Hace un par de días ECS nos invitó a conocer una de sus fábricas de placas madre y PCB en Shenzhen, China continental. Agarramos nuestro pasaporte, maletas y cámara fotográfica para entrar a los laboratorios secretos de ECS y crear esta guía simple, fácil y bonita que les permitirá aumentar sus conocimientos sobre el tema. Sin más rodeos: cómo hacer una placa madre desde un PCB desnudo, en 15 sencillos pasos.
1 – Te pones tu traje antiestática.
2 – Te subes al ascensor que lleva a la línea de producción.
3 – Pones el PCB en una máquina que le esparcirá una pasta que posteriormente servirá de soldadura para los componentes. Luego de que la máquina le aplique la pasta, le remueves el exceso con una paleta metálica.
4 – Metes el PCB en otra máquina, llamada SMT que le disparará con precisión micrométrica y en muy pocos segundos los distintos componentes eléctricos y electrónicos, ubicados en distintas cintas. Una placa madre tiene varias centenas de componentes, incluyendo el chipset y ICs como el controlador de sonido y otros, por lo que deberá pasar por varias máquinas SMT para quedar preparada para la siguiente etapa. Aún cuando la máquina es muy precisa, los componentes y conectores muy grandes no pueden ser dispuestos en la placa por las SMT.
5 – Ahora es hora de cocinar: luego de colocar los componentes el PCB debes meterlo a una especie de horno, donde a altas temperaturas la pasta aplicada en la etapa 3 soldará los componentes recién colocados.
6 – Es tiempo de chequear por primera vez si las cosas están quedando bien hechas. Una máquina revisará mediante una cámara y un software de reconocimiento óptico determinará si cada uno de los componentes disparados por la SMT está bien dispuesto y soldado. El proceso completo de reconocimiento óptico no toma más de 30 segundos.
7 – Aún cuando la máquina de reconocimiento óptico es muy precisa, hacemos otro chequeo en busca de errores, esta vez en manos humanas: mediante una matriz física observaremos si es que alguno de los componentes no está en su lugar o está mal soldado. Si el resultado de la inspección visual es satisfactorio, guardamos el PCB en una bolsa de protección antiestática y lo llevamos a otra línea de producción: la etapa automatizada ha terminado.
8 – Como ya les adelantaba en el paso 4, los componentes grandes no pueden ser insertados por las máquinas SMT, y tienen que ser dispuestos en el PCB manualmente. Una línea de producción de varias operadoras, cada una a cargo de colocar uno o dos componentes específicos, se encarga de montar sobre la placa los slots de memoria RAM, conectores de video, condensadores de gran tamaño, etc. Todos estos componentes previo a su inserción pasan por un baño de aire ionizado para eliminar cualquier rastro de electricidad estática que pueda dañar en algún momento a la placa.
9 – Tal como hicimos después de disparar componentes con la SMT, ahora debemos meter el PCB a un horno que a altas temperaturas se encargará de fundir la soldadura y unir los componentes recién aplicados a la placa.
10 – Luego de la soldadura, hay que cortar con un alicate todas las puntitas de componentes que sobresalgan bajo el PCB. Para hacer esto de manera rápida y precisa, se trabaja con un alicate neumático.
11 – Otra inspección visual descartará errores de soldado y un operario de la línea procederá a corregirlos con un cautín de alta precisión en caso de ser solucionables.
12 – Un chequeo eléctrico (no electrónico) descartará cortes de líneas y cortocircuitos. Si pasamos esta etapa, estamos ante una placa eléctricamente correcta. Sólo nos falta ver que los circuitos e integrados funcionen como fueron diseñados, cosa que probaremos en la siguiente etapa.
13 – En esta línea las placas son testeadas exhaustivamente en diferentes estaciones, donde se parte de lo básico, chequeando si la placa bootea en DOS, a lo específico, testeando cada uno de los componentes y conectores dentro de Windows XP. Si llegara a detectarse un solo error, la placa es sacada de la línea y llevada a una estación de análisis para determinar la causa del error y la factibilidad de corregirlo.
14 – Incluso cuando todas las placas pasaron la etapa de detección de errores en sistema operativo, se escogen muestras al azar para llevarlas a testeos de estrés de larga duración con el fin de aislar posibles errores en las líneas anteriores.
15 – Felicitaciones, ya estamos ante una placa madre funcional y libre de errores. Como vieron, se hicieron muchas verificaciones con el fin de aislar alguna placa con problemas; la razón de tanta prueba es que el costo de un RMA es muchísimo más alto que asegurarse internamente que todas las placas salgan buenas: aquí si una placa muestra defectos tiene que viajar 500 metros al principio de la línea y no 20,000 millas desde nuestra casa a los laboratorios del fabricante. Si quieres puedes intentar fabricar la tuya propia en casa, pero necesitarás cerca de 15,000 empleados y un capital millonario para poder hacer que tu propia línea de producción sea económicamente sustentable como las de ECS o algún otro Tier 1.
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