Bên trong nhà máy sản xuất PC giá 25 USD

Khi quỹ Raspberry Pi ra mắt chiếc PC nhỏ gọn có giá chỉ 25 USD vào hồi đầu năm, nó nhận được rất nhiều sự chú ý từ cộng đồng, từ lập trình viên cho tới người dùng cuối. Raspberry Pi là một chiếc bo mạch chủ nổi bật nhờ có giá bán cực rẻ, chỉ 25 USD đến 35 USD có thể hoạt động như 1 chiếc PC bao gồm vi xử lý tốc độ 700 MHz, RAM 128 MB hoặc 256 MB, hỗ trợ thẻ SD, hỗ trợ cổng HDMI và RCA. Kể từ thời điểm xuất xưởng, 700.000 chiếc bo mạch chủ Raspberry Pi đã được bán ra.

Raspberry Pi được sản xuất để khuyến khích thế hệ lập trình viên trẻ. Pi cũng đã lôi cuốn được vô số các nhà nghiên cứu dùng bo mạch này trong các lĩnh vực tự động hóa gia dụng đến kỹ thuật chế tạo robot. Dưới đây là những hình ảnh về quy trình sản xuất chiếc PC siêu rẻ này tại nhà máy Sony ở Pencoed, xứ Wales, nước Anh.

Hình ảnh bên trong nhà máy sản xuất các bo mạch chủ Raspberry Pi, nhà máy Sony ở Pencoed, xứ Wales. Nhà máy này bắt đầu sản xuất Pi từ tháng 8 năm nay và hiện đạt công xuất 3000 đơn vị sản phẩm mỗi ngày. Từ đầu tháng 1 năm sau, công suất sẽ được đẩy lên 4000 chiếc mỗi ngày. Nhà máy có tất cả 17 công nhân. Mỗi bo mạch chủ tốn 7,5 giây cho việc lắp ráp.

Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc nạp 1 panel với 6 bảng mạch in (printed circuit board) vào dây chuyền để gắn linh kiện lên bo mạch chủ. Giai đoạn đầu tiên trong quá trình sản xuất là phủ lên bo mạch chủ 1 lớp hàn chì giúp gắn các linh kiện điện tử như đi-ốt, điện trở và tụ điện lên bo mạch. Lớp này được ép qua các lỗ trong một khuôn tô stencil bằng thép không gỉ, để đọng lại thành giọt chì hàn nhỏ vài micromét trên bo mạch ở những nơi cần gắn linh kiện.

Một hệ thống kiểm tra quang học kiểm tra vị trí của từng giọt hàn trên board mạch chính xác đến từng micromet.

Sau quá trình phủ này, các linh kiện điện tử sẽ được lắp vào bo mạch bằng các máy gắn linh kiện tự động. Các máy này có thể đạt công suất gắn 25.000 linh kiện/giờ. Mỗi board mạch Pi có 173 linh kiện được gắn. Thông thường phải mất 150 giây để hoàn thành gắn linh kiện lên 6 board mạch trong panel. Có 3 máy gắn linh kiện tự động kiểu này được dùng để sản xuất Pi, trong đó 1 chiếc dùng để gắn linh kiện cho các board mạch bên dưới, 2 máy để gắn linh kiện cho board mạch bên trên.

Mỗi loại linh kiện điện tử được đặt trong một túi trên một cuộn băng. Cuộn băng này được đưa vào máy và linh kiện được hút ra bằng một vòi chân không trên đầu cắm trước khi được gắn lên bo mạch. Một hệ thống kiểm tra quang học kiểm lại cách bố trí và vị trí của mỗi linh kiện, sắp xếp chính xác cho đúng với điểm hàn.

Đến công đoạn gắn linh kiện lên board mạch bên trên sẽ có thêm 1 công đoạn nữa phát sinh. Đó chính là việc gắn vi xử lý Broadcom BCM2835 và chip nhớ hệ thống cho Pi. Chip nhớ này được nhúng vào lớp hàn chì trước khi được gắn lên trên chip Broadcom theo kiểu xếp chồng lên nhau.

Hình ảnh chiếc lò lớn nơi các thành phần sau khi được lắp vào board mạch được hàn dính vào vị trí của chúng. Nhiệt độ bên trong chiếc lò này đạt 237 độ C giúp lớp hàn chì tan chảy để hàn dính các thành phần lên board. Từng panel sau đó sẽ được làm nguội từ từ. Quá trình này cần được kiểm soát 1 cách chặt chẽ. Nếu nhiệt độ quá lạnh thì một số chỗ nối sẽ không hình thành còn nếu quá nóng thì một số thành phần sẽ bị cháy.

Các thành phần có kích thước lớn hơn như cổng USB được gắn vào board mạch theo cách thủ công. Có 5 linh kiện được gắn vào Raspberry Pi theo cách này.

Trong máy này, một lớp hàn nhúng được phủ lên phía dưới của bo mạch để giúp gắn chặt các linh kiện được gắn bằng tay. Các bo mạch sau đó được đặt trong một mâm chống hàn và nhiệt, giúp ngăn các linh kiện được cắm trên bề mặt nhỏ hơn không bị rã hàn hay bị lớp hàn nhúng làm trôi đi.

Công nhân đang xem lại các khớp hàn và hàn lại những khớp chưa chắc.

Trong suốt quy trình chế tạo và lắp ráp, có nhiều đợt kiểm tra bằng máy và bằng tay để phát hiện sai sót. Điều này giúp cho các sản phẩm của nhà máy Sony hầu như rất hoàn chỉnh và ít bị hoàn trả. Trong số 150.000 bo mạch mà nhà máy đã sản xuất, chỉ có 6 bo bị trả vì lỗi và chỉ có 2 trong số này là thực sự bị lỗi.

Khi bo mạch đã hoàn tất, chúng được tách khỏi bảng và được kiểm tra lần cuối. Mỗi bo mạch được cấp nguồn và đặt trong một thiết bị thí nghiệm để xem có vận hành như mong muốn hay không. Khi còn ở trong thiết bị thí nghiệm, một địa chỉ MAC, số sêri và số kiểm tra được tải xuống bo mạch.

Cuối cùng, bo mạch được đóng gói, đặt trong hộp acrylic trong và đóng kiện vào thùng để sẵn sàng gửi đến hãng phân phối hàng điện tử. Bên cạnh đó, mỗi ngày cũng có đến 300 bo mạch được gửi đến bộ phận kiểm tra chất lượng. Ở đó, chúng sẽ qua một đợt thử nghiệm tương tự cách người tiêu dùng sẽ dùng bo mạch như thế nào.

Theo Genk