IL SOLE 24 ORE S.p.A. - Sede operativa - Via Carlo Pisacane 1, ang. SS Sempione - 20016 PERO (Milano) - Rivista mensile, una copia € 5,00 In caso di mancato recapito inviare al CMP di Milano Roserio per la restituzione al mittente previo pagamento resi SPECIALE: Forni e profili termici PCB Magazine n.5 - MAGGIO 2012 LEGGI PCB SFOGLIABILE E SEGUICI SU TWITTER n.5 LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI MAGGIO 2012 ▶ EDITORIALE Speranze e solidarietà La situazione del mondo della produzione elettronica in questo fine d’aprile sembra essere in leggera controtendenza con quella contrazione che - su tutti i fronti - sembra dominare l’intero comparto industriale. La confermano i recenti dati di provenienza SIA (l’americana Semiconductor Industry Association) che - considerando i 23,3 miliardi di dollari di vendite di semiconduttori segnate a livello globale nel mese di marzo, pari a un 1,5% di crescita rispetto al mese di febbraio - indicano che il mercato dell’elettronica si sta (timidamente) muovendo, in particolare per i risultati di Europa e Giappone. Il vecchio continente e il Giappone stanno infatti conoscendo crescite interessanti: rispettivamente il 3,8% e l’1,2% in marzo, dato questo che conferma le impressioni di ottimismo raccolte nelle ultime settimane trattando con imprenditori e manager del settore elettronico. Sembra dunque che ci troviamo all’inizio di un periodo di moderata crescita, una crescita che probabilmente si perpetuerà anche durante tutto il secondo trimestre dell’anno. È certamente una buona notizia, che getta un timido raggio di speranza in un mondo che è sempre più oscurato da notizie inquietanti. Basta leggere le prime pagine dei quotidiani per rendersi conto di quanto la crisi e la mancanza di prospettive determinino in alcuni casi scelte estreme, non condivisibili, certamente, ma di cui non possiamo non tenere conto. Occuparsi di un argomento così delicato non è una cosa facile. Non tanto per la difficoltà di affrontare un problema così enorme come quello di chi - messo alle strette e senza via di scampo - ricorra al gesto estremo, ma perché è difficile sapere da dove partire: se da un atteggiamento di cauto moralismo, da una decisa presa di posizione o da un finto distacco professionale. Non abbiamo notizia che nel nostro settore ci siano stati di recente fatti così sconvolgenti, ma molti imprenditori e molti lavoratori soffrono in queste ore il dramma della mancanza di comunicazione. E, in quanto prodotto editoriale destinato alle aziende, ai professionisti e agli imprenditori del settore dell’elettronica, PCB Magazine vuole sottolineare la sua disponibilità ad ascoltare ed eventualmente a permettere a chi vorrebbe far sentire la propria voce di ottenere una - anche se pur minima - cassa di risonanza. Nel nostro piccolo sosteniamo la campagna dei colleghi di Radio24, dal titolo, appunto, “Disperati mai”, dedicata a quegli imprenditori (ma anche a quei lavoratori, aggiungiamo noi) che si sentono messi in un angolo dalle avversità del momento e che non riescono a trovare un interlocutore disposto ad ascoltarli. Centinaia sono le comunicazioni che sono giunte presso la redazione di Radio24 dopo pochi giorni di programmazione, un mezzo che naturalmente è molto più immediato del periodico di cui noi facciamo parte, ma che è pur sempre parte di una cultura editoriale che ci accomuna e a cui ci sentiamo particolarmente vicini. Il nostro indirizzo lo conoscete; quello di Radio24 dedicato al problema è il seguente: [email protected] PCB maggio 2012 5 ▶ SOMMARIO - MAGGIO 2012 IN COPERTINA agenda Eventi/Piano Editoriale _______________ 10 a cura della Redazione ultimissime C.S. e dintorni _______________________ 12 a cura della Redazione angolo di copertina 20 anni di sogni ed emozioni ___________ 18 di Carlo Ferrero Fondata da Carlo Ferrero, OSAI Automation Systems si colloca tra i leader europei nella progettazione e realizzazione di sistemi per l’elettronica idonei a rendere completamente automatizzate quelle lavorazioni ancora oggi eseguite manualmente. L’elevata esperienza, unita all’eccellente grado di innovazione dei sistemi, fanno di OSAI A.S. il partner ideale per tutte le aziende che desiderano mantenere i processi produttivi in Europa. Oltre 80 tecnici formati nella filosofia della qualità assicurano affidabilità e tempi rapidi sia per sviluppi di nuove personalizzazioni, sia per interventi specialistici on-call. OSAI A.S. srl Via Cartiera, 4 10010 Parella (TO) Tel. 039 0125 66.83.11 Fax 039 0125 66.83.01 [email protected] www.osai-as.it 6 PCB maggio 2012 speciale Forni e profili termici Saldatura reflow _____________________ 22 di Dario Gozzi Vapour phase: una grande soluzione ______ 26 di Piero Oltolina La saldatura vapour phase e la profilatura per leghe lead-free ____________________ 30 di Carla Fiorentino Saldatura di moduli di potenza negli apparati per le trasmissioni_________ 36 a cura di Luca Fiorucci Ottimizzazione dei processi ____________ 42 di Serena Bassi speciale aziende Nel segno del fotovoltaico ______________ 48 a cura di Massimiliano Luce Anno 26 - Numero 5 - Maggio 2012 www.elettronicanews.it DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma speciale prodotti REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione) Cuore e analisi del profilo termico _______ 50 di Michele Mattei CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi COLLABORATORI:Serena Bassi, Piero Bianchi, Jade Bridges, Ian Bromley, Patrick Carrier, Carlo Ferrero, Carla Fiorentino, Luca Fiorucci, Enrico Galbiati, Massimiliano Luce, Michele Mattei, Piero Oltolina PROGETTO GRAFICO E IMPAGINAZIONE: Elena Fusari tecnologie L’impatto dei prodotti chimici in elettronica ________________________ 52 di Jade Bridges Il modello di Coffin-Manson ___________ 56 DIRETTORE EDITORIALE BUSINESS MEDIA: Mattia Losi PROPRIETARIO ED EDITORE: Il Sole 24 ORE S.p.A. SEDE LEGALE: Via Monte Rosa, 91 - 20149 Milano PRESIDENTE: Giancarlo Cerutti AMMINISTRATORE DELEGATO: Donatella Treu di Enrico Galbiati progettazione Le librerie di componenti e le sfide della collaborazione ___________________ 60 di Ian Bromley Progettare pcb High Speed: il problema dei vincoli __________________________ 62 di Patrick Carrier SEDE OPERATIVA: Via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano) - Tel. 02 3022.1 UFFICIO TRAFFICO: Tel. 02 3022.6060 STAMPA: Faenza Industrie Grafiche S.r.l. - Faenza (RA) Prezzo di una copia 5 euro (arretrati 7 euro). Registrazione Tribunale di Milano n. 148 del 19/3/1994 ROC n. 6553 del 10 dicembre 2001 produzione Strumenti sw di processo ______________ 70 Associato a: di Piero Bianchi Informativa ex D. Lgs 196/3 (tutela della privacy). aziende e prodotti I vantaggi della tecnologia Fluxgate ______ 74 di Dario Gozzi I (primi) 25 anni di SMT Wertheim _____ 78 fabbricanti Produttori di circuiti stampati in base al logo di fabbricazione ________________ 81 a cura della Redazione Il Sole 24 ORE S.p.A., Titolare del trattamento, tratta, con modalità connesse ai fini, i Suoi dati personali, liberamente conferiti al momento della sottoscrizione dell’abbonamento od acquisiti da elenchi contenenti dati personali relativi allo svolgimento di attività economiche ed equiparate per i quali si applica l’art. 24, comma 1, lett. d del D.Lgs n. 196/03, per inviarLe la rivista in abbonamento od in omaggio. Potrà esercitare i diritti dell’art. 7 del D.Lgs n. 196/03 (accesso, cancellazione, correzione, ecc.) rivolgendosi al Responsabile del trattamento, che è il Direttore Generale dell’Area Professionale, presso Il Sole 24 ORE S.p.A., l’Ufficio Diffusione c/o la sede di via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano). Gli articoli e le fotografie, anche se non pubblicati, non si restituiscono. Tutti i diritti sono riservati; nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, memorizzata o trasmessa in nessun modo o forma, sia essa elettronica, elettrostatica, fotocopia ciclostile, senza il permesso scritto dall’editore. L’elenco completo ed aggiornato di tutti i Responsabili del trattamento è disponibile presso l’Ufficio Privacy, Via Monte Rosa 91, 20149 Milano. I Suoi dati potranno essere trattati da incaricati preposti agli ordini, al marketing, al servizio clienti e all’amministrazione e potranno essere comunicati alle società di Gruppo 24 ORE per il perseguimento delle medesime finalità della raccolta, a società esterne per la spedizione della Rivista e per l’invio di nostro materiale promozionale. Annuncio ai sensi dell’art 2 comma 2 del “Codice di deontologia relativo al trattamento dei dati personali nell’esercizio della attività giornalistica”. La società Il Sole 24 ORE S.p.A., editore della rivista PCB Magazine rende noto al pubblico che esistono banche dati ad uso redazionale nelle quali sono raccolti dati personali. Il luogo dove è possibile esercitare i diritti previsti dal D.Lg 196/3 è l’ufficio del responsabile del trattamento dei dati personali, presso il coordinamento delle segreterie redazionali (fax 02 3022.60951). PCB maggio 2012 7 ▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE Azienda pag. # 3m ____________________ 28 A Asscon GmbH _______ 32-34 Azienda M pag. Microchip ______________ 61 Inserzionisti pag. A ADIMPEX........................................... 16 Mentor Graphics ___62-63, 68 AGM PCB........................................... 81 APEX TOOL ....................................... 17 Aurel Automation ________ 48 B C O OSAI A.S.___________ 18-20 P Packtronik ___________ 36, 40 BMW _________________ 34 Cabiotec ____________ 30, 34 AREL .................................................. 81 ASM ASSEMBLY ................................ 25 AUREL AUTOMATION ...................... 49 C CABIOTEC...............................II cop. - 4 D Dek ___________________ 14 PTB __________________ 12 COOKSON ELECTRONICS.................. 65 CORONA ........................................... 81 DesignSpark _________ 60-61 Prodelec ________14, 16, 42, 46 Dima __________________ 16 SMT Asia Pacific _____ 78-80 Distek ______________ 74, 76 SMT North America _____ 80 Electrolube __________ 52, 54 SMT Wertheim ______ 78-80 Solarexpo _______________ 48 i-tronik ___________12, 50-51 K KYZEN ............................................... 69 SolderStar ___________ 50-51 I ISCRA DIELECTRICS ....................IV cop. ITECO TRADING ............................... 53 Gest Labs ___________ 56, 59 Henkel_________________ 12 I-TRONIK ....................................13 - 29 INVENTEC PERFORMANCE CHEMICALS ITALIA ........................... 73 Essemtek _______________ 12 H F.P.E. .................................................. 27 I Ersa ________________ 38-39 G E.O.I. TECNE ...................................... 71 F S E E L LIFETEK.........................................21-41 Solvay Solexis ___________ 28 M MIRTEC ....................................... III cop. O IBL ________________ 12, 26 inertec _________________ 12 ST Microelectronics ______ 61 P T Totech _________________ 12 TRI ___________________ 12 S SPEA .................................................... 3 Laryo __________________ 16 LTi Electronics __________ 37 PACKTRONIC ................................9 - 15 PRODELEC ................... 11 - 47 - 55 - 67 IPC ___________________ 61 L OSAI A.S. ...............................I cop. - 35 V Vitronics Soltec _______ 42-46 Z Zestron ________________ 80 T TECNOMETAL .................................. 82 w Lifetek _________________ 80 8 PCB maggio 2012 WIN - TEK .......................................... 39 JHW PDJJLR+DOO%RRWK :,'( QXRYD3DQDVRQLF130: 7HVWHSHU,63(=,21( 'SRVWSDVWH'SRVWSODFH /DUJRDOOD SURGXWWLYLWj 130: (OHYDWDYHORFLWjGL PRQWDJJLRHGHVWUHPDYHUVDWLOLWj ¿QRDFRPSRUDGLP PD[3FE[PPUDQJH FRPSRQHQWLGDD [PP 130: WHVWHGLPRQWDJJLR HGRSSLRFRQWUROORVRVWLWX]LRQH WHVWHLQPHQRGLPLQXWL WHVWHGLVSRQLELOLSHUPRQWDUH LVSH]LRQDUHGLVSHQVDUH)LQRD IHHGHUGDPPDERUGR 130: WHVWHGLPRQWDJJLRH GRSSLRFRQWUROORFKHSHUPHWWRQR O¶DVVHPEODJJLRLQFRQWHPSRUDQHD GLGLIIHUHQWL3FE &RQ130:VDUjFRPHDYHUH GXHPDFFKLQHLQXQDXQJUDQGH ULVSDUPLRGLWHPSRHGLFRVWLGL JHVWLRQH 7HVWHSHU0217$**,2 'DDXJHOOL LYDQWDJJLGL130: 0DVVLPDÁHVVLELOLWjHLQWHJUD]LRQH,VSH]LRQH 3DVWD3LD]]DPHQWR,VSH]LRQH2WWLFD 'LVSHQVD]LRQHWHFQRORJLHLQXQ¶XQLFDSLDWWDIRUPD GRWDWDGLWHVWHLQWHUFDPELDELOLLQPHQRGLPLQXWL 7HVWHSHU',63(16$=,21( 7HVWDYROXPHWULFDSHUFUHPHHFROOH (OHYDWDSURGXWWLYLWj )LQRDFRPSRUD SHUVLQJRORPRGXORLQVROLPT 0DUFKLRHWHFQRORJLDOHDGHUQHOVHWWRUH/D SLDWWDIRUPD130VLQWHWL]]DO¶HVSHULHQ]DHOD WHFQRORJLDPDWXUDWHJUD]LHDOODOHDGHUVKLSQHO VHWWRUH60'GL3DQDVRQLF)DFWRU\$XWRPDWLRQ 7HO LQIR#SDFNWURQLFLWZZZSDFNWURQLFLW ▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI Data e luogo 10 PCB Evento Segreteria 8-10 Maggio Norimberga Germania SMT/HYBRID/PACKAGING 2012 Mesago Messe Frankfurt GmbH Rotebuehlstr. 83-85 - 70178 Stoccarda, Germania Tel. +49 711 61.94.60 Fax +49 711 61.94.692 8-10 maggio Norimberga Germania PCIM Europe Mesago Messe Frankfurt GmbH Rotebuehlstr. 83-85 - 70178 Stoccarda, Germania Tel. +49 711 61.94.60 Fax +49 711 61.94.692 9 maggio Norimberga Germania JISSO Forum EIPC Services B.V. PO Box 2060 - 6201 CD Maastricht, Paesi Bassi Tel. +31 43 34.40.872 Fax +31 43 34.40.873 www.eipc.org 15-17 maggio San Jose, CA USA IPC Test and Inspection Conference IPC Association Connecting Electronics Industries 3000 Lakeside Drive, 309 S, Bannockburn IL 60015 - USA Tel. +1 847 61.57.10.0 Fax +1 847 61.57.10.5 22-25 maggio Francoforte Germania OPTATEC 2012 Technische Betreuung/System: Six Offene Systeme GmbH Am Wallgraben, 99 - 70565 Stoccarda, Germania [email protected] Piano editoriale 2012 Editorial calendar 2012 Gennaio Test elettrico January Test equipment Febbraio Il rework e la saldatura manuale February Rework and hand soldering Marzo I sistemi di lavaggio March Cleaning systems Aprile Marcatura e tracciabilità April Labels and traceability Maggio Forni e profili termici May Reflow and wave soldering Giugno ESD June ESD Luglio - Agosto Materiali di consumo e attrezzature July - August Consumables Settembre Pick & Place September Pick & Place Ottobre I sistemi di serigrafia October Screen printing systems Novembre Produzione circuiti stampati November PCB manufacturing Dicembre Software di progettazione Dicember Design software for pcb maggio 2012 ▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI a cura della Redazione Ricomincio da quattro I l quarto appuntamento del workshop di i-tronik conferma ancora una volta la validità di un evento promozionale, che unisce tecnologia, novità e presenze internazionali. Come di consueto, marzo è il periodo delle presentazioni aziendali. Un appuntamento ormai consolidato è quello di i-tronik che, presso la sede di Peraga di Vigonza, in provincia di Padova, anche quest’anno, il 21 e 22 marzo, ha invitato una serie di personalità in rappresentanza di aziende produttrici di macchine e prodotti per l’elettronica. Per la quarta volta, come nel passato, l’evento è stato un mix di illustrazioni tecnologiche sul campo, presentazioni di soluzioni innovative per la produzione elettronica e approfondimenti tecnici. Come sempre il workshop di i-tronik si è svolto anche quest’anno in un’atmosfera fortemente internazionale. Nonostante il pubblico fosse completamente italiano, praticamente tutti i relatori appartenevano ad aziende straniere, a riprova che il respiro della distribuzione in Italia non può non tenere conto delle dimensioni internazionali imposte dalla globalizzazione. Il riscontro e la partecipazione di specialisti del settore è stato molto alto: ben più di un centinaio, divisi nelle due giornate, provenienti da molte aziende italiane. Le relazioni mattutine hanno trovato - come di consueto - un riflesso nelle attività illustrative “sul campo” presso la struttura espositiva di i-tronik, che ha ospitato i nuovi modelli di macchine distribuite dall’azienda padovana, con una particolare attenzione quest’anno per le macchine di test presentate dalla taiwanese TRI. Azienda distribuita in esclusiva in Italia proprio da i-tronik, TRI è una realtà che ha fatto segnare ben 133 M$ di fatturato nel 2011 e che è ben conosciuta dai lettori di PCB Magazine (vedere intervista a Jonathan Lin, PCB Magazine, febbraio 2012). A questo proposito Max Lin, account manager di TRI, ha presentato la nuova serie di macchine per il test incircuit e la macchina SPI per ispezione 3D della pasta saldante con capacità di ispezione ai 10 μm, con una velocità di 80 cm2/sec, velocità che raddoppia se l’ispezione viene effettuata entro i 14 μm. Altre novità sono state la macchina AOI con 5 telecamere per la localizzazione di componenti con pin sollevati, dotata di doppio convogliatoreper ridurre ulteriormente i tempi di handling e, naturalmente, la macchina 3D X-ray TR7600 di grande affidabilità, che è già stata richiesta da numerose aziende impegnate nel settore della difesa. Non sono mancate naturalmente le presenze degli altri marchi storici distribuiti da i-tronik presenti tutti all’workshop di marzo: da Inertec a Essemtec, da Henkel a IBL, da PBT a Totech e Binder, senza dimenticare naturalmente i prodotti della stessa i-tronik, come l’armadio i-storage e i tavoli da laboratorio i-table. i-tronik www.itronik.it 12 PCB maggio 2012 DEK propone OTS, per il clamping schede L’ opzione Over Top Snuggers (OTS) è un innovativo sistema concepito da DEK per il clamping delle schede, che assicura un posizionamento fermo e sicuro in fase di processo. L’OTS è stato concepito per rispondere alle odierne esigenze dei produttori di elettronica, che hanno a che fare con schede via via più complesse. L’OTS permette di serigrafare una scheda a ridosso dei suoi bordi, ottimizza il deposito pasta e aumenta in modo consistente la qualità finale. L’OTS si adatta automaticamente in caso di variazioni di spessore della scheda e in caso di schede non perfettamente rettangolari. Benefici del sistema OTS - Ottima serigrafia della pasta anche a ridosso dei bordi delle schede; - Adattamento automatico dello spessore: non è richiesto l’intervento umano durante il cambio di prodotto; - Interfaccia software touch-screen per una maggiore flessibilità nella regolazione della pressione del clamp e del sistema di allineamento; - Vantaggi sostanziali rispetto ai sistemi convenzionali Edge Clamp Unit e Foil-less Clamp - L’opzione Quick-set Levelling previene errori nella stesura della pasta - 16 cilindri pneumatici e 6 guide di precisione per un’ affidabilità ottimale anche per i substrati più critici Il sistema spinge verso l’alto la scheda, la blocca saldamente in posizione e successivamente ritrae le lame di allineamento. L’OTS è un singolo blocco che integra 16 cilindri pneumatici e 6 guide di precisione che assicurano grande affidabilità. È possibile impostare la pressione del clamp e del sistema di allineamento mediante delle valvole comandate via software; Queste sono facilmente accessibili, si trovano nella stessa posizione del Board Clamp Regulator. La pressione più adeguata potrà essere impostata ad ogni cambio di prodotto. I clienti che hanno provato l’OTS hanno riportato un miglioramento del 20% nel deposito della pasta. Prodelec www.prodelecgroup.com Buoni risultati per Prodelec P rodelec ha annunciato i risultati di chiusura per l’anno 2011: il fatturato è in netta crescita come anche il venduto, che si attesta sui 14 milioni di euro, risultato di accurati investimenti nei diversi comparti aziendali. Attualmente la Società impiega 44 persone. Questa evoluzione conferma il trend di 14 PCB maggio 2012 costante crescita che ha caratterizzato Prodelec a partire dal 1991, anno della sua fondazione. I numerosi marchi che l’Azienda ha scelto di distribuire riguardano tanto l’area dell’assemblaggio quanto quella del test e dell’integrazione di fabbrica, e rendono pertanto possibile l’offerta di soluzioni globali per esigenze in continua evoluzione. Prodelec www.prodelecgroup.com /QNCTBSHNMÈMDDCRÈTR Soluzioni per aziende di successo. Costs? Excellence. Earnings! Costi? Eccellenza. Guadagno! Come si possono sostanzialmente ridurre i costi di produzione? Le macchine e i sistemi Ersa definiscono gli standard di settore in termini di tecnologie flessibili, risparmio energetico ed eco sostenibilità. Il disegno modulare permette soluzioni personalizzate e sostenibili e rappresenta la base per l’incremento della profittabilità nella vostra produzione elettronica. Macchine serigrafiche È5$12 /1(-3È2 È5$12 /1(-3È/ È5$12 /1(-3È% %NQMHÈCHÈQHETRHNMD È'.3%+.6È È'.3%+.6È È'.3%+.6È In qualità di produttore di macchinari e strumenti per l’industria dell’assemblaggio elettronico, Ersa si presenta ai propri clienti e a chi interessato come un partner altamente innovativo e un fornitore di tecnologie di saldatura con una gamma globale di prodotti unica nel suo genere. È5$12 %+.6 È$".2$+$"3ÈÈÈ È$"."$++ La visione aziendale si basa sul principio che “la nostra leadership tecnologica ottimizza la qualità e riduce i costi del processo di produzione dei nostri clienti”. Ersa è infatti costantemente focalizzata al miglioramento dei prodotti e dei processi a vantaggio dei propri clienti. È/.6$1%+.6 È/.6$1%+.6È- È$32È È$32È 2@KC@SQHBHÈRDKDSSHUD 2@KC@SQHBHÈ@CÈNMC@ 2HRSDLHÈCHÈ1DVNQJÈCHÈ(RODYHNMDÈDÈ3NNKRÈU@QHÈRNMNÈUHRHNM@AHKHÈRT VVVDQR@BNL VROX]LRQLSHUO¶HOHWWURQLFD 3DKÈÈ [email protected] Distributore esclusivo per l’Italia. Soluzioni per il coating e la dispensazione I sistemi della serie DR di DIMA assicurano la massima flessibilità di programmazione e di riconfigurazione sul campo per applicazioni di coating e dispensazione. La serie DR è basata su un concetto di modularità che offre un’ampia scelta di work holders, valvole, cartucce, taniche di contenimento e opzioni software. Il sistema DR-050 lavora su asse X, Y e Z, mentre il sistema DR-060 può essere dotato di moduli che consentono il movimento su asse Z e Theta. Completano la gamma i modelli DR-070 e DR-080 che si distinguono per un diverso equipaggiamento base delle valvole. I robot a 3 o 4 assi possono gestire fino a 3 diversi moduli, ognuno dei quali gestisce un tool che può essere una valvola spray, una valvola di dispensazione, un gripper, ecc. e possono essere configurati fuori-macchina grazie al software EasyTrack di programmazione offline di Dima. EasyTrack si basa su un’immagine dell’applicazione caricata sul software, sulla quale si può comodamente lavorare in remoto. La serie DR è dotata, di serie, di una telecamera, di un PC con il software di interfaccia Dimasoft, un supporto in grado di ospitare fino a tre moduli e di un sensore elettronico di pressione per il sistema di aria compressa. Un sensore di rilevazione dell’esausto è disponibile come opzione. I sistemi possono essere configurati sia come stand-alone che in linea. Un’importante funzione presente sui sistemi della serie DR è la possibilità di movimentare le valvole in modo indipendente verso l’alto e verso il basso con una corsa di 105 mm: in questo modo la programmazione della scheda è molto più semplice rispetto alle classiche valvole con solo 50 mm di differenza in altezza. Prodelec www.prodelecgroup.com Nuova sede per Laryo I l distributore lombardo Laryo, distributore italiano – tra le altre aziende – di Seho e di Mirtec, ha recentemente inaugurato la nuova sede aziendale presso nella nuova area industriale di Villasanta (MB). La sede, di 700 metri quadrati, si sviluppa su due livelli al momento ancora in parte in fase di allestimento, permetterà di organizzare workshop e visite intere all’azienda con la presenza di una grande sala per gli workshop interni con 52 posti. L’organizzazione aziendale ha intenzione di automatizzare tutti i processi interni mediante un sistema informatico interno avanzato. Laryo www.laryo.it Aria pulita nella zona di lavoro Accendila, fai un respiro profondo e risparmia energia – semplicità è la formula di TVDDFTTPEFMMVOJUË8FMMFS8'&4QFSMFTUSB[JPOFEFJGVNJEBMMB[POBEJMBWPSP2VFTUB VOJUËÒBEBUUBBRVBMTJBTJBQQMJDB[JPOFHFOFSJGVNJPWBQPSJEBOOPTJDPNFMBTBMEBUVSB MJODPMMBHHJPQVMJ[JBEFMMFTVQFSmDJOFMMBSFBEJMBWPSPPOFMMFBQQMJDB[JPOJMBTFS 6OBJOUFSB[JPOFQFSGFUUBUSBMBUVSCJOBJmMUSJFMFMFUUSPOJDBEFMMVOJUËBTTJDVSB QSBUJDBNFOUFBSJBQVSJmDBUBBMmOPBRVBUUSPQPTUB[JPOJEJMBWPSP/POTPOP SJDIJFTUFJOTUBMMB[JPOJmTTF-VOJUËÒEPUBUBEJNBOJHMJFQFSHBSBOUJSFNBHHJPSNPCJMJUË FnFTTJCJMJUËOFMMVTP -BUVSCJOBJOUFHSBUBDPOSFHPMBUPSFEJDPOUSPMMPEFMMBWFMPDJUËPGGSFJTFHVFOUJ WBOUBHHJSJEV[JPOFTJHOJmDBUJWBEFMMBSVNPSPTJUËNBHHJPSFEVSBUBEFMmMUSPFEFMMB UVSCJOBTUFTTBDPTÖDPNFVOBOPUFWPMFSJEV[JPOFEFJDPOTVNJEJFOFSHJB Lo sapevate? *ODPNCJOB[JPOFBMMBVOJUËTBMEBOUF8FMMFS89ÒQPTTJCJMFSJTQBSNJBSFUBOUBFOFSHJB RVBOUBOFDPOTVNBJONFEJBJOVOBOOPVOHSPTTPGSJHPSJGFSPHSB[JFBMTJTUFNB intelligente auto-off mode di cui è dotata l’unità saldante. Apex Tool S.r.I. Viale Europa, 80, I - 20090 Cusago (MI), Tel:+39 (0)2 9033101, e-mail: [email protected] Know-How, Servizio, Disponibilità con i nostri “Distributori Qualificati“ "EJNQFY"/t#BSCJFSJ50t$%&M#(t%JTDP&M'Mt%JTUFL/"t&-$057 &MFDUSPOJD$FOUFS.0t&MFDUSPOJD1PJOU3.t&MNJ.*t(BSEFMMB&M(&t-B5FDOJLBEVF50 34$PNQPOFOUT.*t5FDIOPMBTB#;t5FDOJLBEVF.*t7BMDIJBO1% ▶ ANGOLO DI COPERTINA - L’AZIENDA INFORMA 20 anni di sogni ed emozioni Sono passati velocemente, tra passi falsi, successi e 1.500 macchine installate, ma la volontà, la dedizione, la passione sono sempre le stesse di quando abbiamo iniziato nel garage di casa di Carlo Ferrero I l sogno di costruire qualcosa di importante è stato sempre alimentato dalla volontà di cogliere le nuove sfide che si presentano, tanto che, nel triennio in corso abbiamo progetti, collaborazioni con università e istituti di ricerca che, per quantità e dimensione, sono maggiori di tutto ciò che abbiamo realizzato fino ad ora. Certamente nei prossimi 20 anni non avremo tempo da perdere. Fin dall’inizio, nel ’91, quando è nata l’idea, e dal maggio ’92 quando ho lasciato il mio precedente impiego per dedicarmi alla Osai A.S., ho impostato l’azienda in una dimensione umana, un contesto dove ogni individuo trovasse gli strumenti, le opportunità e la serenità per esprimere il proprio potenziale. Da quasi 10 anni investiamo circa il 10% del fatturato in R&D, e probabil- 18 PCB maggio 2012 mente questo è il motivo per cui cresciamo anche nei periodi di crisi, ma il nostro principale valore è la qualità delle persone, le idee e la passione che le anima. Proprio nella qualità delle persone e nella capacità di appassionarsi alla tecnologia e nell’emozionarsi di fronte al raggiungimento di un obiettivo, si basano il passato ed il futuro dell’azienda. L’Osai A.S. è una struttura di quasi 80 persone, con un indotto analogo che si trova principalmente in un raggio di pochi chilometri dalla sede di Parella, in provincia di Torino. Nel ’92 la prima commessa è stata per una macchina di assemblaggio di rulli per fotocopiatrici e ancora oggi, l’automazione di sottogruppi di piccole dimensioni per l’industria degli elettrodomestici e dell’automobile, vale più del 50% del fatturato. Nel ’96 la collaborazione con un azienda produttrice di sorgenti LASER, ci ha permesso di sviluppare un’importante conoscenza di questa tecnologia, con la realizzazione di più di 300 macchine, consentendoci di mettere le basi di molti sviluppi di prodotti attuali e futuri. Nel 2004 nasce la famiglia Neo, caratterizzata da una gamma di macchine per la marcatura Laser, per l’assemblaggio di componenti THT e ODD Shape, per la saldatura Laser selettiva, per il depaneling Laser o mediante fresa e per il Laser trimming di dispositivi elettronici. Ogni crisi è diversa, anche se è più giusto parlare di cambiamento, perché dopo un periodo negativo il mercato non torna mai come era prima, alcuni settori si riducono ed altri crescono in modo esponenziale. Per noi che realizziamo mezzi di produzione, la “ricetta” è di avere un buon appeal sul mercato, che è il risultato di innovazione, qualità, servizio, attenzione per i dettagli e flessibilità, dove l’innovazione è investire in ricerca, la qualità è esperienza, il servizio sono risorse umane e l’attenzione per i dettagli è una cultura. Tutti valori che si creano con il tempo e la costanza. Mi piace dire che non vendiamo macchine ma soluzioni, e questa filosofia, fino ad ora, ci ha permesso di crescere costantemente e di pianificare il futuro con positività. Certo, avere solo prodotti d’eccellenza non è sufficiente, ma bisogna essere presenti sul mercato globale. Cinque anni fa solo il 5% dei nostri prodotti usciva dall’Italia, mentre nell’anno in corso il 50% della nostra produzione uscirà dall’Europa. Negli ultimi 2 anni sono state aperte distribuzioni in tutta Europa e Brasile e sono state aperte Filiali in Germania e Cina. Il prossimo anno sarà dedicato a Stati Uniti e Messico. I nuovi sistemi, spesso, nascono per soddisfare un bisogno specifico di un cliente, o per esigenze più diffuse. Un esempio interessante è il sistema di Laser depaneling neocut C400, nato per eliminare gli stress meccanici sulle schede durante la separazione. Capitava infatti che i produttori di elettronica chiedessero dei sistemi di separazione capaci di assicurare zero stress sui componenti. Abbiamo sviluppato velocemente il sistema prototipale, ed ora siamo il riferimento di mercato per questa tecnologia. Un caso simile è stato per il sistema di Laser marking neomark twin. Avevamo già una macchina di marcatura, ma abbiamo percepito dai nostri clienti l’esigenza di avere versatilità e più tecnologie Laser contemporaneamente nella stessa macchina. Da queste considerazioni è nata la neomark twin, che Vista del reparto produttivo della famiglia neo Linea di automazione può essere configurata con Laser CO2 e YAG contemporaneamente, capace inoltre di controllare non solo il contenuto della marcatura ma anche il livello qualitativo in produzione, predicendo di fatto eventuali lente variazio- ni di processo. Ad oggi la neomark twin è usata ed apprezzata dalle più importanti aziende del settore elettronico. Anche la neoplace modula è stata l’evoluzione di una macchina già esistente ma, per rispondere all’esigenza Alcuni sistemi della famiglia neo: neomark twin, neoplace 304 modula, neocut Plus, neosold, neotrim PCB maggio 2012 19 Depaneling Laser Dettaglio neoplace 304 modula Saldatura selettiva Laser Marcatura Laser Montaggio componenti ODD-Shape Dettaglio router di un cliente, è nata l’idea modula: una macchina compatta, veloce, precisa, ed è stata subito un successo. Questo tipo di sviluppi sono possibili grazie al fatto che ogni persona in Osai A.S. rappresenta una ricchezza e, in quanto tale, può esprimere liberamente idee e soluzioni. Da alcuni anni, parte dei nostri investimenti sono volti a sviluppare tec- 20 PCB maggio 2012 nologia nel mercato dei semiconduttori e del film spesso basati su ceramica, silicio e SIC. Presto nascerà una nuova famiglia di prodotti che cambierà il modo di produrre questi dispositivi. Lo scenario economico mondiale è in forte evoluzione. Cina ed il Brasile negli ultimi mesi hanno rallentato la crescita e credo che per l’Europa non si possa pensare di tornare ad un ciclo positivo a breve, tuttavia esistono aziende virtuose, con idee e determinazione tali da crescere anche nei momenti di incertezza e Osai A.S. ha i contenuti e le persone per rimanere fra queste. Osai A.S. www.osai-as.it ▶ SPECIALE - FORNI E PROFILI TERMICI Saldatura reflow Nel contesto produttivo attuale è quanto mai indispensabile poter assicurare l’esecuzione del processo di saldatura con parametri particolarmente calzanti rispetto alla produzione in atto di Dario Gozzi M olti problemi relativi alla rifusione sono dovuti a un processo che lavora al limite delle specifiche. La più alta temperatura di processo e la più lunga durata del tempo di soak delle leghe a formulazione LF richiedono un accurato studio del profilo termico più indicato per ogni tipo di pcb. Il tempo di soak, il picco di temperatura raggiunto, il tempo di permanenza al di sopra della fase liquida e la velocità di incremento della temperatura richiedono uno stretto controllo per via della finestra di processo meno ampia rispetto al passato. La saldatura per rifusione è un processo ampiamente consolidato nel tempo, ma l’introduzione della lega sen- 22 PCB maggio 2012 za piombo qualche problema l’ha creato. Ci sono poi altri fattori a cui prestare attenzione, come la velocità di raffreddamento, la temperatura a cui esce la scheda dal forno e la gestione dei vapori di flussante. Tra le attuali variabili va considerata anche una presenza estremamente eterogenea di componenti che, a fianco degli ormai tradizionali QFP o PLCC, ha visto crescere l’utilizzo di QFN, BGA e μBGA tra i componenti attivi e degli 0201 tra i chip. Per queste ragioni e per il fatto che ogni configurazione di scheda è diverso dall’altro, i vari pcb rasentano l’unicità e talvolta diventa difficile poterli correttamente processare con un unico pro- filo termico. Indipendentemente dal tipo di componenti, le schede si differenziano poi per dimensione, numero di layer e layout. Prese tutte le variabili e messe in relazione con le caratteristiche del forno impiegato si da vita a un sistema complesso che richiede molta precisione per evitare che le specifiche di processo escano da una finestra piuttosto limitata. Per questa ragione può risultare difficile coprire con un paio di profili termici un’ampia gamma di casistiche differenti. La saldatura per rifusione L’obiettivo del processo di saldatura è quello di formare uno strato intermetallico tra la lega di apporto e la metallizzazione delle piazzole del circuito stampato, tra la lega e la metallizzazione dei terminali del componente. È solo l’intermetallico che, se correttamente formato, conferisce al giunto le sue caratteristiche di resistenza meccanica e di conduzione elettrica. Per una corretta riuscita del giunto si rende necessario lo studio del profilo termico più confacente sia al forno utilizzato sia al pcb che si vuole saldare e alla pasta saldante che si vuole utilizzare. Le fasi di pre-heat, soak, reflow e cooling che compongono il profilo, per durata e gradiente, dipendono dal pcb, dai componenti e dal tipo di pasta utilizzata. La variazione in dimensione e geometria dei componenti e il cambio di lega nelle paste saldanti hanno richiesto la modifica dei profili termici che, comunque li definisca, hanno in comune una rampa di salita, una permanenza al di sopra dello stato liquido e una rampa di discesa. Che poi la temperatura prima della rifusione sia in continua salita o mantenga un andamento più o meno costante per un certo intervallo di tempo, non ha grande importanza. L’importante è che vengano controllate esattamente le temperature e i tempi, così come i gradienti termici di salita e discesa. Un processo che lavora al limite o al di fuori delle specifiche può generare molti problemi, indipendentemente che si tratti di serigrafia o di saldatura. Per quanto riguarda la rifusione, alcuni dei più comuni problemi riguardano la scarsa affidabilità del giunto, o per via dell’ispessimento dello strato intermetallico dovuto a una prolungata permanenza nella fase liquida, o per la separazione del filetto dalla piazzola durante la fase di cooldown, piuttosto che per la presenza di void che pregiudicano la tenuta e la bontà del giunto. A questi inconvenienti specifici, possono affiancarsi altri problemi di carattere più generale come la formazione di solder ball, di ponticelli e tombstoning o la distorsione della scheda. Solo uno stretto controllo del processo di rifusione può evitarli. La lega eutettica SnPb non solo aveva una temperatura di rifusione più bassa, ma poteva usufruire di una finestra di processo decisamente più ampia, motivo per cui molte aziende potevano, con solo due profili, rifondere un significativo numero di pcb differenti. Oggi non solo è richiesto un più stretto controllo termico, ma è a volte necessario disporre di più profili termici per ottenere giunti affidabili e di qualità, considerando che uno stretto controllo serve anche per evitare una sovraesposizione alla temperatura dei componenti più sensibili e in particolare dei più piccoli. Tanto la rampa che porta alla rifusione quanto quella di raffreddamento saranno meglio caratterizzate e mantenute se il forno possiede una serie di peculiarità tecniche di alto livello tecnologico. (Foto: Cabiotec) Conoscere il proprio processo Forno vapor phase Asscon VP450 per piccoli lotti di produzione Efficienza nel trasferimento termico L’efficienza del trasferimento termico di un forno di rifusione per convezione è funzione di variabili quali il volume del flusso trasferito in direzione del pcb, la velocità del getto, la configurazione del forno e in particolare dei suoi elementi riscaldanti L’efficienza nel trasferimento termico è in funzione di come avviene l’impatto del fluido, dal volume del flusso e dalla sua velocità L’accurato controllo del flusso e della sua temperatura è una garanzia della ripetibilità del profilo nel tempo così come della capacità di mantenere un’uniforme distribuzione della temperatura sul pcb in transito nel tunnel del forno. In un forno a convezione è decisamente importante la corretta progettazione della geometria della matrice di aperture, dove si origina il flusso convettivo, per avere un elevato livello di efficienza nel trasferimento termico. È rilevante notare che è la velocità del flusso e non il volume a determinare il trasferimento termico. La dimensione del flusso, quando messo in rapporto con la distanza da cui ha origine, determina l’angolo d’impatto, ma determina anche il volume di gas e la velocità con cui viaggia in direzione della superficie del pcb. La combinazione di queste variabili determina la bontà del flusso. Il trasferimento termico è massimo quando la velocità d’impatto è perpendicolare alla scheda e diminuisce quando l’angolo d’impatto diventa inferiore a 90°. Il volume del flusso utile è solo quello che colpisce la scheda col massimo grado di trasferimento termico, un eventuale eccesso avrebbe l’effetto contrario di creare turbolenza andando a scaldare le pareti del forno. Tratti somatici generali di un forno a convezione Il numero e la lunghezza delle zone in cui è suddiviso il tunnel caratterizzano il forno. Ogni zona comprende elementi riscaldanti e una turbina di mandata dell’aria o dell’azoto. L’avere una bassa massa e un’ampia superficie riscaldante è garanzia di una veloce risposta. Usualmente nelle prime e nelle ultime zone (sia top sia bottom) si utilizzano elementi riscaldanti a maggior potenza, mentre nelle intermedie si utilizzano elementi meno potenti. Le zone di ingresso devono imprimere un buon innalzamento di temperatura al pcb che arriva a temperatura ambiente, mentre le zone di rifusione devono portare allo stato liquido la pasta saldante; le intermedie sono di mantenimento, devono consentire l’evaporazione delle parti volatili e l’attivazione degli agenti decappanti. La temperatura arriva a un massimo di 350 °C All’interno di ogni zona è studiato un percorso che lateralmente alla direzione di transito del pcb recupera il gas rimandandolo in circolo attraverso l’elemento riscaldante, per migliorare l’uniformità della temperatura e la ripetibilità del processo. C’è un isolamento in temperatura tra zone contigue per evitare che s’influenzino reciprocamente; nella proget- PCB maggio 2012 23 L’importanza del cooling Dall’esperienza con la lega SnPb si sa che il materiale metallico con granulometria grossolana ha usualmente una resistenza meccanica inferiore rispetto a uno con granulometria fine, in particolare se è di tipo anisotropo (cioè se le sue caratteristiche fisiche – conducibilità elettrica e termica – o il suo comportamento meccanico differiscono in direzione longitudinale e trasversale). Da questa considerazione nasce la richiesta di avere un raffreddamento veloce così da ottenere una granulometria fine (IPC-JEDEC J-STD-020D e 020E limitano la velocità di raffreddamento a 6 °C/sec). Di conseguenza, uno degli aspetti del profilo termico che sta ricevendo maggiore 24 PCB maggio 2012 (Foto: i-tronik) tazione del forno ci si cura anche che il delta termico trasversale alla direzione di trasporto sia mantenuto il più basso possibile, nei forni di fascia alta il DT della zona di rifusione viene mantenuto all’interno di ±2 °C. Il controllo della temperatura avviene con sistema PID in ognuna delle zone top e bottom, con un’accuratezza attorno ai ±5 °C (misurati in assenza di carico). La velocità del convogliatore varia mediamente da un minimo di 300 mm/min a un massimo di 1500 mm/min. Nel caso di un trasporto a maglia, la larghezza del tappeto è tra i 450 e i 500 mm. Nel trasporto a catena la distanza spazia tra i 50 e i 500 mm. In un forno con controllo di processo a loop chiuso è possibile pilotare la velocità di rotazione delle ventole all’interno degli elementi riscaldanti, controllando così il flusso convettivo. La zona di cooling è usualmente singola sia top sia bottom, ma con la possibilità di essere a loop chiuso per meglio programmare i gradienti di raffreddamento. Tutti i forni sono ormai dotati di sistema di flux management per la cattura del flussante presente nel tunnel e prevenirne il deposito sulle pareti del tunnel. Forno vapor phase IBL in-line attenzione è proprio il gradiente termico di raffreddamento. Alcuni studi hanno appurato che la forza di taglio della lega SAC è leggermente inferiore rispetto a quella della lega eutettica SnPb e che la fine granulometria del metallo, ottenuta inducendo il suo veloce raffreddamento, può recuperare parte di questa forza. D’altro canto i BGA di grosse dimensioni richiedono al contrario un tempo di raffreddamento piuttosto lento. Sembra che l’utilizzo della SAC abbia reso fragili le ball per cui la differenza che si ottiene dalla diversa contrazione tra il circuito stampato e il BGA sviluppa, durante il raffreddamento, uno stress che si rivela dannoso per le saldature del componente. Limitando la pendenza della rampa di discesa della temperatura si allevia questo stress. Il problema si estende a quei pcb fortemente popolati con masse non omogenee. Il dilemma che si pone a questo punto è tra l’avere un veloce raffreddamento che permetta di ottenere una granulometria fine garanzia di un’elevata tenuta meccanica e l’adottare una bassa velocità di raffreddamento che minimizzi lo stress. Non c’è una regola guida che definisca univocamente una soluzione, l’esperienza la conoscenza e il buon senso sono le uniche direttrici su cui pianificare l’intero profilo termico. Si opterà per un cooling veloce se sul pcb ci sono solo componenti di piccole dimensioni, a diminuire in funzione del numero e del tipo di componenti di grosse dimensioni presenti. In ogni processo di cessione del calore ci sono due regole di fisica che inter- vengono sempre e in ogni caso, che calate nel contesto in cui si trova il pcb in saldatura si possono enunciare come: - se la temperatura dell’ambiente in cui si trova il pcb gli è superiore, questo inizierà a scaldarsi; allo stesso modo se la temperatura dell’ambiente è inferiore a quella del pcb questo inizierà a raffreddarsi; - maggiore è la differenza di temperatura tra ambiente e pcb (Δ termico), maggiore sarà la velocità con cui il pcb cambierà la sua temperatura (sia in salita che in discesa). Da un punto di vista operativo un cooling veloce richiede la presenza di una barriera termica tra zona di rifusione e zona di raffreddamento, una veloce convezione di aria fredda e un efficiente sistema di raffreddamento dell’unità di cooling. La barriera tra zona di rifusione e zona di cooling serve a mantenere ben separate la zona di massima temperatura e la zona fredda, per creare il massimo differenziale termico tra le due zone contigue. Indipendentemente che il forno possegga un sistema di cooling efficiente, l’utilizzo di un chiller aiuterà ad avere un raffreddamento più veloce. Rimane comunque importante avere di base una veloce convezione di aria fredda perché questo consente di rimuovere quell’aria che si è scaldata a contatto con la schede per poterla sostituire con della nuova, mantenendo così il massimo differenziale di temperatura. In questo, come detto, gioca un ruolo primario la bontà dei getti che quando ben calibrati contribuiscono enormemente nel dare efficienza al sistema. 6,3/$&(6),'$7(&, /(92675(6),'(6212$1&+(/(12675( ,OFOLHQWHqODQRVWUDSLJUDQGHIRQWH G¶LQQRYD]LRQH,OWHDP6,3/$&(RUPDLGDGLYHUVL DQQLqOHDGHUWHFQRORJLFRQHOO¶KDUGZDUHVRIWZDUH HQHOO¶DVVLVWHQ]DWHFQLFD 6,3/$&(DVWUHWWRFRQWDWWRFRQLFOLHQWLKD FRQWULEXLWRLQWXWWRLOPRQGRDVYLOXSSDUHOH SHUVRQDOL]]D]LRQLHO¶RWWLPL]]D]LRQHGHLSURFHVVL SURGXWWLYL9LFKLHGHUHWHSHUFKH¶" 3HUFKH¶LOQRVWURRELHWWLYRH¶TXHOORGLULVSRQGHUHDOOH 9RVWUHVSHFL¿FKHV¿GHWURYDQGRGHOOHRWWLPHVROX]LRQL FKHVLDQRLQJUDGRGLRWWLPL]]DUHLOFXRUHGHOSURFHVVR SURGXWWLYRTXDOHLOODQFLRGLXQDSURGX]LRQHHOD YHORFL]]D]LRQHGHJOLDOOHVWLPHQWL6HYROHWHVDSHUQHGL SLX¶GHOOHV¿GHGHLQRVWULFOLHQWLHGHOOHQRVWUHVROX]LRQL FKHFLYHGRQROHDGHUQHOPHUFDWRPRQGLDOH9LVLWDWHLO QRVWUR6LWRZZZVLSODFHFRP5HIHUHQFHV ▶ SPECIALE - FORNI E PROFILI TERMICI Vapor phase: una grande soluzione Temperatura conosciuta e definita, alta efficienza nel trasferimento termico, bassi consumi, ininfluenza delle masse termiche: ecco solo alcuni dei vantaggi che fanno del processo di rifusione vapor phase il più adatto per diversi tipi di pcb presenti sul mercato di Piero Oltolina L a tecnologia di saldatura in fase vapore è riconosciuta come la migliore per ottenere dei buoni risultati in saldatura evitando il surriscaldamento dei componenti più delicati. Il trasferimento termico si dimostra superiore alle altre tecnologie di rifusione, anche nei casi più difficili dovuti alla presenza di masse termiche fortemente eterogenee sullo stesso pcb. Parlare di saldatura in fase vapore a 40 anni dalla sua introduzione, con forni a convezione forzata che hanno raggiunto livelli qualitativi e prestazioni di ottimo livello, può sembrare anacronistico. Con la recessione economica che a fasi alterne si fa sempre più pesante e la migrazione delle produzioni con grandi numeri verso paesi a basso costo di manodopera ciò che è rimasto in Italia riguarda produzioni limitate del tipo molti codici/bassi volumi, dove l’esigenza principale è la qualità. Una qualità garantita dalla temperatura di picco vincolata alla temperatura 26 PCB maggio 2012 di ebollizione di un liquido tecnico, che produce vapore chimicamente ed elettricamente inerte, in grado di garantire una stabilità e un’uniformità termica su tutta la scheda. Il processo di saldatura vapor phase, conosciuto anche come processo di saldatura per condensazione, si basa infatti sull’utilizzo di un liquido tecnico con una precisa e conosciuta temperatura di ebollizione, che una volta raggiunta crea una zona di vapore saturo che avviluppa Forno vapor phase IBL con sistema vacuum il pcb. La temperatura raggiunta dal vapore è identica al punto ebollizione del liquido utilizzato, fisicamente non superabile. Quando si immerge una scheda assemblata nella zona di vapore saturo, per quanto possa essere pre-riscaldata, si troverà comunque a una temperatura inferiore rispetto a quella del vapore, che tenderà a condensare sulla sua superficie fino a portarla allo stesso valore. Il vapore che cede il suo calore latente portando in rifusione la pasta saldante. Un’accurata azione di preriscaldo contribuisce anche in questo processo a evitare i problemi dovuti allo shock termico. In virtù della bassa energia di evaporazione, il liquido presente sulla scheda, a rifusione ultimata evapora velocemente lasciandola completamente asciutta. L’odierna offerta dei sistemi vapor phase è piuttosto ampia e spazia dai sistemi da laboratorio a quelli per grandi produzioni. A differenza dei forni a convezione forzata, un forno da laboratorio di piccole dimensioni produce con un livello ETICHETTE qualitativo molto simile a quello dei forni più grandi, perché il principio fisico di funzionamento è identico. I sistemi di tipo batch trovano la loro collocazione ideale nella prototipazione e nella produzione di piccole e medie serie, mentre i forni in linea permettono produzioni di alti volumi, ambedue con qualità di saldatura insuperabili da altre tecnologie. Perché un forno vapor phase? Rispetto ad altri tipi di processo i maggiori vantaggi di questa tecnologia di saldatura risiedono nel poter disporre di condizioni altamente riproducibili e dipendenti solo dal liquido utilizzato, che permette di lavorare in ambiente perfettamente inertizzato senza ricorrere all’utilizzo di azoto. La temperatura massima raggiunta è definita e conosciuta, essendo quella consentita dal punto di ebollizione del liquido; di conseguenza pur godendo di un’alta efficienza nel trasferimento termico, nessun pcb è esposto al rischio di surriscaldamento (più il liquido bolle, più vapore è prodotto, ma sempre alla temperatura definita dal punto di ebollizione). Il gradiente termico è preselezionabile secondo le esigenze del circuito assemblato, per l’intero processo di riscaldamento. Essendo completa l’immersione nel vapore si crea una simmetria termica eccellente. Non si crea nessun effetto ombra dei componenti più grossi nei confronti dei più piccoli e il riscaldamento della scheda è omogeneo indipendentemente dalla distribuzione delle masse termiche, dall’assortimento dei package e dalla loro dimensione, forma, colore e finitura superficiale. Il differenziale termico raggiunto tra vari punti del pcb è il più basso in assoluto tra le varie tecnologie di rifusione. Il processo è estremamente veloce ed efficiente perché l’alto coefficiente di trasferimento termico lo rende circa dieci volte più veloce rispetto a quello basato sulla convezione d’aria forzata. Grazie alla bassa tensione superficiale del vapore, si ha la penetrazione anche nelle aperture più piccole rendendo quindi possibile la saldatura in aree nascoste come ad esempio sui terminali dei BGA e in generale dei componenti low stand-off. Il processo è pulito perché la scheda coi suoi componenti entra in contatto solo con il vapore del liquido filtrato. Non si verificano problemi di tipo ESD. Tra gli altri vantaggi ci sono il breve periodo di riscaldamento e il basso consumo energetico, il processo non è inquinante ed è utilizzabile tanto per la produzione in serie quanto per lotti misti. I consumi energetici sono ridotti perché la potenza richiesta per portare in evaporazione il liquido è ridotta del 70-75% rispetto ai forni a convezione grazie all’elevato coefficiente di trasferimento termico del vapore. Anche l’irraggiamento termico nel locale è minimo, evitando consumi di energia nel periodo estivo per condizionare l’ambiente. PER LA MARCATURA DI CAVI Le etichette FPE per la marcatura di cavi costituiscono un sistema semplice ma efficace per una perfetta e duratura identificazione di fili e cavi elettrici. Due le tipologie prodotte per le stampanti a trasferimento termico: TTC.41. in vinile Spessore film : 80 μm Range di temperatura: -40° +80°C TTC.17. in poliestere Certificato UL Spessore film: 25 μm Range di temperatura: -40° +150°C Entrambi i materiali sono conformi alle Direttive RoHS e hanno un trattamento superficiale idoneo per ricevere e trattenere le resine rilasciate dai nastri. Via Lillo del Duca, 20 I-20091 BRESSO ( MI ) Tel. +39 02 66504472 Main - Fax +39 02 66508183 www.fpe.it - [email protected] UNI EN ISO 9001:2008 Cosa sono i liquidi tecnici? Il liquido tecnico utilizzato nel processo di rifusione vapor phase è un perfluoropolietere (PFPE) ad alto punto d’ebollizione. Ci sono due produttori di questo tipo di liquido, 3M e Solvay Solexis. Il primo produce Fluorinert con punto di ebollizione a 174 °C e 215 °C. Il secondo produce il Galden con punto di ebollizione a 200 °C, 215 °C, 230 °C e 240 °C. I liquidi appartenenti alla famiglia dei perfluoropoliesteri sono polimeri liquidi composti da atomi di carbonio, fluoro e ossigeno. I legami all’interno delle molecole C-O e C-F sono estremamente solidi e stabili, tanto da essere considerati fra i legami più stabili dell’intera chimica organica del carbonio. Sono liquidi chiari, incolore e inodore, la cui viscosità è equivalente a quella dell’acqua, ma il cui peso specifico è circa il 75% maggiore. Essendo termicamente e chimicamente stabili (nessun punto d’infiammabilità, non reagiscono con acidi, basi o forti agenti ossidanti) risultano praticamente compatibili con tutti i materiali utilizzati in elettronica. Possiedono inoltre buone caratteristiche dielettriche. Forno vapor phase per la produzione di lotti di medie dimensioni 28 PCB maggio 2012 Versione da banco di forno vapor phase Non essendo infiammabili e neppure tossici, non solo non richiedono precauzioni di stoccaggio, ma una volta evaporati non lasciano nessun residuo sulle schede. Alle condizioni di temperatura e pressione richieste dalla tecnologia di saldatura in fase vapore, un processo di disintegrazione è fuori discussione. Non sono classificati come materiali pericolosi, non sono classificati VOC ed evaporando non creano danni allo strato di ozono. Saldatura col vuoto per eliminare i void Abbinare la tecnologia del vuoto a quella della saldatura vapor phase ha consentito di ottenere ottimi risultati nell’eliminazione dei vuoti nei giunti di saldatura. La formazione di void nei giunti è un problema ricorrente e conosciuto da molti anni, anche se nella maggior parte dei casi, il loro verificarsi non rappresentava un grosso problema. Tuttavia in seguito alla crescente densità d’integrazione, alle nuove generazioni di componenti e alle maggiori prestazioni richieste ai dispositivi elettronici è sempre più sentita l’esigenza di ottenere saldature esenti da void. Creando una fase di decompressione nella camera di saldatura, quando la lega è ancora in fase liquida, si favorisce la fuoriuscita del gas con la relativa eliminazione dei void a saldatura completata. Infatti la formazione dei vuoti è anche dovuta alla differenza di pressione che si instaura tra il gas presente all’interno del giunto e l’ambiente in cui avviene la rifusione della pasta saldante. In alcune applicazioni di saldatura dei componenti di potenza sui circuiti stampati o la rifusione di componenti su dissipatori, sono in gioco aree di notevole dimensione per favorire la conduzione termica. La presenza di aree di vuoto pregiudica la bontà della trasmissione del calore. In altre applicazioni occorre invece eliminare i void dai fori di via o nei giunti di componenti come i BGA non solo e non tanto per aumentare il trasferimento di calore, quanto per garantire l’affidabilità della tenuta meccanica sul lungo periodo. ▶ SPECIALE - FORNI E PROFILI TERMICI La saldatura vapour phase e la profilatura per leghe lead free La tecnologia di saldatura VP sta vivendo una rinascita. I motivi sono tanti: la gestione dell’energia dalla sorgente al pcb attraverso il vapore, la progettazione di circuiti ad alta densità di componenti e i requisiti delle nuove leghe saldanti che, sicuramente, perdonano molto meno di quelle con il piombo di Carla Fiorentino, Cabiotec I l processo di saldatura che viene comunemente definito a convezione (Fig. 1) e i gas utilizzati (aria o azoto) in questi sistemi hanno un indice di trasferimento termico basso. Una fonte di calore viene attraversata da un gas e l’energia che ne deriva viene trasferita dalla sorgente a una massa gassosa. Il gas viene diretto attraverso un pannello e altri meccanismi di controllo del flusso fino alla scheda trasferendovi energia (sulla scheda e a tutto quello con cui questa viene a contatto). La sfida è di mantenere il controllo di questo “trasferimento” di energia an- che a fronte delle inefficienze di questa tecnologia (e molti degli attuali forni convenzionali ci riesce). Se ipotizziamo un rapporto di trasferimento di energia in un sistema a convezione a gas di 1/5 dell’energia del pannello riscaldante, è ragionevole pensare che sia necessario generare alla fonte 5 volte l’energia che il pcb richiederà, dato che il gas non riuscirà a convogliare tutta l’energia disponibile. In aggiunta va considerato anche che il pcb (parte finale della catena di trasferimento termico) riduce ulteriormente l’efficienza e il controllo dell’energia. Fig. 1 – La convezione consiste nel passaggio dell’energia termica attraverso il dispositivo 30 PCB maggio 2012 Quindi la differenza tra la potenza utilizzata e quella consumata è notevole. Considerando la questione Delta T e la necessità di temperature più alte delle nuove leghe, in alcuni casi è quasi impossibile per il flusso di gas portare uniformemente calore ai pin centrali dei componenti come BGA o QFN. Questo viene ulteriormente esasperato dalla complessità delle schede tecnologicamente avanzate come geometria e massa, come componentistica posizionata una sull’altra (PoP) e come convivenza di componenti piccoli e grandi sulla stessa scheda. Fig. 2 – Nella tecnologia Vapor Phase la conduzione dell’energia termica avviene mediante lo strato liquido al di sotto del dispositivo Potenzialità del sistema Vapor Phase Supponiamo ora di continuare con l’analogia del pannello riscaldante e di inserire uno strato di liquido fra il pannello e la scheda. La trasmissione di energia è pressoché 1:1. Ci saranno ovviamente delle perdite, ma l’accoppiamento della sorgente con la scheda attraverso un liquido è un metodo molto più efficace per gestire il trasferimento di energia. Un sistema Vapor phase sfrutta i benefici dell’azione capillare riuscendo a trasmettere calore anche sotto il componente e direttamente al giunto (Fig. 2). Inoltre un sistema Vapor Phase crea solitamente un profilo lineare (Fig. 3) che è l’approccio più logico per portare qualsiasi massa dalla temperatura ambiente a quella di picco, mantenere la temperatura e riportarla a quella ambiente. La ragione di ciò è semplicemente che lo stress termico e meccanico sui materiali implicato in questo tipo di processo è inferiore; una volta stabilita e raggiunta una rampa è molto più semplice mantenerla piuttosto che interromperla per mantenere una temperatura costante e poi riprenderla. Tuttavia molti produttori di creme saldanti suggeriscono nei loro Data Sheet profili di saldatura non lineari. Le ragioni che hanno portato alcuni costruttori a realizzare un profilo a 3 step sono molte e hanno una storia molto lunga alle spalle, ma resta il fatto che è un profilo difficile da realizzare in un forno Vapor Phase che utilizza una camera singola. Le creme saldanti richiedevano un tempo di “soak” per permettere l’attivazione del flussante e la rimozione delle parti volatili prima di essere portate allo stato di liquido. Pcb di massa elevata con convivenza di componenti piccoli e grandi beneficiavano di questo momento, momento in cui la scheda veniva tenuta a una temperatura per Fig. 3 – Curva del profilo termico di un processo VP… Fig. 4 – …rispetto a un sistema a convezione. Nella tecnologia VP si ha una riduzione del Delta T nella fase di picco così dire di “sosta” per un certo periodo di tempo. Ciò mitigava le differenze di approccio del metodo a convezione e riduceva il Delta T nella fase di picco (Fig. 4). Sono sempre più i produttori di creme saldanti che oggi offrono prodotti per applicazioni con o senza piombo che danno ottimi risultati anche con un profilo lineare. Le vie del cambiamento Tuttavia, per alcuni utilizzatori cambiare il fornitore di crema saldante è fuori discussione. Questo perché la crema saldante è parte di un processo omologato e modificarla implicherebbe eseguire nuove caratterizzazioni, richiedendo poi un nuovo iter di approvazioni. Cambiare il tipo di macchina viene visto addirittura come soluzione più percorribile, ma cambiare il profilo termico implica alcuni potenziali problemi. Se sovrapponiamo i due profili le differenze sono significative (Fig. 5): 1 il tempo totale di saturazione è inferiore; 2 la temperatura di picco, considerando TUTTI i componenti è inferiore; 3 l’ascesa della rampa è normalmente lineare; Fig. 5 – Differenze fra i due profili termici (in rosso un sistema VP, in blu un sistema a convezione) PCB maggio 2012 31 Benché questi fattori rappresentino un indubbio vantaggio, modificare un processo omologato richiede tempo e investimenti economici magari non previsti. Riprodurre un profilo a 3 step in un forno Vapor Phase non è sempre semplice. Il problema è nella cortina di vapore che agisce da serbatoio di energia termica e nella difficoltà di riuscire a svuotarlo (aspirarlo) senza perdere vapore. Sono stati fatti parecchi tentativi con metodi diversi e oggi in molti offrono soluzioni “parziali”. Il primo consiste nell’intervenire sulla relazione tra cortina di vapore e scheda – quindi nella sua altezza all’interno della camera, ma in questo modo si rischia di non lavorare più in totale assenza di ossigeno. Il secondo invece consiste nel tenere al minimo i pannelli riscaldanti riducendo il vapore e influenzando quindi la rampa di salita della temperatura, “appiattendo” per così dire il profilo (Fig. 6) e permettendo di emulare in un Vapor Phase il profilo stabilito per la saldatura a convezione. Modificando la potenza dei riscaldatori è quindi anche possibile regolare, in modo infinitesimale, il gradiente di salita del profilo grazie alla variazione della quantità di molecole di vapore che si condensano sulla scheda (azione paragonabile alla regolazione eseguita accelerando e decelerando quando si vuole regolare la velocità della macchina agendo sul pedale del gas). In questo modo è possibile quindi definire esattamente il profilo voluto senza muovere il pcb dentro e fuori dalla cortina di vapore. Oggi, nei sistemi più avanzati, le variazioni di temperatura in un profilo termico possono essere realizzate in un Vapor Phase a camera singola utilizzando algoritmi, quali il TGC (Temperature Fig. 6 – “Appiattendo” la curva del profilo termico è possibile emulare in un Vapor Phase il profilo stabilito per la saldatura a convezione Fig. 7 – Rappresentazione grafica del TGC (Temperature Gradient Control), che permette di gestire in tempo reale la quantità di vapore generata e, conseguentemente, il gradiente termico in un sistema VP 32 PCB maggio 2012 Gradient Control) che permette di gestire in tempo reale la quantità di vapore generata e conseguentemente il gradiente termico. Quando la scheda raggiunge un determinato flesso (inflection point) abbassando la velocità di ascesa temperatura (soak phase) viene fatta circolare brevemente acqua attraverso un sistema di raffreddamento, riducendo contemporaneamente la potenza dei riscaldatori (TGC). Il risultato è che in questo modo il vapore più caldo sulla scheda viene attratto verso la temperatura più fredda, poi condensato e reintrodotto nel serbatoio del liquido. Questo riduce istantaneamente la percentuale di riscaldamento premettendo cambiamenti rapidi e facilitando la fase di soak di un profilo a 3 step. (Fig.7) In funzione dell’assorbimento termico della scheda, i riscaldatori vengono riattivati gradualmente fino a creare nuovamente vapore dal fluido, ritornando quindi a trasferire calore sulla scheda e ritornando alla temperatura di picco. Domande e risposte Rimane però il problema del controllo del processo di saldatura. Come è possibile essere sicuri al 100% di aver correttamente saldato il pcb? Per rispondere a questa domanda Asscon Gmbh, titolare da decenni di una serie di brevetti relativi alla tecnologia Vapor Phase, ha sempre puntato sul sistema denominato ASB (Auto Soldering Break) che permette di monitorare la temperatura del vapore a una nota altezza dell’area di saldatura monitorandone la tendenza. In questo modo è possibile capire quando non c’è più trasferimento di calore tra il vapore e il pcb assicurando quindi di aver saldato correttamente il pcb. L’ASB viene monitorato a ogni ciclo di saldatura garantendo una ripetibilità assoluta del processo anche al variare di parametri quali la temperatura delle parti meccaniche alla partenza del ciclo, ecc. Un display touch screen di controllo su cui vengono sempre visualizzate le temperature lette e una finestra nella camera di saldatura permettono all’operatore di monitorare ulteriormente cosa sta accadendo durante il processo. Il risultato finale della tecnologia Vapor Phase è la totale libertà di creare qualsiasi tipo di profilo mantenendo tutti i vantaggi di un sistema Vapor Phase: 1 totale assenza di ossigeno; 2 delta T a temperatura di picco bassissimo o addirittura pari a zero; 3 contatto diretto del calore con i pin/sfere sotto ai componenti; 4 percentuale di voids molto ridotta con sistema sotto vuoto; 5 rampe controllate; 6 basso consumo energetico. Soprattutto grazie ai primi quattro punti il Vapor Phase ha potuto contare per rilanciarsi imperiosamente sul campo della saldatura. Parliamo di applicazioni nel campo dei moduli di potenza, applicazioni in alta frequenza, prodotti militari e aerospaziali, package molto complessi e con pin nascosti dal corpo stesso del componente, prodotti ai quali è richiesta una vita sul campo particolarmente lunga o un elevato indice di sicurezza, oppure che devono operare in condizioni di stress termico/meccanico ecc. Il problema dei voids Studi accurati hanno dimostrato che il numero di voids prodotti da una saldatura in Vapor Phase è inferiore rispetto a una prodotta con sistema convenzionali. La ragione è l’assoluta mancanza di ossigeno nella camera. In caso infatti di ossidazione della lega saldante si forma una pellicola che riveste come una pelle il componente e impedisce la fuoriuscita dei voids dal giunto di saldatura. Il problema è ancora più marcato nelle leghe senza piombo a causa della loro minore bagnabilità. Fig. 8 – Particolare del sistema di vuoto di Asscon GmbH A grandi linee, e per restare nell’obiettività, si potrebbe dire che la quantità di voids prodotta da un sistema Vapor Phase con leghe senza piombo corrisponde a quella risultante dalla saldatura a convezione con leghe con il piombo. La possibilità di introdurre una fase sotto vuoto nei sistemi Vapor Phase permette poi di ridurre sensibilmente la percentuale di voids presente all’interno della saldatura. In questa fase i voids vengono estratti dalla lega quando è nello stato liquido sfruttando l’espansione e la compressione dell’aria intrappolata negli stessi al variare della pressione esterna. Questo permette di: - aumentare la tenuta meccanica della saldatura; - migliorare la dissipazione termica nei componenti di potenza; - ridurre/eliminare l’influenza dei voids nei sistemi a radiofrequenza; - ridurre/eliminare i problemi legati alla differenza di pressione a cui sono soggetti gli apparati nelle applicazioni spaziali. Combattere i voids con il vuoto In caso soprattutto di giunti di saldatura di grandi dimensioni e giunti di saldatura di parecchi mm2, il numero di voids resta più alto di quanto desiderato. Ad esempio nel caso dei moduli di potenza che devono produrre flussi di centinaia di ampere, i voids potrebbero causare un parziale surriscaldamento e, quindi, difettosità di funzionamento. Ecco pertanto che i sistemi Vapor Phase più evoluti offrono la possibilità di un processo di saldatura mediante vuoto che permetta alla lega di fuoriuscire quando è ancora allo stato liquido. Le fasi, brevemente riassumibili sono le seguenti: 1 riscaldamento e liquefazione della lega mediante vapore; 2 trasferimento del pcb con lega rifusa dalla zona di saldatura in una camera con vuoto; 3 chiusura della camera; 4 evacuazione a circa 0,05 bar; Fig. 9 – Curve comparative reflow, a vuoto con tecnologia multivacuum PCB maggio 2012 33 Fig. 10 – Il satellite Sentinel in partenza entro il 2013 5 mantenimento del vuoto per qualche secondo; 6 ventilazione della camera del vuoto con aria (o azoto); 7 apertura della camera; 8 trasporto del pcb nella zona di raffreddamento; 9 fine del processo. L’intero processo si allunga di circa 20 secondi e, generalmente, viene utilizzato sia su forni in linea che di laboratorio in funzione della produzione. Ciò che è importante è che il vuoto venga prodotto quando la lega è ancora liquida ma al di fuori del vapore in modo da permettere al pcb di asciugarsi completamente prima di dare inizio alla fase di vuoto, evitando microesplosioni a causa del liquido residuo sotto i componenti e, cosa non irrilevante, riducendo il consumo del liquido stesso. Al termine del ciclo di vuoto la camera viene ventilata (con aria o azoto) per assicurare il raffreddamento ottimizzando la zona intermetallica. È evidente quanto sia importante che tutte le componenti in movimento (e soprattutto la camera del vuoto) siano al di fuori della zona di vapore caldo. Guarnizioni e parti meccaniche lavorano così a temperature notevolmente inferiori godendo di una vita più lunga e riducendo il lavoro di manutenzione in modo significativo. 34 PCB maggio 2012 Multivacuum In caso di aree di saldatura di grandi dimensioni si corre comunque il rischio di ottenere un numero di voids più alto di quanto desiderato, anche se nei limiti imposti dalle IPC. Per ovviare a tale problema recentemente Asscon Gmbh ha introdotto la soluzione Multivacuum che spinge a dei limiti probabilmente invalicabili la saldatura con assenza di voids (Fig. 9). La soluzione Multivacuum permette di effettuare più cicli di vuoto, prima, durante e dopo la saldatura. - un ciclo di vuoto prima della saldatura è particolarmente utile per rimuovere i voids causati dalla fase di stampa o di posizionamento. Fig. 11 – Il 3D-MID di BMW settore moto - uno o due cicli di vuoto (Fig. 8) sono impostabili in sequenza alla fine della fase di liquido per permettere una drastica riduzione dei voids in situazioni critiche come aree di saldatura molto ampie (es. il contatto di massa/dissipazione dei componenti di potenza) dove è facile avere alto valore di voids a causa della quantità di pasta saldante e a causa delle geometrie utilizzate nei telai serigrafici per questa tipologia di aree (normalmente quattro quadrati che creano al centro una grande area di vuoto). In questo caso il primo ciclo di vuoto ne elimina la gran parte e un secondo ciclo eseguito subito dopo permette di raggiungere livelli di voids bassissimi. Questa tecnologia risulta quindi particolarmente adatta anche per quei prodotti con un elevato potenziale di “outgassing” come applicazioni spazio, frequenza e potenza. La nuova soluzione Asscon richiede pochissima manutenzione, è programmabile e flessibile per adattarsi a qualsiasi esigenza, permette di lavorare 24/7 con un consumo ridotto di Galden, eventualmente filtrato, qualora necessario da un sistema avanzato con tecnica aerosol. Si pensi che il satellite della ESA (European Space Agency) “Sentinel” utilizza un sistema di saldatura Asscon con vuoto che è il più grande mai costruito al mondo. Tale sistema è risultato l’unico affidabile dopo un benchmark lungo ad approfondito. Il cuore del satellite (Fig. 10), l’antenna a raggi-X è saldata con un Vapour Phase dell’azienda tedesca. La stessa BMW nel settore delle moto ha optato per un forno Asscon per la saldatura dei 3D-MID (Moulded Interconnect-Device) del sistema sterzante (Fig. 11). Cabiotec www.cabiotec.it 0018#6+8'1.76+105(14.'%6410+%#07(#%674+0) /#4%#674##5'4 n1F +56'/#&+/#4%#674# +&'#.'2'4j6'4<+56+k %*'&'8101'5')7+4' /#4%#674''f1F &+.166+&+241&7<+10' /'&+1g#.6+T #24'5'0<#&'..'514)'06+ 'f1FX%10(+)74#$+.' 1#..#661&'..+056#..#<+10'1 57%%'55+8#/'06'10g(+'.&X 0104+%*+'&'#.%70#5%'.6# #)#<<+01 &+%#4+%1 &'(+0+6+8#T 01.64'.#4%*+6'6674# 2'4/'66'&+'5')7+4' +$#.6#614' #)#<<+01 &+#4+%1 %106'/214#0'#/'06' 57..156'551241&1661 /#4%#674'F'T + & ' 1 ZZZRVDLDVLW ▶ SPECIALE - FORNI E PROFILI TERMICI Saldatura di moduli di potenza negli apparati per le trasmissioni La chiave di successo delle aziende EMS risiede oggi nella capacità di soddisfare in modo rapido, flessibile e affidabile i requisiti richiesti dai propri clienti; gli EMS devono quindi acquisire know how in svariati settori come quello dell’ingegnerizzazione dei pcb, nella logistica, nel processo di assemblaggio e nei test a cura di Luca Fiorucci, Packtronic È chiaro come negli ultimi anni la situazione di mercato per le aziende EMS si sia notevolmente complicata e i ritmi si siano fortemente intensificati. Le sfide che, a causa della concorrenza mondiale, hanno dovuto affrontare queste 36 PCB maggio 2012 aziende hanno creato la necessità di ridurre continuamente il “time to market” dei prodotti e, spesso, sono state accompagnate da elevate aspettative da parte dei clienti. Allo stesso tempo la competizione globale ha esercitato forti pressioni sui costi che, nonostante il necessario aumento dei requisiti di qualità, si sono dovuti costantemente ridurre insieme all’impegno di capitale. Storicamente poi il rapido sviluppo nel campo dell’elettronica, in particolare nel settore dei componenti e cir- cuiti stampati, porta con sé la possibilità di incrementare la funzionalità e il livello di miniaturizzazione e oggi ciò avviene anche nel campo dell’elettronica di potenza. Non da ultimo si consideri che ulteriori sfide sono state poste dalla costante intensificazione delle leggi e regolamentazioni volte alla protezione e rispetto dell’ambiente; la rispondenza alla direttiva RoHS (anche se a volte il prodotto non ricade direttamente sotto tale regolamentazione), viene infatti sempre più richiesta dai clienti del settore dell’elettronica industriale. Questi requisiti spingono le aziende a traghettare i loro processi di fabbricazione verso l’uso di leghe senza piombo dove le caratteristiche specifiche delle saldature aumentano la complessità dei processi e ne richiedono l’approfondita conoscenza, così come più moderni e capaci sistemi di saldatura, adatti a garantire un processo stabile e riproducibile nonostante la più piccola finestra di processo disponibile. E sebbene molti di questi requisiti sembrano contraddirsi a vicenda, la moderna tecnologia di produzione ha trovato il modo di partecipare attivamente nella loro attuazione. Il caso: la saldatura di moduli di potenza nelle trasmissioni stente ormai rivelatosi non più adatto allo scopo. Sulle schede in questione il numero di componenti SMD da montare può talvolta essere molto ridotto, il che si traduce in brevi cicli di pick & place che condizionano e influiscono sul tempo ciclo delle macchine che seguono (forno di rifusione) e che non possono creare “colli di bottiglia” con la conseguente riduzione dell’output totale dell’intera linea. La difficoltà nella saldatura di questi prodotti richiede elevate quantità di energia e al tempo stesso un adeguato tempo di permanenza in temperatura (soak time) per fornire tutto il necessario calore ai componenti più pesanti, il tutto rispettando tempi ciclo estremamente brevi. Così nelle linee SMT dedicate all’assemblaggio di tali pcb si è reso necessario un sistema di reflow capace di riscaldare delicatamente ma efficacemente la scheda all’interno della ristretta finestra di processo. La valutazione del sistema reflow Quattro fornitori di ben noti sistemi di reflow sono stati selezionati per la valutazione dei loro prodotti. L’obiettivo dei test è stato quello di stabilire quale sistema fosse il più adatto a riscaldare la scheda come ri- chiesto. Per questa prova si è selezionato un numero di punti critici sulla scheda, e si sono registrate le temperature che si raggiungevano in queste aree. Le termocoppie sono state posizionate nelle zone in cui si trovavano componenti con grosse masse così come in quelle dove si trovano componenti SMT molto piccoli. Si è inoltre definita la massima temperatura sopportabile da alcuni componenti critici. Questi requisiti chiave – capacità termica del processo da un lato, capacità dei componenti di sopportare temperature elevate dall’altro – hanno definito, dopo aver tenuto conto delle tolleranze, la finestra di processo; si è poi considerato che la violazione di questa finestra, avrebbe creato danni termici ai componenti oppure giunti di saldatura non completamente formati, perché la pasta saldante depositata non poteva venire opportunamente rifusa. Entrambi questi difetti sarebbero rimasti facilmente nascosti al test ICT o a quello funzionale, ma avrebbero potuto causare in seguito gravi malfunzionamenti nell’utilizzo sul campo dell’apparato; e per tale motivo si è ritenuta la saldatura un processo chiave, che influisce in maniera molto importante sull’aspettativa di vita totale del pcb, a cui quindi dedicare un attento benchmark in fase di acquisto del nuovo forno. Nelle moderne schede di potenza per le trasmissioni basate sulla tecnologia multistrato, dotata di pesanti strati di rame, il mix dei componenti presenti su questi pcb varia dai fine-pitch SMD fino a grossi componenti SMT di potenza che richiedono una grossa quantità di energia termica durante la produzione; recentemente un’azienda impegnata nella produzione di tali apparati (LTi Electronics Gmbh) si è trovata ad affrontare la necessità di valutare un nuovo sistema di rifusione che sostituisse quello esi- PCB maggio 2012 37 Per la prova si sono definiti i seguenti limiti della finestra di processo: - la differenza di temperatura (Δt) misurata tra i diversi giunti di saldatura doveva essere la minore possibile; - la minima temperatura misurata sul giunto doveva essere superiore a 235 °C per 20 secondi; - la capacità dei componenti di tollerare il calore è stata invece registrata separatamente, e analizzata secondo le schede dei fornitori. I risultati misurati nei test, dopo aver visitato e testato tre dei quattro potenziali fornitori erano piuttosto deludenti. Un fornitore invece è stato in grado di processare e saldare la scheda all’interno della finestra di processo richiesta. Due altri fornitori si sono dovuti spingere al limite delle potenzialità delle loro attrezzature per rispettare marginalmente la finestra del processo. 38 PCB maggio 2012 L’esperienza ha quindi dimostrato come le richieste sul processo hanno messo alla corda i due terzi dei macchinari scelti per il benchmark. La scelta di LTi Electronics GmbH A seguito di questi test Hotflow 3/20 di Ersa si è rivelato il sistema in grado di saldare il prodotto in modo sicuro all’interno della finestra di processo e solo con il 60% della potenza. Già con il secondo profilo i risultati di saldatura sono stati perfetti, secondo quanto specificato dalla normativa IPC A 610 D classe 3. Il Δ di temperatura sulla scheda più complessa si è mantenuto sempre al disotto dei 5 °C. Un altro grande vantaggio è stata la minima differenza registrata tra temperatura impostata delle zone e la temperatura rilevata sui pcb. E le temperature misurate sui componenti sono tutte state al di sotto dei valori di soglia specificati nelle schede tecniche dei componenti; inoltre, dal momento che questo risultato è stato raggiunto già al 60% della capacità del sistema, vi è la garanzia per l’utente che future schede con profili più complessi potranno essere tranquillamente saldate. La precisione del profilo di rifusione non è stato raggiunto per caso, infatti si è utilizzato il software di simulazione “Autoprofiler” di Ersa. Questo software è basato su molti anni di esperienza nel processo di rifusione, e sull’elevata padronanza del funzionamento del sistema, esso consente - dopo aver inserito tipo di scheda, i tipi di componenti e alcuni ulteriori dettagli chiave relativi al profilo richiesto – la simulazione delle curve dei profili per arrivare a quello ottimale. Inizialmente, il software presenterà set point suggeriti, che possono essere successivamente perfezionati singolarmente. I set point finali della simulazione saranno trasferiti nel sistema e memorizzati come programma di saldatura da utilizzare. Quindi nel caso di mass production un profilo può essere definito e predisposto off-line nell’area di ingegneria di processo, con il vantaggio che viene sacrificato molto poco del tempo di produzione e il positivo aumento della disponibilità del sistema in produzione. I vantaggi del sistema Ersa Hotflow 3/20 Come implicito nel nome Hotflow 3/20 è la terza generazione di una matura e affidabile tecnologia ampiamente sperimentata sul precedente modello Hotflow 2/20, il sistema di rifusione di Ersa progettato e costruito specificamente per la saldatura senza piombo. Un ulteriore punto a favore di Hotflow 3/20 è stata l’eccellente efficienza di trasferimento del calore del sistema. Hotflow 3/20 ha 20 zone calde (10 superiori, 10 inferiori) e 8 zone di raffreddamento (4 superiori e 4 inferiori) e una lunghezza complessiva processo di più di 5 metri, che consente velocità di trasporto di circa 140 cm/min. Questo si traduce, con una lunghezza della pcb di 200 mm, in un volume in 3 turni di circa 7.500 schede saldate, con l’opzione del doppio convogliatore il volume di produzione aumentata a circa 15.000 pcb al giorno. Per raggiungere questa eccellente capacità di trasferimento del calore, Ersa si basa sulla loro tecnologia Multijet. Il passaggio del gas di processo - aria o azoto – dal box di riscaldamento alla zona di processo avviene tramite un elevato numero di piccoli ugelli e sempre tramite i 660 ugelli di ciascuna zona riscaldata si assicura la uniforme distribuzione di energia termica attraverso la completa larghezza del convogliatore. Inoltre la tecnologia dei Multijet garantisce una zona di separazione molto efficace tra le zone e le varie temperature possono essere regolate individualmente in modo che anche piccoli aggiustamenti nell’equazione temperatura/ tempo possono essere effettivamente realizzati. La velocità di trasferimento di calore può essere variata attraverso le impostazioni di velocità del motore della soffiante. Le zone di preriscaldo e di picco superiori e inferiori possono entrambi essere definite e stabilite individualmente nel programma di saldatura. La zona di raffreddamento di nuova concezione del sistema Hotflow 3/20 è ora integrata nel forno e consente un raffreddamento effettivamente controllato. Si può quindi definire nel programma di saldatura il gradiente di raffreddamento necessa- 40 PCB maggio 2012 rio per le differenti schede, e quindi garantire che la temperatura nella zona di raffreddamento rimanga assolutamente costante. Per ottimizzare la disponibilità operativa del sistema è necessario poi poter eseguire facilmente e rapidamente tutte le manutenzioni richieste. Un contributo importante è fornito dal sistema di gestione della condensazione. Questo sistema rimuove molto efficacemente la contaminazione (condensa) dall’atmosfera di processo e impedisce l’imbrattamento della zona di processo. Il sistema di gestione di condensazione di Hotflow 3/20 è del tipo a multistadio. La zona di preriscaldo e di picco hanno sistemi separati e la contaminazione di entrambi viene fatta precipitare nelle unità filtranti in dotazione. Queste unità di filtraggio sono in numero ridondante, e quindi possono sempre essere aperto e pulite senza dover interrompere la produzione. I materiali impiegati nella serie Hotflow 3/xx sono di qualità molto elevata, cosa che si riflette anche nel prezzo d’acquisto dell’apparecchio. Ma solo attraverso l’utilizzo di questi materiali di alta qualità si può garantire e salvaguardare la disponibilità operativa della macchina. In evidente contrasto con quanto fin qui detto, si ha la situazione in cui apparecchiature di bassa qualità sono vendute esclusivamente grazie al ridotto investimento necessario, ma la loro scarsa qualità crea frequenti fermi macchina che riducono notevolmente la capacità della line a e che creano ritardi nelle consegne e lunghi fermi macchina causati dall’indisponibilità delle parti di ricambio che mortificano l’intero investimento fatto per tutte le macchine che formano la linea. Da ciò la generazione di costi latenti che comunque concorrono all’effettivo maggiore costo di pro- duzione e incrementano in fine il costo stesso del macchinario che si è acquistato. Le parti di ricambio e di usura di Hotflow 3/20 sono progettate con l’obiettivo di essere sostituite nel più breve tempo possibile, al fine di mantenere il livello elevato di disponibilità operativa. Conclusioni Il forno Ersa Hotflow 3/20 testato è stato capace di offrire all’utente un reale valore aggiunto, infatti nell’applicazione sopra descritta si sono prodotte complesse schede di potenza assieme ad un mix di prodotti standard e tutti i pcb sono comunque stati saldati senza creare stress termici ma garantendo al contempo la necessaria quantità di energia e una corretta rifusione rispettando altresì i limitati tempi ciclo che si avevano a disposizione. La qualità dei giunti è risultata assolutamente conforme e ha soddisfatto tutti i criteri della normativa IPC A 610. Quindi possiamo tranquillamente asserire che il rapporto costo-efficacia di un sistema di saldatura oggi non dovrebbe essere influenzato da un investimento ridotto, ma dovrebbero essere bensì considerati in primo luogo il costo di esercizio, la disponibilità operativa del macchinario e la sua durabilità nel tempo. E anche per questo motivo caratteristiche quali il basso impatto energetico, l’elevata flessibilità d’uso, e l’elevata disponibilità operativa, dovrebbero rappresentare i fattori determinanti che concorrono alla scelta di un impianto di produzione elettronica. Ersa www.ersa.com Packtronic www.packtronic.it ▶ SPECIALE - FORNI E PROFILI TERMICI Ottimizzazione dei processi L’obiettivo primario di un processo di rifusione è ottenere giunti di saldatura affidabili e resistenti, mantenendo l’integrità dei componenti di Serena Bassi, Prodelec L’ introduzione del processo di saldatura con leghe senza piombo, aventi un più alto punto di fusione, rappresenta una sfida non da poco. È necessario mantenere la ripetibilità e l’ottimizzazione del processo di rifusione rispettando le specifiche delle paste saldanti e dei componenti lead free: il risultato è una finestra di processo ridotta, che normalmente richiede una diminuzione della velocità del convogliatore per mantenere la qualità dei giunti di saldatura. Le conseguenze che queste premesse comportano sono una possibile diminuzione della velocità del processo e la necessità di esporre i materiali della scheda a temperature più alte, per tempi maggiori, e con livelli di tolleranza minimi. Quest’ultima situazione dipende dalla complessità della scheda, dai componenti e dal tipo di forno utilizzato. Piccole variazioni, che nel processo di rifusione con leghe stagno-piombo erano insignificanti, in quello lead free possono incrementare l’incidenza di difetti. I forni a rifusione di nuova concezione, caratterizzati da un miglior 42 PCB maggio 2012 coefficiente di trasferimento del calore, sono in grado di creare profili di saldatura con leghe SnAgCu con una ridotta variazione di temperatura e livelli di tolleranza più ampi grazie ad un controllo di processo accurato; questo previene il surriscaldamento dei componenti più sensibili e consente di effettuare un processo di rifusione rapido e di qualità anche con leghe non contenenti piombo. Un team di ingegneri di Vitronics Soltec, società leader mondiale nella produzione di sistemi per la saldatura ad onda, selettiva e a rifusione, ha analizzato le caratteristiche di un campione di 10 tipi di leghe di diversi fornitori, al fine di testarne le reazioni con diversi profili di saldatura. I risultati rappresentano l’impatto che specifici parametri di processo quali la temperatura di picco e il tempo di liquido (TAL) hanno sulla bagnabilità, sugli strati intermetallici e sui residui di saldatura. Piccole variazioni nel processo di rifusione hanno un impatto significativo nella formazione dei giunti di saldatura: questo conferma la sensibilità del processo. Adattare i profili termici del forno Il passaggio alla saldatura lead-free ha avuto un impatto minimo per la maggior parte delle schede. È stato dimostrato che per un gran numero di applicazioni il compito maggiore è quello di cambiare il bill of material e la logistica, mentre dopo aver trovato il settaggio ottimale di processo la saldatura senza piombo è raggiungibile con gli stessi o con migliori risultati rispetto a quella con leghe stagno-piombo. Sfortunatamente, a causa della grande varietà dei prodotti, esistono delle eccezioni: ciò che va bene per una scheda può essere deleterio per un’altra. Schede già difficili da lavorare con un processo stagno-piombo, ad esempio con caratteristiche termiche e di bagnabilità scarse, risultano doppiamente laboriose con l’uso della tecnologia lead-free. Possono manifestarsi problemi derivanti da differenti punti di fusione, diversi strati intermetallici o da altre caratteristiche ancora. Implementare il processo di rifusione richiede un’attenta valutazione di come i profili termici del forno devono essere adattati per far fronte ad un processo di saldatura lead-free. Occorre osservare quattro aspetti principali del processo: Preriscaldo: l’utilizzo di un profilo di tipo “lineare” piuttosto che di tipo a “sella” influenza il comportamento del flussante e ottimizza la relazione fra ΔT (differenziale termico tra i componenti) e TAL (Time Above Liquidous). Picco di temperatura e TAL: il raggiungimento delle corrette temperature di picco minimo e massimo, associato a un appropriato TAL, è necessario per mantenere integra la scheda e i componenti, e assicurare un’efficace formazione dei giunti. Gradiente di raffreddamento: quando si utilizzano leghe lead-free, il gradiente di raffreddamento ha una forte influenza sulla formazione e sulla microstruttura del giunto, oltre che sullo spessore di intermetallico. Una maggiore velocità di raffreddamento rende la microstruttura più omogenea e i giunti più resistenti; tuttavia i componenti, il materiale della scheda e la lega non possono essere esposti a tempi di raffreddamento eccessivamente rapidi perché potrebbero danneggiarsi. Tempo: la produttività è determinata dal rapporto tra la dimensione delle schede e la velocità del convogliatore e, ovviamente, dipende dalla lunghezza della zona di rifusione del forno. Tabella 1 - Parametri standard DIN e JEDEC Processo di riscaldo di 3 minuti Processo di riscaldo di 5 minuti 30 - 120 °C 55 secondi 70 secondi 120 – 217 °C Parametri del profilo 82 secondi 131 secondi Temperatura di picco 233,3 °C 233,8 °C TAL 217° C 68 secondi 102 secondi Atmosfera Azoto Azoto Flessibilità, accuratezza, alta capacità di trasferimento termico e precisione sono caratteristiche fondamentali per un processo di rifusione di qualità. Dal punto di vista dell’utilizzatore finale, un forno “lead free compatible” deve saper ottimizzare la fase di preriscaldo, il differenziale termico tra componenti (ΔT), il TAL e il gradiente di raffreddamento, rientrando nei limiti della finestra di processo e mantenendo un cycle time simile a quello del processo con leghe stagno-piombo. I parametri da considerare L’obiettivo primario di un processo di rifusione è ottenere giunti di saldatura affidabili e resistenti, mantenendo l’integrità dei componenti. La lega saldante deve sciogliersi, diffondersi e bagnarsi nella sede appropriata; né i componenti né il materiale di cui è composta la scheda devono risultare danneggiati: di conseguenza, il controllo di processo è Il forno MR933+ di Vitronics Soltec determinante per il raggiungimento di un buon risultato. Ci sono diversi parametri fondamentali durante le fasi di riscaldamento e raffreddamento: i produttori di lega saldante distinguono alcune fasi primarie: - il gradiente di temperatura nella zona di preriscaldo; - il tempo e la temperatura nella fase di stabilizzazione (soak); - il gradiente di temperatura tra la fase di soak e quella di picco; - il tempo di liquido (TAL); - la temperatura di picco massimo; - il gradiente di raffreddamento nella cooling zone; - il tempo di riscaldo complessivo. Ottenere un profilo di rifusione ad alta velocità richiede impostazioni di processo che sono al limite o addirittura oltre le specifiche attuali delle leghe lead free. È stato condotto un test con due diversi profili di saldatura per accertare la reazione e le caratteristiche di un campione di 10 diversi tipi di leghe lead free dei principali produttori, per valutarne la tenuta (Tab. 1). I parametri standard DIN e JEDEC sono il risultato di una serie di test, nessuno dei quali però è stato adattato a seguito dell’introduzione della normativa sul lead free. Per questo è attualmente necessario effettuare studi che adattino gli standard alle temperature maggiori richieste nel processo di saldatura senza piombo. PCB maggio 2012 43 Tra le diverse leghe utilizzate nei seguenti test ne sono state selezionate 7 a base di SnAgCu ma con diverso contenuto di argento e rame, mentre le altre 3 sono a base di SnAg, SnCuNi e SnPbAg, quest’ultima come riferimento. I test effettuati Un campione di ogni lega è stato ispezionato al microscopio per misurare il diametro delle sfere: tutte sono risultate conformi ai parametri DIN e JEDEC, ma alcune di esse hanno mostrato una certa differenza nella dimensione delle sfere, risultando leggermente troppo grandi (indice Cp 1, mentre lo standard richiede un Cp di 1,33). Per effettuare un test sulla bagnabilità, alcuni campioni di rame sono stati strofinati con carta vetrata e puliti con alcol, successivamente su di essi sono stati serigrafati quattro depositi di pasta saldante. Un campione di ciascun tipo di pasta è stato poi saldato con un profilo ad alta velocità, un’ora dopo la serigrafia. Un altro identico campione è stato saldato dopo 72 ore per verificare la solidità della pasta a temperatura ambiente. Le leghe lead free hanno mostrato differenti caratteristiche di diffusione: a differenza delle leghe stagno-piombo, esse non si diffondono dopo la fase di riscaldo (se stampate su rame). Questo test ha dimostrato che le leghe senza piombo sono molto stabili sul lungo periodo. Di tutte le composizioni, quella SnPbAg ha mostrato la maggior differenza tra i campioni saldati dopo la serigrafia e quelli saldati dopo tre giorni. Un solo tipo di lega lead free, a seguito della saldatura con un profilo ad alta velocità, è in linea con le specifiche standard, che prevedono che il deposito fuso sia maggiore del diametro di stampa (Tab. 2). Esperimenti trasversali sugli stessi campioni sono stati effettuati per studiare gli strati intermetallici: lo spessore è stato misurato in 20 diversi punti di ogni campione ed è stata calcolata una media. A causa dell’alto contenuto di stagno e delle alte temperature, lo strato intermetallico dei giunti di saldatura lead free era più spesso di quello dei giunti del campione a base di SnPbAg: quest’ultimo è risultato di circa 1,4 micron contro una media di 1,7–2,9 micron degli strati lead free. Questi dati evidenziano un incremento di spessore del 20-100%. La deviazione standard dello spes- Tabella 2 - Tipo di lega lead free Campione Lega Dopo 1 ora Dopo 72 ore Differenza 1 Sn 3,0 Ag 0,5 Cu 19,00 mm2 18,54 mm2 - 2% 2 2 2 Sn 3,5 Ag 0,75 Cu 18,09 mm 17,64 mm - 3% 3 Sn 0,7 Cu 0,1 Ni 20,82 mm2 19,31 mm2 - 4% Sn 3,8 Ag 1,0 Cu 22,72 mm 2 2 - 8% 2 2 4 5 Sn 3,75 Ag 0,25 Cu 18,62 mm 19,94 mm + 3% 6 Sn 33 Pb 0,9 Ag 23,23 mm2 19,55 mm2 - 9% 7 Sn 3,0 Ag 0,5 Cu 21,64 mm 2 19,31 mm 2 - 6% 8 Sn 3,0 Ag 0,5 Cu 19,16 mm2 18,62 mm2 - 1% Sn 4,0 Ag 0,5 Cu 16,90 mm 2 2 + 3% 21,40 mm 2 2 - 6% 9 10 44 PCB 19,31 mm maggio 2012 Sn 3,8 Ag 0,7 Cu 18,01 mm 20,30 mm sore degli strati intermetallici è un indicatore della forma di tali strati. Solo un numero ridotto di essi risulta omogeneo. L’angolo di bagnabilità della lega è risultato maggiore per quelle lead free, caratterizzate da una minore saldabilità. La lega a base di SnPbAg ha un angolo di saldatura di 4,42° mentre la lega a base di SnAg presenta un angolo di 7,32°. Per testare la resistenza alla sbavatura (solder slump) è stata stampata su rame una fila di depositi con una distanza crescente tra loro da 0,2 mm a 1 mm; la sbavatura può causare difetti di saldatura e corto circuiti. In questo test, gli ingegneri di Vitronics Soltec hanno riscaldato i campioni per 2 minuti a una temperatura di 180 °C e hanno poi ispezionato la sbavatura della pasta. I risultati non sono stati soddisfacenti; certe paste si sono dimostrate molto scarse, soltanto alcune sono state in grado di dare un risultato soddisfacente. Con questo test è stato comunque possibile dimostrare la resistenza della saldatura al fenomeno della sbavatura. Esperimenti più sofisticati, basati sull’analisi della composizione chimica del flussante, sono stati condotti dagli ingegneri di Vitronics Soltec avvalendosi di attrezzature termogravimetriche: questa strumentazione misura il cambiamento di peso in funzione del tempo e della temperatura. Il primo esperimento consisteva nel riscaldare diversi campioni di pasta saldante con profili della durata di 3 e 5 minuti. Durante il processo la massa della pasta saldante è stata appesantita progressivamente; ciò ha permesso di verificare la quantità di flussante evaporato durante il processo di rifusione, la quantità di residui rimasti sulla scheda, le zone dove il flussante è attivo e in quali zone del forno evapora la composizione della pasta. Il forno MR933+ di Vitronics Soltec L’innovazione tecnologica del forno a rifusione MR933+ di Vitronics Soltec consiste nella sua eccezionale capacità di trasferire calore. I componenti presenti su un circuito stampato sono diversi per dimensioni e caratteristiche: dato che i componenti più piccoli saranno riscaldati più velocemente rispetto ai più grandi (BGA) è indispensabile trasferire il calore in modo uniforme. Utilizzando un profilo “Multi Peak Zones” si riesce a mantenere la curva di riscaldamento dei componenti caldi continuando a fornire calore a quelli più freddi. In una configurazione di questo tipo, il ΔT è molto ridotto e si riesce a soddisfare le specifiche dei componenti senza stress per le parti. Aumentando l’efficienza del trasferimento di calore è possibile diminuire sensibilmente il differenziale termico mantenendo al contempo la velocità di linea e riducendo il consumo di energia. Per un eccellente trasferimento di calore Vitronics Soltec ha ottimizzato il ricircolo del gas intervenendo sulla forma dell’elemento riscaldante, lo spessore e la foratura della piastra che distribuisce il flusso e attraverso la velocità della ventola. Il Gas Recirculation System del forno MR933+ permette di mantenere la minima differenza di temperatura tra l’elemento riscaldante ed il flusso. Quest’ultimo investe il calrod già caldo e non necessita di maggiore energia per mantenere la corretta temperatura. Spesso le temperature del gas sono inferiori di 20-30°C: si evita così il rischio di danneggiamento del componente per effetto del calore assorbito durante la rifusione riducendo contemporaneamente il consumo di energia. Tra le migliorie nel sistema di ricircolo del gas, il forno MR933+ vanta un sistema di sgancio rapido che sostituisce l’uso di viti, il sistema di ventilazione del GRS è stato posto all’esterno per prolungarne la durata senza compromettere le performance dell’azoto, e sia lo scambiatore di calore che l’unità filtrante sono stati resi più facilmente rimovibili. La modularità della piattaforma con interfacce standardizzate permette di beneficiare dei futuri avanzamenti tecnologici. Il forno ha una struttura compatta con un forte isolamento interno che provvede a mantenere bassa la temperatura della copertura esterna. Un punto di scarico singolo consente La massa dei campioni di pasta lead free dopo il processo di rifusione è risultata pari al 92,6% della quantità iniziale; per questo tipo di pasta il contenuto metallico è pari all’88,5% del peso totale. una facile installazione ed un nuovo eventuale posizionamento nella fabbrica. Tra gli elementi innovativi di questo forno troviamo il sistema per la gestione del gas (Gas Management System), brevettato da Vitronics Soltec, che mantiene il tunnel di processo pulito ed è facilmente accessibile per la rimozione dei residui della pasta. Inoltre i molteplici punti di controllo azionabili mantengono un assoluto parallelismo del convogliatore: sono disponibili vie doppie con vari sistemi di supporto. Alla massima flessibilità di configurazione – da 6 a 9 zone di riscaldamento – MR933+ aggiunge diverse possibilità di raffreddamento, ad aria ad azoto, da 1 a 3 zone indipendenti, con la possibilità di controllare la curva di discesa della temperatura. L’azoto può essere totalmente ricircolato, ottenendo una sensibile riduzione dei consumi e una pulizia interna ottimale. Per ridurre il consumo di azoto, su questo forno sono state eseguite delle migliorie nell’altezza del tunnel (ora di 70 mm), è stato inserito un sistema su rulli per ridurre l’apertura e il sistema di ricircolo del gas è stato migliorato mediante l’aggiunta di molteplici punti di iniezione. Tutte queste modifiche hanno permesso un risparmio complessivo di azoto di circa il 30%. Il Controlled Cooling System, con temperature di zona controllabili dall’utente, garantisce temperature di uscita schede basse e graduali per un raffreddamento ad alta precisione. Il sistema di raffreddamento ad aria è stato ulteriormente “aperto” per consentire a tutte le zone di incamerare più aria. Il filtro mesh e il blocco di montaggio stati sono concepiti per ridurre i residui, e sono stati previsti due filtri sugli esausti per l’uscita dei fumi. Il convogliatore può essere a maglia, maglia/catena, catena oppure catena/supporto centrale regolabile. Ulteriori migliorie sono state attuate per quanto riguarda l’adattamento dell’ampiezza del convogliatore, mediante l’introduzione di supporti ceramici nella zona di picco, e sono state allungate le guide per le schede in ingresso per ridurne il rischio di caduta. MR933+ soddisfa quella fascia di mercato attenta ai contenuti tecnologici, ma anche all’ottenimento del miglior rapporto Qualità/Prezzo. Questo esperimento ha dimostrato che, nel profilo della durata di 3 minuti, tutti i campioni di pasta saldante hanno lasciato un residuo pari al 3560% sulla scheda a seguito della saldatura a rifusione, mentre è stato cal- colato un residuo pari al 30-55% per il profilo della durata di 5 minuti. Le paste saldanti con una differenza minima tra i due profili risultano essere le più compatibili con un processo di rifusione ad alta velocità. PCB maggio 2012 45 Il forno MR933+ garantisce la massima flessibilità grazie alle sue zone di riscaldo configurabili da 6 a 9 I risultati della perdita di peso misurati con l’analisi gravimetrica indicano in che zona il flussante della pasta evapora, indicandone l’attività in quella determinata area. Le zone critiche dei profili sono alla fine della zona di preriscaldo e nella zona di picco, in quanto le temperature sono più alte, la lega si fonde a formare i giunti, e il rischio di ossidazione è maggiore. È stato rilevato che molte paste lead free perdono gran parte della loro attività prima di raggiungere la zona di picco. Pertanto i produttori di pasta lead free ne hanno migliorato la composizione chimica, per renderle compatibili con le alte temperature. Generalmente, per tutti i tipi di pasta saldante, il flussante inizia ad evaporare ad una temperatura di circa 120 °C, pertanto solo l’1% del flussante evapora nella zona di preriscaldo, mentre nella zona di stabilizzazione la percentuale è del 20-30% circa. Valori molto alti in questa fase, pari al 50%, indicano una scarsa performance del flussante nelle altre fasi. Nell’area di picco, generalmente, il flussante perde dal 45% al 60% del suo peso, mentre tutte le paste testate hanno mostrato un’evaporazione del 10-20% anche nella zona di raffreddamento. Il rischio è che questi residui condensino nella zona di raffreddamento sulle parti più fredde del forno, se non si dispone di un sistema di estrazione fumi efficace. 46 PCB maggio 2012 Risultati degli esperimenti e design dei sistemi Le informazioni ottenute dai precedenti test sono stati un buon punto di partenza per l’ideazione dell’ultima generazione di forni a rifusione. Lo studio della componente chimica della pasta saldante permette di stabilire dove è necessario prevedere un sistema di estrazione di aria o azoto, e come filtrare i residui, che nel caso di un processo lead free sono più difficili da eliminare. La condensazione del flussante nella zona di raffreddamento del forno può contaminarne le parti interne. È necessario quindi disporre di un sistema di estrazione provvisto di un filtro separato di facile accesso, per una pulizia semplice e rapida. I fornitori di paste saldanti hanno apportato migliorie ai loro prodotti per incontrare le specifiche del processo lead free e le maggiori temperature richieste. Tutte le paste a base di SnAgCu mostrano una superficie ruvida e la presenza di micro-crack come risultato della contrazione in fase di raffreddamento che è tipica di questa lega. L’azoto, il flussante o un processo di raffreddamento veloce impattano solo in minima parte sulla formazione di questi difetti. Altre leghe quali SnCuNi e SnPbAg mostrano invece una superficie più compatta. I residui lasciati dalla saldatura variano per composizione, colore e quantità a seconda del tipo di flussante, e possono provocare sbavature, che causano corto circuiti. Gli esperimenti effettuati hanno dimostrato che un profilo di saldatura della durata di 3 minuti non compromette la qualità e le performance delle paste saldanti, anche se possono esserci alcune differenze a seconda della loro composizione chimica. L’importanza del forno a rifusione Il processo di saldatura dipende dalle caratteristiche dei materiali e del forno utilizzato. Maggiore è il numero di zone, maggiore sarà la flessibilità che si otterrà nella definizione dei profili. Un aspetto fondamentale è la capacità di ogni singola zona del forno di trasferire calore alla scheda nel momento giusto e nella giusta quantità: il trasferimento di calore permette di mantenere la differenza di temperatura fra componenti, necessaria ad evitarne il danneggiamento. Poiché i tassi di convezione non possono essere superati e gli aumenti della temperatura del gas sono da evitare per il pericolo di danneggiare i componenti, è necessario diminuire la velocità del convogliatore. Questa precauzione, però, allunga il tempo di transito nella zona ad alta temperatura, riducendo il differenziale termico ma prolungando anche lo stato del tempo liquido del giunto di saldatura. Questo può pregiudicare la struttura finale del giunto e la sua resistenza. www.prodelecgroup.com www.vitronics-soltec.com ▶ SPECIALE AZIENDE - FORNI E PROFILI TERMICI Forno a 8 zone più una zona UV e una zona cooling, larghezza 400 mm. Applicazione: paste polimeriche conduttive e resistive su pcb Nel segno del fotovoltaico Aurel Automation produce forni per il drying, il curing, il firing e il reflow. Le ultime realizzazioni sono rivolte al fotovoltaico a cura di Massimiliano Luce A urel Automation ha il pollice verde. Le nuove proposte dell’azienda sono destinate al fotovoltaico per il firing di paste d’argento, alluminio, platino e titania depositate per serigrafia su vetro o su silicio per moduli fotovoltaici thinfilm o DSSC di terza generazione. I forni di firing raggiungono la temperatura massima di 600°C per tempi ciclo di circa 45 – 60 minuti. I forni di curing sono progettati per Forno a 10 zone più una zona cooling, larghezza 800 mm. Applicazione: Curing di paste per Biosensori su poliestere 48 PCB maggio 2012 la polimerizzazione di paste polimeriche, conduttive, resistive e dielettiche utilizzate nel solare, nei display OLED, per le antenne RFID e in vari tipi di sensori, resistivi di posizione e biosensori ad esempio. I forni possono avere fino a 12+12 zone con riscaldamento superiori o inferiori, zone opzionali a UV e zone di raffreddamento che in applicazioni ad alta temperatura, in particolare, sono suddivise in due o tre sezioni, con scambiatori ad aria, ad acqua e ventilazione. Il controllo del forno è gestito da pc, il software su WinXP permette il controllo indipendente delle diverse zone, sia in fase di accensione che a regime con consumi energetici ottimizzati. È possibile salvare più di 1000 profili di temperatura. Sono disponibili sistemi di trasporto del prodotto a seconda delle esigenze tecnologiche tra diverse configurazioni: maglia in acciaio nastro in vetro/teflon, catena/fingers e con larghezze fino a un metro e oltre. Infine, la lunghezza totale del forno è modulare e adeguata alla produttività e al profilo termico richiesti. Dal 9 all’11 maggio, il gruppo Aurel ha preso parte a Verona alla fiera Solarexpo con le ultime novità in campo solare: concentrazione, DSSC, solare di terza generazione e thin-film. Aurel Automation www.aurelautomation.com Linea sensori Linee automatiche per la produzione di sensori, circuiti microelettronici, solar cell. Carico automatico, serigrafica con allineamento ottico, ispezione post-print, forno, scarico automatico. Linea laser Linea Xcel Lasers per il trimming, marking e taglio. Serigrafiche Cella di lavoro per dispensazione, ink-jet, spraying, assemblaggi, ispezione ottica, conformal coating e altre applicazioni custom. Fino a 5 assi, movimentazione veloce, ripetibilità < 5 microns. Linee Roll-to-Roll Screen/stencil printer per SMT, film spesso, LTCC e celle solari. Allineamento ottico, meccanica di altissima precisione, risoluzione di 2 microns. Linee Roll-to Roll per depositi serigrafici ed ink-jet su circuiti flessibili AUREL AUTOMATION S.p.A. - Via Foro dei Tigli, 4 - 47015 Modigliana (FC) Tel. 0546 94.11.24 - Fax 0546 94.16.60 - [email protected] www.aurelautomation.com ▶ SPECIALE PRODOTTI - FORNI E PROFILI TERMICI Cuore e analisi del profilo termico La qualità delle saldature SMT dipende da quanto è accurato il profilo termico della rifusione, sia che si operi con un forno a convezione sia con uno vapor phase di Michele Mattei, i-tronik L a saldatura vapor phase ha conquistato un ampio spazio all’interno del processo di rifusione sia per l’elevata qualità del risultato sia per il prolungato periodo di affidabilità dei giunti realizzati. SolderStar, distribuito in Italia da i-tronik, ha ampliato la gamma di applicazioni del proprio profilatore, capace ora di caratterizzare anche i processi di saldatura di rifusione nei forni vapor phase. Con un unico data-logger, l’operatore può coprire l’esigenza della saldatura a onda, della rifusione per convezione e di quella in fase vapore, inclusa l’applicazione che prevede l’applicazione del vuoto. L’operatore possiede un unico strumento, semplice e intuitivo nell’uso, ma potente nella raccolta dei dati e nella loro elaborazione, facilitando la loro comprensione e la tenuta sotto controllo dei vari processi per ottenere la massima qualità. Il contenitore del data-logger per l’applicazione vapor phase è composto da due parti con bassa massa termica, ma con elevato grado di isolamento che gli permette di operare all’interno della camera di rifusione del forno vapor phase, anche in presenza di applicazione del vuoto, senza subire danneggiamenti. Al termine del processo di rifusione il profilatore può essere estratto dal forno permettendo all’operatore di aprire il contenitore di protezione per il download dei dati e il veloce raffreddamento del 50 PCB maggio 2012 data-logger. I dati raccolti durante la rifusione possono anche essere trasmessi wireless alla stazione PC, consentendo una visione real-time dell’evoluzione del profilo termico. Molti problemi relativi alla rifusione sono oggi dovuti a un processo che lavora al limite o al di fuori delle specifiche. Alcuni dei più comuni riguardano la scarsa affidabilità del giunto di saldatura per via dell’ispessimento dello strato intermetallico, la separazione del filetto dalla piazzola durante la fase di cooldown, le saldature fredde (soprattutto su QFN e BGA) e l’eccessiva presenza di void che possono pregiudicare la tenuta meccanica del giunto. Oltre a questi inconvenienti specifici, possono intervenire altri problemi di carattere più generale come solder ball, ponticelli, tombstoning e distor- sione della scheda e solo uno stretto controllo della saldatura può evitarli. Un cuore analitico Il Profile Central Software è la suite che costituisce la mente dello strumento. Il software, disponibile anche in italiano, è concepito secondo i più moderni criteri di utilizzo; è suddiviso in vari menu dove la grafica domina come strumento di comunicazione. Questa caratteristica ne rende l’utilizzo e la comprensione estremamente semplici, pur nella completezza di un’esaustiva raccolta dati e nell’analisi di ogni variabile che possa influire sul risultato finale del processo. L’analisi del profilo termico è il principale obiettivo di Profile Central Software in cui tre menu coprono l’intero campo di indagine: Profile Explorer and Viewer, Profile Checker e Profile Seeker. Profile Explorer and Viewer consente all’operatore di organizzare l’archivio dei profili rilevati, associandoli al rispettivo codice prodotto. Il principale vantaggio nell’organizzare un archivio storico risiede nell’ottenere un efficace strumento di tracciabilità. Con un comando si rintraccia nel database il profilo desiderato su cui misurare con dei cursori le variabili d’interesse. L’analisi del profilo è disponibile in rapporti stampabili o in file esportabili. Profile Checker calcola i parametri di processo, li associa automaticamente con quelli della pasta saldante utilizzata e come risultato evidenzia graficamente se si sta operando o meno all’interno della finestra di processo. Profile Seeker è invece lo strumento per la simulazione virtuale che permette di valutare varie ipotesi mediante l’associazione di differenti valori di velocità e di temperatura, senza la necessità di transito fisico del pcb all’interno del forno. Questa funzione permette all’operatore di capire quanto il processo migliora o peggiora agendo su una delle variabili; è un’operazione eseguita a computer senza dover impegnare il forno per le prove. Particolarmente utile è la funzione di trigger che abilita il campionamento dei dati solo nel momento in cui è rilevata una temperatura di soglia. In pratica la raccolta dati inizia non all’accensione del datalogger, ma nel momento in cui il sensore di trigger rileva la temperatura di start, usualmente impostata 50 °C. Questa temperatura è indicativa dell’inizio della prima zona calda del forno. La funzione di trigger evita di registrare dati insignificanti agli effetti dello studio del profilo, ma permette di ottiene un tracciato che ricalca fedelmente l’alternarsi delle zone termiche. Attraverso il menu SPC Manager si controlla che le impostazioni relative a temperature, tempi e velocità siano mantenute e rispettate nel tempo. Questa funzione esegue un controllo statistico del processo, reso comprensibile all’operatore per mezzo delle carte statistiche e del calcolo automatico dei valori Cp e Cpk. Cpk è utilizzato per misurare la potenziale capacità di un sistema di soddisfare le esigenze produttive. Consente quindi di analizzare l’attitudine di un sistema a svolgere il compito assegnatogli. Cp è il rapporto tra l’intervallo dei limiti delle specifiche superiore e inferiore e la deviazione standard del processo. Nel Test Report sono riportate sotto forma grafica e numerica le impostazioni di temperatura del forno, l’andamento del profilo termico, i limiti di processo e in generale tutte le informazioni relative a quanto avviene sul pcb all’interno del processo di saldatura. Il numero di canali per l’acquisizione dei dati varia da 4 a 16, che vengono rilevati con un’accuratezza di ±1 °C e una risoluzione di 0,02 °C. Una novità rilevante e particolarmente utile, introdotta con l’inizio dell’anno, è il nuovo software opzionale che consente in modo automatico di calcolare il migliore profilo secondo tre diversi criteri: 1 studiare il miglior profilo teorico ottenibile in assoluto; 2 ottenere il miglior profilo in funzione della massima velocità; 3 realizzare il miglior profilo in relazione al minor consumo elettrico. Profilare sulla saldatrice a onda Per rilevare le temperatura durante la saldatura a onda si può utilizzare una normale scheda di produzione, oppure utilizzarne una scheda dedicata su cui posizionare stabilmente un insieme di sonde k opportunamente posizionate o meglio ancora si può utilizzare il modello WaveShuttle appositamente studiato da SolderStar. Costruito in materiale CDM antistatico, WaveShuttle ha un costo contenuto per cui è adatto anche a chi la saldatrice non la usa quotidianamente, ma non per questo rinuncia a un accurato controllo di processo. In particolare consente di controllare la velocità del convogliatore, il dwell time, il parallelismo, la temperatura raggiunta superiormente dal pcb e la temperatura della lega nel crogiolo. La campionatura avviene 100 volte al secondo, il tempo è conteggiato con una precisione di ±0,01 sec. Il dwell time è registrato sia sull’onda chip che sull’onda principale. La temperatura al lato top è rilevata sia sul lato destro sia su quello sinistro per avere la sicurezza sulla corretta distribuzione termica. Oltre alla velocità del trasporto è controllata anche l’area di contatto con l’onda e il parallelismo tra pcb e convogliatore. Da menu si sceglie se rilevare il profilo nella saldatrice con una scheda o con lo speciale pallet, senza bisogno di inserire dati supplementari. Il pallet è strutturato per garantire una elevata ripetibilità nel controllo del processo, in questo modo diventa anche un metro di misura sull’efficienza della manutenzione della saldatrice. L’utilizzo di SolderStar solleva anche l’operatore esperto dall’onere di leggere e interpretare i dati ottenuti, come avviene con i profilatori più convenzionali. Particolarmente utile è la possibilità di richiamare a monitor un profilo su cui poterne poi comparare altri, effettuando dei paragoni diretti. Nella suite software è incluso anche un tool per la valutazione del processo di saldatura a onda che, organizzato similmente a quello dei menu dedicati ai forni, facilita l’acquisizione e la comprensione delle principali variabili che caratterizzano il processo di saldatura TH, sia che si usi l’onda singola che la doppia onda. i-tronik www.itronik.it PCB maggio 2012 51 ▶ TECNOLOGIE - CHIMICA IN SISTEMI ELETTRONICI L’impatto dei prodotti chimici in elettronica La chimica pervade qualsiasi aspetto della tecnologia, soprattutto quella della lavorazione elettronica. La conoscenza approfondita delle sostanze deve essere il punto di partenza per un utilizzo consapevole di prodotti, in alcuni casi fortemente nocivi di Jade Bridges, Electrolube Ltd. L e preoccupazioni riguardanti l’uso della chimica sono in crescita; i cambiamenti forse stanno effettivamente avvenendo come risultato di REACH e di altre normative, o solo semplicemente come maggior consapevolezza per la sicurezza dell’operatore e per l’impatto ambientale. Le organizzazioni sono alla ricerca di prodotti e processi più “verdi” e più facili da usare, pur mantenendo alti livelli di prestazione e capacità produttiva. 52 PCB maggio 2012 Diffusione, rischi e conoscenza L’uso di sostanze chimiche all’interno dell’industria elettronica riguarda un’ampia varietà d’applicazioni; per citarne alcune, i prodotti includono detersivi, materiali di finitura, resine per underfill, adesivi, supporti per la manutenzione, aerosol e prodotti per incapsulamento. Ciascun prodotto userà tipi diffe- renti di materiali chimici, che possono essere pericolosi per l’operatore o nocivi per l’ambiente. In alcuni casi, i materiali usati possono non essere affatto pericolosi. È quindi molto importante che le organizzazioni e gli operatori siano attenti ai prodotti che stanno utilizzando e, nei casi in cui il pericolo sia alto, assicurino che siano prese appropriate misure per limitare l’impatto derivante dal loro uso. Analisi dei processi Il primo passo per affrontare questi problemi consiste nell’analizzare i processi dove sono usati questi prodotti e chiedersi se si possono fare miglioramenti. Viene utilizzata l’aspirazione? Si possono migliorare i sistemi d’aspirazione? Sono state soddisfatte tutte le necessità riguardo il PPE (Personal Protective Equipment – Attrezzatura per la protezione personale)? Che cosa ne è dei nostri rifiuti? Tutti questi punti possono comportare ulteriori domande, oltre a fornire soluzioni rapide per i miglioramenti. Quindi, la fase successiva e probabilmente l’opzione più perseguibile consiste nell’analizzare i prodotti chimici che si utilizzano per stabilire se possono essere prese in considerazione alternative più sicure. STAZIONE DI TEST per bracciali e calzari Solventi: questi sconosciuti Una comune area di preoccupazione riguarda l’uso di solventi. I solventi sono usati come agenti di lavaggio, sgrassatori in genere, prodotti per rimuovere resina e/o finitura, fluidi portanti per solidi quali finiture, oli, ecc. questi aggiungono versatilità all’applicazione; permettendo di produrre materiali di differente viscosità, riducendo i tempi d’applicazione, ampliando le possibilità d’applicazione e fornendo un lavaggio efficace in una varietà di processi. I solventi possono variare nei livelli di tossicità; in alcuni casi certi solventi, sebbene molto pericolosi, sono risultati i soli materiali efficaci disponibili. A questo proposito, un tipico esempio riguarda i prodotti per la rimozione di finitura e/o vernice e resina. Il diclorometano Fino a poco tempo fa, i prodotti per la rimozione della finitura erano basati su formulazioni contenenti DCM (Diclorometano). I prodotti a base DCM sono classificati come non infiammabili e sono estremamente efficaci nel rimuovere tutti i tipi di conformal coating e di resina per incapsulamento. Nell’Unione Europea i prodotti a base DCM sono stati banditi dall’uso come agenti d’asportazione vernice o di rimozione della finitura, a causa della loro classificazione come cancerogeni di categoria 3. Electrolube ha condotto approfondite ricerche sulle formulazioni alternative ai prodotti a base DCM aggiungendo all’odierna gamma il RRS (Resin Remover Solvent – Solvente per la rimozione di resina) e il CCRG (Conformal Coating Remover Gel – Gel per la rimozione di conformal coating). Entrambi i prodotti hanno effetto rapido e prestazioni paragonabili ai tradizionali agenti di rimozione a base DCM, ma il sistema è decisamente più facile da usare. Conforme alla IEC 61340-5-1: 2008 Tensione di misura 50V o 100V Test simultaneo braccialetto e calzari Completamente programmabile da tastiera Stazione di test da parete oppure su piedistallo Modalità "Hand Free Mode" iteco trading s.r.l. via Paisas n.1 10094 Giaveno (TO) Fax.011.93.65.631 Tel.011.93.63.013 Http:\\www.iteco.it E-mail:[email protected] ISO 9001:2008 Classificazione VOC Un’altra area d’interesse riguardante l’uso di solventi è la loro classificazione come VOC (Volatile Organic Compounds – Composti organici volatili); composti a base carbonio che vaporizzano facilmente a temperatura ambiente, oppure definiti più chiaramente dalla Solvents Emissions Directive (Direttiva sull’Emissioni di Solventi) dell’Unione Europea come “qualsiasi composto organico avente a 20 ºC una pressione di vapore di almeno 0,01 kPa, oppure avente una volatilità corrispondente nelle particolari condizioni d’uso”. I VOC contribuiscono alla formazione d’ozono a livello del terreno, uno dei maggiori componenti dello smog. Inoltre, la sovra esposizione fa sì che si comportino come irritanti e, nei casi peggiori, come cancerogeni. Proposte da Electrolube Come citato precedentemente, i solventi possono essere usati come fluido portante per resine di base, come nel caso di conformal coating dove essi aggiungono versatilità ai processi d’applicazio- Esempi di spray per congelamento e polverizzatori ad aria a basso GWP ne. I cambiamenti hanno visto l’uso di altre tecnologie per evitare l’impiego di solventi organici e hanno dato luogo all’introduzione di materiali a base acquosa, come il WPB di Electrolube; una specifica d’alto livello e alternativa fermamente provata con le finiture a base di solvente. Comunque, in alcuni casi è evidente che sono ancora necessarie le finiture a base solvente e, in questo caso, è imperativo che i clienti siano ben informati sui solventi usati. Molte finiture acriliche utilizzano ad esempio il toluene come solvente portante. Il toluene è associato a molte frasi che denotano rischi, incluso il termine ‘nocivo’ – pericolo di grave danno alla salute se inalato e possibile rischio di danno al bambino e a donne in stato di gravidanza. Electrolube ha nuovamente affrontato questo aspetto con il TFA – un conformal coating acrilico privo di toluene, approvato IPC e UL, in grado di fornire tutti i benefici dei materiali acrilici tradizionali senza i rischi associati al toluene. ci in una varietà di settori. Produttori e consumatori possono ridurre le loro impronte di carbonio assicurando che i processi siano efficienti e il consumo d’energia sia tenuto al minimo livello operativo; un’attenta considerazione nella scelta del prodotto e il relativo impiego possono anche aiutare a migliorare l’efficienza. Essendo consapevoli circa i prodotti usati e i vantaggi derivanti da alternative meno dannose, le aziende possono anche offrire posti di lavoro più sicuri e, in alcuni casi, migliorare le prestazioni dei loro prodotti. Alcuni degli esempi citati precedentemente, come l’introduzione di prodotti spray per congelamento e polverizzatori ad aria (EADH e FREH), non infiammabili e con GWP eccezionalmente basso, provano come Electrolube stia fornendo contribuzioni significative in tutte queste aree. Fornendo prodotti elettrochimici di alto livello che tengono in considerazione requisiti di prestazione sia ambientali sia di sicurezza per l’utilizzatore finale, Electrolube sta lastricando la via verso un futuro più verde. Electrolube www.electrolube.com Conclusioni Il TFA di Electrolube, un conformal coating acrilico privo di toluene 54 PCB maggio 2012 Per concludere, le preoccupazioni su salute e sicurezza e la consapevolezza ambientale occupano in ugual misura la prima linea delle preoccupazioni di individui, organizzazioni e governi. Come risultato, vi sono molte legislazioni che monitorizzano l’uso di prodotti chimi- Sostanza gel per la rimozione del conformal coating ▶ TECNOLOGIE - GIUNTI DI SALDATURA SMT Il modello di Coffin-Manson La valutazione dell’affidabilità dei giunti di saldatura SMT è un argomento molto critico e di notevole importanza per la durata e le prestazioni delle schede elettroniche. Il fattore di stress più efficace per verificare la durata nel tempo dei giunti SMT è la variazione ciclica della temperatura, cioè la prova nota come Accelerated Thermal Cycles (ATC) di Enrico Galbiati, Gest Labs Per interpretare correttamente i dati provenienti dalle prove di ATC e per fare previsioni sulla durata “in field” dei giunti (e quindi dei pcb), sono stati sviluppati diversi modelli per il calcolo del fattore di accelerazione, tra cui uno dei più usati è il modello di Coffin-Manson modificato da Norris e Landzberg. Modello originario di Coffin-Manson P er assicurare la durata e le prestazioni delle schede elettroniche è fondamentale l’affidabilità dei giunti di saldatura. Il fattore di stress più efficace per verificare la durata nel tempo dei giunti SMT è la variazione ciclica della temperatura (ATC). Il meccanismo prin- 56 PCB maggio 2012 cipale che porta a rottura il giunto è lo stress meccanico dovuto alla differenza tra il coefficiente di espansione termica (CTE) del circuito stampato e quello del componente. Infatti la diversa dilatazione o contrazione dei due materiali causa uno stress meccanico al giunto di saldatura. La legge più generale che descrive la rottura di un metallo sottoposto a fatica è data dall’equazione di Morrow, da cui deriva l’equazione originaria di Coffin-Manson. Quest’ultima permette di calcolare il numero di cicli Nf (dove “f ” sta per “fail”) che portano al 50% di guasti attraverso il comportamento di alcune variabili che dipendono sia dal ciclo termico, sia dal materiale della giunzione: Nella formula 6ap è l’intervallo di deformazione plastica del ciclo (cyclic plastic strain range), ¡f è il coefficiente di duttilità alla fatica (fatigue ductibility coefficient) e il parametro c è l’esponente di duttilità alla fatica (ductibility fatigue exponent), che varia da -0,5 a -0,7. Dato che 6ap dipende dall’escursione termica 6T del ciclo, è preferibile introdurre nella precedente equazione la dipendenza diretta dalla temperatura. In modo più esplicito il modello di Coffin-Manson può essere descritto dalla seguente formula, dove C0 è una costante caratteristica del materiale: Da questo modello ne sono stati sviluppati diversi altri. Tra questi uno dei più usati è il modello di Coffin-Manson modificato da Norris-Landzberg. Modello di Coffin-Manson modificato Il modello di Coffin-Manson è stato modificato da Norris e Landzberg nel modo seguente: dove C è una costante dipendente dal materiale, f è la frequenza del ciclo termico, _ è l’esponente relativo alla frequenza del ciclo, ` è l’esponente relativo all’ampiezza della variazione termica, Ea è l’energia di attivazione, k è la costante di Boltzmann e Tmax è la temperatura massima (in gradi kelvin) durante il ciclo. Quindi, il fattore di accelerazione AN, riferito al numero di cicli, previsto dal modello di Coffin-Manson modificato da Norris-Landzberg, diventa: dove Nf,s, Tmax,s, 6Ts e fs sono rispettivamente il numero medio di cicli al guasto, la temperatura massima, l’escursione termica e la frequenza del ciclo nelle condizioni di stress, mentre Nf,n, Tmax,n, 6Tn, e fn sono le stesse grandezze sopra descritte, ma nelle condizioni “normali” (che in realtà, per essere cautelativi, devono riflettere le condizioni più critiche in field, includendo il funzionamento, l’immagazzinamento e il trasporto). Rottura tipica di un modulo CBGA (Ceramic Ball Grid Array), con lega SnPb, trovata dopo un ciclo termico ed evidenziata dalla tecnica di analisi Dye & Pry Generalmente, per la pasta saldante composta da lega eutettica SnPb si pone: _=1/3, `=1,9 e Ea=0,122 eV. Si noti che il fattore C, dipendente dal materiale, non è più presente nell’espressione del fattore di accelerazione. Nell’equazione del fattore di accelerazione vi sono tre fattori di cui i primi due sono riferiti alla variazione della temperatura. In particolare il primo fattore descrive l’effetto dovuto alla velocità della variazione termica, mentre il secondo l’ampiezza di tale variazione. Invece il terzo fattore descrive il puro effetto della temperatura, ed è basato semplicemente sul mo- dello di Arrhenius, anche se con un valore dell’energia di attivazione che generalmente si considera già “prestabilito” e fissato a 0,122 eV. Quindi il terzo fattore non è dipendente né dai materiali di cui sono composti il circuito stampato e il package del componente, né dalla geometria della giunzione (spessore del giunto, ampiezza della pad, ecc.). L’aver posto il valore dell’energia di attivazione uguale al valore fisso di 0,122 eV può essere spiegato dal fatto che comunque il terzo fattore non è propriamente l’effetto della temperatura secondo il modello di Arrhenius, in quanto tiene conto solo del valore massimo della temperatura, mentre una reale applicazione del modello di Arrhenius dovrebbe tener conto di tutte le temperature del ciclo. Alcune prove eseguite su lega eutettica SnAgCu (SAC) hanno portato a modificare, per questa lega, i parametri _, ` e Ea nel modo seguente: _=0,136 `=2,65 e Ea=0,188 eV. PCB maggio 2012 57 La formula per il calcolo di A N sopra descritta mostra che, all’aumentare della frequenza del ciclo di stress, il fattore di accelerazione riferito al numero di cicli diminuisce. A prima vista sembrerebbe che l’aumento della frequenza possa ridurre lo stress, anziché aumentarlo. In realtà, bisogna considerare che la sollecitazione meccanica del giunto, e quindi l’effettiva criticità del ciclo di stress, devono essere valutate attraverso il fattore di accelerazione riferito al tempo, non al numero di cicli. Infatti è l’accelerazione della vita del giunto misurata in termini di tempo (mesi, anni, ecc.) che determina il livello di stress a cui il giunto stesso è sottoposto. Calcolando il fattore di accelerazione At riferito al tempo, si ottiene: dove tf,n e tc,n sono rispettivamente il tempo medio al guasto e la durata del ciclo nelle condizioni normali, mentre tf,s e tc,s sono le stesse grandezze, ma nelle condizioni di stress (naturamente si ha: tc,n = 1/fn e tc,s = 1/f s). Applicazione alle leghe eutettiche SnPb e SnAgCu L’applicazione del modello di Coffin-Manson modificato per le due leghe SnPb e SnAgCu porta a risultati molto differenti. Per esempio, prendiamo come ciclo di stress il seguente: Tmax,s=100 °C, 6Ts=100 °C (quindi considerando come temperatura minima 0 °C), fs = 1 h-1 (cioè 1 ciclo all’ora). Prendiamo invece come ciclo in field il seguente: Tmax,n=85 °C, 6Tn=75 °C (quindi considerando come temperatura minima 10 °C), fn = 1/24 h-1 (cioè 1 ciclo al giorno). Con questo ciclo termico, il fattore di accelerazione relativo al tempo per la lega SnPb è 16,8 mentre per la lega SnAgCu è 42,7. Quindi questi calcoli indicano che il fattore di accelerazio- Uso del modello: precauzioni e attendibilità dei risultati ne per la lega SnAgCu è oltre il doppio di quello per la lega SnPb. Il confronto sopra descritto sembrerebbe dimostrare una maggiore sensibilità agli stress termici da parte della lega SnAgCu rispetto alla lega Frattura dovuta a fatica dopo cicli termici di un modulo QFP (Quad Flat Pack) 58 PCB maggio 2012 SnPb. Ma questo non significa affatto che la lega SnAgCu in field abbia una durata inferiore alla SnPb. Per esempio, se durante i cicli termici sono state accumulate 1000 ore senza guasti, con la lega SnAgCu si può dimostarre una durata in field maggiore della SnPb, proprio grazie al maggiore fattore di accelerazione. Tuttavia, i risulatti ottenuti con questo modello vanno presi con estrema cautela. Innanzitutto i valori di _, ` e Ea usati per SnAgCu, a differenza di quelli per SnPb, non sono condivisi da tutti. Invece i valori per SnPb (_=0,333, `= 0,9 e Ea = 0,122 eV) sono ormai consolidati e usati non solo per i singoli giunti saldati con SnPb, ma addirittura usati per la valutazione di un’intera scheda. Comunque il problema maggiore che riguarda l’uso del modello di Coffin-Manson modificato è che questo modello non è sufficientemente dettagliato da tener conto delle peculiarità di tutti i materiali che intervengono nelle sollecitazione del giunto (quindi non solo la lega saldante, ma anche il materiale del circuito Frattura in un foro metallizzato (via hole) di un circuito stampato GRATIS per un mese la NEWSLETTER di Andamento della temperatura in un ciclo termico; la temperatura è stata rilevata attraverso l’applicazione di termocoppie, in diversi punti, sia in aria che su alcuni dei componenti della scheda elettronica (è importante assicurarsi che tutti i giunti raggiungano effettivamente le temperature previste dal ciclo) stampato e quello del package del componente, con in primo luogo i loro valori di CTE). Inoltre, non sono considerati nemmeno gli effetti della geometria del giunto e del componente (spessore della lega saldante, dimensione del pad, distanza tra i pad, ecc.). Eppure è innegabile che tutte le variabili sopra indicate svolgano un ruolo importante nel determinare la resistenza del giunto alle sollecitazioni termomeccaniche e quindi la sua durata. Questa mancanza di dettagli costituisce senz’altro una limitazione dell’attendibilità delle previsioni effettuate con questo modello e quindi anche dell’efficacia del suo utilizzo nella valutazione dei risultati delle prove di stress costituite dai cicli termici. In conclusione, il modello di Coffin-Manson modificato ha un’innegabile semplicità di applicazione e prende in considerazioni diverse caratteristiche del ciclo termico, tra cui anche la frequenza (quest’ultima spesso non è considerata dagli altri modelli di stress). Tuttavia non dovrebbe essere usato per formulare previsioni della durata del prodotto (scheda elettronica o semplicemente uno specifico giunto) in termini assoluti, cioè calcolando per esempio il tempo medio (numero di mesi, anni, ecc.) o il numero medio di cicli al guasto. Al contrario potrebbe senz’altro avere una sua validità se utilizzato per previsioni in termini relativi, cioè per confrontare tra loro diversi tipi di ciclature, per esempio per valutarne la maggiore capacità di accelerare la vita dei giunti e di far emergere debolezze. Per questo tipo di valutazione il modello di Coffin-Manson modificato potrebbe ancora essere di utilità nelle analisi di affidabilità delle schede elettroniche e conservare una sua efficacia. Gest Labs www.gestlabs.it Approfittane subito! Troverai la NEWSLETTER di Elettronica News puntuale, gratis per un mese ogni settimana, direttamente nel tuo PC, al tuo indirizzo di posta elettronica Ricevere la NEWSLETTER di ELETTRONICA NEWS è semplicissimo! Collegati al sito www. elettronicanews. it clicca su NEWSLETTER ▶ PROGETTAZIONE - LE LIBRERIE Le librerie di componenti e le sfide della collaborazione Una libreria di componenti è naturalmente un elemento funzionale determinante in uno strumento di progettazione CAD per pcb. È un po’ come un’automobile, che non funziona senza benzina Ian Bromley, DesignSpark S i tratta senz’altro di un’analogia elementare, ma la relazione benzina-libreria di componenti isola il nocciolo del problema: chi è responsabile per la produzione delle librerie? La risposta logica e immediata è: l’utente finale, come è sempre stato dall’inizio dello sviluppo e dell’introduzione degli strumenti di progettazione elettronica. Le previsioni non sono facili, ma in generale il costo deve essere decisamente elevato nel settore, se i team di progettazione di pcb in tutto il mondo stanno ricreando librerie di componenti per i propri strumenti CAD, ripetendo gran parte del lavoro già svolto. Ogni volta che un produttore lancia un nuovo componente, questo viene integrato nelle librerie di centinaia o migliaia di aziende e in molti modi diversi. Naturalmente, il vantaggio sulla concorrenza è cruciale, ma dal punto di vista dell’azienda utilizzatrice finale, una libreria di dati su componenti proprietari assicura vera- 60 PCB maggio 2012 mente quel margine competitivo tanto importante, soprattutto in combinazione con gli altri fattori distintivi offerti da una progettazione creativa? Alla ricerca di uno standard Quali sono le possibilità di accordarsi su un formato standard del settore che consenta un semplice scambio di librerie di dati sui componenti o, persino, la creazione di una libreria di componenti globale già pronta? Al momento non esiste uno standard del settore, accettato su vasta scala e che sia in grado ad esempio di definire tutte le informazioni sui piedini per un componente, oltre alle relative dimensioni, per l’immissione in uno strumento di disegno del l ayout, consentendo in ultima analisi di migliorare l’automazione del processo di progettazione e produzione dei pcb. È evidente che la comunità degli strumenti di progettazione, i produttori di componenti e le aziende coinvolte nella progettazione di pcb non condividono gli stessi interessi. I produttori di componenti modificano regolarmente le tipologie di modelli e, inoltre, tendono a selezionare una soluzione esclusiva per molti prodotti, nella speranza di eliminare la concorrenza e diventare fornitori unici dei loro clienti. A ciò si aggiunge il fatto che, in generale, i produttori non sembrano ancora decisi a fornire i loro dati nei diversi formati degli strumenti CAD disponibili. Anche i fornitori CAD probabilmente non sono animati da una motivazione sufficiente a supporto di un formato standardizzato per le librerie. Anzi, nel loro caso, le ampie librerie sviluppate internamente fungono da criterio distintivo per i prodotti. Questa visione delle librerie è condivisa da molte delle più importanti aziende internazionali di progettazione e produzione, che le ritengono un elemento caratterizzante e per questo sono disposte a sostenere il costo elevato della loro gestione. Al contrario, per gli utenti finali la standardizzazione costituirebbe uno straordinario passo avanti, ma rimane difficile da attuare poiché i fornitori CAD implementano le librerie in una pluralità di modi diversi. Di conseguenza, la conversione dei dati in un formato standard è una sfida complessa, ma è essenziale risolverla, per evitare alle singole aziende e agli utenti di dover ricreare librerie ogni volta. Proposte in passato Negli anni, sono stati proposti e introdotti vari standard, ad esempio l’IPC-SM-782 (Surface Mount Design and Land Pattern Standard), sviluppato da IPC negli anni ’80 e nei primi anni ’90. L’IPC (www.ipc.org) è un’associazione commerciale internazionale che rappresenta circa 3.000 aziende di elettronica specializzate nella progettazione, produzione, assemblaggio e test di pcb. La variante più recente dello standard IPC-SM-782 è l’IPC-7351B. Secondo questa normativa, numerosi fornitori offrono strumenti software in grado di calcolare modelli di superfici e generare librerie di nuovi componenti. Ma questo standard fatica ad affermarsi e non è molto diffuso. Nel corso degli anni si sono succeduti svariati tentativi di standardizzazione, in concorrenza con le proposte dell’IPC, ma nessuno finora ha riscosso un successo significativo. Con ogni probabilità, se dovesse emergere uno standard, sarebbe un’iniziativa promossa dalle aziende di progettazione minori, costrette a utilizzare con frequenza crescente i motori di ricerca dei componenti disponibili sui siti Web dei distributori di elettronica internazionali. La soluzione Ultra Librarian Fra le soluzioni emergenti più interessanti e utilizzate spicca quella di Accelerated Designs, ovvero Ultra Librarian (UL), uno strumento in grado di memorizzare le descrizioni di simboli di schemi e impronte, indipendenti dal fornitore, oltre a calcoli geometrici delle superfici accettate nel settore o a geometrie di superficie specificate dai fornitori. Accelerated Designs sostiene che molte aziende CAD hanno contribuito allo sviluppo di questo strumento, consentendo l’esportazione di dati nel formato più facilmente utilizzabile, mentre numerosi produttori leader di semiconduttori lo stanno già impiegando per fornire impronte e simboli. Disponibile su vasta scala per il download gratuito, UL Reader, parte del set di strumenti Ultra Librarian, supporta la generazione, l’importazione e l’esportazione di componenti e dei relativi attributi, tramite file “bxl” indipendenti dal fornitore, praticamente in qualsiasi pacchetto per schemi e layout di pcb. Le impronte di dispositivi generate da UL Reader in realtà si basano sulla specifica IPC-7351. Inoltre gli utenti finali possono modificare gli standard utilizzati per creare simboli e impronte di componenti in modo da farli corrispondere con le proprie normative interne, semplicemente acquistando come upgrade la suite Ultra Librarian. Un risultato superiore alle aspettative In ogni caso, tutte le varie parti interessate dell’ecosistema di progettazione dei pcb dovranno coordinarsi nel flusso dei dati dei componenti. In questo processo sono fondamentali i produttori di semiconduttori e la loro disponibilità a fornire dati sui componenti in un formato di scambio aperto. Se ciò avverrà, i principali distributori di componenti elettronici potranno offrire un semplice accesso ai dati di base delle parti per gli strumenti CAD. Ad esempio, il sito Web DesignSpark, dedicato al noto strumento omonimo di progettazione di pcb, ora offre librerie in formato bxl fornite da produttori leader quali STMicroelectronics e Microchip. Continuando su questa strada, il sito Web di un distributore globale potrà diventare un’essenziale risorsa di librerie per qualsiasi tecnico di progettazione. (l’articolo originale è apparso sul n.9 / 2012 di eTech) DesignSpark www.designspark.com/pcb PCB maggio 2012 61 ▶ PROGETTAZIONE - HIGH-SPEED Progettare pcb High Speed: il problema dei vincoli Bus in altissima frequenza, schede con alte densità ed estremamente miniaturizzate e requisiti di timing sempre più stringenti impongono vincoli particolarmente restrittivi di Patrick Carrier, Mentor Graphics I bus odierni di tipologia highspeed (come ad esempio i bus PCI-Express, DDR2, Serial ATA), operando a frequenze che vanno da parecchie centinaia di Megahertz fino a oltre un Gigahertz, impongono il rispetto di requisiti di timing estremamente stringenti. L’estrema miniaturizzazione raggiunta nei wafer di silicio comporta la presenza di edge rate molto elevati. Infine, la sempre crescente pres- 62 PCB maggio 2012 sione per lo sviluppo di prodotti con una miniaturizzazione spinta e costi inferiori impone la creazione di pcb con layout con densità elevatissime. Tutti questi fattori rendono indispensabile l’esecuzione di analisi specifiche per il supporto dei requisiti legati all’alta velocità e la conseguente generazione di appositi vincoli di routing, necessari per l’efficace implementazione di un progetto di pcb di tipo high-speed. Nel corso dello sviluppo dei vincoli per un progetto high-speed, è possibile individuare tre principali aree di attenzione: la qualità del segnale, il timing e il crosstalk. L’area relativa alla qualità del segnale si focalizza su aspetti quali overshoot, ringback, e non-monotonicità: tutti fattori che possono introdurre errori nei dati veicolati verso un apparato ricevitore, o addirittura produrne il danneggiamento. Per quanto riguarda il timing a livello del pcb, esso deve essere analizzato in modo rigoroso (includendo gli effetti delle resistenze di terminazione, dei carichi imposti all’apparato ricevitore, nonché delle impedenze e delle lunghezze delle piste), al fine di garantire la conformità a livello di sistema. Il crosstalk, che consiste in rumore indesiderato indotto su una pista dalle altre ad essa adiacenti, può produrre effetti negativi sia sulla qualità del segnale che sul timing. Per poter garantire la corretta funzionalità del sistema, è indispensabile analizzare tutti questi aspetti. I vincoli che ne derivano piloteranno lo sviluppo del progetto in termini di lunghezza delle piste, di topologia, e di distanze da rispettare. Fattori che, a loro volta, guideranno aspetti come il placement dei componenti. È inoltre necessario imporre dei vincoli anche su altri fattori critici quali lo stackup della scheda, la larghezza delle piste e la quantità di rame utilizzato. È evidente come il progetto di un pcb di tipo high-speed non possa nemmeno iniziare, senza un’analisi preliminare adeguata. Il tool HyperLynx di Mentor Graphics rende questa analisi semplice e veloce. Qualità del segnale La logica digitale riconduce tutti i dati ad una sequenza di bit 0 e 1, che in un sistema reale sono fisicamente rap- presentati rispettivamente da una tensione bassa oppure alta. Perché un receiver possa determinare correttamente se una data tensione rappresenti un 1 oppure uno 0, quella tensione deve posizionarsi al di sopra o al di sotto di determinati valori di soglia logica dell’apparato. La tensione, inoltre, non deve superare i limiti tollerati dall’apparato, pena il danneggiamento fisico dello stesso. Questi due requisiti inducono due vincoli fondamentali utilizzati nell’analisi della qualità del segnale: quelli cosiddetti di ringback e di overshoot. Se un progettista provasse a collegare nel modo più semplice e diretto un transmitter a due receivers, i segnali risultanti sarebbero rappresentati da forme d’onda di tipo simile a quelle mostrate nella Fig. 1. Si vede chiaramente come in questo caso si verifichino sia violazioni di tipo ringback che di tipo overshoot. La forma d’onda di colore verde (che corrisponde al receiver po- sto in altro a destra nel diagramma topologico) evidenzia infatti un overshoot negativo superiore a 1,4 V. La forma d’onda di colore blu (l’altro receiver) presenta invece un ringback a 0,8 V, che costituisce la soglia logica inferiore. Se si costruisse un pcb con una simile topologia, si verificherebbero senz’altro degli errori nel flusso dei dati, ed inoltre si correrebbero rischi di danneggiamento fisico dei receiver (vedi Figg. 1 e 2). Riducendo significativamente le lunghezze dei collegamenti presenti nella topologia, fino a valori abbondantemente inferiori a quelli richiesti dai fronti del segnale, è possibile ottenere delle forme d’onda dei receivers decisamente più “pulite”. Ciò è chiaramente visibile nella Fig. 2. Purtroppo, l’ordine di grandezza di tali lunghezze è di solito di circa un pollice, il che rende questa soluzione spesso impraticabile nei progetti. Figg. 1 e 2 - Una topologia con problemi di qualità del segnale (in alto) ed una topologia con collegamenti di lunghezza ridotta e con segnali puliti (in basso) PCB maggio 2012 63 Un altro metodo per ripulire il segnale inviato al receiver consiste nell’uso di resistenze di terminazione, che consentono di allineare l’impedenza dei drivers e dei receivers con quella delle piste della scheda, controllando i fenomeni di riflessione che causano le violazioni di overshoot e di ringback. L’utilizzo dei terminatori consente anche una flessibilità molto più elevata riguardo alle lunghezze di diversi elementi della topologia. In tal modo viene resa possibile la distribuzione di segnali puliti, senza dover limitare la lunghezza delle piste ad un valore massimo spesso irrealistico. I valori delle resistenze di terminazione possono essere attinti dalle guidelines per la progettazione dei bus, ma in assenza di tali linee guida è anche possibile determinarle mediante l’analisi. In questo contesto, HyperLynx fornisce un supporto avanzato tramite l’apposito strumento Termination Wizard, che è in grado di determinare automaticamente il valore ideale per una terminazione Fig. 4 - Analisi di crosstalk in HyperLynx LineSim dall’esame della topologia. Per quanto riguarda il posizionamento del terminatore all’interno della topologia delle piste, esso può essere determinato facendo variare le lunghezze in questione ed analizzando i relativi risultati. Da questo tipo di analisi discende sia la creazione di regole relative alle lunghezze massime che permettano di individuare il placement dei terminatori, sia la creazione di vincoli di lunghezza per le altre piste pre- Fig. 3 - Una topologia dotata di terminatori, con segnali puliti 64 PCB maggio 2012 senti nella topologia. La Fig. 3 mostra un esempio di questo tipo di attività. È possibile esplorare tutte le lunghezze in questione allo scopo di creare, per l’ingegnere che dovrà definire il layout, uno spazio di alternative progettuali il più ampio possibile, ma in grado di garantire il soddisfacimento dei requisiti di qualità del segnale. Timing La maggior parte dei vincoli di lunghezza presenti in un progetto discende da esigenze legate al timing. Tali esigenze derivano dal fatto che l’invio dei dati a un receiver è “ritmato” dalla tempistica degli intervalli imposti dai segnali di clock. Se i dati non sono a destinazione quando è necessario che vi siano, il sistema non funziona. Esistono due tipologie fondamentali di architetture di timing dei bus: common clock e source-synchronous, il che induce due tipi distinti di vincoli di layout, detti rispettivamente minimo/massimo e matched lengths. I vincoli di minimo e massimo ritardo vengono utilizzati per le architetture di bus di tipo common clock. Un esempio di tale situazione è quello del bus PCI, in cui i dati sono emessi da un transmitter e letti da un receiver al ritmo scandito da un unico clock condiviso. Per assicurarsi che i dati non arrivino a destinazione troppo presto, o non violino i requisiti di tempo minimo di hold (permanenza al livello logico desiderato), è necessario creare un vincolo di lunghezza minima. Per assicurarsi che non arrivino troppo tardi, è inoltre necessario creare anche un vincolo di lunghezza massima. Tuttavia, tali vincoli non sono basati esclusivamente sulla lunghezza del collegamento. La validità, agli ingressi del receiver, dei dati trasmessi è determinata anche in base a numerose altre considerazioni (quali il carico del receiver, o le caratteristiche di qualità del segnale), per cui il calcolo appropriato di tali lunghezze non può prescindere da un’adeguata analisi del segnale. I vincoli di tipo matched delay sono invece utilizzati per i bus di tipo source-synchronous. In questi bus (come ad esempio il bus DDR2) è il transmitter ad inviare un segnale di sincronizzazione, detto “strobe”, insieme ai dati veri e propri, con lo scopo di scandirne la lettura da parte del receiver. Ciò consente di eliminare le complesse relazioni di timing comune tra transmitter e receiver, richiedendo solamente la sincronizzazione tra i dati e lo strobe. Normalmente, questo tipo di interfacce presenta altre aree di criticità (come ad esempio quella relativa alla qualità del segnale) al fine di determinare quando i dati possono essere considerati validi. Il vincolo di timing principale per questi bus è quindi costituito dal vincolo matched delay, che diventa più stringente all’aumentare della velocità del bus o dei problemi di qualità del segnale. - l’edge rate del driver; lo stackup della scheda; l’entità del parallelismo tra le piste; la distanza tra le piste. Il crosstalk produce effetti negativi sia sulla qualità del segnale che sul timing, ed il livello di crosstalk tollerabile su una determinata rete può essere determinato mediante la simulazione. Un esempio di simulazione relativa al crosstalk è illustrato nella Fig. 4. L’analisi di crosstalk si basa normalmente sull’identificazione di una pista, vista come la “vittima” del fenomeno e delle due piste adiacenti, viste come gli “aggressori”. È possibile includere anche ulteriori aggressori, ma nella maggior parte dei casi il 95% del crosstalk proviene dalle due piste più vicine. Utilizzando i modelli del driver e del receiver, nonché dello stackup della scheda integrati nella simulazione, è possibile variare la distanza tra le piste fino a determinare un livello di crosstalk accettabile. È possibile anche modificare la distanza percorsa parallelamente dalle piste, per verificarne l’effetto. Il principale risultato di queste analisi è costituito da una spacing rule tra le piste. Se dovesse risultare impossibile rispettare tale regola, oppure si rendesse necessaria una maggiore flessibilità nel layout, è anche possibile creare una regola che tolleri distanze più ridotte, affiancata da un vincolo sul massimo grado di parallelismo ammesso. Una simile coppia di vincoli può essere definita sulla base dell’analisi di crosstalk, e modificata al variare dei requisiti. Analisi Multi-Gigabit / SERDES Analoghe problematiche di qualità del segnale sono alla base delle analisi condotte per i bus di tipo SERDES, come ad esempio i bus PCI-Express e Serial ATA. Per questi bus non sono tuttavia necessari dei vincoli relativi ai ritardi come avviene nei bus tradizionali di tipo parallelo, poiché il loro funzionamento non è basato su un clock esterno. Il controllo dei ritardi in questo tipo di bus avviene Crosstalk Un altro importante vincolo per il layout è relativo alla spaziatura tra le piste. Tale vincolo è determinato in base al livello di crosstalk rilevato tra i segnali. Il crosstalk è influenzato da numerosi fattori, tra i quali: 66 PCB maggio 2012 Fig. 5 - Setup di una simulazione “eye diagram” per un bus SERDES, che comprende anche i modelli dei fori di via trie dei via ed i salti di layer, è assolutamente cruciale per riuscire a garantire il successo di un progetto di tipo SERDES, pur mantenendo una sufficiente flessibilità del layout e massimizzando la libertà di routing. Verifica post-route Fig. 6 - Una semplice scheda all’interno del tool BoardSim, con tutti i vincoli elettrici ad essa associati perlopiù mediante vincoli che impongano una sincronizzazione molto stringente tra le due linee del segnale differenziale. Dato che i bus multi-gigabit utilizzano una segnalazione di tipo differenziale con fronti di salita e di discesa inferiori ai 100 ps, è importante che le due componenti del segnale presentino sfasamenti contenuti entro i 10 ps, che su un pcb corrispondono a distanze dell’ordine delle decine di mil, ovvero centesimi di pollice. Un’altra criticità presente su questi bus è costituita dal crosstalk per via del fatto che, operando a tensioni logiche inferiori ai 3,3 V e 5 V, essi risultano più suscettibili al crosstalk da parte dei segnali aventi quelle tensioni. L’analisi di crosstalk viene condotta sui bus SERDES in modo fondamentalmente analogo a quanto avviene per altre tipologie di bus, dove l’unica sostanziale differenza consiste nel fatto che è necessario mantenere dagli altri segnali distanze molto più ampie di quelle normalmente utilizzate. La minaccia più importante per i segnali multi-gigabit è tuttavia rappresentata dall’attenuazione. Al crescere delle frequenze, aumentano in- 68 PCB maggio 2012 fatti anche i fenomeni di dispersione. Il maggior contributo alle perdite proviene dalla lunghezza delle piste, il che spiega perché nei bus SERDES sono normalmente presenti dei vincoli sulla loro lunghezza massima. Le perdite dipendono inoltre dal materiale dielettrico utilizzato per la scheda, come anche dalla larghezza delle piste che trasportano i segnali. Ulteriori effetti negativi sui segnali possono poi derivare da altri elementi del percorso da essi seguito, come ad esempio dalla presenza di fori di via. Di tutti questi effetti è possibile tenere debitamente conto nel corso di una appropriata analisi di tipo eye diagram, in grado di fornire una visione globale dei segnali trasmessi sul bus, nello scenario limite corrispondente alla peggiore combinazione dei diversi fattori. Un esempio è rappresentato nella Fig. 5. Tra i risultati prodotti da una analisi SERDES di questo tipo vi sono i vincoli sulle lunghezze massime, i requisiti in termini di larghezza e distanza delle piste, così come anche i vincoli sui layer della scheda. La capacità di esplorare eventuali variazioni di tutti questi elementi, modificando ad esempio le geome- Dopo che tutti i necessari vincoli di routing del progetto sono stati creati e si è provveduto al suo sbroglio nel loro rispetto, è normalmente opportuno verificare che la scheda effettivamente soddisfi i requisiti di tipo elettrico che a tali vincoli hanno dato origine. Il modo migliore per “chiudere il cerchio” del progetto è costituito dalla capacità di effettuare un’analisi dei segnali post-route su tutte le reti presenti nel pcb. La Fig. 6 illustra un esempio di utilizzo del wizard Batch Mode presente in HyperLynx BoardSim. Nella Fig. 6 è possibile notare come BoardSim esegua una simulazione direttamente sui dati del layout, verificando il rispetto dei vincoli relativi a overshoot, delay e crosstalk. Nel caso venissero individuate delle reti che violano uno o più vincoli, è possibile procedere alla loro analisi una per volta, per consentirne un indagine in maggior dettaglio. L’analisi post-route è il complemento ideale alle rigorose analisi pre-route o “what-if ” che vengono condotte nelle fasi precedenti del ciclo di sviluppo. È un ulteriore passaggio nell’elenco di attività indispensabili per una analisi corretta e completa dei bus di tipo high-speed. Senza questo tipo di analisi, ed i vincoli che ne derivano, è impossibile assicurare una progettazione di moderni sistemi digitali in grado di soddisfare gli stringenti requisiti odierni in termini di costi, dimensioni e prestazioni. Mentor Graphics www.mentor.com Il tuo sistema di cleaning sta prendendo la strada sbagliata? Lascia che ti indichi la giusta direzione Kyzen è specializzata in prodotti chimici di precisione per l’elettronica, per il packaging avanzato, per le finiture metalliche e per le applicazioni aerospaziali. L’esperienza della nostra azienda e il supporto rivolto alla clientela garantiscono soluzioni di processo integrato di cleaning capaci di risolvere qualsiasi problema di pulizia. Noi vi offriamo un prodotto di prova assolutamente affidabile che vi permetterà di verificare la qualità dei risultati raggiungibili con i prodotti Kyzen. Chiamaci oggi per valutare personalmente i processi di cleaning che Kyzen offre ai propri clienti. ▶ PRODUZIONE - SISTEMI SOFTWARE Strumenti sw di processo Troppo spesso si considera come valore di un’azienda solo l’insieme dei suoi sistemi di piazzamento, di saldatura o di test.In realtà il patrimonio aziendale è costituito anche di conoscenza ed esperienza,beni immateriali che aiutano ad affrontare cambiamenti profondamente innovativi di Piero Bianchi A partire dalla fine degli anni ’80 c’è stata una progressiva attenzione delle aziende verso strumenti software capaci di dare un forte apporto nella gestione dei processi produttivi. Suite di Manufacturing Resource Planning (MRP) hanno progressivamente ceduto il passo alle piattaforme Enterprise Resource Planning (ERP), capaci di un più diretto dialogo con l’ambiente MES (Manufacturing Execution System) per la gestore della produzione. Entrare nel gioco del mercato il più presto possibile, espandere velocemente la propria presenza e focalizzare l’attività su quanto si sa fare di meglio, sono tre fattori che mantengono la loro validità indipendentemente da come si muove il contesto economico. Non è sufficiente essere i primi a farlo, bisogna puntare sull’ampliamento della propria presenza per diventare il riferimento del mercato. Più ampia è la fascia degli utilizzatori e maggiori sono le possibilità di diventare lo standard di riferimento, sbarrando di fatto l’accesso alla concorrenza. L’introduzione dei sistemi di business management aiutano l’industria manifatturiera a rendere trasparente, e in tempo reale, l’intero ciclo produttivo, con la sua vocazione al miglioramento continuo dovuto alle strategie “zero difetti” e alla tracciabilità totale. 70 PCB maggio 2012 Con frequenza si parla della necessità di innovazione, ma innovare significa anche saper utilizzare le opportunità presenti e la misura è la chiave per l’interpretazione oggettiva della realtà in cui si opera. La misura permette di controllare i risultati ottenuti, di calcolare il percorso fatto e quello che ancora si stima di poter fare. Innovare significa saper utilizzare l’insieme degli strumenti virtuali oggi disponibili e destinati a rinforzare l’attività produttiva, quell’insieme di strumenti che non intervengono fisicamente nella produzione dei pcb, ma grazie ai quali è possibile creare una metodologia di lavoro in grado di raggiungere gli obiettivi aziendali. Si tratta di un insieme di tool di misura dove le variabili considerate non sono grandezze fisiche, ma bensì un rapporto funzionale delle prestazioni aziendali. Un difficile equilibrio all’interno della supply chain Ogni azienda è per forza di cose posizionata all’interno di una catena di fornitura e si trova a gestire bilateralmente verso l’esterno rapporti con clienti e fornitori; internamente deve invece gestire i rapporti col personale. Emerge con evidenza la necessità di trovare delle precise posizioni di equilibrio, dove nessuno dei tre rapporti deve essere né privilegiato oltremisura né tantomeno trascurato. L’azienda troppo orientata alla politica di fornitura tende costantemente a richiedere sempre più sconto, riducendo i margini di profitto dei fornitori li forza inoltre con modalità di pagamento estremamente gravose. Il risultato è l’indebolimento della fidelizzazione dei fornitori, che in momenti di difficoltà lavoreranno con l’azienda, ma superate le flessioni di mercato saranno più portati a seguire altre realtà. Sulla distanza viene a mancare la sicurezza negli approvvigionamenti e soprattutto la costanza nella qualità delle forniture. Un’azienda eccessivamente customer oriented risulta incline ad una politica di prezzi al ribasso, lavorando a discapito della redditività. In questo caso per ottenere profittabilità si è portati a operare tagli sui costi interni; una politica che crea le condizioni per un basso coinvolgimento del personale. Le figure professionale più valide (con una maggiore facilità di ricollocamento) tendono a lasciare l’azienda e in generale è sempre attivo un certo livello di turn over, con dispersione di conoscenza. Le aziende orientate al personale si dividono in due categorie, quelle che ritengono le risorse umane un puro costo del quale purtroppo non possono farne a meno e quelle che invece sono consapevoli che le competenze interne costituiscono la parte intangibile del patrimonio aziendale e come tali vanno salvaguardate e coltivate. DISTRIBUTORI PER FLUIDI Adesivi, sigillanti, lubrificanti, vernici, inchiostri, UV, solventi, ecc. DAL 1973, MIGLIAIA DI APPLICAZIONI Apparecchi Manuali DOSATORI PER RESINE BICOMPONENTI Dosi da 0,05 a 1000 cc e oltre. Dosatura precisa nel rapporto predetrminato. Applicazioni Automatiche Miscelatura perfetta e costante. Azionamento pneumatico o con motori passo passo. s)LSISTEMAGIUSTOCHEOTTIMIZZAILLAVORO RIDUCEICOSTIELIMINAGLISCARTI AUMENTALAPRODUZIONE Un sistema economico per l’impiego delle resine bicomponenti s$OSIDACCPRECISEERIPETITIVE SENZASGOCCIOLI s#ENTRALINEDICOMANDOPREDISPOSTEPER ILDIALOGOCONISISTEMIAUTOMATICI Sistema a spruzzo ROBOT A 3 E 4 ASSI INTERPOLATI Dosare - Avvitare - Saldare - Posizionare Dosatura Scara Js per lavorazioni in linea s0ROGRAMMAZIONEPER AUTOAPPRENDIMENTO Avvitatura s2IPETIBILITÌ¢MM s)/INGRESSIUSCITE s!READILAVOROlNOAXMM Saldatura Le suite software come strumenti operativi Capire come l’azienda è posizionata e come orientare proficuamente le risorse al fine di ottenere i maggiori risultati, richiede che il presupposto di partenza consideri le risorse aziendali come un bene finito. Si tratta poi di stabilire come suddividerle al meglio. Le variabili che entrano in gioco sono innumerevoli e solo una consolidata esperienza ne consente un utilizzo appropriato e un miglioramento per tramite di continue correzioni. Per questo motivo uno dei beni più importanti non è tanto il “saper fare”, quanto il capire “come le cose sono fatte” e saperlo comunicare. Questo concetto che sembra banale, permette in realtà di avviare un processo virtuoso che senza soluzione di continuità permetta di correggere per migliorare il modo di farle. In riferimento a quanto detto a proposito della supply chain, la strategia verso l’esterno non può essere più importante di quella verso l’interno. La cura del cliente passa quindi per una costante valorizzazione del personale che per lui lavora. Gli strumenti per la gestione delle informazioni e delle competenze rientrano nell’ambito dei sistemi di datawarehouse e data mining, che altro non sono se non sistemi di gestione della conoscenza. Si tratta di una suite di strumenti virtuali per gestire ed elaborare la conoscenza aziendale, sistemi che integrano la misurazione delle prestazioni con quelle delle capacità produttive. I moduli usualmente coprono l’area applicativa, l’area operativa e quella di comunicazione. All’area di strategia applicativa appartengono tutti gli strumenti di pianificazione, schedulazione e gestione del materiale. All’area di verifica operativa fanno capo la gestione dei tempi e della qualità. L’area comunicazione si rivolge verso l’esterno. Riveste sempre più un’importanza strategica anche per le piccole e medie imprese perché cura l’aspetto delle 72 PCB maggio 2012 informazioni veicolate verso il mercato e mira a diversificare il proprio prodotto e a creare fidelizzazione verso il cliente. Il virtuale diventa tangibile La percezione del valore contenuto nell’innovazione non è immediata, a maggior ragione se l’innovazione si avvale di sistemi virtuali. La valutazione della propria posizione è la prima delle fasi che devono essere affrontate per introdurre un sistema di gestione della conoscenza. Prima ancora di muoversi in una qualsiasi direzione è necessario sapere e capire esattamente come si produce, quali sono i punti di forza e quali di debolezza. La prima azione è quella di identificare gli obiettivi, stabilendo quali raggiungere nel breve, medi e lungo periodo. Volumi, livello di qualità e redditività sono gli obiettivi da raggiungere, che devono essere misurabili per permettere una costante verifica di posizione tra punto di partenza, posizione attuale e dove si desidera arrivare. Identificata la propria posizione di definisce la strategia per come muoversi. Si formulano i criteri per l’uso ottimizzato dei sistemi di processo e la rimozione delle criticità individuate. Parallelamente si studia come potenziare la crescita del personale per ottenerne il massimo coinvolgimento nell’ottica della migliore prestazione operativa e qualitativa. È solo dopo queste dovute considerazioni che è possibile capire quanto un sistema di gestione della conoscenza può aiutare sul percorso del miglioramento, evidenziando in tempo reale ogni scostamento rispetto alla formulazione teorica. L’aspetto modulare dello strumento software permette la continua integrazione di nuove competenze all’interno del sistema azienda dove diventa uti- le monitorare anche le attività complementari di progettazione e di pianificazione. Particolare attenzione alle risorse umane Le suite consentono usualmente di sviluppare un insieme di schede legate al personale per conoscerne le caratteristiche professionali peculiari; questo serve a creare team di lavoro omogenei e a formulare strategie premianti per aumentare le sinergie di gruppo e il senso di appartenenza all’azienda. I vantaggi apportati dall’introduzione di un sistema di gestione della conoscenza sono immediatamente apprezzabili perché senza coercizione inducono l’instaurarsi di un sistema di autocontrollo, per misurare in prima persona le proprie prestazioni, fatto che migliora immediatamente i tempi di produzione. È importante che ognuno possa valutare autonomamente le proprie prestazioni, comparandole anche con quelle dei colleghi; decade da subito l’alibi delle preferenze del responsabile di produzione nello stabilire i meriti, a favore di una oggettività stabilita dal sistema. Sull’altro versante i vertici aziendali possono disporre di dati attendibili in tempo reale, che consente loro una gestione oculata e mirata di tutte le risorse. Con una raccolta oggettiva vengono eliminati pericolosi filtri, così come i ritardi e gli sprechi che possono inquinare pro o contro i dati reali dell’attività. L’affermazione secondo cui solo ciò che è misurabile è migliorabile, conferma la sua valenza anche nel misurare le nostre e le altrui competenze nell’obiettivo della crescita comune. ▶ AZIENDE E PRODOTTI - MISURARE LA CORRENTE I vantaggi della tecnologia fluxgate La misura e l’osservazione dell’andamento della corrente su un pcb è oggi possibile grazie a un micro magnetometro capace di misurare correnti da 10 mA a 20 A picco-picco, sia in regime di corrente continua che nella fascia delle frequenze fino a 5 MHz Con questa nuova sonda, prodotta da TTi e commercializzata da Distek, si possono rilevare correnti su circuiti DC così come su circuiti in frequenza fino a 5 MHz, semplicemente appoggiando la terminazione isolata della sonda sul conduttore. La sonda ha l’incomparabile pregio di essere compatibile con gli oscilloscopi di tutte le marche. di Dario Gozzi Tecniche di misura della corrente L a nuova sonda per la misura di corrente I-prober 520 introduce una radicale novità nel mondo della misura della corrente. Può rilevare e misurare la corrente sulle piste di un pcb e su altri conduttori come le sonde tradizionali non potrebbero fare. Questa potenzialità include la capacità di rilevare il passaggio di correnti anche nei collegamenti interni dei componenti, sui pin dei componenti e sui piani di massa. Lo strumento ha dimensioni estremamente contenute, per cui è facile accedere anche a punti di misura su schede densamente popolate. Di norma la corrente può essere rilevata aprendo un circuito ed inserendo uno shunt (che, ricordiamo, converte la corrente in tensione) o avvolgendo il conduttore con un rilevatore magnetico di tipo toroidale, come avviene nelle pinze amperometriche. Risulta il più delle volte impraticabile il dover aprire il circuito per poter misurare la corrente che vi circola e, nel caso dei pcb, addirittura assurdo il dover tagliare una pista. 74 PCB maggio 2012 Le sonde per la misura in corrente continua, in realtà, non misurano direttamente la corrente, ma l’intensità del campo magnetico. La corrente che circola in un conduttore crea un campo magnetico che è direttamente proporzionale alla corrente stessa. Se il conduttore è circondato da un rilevatore di campo magnetico (materiale ferromagnetico ad alto valore di permeabilità magnetica), questo flusso è rilevato e proporzionalmente convertito in una misura di corrente. Le sonde convenzionali eseguono la misura catturando il campo magnetico attraverso un anello realizzato con un materiale ad alta permeabilità magnetica. Il campo è poi misurato per mezzo di un sensore di campo, di solito ad effetto Hall. In alternativa la corrente alternata può essere misurata attraverso un avvolgimento che crea un primario attorno al conduttore. In un dispositivo ibrido utilizza un sensore di campo per la misura della corrente in continua e a basse frequenze, mentre impiega l’effetto trasformatore per le alte frequenze. A oggi le sonde sono costituite da due semicircuiti che si serrano attorno al conduttore chiudendosi in un unico circuito (da cui la definizione di “pinza”). La posizione del conduttore su cui effettuare la misura all’interno di questo anello ha poco effetto sul risultato finale. Fig. 1 – Portatilità dell’I-prober nell’apposita valigetta La misura sul pcb La misura della corrente su un pcb è particolarmente difficile perché normalmente non è conveniente interrompere una traccia o scollegare il pin di un componente ed è impossibile far sì che la pista passi all’interno del circuito magnetico di rilevamento. L’unica via percorribile per osservare e misurare l’andamento della corrente all’interno dei circuiti di un pcb è mediante la rilevazione del campo magnetico in prossimità delle piste o dei terminali dei componenti. Per ottemperare a questa missione è richiesta un’ottimale calibrazione del sensore, che deve rimanere a una precisa e ripetibile distanza dalla pista del circuito. Per avere una buona sensibilità, questa distanza deve essere d’altro canto piuttosto limitata perché, approssimativamente, il campo si riduce proporzionalmente del quadrato della distanza. Per creare una sonda di misura che fosse realmente utilizzabile al lato pratico, è stato necessario creare un sensore particolarmente miniaturizzato che avesse come requisiti tecnici delle caratteristiche dimensionali molto precise, la capacità di rilevare correnti continue, un’ampia larghezza di banda in regime di misura delle correnti alternate e un basso livello di disturbi. Un insieme di requisiti che nessuna sonda amperometrica possedeva. I-prober 520 utilizza il consolidato principio di funzionamento del magnetometro fluxgate; tecnologia questa che fino a oggi è stata limitata da una larghezza di banda di pochi KHz e, di conseguenza, impiegata per misure di precisione del campo magnetico in aree non di produzione elettronica come la geofisica. Il concetto di posizionamento di una sonda di corrente in prossimità del conduttore in realtà non è comple- tamente nuovo, ma i primi modelli erano in grado di misurare solo elevate correnti a basse larghezze di banda. Il sensore inglobato nella sonda I-prober 520 e posizionato sulla punta ha dimensioni di qualche centinaio di micron ed è racchiuso all’interno di un materiale speciale, che non genera nessun tipo di interferenza. Questo consente di poter utilizzare una frequenza di eccitazione di diverse decine di MHz Fig. 2 – L’I-prober 520 è utilizzato con grande efficacia nelle misurazioni su pcb particolarmente popolati PCB maggio 2012 75 Approfondimento su… Permeabilità magnetica: è la grandezza fisica che esprime l’attitudine di un materiale a lasciarsi magnetizzare. Si misura in henry/metro, equivalente a newton/ ampere2. Mentre per la maggior parte delle sostanze la permeabilità magnetica è una costante, per altre come ferro e nichel ha un comportamento che manifesta una più o meno marcata isteresi, ovvero c’è dipendenza dalle precedenti magnetizzazioni e smagnetizzazioni subite. Questi materiali sono detti ferromagnetici. Il materiale ferromagnetico è caratterizzato dal fatto di assumere una magnetizzazione molto forte. La magnetizzazione non è linearmente proporzionale al campo magnetico esterno, ma ha un comportamento tipico detto di isteresi. All’aumentare del campo esterno, la magnetizzazione raggiunge un dato valore di saturazione. Anche se il campo esterno si annulla, rimane una magnetizzazione residua. Per annullarla bisogna applicare un campo coercitivo di segno opposto a quello applicato in precedenza. Magnetometro a induzione: in base alla legge di Faraday un campo magnetico variabile che percorre una spira conduttrice vi induce una corrente; aumentando il numero di spire, la corrente indotta vi cresce proporzionalmente. L’idea di principio del magnetometro a induzione è data da un avvolgimento di filo elettrico ai capi del quale è posto un amperometro molto sensibile. Il principale svantaggio è che, sebbene sia in grado di misurare le variazioni di campo magnetico, questo non rileva i campi statici o variabili se non molto lentamente. Per questi ultimi si usa il magnetometro fluxgate. Magnetometro fluxgate (o magnetometro a passaggio di flusso): è basato sulla variazione nel tempo della permeabilità magnetica del nucleo. Si parte dal concetto secondo cui, quando un materiale magnetico è saturato, la sua permeabilità per ulteriore magnetizzazione decresce. Su un circuito ferromagnetico, costituito da un anello di materiale a elevata permeabilità magnetica, vengono avvolte delle spire di filo conduttore e in queste ultime viene iniettata una corrente periodica di intensità molto elevata, che serve a portare il nucleo vicino alla saturazione. A quel punto il nucleo inizia a mostrare il suo comportamento non lineare. Il principio di base è che, se con la corrente iniettata in un verso le non linearità compaiono prima che nel verso opposto, si è in presenza di una sovrapposizione di un campo magnetico esterno. che si traducono a livello sensore in una banda che va dalla continua ai 5 MHz, con una generazione di disturbi trascurabile. Note di funzionamento La grandezza del segnale rilevato dalla sonda è criticamente in relazione alla posizione del sensore rispetto alla pista e alla dimensione di quest’ultima, ma attraverso la control box si può calibrarne la sensibilità. I risultati della misura dipendono anche da altri effetti che si presentano al puntale della sonda e non necessariamente in arrivo con la corrente da misurare nel conduttore, come ad esempio l’influenza del campo magnetico generato dai componenti attigui e dal campo 76 PCB maggio 2012 magnetico terrestre o da quello generato da altre sorgenti presenti nell’ambiente, come i trasformatori. Anche la corrente che percorre tracce adiacenti o posizionate sul lato opposto del pcb potrebbero interferire nella misura. Ci sono comunque le soluzioni anche per questi potenziali problemi. Le interferenze dovute alla corrente alternata si possono attenuare mediante appositi filtri contenuti nella control box, che contiene anche un’ampia gamma di controlli di offset per le misurazioni in continua. È comunque indispensabile la conoscenza sia del circuito che dell’intero sistema, perché, comunque, come spesso succede, i risultati bisogna anche saperli interpretare. Con molti circuiti di switching che lavorano in alta frequenza, la sola in- serzione di un breve tratto di conduttore può cambiare l’induttanza per quel tanto che basta ad alterare le prestazioni del circuito; la sonda I-prober 520, a differenza delle altre sonde convenzionali, presenta bassissimi livelli di impedenza e una trascurabile capacità parassita. Lavorando su circuiti alimentati può capitare che si debbano realizzare misurazioni in aree che raggiungono alte temperature d’esercizio, ma la sonda è realizzata con materiali che le permettono di lavorare a contatto con componenti a 120 °C per periodi prolungati o a 150 °C per brevi intervalli di tempo. La sonda è progettata anche per lavorare con tensioni dell’ordine dei 300 V rms sui circuiti direttamente collegati sulla linea AC e con tensioni di 600 V rms su circuiti secondari. Sebbene la missione primaria della sonda I-prober sia la misura a contatto del flusso di corrente, ci sono dei casi in cui risulta utile il metodo classico di circondare col rilevatore il filo conduttore. La sonda è fornita in modo standard di un toroide che, inserendosi a pressione sulla punta della sonda, al cui interno passa il filo su cui va effettuata la misura. chiude il circuito magnetico. Il toroide è aperto fino al momento in cui il puntale della sonda non lo penetra per cui non è necessario scollegare il filo su cui eseguire la misura. Ultima, ma non per importanza, è anche la prestazione di misura del campo elettromagnetico, realizzata con particolare accuratezza in virtù della ridotta dimensione del sensore. La variazione del campo al variare della posizione della terminazione sensibile della sonda, consente di individuarne con precisione la sorgente e l’andamento spaziale. Con uno switch sulla control box si reimposta la scala di misura per avere l’andamento in tesla o in ampere/metro. Distek www.distek.it le tecnologie elettroniche al servizio della salute Milano, 28 giugno 2012 seconda edizione dell’evento organizzato da Selezione di Elettronica rivolto alla “Medical Design Community” Il convegno Una sessione convegnistica, a cura di università, associazioni, istituti di ricerca, società di analisi di mercato e Oem internazionali attivi nel settore elettromedicale, con interventi di elevato valore scientifico e tecnologico. CON IL SUPPORTO DI Sponsor I workshop Una serie di workshop tecnici, a cura delle aziende fornitrici di dispositivi microelettronici e di sistemi elettronici, dedicati alla presentazione delle ultime tecnologie disponibili nei semiconduttori, nella connessione, nella componentistica passiva, nell’alimentazione, nella visualizzazione. L’esposizione Un’esposizione, a cura delle aziende partecipanti, in cui i visitatori potranno verificare l’offerta disponibile e gli avanzamenti tecnologici e confrontarsi con gli specialisti sulle problematiche applicative dell’elettronica nei sistemi medicali. L’area dimostrativa Un’area dove il pubblico avrà la possibilità di accedere a sessioni dimostrative, “toccare con mano” gli strumenti e le apparecchiature ed effettuare prove pratiche sul campo, con la presentazione di casi applicativi reali. I partecipanti L’evento si rivolge alla “Medical Design Community” e in particolare ai progettisti e ai tecnici elettronici impegnati nello sviluppo di applicazioni medicali, ma anche ai responsabili delle tecnologie informative, ai tecnici sanitari, agli uffici acquisti e a tutti gli operatori interessati agli sviluppi delle tecnologie elettroniche nel medicale. Milano, 28 giugno 2012 Luogo Sala Bramante, Palazzo delle Stelline, Corso Magenta 61 – Milano Orario 09.00 – 17.00 Registrazione [email protected] http://www.formazione.ilsole24ore.com/ ▶ AZIENDE E PRODOTTI - ANNIVERSARI 1992, Hans-Günter Ulzhöfer - CEO, SMT (a destra) con il sindaco di Wertheimright Mr. Gläser (a sinistra) di fronte al sistema SMT 400 PC I (primi) 25 anni della SMT Wertheim Alla fine degli anni ‘80 Hans Günter Ulzhöfer, che aveva abbandonato una promettente carriera nel settore nautico, per sfondare come sales engineer di successo in un’azienda di Wertheim - giunse a formulare un’assioma importante: “non solo posso fare tutto questo autonomamente, ma posso anche farlo meglio” P rima a farsi che a dirsi, il 13 febbraio 1987 una nuova realtà venne presentata al registro commerciale della città di Wertheim: era stata fondata l’azienda SMT Maschinen- und Vertriebs GmbH & Co. KG e fu questo il momento in cui venne posta la prima pietra di una vera e propria storia di successo. Inizialmente la sede dell’azienda si estendeva su 145 m2 di spazio commerciale in un’area affittata nella Erlenstraße di Wertheim e, con 78 PCB maggio 2012 due impiegati assunti, si concentrava esclusivamente sulla progettazione, lo sviluppo, le vendite e i servizi di reflow basati su tecnologia a infrarossi. In quel momento, la tecnologia era ancora ai suoi albori, ma con un costante aumento di richieste di prodotti elettronici, questa si trasformò successivamente in una vera e propria tecnologia alla moda. Dotata di un team ridotto ma estremamente agguerrito, dedita al lavoro in modo esemplare e caratterizzata da un’atmosfera familiare che ancora oggi la caratterizza, l’azienda ha superato i momenti difficili degli alti e bassi, i momenti del successo e dell’insuccesso e - in certi momenti - le subdole trappole che minano la strada dei grandi risultati. E il successo arrivò rapidamente, tanto che l’azienda ebbe necessità di nuovi spazi: il risultato fu il trasferimento in un edificio di proprietà, di 1200 m2, con 600 m2 di uffici e dotato già dal 1992 di un’area dimostrativa. 2010 SMT Vision Award - miglior nuovo prodotto con il sistema Vacuum Plus; 2010 Global Technology Award, sotto la categoria “Soldering equipment”. Evoluzione continua Nel 1993 Hans Günter Ulzhöfer prese una decisione che che determinò la futura direzione aziendale. Si sbarazzò dell’allora affermata tecnologia IR e si rivolse a una nuova tecnologia che meglio si atteneva alla filosofia e alle strategie aziendali: la tecnologia a convezione e la saldatura reflow con proceso ad aria calda. L’ambizione del fondatore dell’azienda era e continua a essere ancora oggi non soltanto quella di fornire al mercato prodotti tecnicamente sofisticati e innovativi, ma sempre nel rispetto dell’ambiente, i più economici possibili in termini di consumo e con prodotti dalla minima manutenzione complessiva. Un’ambizione che trova un riflesso negli statuti aziendali e nella pubblicazione del Manuale del Quality Management relativo alle norme DIN ISO 9001. Da quel momento le cose iniziarono a muoversi in modo automatico: 1995 Espansione dell’area produttiva di uno spazio di 1100 m2 nel Plant II; 1997 Apertura di un Demo Center; 1998 Creazione di una nuovo magazzino di buffer; 2008 Costruzione del Plant III; 2008 Apertura del centro tecnologico e del Plant IV; Sede operativa di SMT Le basi portanti della strategia di SMT 2010 Inaugurazione del Plant V e raddoppio dell’area produttiva nell’impianto principale. Durante questo periodo di tempo, in ogni caso, l’azienda ha raggiunto successi tecnici di rilievo e ha ricevuto per questo importanti brevetti e riconoscimenti: 1995 Brevetto per il sistema di ugello a fessura; 1997 Brevetto per il processo Quattro Peak; 2003 Cleaning a gas mediante processo di pirolisi (ABS); 2003 Controllo intelligente dell’azoto; 2007 Azienda numero uno in Europa secondo i dati dello studio ITM (basato sul maggior numero di macchine vendute); Dal 2006 l’immagine dell’azienda è iniziata a cambiare da quella che era, cioè da produttore di puri sistemi di reflow a fornitore di soluzioni chiavi in mano per processi termici. È stato riconosciuto all’azienda un potenziale di gran lunga superiore rispetto a quello che appare dall’esterno. La logica conseguenza di ciò è stata l’introduzione del gruppo di prodotti HTT, macchine personalizzate specificamente progettate per il test termico, per i settori del curing e del bonding. Queste macchine hanno acquisito un successo importante sul mercato e rappresentano un’ideale integrazione ai sistemi consolidati di saldatura reflow. Fornitore di prodotti e linee chiavi in mano Ma ciò non è tutto. L’azienda ha cercato di andare incontro alle richieste di mercato relative alla fornitura di soluzioni complete. Venne pertanto deciso di espandere la gamma di progetti aggiungendo una nuova linea e di sviluppare il sistema SMT a UV. Sistemi questi che erano necessari per l’asciugatura e l’indurimento delle vernici di coating su pcb e componenti e per risparmiare spazio e costi. A questo riguardo, alla fine del 2011 l’azienda di Wertheim ha deciso di tenere un certo numero di colloqui esplorativi con una serie di aziende di rilevanza internazionale. L’obiettivo finale era quello di diventare fornitore di linee chiavi in mano nel campo del conformal coating, ciò con il supporto delle tecnologie di reflow IR già presenti in azienda e di quelle UV. Con l’introduzione nel 2010 del modulo Vacuum Plus da integrare nei sistemi di saldatura reflow SMT preesi- PCB maggio 2012 79 Aprile 2008, apre la filiale americana SMT North America, con quartier generale a Glen Allen a Richmond in Virginia stenti, SMT ha mostrato una volta in più al mercato la sua forza innovativa e la sua competenza tecnica. Il modulo a vuoto viene collocato tra le zone di riscaldamento e di raffreddamento di un sistema di saldatura reflow, permettendo di raggiungere risultati virtualmente privi di voids - caratteristica questa particolarmente richiesta dai settori dell’automotive, dell’aerospazio, della difesa, dell’elettromedicale e delle telecomunicazioni high-end. Per completare il modello a cinque colonne di SMT, è stato raggiunto alla fine del 2011 il completamento dello sviluppo e della presentazione al mercato della tecnologia KTT di test del freddo. I sistemi KTT vengono usati per raffreddare prodotti e assemblati a temperature inferiori ai -42 °C in un processo continuo, prima di essere inviati al test funzionale del freddo. Lo scopo principale di questo gruppo di prodotti è un’incredibile efficienza, senza perdere di vista naturalmente la manutenzione corrente e la semplicità d’uso, così come la stabilità del processo. Oltre i confini Il risultato della vasta base di prodotti aziendali e l’accresciuto interesse nei prodotti SMT, in particolare da parte delle grandi aziende internazionali, ha obbligato l’azienda a conduzione familiare, che ha avuto fin dall’inizio obiettivi limitati all’area nazionale e al massimo europea, a doversi attrezzare per poter competere sui mercati globali. 80 PCB maggio 2012 Agosto 2009, apre la SMT Asia Pacific in Singapore, Malesia Il primo passo è stato fatto il 1 aprile 2008 con la fondazione della filiale americana, la SMT North America Inc., con quartier generale a Glen Allen, Richmond, Virginia. SMT North America è responsabile in primo luogo della successiva fondazione di un’organizzazione affiliata di vendita e servizi, di direzione e controllo delle reti sui territori americano, canadese e messicano. In ogni caso, un ulteriore scopo della sua attività è relativo allo sviluppo dei mercati emergenti come quello brasiliano. Nel 2011 è stato fatto un importante passo avanti con l’installazione di un sistema demo di reflow nello showroom di un’azienda attiva a livello internazionale, la Zestron, con sede nei paraggi di Washington, DC. SMT Asia Pacific Pty. Ltd. è stata invece aperta a Singapore il 6 agosto 2009. L’obiettivo è stato quello di controllare l’intera area Asia-Pacifico e fornisce la collaborazione con l’aiuto di agenzie preesistenti in loco e ha il compito di organizzare e ristrutturare la rete di vendita e di servizi nell’area. Anche in questo caso, un ulteriore scopo di SMT AP è quello di sviluppare progetti in mercati emergenti, come l’India. Un passo ulteriorie è stato compiuto poi nel momento in cui è stata portata a termine l’installazione di un apparato dimostrativo nello showroom della Zestron, la stessa azienda attiva a livello internazionale che, nell’area, è presente con una sede a Shenzhen, nelle vicinanze di Hong Kong. L’apertura delle sedi distaccate è stata pensata per disporre di una presenza internazionale e per essere più forti in vista della globalizzazione aziendale, elemento questo che continua ad essere fortemente perseguito ancora oggi. In questo senso già oggi sono stati raggiunti importanti risultati; le due filiali contribuiscono infatti in modo decisivo a consolidare i successi aziendali. Oggi… Con uno staff di 120 persone a livello globale, l’SMT Wertheim oggi produce esclusivamente in un unico sito a Wertheim in un’area di 6000 m2. Un turnover globale ha inoltre caratterizzato l’azienda negli ultimi anni. Così come ha dichiarato Hans Günter Ulzhöfer: “Non tutte le decisioni prese sono state giuste. Comunque, la cosa più importante è che la maggior parte delle decisioni che sono state prese non sono state sbagliate. Solo una crescente analisi critica delle decisioni presa dall’azienda stessa così come dalle altre entità - e una continua disponibilità nel migliorare, nel cambiare e nell’apportare le giuste correzioni ti permettono di prendere la giusta via, visto che non è mai il vento, ma la vela a segnare la giusta direzione”. SMT Wertheim www.smt-wertheim.de Lifetek www.lifetek.it $*03&%6UO 7HO )D[ LQIR#DJPSFELW ZZZDJPSFELW 5HDOL]]D]LRQHGLSURWRWLSL SLFFROHHPHGLHVHULHGL3&% PRQRUDPHGRSSLDIDFFLDH PXOWLOD\HUVÀQRDOD\HUVFRQ LPSHGHQ]DFRQWUROODWDHIRUL LQWHUUDWLRSDU]LDOL 0DWHULDOL&(0)5$OWD7J 3RO\PLGHH$OOXPLQLR )LQLWXUH&RQIRUPL5R+6 1L$XFKLPLFRRHOHWWUROLWLFR +$/OHDGIUHH6QFKLPLFR RLQ6Q3EVXUIXVLRQHR+$/ WUDGL]LRQDOH 8IÀFLRWHFQLFRLQWHUQR SHUO·LQJHQLHUL]]D]LRQH GHOO·DWWUH]]DWXUDGLSURGX]LRQH HUHDOL]]D]LRQH GHOOHSHOOLFROHPHGLDQWH SKRWRSORWWHUODVHU &HUWLÀFD]LRQH,62 $5(/6UO9LD*'L9LWWRULR0D]]R'L5KR0, 7HO)D[ 7LSRORJLDGLSURGRWWL DUHO#DUHOVUOLWZZZDUHOVUOLW )LQLWXUH +DOKDOOHDGIUHHVWDJQRFKLPLFR DUJHQWRFKLPLFR 1L$XFKLPLFR1L$XHOHWWUROLWLFR *UDILWHLQFKVSHOO 2PRORJD]LRQH8/( &HUWLILFD]LRQH,6281,(1 8Q·RUJDQL]]D]LRQHHIILFLHQWHPROWR IOHVVLELOHXQSHUVRQDOHTXDOLILFDWRH DGGHVWUDWRFRVWDQWHPHQWHUHQGRQR O·D]LHQGDLQJUDGRGLUHDOL]]DUH FDPSLRQDWXUHLQRUHVRODUL ,VXRLSURFHVVLFHUWLILFDWLVRQRDGDWWLVLD DOODIDEEULFD]LRQHGLSH]]LXQLFLFKH DOODSURGX]LRQHGLSLFFROHHPHGLH TXDQWLWj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j HOHWWURPDJQHWLFD PCB maggio 2012 81 6HUYL]L352727,3,0RQRH'RSSLD)DFFLDLQ+ 0XOWLVWUDWRLQ+352'8=,21,LQ** 7HFQRORJLDPLFURIRUDWXUDIRULFLHFKLHLQWHUUDWL ÀQHOLQHÀQHSLWFK%*$ 0DWHULDOL)5&(07HUPDOJODG,067HÁRQ ÁHVVLELOL.DSWRQHULJLGRÁH[ )LQLWXUH+$/(1,*6WDJQRFKLPLFR$UJHQWR FKLPLFR2632URHOHWWUROLWLFR5R+6 6WDQGDUG,3&$*&ODVVH $QDOLVLGLIDWWLELOLWjSHUSURGRWWLIXRULVWDQGDUG 2PRORJD]LRQH8/( &HUWLÀFD]LRQH,62 7HFQRPHWDO7HO)D[FRPPHUFLDOH#WHFQRPHWDOSFEFRP Produttori di circuiti stampati pubblicati in base al logo di fabbricazione Nel corso di tutto il 2012 questa sezione dedicata ai fabbricanti di circuiti stampati verrà aggiornata mensilmente. Se siete interessati a comparire su queste pagine per ulteriori informazioni contattare il numero 02 30.22.60.60 Informativa ex D. Lgs 196/3 (tutela della privacy). Il Sole 24 ORE S.p.A., Titolare del trattamento, tratta, con modalità connesse ai fini, i Suoi dati personali, liberamente conferiti al momento della sottoscrizione dell’abbonamento od acquisiti da elenchi contenenti dati personali relativi allo svolgimento di attività economiche ed equiparate per i quali si applica l’art. 24, comma 1, lett. d del D.Lgs n. 196/03, per inviarLe la rivista in abbonamento od in omaggio. Potrà esercitare i diritti dell’art. 7 del D.Lgs n. 196/03 (accesso, cancellazione, correzione, ecc.) rivolgendosi al Responsabile del trattamento, che è il Direttore Generale dell’Area Professionale, presso Il Sole 24 ORE S.p.A., l’Ufficio Diffusione c/o la sede di via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano). Gli articoli e le fotografie, anche se non pubblicati, non si restituiscono. Tutti i diritti sono riservati; nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, memorizzata o trasmessa in nessun modo o forma, sia essa elettronica, elettrostatica, fotocopia ciclostile, senza il permesso scritto dall’editore. L’elenco completo ed aggiornato di tutti i Responsabili del trattamento è disponibile presso l’Ufficio Privacy, Via Monte Rosa 91, 20149 Milano. I Suoi dati potranno essere trattati da incaricati preposti agli ordini, al marketing, al servizio clienti e all’amministrazione e potranno essere comunicati alle società di Gruppo 24 ORE per il perseguimento delle medesime finalità della raccolta, a società esterne per la spedizione della Rivista e per l’invio di nostro materiale promozionale. Ritagliare e spedire per posta in busta chiusa all’indirizzo: Il Sole 24 ORE S.p.A. - Sede operativa ufficio traffico PCB Magazine via Carlo Pisacane, 1 (ang. SS Sempione) - 20016 PERO (Milano), oppure inviare via fax al numero 02 30.22.60.91 Cognome___________________________________________________________________________________ Nome ______________________________________________________________________________________ Sono interessato a conoscere i costi della seguente offerta: A 1 spazio (3 x 17,5 cm) per 11 uscite Il Nostro logo in b/n visibile nella tabella descrittiva oltre a un breve testo di 180 caratteri (spazi inclusi) nella colonna “tipologia di prodotto”. B 1 spazio (6 x 17,5 cm) per 11 uscite Il Nostro logo a colori in evidenza nel box oltre a un testo di 420/450 caratteri (spazi inclusi) con più eventuali altri loghi (es. omologazione, CSQ, UNI, ecc.). Professione_________________________________________________________________________________ Società _____________________________________________________________________________________ Via _________________________________________________________________ n. _____________________ CAP _____________ Città _________________________________________________Prov. _____________ Tel. ______________________________________ Cell._____________________________________________ e-mail _____________________________________________________________________________________ Il sottoscritto autorizza al trattamento dei dati personali in base all’Art. 24, comma 1, lettera “d” del D.Lgs n. 196/03, per finalità di informazione e promozione commerciale nel rispetto delle disposizioni della vigente normativa. 82 C 1 spazio (6 x 17,5 cm) per 11 uscite in contemporarea sia sulla rivista sia su web Il Nostro logo a colori in evidenza nel box (offerta B) così come appare sulla rivista, per avere una maggiore visibilità, così apparirà anche su web con rimando al Nostro sito internet. Firma __________________________________________________________________________________data ______________________________________ PCB maggio 2012
Scarica
