Как производят материнские платы

Изготовление материнской платы

🕛 21.09.2009, 20:18

Материнская плата является основой любого современного персонального компьютера - именно этот компонент отвечает за совместную работу всех подсистем: центрального процессора, оперативной памяти, графической подсистемы, дисковой подсистемы и периферии. Это, в свою очередь, означает, что материнская плата является одним из самых сложных компонентов современного персонального компьютера. С какими трудностями приходится сталкиваться производителям этого типа продукции можно узнать из небольшого, но интересного репортажа сетевого ресурса TechRadar с тайваньской фабрики компании Gigabyte, расположенной в Нан-Пине (Nan-Ping).

Изготовление большинства печатных плат, независимо от их функциональности и назначения, осуществляется в четыре этапа. На первом этапе на печатной плате размещаются миниатюрные элементы: резисторы, транзисторы, небольшие интегральные микросхемы и пр. Эта процедура получила обозначение поверхностного монтажа элементов: все указанные компоненты печатной платы крепятся к контактным площадкам на поверхности печатной платы. Операция поверхностного монтажа элементов полностью автоматизирована. Первоначально на контактные площадки материнской платы при помощи трафаретов наносится припойная паста. Затем специальные автоматы размещают на поверхности PCB сами электронные элементы. На данном этапе очень важна высокая точность (площадь контактных площадок во многих случаях составляет доли квадратного миллиметра) и высокая скорость размещения элементов - современные аппараты способны размещать один элемент всего за 0,1 секунды. Последнее требование объясняется тем фактом, что общее количество элементов для поверхностного монтажа может достигать нескольких тысяч штук. После размещения последнего элемента на поверхности печатной платы она поступает в специальную печь, где припойная паста плавится, образуется электрический контакт самого элемента и металлической контактной площадки на поверхности PCB.

Затем приходит очередь более габаритных компонентов: интегральных микросхем, выполненных в DIP-корпусах, конденсаторов, мощных транзисторов, слотов и разъемов. Все эти элементы будущей продукции размещаются на поверхности печатной платы вручную - в случае компании Gigabyte на этой операции трудятся около полусотни операторов. После ручного размещения навесных элементов печатные платы поступают на участок пайки волной. В специальной ванне, наполненной расплавленным припоем, создается невысокая волна жидкого металла, над которой и пропускаются все платы. Высота волны выбрана с такой точностью, чтобы лишь касаться поверхности PCB - металлический припой остается на выводах навесных элементов и контактных площадках, и после остывания образует электрической контакт элемента и печатной платы.

Следующей операцией оказывается визуальная проверка материнской платы на отсутствие дефектов. Одновременно с этим осуществляется и установка системы охлаждения на микросхемы системной логики. После установки последнего элемента и успешной проверки печатная плата передается на операцию тестирования, через которую проходит вся продукция без исключения. Во-первых, проверяется работоспособность материнской платы, всех ее дополнительных компонентов и заложенной функциональности. Не менее важна проверка работы изделия в тяжелых условиях - при отрицательных и высоких температурах, повышенной влажности и пр.

Последним этапом изготовления материнской платы является ее упаковка и комплектация необходимыми кабелями, разъемами, крепежными элементами, документацией и программным обеспечением. После этого продукция полностью готова к тому, чтобы попасть на полку в магазине и быть установленной в персональный компьютер.