PCB之MSI深圳工厂采访（内部资料

PCB之MSI深圳工厂采访（内部资料）

我们于7月24日从北京出发抵达深圳，休息一夜后，第二天早上到达了MSI在深圳的工厂。MSI在大陆一共有两家工厂：深圳工厂与昆山工厂。其中深圳工厂主要负责微星板卡、准系统、消费类电子产品的生产，而昆山工厂则主要负责微星笔记本产品的生产。

MSI深圳工厂M1大楼

MSI深圳工厂共有2栋大楼M1与M2用于微星产品的生产。其中M1楼占地59800平方米，M2楼占地61000平方米。两栋大楼合计共有27条民用主板生产线、5条服务期主板生产线、7条显卡生产线、10条准系统生产线和3条消费类电子生产线，并留有一定的扩充余量，用于进一步添加设备、提高产能。MSI深圳工厂每月可生产210万片民用主板、110万片显卡、30万片服务器板卡设备，150万台消费类电子设备和60万部准系统。今天我们要参观的，就是位于M1楼的民用级主板生产线，以及微星即将祭出的秘密武器。究竟是什么大杀器，这里先卖个关子，请随我来。

未进入车间之前，我们看到了挂在墙上的这样一幅挂图。MSI所生产的板卡，都是通过RoHS的，以防止对人体产生伤害。MSI表示，由于RoHS不能含有铅等原料，因此PCB、焊料、元器件成本都会较高。仅仅就PCB而言，不含铅的PCB大约会比含铅的PCB高出5个美金，约合人民币30多元。加上其他材料，一片不含铅的板卡会比含铅的造价高很多。但是与这些钱相比，用户的健康更为重要吧。

由于人体上通常会带有静电，因此很容易对主板上的元件造成毁灭性伤害。要参观MSI的生产线，首先需要做好防静电措施，穿好防静电服并戴上防静电的踝带。静电检测是MSI的员工和外来参观人士要进入生产车间所必需的例行步骤。

每位员工在进入生产车间前，必须站在静电检测记录平台上进行测量，并刷入自己的员工号码。通过检查后才能进入车间进行生产。笔者顺利通过了检查。

我们参观的是M1大楼二层的生产车间，这条车间有十条主板流水线。下图即为生产车间一角。工人们正在繁忙有序地工作。顺便说一下，由于MSI本身并不生产PCB，因此生产主板所使用的PCB都是由MSI设计部门设计电路图，再交给其他PCB生产厂生产。MSI则直接使用PCB生产主板。下图中红框区域内是装满生产主板所使用PCB的架子。

PCB生产厂商生产的PCB只是裸板，上面并不带有任何的元件，甚至没有焊锡。生产主板要经过回流焊和波峰焊两步核心流程。回流焊是将膏状软钎焊料分配到印制板焊盘上，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊则是将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰（或向焊料池注入氮气形成焊料波峰），使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，从而实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。简单点说，回流焊是先涂锡膏再上元件最后进行焊接，用于焊接表面贴装元件；波峰焊则是先安装接插件再用波浪滚动的焊锡焊接，用于焊接接插件。
MSI的生产线拿到PCB板后，首先需要对PCB板上膏状焊料。下图中前面的DEK Infinity 2000就是用来对主板丝印焊膏的机器，后面则是植入贴片元件的机器。

主板上焊料的过程有点类似于CPU的掩模。只是原料从化学制剂变成了软性焊膏，硅片变成了PCB板。PCB板在最下方，上面罩有一层带有和主板焊盘位置相同的有机模版。无铅的含锡焊料从模版上方注入，由于模版只有与焊盘位置相同的地方有孔，主板的焊盘自然而言的就上好了焊料。丝印焊料的过程是回流焊流程中的核心。印刷的焊料的配方、焊料的多少直接决定了后续焊接的品质。如果焊料过多，那么很容易在焊接过程中由于热涨冷缩效应导致元件虚焊，甚至表贴的元件直接竖立起来完全脱焊；如果焊料过少，则会直接导致焊接不良。

没有实际操作过SMT机器的人可能很难理解焊接的难点。笔者从网上搜了一些资料，大家可以从这些资料中看出，其实焊接还是蛮复杂的一件事情：

我们在离丝印设备不远处发现了这样一台不起眼的小仪器。这是一台激光测厚仪，可以直接测定焊锡的厚度。工程师对焊锡厚度进行精确把握，把结果反馈到生产线上从而进一步调整设备的参数，可以达到更高品质的焊接效果。

PCB板上好焊料后，就可以植入贴片元件了。下面这台机器就是FUJI NXT M35 SMD贴片机机组。贴片元件通过这组设备被表贴到PCB板上对应的位置，后续可以进行回流焊焊接。

近距离来看一下SMD贴片机。下图是单个的贴片机。贴片机下方有很多的白色元件盘，电容、电阻、芯片等SMD元件嵌入在白色的带子上，通过供料器输入到贴片机内部。白色的元件盘上方是一排指示灯。当元件盘上的元件快要用完时，指示灯会自动变为橙色，并通知工程师换料。再上方的显示屏显示的是贴片机运行时的参数和运行情况。由于参数的设置是每个厂商绝密的资料，因此在拍照时关闭了贴片机的显示功能。

与一般主板生产厂商不同的是，微星的生产线有一个完善的追踪系统。这个追踪系统会记录每个元件的编号，以及这个元件被放置到主板上的哪个位置。信息被存放到微星内部的数据库中。这样当主板出现问题时，可以通过这个追踪系统很快的追踪到出现故障的元件属于哪个批次，同批的元件是否故障率较高；出现故障的主板是在哪一个工程师监管下生产的等等。很显然，使用这种追踪系统可以更快更好的定位问题产生的原因，并进一步把握主板的品质。据MSI人士透露，这个追踪系统属于MSI独有，是其他任何厂商目前都没有做到的。

不仅仅是细小的贴片电容电阻等元器件，像南北桥这样的芯片也是通过这样的贴片机表贴到PCB板上的。

标贴完SMD元件的PCB板。此时的元件仅仅是靠焊料的粘性被粘贴在PCB板表面，仍然是可以活动的，所以要通过密闭的传送带传往回流焊机进行焊接，以防因人为原因造成元件移位。

主板被传入Heller 1900的回流焊焊接机进行焊接。回流焊是靠热气流对焊点的作用, 半固态的焊剂(锡膏)在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接。因为是通过气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的，因此被称为回流焊。回流焊的难点在于对各种焊接参数的把握，例如焊接的温度，焊接时间等等，因此显示屏上显示的参数也是不在拍照的允许范围之内。

由于焊接时是使用热气流作用，因此焊接完毕的PCB板会带有静电。这时要经过可以吹出电离气体的离子风机，对PCB板消除静电。

回流焊完成后，需要人工对PCB板进行人工检测。首先是人工补锡。使用肉眼检查对每一片主板进行检查，确认是否有没有焊接好的焊点，或者引脚间是否有粘连。如果有问题则马上进行修正。

补焊完成后则使用光学放大镜进行进一步检查，察看外观上是否有肉眼难以发现的地方有问题。

完成回流焊和人工光学检查的PCB板。此时还有很多接插件没有插好，因此板子还是显得光秃秃的。

接下来就是往PCB板上人工插入各种接插件。在人工接插件的流水线上，我们发现了微星流水线的一些细节做的很好。例如下图中总检面前放置有一个小镜子，工人可以通过镜子看到主板后方的一些细节，从而提高了检查的质量。再例如内存槽上方压有两个重物，可以防止在后续进行波峰焊时，由于内存槽焊点很多热涨冷缩严重导致虚焊。而在笔者所了解的其他一些工厂，在这些细节上并没有做得很好。

生产数量监控。今天这条流水线上计划生产1577片。到拍照时为止应生产900片，实际生产了878片，落后于进度22片。

接插件插好以后的主板被送入波峰焊设备进行焊接。

正在进行波峰焊的主板。中间直立的金属物体是不含铅等有害物质的锡条。通过向焊料池中注入氮气产生两个波峰：湍流波和平滑(或层流)波。在双波峰系统中，湍流波部分给焊点上留下不平整和过剩的焊料，用于防止漏焊；平滑波则将焊点焊好。

接下来一个步骤是100%电气特性检测。电气特性检测是对每一片主板连入其他各种电子元件，例如cpu、内存、硬盘等等，上电检查主板是否能正常工作。很遗憾的是，这部分仍然属于核心机密，因此我们不能对相关工台进行拍照。这里只能跟大家简单讲一下：电气特性的检测大部分厂商都是很相像的，有点类似于我们平时所做的裸机测试。只是为了提高工作效率，厂商对很多地方做了改进。例如在MSI工厂，CPU的安装拆卸用一个夹子完成；而内存条上也带上了平整的马甲以利于拆装。其他很多部分都是使用一个标准的电路板。只要扳动一下开关，电路板即直接的连接到主板上进行测试。不要小看这些细节。例如拆装内存，试想一位工人每天拆装几百次，手指会是很疼的，时间长了很容易对身体造成伤害。但是在内存外面简单加一个外壳，就会方便很多。但是在另外一些笔者了解的工厂里面，并非如此。
如果主板发现有任何故障，即送到检修的工程师手中进行故障的进一步检查与修复。未检测到故障的主板则从流水线上被送入下一道工序。

主板通过检测后即被打包。

最后质检人员对主板进行抽检。抽检的过程与前面电气特性的检测类似，但是更严格。如果抽检的主板未出现问题即合格可以出货，如果发现问题则同一批次的主板均须经过重新检查。

千万别以为人工质检完毕就完事了。因为接下来还要通过进一步的压力测试抽检。以下这台设备就是为压力测试准备的。每天每条生产线上会5片产品被送到这里，进行为期一周的压力测试。测试区的温度是可调节的，可以产生零上120摄氏度的高温与零下40度的低温，以确保产品工作的可靠性。

我们来看一下压力测试仪的内部。主板、显卡等产品被放置到这里进行测试。

旁边是另外一台用于压力测试的设备。这台设备也可以产生高温与低温，但与前面那台设备不同的是，这台设备的温度变化非常快，可以在几秒钟内从零上100多度降低到零下几十度。这台设备用于测试产品在温度变化急剧的恶劣环境中品质是否发生变化。

上面那台设备的对面是单臂降落实验仪。包装好的产品被挂到这台设备上，从3米高处自由落下，用于检查产品的抗摔能力。

我们今天参观的是MSI的民用级主板的生产线。像这样一条生产线，其造价在300万美金以上。而对于要求更高的服务器主板生产线，其造价更高达800万美金。很遗憾今天没有能够进入到服务器主板的生产线上。不过据我们了解，服务器主板的生产过程与民用级主板大同小异，多出一个关键的设备是X光扫描仪，用于对每个焊点的内部结构进行扫描，确保每一个焊点是饱满均匀的，不会出现空焊等现象。

非常好我支持^.^

(2) 100%

不好我反对

(0) 0%

分享到:

加入收藏(0) + 推荐给朋友 + 挑错

PCB之MSI深圳工厂采访（内部资料）

相关阅读：

用户评论

发表评论

深度阅读

相关电子资料下载

电子元器件阅读排行

热门词