Fabricando Placas-mãe. Conheça a Gygabyte
Autor: Rafael Mendes | Publicado: 2011-07-20T02:07:00-07:00

De todos os circuitos eletrônicos que compõem um computador,  indubitavelmente o mais importante é a placa-mãe. Alguma vez você já se  preocupou em saber como uma destas placas é fabricada? 
Pois também eu não havia cogitado do assunto até recentemente. Quando  fui convidado a visitar uma das fábricas da Gigabyte, uma das mais  conceituadas indústrias do ramo.
 
A Gigabyte fabrica placas-mãe em quatro diferentes unidades fabris.  Duas delas situadas na China Continental, ou República Popular da China,  e as duas restantes na China Insular, ou Taiwan. A que visitei situa-se  em Nan-Ping, próxima a Taipei, capital de Taiwan. Uma unidade  industrial inaugurada há cerca de dez anos dedicada à fabricação não  apenas de placas-mãe como também de computadores portáteis tipo  “notebook”, telefones celulares e servidores.
 


Fábrica de Nan-Ping
 
A fábrica de Nan-Ping é instalada em um prédio de oito pavimentos.  Deles, três são destinados à fabricação de placas-mãe. Minha visita se  restringiu a estes três e achei o processo tão interessante que decidi  compartilhar minhas impressões com vocês. 
Uma placa-mãe é um grande circuito impresso no qual alguns  componentes eletrônicos são soldados diretamente em sua superfície  enquanto outros são encaixados em conectores tipo “slots” cujos terminais atravessam a placa e são soldados na face posterior.
 
A fábrica recebe as placas com o circuito elétrico já impresso (ou  seja, com os condutores metálicos estampados sobre uma placa de material  isolante). A fabricação consiste, então, em instalar os componentes  eletrônicos em seus devidos lugares, de modo que os terminais de cada  componente sejam soldados aos devidos pontos dos condutores elétricos  correspondentes, assim como em encaixar e soldar os soquetes onde se  conectarão os demais componentes, ou seja, aqueles que não são  fornecidos com a placa, como módulos de memória e unidade central de  processamento (UCP), assim como montar os conectores para os cabos de  alimentação e dispositivos externos tipo teclado, mause, discos e coisas  que tais.
 
A fabricação pode ser desdobrada em quatro etapas: na primeira,  “SMT”, é efetuada a fixação dos componentes cujos terminais são soldados  diretamente na superfície da placa. Na segunda, “DIP”, são inseridas e  soldadas as peças tipo DIP (“Dual Inline Package”), como os  conectores dos módulos de memória e placas controladoras, cujos  terminais atravessam a placa e são soldados na face posterior. Na  terceira, “Testing”, tudo isto é exaustivamente testado e inspecionado.  E, finalmente, na derradeira etapa, “Packing”, as placas e os demais  itens que a acompanham, como discos de instalação, cabos e coisas que  tais, são devidamente empacotados. Veja, na figura abaixo, o fluxograma  exibido para os visitantes na apresentação que antecede a visita.

Fluxograma de fabricação
&nbsp;A etapa SMT&nbsp;A primeira etapa da linha de montagem é a fixação dos componentes  cujos terminais não atravessam a placa, mas são soldados diretamente na  sua superfície, ou face superior. Eles são fixados usando uma tecnologia  denominada “montagem em superfície” (SMT, ou “Surface Mount Technology”) cujos detalhes podem ser conferidos no artigo correspondente da Wikipedia. 
Seu primeiro passo é a preparação da placa aplicando-se uma camada de  “pasta de solda” nos pontos do circuito onde os componentes serão  soldados. A pasta de solda é uma suspensão de micropartículas de solda  metálica em um material adesivo denominado “fluxo” que é aplicada  diretamente sobre a superfície da placa.
 


Aplicando pasta de solda
 
A aplicação da pasta é feita em uma máquina que força a pasta a  atravessar uma máscara tipo estêncil de tal forma que a pasta apenas  adere à placa nos pontos onde serão soldados os terminais dos  componentes. O resultado é uma placa de circuito impresso ainda sem  qualquer componente, mas com os pontos onde eles serão soldados  recobertos com uma camada de pasta de solda que funcionará também como  material adesivo, mantendo os componentes em suas posições nas fases  preliminares da fabricação que antecedem a soldagem. Uma delas, já com a  pasta aplicada e movendo-se para a próxima etapa da linha de montagem, é  mostrada na figura abaixo.
 


Placa com pasta de solda aplicada
 
Em seguida cada placa recebe alguns das centenas de componentes que  formarão seus circuitos eletrônicos, como resistores, pequenos  capacitores e circuitos integrados, muitos deles medindo apenas alguns  milímetros. Estes componentes necessitam ser colocados sobre a placa com  extrema precisão, já que seus terminais elétricos devem se posicionar  exatamente sobre os pontos onde serão soldados. Como estes pontos  receberam no passo anterior um minúsculo revestimento de pasta de solda  que também funciona como adesivo, quando um componente é posicionado em  seu local sobre a placa, ali permanecerá apenas pela ação adesiva da  pasta mesmo que ainda não tenha sido fixado na placa.
 
O enorme número de componentes e a extrema precisão com que devem ser  postos sobre a placa exigem que esta tarefa seja executada por máquinas  altamente precisas e extremamente rápidas (são capazes de inserir até  dez componentes por segundo). Veja em vídeo uma destas máquinas em ação  na sua faina de posicionar os pequenos componentes, no qual se percebe a  placa movendo-se rapidamente sob um “canhão” que dispara componentes em  uma sucessão tão rápida que mal dá para acompanhar seu movimento.
Já os circuitos integrados de maiores dimensões são colocados em suas  posições por uma segunda máquina. Elas são alimentadas por rolos de  fita plástica onde os componentes foram previamente arranjados  manualmente, tarefa mostrada na figura acima, onde uma jovem adere  circuitos integrados em uma destas fitas. Note, sob a bancada, um rolo  de fita pronto para ser encaixado na máquina.
 


Preparando o rolo de componentes
 
O resultado desta etapa é uma placa na qual estão aderidos todos os  componentes que deverão ser fixados usando a tecnologia SMT, prontos  para serem efetivamente soldados. Mas como sempre há a possibilidade de  um ou mais deles se deslocarem de suas posições exatas, antes da  soldagem cada placa é minuciosamente inspecionada visualmente como  mostrado na figura abaixo. Repare que todos os componentes a serem  soldados diretamente na superfície da placa (ou seja, que usam a  tecnologia SMT) já ocupam suas posições. Mas repare também que nenhum  dos componentes cujos contatos serão soldados na face posterior da placa  (como os soquetes e conectores que formarão os “slots” para  memória e placas controladoras, por exemplo) estão presentes (mas se  percebem as fileiras de orifícios onde seus terminais elétricos serão  encaixados).
 


Primeira inspeção visual
 
Feita a inspeção, as placas aprovadas (e durante toda minha  permanência no salão da linha de montagem, uma sequer foi refugada) são  encaminhadas à soldagem, que é realizada em um forno de convecção de ar  quente onde a elevada temperatura volatiliza o componente adesivo da  pasta e funde a solda nos pontos de contato. Veja, na figura abaixo, uma  placa-mãe entrando no forno.
 


Entrando no forno de convecção
 
Ao sair do forno, completou-se a primeira metade do “trabalho  pesado”. Mas antes de encaminhar as placas para o restante da montagem é  necessário submeter cada uma delas a uma sucessão de cuidadosos exames. 
O primeiro deles é uma segunda e minuciosa inspeção visual feita com a  ajuda de uma máscara de material indeformável que deixa à mostra apenas  os componentes a serem examinados por cada um dos especialistas (na  verdade, “uma das especialistas”; a quase totalidade da mão de obra da  fábrica da Gigabyte em Nan-Ping é constituída por mulheres). A máscara  limita a área a ser inspecionada e deixa à mostra apenas os trechos a  serem examinados em cada etapa, o que torna mais fácil perceber a falta  de algum componente ou seu mau alinhamento.
 


Segunda inspeção visual
 
Em seguida o próprio circuito da placa é submetido a um teste  elétrico que verifica se há solução de continuidade nos condutores ou  curtos-circuitos. Esta etapa, denominada “in-circuit test”, é  executado por uma máquina, porém sob supervisão direta de um técnico.  Veja, na figura abaixo, o técnico preparando uma placa para teste  enquanto uma segunda placa encaixada na máquina em frente a ele está  sendo testada. A máquina aplica corrente elétrica a determinados pontos  dos diversos circuitos a serem testados e verifica não apenas a  continuidade do circuito (integridade dos condutores metálicos) como  também as características de funcionamento dos circuitos integrados já  inseridos até esta etapa.
 


Teste elétrico
 
Este é o final da etapa SMT. Neste ponto, todos os componentes  situados diretamente na superfície da placa-mãe estão nos seus lugares,  devidamente soldados, com suas posições exatas verificadas e seus  circuitos de interligação testados.Publicidade

 bb_bid = "1621894";
 bb_lang = "pt-BR";
 bb_keywords = "design, web, informática,";
 bb_name = "custom";
 bb_limit = "9";
 bb_format = "bbo";


Você também irá gostar de:



Publicidade

 bb_bid = "1621894";
 bb_lang = "pt-BR";
 bb_keywords = "design, web, informática,";
 bb_name = "custom";
 bb_limit = "9";
 bb_format = "bbo";