见证对品质的极致追求 OPPO手机生产基地游

文/Winter     2018年04月04日 08:30 移动生活

说到手机的品质,大多数用户只有诸如“做工好”、“用料足”等这样相对来说较为模糊和主观的概念,而只有见到了手机产品的完整生产、测试过程,用户才能够深切地了解到这个高度集成化的产品到底有多么考验厂商对生产的把控能力。OPPO多年来一直把产品品质放在首位,秉承着“品质是产品尊严”的信念不断的追求品质的极致。适逢R15发售之际,OPPO特别开放了位于东莞长安的OPPO手机生产基地,邀请了一众媒体记者,见证了OPPO品质是如何诞生的。

正在参观生产车间的媒体代表,注意鞋套,这是参观现代电子工厂的必要环节

活动期间,媒体代表参观了OPPO手机生产基地与品质息息相关的材料实验室、SMT中心、总装车间、QE实验室,同时OPPO工程师就R15系列整机设计及品质检测等核心主题分享了OPPO在保障产品品质上的经验与创新。

辉煌的起点:OPPO工业园材料实验室

千里之行始于足下,一款产品的质量也要从原材料开始把关,材料选型实验室就担负着这个任务,在这里有多达167多种原材料以及大概570多个测试项目,R15所采用的超视野全面屏圆角切割规范、镜头模组的镀膜工艺标准都源于此,大到屏幕小到螺丝,都需要在这里经历第一道检测。可以说材料选型实验室的存在把好了第一道关,让OPPO手机选用的每一款原材料的质量都有保障。

耳机吊重以及线体摇摆试验

耳机吊重以及线体摇摆试验

耳机吊重以及线体摇摆试验

材料选型实验室主要包括电声实验室、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项实验室,涵盖了原材料质量检测的方方面面。

电池循环寿命测试

电声实验室

电声实验室主要对于手机的扬声器、受话器、麦克风以及耳机的可靠性试验,像扬声器功率试验、扫频试验、耳机吊重以及线体摇摆(7万次)试验等。

OPPO R15玻璃后盖表面应力测试

OPPO R15玻璃后盖表面应力测试

OPPO R15玻璃后盖表面应力测试

机械试验室

机械实验室主要借助设备仪器对原材料性能、指标、寿命等进行可靠性测试,包括:触摸屏的接触角测试仪(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)、塑胶五金件的外观检验、人工汗水、耐化妆品测试、百格测试、铅笔硬度、耐摩擦等主要针对外观件的表面涂层进行的一系列试验项目;按键点击(100万次)、USB插座寿命、等连接器类物料的插拔寿命测试。

产品外观检查设备

产品外观检查设备

高温实验室

高温实验室有各种不同温度的高温箱、主要验证原材料在不同的高温环境下的变化。

安规实验室

安规实验室主要是对适配器(充电器)根据国家规定的指标进行测试;因为各个国家电压不同,会对5到6中适配器的插角进行测试,包括雷击测试、恒温湿热、高温烧烤的等测试。

等待测试的OPPO手机外壳

环境实验室

环境实验室主要是验证实验室各种材料在高温高湿、冷热冲击及低温环境等条件下的适应性。

电池高温测试

电池高温测试

电池高温测试

气候实验室

验证原材料对气候环境试验的能力,主要进行中性、酸性盐雾试验、QUV(紫外线)老化试验,以及适配器的阻燃测试,主要是模拟用户的使用环境。

QUV(紫外线)老化试验设备

摄像头测试室

对摄像头进行常规性能测试,它主要用标准对色灯箱、DNP标准光源箱、爱色丽24色色校卡、柯达20阶灰阶卡等设备进行摄像头影像性能测试。影像测试卡是重要的图像对照图,测试摄像头的解析力,单摄像头的测试图像和双摄像头的有不同的区别,前置和后置的测试图像也不同。

摄像头常规性能测试

摄像头常规性能测试

电池实验室

主要对电池基本的性能测试及在模拟极端情况下,针对电池进行安全性测试,如针刺试验:将一根钢钉穿过电芯本身;热冲击试验:将电池放入150度的高温中储存;同时还会进行过充电、挤压试验等模拟电池在高低温及正常的使用环境下的循环充放性能。

电池冲击及针刺试验机

电池冲击及针刺试验机

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

用于“检测”和“分析”的综合性实验区;主要设备有、高倍显微镜、金属硬度测试仪、、镀层测试仪等。可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。

核心的追求:OPPO工业园SMT中心

SMT是英文Surface Mounted Technology的缩写,即表面贴装技术,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。OPPO SMT成立于2005年11月,最初主要生产OPPO蓝光DVD、OPPO的MP3/4等数码产品。在2008年进行首次扩线,开始生产OPPO手机主板。

组装生产线的作业员在自己的位置上各司其职组装R15

为了保证主板的生产品质,OPPO做了几个方面的努力。第一,SMT车间使用了全球范围内的最顶尖制造设备。第二,OPPO设置了18道品质检测工序对手机主板进行检测,保证出货到总装的主板产品品质。第三,OPPO为整个SMT产线设置的品质标准也都是行业顶尖水平,远超国家标准。据产线工程师透露,SMT中心生产的主板良品率高达99.9%以上,在整个行业都是处于领先水准。

测试生产线采用自动测试设备更加智能的对整机进行检测

产线的第一个工序,是PCB板通过擦板机,消除PCB板上的灰尘以及静电,保证主板品质。将PCB板传送到印刷机,搭配锡膏,也是就是把灰色的金属粉末混合物—通过带孔的钢网,印刷到电路板上(印刷锡膏主要是起一个焊接作用,是元器件与PCB板贴合)。此外,每一个工序后面都会有锡膏厚度检测机(SPI),主要检查印刷机的印刷品质,以保证印刷在板上锡膏的厚度、面积、体积等技术参数符合OPPO手机主板的品质要求。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,日产能约10000块左右。

手机主板在SMT生产线上

手机主板在SMT生产线上

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,保证每个元器件的贴装效果都满足OPPO的生产工艺需求。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。

手机主板在SMT生产线上

手机主板在SMT生产线上

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。这台翻板机之前由人工完成翻转,升级为全自动化车间后,整条线除了需要一两名工人对机器报出的不良进行判定,所有工序均由自动化设备完成。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。

手机主板在SMT生产线上

手机主板在SMT生产线上

在生产过程中,IPQC(Inprocess Quality Control,过程质量检验)也会对员工的作业质量以及品质状况进行监控,如员工作业手法是否按SOP(Standard Operating Procedure,标准作业程序)操作、环境温湿度的监控、物料每两个小时全面核对,以及每两个小时用X-ray(X光)对焊接品质进行监控等措施,防止出现批量性品质问题。

手机主板在SMT生产线上

自动化程度极高的SMT生产线

当贴片生产完后将转到五环自动测试拉线,一条一笔划的五环自动测试拉线每天的产能约为10000台。在五环自动测试拉线上,先由分版切割机将整拼板分割成单独的小板,再由机器手放到软件下载工序,将手机的系统软件写入主板。手机系统下载完成,后会对主板进行一系列测试。通过严苛检测的原材料和主板会进入总装车间进行组装,整个组装环节包括两部分,一是生产组装,二是性能测试。生产组装环节制订有严格的标准作业指导书(SOP),以确保组装环节不会出现异常;性能测试环节则借助于自动化测试设备对整机功能进行测试,在确保手机无任何异常后才会进入下一阶段。

自动化程度极高的SMT生产线

自动化程度极高的SMT生产线

自动化程度极高的SMT生产线

高品质的把关者:QE实验室

QE可靠性手机实验室(整机测试)是对手机从样品到产品以及进入量产之后的例行抽检,通过实验对手机的品质管控。,它是整个品质检测流程最后也是最重要的一环,抽检的手机需要经过性能测试、结构测试、环境老化测试等150多项实验测试之后才能进入量产。对于从内而外焕然一新的R15,QE检测中心在延续以往高标准检测的同时还增加了更多有针对性的测试项目,比如特别针对双面玻璃所增加的安全性测试、多场景自由跌落测试等等,尽可能的确保产品的最优品质。

R15通过静电测试保障用户体验

静电测试是,检验手机在静电干扰下手机器件的可靠性,会用±8kV(接触放电)、±12kV(空气放电)的电压来测试(极限电压会打到16KV),在这些电压的干扰下要求手机的所有功能、显示均要正常,包括射频指标参数都要在规定范围之内。

性能测试(Performance Test)

这个测试环节是对智能手机的硬件性能参数进行检测,测试最后成品是否达到设计要求,是否符合国家和自己设定的标准。这一环节包括:射频指标和音视频测试测试(RF index and Audio/Video test),对手机通话时的发射和接收信号的测试以及使用数据网络时对网络接收指标的测试,还有蓝牙、Wi-Fi指标测试,另外还有对手机听筒接收质量和扬声器接收质量的测试;温升测试(Temp test),通过模拟用户使用手机的功能,例如:游戏、摄像、视频(Wi-Fi视频、4G视频)、通话等,测试手机表面和背面温度是否达到标准的温度范围内;静电测试(ESD test),检验手机在静电干扰下手机器件的可靠性,在电压的干扰下要求手机的所有功能、显示均要正常,包括射频指标参数都要在规定范围之内;SAR测试,测试手机的辐射大小,检测手机辐射是否符合标准要求

其他性能测试

其他性能测试

其他性能测试

结构类测试(Structural tests)

这个测试是通过模拟用户的使用过程,检测智能手机的使用寿命和结构强度,是强化设计的一个重要检测环节。包括:重复跌落测试(Micro drop test),经过5.6万次重复跌落测试,检查手机内部是否有结构方面的损伤;按键点击测试(Button click test),经过按键10万次、指纹键100万次的点击,检测按键使用寿命;自由跌落(Drop test),1.0米、1.5米和1.8米的跌落测试主要用于检测手机设计的结构强度;翻盖寿命(Flip test)是对手机的皮套、手机的霍尔开关等的翻转寿命测试;USB摇摆(USB bending test),通过摇摆5000次测试USB接口可靠性;耳机和USB插拔测试(USB plugging test),1万次机器插拔和手工插拔主要检测接口的使用寿命;扭曲测试(Twisting test),1000次扭动测试不允许有功能失效和结构方面的损坏;软压测试(Soft press test),功能不允许有实效现象、外观结构方面不允许有开裂、手机变形量小于0.9mm;整机压力测试(Press test),小硬质头的15kg的强行挤压,不允许有功能方面失效;滚筒跌落(Tumble test),1米高度300次随机性跌落充分验证了手机的设计结构强度。

R15重复跌落测试

重复跌落测试是模拟用户小距离的将手机仍在床上、桌子上等这种环境的破坏类压力测试,跌落高度是10cm,正反面各跌2万次,每个侧面也要进行跌落,每个侧面跌落4000次,每台机总共跌落5.6万次,在跌落的过程中不允许有功能失效和器件、装饰件掉落现象,实验后,会对手机进行拆机检查,检查手机内部是否有结构方面的损伤。

R15自由跌落测试

自由跌落是将手机提升到一定的高度让手机自由落体掉落下来,跌落下来接触的面板是大理石板,跌落最低标准是1.0米,要对手机的6个面、8个角、12条棱边进行跌落,每个面、角、棱边跌落2次,每跌落一次都要进行全方位的检查,不允许有功能失效、壳体裂纹、器件掉落等异常现象,第一轮跌完后会进行多轮极限跌落(10轮),主要验证手机的各项功能,1.5米和1.8米10轮极限跌落主要针对手机的功能和电池安全可靠性。

滚筒跌落筒里的深度是1米,将手机放在筒子里面以3.5圈的转速,随机性转动150圈(相当于1米的高度随机性的跌落了300次),结果运行手机的四个角有一定程度的碰伤,但手机的功能不能有失效、装饰件和壳体不得有掉落和开裂等,实验后,会对手机进行拆机检查,检查手机内部是否有结构方面的损伤。

环境老化测试(Environment aging test)

环境实验是模拟各个区域的环境以及用户在日常使用时所制造的一些环境进行测试,环境温度最高温度达到85度、最低温度-40度。包括:淋雨实验(Rain test)测试手机的防水性能;盐雾试验(Salt spray test)测试盐质水气渗透及手机金属件方面的腐蚀;环境工作测试低温工作(-15℃ )、高温工作(55℃)、恒定湿热工作(40℃ 、95%湿度)下的表现;人工汗液测试(Sweat test)测试汗水对手机造成功能和结构方面的影响;化妆品测试(Cosmetic test)测试化妆品对手机造成功能和结构方面的影响;高低温老化(High & low temp aging test)测试的手机在高、低温环境下连续长时间工作的表现;高温存储75度、低温存储-40度、高温高湿存储65℃, 95%湿度、温度冲击-40度和75度,各种环境下500小时测试极限存储周期。

盐雾试验设备,盐雾试验是模拟带有盐质的水气渗透到手机内部后,是否对手机内部的器件腐蚀导致功能性异常,以及手机金属件方面的腐蚀,会用5%浓度的盐水让其形成水汽喷雾在手机上,然后将手机放置在高温高湿(55℃、95%湿度)环境下进行存储,存储后放置在常温下让其接触外部的空气进行恢复,恢复后,然后对手机进行全功能检查,不允许有功能异常和金属件腐蚀现象,检查后对手机拆机,检查手机内部是否有腐蚀现象。

高低温测试设备,高低温老化测试的是手机在高、低温环境下连续长时间工作,手机功能是否存在失效。测试是将手机的所有功能打开(工程模式),让其长时间连续工作,外在增加一个高温40度或低温-5℃的一个环境,相当于高、低温的加速老化,老化12天时间,在老化过程中不允许有功能失效和显示屏显示等异常。

为了更能贴近用户的日常生活使用,用户生活中所接触到的啤酒、酸碱性饮料、红酒、白酒、咖啡、洗洁精、驱蚊剂、洗发水、洗手液、口红、卸妆水、陈醋等生活用品都进行了模拟实验。以上列举测试项目的只是一百五十多项测试中的一小部分,OPPO的每一款型号的机器都要经过这些测试,达到标准的要求之后才能进入量产,下一步才是用户。

计划成为标准领跑者:OPPO工业园微波暗室

除此之外,OPPO设立的多座“微波暗室”也让人印象深刻,不仅选购了国际领先的设备,同时在国内厂商中是属于数量比较多的,“微波暗室”的存在,确保手机最基础的通话功能更稳定。

微波暗室

OPPO在2011年,从功能机转智能机的时候就已经建立了这一套测试系统,用来测试手机天线性能,包括Wi-Fi以及GPS,保证整个手机通信质量最重要的一套测试设备,可以完成对于包括目前三大运营商的2G、3G、4G制式测试,而且测试速度更快。在具体测试过程中,手机通过与模拟基站建立通信,进行手机整体的OTA测试,暗室里的24个探头,可以接收天线信号并进行测试,X、Y、Z的立体方向都能够完成测试。电信CDMA2000,移动TD-CDMA,联通WCDMA,这三种制式的3G,以及现在4G TDD、FDD都可以测试,包括海外市场频段,在这个暗室也都可以进行测试。

OPPO多个暗室测试功能非常齐全

混响暗室

瑞典BLUETEST最新的混响暗室系统,不仅可以测试手机天线的基本性能,而且可以测试MIMO设备的吞吐量,更加实际的反应天线性能。通过这个设备,OPPO已经开始对下一代的LTE-advance(如双天线发射、接收的标准)进行了一些研究。未来标准化组织将制定全新的OTA指标,不管最终采用何种测试系统,OPPO的暗室都可以通过软件升级或者硬件升级来完成更新。

OPPO定制了CTIA 3.1模拟人头

CTIA 3.1模拟人头

OPPO还定制了CTIA 3.1模拟人头,以及人手模型,这套模型是用来模拟用户实际使用手机的情况,模拟人手握持接打电话,这样可以更精确的测量用户实际使用手机的性能,主要是天线的性能,将更为准确,更真实反馈用户实际使用的测试环境。OPPO很早就定制了宽频人手模型,未来CTIA3.3的标准手模将参考OPPO这一套定制手来制作。

从原材料的选择到主板的生产,再到产品组装以及抽检,每一个环节都制定了行业领先水准的检测规范,正因为对于品质的严苛要求,在2017年《中国移动终端质量报告》中,R11s就成为2000-3000档质量榜单第一名。而这些仅仅是OPPO在品质追求上的一部分,我们还可以看到OPPO质检工程师正不断的对现有规范提出新的挑战,以更高的要求保障每一代产品的品质都要比上一代更好。

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