (zoals Mouser) waren nog steeds duidelijk hoger dan wanneer ik alles uitbestede.


Het leuke van printjes laten assembleren in China is dat je componenten kunt uitzoeken die je normaal gesproken niet zelf meer kunt solderen. Het volgende project was daarom een variant van de "SuperCapLader im Eigenbau: Goldcaps als Pufferspeicher", zoals besproken op het Duitse Stummiforum: (https://www.stummiforum.de/t171549f21-SuperCapLader-im-Eigenbau-Goldcaps-als-Pufferspeicher.html). De uitdaging was een zo klein mogelijke print te maken, met zoveel mogelijk SMD 0402 componenten. Een eerste poging mislukte jammerlijk, omdat de behuizing van de Schottky dioden in EasyEda incorrect waren. De eerste levering kon meteen in de prullenbak, 75 Euro weggegooid.
Het duurde even voordat ik een tweede poging kon wagen, omdat de door mij (en op het Stummiforum) toegepaste Step-Down converter niet op voorraad was. Na een jaar gewacht te hebben was ik het verder wachten zat en heb de schakeling aangepast en een andere Step-Down converter uitgezocht. Hieronder het resultaat.



Omdat de print erg klein is (19x13mm), moest ik meerdere printen samennemen en een groter "panel" van maken. Het panel heeft een afmeting van 91x85mm, en bevat 20 printjes. Door de goedkopere Step-Down converter en nog wat andere zaken bleken de kosten lager te liggen dan een jaar geleden; voor 40 printjes heb ik in totaal iets meer dan 60Euro betaald.


Waarom schrijf ik dit? De reden is dat er voor mij een wereld van nieuwe mogelijkheden is opengegaan. Als mijn ervaringen iemand anders inspireert om ook zelf eens te gaan experimenteren met print-assemblage, dan zou ik dat leuk vinden. Het maken van complete decoders of andere schakelingen met SMD 0402 componenten is nu ook voor hobbyisten mogelijk voor kosten die ik tot voor kort niet voor mogelijk hield.

Zijn er dan geen nadelen? Ja, natuurlijk zijn die er, zoals blijkt uit mijn "Supercap" ervaringen. Soms kloppen de component-libraries niet. Vaker komt het voor dat bepaalde componenten niet meer beschikbaar zijn, en dat alternatieven moeten worden uitgezocht. Ook de zogeheten "through hole" componenten, zoals connectoren en relais, moeten zelf nog worden gesoldeerd. Enige ervaring met elektronische schakelingen is dus wel een vereiste. Alhoewel ik mijn ontwerpen in het algemeen met de community deel, kan het dus goed zijn dat een ontwerp die bij mij leverbaar was nu niet meer leverbaar is.

Groet, en veel ontwerp plezier :-)
Aiko

PS: Ik wordt niet gesponsord door de bovengenoemde bedrijven en zou dat ook niet willen.

[Fritsprt]

Dank voor het delen van je ervaringen. Ik heb tot nu toe naar volle tevredenheid printjes laten maken bij Pcb Way. Ik zou graag printjes laten voorzien van componenten maar ik vraag mij af hoe dat precies met een BOM lijst gaat. Welke info moet er allemaal in zo'n lijst staan? Wat als een onderdeel niet leverbaar is?  Hoe gaat die communicatie met die Chinese leverancier? Wellicht kan je daar nog wat meer info over geven en kan je als voorbeeld zo'n BOM lijst plaatsen?
Alvast bedankt voor je info.

[bask185]

Ik heb deze voor de test laten maken al een tijdje geleden. Mijn eerste bestuckte print voor 4€ per stuk. Het was een batch van slechts 10 stuks. Ik denk als ik deze panelize en er 100 bestel dat ik aanzienlijk goedkoper uit ben.

Het is een servo driver. Met die 2 ellendig kleine stelpotmeters  kan je de hoeken instellen en met een schakelaar kan je hem 2 posities laten innemen. Optioneel kan je er ook nog een puntstuk relais mee aansturen.



Ik heb deze nog niet getest, maar ik heb er wel eentje kunnen programmeren. Dus er werkt tenminste iets van 

Ik zou graag printjes laten voorzien van componenten maar ik vraag mij af hoe dat precies met een BOM lijst gaat

Het is niet zo heel moeilijk alleen veel werk. Meeste pcb editors kunnen een BOM en fabrication output bestand uitpoepen. Dat fabrication bestand bevat de info wat waar moet worden geplaatst en gesoldeerd. Ik gebruik zelf Kicad en ik moet eerst de BOM door een python script halen voordat JLC hem accepteert.

Het meeste werk zit in materiaal keuze. Ik vind het fijn dat je zelf een miniscuul klein goed werkende buck concerter op je print kan stouwen, maar het zoeken naar al die onderdelen. Je moet eerst een goede chip vinden die ze op voorraad hebben. Dan moet je hopen dat je pcb programma dat ding ook heeft anders moet je weer een andere zoeken of zelf het component aanmaken. Ik vond dat best een gedoe nog.

Mvg,

Bas

[Dave.......]

Leuk om te lezen 

[AP3737]

ik vraag mij af hoe dat precies met een BOM lijst gaat. Welke info moet er allemaal in zo'n lijst staan? Wat als een onderdeel niet leverbaar is?  Hoe gaat die communicatie met die Chinese leverancier? Wellicht kan je daar nog wat meer info over geven en kan je als voorbeeld zo'n BOM lijst plaatsen?

De BoM file van de MP1584 converter ziet er als volgt uit:


Het is een .csv file. Naast de BoM file is ook een Pick and Place file nodig, die aangeeft waar alle componenten moeten komen te staan, en of ze gedraaid moeten worden. Hieronder een voorbeeld van zo'n pick and place file:


Het lijkt misschien ingewikkeld, maar als je voor het schema EasyEda gebruikt, wordt dit allemaal vanzelf voor je gemaakt. Je hoeft er niets speciaals voor te doen.

De componenten bibliotheek van EasyEda laat je zoekopdracht ook beperken tot alleen door JLCPCB lever- en plaatsbare componenten. Het LCSC nummer en alle andere gegevens staan dan meteen in het schema en printontwerp. Zoals Bas laat zien (leuk ontwerp overigens ) kan je ook met andere programma's, zoals het open source programma Kicad, BoM en Pick en Place files genereren, maar dat is soms iets meer werk.Maar prima te doen.

Als je de order bij JLCPCB online plaatst, wijst alles zich eigenlijk vanzelf. Je kunt een aantal keren wat zaken controleren, en ieder moment de opdracht terugtrekken. Als er een component toch niet blijkt te zijn, dan stop je gewoon. Helemaal op het eind krijg je ook nog een keer een heel duidelijke "OK" button, dus je kunt eigenlijk weinig mis doen.

Communicatie met JLCPCB gaat altijd prima. Ze reageren snel.

Groet,
Aiko

[Joz]

Ik heb ook zeer positieve ervaringen met JLCPCB en hun ontwerpprogramma EasyEDA
Het prettige met EasyEDA is dat je over de BOM geen zorgen hoeft te maken. Er zit een library achter met componenten die voor assemblage beschikbaar zijn. Kies bij voorkeur de componenten die  als "Basic Part" zijn gekenmerkt. Voor componenten met kenmerk "Extended Part" geldt een meerprijs. De componenten die beschikbaar zijn voor assemblage, vind je het gemakkelijkst hier: https://jlcpcb.com/parts

Een nadeel is dat als je enige tijd later opnieuw wilt bestellen, sommige componenten niet meer leverbaar zijn, of dat het geen "Basic Parts" meer zijn. Tijdens het bestelproces wordt dat al meteen duidelijk gemaakt, dus dan kan je je ontwerp nog aanpassen, of accepteren dat die componenten niet geassembleerd worden, of duurder zijn. Dat hebben ze qua systeem perfect voor elkaar en volgens mij zijn ze daar ook uniek in.

Ik heb voor een specifiek onderdeel wel eens gevraagd wanneer men die naar verwachting weer beschikbaar zou komen. Het eerste antwoord kwam snel, men zou het bij de inkoop-afdeling navragen. Het vervolgantwoord kwam 1 of 2 dagen later: het onderdeel zou helemaal niet meer beschikbaar komen en was uitgefaseerd. Echter een maand of 2/3 later weer eens gekeken, en toen was het er toch gewoon weer.

Twee van mijn creaties via JLCPCB: