Disclaimer: Аккуратно! Впереди технический лонгрид! Уберите от экранов гуманитариев!
В своей повседневной работе с заказчиками, партнерами и просто широкой интернет-аудиторией мы изредка сталкиваемся с тейками, квинтэссенция которых вынесена в заголовок этой статьи. Понятно, что от партнеров мы слышим такое гораздо реже, от обывателей — очень часто, ну а заказчики бывают разные.
Те, у кого есть собственная служба эксплуатации, а мобильные устройства перед закупкой проходят всестороннюю апробацию, разницу между промышленным и бытовым оборудованием понимают очень хорошо. Другие же, у которых бизнес-процессы корпоративной мобильности только проходят этап становления, разницы не видят вовсе.
Давайте попробуем сегодня разобраться: а есть ли действительно разница, если устройства выглядят похоже, в основе лежит один и тот же SoC, а отличие, как будто, только в цене?
За основу сегодняшней статьи предлагаем взять не смартфон MIG S6, который у целого ряда заказчиков интенсивно эксплуатируется уже седьмой год подряд (с долей отказов в районе 0,8% в год), а MIG A65. Устройство напрашивается на подобное сравнение из-за своего форм-фактора и массового SoC Helio G99, который, хоть и включен в IoT-программу MediaTek с гарантией производства до 2030 года, все же промышленным не является.
Почти в любом деле, будь то выращивание овощей или производство автомобилей, конечный результат выглядит схожим образом. Помидоры — красные и круглые, автомобили — железные и с колесами. Но разница, согласитесь, есть. И если даже она не видна на первый взгляд, то точно себя проявит в процессе эксплуатации.
В случае с помидорами вы просто съедите невкусные томаты. В случае с автомобилем последствия другие. Например, одна и та же машина с неоцинкованным кузовом за 10 лет эксплуатации в климате Санкт-Петербурга сгниет чуть менее чем полностью (вспомните ранние китайские автомобили). Тогда как она же с оцинкованным кузовом максимум будет иметь несколько ржавых «жучков» в местах сколов краски. Разница принципиальная, но внешне, на старте эксплуатации, такие автомобили ничем не отличаются, хотя процесс гальванической оцинковки кузова существенно повышает себестоимость и радикально влияет на свойства.
Технологическая разница
Конечно, смартфоны мы не оцинковываем, но есть нюансы производственных процессов, которые существенно влияют на надежность мобильного вычислительного устройства в процессе эксплуатации и точно так же не видны на первый взгляд. Первый такой процесс — поверхностный (SMT) монтаж компонентов на печатную плату.
Основных проблем здесь несколько:
- окисление паяемых поверхностей;
- наличие пустот в местах паяных соединений;
- замыкание проводников остатками припоя.
Дело в том, что существует несколько этапов поверхностного монтажа, и нас интересует так называемый процесс «запекания» плат в конвекционной печи. Это когда паяльная паста уже нанесена на печатное основание через трафарет, компоненты размещены, и заготовка помещается в печь для расплавления припоя и фиксации компонентов на штатных местах.
Производители бытовых устройств используют для этого этапа воздушные конвекционные печи, которые дают приемлемый результат:
- соединения имеют среднюю степень окисления;
- количество пустот в них находится на уровне примерно 12%.
Это позволяет бытовым устройствам в гражданских условиях эксплуатации с запасом отрабатывать гарантийный срок в 12 месяцев. Платы после такого SMT-монтажа, как правило, не проходят этап очистки.
Производители промышленного вычислительного оборудования (не только наша компания, но все уважающие себя бренды) строят этот процесс иначе. «Запекание» плат для промышленного использования осуществляется в похожей конвекционной печи, но в среде инертного газа. Чаще всего используется азот. Уровень кислорода в печах, где производится монтаж компонентов на наши платы, составляет менее 50 PPM (частей на миллион), что соответствует стандарту MIL-STD-883.
Это дает совершенно иное качество соединений:
- полное отсутствие окисления;
- снижение количества пустот на 75%.
Получаемое в результате более высокое качество всех соединений отражается как на механической прочности (стойкость к ударным воздействиям — падениям, вибрации), так и на стабильно одинаковых задержках электрических сигналов в проводниках в течение всего срока эксплуатации, на который рассчитано устройство.
Очистка и защита
После остывания наши платы отправляются на очистку от остатков припоя низкотемпературными растворителями с двукратной промывкой дистиллированной водой и последующей сушкой. Это процесс, который практически не встречается при производстве бытового оборудования.
Почему? Считается, что в нормальных условиях эксплуатации остатки паяльной пасты, состоящие из припоя и флюса, не могут замкнуть контактные дорожки плат. Флюс обладает диэлектрическими свойствами и не теряет вязкость при штатных температурах.
Но промышленное оборудование работает в расширенном температурном диапазоне. При достижении верхних границ вязкость флюса снижается, его остатки могут «потечь», а содержащийся в нем порошкообразный припой — замкнуть близкорасположенные контакты. Это зачастую и происходит при перегреве бытовых вычислительных устройств: даже небольшие токи утечки вызывают плавающие «глюки» и «затупы» в работе.
В случае, если платы предназначены для взрывозащищенного оборудования, то после сушки они дополнительно покрываются специальным защитным составом, который исключает искрообразование в цепях.
Результат — инвестиция в надежность
Результатом всех этих этапов производства становится устройство, которое по своим потребительским свойствам существенно отличается от бытовых «тяжёлых бамперов с агрессивной расцветкой». Подтверждением служит статистика поломок при интенсивной эксплуатации:
- на второй и третий год использования выход из строя бытовых устройств у отдельных заказчиков достигает 40% от эксплуатируемого парка оборудования.
Возвращаясь к вопросу коллективного «Ayers»: цена обусловлена более высокой себестоимостью и существенно большим количеством технологических процессов производства плат, используемых в нашем оборудовании. Плюс — более высокое качество SMD-компонентов, размещенных на этих платах, и высококачественные ударопрочные полимеры для корпусов. Все это в совокупности и позволяет нашим устройствам достигать столь внушительных сроков безотказной высокоинтенсивной эксплуатации.
В следующей статье предлагаем поговорить о том, почему же MIG A65 стоит заметно дешевле, чем S6, при аналогичных производственных процессах и схожих эксплуатационных характеристиках. Не переключайтесь.
