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李小白

发布于 4月4日

相逢意气为君饮,系马高楼垂柳边。

我们在OPPO手机生产流水线上,亲眼见证了一部手机的诞生

已经记不清在哪里看到过这么一句话,大意是:城里的孩子哪里知道水果是怎么长出来的,他们大抵只知道水果是放在商店卖的罢了。

把上文中的“水果”换成“手机”——大部分消费者哪里知道手机是怎么生产出来的,大概只知道它们都是放在商店卖的罢了——似乎也毫无违和感。

吃过猪肉却没有见过猪跑,已然是现代生活的常态。要知道猪如何跑,得下到猪圈看一下;要知道手机如何生产出来,那就得去工厂参观一下了,比如位于东莞市长安镇的 OPPO 手机生产基地。

作为背景知识,这里补充一下,作为“世界工厂”,智能手机行业 TOP 5 的生产基地绝大部分都位于中国,而拥有华为、OPPO、vivo、金立等品牌生产基地以及更多代工厂的东莞则是“工厂中的工厂”,被称为“世界手机之都”。2016 年,东莞的智能手机出货量为 3.02 亿台,占比超过世界总出货量的五分之一。

言归正传,因为我曾在一个类似华强北的地方待过一段时间,在那儿我接触的所有人都在有意无意向我透露一个事实:手机生产车间环境并不好。所以我起初对这些手机诞生的“产房”印象是不太好的,会下意识地把车间和“作坊”划等号。

这种印象在我进入 OPPO 生产基地的那一刻更改:那是一个宽阔、敞亮、草木环绕的“公园”,而非一个逼仄、昏暗的作坊。

合格的原材料,合格的产品的前提

在敞亮的材料选型实验室中,手机生产开始了第一个工序:对原材料进行质检。毕竟合格的原材料是所有合格产品,以及优秀的商品的前提。

理论上,所有负责任的大厂家都应该有材料选型实验室,但不同厂家在这一环节设置的实验室略有差异。具体来说,OPPO 的材料选型实验室包括电声实验室、机械试验室、高温试验室、安规实验室、环境实验室、气候实验室、摄像头测试室、电池实验室、电子测试房、理化室分析室等十个分实验室。

电池安全试验

如这些名字所示,它们分别负责不同的元器件检测。除了顾名思义的“高温实验室”、“摄像头实验室”、“电池实验室”,其余几个实验室与检测部件的对应关系如下:

电声实验室——用于手机的扬声器、受话器、麦克风以及耳机的可靠性测试

机械实验室——对手机的各项原材料进行性能、寿命和基本指标测试,比如接触角测试仪针对触摸屏触控时的顺畅度测试、表面应力测试仪针对触摸屏玻璃易碎的特性测试玻璃的硬化强度,按键点击、USB 插座寿命等部分也是在这里测试

安规实验室——对手机的适配器按照国家标准进行测试,这其中会包括雷击测试和恒温恒湿测试

环境实验室——测试手机的各项材料在高温高湿、冷热冲击及低温环境等条件下的适应性

气候实验室——模拟用户使用环境,对手机进行中性/酸性盐雾测试、QUV(紫外线)老化试验,以及适配器的阻燃测试

电子测试房——主要是针对手机主板上的电子元器件以及显示屏做可靠性测试

理化室分析室——对微电子器件失效分析、元器件 DPA 分析、镀层膜厚等多种材料的化学、物理特性分析

摄像头测试室

总之,在 OPPO 的材料选型实验室,共有 167 种原材料接受 570 多项测试项目。各种我们能见到、能摸到的元器件在材料型实验室中经受检测并合格后,才能投入到下一步的生产环节。

从一块 PCB 板到有“灵魂”的手机主板,需要多少步?

SMT,Surface Mounted Technology,直译为“表面贴装技术”,是目前被广泛应用于智能手机行业的一项技术,主要用来生产手机主板。

主板生产过程 1

OPPO SMT 中心产线的第一个工序,是 PCB 板通过擦板机,消除板上的灰尘以及静电,保证主板品质。PCB 板传送到印刷机,搭配锡膏,通过带孔的钢网,印刷到电路板上。

每一个工序后面都会有一个检查机制,这是锡膏厚度检测机(SPI),主要是检查印刷机的印刷品质,保证印刷在板上锡膏的厚度、面积、体积等。

主板生产主板 2

炉前的自动光学检测机(AOI),主要检查前面贴片机的贴片品质情况,会使用垂直光、45°光、60°光、对元件本体、偏移、极性进行扫描检测。对了,为了不影响AOI的检查,OPPO将大型元器件如屏蔽框,三合一卡槽移到了自动光学检测机后面。

通过 BTU 12 温区氮气回流炉引入氮气,当回流炉的设定温度达到某个值时,将锡膏熔化后再冷却形成焊点,使元件与 PCB 板结合形成回路。以此提高无铅焊点的可靠性,从而提升手机性能的稳定性。

炉后的自动光学检测机(AOI),主要是再次检查过炉后元件的焊接情况,例如是否有假焊、连锡等不良情况,保证元件的焊接品质。

到这里,主板完成了一面的贴装,需要由翻板机将主板翻面送至产线前端另外一条轨道完成另外一面贴装。

主板生产 3

一块主板完成两面贴装需要 40 分钟,在通过全部的检查项目后,将手机主板条码扫入到 MES 系统,便可以追溯到主板详细生产信息。

当贴片生产完后将转到五环自动测试拉线,在这之上,分版切割机将整拼板分割成单独的小板。

然后就是高潮来了,机器手会把主板放到软件88必发客户端下载工序。厂家为手机深度定制的系统也是在这一步被刷入手机主板,对,手机的定制系统是直接刷入手机主板的,而非手机硬件完全做好之后再刷入整机。整个官方刷机非常迅速,从我目测的情况来看,一块 OPPO R15(非梦境版)主板写入系统的时间仅数分钟,远比我们自己刷机的速度快。

在系统写入后,主板还会经历一系列针对主板的射频、WiFi、板极(工作电流)等进行校准和检测,以保证其真机表现。

这一整套主板加工流程对精度的要求非常高。举个例子,目前 OPPO 手机主板最小器件为 0201 的物料,大小是 0.6×0.3mm,利用第三代双轨高速贴片机,每 0.2 秒就可以贴一个元件,1 小时可以贴装 18000 颗物料,日产能大概 10000 块左右。

“摔手机,我们是专业的”

产品上市之前,都需要进行质量抽查,OPPO 这边大概是一万台待上市手机中抽出 300 台进行检测。而他们用来检测的地方是 GE 可靠性手机实验室。

GE 可靠性实验室的测试大致可分为性能测试、结构测试和环境结构测试三个大类。

性能测试涵盖了模拟用户使用环境的温升测试、静电测试和 SAR 测试(用以检测手机使用辐射)。

重复跌落试验

结构测试包含的测试种类非常庞杂,但基本都可以总结为“虐手机”。模拟短距离跌落的重复跌落测试中,手机从一个 10CM 高的地方重复跌落 5.6 万次(正反面各两万次,每个侧面各 4000 次)。

这还不算完,在更狠的“自由跌落测试”中,手机会从 1 米、1.5 米和 1.8 米高的地方自由跌落——如同日常生活中最常见的情况——到大理石上。

自由跌落试验

手机每这样跌落一次,便发出一声刺耳的“啪”。现场有几个记者,应该是从小就被教育要爱惜财物的人,看到这样的情景无不露出了“暴殄天物”的表情。与之相对的是,质检员摔手机后的捡起手机的面无表情和一丝不苟。

我的印象中,OPPO 其实从来没有宣传过支持旗下有手机支持防水防尘功能。但实际上,OPPO 部分手机是有一定防水滴能力的。

在这一系列测试中,手机会遇到隶属于环境老化测试中的“淋雨”测试。在这测试中,手机处于开机状态,播放 MP4 或通话,然后在包装出来的中雨环境中,按照 IPX2 防水等级,手机的 4 个侧面方向都会进行倾斜 75 度摆放进行淋水测试。

用人多,可耻

正如开篇所言,我此前曾在相关行业中有过经验,所以对现代手机生产线的整个制造或者质检流程并不感到太过意外。

静电测试

其实真正让我吃惊的是如今的手机制造流水线自动化程度。除开目前一定要人工参与的质检部分,在 SMT 中心基本上真正做到了全自动化,每条生产线仅需要一个到两个工作人员稍微盯一下,完全不用再通过人工进行 PCB 的翻转。

我忽然明白结束 SMT 中心出门时看到的一句标语:

用人多,可耻。

东莞 OPPO 华强北
李小白

相逢意气为君饮,系马高楼垂柳边。

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