做一块主板涉及很多任务序,每个工序不是单独存在,一个环节失误就会出次品。主板工业可以说是IT工业的基础,大的机器有大的主板,小的机器如手机有小的主板,只有做好了主板,才能在IT业有立足之地。
1.采购
原材料的采购涉及几个方面,首先是询价,价格便宜吗,再就是质量好不好,工厂自然是需要价廉物美的东西。但是里面有个问题,采购大多不懂技术,东西好不好并不是搞得清楚,后面发展到质量部门出面进行认证,但是前期采购还是有很多空子钻,可能买进来了价格又高质量又次的东西,但是没人监管,它就可以从中收取回扣。早期在工厂做采购的人大多发了财,像吴三秋就是个中翘楚。但是慢慢的,其它部门也要求利益对等,比如品质部门,你明明买的是次品,我又没分到任何好处,我IQC就是不放行,你能奈我何?又好像工程部门,你这个零件不适合在我的产品上使用,因为你没给我好处。后来设计部门也出面了,你这个东西好是好,但是技术参数达不到我的要求,意思一下吧。所以后来采购越来越没市场,你想买可以,必须在质量认可/工程认可/设计认定的供应商中寻找。采购最后沦落为一个催料的角色,不是定了供应商就完了的,物料进了仓采购的任务才算完成。我今天要生产,你就必须把物料给我配齐,延误了生产你的责任大大的。但是你又不能提前太早把物料买进来,因为物料占了仓库的地方,库存太多是有风险的,日本企业不都提倡“0库存”吗。所以采购每天有个重要的工作就是催料,办公室里声音最多最大的就是采购,“喂?喂!你怎么还没把料给我送过来?李总,我求求你了,赶紧送过来吧,我们都揭不开锅了,就等着你的料开工呢……”所以,采购部门女的多,因为要耐的烦。男人不好用,万一脾气不好跟供应商杠上了“我擦尼玛的,怎么**还不送过来,你想死啊?”供应商一气之下跟你鱼死网破,他一颗料耽误你几千万的订单,你跟他玩不起。从前有个故事,著名手机爱立信就是因为一颗料缺货导致新品手机没跟上市场,最终被索尼兼并,悲催啊。普遍来说,男人还比女人贪婪,要是又像吴三秋一样干些见不得人的勾当,吴三秋就头大了。所以,吴三秋手下的采购大部分是女性,便于管理。
2.配料
配料是生产的前奏,就像配菜是炒菜的前奏一样。把原材料配好,哪个机器用到哪些物料,用多少,都要提前配好。生产指令一下,物料依序上线,机器一开动,生产就开始。不要小看这个环节,配迟了,生产就得延误,机器不运转就是损耗。配错了物料,更是大件事,生产出来都是次品,大规模集成化生产一出来就是成千上万的产品,返工成本惊人。能返工好都是万幸,返工不好价值高昂的产品就得报废。万一没检查出来出到客户那里,那就是重大质量事故,客户追究起来轻则亏本,重则倒闭。所以错料这个事是电子厂最严重最头疼的失误,一出事必然惊动八方。这个环节也是最容易扯皮的,一度没有部门想管这个环节,生产说我只管生产,配料应该是你材料仓库的事,仓库说你生产你就要自己负责配料,我只管储存物料。后来配料还是划给了生产,生产又说错料怎么能都算我头上,你质量负责监管你都没查出来,你要负责。反正错料天天有,皮球大家丢。
3.**T
SURFACEMOUNTTECHNOLOGY,表面贴片技术,就是把零件贴到线路板上,之前李大毛在产线看到的机器就是贴片机了,此时富土康用的还是CASIO和SONY的老式贴片机,噪音大速度慢。PCB(PRINTEDCIRCUITBOARD)就是印刷线路板,只是一块光板,上面没有任何零件,要想成为一块主板,就必须把零件一个个焊到上面。**T不只是贴片一个工序,它包含了锡膏印刷/贴片/回流焊。首先,PCB被轨道带入印刷机,这个印刷机印刷的不是油墨,是锡膏,焊接用的锡膏,印在PCB露出来的铜片上(PAD),PCB经过印刷机就印满了星星点点的锡膏,印刷机的原理很简单,就是一块钢板把要印锡的地方镂空,PCB过去的时候钢板往上一盖,钢刀把锡膏从钢板一边刷到另外一边,则PCB上就会有了锡膏。简单吗?原理貌似简单,要把握好却不容易,锡膏印薄了或者印厚了都会有问题。薄了会引起虚焊,锡膏不够焊不牢靠,厚了会引起浮高或者连锡,锡膏多了本来是紧贴在PCB上的零件就会窜高称之浮高,零件本来是焊两头,锡膏一多就会连在一起造成短路,这就是连锡。如果出现这些情况怎么办呢,调两个东西,一个是印刷机,钢刀印刷的速度有影响,一个是钢板,钢板开口的大小有影响。简单一台印刷机,就有这么多技术因素影响生产质量。
印刷完的PCB就往贴片机送了,贴片机的原理就相对复杂了,因为复杂,机器都是日本进口的,差差的一台都要几百万。贴片机的旁边要放置物料,小物料是卷带的,就像卫生纸那样一卷卷的,装到料架上,料架再放进料架槽,大颗的物料像CPU之类的用的是料盘(TRAY),就像我们冰箱里做冰块的盒子,每隔里面放一个。物料装好了,当印刷后的PCB进来后,贴片机通过红外感应器(sensor)把PCB定位好,机械头上的吸嘴就到旁边的料槽里的料架上吸取零件。这个动作十分脆弱,如果吸嘴的吸力不够,或者物料顶部不平,又或者料架震动,都可能导致吸不到物料,统称抛料,避免不了,再好的机器都会出现,所以每个贴片机后面会有一个检查员,专门看有没有抛料,有就要手工补料。这个检查员也是上料员,充分节约人力。机械头的吸嘴把物料吸上来以后就移动到PCB上方,一片红光闪过,那是什么?是机械头给PCB照相,机械头上有个摄像头好比人眼,它要识别每个零件位的坐标,对准了,就把零件打上去。打零件就是贴片这个动作也是很危险的,压力太小粘贴不稳,压力太大会把板子打坏。这个打坏不是当场坏,是内伤,就好象人每天过于劳累可能当时不会有症状,睡一觉就好了,但是积劳成疾。板子的内伤也是一样,有个术语叫应力,应力是慢慢积累的,这个东西很可怕,因为没有症状,可能在厂内表现正常,但是到了客户那里稍微一动就出了问题。一般产品都是三包的,所以出了问题还是得工厂负责。厂内出问题好处理,厂外出问题处理起来相当麻烦,很可能还要吃官司。所以要控制好应力,就要控制源头。通常一块主板上的零件成百上千,一个贴片机是贴不完的,因为料架有限,一个料架只能上一种一盘物料,所以主板要经过几个贴片机。
现在PCB上锡膏也印了,零件也贴了,接下来就是融化锡膏,让零件和PCB焊在一起。PCB从贴片机出来后就随轨道往回流炉走,进行下一个工序回流焊。回流炉很长,有8个温区,每个温区温度不一样,首先是缓慢上升,到了一个最高温度再慢慢下降,但降幅比之前的升幅大,好比人爬山,上山很费力得慢慢来,下山可以借助重力走的快一点,但太快也不行,会滚下山。板子也一样,它也很脆弱,升幅降幅太大都可能受伤。回流焊的原理是热风加热,温度都是预设的,但是设计跟实际总是有差别,好比我想象你是个好人,但是知人之面不知心,又好比我们设定空调温度是25度,但室温未必是25度,所以在大批量生产前,都会有个实测环节。把一块贴好零件的主板,选取重要的几个零件,一般是贵重元器件芯片类的,植入几根温度感应线于锡球,就是芯片连接PCB上锡膏的锡球,温度感应线又接到温度测试器上,随PCB一起过炉,那么测出来的就是锡球所受的实际温度。这个实测环节每隔一段时间都要重新来,为什么花这么大力气测试,因为贵重元器件真的很贵,此时的电脑最贵的是主板,主板上最贵的是CPU,主板上还有好多跟CPU类似的器件像南桥北桥都是价值不菲,万一温度不对把它给报废了,做一块就得赔本一块。即使不报废,出点问题要修,那也比一般器件难修的多,专门得上BGA(球形矩阵,芯片类的基本都属BGA像南桥北桥)返修台。
主板出了回流焊炉,就算是**T工序的完结,PCB上就焊接好了贴片的元器件。但是不忙,出炉了还要检查一下,这一下就是全面检查,简称全检,这个板子得从头到脚检查一遍,看看有没有漏贴,虚焊,连锡,偏位,立碑,锡渣……看不清楚还要拿放大镜仔细看。全检这个工位是最累的,老是要坐着不动盯着板子看,好多人做到视力下降。后来国外发明了一种机器代替人来检查,叫AOI(AUTO-OPTICALINSPECTION),自动光学检验,就是模仿人眼的功能,对照设定好的标准进行检验,也是对着板子不停的照相然后对比机器中存储的合格品的图像进行判定。但机器是很死板的,稍微有些不对都会判定不过就是fail,俗称误判,这个时候还是需要人进行再确认,究竟过不过。所以还是得配工人,虽然AOI流于形式,但是对于减轻工人的劳动强度大有裨益。不过AOI这先进玩意也不便宜,一些小工厂不愿意买,大工厂买了大多是应付客户,富土康有两台半自动的都是放在旁边做摆设。客户来了好忽悠,我们很先进吧,我们有AOI!板子贴好了零件,是不是主板就做好了?远远没有,还要继续往下走。
4.PTH
PLATEDTHROUGHHOLE,直译是镀层通孔,实际就是手工插件。有些元器件不能靠贴片机贴,比如大的电容,吸嘴吸不起,吸起来了也容易掉,又比如内存插槽,没有地方可以下嘴,这些器件就只能用手来插。贴片元器件是贴在PCB表面,插件元器件是要插进PCB上的孔,所以叫镀层通孔。于是生产部门人最多的环节就是PTH。这里不但要穿静电衣,还要戴上静电指套。为什么电子厂上班要穿静电衣,因为人体是带电体,有些元器件很脆弱,尤其是贵重元器件,静电压可以将其击穿,静电衣就是把人体绝缘,让静电接触不到环境不能放电。在产线行走,不但要穿静电衣,脚上还有静电鞋,头上有静电帽,接触PCB和原材料要戴静电手套。去正规工厂参观,陪同人员都会为你准备好这些行头。PTH因为要手工操作,但是静电手套又不便于手指运动,所以配的是静电指套。一溜人马排开,板子相继出炉沿轨道源源不断而来,一个人插三四个器件,还得跟上节奏,其中一人慢了,后面的人都要等着,生产节奏最需要把握的就是这里,人机工程大有学问。线长(拉长)要不时的盯着产线的节奏快慢,慢的地方她要随时上去顶岗,所以线长必须是全能选手,有个雅号叫全能技术员简称全技员。全技员不一定能当上线长,但全技员的工资比普工高,算是富土康对于技术的一种推崇。
零件插好了一样要焊接,但不是回流焊了,是波峰焊,顾名思义,就是把锡融化放在锡槽里,然后制造出波浪,那么PCB经过的时候,波峰就渗过PCB的孔,爬到零件的引脚上,冷却下来就把零件焊在了PCB的孔里,这里要控制的就是波峰的高度,太低了容易少锡,焊不牢,太高了容易浮高,就是把零件往上托了,有的零件本来是紧靠在PCB上,一浮高就会造成高出PCB表面或者不平,锡爬的太高也容易造成短路。波峰的温度倒是没那么重要,因为PTH段的元器件都是耐操的组件,本来就是手工安装当然得耐操。
过了波峰焊,一样有全检,全检员有时和维修员是一个人,检查到这里少锡就用烙铁补一点锡,检查到那里多锡就用烙铁融化掉一点锡,省时省力。
5.测试
从PTH出来,一块完整的主板算是做好了,这时PCB变成了PCBA(PRINTEDCIRCUITBOARDASSEMBLELY)。做好了可以出货了吗?当然不行,要保证主板的功能是完好的,接着要进行测试。测试分两步走,ICT和FT。
ICT(IN-CIRCUITTEST),线路测试,这个测试是测电路的短路通路,就是元器件焊好后整个电路是不是电性能都OK。比如掉了个零件,或者锡渣造成了短路,都是可以测试出来的。既然这里可以测试出来,那为什么之前制造的时候也要观察是不是有缺陷呢,不是浪费人力吗?这叫多重保障,ICT也是有缺陷的,不可能百分之百覆盖,能覆盖到95%已经不错了,就是所有的电路还有百分之几如果出了问题ICT是测试不出的。问题的解决放到越前端越好,越到后面越难处理。ICT是怎么测的,当然不是接线或者用万用表,那样太影响效率,ICT都有特制的工装,用探针代替引线,就是一块板子上插了很多探针,这块板接到电脑上,把PCBA放到底座上,探针板往下一压,压到PCBA的各个测试点,电脑开始自动测试,程序会通知你这块PCBA测试过不过,哪里不过,维修员就可以有针对性的进行维修。ICT测试是对PCBA应力损伤最大的环节,往下压的压力很大,因为要保证接触良好,所以这里是应力测试严密监控的环节。ICT工装有手动的也有气动的,手动的不好控制力度对板子的损伤会相对大一些,气动的自动装置造价高,但可有效保护主板。
ICT测完流到FT(FUNCTIONTEST),功能测试。一块主板是否完好,电性能只是表面的东西,功能正常才是最终合格,就好象我们买手机,不是可以开机就行,是不是可以打电话发短信照相听歌,这都需要试机进行功能测试。功能测试需要把主板的所有配件都插上,比如CPU,内存,显卡等统统不能少,只差不放到机箱里,然后测试机里面的预定程序会运行试验各个功能,比如测试声卡会不会发声,它会自动运行一首歌曲,通过喇叭听有没有声音。功能测试最耗时,因为要把所有的功能都试好,这里通常是产能的瓶颈,比如**T一个小时能产出30块板,PTH跟上**T的节奏无非多加几个人,到测试这里,测一块板要20分钟,为了跟上前端的生产节奏,就要配置10台测试仪和10个人,这都是很大的成本,这也是IE需要去解决的问题。解决有多种途径,比如想办法减少测试时间,比如强化员工操作技能,还有就是用质量手段。质量里面有个名词是抽检,因为质量控制是负成本,不产生效益相反还耗费资源,如果生产的产品都用全检的手段就会影响效率浪费大量成本而且没有必要,所以质量控制都是用抽检的手段。测试也可以触类旁通,有些功能很少用到而且很难出问题,那我们在功能测试的时候就不测,放到后面FQC抽测,这样就节约了部分测试时间。所以功能测试在FQC是做的最全的,上网的宅男要用的所有功能都会测到,FQC搞测试就是玩电脑,经常把喇叭声音开到很大放着神曲,好玩。
有没有一个测试可以包含ICT和FT,节省效率呢?没有,医生叫你去做CT和MRI检查,你会不会跟他说我只做一个检查行不行?主板的测试其实和人的体检是一样的,不同的测试测不同的症状。
6.出货
主板测试好了没问题就可以装箱了,首先把主板装到静电袋里,再放到纸箱里,板与板之间用泡沫隔离,以防碰撞,封箱。一箱箱的主板堆在栈板上,堆的高度是有规定的,不能超过1.6米,每种主板要求不同,主要是看客户要求。装满一个栈板,就用叉车拉到仓库,运送途中要十分小心,防止箱子掉落,否则可能导致主板受损。
主板堆放到成品仓库还要经过一道关卡才能出货,就是OQC,出货检验。把封好的纸箱拆开,从里面随意抽出一块主板,看外观,测功能。OQC抽检以批为单位,如果这一批包含1个栈板24箱,只要抽出一块不合格品,所有24箱都要退回产线返工,由产线作业员对每块主板进行外观检查和测试,再走一遍PTH以后的流程。品管抽检的标准是AQL(ACCEPTEDQUALITYLEVEL)允收水准,不是简单的百分之几,有一套对应的表格,AQL也不是一尘不变,如果总是抽到不良品,AQL就会加严,原先抽一个可能现在要抽3个,过一段时间如果抽不到不良品了,AQL再放宽,变回原来标准。
7.品质保证
实际上,品保的身影充斥在以上每一个环节,品保要对每个工序的各个参数进行确认。IQC管原材料,IPQC要确认的就多了,像印刷机的锡膏有没有过期,贴片机的物料有没有上错,回流焊的温度有没有测,插件员工的静电防护做的好不好,全检员的检查工作是否到位等等,FQC对成品进行抽查,OQC在临出货前把好最后一道关。这一切都是表面功夫,品保还有更重要技术含量更高的工作,就是过程质量监控改善。
上面的工作都是事后补救,如果能从源头控制,质量就有保障的多。像IQC控制原材料质量,检查出来的是次品要退给供应商,自己就面临缺料,所以这个工作要往前推进,帮助供应商改善质量,因此有了SQE(SUPPLIERQUALITYENGINEERING),供应商质量工程。富土康此时的SQE还不健全,IQC都是些姑娘,一两个年级稍长的成熟一点的女人兼着SQE的工作。SQE简单一点说就是去供应商那里看看有没有漏洞,帮助它们健全质量管理体系,帮助它们就是帮助自己,会减少自己的很多麻烦,SONY在这方面做的很全面,所以日本的电器质量好因为它从原材料就牢牢控制了次品率。制造过程更需要提前监督,做出来的东西要想改进和挽回成本巨大。怎么进行提前监督,主要还是靠一系列的科学实验。之前说的应力测试,就是看生产过程中会不会对PCB造成巨大伤害。红墨水实验(DYETEST),看芯片的焊接牢靠不牢靠。环境静电测试,看环境静电压会不会对芯片造成伤害。这都是针对制造环境的测试,还有针对人的实验,比如GR&R(重复性与再现性测试)。人如果重复一件事太久,会产生生理和心理疲劳,就会出错。我们常说审美疲劳,就是一个人看美女看的多了,再美的天仙在他眼里都是庸脂俗粉。GR&R是针对产线的全检员的一个测试,他们天天广告牌子的缺陷,看久了就会判断失误,做一个小小的测验,几块好板混一块坏板(差别很小),两个人并排坐,一个人检查完另外一个人检查,让他们把坏板挑出来,挑不出来的说明他的判断力开始出错,需要换岗。像这些科学实验,品保还有很多,越重视质量的工厂,手段越强悍。富土康算是做的还可以,不过也是客户的要求。
品保就像游离于体制外的巡警,要随时对突发事故进行及时处理,其承担的职责十分重大,所以,富土康的品保独立于生产体系之外也是情有可原。看一个工厂的管理是否规范,就是看品保的质量管理是否到位。ISO9000是国际通用的管理体系认证,是国际大客户看重的管理标准,其基础就是质量管理,宏观的质量管理,不仅对于产品,对整个企业的管理都提出了高标准要求。因此,作为品保人员,能比其它任何岗位对整个企业的认识更加深刻全面。客户来工厂审核认证参观,陪同他的一定是品保人员,资深的品保人员,只有品保人员才能应付客户挑剔的目光和凌厉的攻势以及莫名其妙的追问。李大毛短期内对富土康了解的如此透彻,正是多亏了他身为品保人员,加上自己的勤奋好学。如果让业务人员陪同客户审查,这个订单一定会丢。品保就像是后端业务人员,业务争取订单,品保维系订单。甚至品保做的好,也会有慕名而来的订单,像王贤海同志,就是因为他的质量管理业界闻名,客户放心,订单自然而来。往大了说,我们摈弃民族偏见抢购日本电器,就是因为日本货质量好。
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