Ентузіасти знають дуже багато про комплектуючих, які працюють всередині комп'ютера, але про те, як вони виробляються, обізнані далеко не всі.
Ми багато говоримо про передові технологічні процеси і мільйонах транзисторів, що працюють на кристалі кремнію, а потім оцінюємо технології стосовно кінцевій ціні, не приділяючи належної уваги зусиллям науково-дослідних відділів по розробці нового продукту.
Gigabyte - один з трьох найбільших світових виробників материнських плат. Тайванська компанія має кілька заводів в Тайвані, і завод Нанпінг (Nanping) є одним з найбільших. Завод розташований в Таоюань (Taoyuan), штат становить 1200 робочих, а площа приміщень - 45 000 кв. метрів, розподілених по восьми поверхах.
Попередній етап збірки материнської плати полягає у виробництві друкованої плати, яка є основою майбутньої "материнки". Gigabyte не виробляє плати самостійно, віддаючи цей етап на аутсорсинг третім компаніям. Друковані плати прибувають на завод Нанпінг повністю готовими, з прокладеними доріжками, покриттям, отворами і маркуванням.
Друковані плати потім проходять перший етап збірки: SMT, що розшифровується як Surface Mounting Technology (технологія поверхневого монтажу). На цьому етапі припаиваются дрібні компоненти, які не потрібно припаювати наскрізь через друковану плату. Вони просто припаиваются до поверхні.
Перед входом на конвеєр SMT доводилося вдягати бахіли і пройти через повітряний "душ". Мета душа полягає у видаленні частинок пилу, які прилипли до одягу, щоб вони не потрапили випадково в паяні з'єднання і не привели до проблем.
Як уже згадано вище, компоненти SMT просто припаиваются на поверхню друкованої плати. Тому спочатку на плату наноситься шар припою за допомогою спеціального принтера Solder Paste Printer. Щоб паяльна паста лягла на правильні ділянки друкованої плати використовується маска.
Коли на друковану плату буде нанесена паяльна паста, плата пропускається через автоматичні верстати пайки. У них є кілька головок, які забирають різні деталі і розташовують їх в правильних місцях, під час того, як друкована плата проходить по заздалегідь заданому маршруту. Швидкість роботи верстатів вражає. На установку деталі потрібно менше однієї восьмої секунди.
Для підтримки такої швидкості потрібно дуже ефективна система забезпечення деталями. Тут використовується принцип, схожий на кулемет: деталі розташовуються в спеціально підготовленої стрічці і подаються на SMT-верстати. Подібна стрічкова система дозволяє дуже швидко змінювати конвеєр для випуску нової моделі. Все, що потрібно - замінити стрічки і перепрограмувати верстат.
Так зберігаються тільки дрібні деталі. Більші компоненти, такі як чіпи, сокети і процесори, зберігаються в спеціальних підставках. Вони встановлюються на материнську плату в менш швидкісних SMT-машинах (секунда на деталь). Для правильного розташування компонента на платі використовується оптичне прицілювання.
Коли всі компоненти будуть розміщені на своїх місцях на друкованій платі, проводиться нагрів до 250 ° C. Паяльна паста, яка була нанесена на поверхню материнської плати, розплавляється, компоненти SMT припаиваются до плати. Після завершення цього етапу материнська плата проходить візуальний контроль.
Крім візуального контролю плата тестується електрично за допомогою спеціального верстата. Контакти прикладаються до заздалегідь запрограмованим точкам контролю. Якщо тести пройдуть успішно, плата переходить на лінію ручної збірки.
Більшість деталей тепер припаяні на материнську плату, проте необхідно встановити ще кілька. Вони відносяться до класу DIP (Dual In-line Package) і містять два ряди контактів.
Ці контакти необхідно вставити у відповідні отвори материнської плати, а потім припаяти. DIP-компоненти відрізняються від SMT, оскільки пайка відбувається на зворотному боці материнської плати.
Сьогодні DIP використовується тільки для деталей, для яких не підходить спосіб пайки SMT. Серед них слоти PCI, роз'єми введення / виводу задній панелі, гнізда SATA і USB - всі компоненти, які можуть піддатися серйозній фізичному навантаженні.
Всі ці деталі встановлюються вручну. Робота здійснюється на конвеєрі складання. Кожен оператор встановлює на друковану плату одну деталь, потім плата пересувається до іншого робочого. На кожній станції є одна або кілька кошиків з деталями, які вибирає робочий. Станції в кінці конвеєра відповідають за перевірку правильного розташування всіх деталей, іноді їх доводиться навіть легко похитати, щоб переконатися, що всі контакти правильно увійшли в отвори.
Ручні лінії складання ще більш гнучкі, ніж SMT-машини. Наприклад, Gigabyte може змінити збирається модель материнської плати на DIP-лініях за 15 хвилин, а для SMT-ліній буде потрібно 30 хвилин.
Після практично повністю автоматизованих ліній збірки, ручні конвеєри (працюють, здебільшого, жінки), нас здивували - особливо з урахуванням панує тиші.
За винятком клацань встановлюваних деталей тишу порушувало нічого. Щоб забезпечити правильний ритм роботи, підсвічені табло на кожному конвеєрі відображають поточну швидкість виробництва в порівнянні з плановою.
Коли всі деталі будуть встановлені, їх потрібно припаяти до материнської плати. Ця операція більше не виконується вручну. Замість цього використовується так званий процес пайки хвилею припою, коли друкована плата проходить через каскад хвиль розплавленого припою.
Висота хвиль точно контролюється, тому припій наноситься тільки на виступаючі контакти деталей. Швидкість, з якою плати проходять через машину пайки, отже, і тривалість контакту між контактами і припоєм, ретельно контролюється, щоб забезпечити ідеальну міцність паяних з'єднань.
Коли паяні з'єднання охолонуть, материнська плата в електричному сенсі готова. Онако потрібно провести фінальний штрих - додати радіатори для чіпів і стабілізаторів напруги.
Для цього завдання Gigabyte, знову ж таки, використовує ручну працю. Крім того, на цьому етапі проводиться фінальна перевірка правильного розташування компонентів.
Тепер збірка закінчена. Плата потім надходить на етап тестування, де перевіряється її правильна робота. Gigabyte використовує напівавтоматичні тестові стенди.
До панелі підключаються вилки мережі, жорстких дисків і кулера CPU, причому вона "падає" на материнську плату в один рух. Залишається додати тільки карти розширення. Потім для перевірки належної роботи всіх компонентів проводиться серія автоматичних тестів.
Материнські плати, які проходять всі тести (а проходять їх майже всі плати) надходять на фінальну стадію упаковки. Знову ж таки, в коробку все вкладається вручну.
