{"id":49641,"date":"2008-06-19T06:31:28","date_gmt":"2008-06-19T04:31:28","guid":{"rendered":"https:\/\/cms.galaxiemedia.fr\/tomshardware\/2008\/06\/19\/comment-sont-fabriquees-les-cartes-meres\/"},"modified":"2023-06-22T17:26:29","modified_gmt":"2023-06-22T15:26:29","slug":"comment-sont-fabriquees-les-cartes-meres","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/comment-sont-fabriquees-les-cartes-meres\/","title":{"rendered":"Comment sont fabriqu\u00e9es les cartes m\u00e8res"},"content":{"rendered":"\n
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Le geek est par nature tr\u00e8s ingrat. Que le dernier processeur qu\u2019il a achet\u00e9 soit le fruit d\u2019un d\u00e9veloppement scientifique et technologique totalement ahurissant ne lui fait ni chaud ni froid. Pour lui tout ce qui compte c\u2019est que son jeu favori fonctionne plus vite avec plus de d\u00e9tails, et qu\u2019il mette 10 minutes de moins \u00e0 ripper le DVD du dernier navet am\u00e9ricain de l\u2019\u00e9t\u00e9 pr\u00e9c\u00e9dent.<\/p>\n

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Mais ne soyons pas grincheux. Si l\u2019int\u00e9r\u00eat du commun des mortels pour les dessous des puces est aussi faible, c\u2019est aussi parce que la communication des marques est volontiers tr\u00e8s simpliste. Il y a heureusement des exceptions. Comme lors du dernier Computex, o\u00f9 Gigabyte nous a convi\u00e9s \u00e0 une visite \u00e0 coeur ouvert d\u2019une de ses principales usines. Suivez-nous, et d\u00e9couvrez comment naissent cartes m\u00e8res et cartes graphiques.<\/p>\n\n\n\n

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Gigabyte fait partie du trio de t\u00eate mondial des constructeurs de cartes m\u00e8res. Ta\u00efwanais d\u2019origine, il poss\u00e8de de nombreuses usines sur l\u2019ile magnifique. Parmi celles-ci, l\u2019usine de Nanping est une des plus importantes. Situ\u00e9e \u00e0 Taoyuan, compte 1200 employ\u00e9s, sur 45 000 m\u00b2 et 8 \u00e9tages.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019usine de Nanping est aussi utilis\u00e9e pour la production des notebooks et desktops Gigabyte. Au total, ce sont pas moins de 400 000 cartes m\u00e8res, 300 000 cartes graphiques, 20 000 t\u00e9l\u00e9phones mobiles, 15 000 desktops, 10 000 PC portables, et 5 000 serveurs qui peuvent sortir des chaines de l\u2019usine ! \n

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Lors de la visite \u00e0 laquelle Gigabyte nous a convi\u00e9s, nous n\u2019avons pas eu la chance de voir l\u2019assemblage des configurations compl\u00e8tes, PC portables, de bureau ou serveurs, ni des t\u00e9l\u00e9phones mobiles. Nous allons donc nous focaliser sur les cartes m\u00e8res et cartes graphiques.<\/p>\n\n\n\n

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La fabrication d\u2019une carte m\u00e8re ou graphique comprend trois grandes \u00e9tapes : SMT, DIP, et test. Nous allons voir par la suite ce qui se cache derri\u00e8re ce jargon. Ces diff\u00e9rentes \u00e9tapes sont r\u00e9alis\u00e9es \u00e0 la cha\u00eene sur des \u00e9tages diff\u00e9rents de l\u2019usine. Une organisation tr\u00e8s pr\u00e9cise et bien rod\u00e9e, qui ne laisse pas beaucoup de place \u00e0 l\u2019inventivit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

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La premi\u00e8re \u00e9tape du montage d\u2019une carte m\u00e8re, c\u2019est bien \u00e9videmment la fabrication du circuit imprim\u00e9 en lui m\u00eame. Cependant, Gigabyte ne s\u2019en charge pas directement, et sous-traite cette \u00e9tape tr\u00e8s d\u00e9licate \u00e0 une soci\u00e9t\u00e9 tierce. Les PCB arrivent donc \u00e0 Nanping tout pr\u00eats, avec pistes, vernis, trous, et marquages.\n

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Ces PCB sont ensuite achemin\u00e9s vers la premi\u00e8re \u00e9tape de la fabrication : les cha\u00eenes SMT. K\u00e9sako ? En cartem\u00e8rien courant, SMT signifie Surface Mouting Technology. Cet acronyme d\u00e9signe les composants suffisamment petits pour ne pas devoir \u00eatre soud\u00e9s \u00e0 travers le PCB. Ils sont simplement soud\u00e9s en surface.<\/p>\n\n\n\n

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Avant de p\u00e9n\u00e9trer sur les lignes SMT, il faut chausser d\u2019adorables surchaussures bleues, puis passer par un SAS, dans lequel une douche d\u2019air vous accueille. Elle permet de d\u00e9loger les poussi\u00e8res suspendues aux v\u00eatements, qui pourraient aller s\u2019immiscer dans les soudures.<\/p>\n\n\n\n

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Nous l\u2019avons vu, les composants SMT sont simplement soud\u00e9s \u00e0 la surface du PCB. La toute premi\u00e8re \u00e9tape de la cha\u00eene est donc de d\u00e9poser sur le PCB une couche de soudure. Cela est fait par le Solder Paste Printer, litt\u00e9ralement l\u2019imprimante \u00e0 p\u00e2te \u00e0 souder. Un masquage permet de ne d\u00e9poser la soudure qu\u2019aux endroits n\u00e9cessaires sur le PCB.<\/p>\n\n\n\n

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Une fois les PCB enduits, ils passent dans des robots SMT. Ces robots sont munis de nombreuses t\u00eates, qui d\u00e9posent les diff\u00e9rents composants aux endroits voulus, le PCB \u00e9tant d\u00e9plac\u00e9 sous la t\u00eate de placement selon un parcours pr\u00e9d\u00e9termin\u00e9. La vitesse de fonctionnement de ces machines est tr\u00e8s impressionnante : il leur faut moins d\u2019un huiti\u00e8me de seconde pour placer un composant.<\/p>\n\n\n\n

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Pour maintenir cette cadence, il faut un syst\u00e8me d\u2019approvisionnement en composant tr\u00e8s performant. La solution ressemble peu ou prou \u00e0 celui d\u2019une mitrailleuse : les composants sont encapsul\u00e9s individuellement sur des bandes, stock\u00e9es dans le robot sous forme de bobines. Cette solution permet \u00e9galement d\u2019adapter tr\u00e8s rapidement la chaine de production \u00e0 un nouveau mod\u00e8le. Il suffit de changer de bobine et de reprogrammer le robot.<\/p>\n\n\n\n

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Seuls les plus petits composants sont stock\u00e9s sous cette forme. Les circuits un peu plus gros (chipsets, socket processeur) sont rang\u00e9s dans des plaquettes. Ils sont d\u00e9pos\u00e9s par des robots SMT plus lents (1 seconde par composant). Ceux-l\u00e0 assurent leur positionnement par un rep\u00e9rage optique de la carte.<\/p>\n\n\n\n

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Une fois que tous les composants ont \u00e9t\u00e9 plac\u00e9s sur le PCB, celui-ci passe dans un four. A 250 \u00b0C, la p\u00e2te d\u00e9pos\u00e9e sur la surface de la carte m\u00e8re lors de la premi\u00e8re \u00e9tape fond, et solidarise ainsi les composants SMT.\nLe bon d\u00e9roulement de ces \u00e9tapes est v\u00e9rifi\u00e9 par une analyse visuelle du circuit imprim\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

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En plus de l\u2019analyse visuelle, les PCB sont test\u00e9s \u00e9lectriquement, par cette machine. Des contacts sont \u00e9tablis en certains points de contr\u00f4les d\u00e9termin\u00e9s. Si tout est fonctionnel, le PCB part ensuite en direction des cha\u00eenes d\u2019assemblage manuel.<\/p>\n\n\n\n

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Le gros des composants soud\u00e9 sur la carte, il reste \u00e0 installer nombre d\u2019\u00e9l\u00e9ments. Ceux-ci sont baptis\u00e9s DIP, ou Dual-In Package, et poss\u00e8dent g\u00e9n\u00e9ralement deux rang\u00e9es de broches. Ces broches s\u2019ins\u00e8rent dans les trous correspondants sur la carte m\u00e8re, et sont ensuite soud\u00e9es. Les composants DIP sont donc diff\u00e9rents des SMT en ce qu\u2019ils ont leurs soudures de l\u2019autre c\u00f4t\u00e9 du PCB. Aujourd\u2019hui le DIP est r\u00e9serv\u00e9 aux composants qui ne peuvent absolument pas passer au SMT : majoritairement les slots PCI, les connecteurs arri\u00e8re, SATA, USB, bref, tous ceux qui subiront des contraintes m\u00e9caniques fortes.<\/p>\n\n\n\n

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Tous ces composants sont donc d\u2019abord positionn\u00e9s \u00e0 la main. Ce travail est fait \u00e0 la cha\u00eene : chaque ouvrier, ou plut\u00f4t chaque ouvri\u00e8re, rajoute \u00e0 son tour un composant sur le PCB, qui d\u00e9file ensuite vers sa voisine. Chaque poste poss\u00e8de un ou plusieurs bacs ou palettes dans lesquels l\u2019ouvrier puise. Les postes en fin de ligne sont charg\u00e9s de v\u00e9rifier le bon positionnement de tous les composants, en tapotant dessus par exemple pour \u00eatre s\u00fbrs que toutes les pins sont dans les trous.\n

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Ces cha\u00eenes manuelles sont encore plus flexible que les robots SMT. A titre indicatif, Gigabyte peut changer le mod\u00e8le de cartes produits dans la cha\u00eene toutes les 15 minutes en DIP, contre toutes les 30 minutes en SMT.<\/p>\n\n\n\n

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Sortant de lignes quasi totalement automatis\u00e9es, ces longues chaines humaines nous ont surpris. Surtout leur silence. En effet, \u00e0 part les cliquetis des composants qui s\u2019entrechoquent, aucun murmure ne vient troubler le silence. Pour garantir un rythme suffisant, de grands panneaux lumineux indiquent \u00e0 chaque cha\u00eene sa performance actuelle par rapport aux objectifs de la journ\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

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Une fois que tous les composants sont bien en place, il faut les souder sur la circuit. Cette fois, pas question de le faire un par un manuellement. Le proc\u00e9d\u00e9 utilis\u00e9 ne n\u00e9cessite qu\u2019une passe de soudure. Joliment baptis\u00e9 “Wave soldering” (soudure par vague), il s\u2019agit de faire flotter les cartes m\u00e8res \u00e0 la surface d\u2019un flot de soudure en fusion. La hauteur de la vague est pr\u00e9cis\u00e9ment contr\u00f4l\u00e9e de sorte que seules les extr\u00e9mit\u00e9s des broches des composants d\u00e9passant du circuit imprim\u00e9 soient mouill\u00e9es par la soudure. La vitesse de d\u00e9filement des circuits, et donc le temps de contact broches\/soudure est lui aussi minutieusement contr\u00f4l\u00e9 afin d\u2019assurer l\u2019\u00e9paisseur id\u00e9ale aux soudures.<\/p>\n\n\n\n

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Une fois les soudures refroidies, la carte m\u00e8re est \u00e9lectriquement pr\u00eate. Mais il faut encore ajouter une petite touche : les radiateurs de chipsets et MOSFETs. Gigabyte fait une nouvelle fois appel \u00e0 une intervention manuelle pour ce travail. Cette \u00e9tape sert aussi d\u2019ultime v\u00e9rification de la bonne mise en place des composants.<\/p>\n\n\n\n

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Voil\u00e0, la fabrication \u00e0 proprement dite est termin\u00e9e. Reste \u00e0 tester le bon fonctionnement des produits. Pour ce faire, Gigabyte utilise des bancs de test semi-automatiques. Les connecteurs r\u00e9seaux, disques durs, le radiateur CPU, sont attach\u00e9s \u00e0 une plaque apos\u00e9e sur la carte m\u00e8re en un seul mouvement. Ne reste plus qu\u2019\u00e0 rajouter les cartes filles. Durant ces essais, la carte m\u00e8re effectue un ensemble de tests automatiques confirmant le bon fonctionnement de tous les composants.<\/p>\n\n\n\n

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Les cartes m\u00e8res qui passent l\u2019ensemble des tests (heureusement, la quasi-totalit\u00e9 des produits) sont ensuite achemin\u00e9es vers la derni\u00e8re \u00e9tape de la fabrication : l\u2019emballage. L\u00e0 encore, ce sont de petites mains agiles qui se chargent de positionner les diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments dans le carton.<\/p>\n\n\n\n

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Voil\u00e0, les cartes m\u00e8res ou graphiques sont pr\u00eates, emball\u00e9es et r\u00e9unies par carton de dix. Destination l\u2019Europe, les Etats-Unis, Ta\u00efwan, le Japon… bref le monde entier.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lors du dernier Computex, Gigabyte nous a convi\u00e9s \u00e0 une visite \u00e0 coeur ouvert d'une de ses principales usines. 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