Экскурсия на фабрику Gigabyte / Материнские платы

Материнская плата является основным компонентом системы. Именно от правильного выбора этого компонента будет зависеть возможности, стабильность и расширяемость системы. Однако, сам по себе плата - продукт очень простой в производстве. Это мы продемонстрируем на примере Gigabyte.

Рождение материнской платы начинается в лабораториях разработчиков, сразу же после получения чипсета от фирмы-производителя. Причем чипсет приходит не только в виде отдельных чипов, а в комплекте с увесистыми пачками технической документации, референс-платой, а иногда с одним-двумя консультантами :).

Далее, в зависимости от уровня квалификации, инженеры компании перерабатывают референс-дизайн под свои нужды, а иногда создают свой собственный дизайн. Причем ведущая тройка производителей (Asus, Gigabyte и MSI) всегда перерабатывают дизайн. Дело в том, что на одном чипсете выпускается масса плат, с различным набором возможностей (читай - контроллеров). Таким образом компания расширяет свой ассортимент, и предоставляет покупателям как дешевые плата начального уровня, так и high-end продукты. И если платы основаны на одном дизайне PCB, то это значительно сокращает издержки производства.

После того как дизайн PCB разработан, собраны и протестированы предварительные образцы (а это означает, что разработка биоса входит в завершающую стадию) принимается решение о массовом производстве плат. На этой стадии определяются объемы производства, выделяются производственные линии и выдается заказ на производство PCB. Готовая PCB представляет собой полностью разведенную плату, но без единого элемента. Стоит отметить, что подавляющее большинство производителей материнских плат не производят сами PCB, а размещают заказы у своих партнеров.

После получения партии "чистых" PCB, они поступают в цех поверхностного монтажа. В этом цеху устанавливаются те компоненты, которые не требуют пайки с обратной стороны PCB. Первый этап - плата попадает в специальный станок, который наносит припой.

Причем припоем покрывается не вся плата, а только те места, в которые будут устанавливаться компоненты. Для этого используется специальный трафарет.

Теперь PCB готова для установки чипсета, микросхем и контроллеров. Эта задача возложена на следующий станок, который впечатляет скоростью своей работы. Точных цифр нам не сказали, но ориентировочно один станок (а следовательно и вся линия в целом) может обработать две-три сотни тысяч плат в месяц.

Интересно, что элементы подаются в станок при помощи специальных лент:

Причем в лентах находятся не только миниатюрные элементы, но весьма габаритные, такие как чипсеты:

левая лента - чипсет ATI 9100IGP, правая лента - южный мост ATI IXP200

Как только элементы в станке подходят к концу, один из работников приносит очередную ленту.

После установки всех необходимых компонентов, плата "пропекается" в печи, сушится и поступает на проверочный стенд. Там с помощью специальных трафаретов проверяется наличие элементов, а также качество их установки. Кроме того осуществляется проверка основных цепей на отсутствие коротких замыканий.

На этом завершен первый этап; следующий - цех DIP-сборки, т.е. установка тех компонентов, которые требуют пайки с обратной стороны PCB. Это различные слоты, сокет, разъемы и коннекторы.

COM порты

Процессорный сокет (+ уже установлены разъемы DIMM)

Очередь за аудио-разъемами (плата потихоньку обрастает более мелкими элементами)

Теперь установка AGP слота

Плата уже практически готова

Как читатель может заметить, в этом цеху основная нагрузка ложится на "живую силу", т.е. работников конвейера :)). Все необходимые элементы лежат рядом с работников в специальных упаковках, как например вот эта:

И если элементы заканчиваются, то специально подготовленный человек быстро пополняет запасы, что бы конвейер ни в коем случае не остановился.

Следующий этап - очередная визуальная проверка, и отправление платы в печь.

В этой печи, платы проходят в нескольких миллиметрах над расплавленным оловом (температура около 200C). В нужный момент - "поднимается волна", которая припаивает все контакты элементов. Далее плата остужается, в очередной раз проверяется, и на специальной установке зачищается обратная сторона от излишков олова.

Вот собственно и все: плата готова - ее можно продавать. Но прежде - ее все же лучше протестировать. Тестирование осуществляется в два этапа. Первый самый простой - запуск системы.

Техник устанавливает процессор, память, видеокарту, подключает жесткий диск и запускает систему. Одновременно в PCI слот устанавливается специальная диагностическая плата, которая производит более глубокие тесты.

От любопытных глаз журналистов она закрыта :))

Итак, первый тест очень быстрый и поверхностный. Но вот второй тест, нагружает плату по полной программе: время тестов каждой платы может достигать получаса! И если с платой все в порядке - она отправляется на упаковку. Это самый простой этап производства: поместить плату в антистатический кулек, положить в нужную коробке, добавить комплект шлейфов, брекетов, а также руководство пользователя, CD диск и прочее.

Далее платы отправляются заказчикам.

Больше всего при осмотре фабрики поражает видимая простота изготовления продукции, очень малые размеры производственных площадей, а также высокая трудоспособность работников :). И напоследок еще несколько фотографий: