От редакции

Нас часто просят помочь выбрать тот или иной компонент ПК. Мы с пониманием относимся к таким просьбам, в которых к тому же в неявной форме звучит вопрос о качестве изделия. Однако ответить на него не всегда способны даже многоопытные эксперты тестовых лабораторий, исследовавшие не один десяток схожих образцов. Достоверную оценку можно дать, как правило, лишь после длительной эксплуатации изделия. Мы попытались в какой-то степени восполнить этот пробел в знаниях, познакомив читателей с тем, как организовано производство и как работают системы контроля качества на предприятиях известных фирм, выпускающих системные платы. Эту информацию, которая, надеемся, покажется вам любопытной, мы получили во время выставки Computex 2002 от компаний Abit, AOpen, Asustek, Gigabyte и MSI. Предлагаемый ниже материал в основном написан под влиянием впечатлений, полученных во время экскурсий по заводам Gigabyte и MSI.

Ведущие производители системных плат всегда с особым пиететом относились к качеству выпускаемой продукции. Конечно, по большому счету от технологических ошибок не застрахован никто. Брак на любой из стадий процесса, строго говоря, неизбежен. Весь вопрос в том, каков его объем и насколько эффективны меры, предпринимаемые компанией для его снижения.

Хорошо известно, что для обеспечения требуемого качества необходимо контролировать все участки производства, повышать коэффициент выхода годных изделий и правильно работать с персоналом. Вопрос лишь в том, как перейти от слов к делу и наиболее эффективно организовать технологический цикл.

По версии MSI

Компания MSI провела для нас экскурсию по своим цехам и лабораториям и продемонстрировала на практике, как реализован рабочий процесс. А затем менеджеры поделились фирменными «секретами».

Сборка системных плат проводится в следующем порядке. Сначала заготовки печатных плат поступают на конвейер, где на посадочные площадки под компоненты, монтируемые на поверхность, наносится паста-припой. Затем высокоскоростные автоматы устанавливают на уже подготовленные места планарные элементы (резистивные сборки, бескорпусные конденсаторы, диоды и пр.). Их производительность (если угодно, скорострельность) впечатляюща. Так, автомат модели FUJI CP-742ME берет из специальных ленточных кассет и размещает на плате до шести компонентов, затрачивая на каждый не более 0,07 с. В случае двухстороннего монтажа на обработку каждой платы приходится около 1,5 с.

После этого устанавливаются навесные компоненты, имеющие собственные радиальные или осевые выводы для монтажа, а именно всевозможные колодки, перемычки, панели, разъемы ввода-вывода, шасси, корпусные элементы. Операции позиционирования и размещения элементов в посадочные отверстия значительно сложнее и длительнее предыдущих. Например, автомат модели FUJI QP-341E-MM монтирует элемент за 1 с, что можно считать неплохим результатом, учитывая, время, которое необходимо затратить на несколько промежуточных подготовительных операций. К сожалению, далеко не все навесные компоненты можно размещать автоматически. Часть из них устанавливаются вручную или при помощи полуавтоматов.

После того как все элементы заняли свои места, плата поступает на другой участок, где припаиваются выводы и контактные площадки. Завершают весь цикл обработки очистка, диагностирование и упаковка продукта. Пропускная способность одной линии составляет около 3 тыс. изделий в сутки.

А теперь — самое интересное. По данным MSI, выход годных изделий при поверхностном монтаже достигает 99,5%, при установке навесных компонентов — 99,3%, а при заключительном диагностировании — 99,2%. При сборке прежде всего осуществляется входной контроль комплектующих, проверяется, будет ли соответствовать конструктивно и топологически печатная плата предстоящему монтажу компонентов, выполняются две стадии промежуточного контроля (после установки планарных и навесных деталей), а также проводятся окончательный (перед упаковкой изделия в индивидуальную тару) и выходной контроль его комплектации.

Человеческий фактор в Gigabyte

Похожие своеобразные «ворота качества» организованы и на заводах фирмы Gigabyte. В этом мы убедились, когда посетили один из них в г. Нан-Пинг, что в 1 ч езды от Тайбэя. Он был сдан в эксплуатацию пару лет назад и оборудован по стандартам ISO 9001 и 14 001. На заводе ежемесячно выпускается до 800 тыс. системных плат и около 250 тыс. графических адаптеров. В семиэтажном здании с полезной площадью 45 000 м2 размещены 27 конвейеров для монтажа компонентов и 17 линий диагностирования и упаковки изделий. Трудятся здесь около двух тысяч сотрудников.

Реализованная на предприятии система контроля знаний и обучения работников проста и эффективна. Всякий раз при смене модельного ряда проводится дополнительный тренинг-курс. Ежеквартально персонал подтверждает свою квалификацию перед аттестационной комиссией. И еще важный момент: помимо автоматизированного наблюдения за качеством работы всего оборудования, предусмотрено закрепление функций ремонта и отладки его при сбоях за конкретными исполнителями.

Отказоустойчивость и человеческий фактор — тема для отдельного разговора. Так, на Тайване, где землетрясения и океанские тайфуны далеко не такая уж редкость, возведение производственных корпусов специальной монолитной конструкции, автономная работа приточно-вытяжной вентиляции систем энерго- и водоснабжения, установка и другие подобные решения можно считать вполне оправданными.

Кроме того, принята пятикратная система защиты по стандарту EIA-625, в соответствии с которой для каждого сотрудника предусмотрено проведение ряда обязательных мер для предотвращения негативных последствий от накопления статического электричества.

Как правило, монтажом компонентов и упаковкой изделия занимаются сезонные рабочие, большинство из них, примерно 75 - 80%, — женщины из Малайзии, Филиппин и других государств Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии, что благотворно сказывается на себестоимости продукции. Там же, где требуются знания, квалификация и опыт (участки диагностирования, ремонта и выходного контроля), задействованы собственные кадры, прошедшие соответствующее обучение. А администрация и ИТР полностью сосредоточены на технологиях и качестве.

Заглянем в завтра

Очевидно, что с ростом тактовых частот и интеграции компонентов, расширением применения многослойных печатных плат фактор риска будет лишь увеличиваться. И пропорционально ему повысятся и затраты на своевременное обнаружение и предупреждение ошибок. Видимо, все более унифицированными, доведенным почти до автоматизма станут процессы анализа и исправления дефектов.

Аналитики предсказывают значительное возрастание роли программного обеспечения на большинстве операций, повышение коэффициента загрузки оборудования, появление новых высокотехнологичных станков, обеспечивающих существенно более высокие скорость и точность позиционирования, снижение удельной себестоимости монтажа отдельных компонентов независимо от их типа.

Все это, вероятно, приведет к следующему:

  • новые интеллектуальные алгоритмы расчета топологии и печатных плат позволят увеличить долю относительно недорогих и высокотехнологичных планарных компонентов, что сократит время сборки, позволив проводить более глубокую диагностику сбойных компонентов и восстановление дефектов "на лету";
  • визуальный контроль постепенно будет замещаться электронным;
  • диагностика и защита от сбоев на ранних стадиях технологического процесса существенно снизят затраты на ремонт и восстановление дефектной продукции;
  • тщательный отбор компонентов с точки зрения надежности и "долговечности" номинальных параметров - пожалуй, один из лучших способов борьбы с возвратом вследствие несоответствия характеристик.

Скорее всего, появятся и иные способы борьбы с браком, поскольку практически все серьезные компании интенсивно работают над этой проблемой.

Типовая блок-схема комплексного контроля качества сборочного производства системных плат
671