ПРОИЗВОДСТВО

Выбор того или иного компонента ПК неразрывно связан с доверием к качеству изделия, за которое конечные пользователи и компании вольно или невольно голосуют собственными деньгами. Отвечать на зачастую спорные вопросы, касающиеся надежности и качества продукции, по должности положено экспертам тестовых лабораторий, исследовавшим не один десяток схожих образцов. Однако даже они не рискнут выдать оценку без проверки изделия на всех возможных режимах эксплуатации. Каким образом работают заводские системы контроля качества, как организовано собственно производство на предприятиях, выпускающих системные платы, нам удалось узнать на заводах компании Gigabyte Technologies (Тайвань).

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

Хорошо известно, что для обеспечения требуемого качества необходимо контролировать все участки производства, повышать коэффициент выхода годных изделий и квалификацию персонала. Во время экскурсии на завод компании Gigabyte ее специалисты провели нас по цехам и лабораториям и продемонстрировали 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) впечатляет. 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 обработка каждой платы занимает около 1,5 с.

После этого устанавливаются навесные компоненты, имеющие собственные радиальные или осевые выводы для монтажа: 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, необходимое на несколько промежуточных подготовительных операций. К сожалению, далеко не все навесные компоненты можно размещать автоматически. Часть из них устанавливается 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 3000 изделий в сутки.

А теперь - самое интересное. По данным Gigabyte, выход годных изделий при поверхностном монтаже достигает 99,7%, при установке навесных компонентов - 99,4%, а при заключительном диагностировании - 99,3%. 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 комплектации.

Человеческий фактор в Gigabyte

Cвоеобразные "ворота качества", организованные на заводах компании Gigabyte, работают слаженно и эффективно. В этом мы убедились, когда посетили один из них в г. Нан-Пинге, что в часе езды от Тайбэя. Он был сдан в эксплуатацию в 2000 г., и все выполняемые здесь производственные процессы соответствуют стандартам ISO 9001 и 14 001. На заводе ежемесячно выпускается до 900 тыс. системных плат и около 450 тыс. графических адаптеров. В семиэтажном здании с полезной площадью 45 тыс. м размещены 27 конвейеров для монтажа компонентов и 17 линий диагностики и упаковки изделий. Здесь трудятся около 2000 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 отдельного разговора. Так, на Тайване, где землетрясения и океанские тайфуны совсем не редкость, производственные корпуса имеют специальную монолитную конструкцию, а все системы жизнеобеспечения, включая приточно-вытяжную вентиляцию и средства энерго- и водоснабжения, способны длительное время работать в автономном режиме.

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 изделий занимаются сезонные рабочие, большинство из них (примерно 75-80%) - женщины из Малайзии, Филиппин и других государств Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии. 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.

Прогнозы на будущее

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, доведенными почти до автоматизма станут процессы анализа и исправления дефектов.

Типовая блок-схема комплексного контроля качества сборочного производства системных плат

Аналитики предсказывают значительное возрастание роли ПО 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 дадут возможность 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 готовой продукции вследствие несоответствия ее характеристик изначально заложенным в нее требованиям.

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