Введение
 |
Модель завода Nan-Ping, сделанная из подручных материалов. Нажмите на картинку для увеличения.
Летом 2008 года мы уже опубликовали небольшой материал о том, как производятся материнские платы Gigabyte на заводе Nan-Ping. Репортаж вызвал оживлённые отклики наших читателей. В нынешнем году, во время проведения выставки Computex, нам вновь представилась возможность посетить завод Nan-Ping, и мы решили её не упускать, чтобы сделать более подробный и интересный материал. На сей раз мы рассмотрим конвейеры производства не только материнских плат, но и видеокарт. Фотографировать на заводе строго-настрого запрещено, но нам сделали исключение. Поэтому наш репортаж снабжён большим количеством фотографий.
 |
Ещё одна модель завода, на сей раз изготовленная из компонентов материнских плат. Нажмите на картинку для увеличения.
 |
В холле завода установлен огромный макет материнской платы GA-X48T-DO6. Нажмите на картинку для увеличения.
Всего Gigabyte производит свою продукцию на четырёх заводах. Два из них находятся на Тайване практически рядом – это посещённый нами завод Nan-Ping и соседний с ним Ping-Jen. В континентальном Китае есть ещё два крупных завода Gigabyte – Ning-Bo и Dong-Guan.
Завод Nan-Ping находится в восьмиэтажном здании, и для оптимизации всего процесса на каждом этаже размещаются соответствующие этапы производства. На седьмом этаже выполняется пайка SMT (Surface Mounted Technology) – технология монтажа на поверхность. На пятом и четвертых этажах на платы устанавливаются более крупные компоненты DIP. На втором этаже выполняется упаковка.
На заводе Nan-Ping используются 11 конвейеров монтажа SMT, которые способны выдавать в месяц 250 тысяч материнских плат, 50 тысяч видеокарт или пять тысяч серверных решений. Монтаж DIP выполняется на четырёх конвейерах с такой же производительностью. Для тестирования используются шесть конвейеров, для упаковки – два конвейера. Добавим к этому ещё два конвейера по сборке ноутбуков/мобильных устройств (10 тысяч единиц в месяц) и четыре конвейера для сборки компьютеров и серверов.
В целом же, на заводе Nan-Ping выпускаются материнские платы, видеокарты, компьютеры, мобильные устройства (сотовые телефоны, ноутбуки, нетбуки, UMPC) и blade-серверы.
Завод Nan-Ping сертифицирован по нескольким стандартам ISO, чем очень гордятся представители Gigabyte.
Конвейеры монтажа SMT отличаются высокой гибкостью, то есть их легко и быстро можно перепрофилировать под выпуск материнских плат, серверов или видеокарт. Для монтажа SMT на заводе используются наиболее эффективные машины Fuji CP и QP.
На заводе используется комплексная система мониторинга и отслеживания SFIS (Shop Floor Integration System). Она позволяет оперативно выявлять сбои и оптимизировать процесс производства. На всех этапах производства выполняется проверка образцов (визуальная проверка, внутрисхемное тестирование, проверка в рентгеновских лучах и т.д.), а также тесты надёжности (вибрация, падение, термокамеры).
Процесс производства
Позвольте вкратце рассказать про весь процесс производства материнских плат и видеокарт, после чего мы перейдём к самой интересной части – к виртуальной экскурсии по заводу Nan-Ping.
Непосредственно сами печатные платы (текстолит) на заводе не производятся – они поступают уже готовыми от сторонних производителей. То же самое касается различных компонентов. Процесс сборки материнских плат и видеокарт можно разбить на четыре этапа.
SMT
На этапе SMT (Surface Mounted Technology – технология монтажа на поверхность) на печатные платы припаиваются небольшие компоненты (от резисторов и конденсаторов до сокетов, чипов и других элементов). Сначала специальная машина наносит на нужные участки припойную пасту. Следующая машина автоматически размещает компоненты с очень большой скоростью. Причём есть машины как для самых мелких деталей, так и для более крупных (сокеты, например). После установки всех компонентов выполняется пайка расплавлением паяльной пасты (reflow soldering). Наконец, завершает процесс машина автоматического оптического обнаружения дефектов. Затем плата с установленными компонентами SMT переходит на следующий этап.
DIP
Компоненты DIP отличаются от компонентов поверхностного монтажа тем, что они с помощью ножек пронизывают материнскую плату, после чего припаиваются. Благодаря этому компоненты DIP способны выдержать серьёзную механическую нагрузку. Но и устанавливать их приходится вручную. Поэтому первый этап процесса DIP заключается в ручной установке компонентов. За установку каждого компонента отвечает свой оператор – материнская плата обзаводится слотами, разъёмами, конденсаторами.
Затем выполняется пайка волной припоя с температурой 265 градусов Цельсия. Ножки компонентов окунаются в припой, после чего они прочно припаиваются к плате. После пайки операторы устанавливают различные радиаторы там, где это требуется.
Наконец, завершают этап DIP визуальный анализ качества пайки и различные тесты. После тщательной проверки плата переходит на следующий этап.
Тестирование
Все продукты проходят полный набор функциональных тестов. В некоторых случаях проводятся испытания в термокамерах как при низкой (минус 10 градусов Цельсия), так и при высокой (45 градусов) температуре. Завершает этап тестирования визуальная проверка.
Упаковка
Этап упаковки, наверное, можно назвать самым простым. Формируется коробка, в неё на конвейере закладываются материнская плата или видеокарта, а также различные аксессуары. После чего коробки упаковываются в более крупные контейнеры и отправляются клиентам Gigabyte в разные уголки мира.
Экскурсия по заводу
Позвольте перейти к самому интересному – к нашей экскурсии. Теперь вы знаете основные этапы производства материнских плат и видеокарт, так что сориентироваться будет проще.
SMT
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Конвейер начинается с загрузчика печатных плат Ascentex ABS-1000M (две бежевых машины слева). Он автоматически очищает печатную плату и обеспечивает регулярную подачу плат на конвейер.
Часть конвейеров выполняют двустороннюю пайку SMT. У них выполняется цикл печать – набор – пайка, затем плата переворачивается и проходит через этот же цикл повторно. Нам демонстрировали конвейер с одним циклом.
После загрузчика печатная плата поступает в принтер, печатающий припойной пастой – DEK (справа). Он наносит припойную пасту на все необходимые участки печатной платы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Из принтера печатная плата поступает в скоростную наборную машину – Fuji CP. Машина устанавливает на плату небольшие компоненты, которые поступают в специальных лентах.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Наборная машина работает с огромной скоростью – на размещение компонента уходит 0,068 с. Максимальный размер размещаемых компонентов – 19×19 мм с высотой до 6 мм.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
В таких катушках хранится лента с компонентами.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Вторая наборная машина Fuji QP устанавливает уже более крупные компоненты. Скорость составляет 0,5 с на компонент, но зато эта машина позволяет устанавливать на плату различные сокеты, чипы и разъёмы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Печатная плата прошла обе наборных машины и направляется в машину пайки. Можно заметить, что на плате уже присутствуют несколько чипов и сокет процессора.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
В машине Heller выполняется пайка расплавлением паяльной пасты (reflow soldering). Соответственно, все установленные компоненты прочно припаиваются к материнской плате.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Плата выходит из машины пайки. Не прикасаться! Горячо!
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Платы принимает укладчик, после чего они готовы к финальной стадии процесса SMT – проверке и тестированию.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На некоторых конвейерах используется оптический тестер Orbotech, автоматически проверяющий точки пайки и расположение компонентов.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На плату накладывается специальный трафарет, закрывающий всё лишнее, после чего оператор тщательно проверяет открытые участки.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Тестер Tri используется для проверки электрических цепей. На плату опускаются пробы, касающиеся определённых участков, после чего производится проверка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Эти машины стоят в сторонке от конвейеров SMT – на них прошивается BIOS материнских плат.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Не менее важное место – склад. На фотографии сотрудник принимает компоненты для установки SMT.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Оприходованные компоненты в коробках…
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
…и в катушках.
А теперь мы спускаемся до этажа, где производится установка DIP.
DIP
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Компоненты DIP монтируются не на поверхность печатной платы, как SMT, а используют для крепления ножки, которые проходят сквозь заготовленные отверстия платы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Здесь уже нет большого количества машин – основные операции выполняются вручную.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Платы после установки SMT-компонентов поступают в лотках, откуда их извлекает оператор и переносит на конвейер.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Каждый оператор отвечает за установку своих компонентов. На фотографии можно видеть, как устанавливаются конденсаторы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Слоты DIMM из коробочки вскоре перекочуют на материнскую плату.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Слева платы без слотов DIMM, справа – уже с ними.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Установка USB-портов панели ввода/вывода (на нашей стороне) и разъёма дополнительного питания CPU (на противоположной стороне).
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Теперь мы поняли, почему разъёмы стали делать цветными – чтобы скрасить работу операторам. Установка зелёных разъёмов IDE.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Установка очередных портов панели ввода/вывода.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Установка звуковых портов панели ввода/вывода.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Станция добавления портов VGA и LPT.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
А здесь устанавливаются слоты x16 PCIe.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Этому оператору не позавидуешь – ему нужно успеть вставить два слота PCI.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Здесь на сокет процессора надевают специальные прокладки, чтобы он не расплавился в машине пайки волной припоя.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Ещё раз взглянем на весь конвейер.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Впереди нас ждёт пайка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Машина пайки волной припоя.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Горячо!
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
После машины платы снова выезжают на конвейер для проверки.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Вращающийся круг счищает остатки припоя с платы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Оператор вручную допаивает сомнительные точки пайки.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На плату накладывается трафарет, после чего проводится визуальная проверка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Здесь происходит наклейка стикеров, по которым плата будет отслеживаться в дальнейшем.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Установка на чипсет радиаторов.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Ещё один этап визуального контроля.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Станция проверки электрических контактов SATA.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
И снова визуальная проверка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Готовые платы складываются в контейнер – они переходят на следующий этап тестирования.
Проверка и тестирование
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Платы устанавливаются в специальные станции для тестирования, после чего к ним подключаются все возможные разъёмы и интерфейсы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Пример открытого тестового стенда.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На мониторах можно заметить разные этапы тестирования каждой материнской платы.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Во время нашего посещения тестировались платы X58A-UD7.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Зашли мы и на другую тестовую линию – здесь ситуация была более интересной, поскольку тестировался совсем новый топовый продукт X58A-UD9.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Компоненты DIP в больших количествах.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Основные этапы сборки DIP на отдельном столике.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Контроль качества через увеличительное стекло.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Вот сколько компонентов устанавливается на плату на этапе монтажа DIP.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Сборка видеокарт (тоже DIP)
Нам посчастливилось – на заводе Nan-Ping в момент посещения собирались не только материнские платы, но и видеокарты. К сожалению, часть конвейера до машины пайки была для нас скрыта, поэтому мы покажем только конвейер после пайки.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Видеокарты с DIP-компонентами поступают в машину пайки волной припоя.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Производится пайка, после чего видеокарты вновь выходят на конвейер.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Обратите внимание на участок текстолита за разъёмом PCIe – он затем отламывается.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Оператор извлекает видеокарты из лотка для пайки, перекладывает на розовые коврики и клеит стикеры.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Сомнительные точки пайки допаиваются.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Здесь к видеокарте прикручивается слотовая заглушка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Кулеры для видеокарт – пока ещё отдельно.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Установка кулера.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Визуальная проверка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
А вот и почти готовые видеокарты.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Мостики SLI.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Порты DVI.
Упаковка
Наконец, переходим к последнему этапу – упаковке.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На этаже упаковки нас встретила красочная табличка.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
А также и вот эта чудесная конструкция из подручных материалов.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Конвейер упаковки начинается с машины, формирующей коробки из картонных заготовок.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Затем коробки обзаводятся собственным стикером.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Добавляется и готовая материнская плата.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Затем плата упаковывается в антистатический пакет.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
К плате добавляется мягкий коврик.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Вкладывается инструкция.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Добавляются аксессуары, после чего коробка запечатывается.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Коробки упаковываются в большой картонный контейнер.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Контейнер подаётся в машину, которая лепит на него скотч.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Ещё одна машина скрепляет картонный контейнер упаковочной лентой.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
После чего контейнеры доставляются клиентам Gigabyte.
На этом наша виртуальная экскурсия закончена, а компании Gigabyte мы выражаем благодарность за предоставленную возможность посещения завода.
