Las dos fábricas que tuvimos el agrado de visitar se encuentran en Shenzhen, provincia de Guangdong (Cantón en español). Shenzhen es una Zona Económica Especial (SEZ) en la cual las políticas económicas son distintas al resto de China, para de este modo motivar la inversión extranjera.
Shenzhen se encuentra en el sur de China, a sólo pocos kilómetros de Hong Kong (región administrativa especial de la Republica Popular China). Para llegar a Shenzhen tuvimos que tomar un vuelo de 90 minutos desde Taiwán a Hong Kong y luego cruzar a Shenzhen en bus. Ustedes se preguntarán, ¿acaso en Shenzhen no tienen aeropuerto? La razón para cruzar en bus es bastante simple, Taiwán tiene roces políticos con China y hasta el día de hoy no hay vuelos desde Taiwán a China.
Las fábricas vistas fueron Golden Elite Technology Ltd. y ECSM (Elitegroup Computer Systems Manufacturing). La segunda se encarga de ensamblar computadores portátiles, computadores de escritorio y de fabricar placas madres. La primera, el actual orgullo de ECS, es la más nueva y moderna, en esta se fabrican PCBs, placas madres y tarjetas gráficas.
Golden Elite
Golden Elite aún está en expansión. Actualmente cuando la visitamos sólo tenían la mitad de los edificios construidos y aquellos que estaban listos aun no estaban funcionando a capacidad completa. Aun así actualmente Golden Elite tiene capacidad para fabricar 500.000 placas madres al mes, cifra que llegara a 1.700.000 para finales del presente año y 2.500.000 a finales del 2007 (período en el cual también comenzarán a fabricar servidores y notebooks). Hoy en día Golden Elite consta de 200.000 m2 y emplea a 1.500 personas y para finales del 2007 estas cifras debieran de llegar a 380.000 m2 construidos y 10.000 trabajadores. Para que se hagan una idea el museo mas grande del mundo, el Louvre, tiene una superficie total de 60.000 m2. Para comprender estas magnitudes, debemos entender la filosofía de trabajo China. En Golden Elite los empleados viven en dormitorios al interior del recinto.
Una vez que finalicen las construcciones el complejo industrial completo constara de 9 edificios de dormitorio, 8 plantas de producción y un edificio administrativo además de oficinas de aduanas abiertas las 24 horas al interior del complejo para agilizar los procesos de importación. Como pueden ver, ningún factor esta dejado al azar y menos su lugar físico se encuentra a 20 minutos del aeropuerto de Shenzhen, 90 minutos del aeropuerto de Hong Kong, a 70 minutos del puerto de Yantan y 20 minutos del puerto de Hong Kong. Estos números no necesitan mucho análisis para darse cuenta que el titulo que ECS ocupa para esta planta no es pretencioso, "Una nueva arena en manufactura IT".
Glosario:
Antes de mostrarles como se fabrica una placa madre, debemos aclarar algunos conceptos para que entiendan las explicaciones posteriores.
SMT (Surface Mount Technology):
La tecnología de montaje de superficie (SMT) se refiere al método de adherencia de un SMD a un PCB. Los SMD no cruzan el PCB, sino que van montados en la superficie mediante un pegamento trasero y la soldadura de sus conexiones. El pegamento trasero cumple la función de mantener el SMD en su lugar hasta que este sea soldado.
SMD (Surface Mount Device):
SMD es cualquier componente electrónico que puede ser soldado a una placa madre sin necesidad de atravesarla. Hay varios tipos de SMD, siendo los más famosos los de tipo en línea y los de arreglos de grillas. Los primeros traen pines en sus bordes y los de tipo "grid array" los traen en la parte inferior. Ejemplos de SMD pueden ser: mosfets, chips controladores, algunos tipos de resistencias, chips de memoria RAM y un largo etc... ¿Qué no es un SMD? Un condensador de los tradicionales, del tipo cilíndrico, en los cuales sus conectores positivos y negativos cruzan el PCB.
PCB (Printed Circuit Board):
El PCB es la base de todo sistema electrónico. Son básicamente placas de sustratos no conductores con diversas capas en las cuales van rutas para conectar distintos componentes electrónicos.
RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive):
La directiva de restricción de sustancias dañinas (RoHS) fue adoptada en febrero del 2003 por la Unión Europea. Una directiva en la UE es un acto legal el cual los países miembros de ersonName productid="la UE" w:st="on">la UEersonName> deben acatar pero este a diferencia de una regulación, no dicta la forma en la cual deben lograrlo. Esta directiva en particular trata respecto al uso de sustancias peligrosas en artículos electrónicos. Las sustancias que no serán permitidas en ersonName productid="la Uni?n Europea" w:st="on">la Unión EuropeaersonName> son: Plomo, Mercurio, Cadmio, Chromium VI, PBB y PBDE, los primeros tres son metales, Chromium es un compuesto químico utilizado para cromar piezas y los últimos dos son retardantes de fuego. Todos son altamente tóxicos y al menos la mitad están declarados cancerígenos.
Fabricando una placa madre
El proceso de fabricación de una placa madre consta de dos partes, una automática y otra manual. En la parte automática se utilizan rapidísimas maquinas SMT que prácticamente disparan componentes SMD a la placa base. En la parte manual obreros montan condensadores y piezas plásticas tal como si fuera un Lego. Entre estas partes hay innumerables controles de calidad, un equipo de manutención de maquinaria detrás y un equipo encargado de que los materiales estén listos para su utilización.
El método de fabricación no dista mucho de la producción en serie inventada por Henry Ford a principios del siglo pasado. Las placas madres van sobre rieles y cintas automáticas avanzando por cada uno de los procesos, tanto automáticos como manuales. Una línea de producción tiene la capacidad de fabricar hasta 70 placas madres por hora, ECS tiene cientos de líneas RoHS para hacer este trabajo distribuidas entre sus diversas fábricas.
Una de las partes mas importantes de la fabricación de placas madres es la soldadura. La pasta de soldar es guardada en condiciones refrigeradas (0-10ºC), es por esto que antes de ser utilizada debe ser puesta a temperatura ambiente por 3 a 4 horas en recipientes sellados. Luego de adecuarse a la temperatura ambiental, se mezcla en una maquina especializada y luego se toma una muestra donde se monitorea su densidad.
Otro punto crucial es la porción SMT del proceso. ECS tiene maquinas Sony SI-F130 para los SMD mas chicos (0.137s por integrado) y SI-F209 para los SMD de mayor tamaño como chips BGA y sockets (0.49s por integrado). Las maquinas SMT son alimentadas mediante rollos con agujeros para tracción, cada uno con cientos de integrados dentro.
Entrando a una SI-F130
SMDs listos para ser disparados
Luego de que el PCB es atacado por los componentes, estos aun no están conectados. Los componentes SMD como les dije anteriormente, traen un pequeño pegamento en su parte inferior, es esto lo que los mantiene adjuntos al PCB hasta que sean soldados. El soldado lo hace un horno de reflujo, la temperatura es aumentada constantemente para que al enfriar la placa madre no tenga fisuras internas por variaciones térmicas agresivas.
Horno de Reflujo
Enfriado
Luego de pasar el PCB por las maquinas de SMT, una para la cara superior de la placa madre y otra para la cara inferior, además de pasar por el horno de soldado, viene la primera fase de control de calidad. Mediante una matriz con la posición de cada integrado en su lugar, se puede detectar si todos los componentes están en su lugar.
Verificando posiciones
Inspección visual
Una vez que todos la parte automatizada esta lista, la placa madre, aun en su cinta sin fin, comienza su travesía por cada uno de los puntos de ensamblado de componentes. Es en esta parte en que decenas de obreros se encargan de insertar slots de memoria RAM, puertos IDE, puertos de diskettera, disipadores, slots PCI, conectores traseros y condensadores.
Luego de este ensamblado manual, las placas madres entran a una maquina de soldado por ondas para que aquellas partes que van soldadas a la placa madre efectivamente lo hagan.
Una vez terminada la segunda fase de soldado y posterior enfriado del producto, se cortan los sobrantes de soldadura y se les aplica un barniz para proteger los puntos de soldado.
Es así como termina la fase de ensamblado "operativo". Sin embargo falta un detalle muy importante y es lo que definirá que esta placa ande o bien muera en llamas. Los disipadores son insertados manualmente y vienen con cinta de doble contacto térmica preaplicada.
Es ahora cuando tenemos un producto terminado. Sin embargo nada nos asegura que este se encuentre operativo. Todas las placas madres fabricadas en ECS son verificadas para que enciendan y luego son probadas en DOS mediante un software que checkea que todo este en orden (Firewire, LAN, BIOS, SATA, IDE, FDD, etc..) y reproducción de video en WindowsXP. Según la gente de ECS la única razón por la cual una placa madre de su empresa podría no encender, si la compras nueva y sellada, es que esta haya tenido un pésimo manejo durante su transporte y bodegaje.
Trabajadores esperando pacientemente placas madres para incluir los accesorios
Ultima inspección, códigos de barra y pegatinas varias
Lista para ser guardada
Control de Calidad
A pesar de que todas las placas madres son probadas antes de salir de la fabrica, una muestra de ellas son sometidas a las mas terribles torturas. El 1% de cada modelo en producción debe pasar por un loop de 3DMark01 y CCWinstone 2003. Ustedes no lo encontraran suficiente tortura, sin embargo una de cada 500 placas madres es castigada fuertemente, obligada a correr 3DMar01 en ambientes de 30 a 55ºC o 72 horas.
Complementariamente ECS Elitegroup tiene un laboratorio donde verifican compatibilidad de sus placas madres con diversos componentes del mercado. Además de esto tienen cámaras de humedad donde prueban los limites de la operabilidad con temperaturas de -40ºC hasta 150ºC y 90% de humedad. En pocas palabras, ese es el infierno de las placas madres, pero la tortura no termina ahí, las placas madres son dejadas caer en caída libre, para simular al mas odiable de los funcionarios de Fedex.
Conclusiones
Fabricar placas madres no es tarea fácil. Con todas las variables a controlar, lograr productos con una tasa de fallos tan baja es imposible sin un adecuado control de calidad. Por lo que pudimos ver, ECS se preocupa principalmente de este factor, con puntos de control prácticamente luego de cada proceso en su línea de producción.
Una parte importante que creo hay que aclarar es el trato con sus empleados. Luego del bullado caso Foxconn / iPod les daré mi impresión al respecto. En ECS los turnos de trabajo son de 8 horas, sus trabajadores viven y comen en las instalaciones y se ven felices. En el poco rato que estuvimos ahí no vimos malos tratos, comimos su comida y vimos donde vivían. Todo el complejo esta completamente limpio, la gente que ahí trabajaba estaba bien vestida y los edificios donde vivían eran muy superiores a aquellos que pudimos ver una cuadra mas lejos (fuera del complejo). Por nuestra parte no vimos ningún tipo de irregularidades y por ende pasaron la prueba de la blancura.
Finalmente queremos agradecer a ECS y a todo su equipo por invitarnos a sus fabricas y darnos la oportunidad de mostrarles a ustedes como se fabrica una placa madre desde cero.
Video:
