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n.9
LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI
SETTEMBRE 2012
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▶ EDITORIALE
Preoccupazioni
condivise
Quando si chiede come vanno le cose al rientro dalle vacanze, una delle risposte che più
spesso riceviamo è: “Bene, grazie… finché i clienti che chiamiamo in questi giorni ci
rispondono, non possiamo lamentarci”.
È una risposta emblematica, meno umoristica di quanto possa sembrare, che dà motivo di
capire quanto le preoccupazioni del settore - per un autunno che sembra prospettarsi critico
- siano comunque evidenti.
È una sensazione particolare quella che viene dal mondo dell’elettronica industriale in
questo inizio di settembre, un mondo in cui non mancano le aziende che chiudono, ma
dove molte delle realtà che resistono sembrano vivere momenti di grande soddisfazione.
Il tenore delle interviste presenti in questo numero di PCB Magazine dimostra infatti
come parte del tessuto industriale della filiera elettronica viva questo 2012 in modo
molto positivo: il business non manca, i fatturati tengono e i grandi drammi della stretta
creditizia sembrano essere vissuti con distacco e platonica indifferenza.
Che sia il segnale di quanto sostiene il Presidente del Consiglio Mario Monti quando
dichiara che “la ripresa non la si vede nei numeri, ma arriverà presto”? Non lo sappiamo.
Sta di fatto che il clima di tensione imperante - almeno nel nostro settore - viene
leggermente stemperato da un latente ottimismo, un ottimismo che certo non guasta, ma
che forse non rispecchia in modo reale quella che è situazione generale.
Notizie tutt’altro che rassicuranti - lo sappiamo tutti - provengono da comparti chiave
dell’industria italiana, soprattutto da quello dell’automobile o degli elettrodomestici,
bacini di sbocco importanti per l’industria elettronica del Paese. Tengono molto bene il
settore militare e quello aerospaziale, certo, ma questi - si sa - sono settori di nicchia, che
non sono rappresentativi per l’intero comparto elettronico.
Sta di fatto che le aziende che al momento tengono sembra siano quelle meglio strutturate,
quelle che operano in settori trainanti e che hanno trovato negli anni il giusto equilibrio
fra flessibilità organizzativa e stabilità finanziaria. E le altre?
Per le altre si attendono mesi difficili, un “autunno bollente” secondo quanto dichiarato
dal Presidente di Confindustria, Giorgio Squinzi, che ha recentemente ammesso: «Ci sono
migliaia di piccole e medie aziende che stanno soffrendo mediaticamente in silenzio, ma
che sono la cosa che ci preoccupa di più».
Come giornalisti del settore possiamo condividere questa preoccupazione, visto che le
aziende che soffrono meritano di esprimere anche attraverso di noi le loro difficoltà.
Le pagine di PCB Magazine saranno sempre aperte a chiunque voglia condividere i
propri entusiasmi, ma anche a chi voglia esprimere e/o denunciare momenti di difficoltà
come quelli che stiamo vivendo in questo periodo.
PCB
settembre 2012
5
▶ SOMMARIO - SETTEMBRE 2012
IN COPERTINA
agenda
Eventi/Piano Editoriale _______________ 10
Lifetek si offre al mercato come realtà
privilegiata atta a garantire la presenza e la competenza nella vita produttiva che consegue al processo di
vendita. Infatti dispone di un team
esperto di tecnici che non vi lascerà
mai soli! I marchi in distribuzione
non sono da meno: Asys-Labelling,
LaserMarking,Depaneling ed Handling; Ekra-Macchine serigrafiche;
Koh Young-Ispezione ottica SPIAOI; SMT-Forni a rifusione; Hover
Davis-Feeders per macchine P&P;
Asymtek-Dispensazione e Conformal
coating; Universal-Linee di montaggio SMT e ad inserzione PTH; Meccanoidea-Macchine di inserimento
Faston; Ovation-GridLok, Magna
Print; EPM-Saldatrici ad onda;
YXlon-Macchine di ispezione XRay.
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6
PCB
settembre 2012
a cura della Redazione
ultimissime
C.S. e dintorni _______________________ 12
a cura della redazione
speciale
Pick & Place
La tecnologia aiuta a contenere i costi ____ 20
di Davide Oltolina
La testa della Pick & Place _____________ 24
di Piero Bianchi
Ottimizzazione della sequenza di lavoro __ 28
di Carla Fiorentino
speciale aziende
Una vita dedicata all’elettronica _________ 34
di Serena Bassi
Come guardare oltre la crisi ____________ 38
di Riccardo Busetto
Anno 26 - Numero 9 - Settembre 2012
www.elettronicanews.it
speciale prodotti
Soluzioni di alta flessibilità _____________ 42
a cura di Monica Polese
DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma
REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione)
CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi
Precisione svizzera, flessibilità italiana ____ 46
di Michele Mattei
Concepita per le sfide del futuro _________ 50
a cura dell’ufficio tecnico Lifeproject
COLLABORATORI: Serena Bassi, Piero Bianchi, Carla Fiorentino,
Luca Fiorucci, Massimiliano Luce, Michele Mattei, Davide Oltolina,
Paolo Paolucci, Paolo Sirtori, Richard Vereijssen
UFFICIO GRAFICO: Elisabetta Delfini (coordinatore),
Walter Tinelli, Elisabetta Buda,
Patrizia Cavallotti, Elena Fusari,
Laura Itolli, Cristina Negri, Diego Poletti, Luca Rovelli
DIRETTORE EDITORIALE BUSINESS MEDIA: Mattia Losi
Guardiamo… Advantis ________________ 52
di Paolo Sirtori
Verso una nuova idea di Pick & Place ____ 56
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 Luca Fiorucci
L’innovazione della produzione _________ 60
di Richard Vereijssen
tecnologie
Largo al factotum ____________________ 62
di Dario Gozzi
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)
Rinnovare per crescere ________________ 66
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
di Dario Gozzi
SPC in rifusione _____________________ 72
Associato a:
di Paolo Paolucci
test & quality
Qualità e controllo di processo __________ 76
di Piero Bianchi
aziende e prodotti
Quattro chiacchiere con Cabiotec________ 80
a cura di Riccardo Busetto
fabbricanti
Produttori di circuiti stampati in base
al logo di fabbricazione ________________ 81
a cura della Redazione
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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
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Privacy, Via Monte Rosa 91, 20149 Milano. I Suoi dati potranno essere trattati da incaricati preposti
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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
settembre 2012
7
▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE
Azienda
pag.
Azienda
pag.
#
3M____________________ 66
K
KIC ___________________ 75
A
Aermacchi ______________ 66
L
Lifeproject ___________ 14, 50
Apex Tool Group _____ 66-67
Lifetek ______________ 52, 55
Arme __________________ 12
Linea __________________ 12
ASM Assembly Systems __ 42, 44
M
Avantec ________________ 66
Inserzionisti
pag.
A
APEX TOOL .................................45
AREL ............................................81
ASM ASSEMBLY ....................II cop.
AUREL AUTOMATION ................27
C
Mager _________________ 12
CABIOTEC......................................4
Mentor Graphics ________ 14
COOKSON ELECTRONICS..............3
CORONA .....................................81
C
Cabiotec __________28, 33, 80
Packtronic ___________ 56-58
E
COE Elettronica____34, 36-37
Panasonic Factory Solutions _ 56-58
E.O.I. TECNE ................................59
Contact 3D _____________ 12
Parmi __________________ 12
F.P.E. ...................................... 19-41
Corona ________________ 12
Prodelec _____________ 34, 37
I
Daewon SMT ___________ 38
Promosol _______________ 66
P
F
I-TRONIK ............................... 11-49
D
E
INVENTEC PERFORMANCE
CHEMICALS ITALIA ............. IV cop.
Dehon _________________ 66
R
RS Components _________ 12
Dupont ________________ 66
S
Samsung ____________ 39-40
L
El.Bo. Service ___________ 16
Seica _______________ 18-19
LA TECNIKADUE .........................44
Ennegi _________________ 12
Serp ___________________ 12
O
Essemtec ____________ 46-48
Siplace ____________42-43, 45
OSAI A.S. .............................. 70-71
Euroconnection __________ 12
Spea ___________________ 12
PACKTRONIC .................................9
Europlacer ______________ 50
Sotragal ________________ 66
PHOENIX CONTACT ....................33
ITECO TRADING ..........................63
LIFETEK............................. I cop.-65
P
F
Flowmaster _____________ 12
T
FMI Technical Consulting _ 66
FPE ___________________ 12
TSM __________________ 40
U
G
Galileo Avionica _________ 66
V
VTT/Electronics_________ 69
I
i-tronic _____________ 46, 48
W
Weller ______________ 66-68
Inventec ________________ 66
J
PCB
Universal ____________ 52-55
USI ___________________ 16
Frost & Sullivan ______ 18-19
8
T.L.M._________________ 12
Juki ______________34-35, 37
settembre 2012
Win-Tek ____________ 38, 40
Y
Yamaha Motor IM Europe_ 60-61
PRODELEC ............................. 15-17
R
RS COMPONENTS ................III cop.
S
SEICA ...........................................57
SPEA ............................................51
T
TECNOMETAL ....................... 55-82
W
WIN TEK ......................................13
Z
ZUKEN .........................................31
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Soluzioni per aziende di successo.
Costs?
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Costi? Eccellenza. Guadagno!
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▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI
Data e luogo
10
PCB
Evento
Segreteria
9-12 settembre
Berlino
Germania
Electronics Goes Green 2012
MCC Agentur für Kommunikation
Wölfertstraße 13
2101 Berlino - Germania
www.egg2012.de
13-14 settembre
Milano
Italia
EIPC Summer Conference
EIPC Services B.V.
PO Box 2060
6201 CD Maastricht - Olanda
Tel. +31 43 34.40.872
www.eipc.org - [email protected]
17-19 settembre
Amsterdam
Olanda
ECOC 2012
Nexus Business Media
Suite 5, Building 60 - Churchill Square
Kings Hill, West Malling - Kent - Gran Bretagna
Tel. +44 (0) 1732 75.21.25
Fax +44 (0)1732 75.21.30
19-20 settembre
Fredericksburg, VA
USA
IPC Workshop: Design for
Manufacture
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
26 settembre
Austin, TX
USA
Austin (CTEA) Expo and Tech
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SMTA
5200 Willson Road Suite 215,
Edina, MN 55424 - USA
Tel. +1 952 92.07.682
Fax +1 952 92.61.819
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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
settembre 2012
▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI
a cura della Redazione
Guida interattiva
R
S Components ha
lanciato una nuova
guida interattiva ai
costruttori, in grado di
coprire i 550.000 prodotti
che compongono l’intera
gamma dell’azienda.
La guida ai costruttori
offre ai clienti un nuovo
modo di navigare: è
possibile filtrare la ricerca
per marchio attraverso la
vasta lista di produttori
e prodotti (disponibili
per la consegna in 24
ore dallo stock di RS),
migliorando nel contempo
l’esperienza di ricerca e le
potenzialità di acquisto
da parte di tecnici e
professionisti di tutto il
mondo. La guida viene
aggiornata costantemente
con le ultime novità di
prodotto: ciò consente agli
utilizzatori di individuare
più velocemente i prodotti
per marchio, riducendo
il tempo tra la ricerca
dell’articolo e l’invio
dell’ordine.
RS Components
www.rs-components.com
SPEAnet, prima rete d’imprese italiana
di macchine per industrie hi-tech
È
nata SPEAnet, la
prima rete d’imprese
italiana attiva nel settore
delle macchine per le
industrie elettroniche e
dei semiconduttori. Si
tratta di una rete di dieci
aziende elettroniche e
meccaniche altamente
innovative, la cui capofila
è SPEA Spa azienda di
indubbia fama nel settore
dei macchinari di collaudo
per microchip, MEMS e
schede elettroniche.
Con la stipula del
contratto di rete, le
imprese di SPEAnet
intendono accrescere
individualmente e
collettivamente la propria
capacità innovativa e la
propria competitività sul
mercato, dando ulteriore
impulso ai progressi e
al trend di crescita degli
ultimi anni.
Tra le aziende che fanno
parte della filiera ne sono
state individuate nove:
SPEA, Arme, Contact
3D, Corona, Ennegi,
Euroconnection, Linea,
Mager, Serp e T.L.M.
Aggregate in SPEAnet
queste aziende
collaboreranno per
ottimizzare e favorire
l’attività di ricerca e
sviluppo finalizzata
alla realizzazione di
nuovi macchinari di
collaudo (Automatic Test
Equipment) e dei relativi
componenti, ciò per
incrementare la capacità
produttiva e raggiungere
un’ottimizzazione dei
processi produttivi, per
condividere una strategia
di espansione sui mercati
esteri, per garantire la
condivisione e il rispetto
di elevati standard di
qualità e di sicurezza
e – naturalmente –
per individuare nuove
sinergie commerciali
e opportunità di
mercato sui comparti di
competenza.
SPEAnet
www.speanet.com
Precisazione
Nel numero di luglio-agosto, l’articolo “I vantaggi delle etichette in poliammide”,
è stato preparato utilizzando materiale di proprietà della FPE di Bresso (MI), senza citarne la fonte.
Ci scusiamo con FPE e con i lettori per l’inconveniente occorso.
12
PCB
settembre 2012
Nuovo accordo
L
ife Project srl ha annunciato la
distribuzione su tutto il territorio
nazionale della società Parmi,
azienda che opera nel settore della
produzione di macchine SPI, che
consentono l’interfaccia di controllo
del processo di serigrafia, l’invio alla
macchina serigrafica dei segnali di
correzione off set e il comando del ciclo
di pulizia stencil.
La società coreana, fondata nel 1998
e cresciuta negli ultimi anni grazie
all’innovativa tecnologia del sistema
laser di illuminazione, vanta un
installato di grandi proporzioni:
1800 unità presenti in tutto il
mondo con importanti ricadute nel
settore della produzione elettronica
automotive, consumer e dei display e
con un’organizzazione di vendita di ben
23 distributori.
Parmi
www.parmi.com
Lifeproject
www.lifeprojectsrl.com
14
PCB
settembre 2012
Sw avanzato per la
simulazione CFD 1D e 3D
M
entor Graphics
presenta una
soluzione software
general-purpose per
l’analisi fluidodinamica
computazionale (CFD
- Computational Fluid
Dynamics) unica
nel suo genere, in
quanto capace di unire
funzionalità di analisi
1D e 3D. Per la prima
volta nel settore, un
prodotto realizza uno
stretto abbinamento
di tecnologie software
1D e 3D grazie
a un processo di
ri-ingegnerizzazione
che consente
loro di operare
congiuntamente
in modo nativo e
con codice sorgente
integrato.
Tale nuova
combinazione è
il primo risultato
dell’attività
d’integrazione
tecnologica resa
possibile dalla recente
acquisizione, da parte
di Mentor Graphics,
di Flowmaster Ltd.
Questo software
consentirà ai clienti di
velocizzare il processo di
progettazione, assicurando
nel contempo analisi
preliminari accurate di
sistema, basate sui dati
di flusso dei fluidi e di
trasferimento termico,
grazie all’utilizzo della
simulazione 3D a livello di
componente.
Con l’utilizzo di questa
soluzione è possibile
ottenere prodotti di miglior
qualità, più competitivi
e presenti sul mercato in
tempi più brevi.
Mentor Graphics
www.mentor.com
Atmosfere… esplosive
A
rgomento
che tocca
marginalmente il
settore dell’elettronica,
ma assai importante
per le aziende che
operano nel settore
chimico della filiera,
il tema della sicurezza
in ambienti a rischio
di esplosione è
stato affrontato l’11
luglio scorso, presso
l’Auditorium Centro
IRCCS “Don Carlo
Gnocchi” a Firenze, in
occasione della terza
edizione dell’ATEX
Al convegno ATEX dell’11 luglio si è trattato anche di ESD.
Nella foto Giuseppe A. Reina di El.Bo. Service
16
PCB
settembre 2012
day, manifestazione
annuale organizzata
dall’Associazione
U.S.I. (Unione
Sicurezza
Informazione).
L’ATEX day ha
accolto, in questa sua
terza edizione, una
selezione di tecnici
esperti che hanno
affrontato in modo
concreto la tematica,
fornendo le soluzioni
operative, gettando
uno sguardo sullo
stato dell’arte della
corretta gestione del
rischio di esplosione
e offrendo un
panorama esaustivo
delle normative
attualmente in vigore
sull’argomento.
Il gran numero di
partecipanti, gli
importanti organismi
di patrocinio e le
numerose aziende che
hanno contribuito
attivamente alla
giornata dimostrano
l’importanza di questo
argomento.
USI
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Le più flessibili,
le più affidabili,
con il miglior rapporto
prezzo/prestazioni
Un leader mondiale nel settore delle pick & place per il montaggio SMD
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migliore per ogni esigenza produttiva. I sistemi JUKI offrono affidabilità senza
paragoni ai più bassi costi di gestione – Lowest Cost of Ownership.
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di qualità, ma è l’inizio di una partnership di lunga durata. Il nostro partner
PRODELEC da sempre fornisce competenza pluriennale e un supporto
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ispetto alle
classiche soluzioni
celebrative, per il suo
25° anniversario Seica
ha preferito organizzare
a Bologna, lo scorso 3
di luglio, presso le sale
convegno del Bologna
Tower Hotel, un
workshop interessante
dedicato interamente a
un soggetto a lei caro: la
tecnologia flying probe.
L’idea è stata quella
di fare il punto sullo
stato dell’arte di questa
tecnologia, che negli
anni si è evoluta in
modo molto deciso
e che ha visto Seica
contribuire in modo
importante al suo
perfezionamento.
L’azienda di Strambino
è stata infatti una
delle prime realtà in
Europa a diffondere e
a spingere sul mercato
la tecnologia di test a
sonde mobili.
La storia della
tecnologia flying probe,
come quella di Seica,
è ormai lunga: nel
1995 nasceva infatti
la prima macchina
a sonde mobili
dell’azienda piemontese,
una macchina che
ancora oggi può essere
utilizzata con adeguati
aggiornamenti software,
a dimostrazione che
la flessibilità e la
modularità sono state
da sempre elementi
fortemente perseguiti
18
PCB
settembre 2012
dalla filosofia aziendale.
Dal punto di vista
commerciale Seica,
nonostante la difficile
congiuntura economica,
conosce al momento
importanti risultati
avvallati, negli ultimi
due anni, da una
crescita prossima al
30%.
Oggi più di 1000 ATE
Seica sono installati
in tutto il mondo
e l’azienda, come
hanno avuto modo di
sottolineare i quadri
aziendali in occasione
del workshop bolognese,
è a oggi “una realtà che
assume”.
Tecnologia su tutta
la linea
La giornata bolognese,
come si è detto,
è stata motivo di
approfondimento e
riproposizione delle
tappe evolutive di una
tecnologia fra le più
interessanti nel mondo
del test elettrico e che
rappresenta il core
business dell’azienda
piemontese. La
giornata, condotta da
Luca Corli, colonna
portante di Seica ed
attualmente Direttore
Commerciale che
ha vissuto in prima
persona tutte le fasi di
sviluppo tecnologico
e aziendale, è partita
con la riproposizione
storica della flying
probe technology,
risalendo a quell’ormai
lontanissimo 1987
in cui in Giappone
è nata la tecnologia
che ancora oggi sta
alla base delle sue
macchine.
Il fatto che fin
dall’inizio Seica abbia
creduto in questa
tecnologia (metodo
alternativo che evita
l’uso delle fixture
tipiche dei sistemi
a letto d’aghi) è
dimostrato dall’attività
del suo titolare, Antonio
Grassino, colui che
Luca Corli di Seica ha condotto il workshop tecnico che si è tenuto il 3 luglio a Bologna
ha contribuito – oltre
che a una diffusione
di questa tecnologia
in Europa – anche alla
sua introduzione sul
mercato statunitense
alla fine degli anni ’90.
La carrellata
cronologica
dell’evoluzione della
tecnologia, scandita
dai diversi modelli e
dalla diffusione delle
differenti macchine
prodotte da Seica
nel corso degli anni,
è stata seguita dalla
presentazione pratica
della piattaforma
PILOT V8, a cura
del product manager
Walter Gueli, macchina
progettata e prodotta
interamente da Seica.
Le fasi di collaudo e
di reverse engineering
su schede elettroniche
sono state eseguite
“dal vero” illustrando
in modo preciso tutte
le fasi e le operazioni
necessarie per operare
in modo efficace in
questo settore. Più di 40
sono stati i partecipanti
alla manifestazione
bolognese provenienti
da tutte le regioni
d’Italia, a riprova del
grande interesse e
della diffusione di
una tecnologia ormai
all’avanguardia e
insostituibile nelle
moderne linee di
produzione. Ne è
risultato un percorso
importante per capire
quanto le regole siano
cambiate nel tempo
nel settore dell’ATE
e quanto possa offrire
oggi questa tecnologia
a chi già operi o abbia
intenzione di affacciarsi
oggi al mondo della
produzione elettronica.
Seica
www.seica.it
▶ SPECIALE - PICK & PLACE
La tecnologia aiuta
a contenere i costi
L’utilizzo di P&P con prestazioni di alto livello
agevola il ritorno dell’investimento nelle
produzione di piccoli e medi lotti, là dove i
tempi di set-up sarebbero sbilanciati rispetto a
quelli di produzione
di Davide Oltolina
I
l montaggio dei componenti è
indubbiamente la tecnologia predominante su tutta la linea, se
non altro perché è facilmente quantificabile. Il baricentro di discussione
nell’acquisto di una P&P, tema da
anni dibattuto, è costituito dal pun-
to di incontro tra costo, efficienza e
flessibilità. A influenzare la scelta di
una pick and place, intervengono fattori quali la variazione dei riferimenti produttivi che in Europa ha visto
emergere il modello “molti codici e
bassi volumi” rispetto agli alti volu-
Una caratteristica delle moderne P&P non è solo la velocità, ma anche la
flessibilità e i ridotti tempi di set-up
20
PCB
settembre 2012
mi che hanno tenuto banco fino alla
fine degli anni novanta. La richiesta
odierna si rivolge prevalentemente a
sistemi capaci di gestire in macchina un notevole numero di caricatori
intelligenti, con limitati tempi di setup macchina.
Escludendo i sistemi entry level,
la cui velocità è di poche migliaia
di componenti/ora, normalmente
le moderne Pick & Place viaggiano
con velocità di montaggio superiori
ai 10.000 componenti/ora, di conseguenza il tempo di configurazione assume un carattere prevalente rispetto
al tempo globale di piazzamento.
Sebbene lo standard IPC sia quello
di riferimento nel calcolo della velocità di piazzamento, si trovano differenze tra la velocità dichiarata e quella
raggiunta in produzione, che è poi la
velocità utile su cui calcolare il fatturato. Questa discrepanza è a volte dovuta anche a schede non propriamente ingegnerizzate ai fini produttivi,
tale per cui posizione e tipo di componenti introducono fattori di un più
o meno marcato rallentamento.
La riduzione dimensionale dei componenti ha progressivamente spostato il confine prima dal chip 0603
(1,5 x 0,8 mm) allo 0402 (1 x 0,5 mm),
poi allo 0201 (0,6 x 0,3 mm) per approdare oggi allo 01005 (0,4 x 0,2 mm),
mentre ultra-fine-pitch e microBGA
sono i limiti dei componenti attivi.
Le elevate prestazioni richieste in
termini di risoluzione e accuratezza di
piazzamento sono raggiunte attraverso precisi sistemi di visione e di movimentazione degli assi.
Scende il valore del pitch
dei componenti
Le teste in linea sono quelle maggiormente adottate dai costruttori di P&P;
possono essere a due, quattro o sei
Ai fini funzionali ha progressivamente assunto un’importanza primaria anche il software di programmazione e di gestione del sistema, che attraverso un’interfaccia grafica evoluta
consente di spaziare dall’importazione dei dati CAD al bilanciamento di
linea. Tra le varie funzioni sviluppate, assume particolare rilevanza quella del riconoscimento ottico dei componenti finalizzato allo sviluppo della
libreria, che consente un abbattimento notevole dei tempi di programmazione.
La tendenza di mercato
Molti prodotti destinati alle telecomunicazioni, all’information technology e al settore auto sono caratterizzati da un aumento delle funzioni e contemporaneamente da una diminuzione dimensionale. Questi mutamenti nelle caratteristiche funzionali e dimensionali inducono di conseguenza una miniaturizzazione dei
componenti e del substrato. La tendenza alla miniaturizzazione dei componenti trova un limite nella capacità
di manipolazione delle pick and place,
che comunque negli ultimi dieci anni
hanno raddoppiato e triplicato l’accuratezza di piazzamento.
La differenziazione dei prodotti
cresce e contemporaneamente diminuisce il time-to-market. La competizione sofferta a livello internazionale vede vincenti quelle aziende capaci di offrire il prodotto migliore, differenziato per fasce di consumatori, con
la più alta velocità di innovazione.
In questo contesto appare evidente come la flessibilità dei sistemi di
produzione diventi un requisito fondamentale. È sempre più nella norma per la produzione elettronica europea, e lo sta diventando anche negli Stati Uniti, che le priorità cambino rapidamente, che la produzione riguardi piccoli e medi volumi.
Indipendentemente dal nostro
mercato domestico, i produttori di
P&P si vedono costretti a sviluppare
piattaforme con architettura modulare, con prestazioni che si possano ampliare mediante l’aggiunta di dispositivi nuovi o supplementari, in altre
parole sono chiamati a sviluppare sistemi scalabili.
Disponendo di sistemi di piazzamento poco flessibili, lo sbilanciamento tra l’attività di produzione
(puro piazzamento del componente)
e tempo di set-up cresce, impennandosi in presenza di una diminuzione del volume dei lotti da assemblare.
I componenti passivi stanno r
aggiungendo il limite minimo,
definibile fisiologico, di producibilità.
Il case 0201 (dimensione 0,6 x
0,3 mm) con buone probabilità rimarrà il componente discreto più piccolo per applicazioni standard.
Ulteriori riduzioni oltre lo 01005
(0,4 x 0,2 mm), dovranno essere fatte
ricorrendo all’inserimento dei passivi
direttamente nei substrati, mediante
la tecnologia embedded.
Studi avanzati prevedono anche
l’integrazione dei componenti passivi all’interno di un componente provvisto di bump di connessione, sullo stile dei componenti area
array. Questi, come dimostra
il sempre più frequente ricorso
all’utilizzo dei BGA, stanno guadagnando terreno su una larga fascia di utilizzatori.
Nei componenti provvisti della classica piedinatura laterale come i QFP, il passo minimo rimane
presumibilmente lo 0,3 mm anche se il più diffuso nella pratica è
il passo 0,4 mm perché molto meno delicato da maneggiare in produzione.
L’accuratezza di piazzamento per
i componenti passivi è passata dai
150 micron del 1996 agli attuali
50 micron; limite sceso da 75 a
40 micron per i circuiti integrati e
addirittura da 50 a 10 micron per i
flip-chip (vedi Tabella 1).
Tabella 1
Componente
Largh.
Lungh.
0603
1,5 mm
0,8 mm
0402
1 mm
0,5 mm
0201
0,6 mm
0,3 mm
01005
0,4 mm
0,2 mm
PCB
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Il maggior livello tecnologico
aiuta a contenere i costi
La capacità tecnologica del sistema è
il primo punto su cui riflettere nel caso
si voglia acquistare una P&P. Il sistema
di piazzamento deve poter montare su
qualsiasi substrato un numero estremamente elevato di package, dai chip
di ogni dimensione agli IC ad elevato pin count, dai connettori ai componenti con geometria non standard.
Questo richiede una buona capacità di handling, di allineamento, di accuratezza di piazzamento, di controllo
dell’asse z per la forza di posa e la disponibilità di un’ampia scelta di nozzle.
La P&P deve disporre delle risorse per lavorare sulle diverse applicazioni tecnologiche oggi richieste dal mercato. Deve possedere un’elevata accuratezza di piazzamento, deve poter leggere ogni geometria dei fiducial, anche
ai capi dei componenti più complessi.
Diversi sono i fattori che entrano in
gioco nella valutazione del costo economico. Oltre alle variabili legate al
capitale d’investimento come il costo
d’acquisto, il deprezzamento e gli interessi, vanno considerati anche il costo
dell’operatore, i costi di fermo macchina per manutenzione ordinaria e stra-
La complessità costruttiva non inficia l’affidabilità dei sistemi di piazzamento, che
usano motori di ultima generazione e sistemi sempre più all’avanguardia
ordinaria, la programmazione coi suoi
cambi feeder. Una leva per agire sulla
riduzione dei costi di produzione è in
prima istanza la riduzione dei prodotti
di scarto e da rilavorare, ma anche l’eliminazione delle perdite di tempo dovute alle operazioni di manutenzione,
che si ottiene con una buona formazione dell’operatore.
Quando la dimensione lo consente si montano pcb quadrottati perchè i sw di
programmazione facilitano la multiplazione dei programmi di piazzamento
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PCB
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L’obiettivo dello zero difetti è ovviamente il miglior modo per eliminare il costo dovuto agli scarti di produzione e alla rilavorazione dei prodotti
eventualmente recuperabili; la direttrice è quella di avere un sistema integrato per la verifica del set-up e il controllo del piazzamento.
L’efficienza del piazzamento si ottiene soprattutto abbattendo i tempi morti. Un’opportunità al riguardo è
data dal trasporto del pcb in due tempi: attesa e lavoro. Un ulteriore vantaggio è offerto dalle P&P che agevolano il cambio veloce dei feeder mediante trolley o cassetti e utilizzando feeder
intelligenti. Notevoli vantaggi si hanno
dal centraggio dei componenti in tempo mascherato, cioè durante lo spostamento dal punto di presa del componente a quello di posa e mediante
l’ottimizzazione dei percorsi di piazzamento. Anche il cambio bit può avvenire in tempo mascherato.
Un’alta velocità di piazzamento
si ottiene sia agendo sulla velocità e
sull’accelerazione, sia adottando mac-
chine col doppio gantry o costituite da
più sistemi modulari in cascata.
I tempi di intervento dell’operatore
li si riduce aumentando il numero di
feeder a bordo macchina, che non solo alza il livello di autonomia del sistema, ma ne aumenta anche la flessibilità. Un contributo in questa direzione arriva anche dall’utilizzo dei feeder
intelligenti, con la possibilità della loro
sostituzione mentre la macchina continua nella sua attività di piazzamento.
La necessaria manutenzione del
sistema incide negativamente sulla produttività e sui costi di gestione.
L’utilizzo di motori lineari e dalla movimentazione degli assi su cuscinetti d’aria contribuisce a mantenere basso il livello di manutenzione necessaria, dovuta soprattutto agli organi in
movimento. Le moderne Pick & Place
usufruiscono comunque della manutenzione assistita da computer, del tipo definita pro-attiva, e di una capace diagnostica remota. Questa capacità diagnostica è parte di quella potente interfaccia operatore di tipo grafico
ormai elemento standard di ogni sistema, la cui interattività agevola non solo
una veloce programmazione (eseguibile anche fuori linea), ma ogni intervento dell’operatore sulla macchina.
I feeder intelligenti
Il caricamento dei reel di componenti sui feeder e il posizionamento
di questi in macchina è un’operazione
prettamente manuale, di conseguenza il set-up dei feeder è un’operazione del processo particolarmente esposta agli errori, a maggior ragione se nel
prodotto da assemblare c’è un numero particolarmente alto di componenti tra loro diversi e con lunghi codici di
identificazione.
Il ricorso all’utilizzo degli smart feeder riduce il margine di errore e allo
stesso tempo offre i vantaggi di semplificare il lavoro all’operatore, renden-
I nozzle sono sempre più sofisticati, soprattutto per il montaggio dei componenti
delicati e difficili da manipolare come per esempio i LED ad alta luminosità
do più efficiente la tracciabilità e più
accurato l’inventario delle parti utilizzate. Nei sistemi più sofisticati i feeder
possono essere messi in ogni locazione e sarà il sistema a riconoscerli e a
identificarli, avvisando l’operatore per
ogni minimo errore. Questa prerogativa ha come tutte le cose il suo rovescio della medaglia; il tempo di piazzamento può risultare più lungo se il posizionamento dei feeder non è ottimizzato. È anche vero che per certe produzioni il tempo di set-up è di gran lunga
più lungo che non quello di reale piazzamento.
Su una linea smt, una delle più comuni operazioni è quella di sostituzione di una rolla di componenti esaurita. Con i feeder intelligenti il sistema “sente” la manovra in atto e procede a spostare la presa sul componente
successivo, riservandosi di completare
l’operazione di piazzamento del componente mancante a quando la nuova bobina sarà correttamente posizionata. Questo modo di operare preserva da spiacevoli quanto dannosi inconvenienti, contribuendo a mantenere un
accurato controllo sulle operazioni di
macchina.
Equipaggiando la Pick & Place con
un lettore di codici a barre e apponen-
do sulle schede un numero di serie si
ottiene la piena tracciabilità per ogni
lotto di produzione, perché si possono
associare i dati distintivi dei vari componenti alla relativa scheda su cui vengono montati.
Tutta una serie di informazioni statistiche su come si è svolta la produzione è scaricabile su di un software di datawarehouse e comunque interfacciando il sistema con un software di gestione della produzione, i feeder intelligenti possono scaricare le quantità di
componenti utilizzati direttamente dal
database e comunicare la rimanenza.
Per fronteggiare il problema della concorrenza dei paesi a basso costo
di manodopera è sì importante puntare sulla produttività, ma per farlo bisogna poterla adeguatamente monitorare. Strategico è anche saper minimizzare i costi, ma sebbene sembri una
contraddizione, questa direttrice non
sempre risulta in un aumento dei profitti, perlomeno non se è l’unica strategia seguita.
L’adozione di feeder intelligenti,
sebbene comporti maggiori investimenti, consente un controllo accurato nella fase più delicata che è quella
di set-up, per via dell’alto grado di manualità che comporta.
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▶ SPECIALE - PICK & PLACE
La testa
della Pick & Place
Tra i parametri di acquisto dei sistemi di
piazzamento, in coda al costo iniziale e
alla precisione, c’è il numero dei codici
potenzialmente ospitati a bordo macchina;
un dato che ha assunto una rilevanza a volte
maggiore rispetto alla velocità di piazzamento
L’importanza della precisione
di piazzamento
L’ingresso sul mercato dei componenti 0201 e a maggior ragione per
i componenti 01005, ha spinto verso
una maggiore attenzione nei confronti dei sistemi deputati al movimento, perché siano in grado di garantire un’elevata precisione di presa prima e poi di posa sull’intera area di lavoro XY. Per avere un termine di padi Piero Bianchi
ragone si pensi che una normale pasta saldante di tipo 3 contiene sfere
di lega le cui dimensioni spaziano da
si sempre del tipo intelligente. Il loro
45 a 25 micron mentre una pasta di tipo
a prima P&P era costituita da
cambio deve essere infatti veloce, pra4 varia da 38 a 20 micron, le diuna singola testa con centragtico e sicuro; l’evoluzione avviene in
mensioni di un chip 01005 sono di
gio meccanico e una velocità di
direzione dell’affidabilità e della sem0,4 x 0,2 mm ovvero 400 x 200 micron.
piazzamento inferiore ai 2000 complicità, con sempre più un occhio di
Poiché la tecnologia dei motori liponenti ora.
riguardo al fattore costo.
neari ha raggiunto un ottimo livello di
Da questo primo modello, risalente
sviluppo, molti costruttori di
agli inizi degli anni ’80, è partiP&P la privilegiano per ragta l’evoluzione che ha condotgiungere le massime prestato alla differenziazione degli
zioni di precisione e ripetibiliattuali modelli. Con singolo o
tà. Questo risultato è raggiundoppio gantry, a testa singola
to anche mediante il controlo multipla, a revolver, in linea
lo a loop chiuso realizzato con
o rotante, il centraggio è pasencoder lineari, che vengono
sato da meccanico a laser per
montati direttamente sull’asse
poi essersi consolidato full vidi movimento.
sion, eseguito sempre in temQuesta tecnologia di mopo mascherato.
vimento non è senza probleIl range di componenti che
mi, basti pensare alla generaè possibile montare spazia
zione di calore che affligge aldai quasi invisibili 01005 ai
cuni modelli. Il calore generaμBGA, dai connettori ai comto determina espansione terponenti odd-form, contenuti
mica che influisce negativanei blister o sui vassoi. I codici
mente sulla precisione di posiin macchina raggiungono quo- La testa rotante a revolver è una delle più sofisticate
zionamento. Per capire quanta 100-120, tra feeder e vassoi, e veloci teste di montaggio che oggi offre il panorama
delle P&P
to siano limitati i margini di
per i feeder lo standard è qua-
L
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PCB
settembre 2012
Perché una testa possa svolgere al meglio il suo scopo necessita di una nutrita
quanto differenziata disponibilità di nozzle
manovra si pensi che la tolleranza di
piazzamento di un chip 0201 è di soli
+12 micron. Per contrastare il problema, alcuni costruttori montano motori autoventilati e altri utilizzano cuscinetti d’aria.
Un sistema significativamente preciso innalza automaticamente la sua
produttività effettiva, non richiedendo fermi macchina dovuti alle continue calibrazioni.
La stabilità meccanica della struttura portante è fondamentale, ma non
è di per sé sufficiente a garantire la
precisione richiesta. Un accorgimento
sempre più utilizzato è quello di dotare
i sistemi gantry di un doppio sistema
di azionamento del ponte dell’asse Y;
in presenza dell’azionamento su di
uno solo dei lati (dove l’altro è semplicemente costituito da una guida di
scorrimento), si potrebbero innescare effetti di assestamento del lato non
motorizzato dovuti a possibili oscillazioni innescate dalla differenza di forza di movimento tra le due estremità del ponte. Questo comportamento
è più evidente su pcb di grandi formati con la presenza di componenti di
ridotte dimensioni come appunto gli
0201 e i 01005, che vengono depositati solo quando le oscillazioni scendono al di sotto del valore di tolleranza consentita per il dato componente.
I componenti 0201 sono ormai alla
portata di un numero sempre crescente di pick and place, anche se nella realtà quotidiana il limite di montaggio
si va lentamente spostando dallo 0603
allo 0402.
Le pick and place si sono evolute
per compiere le operazioni di prelievo
e posa anche dei componenti più piccoli alla stessa velocità e con la stessa
precisione di quelli ormai consolidati.
I sistemi di ultima generazione arrivano a montare lo 01005 che potrebbe
essere considerato il limite fisiologico
nella dimensionale dei chip.
Diverse tecnologie per la
testa di piazzamento
Il vuoto e il controllo
dell’asse Z
Il tipo di testa adottata contribuisce nel definire la velocità di posizionamento. In una testa in linea del tipo
multi-nozzle si deve tener conto degli off-set meccanici e della possibilità
di visione on-fly. Nel caso si voglia effettuare un prelievo multiplo dei componenti, bisogna tener presente la loro
dimensione perché tanto più è ridotta,
tanto più accurato deve essere il posizionamento dell’ugello al loro centro,
ma anche l’ingombro del componente da prelevare la cui dimensione non
deve eccedere l’interasse tra un nozzle
e il successivo.
La testa rotante ha il vantaggio di
effettuare la presa sempre nella medesima posizione, ma è penalizzata nel
costo dovendo dotarsi di un numero
di sensori di controllo (delle sue funzioni) decisamente superiore.
La testa a revolver, versione verticale di una testa rotante, coniuga la flessibilità di una testa in linea con la velocità della testa rotante. Per contenerne i costi è possibile dotarla di un
unico azionamento sull’asse Z, capace di posizionare un ampio spettro di
componenti, indipendentemente dal
numero di ugelli che possono arrivare
a essere anche di alcune decine.
La formazione del vuoto è un aspetto che è spesso trascurato nell’analisi delle prestazioni di una P&P. Se c’è
troppa distanza tra la valvola che crea
il vuoto e il nozzle, interviene un rallentamento dell’intero ciclo, in particolare del tempo di rimozione del
vuoto; un percorso breve comporta
una risposta più affidabile sia nel prelievo che nel rilascio del componente.
I bancali sono un ausilio
prezioso per velocizzare i tempi
di cambio codice prodotto
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Z ha spesso rappresentato un
Questa necessità è una variaproblema per i costruttori di
bile teoricamente indipendenp&p, a cui si è cercato di dare
te dalla dimensione del comrisposta mediante l’utilizzo di
ponente. In realtà per i chip
micro celle di carico, molle di
di ridotte dimensioni, dove anreazione, calcolo della corrente
che l’altezza è minima, nel moassorbita o il calcolo matemamento di presa il nozzle si trotico in base all’altezza del comva praticamente a ridosso del
ponente.
nastro di alimentazione, mentre nel momento di posa sulle
piazzole, in presenza del depoRiassumere le variabili
sito di pasta saldante, esiste un
in un foglio excel per
pericolo di contaminazione del
facilitare la scelta
circuito di aspirazione.
Un percorso breve favoriPer la scelta è consuetudine
sce l’azione di separazione del
crearsi una matrice a punti docomponente dal nozzle, meve poter riportare, per un facidiante l’inversione di forza, anle confronto, le diverse variabili
Quando i componenti, per ragioni varie,
che nel caso in cui siano preritenute critiche ai fini del ragnon sono correttamente prelevati, interviene
senti cariche elettrostatiche,
giungimento degli obiettivi alil sw a correggere automaticamente il punto
che diversamente favorirebbela base della decisione d’acquidi prelievo
ro la permanenza del chip sulsto. Alle caratteristiche desila bocca dell’ugello. I vantaggi
derate viene attribuito un pebiamenti d’altezza nell’area di posa:
si ottengono anche nel caso dei comso espresso numericamente, questo
se il piano di posa è inferiore a quello
ponenti più grandi perché aumenta lo
per ogni potenziale modello che enprevisto, si rischia di lasciare il comspettro di applicazione di ogni singotra nel novero dei candidati papabili.
ponente in prossimità e non a contatlo nozzle, senza la necessità di rallenIl sistema consente di valutare anticito col deposito di pasta; nel caso contare la velocità per garantire la tenuta
patamente, almeno in linea teorica, il
trario la forza esercitata può rivelardel componente sull’ugello.
livello dei vantaggi conseguiti con le
si eccessiva, danneggiando il compoSe poco o nulla è l’incidenza della
varie scelte.
nente o causando una dispersione delsomma delle tolleranze dello spessore
Accanto alla variabile velocità, è il
la pasta nei dintorni delle piazzole.
del nastro di alimentazione e dell’alnumero di feeder a occupare la seconIl calcolo corretto della posizione in
tezza dei componenti più tradizionada posizione e subito dopo la pratili, nel caso di prelievo e di
cità nel cambio di produposa dei componenti 0201
zione. Con la maggioranza
e 01005 il controllo inadedelle aziende che operano
guato dell’altezza è spesso la
nell’ambito del “low volume
causa di errori. È importante
high mix”, il poter contenere
per questi componenti la cai tempi e il numero dei fermi
pacità del sistema di esercimacchina assume una riletare costantemente un movanza almeno pari alla velonitoraggio e un’autoregolacità di piazzamento, se non
zione del prelievo.
superiore. In quest’ottica diSupponendo che il preventa meno discriminante la
lievo sia avvenuto corretdifferenza tra teste rotanti e
tamente, il piazzamento
teste in linea, ma assume più
comporta un’ulteriore seimportanza la presenza di
rie di variabili da soddisfare.
motori lineari e soprattutto
Deformazioni della scheda I feeder intelligenti consentono dei notevoli risparmi di
di encoder ottici solidali con
tempo ed evitano grossolani errori dell’operatore
possono determinare camgli assi di movimento.
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PCB
settembre 2012
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
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Ottimizzazione
della sequenza
di lavoro
Probabilmente
nessun’altra area
della produzione
SMT, là dove
le P&P
rappresentano
il cuore
del sistema, è
soggetta a tanti
miti, idee sbagliate
e malintesi quanto
il concetto di
ottimizzazione
della sequenza di
lavoro. Scegliere la
strategia giusta non
è purtroppo così
semplice: spesso la
scelta più intuitiva
non è la migliore
a cura di Carla Fiorentino, Cabiotec
C
hiunque abbia avuto modo di
scontrarsi con la realtà della
programmazione produttiva
sa perfettamente che il più piccolo cambiamento nella strategia del
cambio produzione può avere grande
effetto sull’efficienza globale.
Programmare la sequenza produttiva in un reparto SMT è già difficile senza tener conto di imprevisti quali la consegna in ritardo dei materiali o le urgenze da parte di clienti non
programmate. A rendere più difficile il
compito c’è poi anche la manodopera
forzatamente ridotta al minimo a cau-
28
PCB
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sa della scarse prospettive di crescita
economica. Tutto ciò comporta grande pressione su chi deve programmare la produzione e decidere su quale linea quale lavoro produrre o in quale
ordine. Una decisione giusta può fare
la differenza tra una produzione strutturata e just in time e una situazione
caotica che sfocia poi in ritardi nelle
consegne.
Il mercato offre parecchi strumenti software per aiutare chi deve prendere decisioni difficili e di grande responsabilità. Purtroppo non esiste software che possa considerare tutte le va-
riabili in gioco. Fino a quando l’essere umano sarà coinvolto, non sarà possibile affidarsi alla pura ottimizzazione matematica. Una buona programmazione della produzione è il risultato della combinazione di esperienza e
competenza con algoritmi matematici
e buon senso. Lo scopo di questo articolo è quello di identificare alcuni tra
i meccanismi più importanti che influenzano l’efficienza nel suo complesso e di spiegare i risultati delle diverse
strategie. Il tutto con un obiettivo unico: quello di avere un lavoro pronto al
meglio e nel minor tempo.
Scegliere le strategie
più efficaci
Nella sua forma più semplificata,
una sequenza di lavoro in una produzione SMT si articola nel preparare il
kitting per il primo lavoro, eseguirlo,
preparare quello per il secondo, eseguirlo e così via. Senza alcun tentativo
di ottimizzare il carico di lavoro il numero totale dei caricatori da preparare sarebbe il numero di lavori da eseguire moltiplicato per i feeders necessari per ciascuno di essi.
Questo approccio semplicistico è
purtroppo ancora utilizzato in molte realtà produttive e, a volte, anche
con buone ragioni. Ha il vantaggio di
fornire un carico di lavoro prevedibile, dato che il tempo di preparazione
del kitting e il tempo di assemblaggio
sono sempre gli stessi indipendentemente dalla sequenza. Altre restrizioni potrebbero portare a questo tipo di
organizzazione. Ad esempio quando
il materiale è di proprietà del cliente,
o dedicato a un lavoro specifico, ogni
lavoro deve essere isolato.
Fortunatamente oggi c’è grande libertà nelle realtà produttive nell’accorpare lavori diversi, ma con materiali comuni. E in un mondo in cui
la competitività aumenta di giorno
in giorno non si può ignorare la potenzialità della libertà di scelta per
aumentare l’efficienza e la qualità
produttiva.
- scegliere la strategia di cambio
produzione che permetta agli operatori di eseguire più operazioni
possibili, mentre la linea sta producendo (“tempo mascherato”)
cioè riducendo al minimo il tempo per il cambio produzione vero
e proprio;
- riutilizzare il kitting in uso per
quanto possibile ogni volta che si
deve introdurre un cambio produzione;
- organizzare le operazioni manuali in modo che siano ergonomiche,
facili da controllare e meno soggette a errori.
La sfida che spesso chi programma la produzione si trova ad affrontare è che queste operazioni risultano in
conflitto una con l’altra e non possono
essere effettuate contemporaneamente. Scegliere quale adottare è sempre un compromesso tra conseguenze e risultati diversi. Con la tecnologia più avanzata, l’approccio più semplice è quello di affidare a un motore informatico l’esplorazione delle varie possibilità per ciascuna combinazione e poi scegliere quella che sem-
bra più efficiente. Ma nessun computer riesce a considerare tutte le correlazioni esistenti tra carico feeder e sequenza di montaggio, dato che il numero di combinazioni, anche per poche commesse da eseguire, è praticamente illimitato. Pertanto, la pura ottimizzazione matematica deve essere
combinata con ciò che proprio i matematici definiscono come “euristica”.
L’euristica è essenzialmente una serie
di regole definite in base all’esperienza
in funzione dei risultati ottenuti.
Quando la ricerca computerizzata raggiunge i propri limiti, il metodo euristico ha il compito di ricercare e individuare il risultato migliore osservando l’esperienza pregressa.
Queste regole basate sul buon senso
e sull’esperienza (‘rule-of-thumbs’ or
‘educated guesses’ in termine tecnico) devono essere integrate in qualsiasi algoritmo matematico computerizzato per renderlo più immediato ed efficace. Dopo tutto, a cosa servirebbe trascorrere giorni al computer per ottimizzare una sequenza che
necessita di mezza giornata per essere eseguita?
Le cinque fasi
della programmazione
Imprimere la massima efficienza
nell’ottimizzazione si basa su cinque
opportunità fondamentali:
- ottimizzare la posizione dei feeder
in macchina per garantire il ciclo
di montaggio più veloce possibile;
- ridurre il carico dei feeders non
necessari sfruttando i component
comuni tra i lavori;
Fig. 1 - Il software di ottimizzazione migliora l’efficienza rendendo il lavoro
manuale ergonomico e meno soggetto a errori
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Componenti comuni
e dimensioni del lotto
sono fattori chiave
Il kitting di più lavori contemporaneamente, conosciuto anche come family kitting, è una soluzione ottimale per ridurre il carico dei feeders e
il numero totale, dato che ogni componente deve essere caricato una sola
volta, anche se usato per lavori diversi.
Questo è lo strumento più usato soprattutto in caso di lotti medi e-piccoli. Ma il family kitting deve comunque essere usato con grande attenzione. Lo svantaggio maggiore è che il
posizionamento dei feeder e il bilanciamento della linea non possono essere ottimizzati al meglio per tutti i
lavori da eseguirsi contemporaneamente. Lasciare che sia uno dei lavori a imporre la disposizione dei feeder significa che quel lavoro particolare verrà eseguito alla velocità massima, mentre gli altri inclusi nel family
kitting risulteranno più lenti della loro possibile e teorica ottimizzazione.
In alternativa si può usare un algoritmo che distribuisca questa penalizzazione tra tutti i lavori inclusi nel family kitting.
Indipendentemente dalla strategia
per il caricamento feeder in macchina,
scegliere i lavori da accorpare in un family kitting deve essere un’operazione
eseguita con attenzione. Il criterio base è solitamente quello del numero di
componenti comuni tra i lavori. Ma, a
causa di quanto detto sopra sulla penalizzazione della velocità, non tutti i lavori sono idonei a essere accorpati, anche se un alto numero di componenti è
in comune.
Quando la dimensione del lotto oltrepassa certi limiti, un kitting separato e ben ottimizzato potrebbe essere la
scelta migliore. È compito dell’algoritmo matematico confrontare e gestire il
tempo di assemblaggio con il family kit
o un buon setup singolo ben ottimiz-
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Fig. 2 - Un flusso materiali affidabile è un pre-requisito per un buon utilizzo del
tool di ottimizzazione
zato. Se un lavoro particolare denuncia
una penalizzazione nella velocità di assemblaggio che supera il tempo richiesto per un kitting ottimizzato, dovrebbe
essere escluso dall’accorpamento. Molto
probabilmente questo lavoro è un buon
candidato per un setup singolo o per
un family kitting diverso. I componenti comuni tra i lavori non devono quindi essere l’unico fattore da considerare.
Un altro aspetto a volte trascurato è ad
esempio la larghezza del convogliatore
necessaria per più lavori, o lo stesso profilo di saldatura. Se l’algoritmo utilizzato non considera anche questi fattori in
modo automatico, è indispensabile che
il tool di ottimizzazione accetti un preaccorpamento manuale o che permetta
diverse impostazioni di priorità.
Preparare il kit successivo
mentre la linea
sta producendo
Preparare un family kit significa spesso dover caricare un alto numero di feeders, anche perché normalmente si vuole utilizzare la linea nella sua totale capacità di feeder. Ciò significa che centinaia di feeder sono coinvolti nella preparazione. La strategia del family kit-
ting è quindi spesso combinata con ciò
che viene definito Pit stop in Formula1.
In breve, questa strategia garantisce che
la maggior parte del lavoro sia effettuata mentre la linea lavora per arrivare ad
avere il kit pronto e impiegare solo pochi minuti quando il lavoro precedente
è terminato. Come spesso succede anche nelle corse, chi è più veloce nell’operazione risulta vincente.
Anche in questo caso però ci vuole attenzione. Il buon senso avverte
che spesso la soluzione estrema non
è quella ottimale. Facciamo un esempio: completare la preparazione al
100% in anticipo è un concetto attraente, ma può risultare anche dispendioso. In alcune realtà può significare aumentare il personale, investire
nell’acquisto di più caricatori o di altri macchinari, con il risultato finale
che il costo aggiuntivo non compensa
il tempo risparmiato nel cambio produzione. La strategia ottimale è ricordarsi quanto sia importante decidere
in funzione del costo del cambio produzione e non solo del tempo necessario ad attuarlo, a meno che la attrezzature disponibili e i software di gestione della produzione non garantiscano entrambi i vantaggi.
Più capacità feeder significa
cambio produzione
più veloce
Nel caso ci fossero limitazioni nel
family kit a causa della capacità feeder
non sufficiente, l’ottimizzatore potrebbe comunque continuare a utilizzare come fattore primario la quantità di componenti comuni nella definizione della sequenza di produzione,
ma con una costrizione davvero importante. Intuitivamente si è portati
infatti a pensare che più componenti in comune si hanno tra i lavori, più
veloce sarà il cambio produzione.
Ciò non sempre è completamente
vero. Tale situazione potrebbe infatti
entrare in conflitto con l’altro dei nostri obiettivi: fare più operazioni possibili mentre la linea sta producendo.
Se i componenti necessari al lavoro successivo sono già caricati in macchina, sarà necessario aspettare che
la linea termini il lavoro in esecuzio-
ne per utilizzare quei componenti nel
family kit successivo. L’unica eccezione è quando la capacità feeder è sufficiente per aggiungere nuovi componenti senza rimuovere magazzini, o
altro.
E qui inciampiamo sul principio
generale che più capacità feeder si ha,
più efficiente sarà il cambio produzione. Disporre di capacità feeder in abbondanza è sempre benefico per realtà multi-job. Tale strategia può essere
utilizzata sia per creare family kit più
completi sia per velocizzare il cambio
produzione, o per entrambe le cose.
Nella realtà, però, la capacità feeder
viene limitata sia da questioni di spazio che di costo. Il conflitto relativo ai
componenti comuni non può dunque
essere totalmente superato, ma può
essere ridotto al minimo utilizzando l’algoritmo più intelligente di ottimizzazione.
Valutando fino a che punto il carico feeder può essere eseguito in tem-
po mascherato e quanto dovrà essere
fatto quando la linea è ferma, è possibile confrontare tra loro diverse soluzioni di sequenza della produzione.
Se il cambio produzione fra due lavori
appare troppo lungo, il motore di ottimizzazione può decidere se scegliere
la strategia del pit stop. L’importante è
che bisogna aggiungere ai calcoli matematici l’esperienza. Perfino nelle linee più flessibili potrebbe succedere
infatti che evitare i componenti comuni possa risultare più vantaggioso
dal punto di vista del cambio produzione.
Un altro modo di gestire il conflitto
sui componenti comuni è ovviamente utilizzare il numero più alto possibile di bobine attive parzialmente utilizzate, attribuendo loro lo stesso part
number. Questo ci permette di prendere una bobina nuova dal magazzino ogniqualvolta ne abbiamo bisogno, senza aspettare che la macchina abbia terminato di utilizzare quel-
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la in uso. Però, oltre al problema evidente che potremmo non disporre più
di altre bobine nuove, questa strategia potrebbe comportare problemi relativi alla tracciabilità, alla gestione
di componenti sensibili all’umidità, e
imporre una disciplina FIFO nel magazzino.
Un’ottimizzazione adattiva
Fino a questo punto siamo stati abbastanza vaghi su quello che deve essere considerata una sequenza ottimizzata. Ovviamente tutti desideriamo cambi produzione veloci, caricare meno feeder possibili e avere un’alta velocità produttiva, ma a volte scordiamo che questi obiettivi potrebbero non essere raggiunti tutti simultaneamente. Quindi, a quale di questi obiettivi dobbiamo dare la priorità? La risposta è: una combinazione di tutti insieme. Il software di ottimizzazione deve utilizzare una “funzione costo” ridotta al minimo dall’algoritmo che elabora l’ottimizzazione. Come spiegato precedentemente,
la ricerca deve comunque essere indirizzata correttamente dall’euristica e
il tool di ottimizzazione deve poterlo
permettere. Una “funzione-costo” che
rifletta la produzione reale deve considerare la somma del tempo necessario per il caricamento feeder, il tempo di cambio produzione, la velocità
macchina, ma con pesi o priorità diversi. Al termine della giornata produttiva è il costo produttivo che vogliamo ridurre e ciascuna di queste
operazioni ha un proprio costo.
Il pianificatore della produzione
deve poter impostare le diverse valenze e adattarle alla propria realtà
produttiva anche in momenti diversi. L’approccio iniziale potrebbe essere quello di fare un’analisi economica
del costo orario macchina, costo orario operatore ecc. e aggiornarla, anche
quotidianamente, in base alla situazione della manodopera. Ad esempio,
se un giorno si è a corto di personale si
deve aumentare il costo o l’importanza attribuita al carico feeder in modo che l’ottimizzatore suggerisca una
sequenza produttiva che minimizzi il
lavoro manuale. Se in un giorno diverso si hanno picchi di lavoro e si è
dovuto chiedere l’aiuto di un operatore di un altro reparto, il carico feeder
non sarà più la priorità, ma lo diventerà la velocità macchina. A questa pun-
Fig. 3 - I componenti in comune sono il criterio principale nella scelta dei lavori da
accorpare in un family kitting
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to la “funzione costo” sarà indirizzata
diversamente e si otterranno soluzioni
differenti che punteranno al massimo
sfruttamento della velocità macchina
Visibilità dei materiali
e fermi macchina
I software di ottimizzazione matematici sono senza dubbio tool molto
potenti ai fini del bilanciamento linea
e della sequenza di lavoro, ma non dimentichiamo che un buon flusso dei
materiali è un pre-requisito per poter addirittura iniziare a usare questi
strumenti. Nessun software può risolvere il problema se non disponiamo dei materiali necessari a completare la scheda.
Il pianificatore della produzione
può scegliere le soluzioni migliori per
sfruttare al massimo la velocità macchina e minimizzare il carico di lavoro manuale, ma senza l’interazione
con la gestione dei materiali in ingresso e uscita e, soprattutto, senza un accesso semplice e immediato delle informazioni, tutti gli sforzi della pianificazione potrebbero vanificarsi.
Il responsabile della produzione
deve quindi poter disporre in tempo
reale di queste informazioni che devono essere immediatamente collegate sia al software di ottimizzazione
che di gestione linea per scongiurare
che almeno uno dei problemi evitabili
sia effettivamente evitato: quello della
mancanza di componenti o della loro
locazione errata. La scelta quindi deve
essere quella di utilizzare un software
che combini ottimizzazione e funzionalità logistica per mantenere il tempo produttivo il più alto possibile e il
suo costo il più basso possibile. Ecco
quindi la necessità di un’ottimizzazione adattiva. Il vostro sofware ve la garantisce?
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Una vita dedicata
all’elettronica
COE Elettronica è una realtà imprenditoriale
che da trent’anni si dedica con passione
alla produzione elettronica conto terzi,
premiando con la fedeltà i sistemi che da anni
contribuiscono al suo successo
di Serena Bassi, Prodelec
C
OE Elettronica è nata nel
1982 dall’esperienza di Graziano Panighello, formatosi
professionalmente per oltre 10 anni
in un’azienda di produzione elettronica. Dopo un primo anno di attività “in solitaria”, nel corso del tempo
sono stati via via assunti alcuni dipendenti, fino a giungere attualmente ad
La sede di COE Elettronica a Mansué (TV)
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un totale di circa 25 persone. Molte
di esse sono state o sono attualmente
dipendenti di COE da oltre 20 anni.
L’attività di COE si basa inizialmente sul montaggio tradizionale
manuale di componenti PTH, a partire dal 1987 vengono introdotti in
azienda i primi robot assiali per automatizzare il processo.
Due anni dopo vengono acquistati anche i primi sistemi SMD, quando la tecnologia comincia ad evolversi in quella direzione. La prima macchina acquistata, già all’epoca, era una
Juki, conosciuta allora con il nome
Zevatech, modello ASM800. Già allora questi sistemi erano all’avanguardia, perché già in grado di montare i
componenti 0402.
Negli anni successivi il lavoro cresce costantemente e COE si trasferisce in una sede produttiva più grande,
per fare spazio ad altri 5 sistemi Juki
e al potenziamento dei robot di montaggio di componenti assiali e radiali.
La prima sede produttiva, situata a
Mansué (TV), è passata nel corso degli
anni da 280 mq agli attuali 2000 mq.
Un’altra sede produttiva di 300 mq,
dotata attualmente di due linee SMD,
è stata aperta a Gorgo al Monticano
(TV), e una terza sede è situata a
Cimolais (PN), anch’essa con due
linee produttive.
La vostra attività è completamente dedicata alla produzione elettronica conto terzi. Come mai questa scelta?
La scelta di dedicarci esclusivamente al montaggio elettronico conto terzi è stata attentamente ponderata. Abbiamo valutato la possibilità di
realizzare prodotti di nostra concezione, ma per poter fare questo ci saremmo dovuti strutturare diversamente a
livello aziendale e intervenire sull’organigramma.
Abbiamo pertanto scelto di dedicare tutte le nostre energie al solo
conto-lavoro, e la scelta si è rivelata
I feeder elettrici
I sistemi JUKI di questi ultimi anni hanno adottato feeders meccanici altamente affidabili in modo da garantire una costante e
stabile performance di processo.
JUKI ha recentemente introdotto il livello tecnologico successivo, i nuovi feeders elettrici (ETF) che consentono ancora più
flessibilità e velocità.
I nuovi feeders ETF sono compatibili con i modelli di pick & place FX-3, KE-3010 e KE-3020.
Su queste macchine è anche possibile combinare trolley con
feeders meccanici ed elettrici per l’utilizzo misto in modo da
ottenere la massima flessibilità e di seguire la filosofia JUKI
‘Lowest Cost of Ownership’. Il nuovissimo design dei feeders
ETF include alcuni miglioramenti che garantiscono velocità,
flessibilità per la gestione di più tipologie di componenti, con
caratteristiche avanzate di passo:
- il movimento motorizzato garantisce il miglior handling in
caso di componenti ultra piccoli, per qualità di pick e velocità di reazione;
- il cambio del passo può essere effettuato attraverso semplici pulsanti;
- lo stato del feeder è mostrato all’utente con l’ausilio di luci
LED e display a sette segmenti LED;
- il display LED mostra la posizione sulla bancata facilitando il
set-up ed il controllo del feeder;
- il nuovo DUAL ETF 8 mm nella stessa dimensione di una
azzeccata, perché negli anni la crescita è stata costante. Questo ci ha permesso di poter “scegliere” i clienti,
selezionando un certo tipo di clientela di prim’ordine, un privilegio non
comune.
Di che tipologia sono i vostri clienti? In
che settori si collocano?
Abbiamo due tipologie principali di clienti: quelli stagionali e quelli
fissi. Abbiamo clientela stagionale invernale ed estiva, e questo ci permette
di gestire al meglio i carichi di lavoro,
e garantire così la qualità e i tempi di
consegna richiesti.
Inizialmente i settori di provenienza dei nostri clienti erano più standard,
ad esempio comprendevano la produzione di schede per amplificato-
-
-
-
-
-
corsia 8 mm accoglie due rolle da 8 mm, anche di part
numbers diversi;
i feeders da 12 hanno la stessa dimensione di quelli da 8
consentendo all’utente di inserire una maggiore quantità di
feeders da 12 mm sulla stessa bancata;
è possibile rimuovere un feeder in qualsiasi momento in
modo sicuro mentre la macchina è in funzione in quanto costruito con concetto a ‘slitta’;
tutti i feeders ETF sono ‘spliceable’ senza costi aggiuntivi;
la posizione di pick per ogni feeder è gestita in modo automatico. Gli offset sono calcolati e comunicati al sistema che
provvede a correggere quanto necessario. Oltre ad un minore tempo di set-up, questa funzione consente l’ottimizzazione
delle prese simultanee e quindi una maggiore resa in CPH;
facendo riferimento al programma in funzione, i feeders ETF
emettono un avviso quando il tipo di feeder o il suo passo sono sbagliati. Il pannello di controllo visualizza gli errori relativi ad ogni feeder, incluso il messaggio di ‘Rolla
terminata’;
i nuovi feeder ETF sono disponibili anche con l’opzione
Closed Loop Intelligent Feeders IFS-X 2.
ri d’antenna, il cosiddetto “montaggio componenti in aria”. Il lavoro era
su chassis prima ancora che su circuiti stampati, perché sui trasmettitori e
ricevitori televisivi le frequenze sono
altissime ed è necessario evitare le ca-
pacità parassite, per questo a tutt’oggi
il montaggio in aria è utilizzato.
Nel corso degli anni abbiamo colto l’evolversi delle tipologie di prodotto e ci siamo inseriti nelle lavorazioni alternative e innovative: a
Allineamento automatico della pick position
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questo l’iter è iniziato già nel lontano
1994 e ci ha portato alla creazione di
un manuale operativo realizzato completamente al nostro interno.
La qualità ed il prezzo sono componenti fondamentali per mantenere alto il fatturato in un mercato che
è diventato ormai poco prevedibile. Per un terzista è fondamentale anche un’altra caratteristica, conseguenza dei frequenti cambi di produzione: la flessibilità. Il just-in-time è una
qualità che ci permette di fidelizzare
i clienti che altrimenti sarebbero tentati di andare a produrre in Cina, dove però la qualità delle schede prodotte e i tempi di consegna sono troppo
spesso incerti.
Il reparto produttivo di COE
partire dal 2007 ci siamo dedicati a
tecnologie e a prodotti quali i LED,
i trasmettitori e ricevitori nel settore automobilistico e nelle due ruote,
il fotovoltaico.
I clienti che richiedono questo tipo
di lavorazioni fanno parte dei settori consumer, elettromedicale, militare,
automotive.
Quali sono le caratteristiche distintive
della vostra azienda sul mercato?
Essendo terzisti puri, abbiamo
puntato tutto sulla realizzazione di un
montaggio preciso e di qualità.
COE è certificata dal 1996, siamo
passati dall’ISO 9000 all’attuale ISO
2000. Abbiamo capito fin da subito
l’importanza di essere certificati, per
Come siete riusciti, nel corso degli anni, a mantenere la vostra posizione sul
mercato? Quali strumenti vi hanno
aiutato?
Nel nostro lavoro abbiamo frequenti cambi di lavorazione, quindi velocità e flessibilità sono caratteristiche che ci contraddistinguono e che cerchiamo anche negli strumenti di supporto alla produzione.
Fin dall’inizio abbiamo trovato nei si-
La nuova FX-3 Modular Mounter
FX-3 Modular Mounter offre due stazioni di posizionamento per un totale di 4 teste, equipaggiate con l’esclusivo sistema di
allineamento laser LNC60 ad alta precisione. Con un totale di 24 nozzle (6 nozzle per testa) e 120 slot per alloggiare tape
feeder da 8 mm, FX-3 è in grado di raggiungere una velocità di
60.000 cph (0,06 sec/chip) secondo lo standard IPC9850.
La nuova chip shooter monta
componenti che vanno da 01005
a 33,5 x 33,5 mm (di lunghezza
diagonale fino a 47 mm) e permette di caricare schede di dimensioni pari a 410 x 360mm sul
modello L, di 510 x 360 mm sul
modello L Wide e di 610 x 510
mm su quello XL.
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Due immagini dei feeder elettrici
stemi Juki (prima chiamati Zevatech)
i migliori riscontri in termini di flessibilità e affidabilità.
Abbiamo iniziato con l’acquisto del
modello ASM800, che già all’epoca era all’avanguardia nel montaggio SMD, poi siamo passati ai modelli KE-710 per il montaggio dei
chip e KE-720, dotato di una camera di visione per il completamento. Successivamente siamo passati ai
modelli KE-730, KE-740, KE-750
e KE-760. Solo della serie 7xx abbiamo avuto negli anni oltre 25 macchine. Gli ultimi due modelli di questa
serie sono ancora oggi utilizzati: già
all’epoca erano Pick & Place di altissima qualità e molto produttive, sono
dei veri “cavalli da tiro” che danno ancora buoni risultati.
Poi siamo passati alla serie 20xx
con i modelli KE-2010, KE-2020 e
KE-2030, che grazie al basso costo
e all’alta velocità per l’epoca, in molto casi hanno fatto la nostra fortuna. Dopo il modello KE-2060 siamo passati alla serie FX con i modelli FX-1 e ora con la nuova FX-3.
Quest’ultima è la prima in Italia ad
essere stata acquistata per essere utilizzata con i feeder elettrici.
Com’è nata l’esigenza dei feeder elettrici?
L’attività del terzista richiede velocità e flessibilità nei cambi di produzione. Oltre ad aver confermato ne-
gli anni la fiducia al marchio Juki proprio per queste caratteristiche, abbiamo deciso di scommettere su questa nuova tecnologia per essere ancora più veloci. I feeder elettrici, a differenza di quelli classici, non devono essere ricentrati nuovamente al cambio
di ogni rolla, e questo consente tempi
di produzione ancora più fluidi e senza interruzioni.
Negli anni abbiamo avuto una crescita costante di fatturato, e quindi
la possibilità di investire nelle nuove
tecnologie per essere sempre all’avanguardia.
COE può dirsi davvero un cliente fedele del marchio Juki. Nessuna tentazione verso altre soluzioni?
Nel corso degli anni abbiamo avuto
modo di provare praticamente tutti i
modelli di Pick & Place Juki, e ne siamo sempre rimasti molto soddisfatti,
al punto da non sentire l’esigenza di
cambiare fornitore. Con oltre 35 sistemi acquistati a partire dal 1989 siamo il maggior cliente di Juki in Italia
e tra i primi 3 in Europa. Ho scelto
le Pick & Place Juki perché mi danno sicurezza e richiedono pochissima
assistenza. Se la manutenzione ordinaria è rispettata, l’assistenza tecnica extra non è praticamente richiesta
e questo comporta un enorme risparmio di tempo e denaro, che può essere
reinvestito in nuove tecnologie e per
l’ampliamento del parco macchine.
Le prime Pick & Place acquistate sono state rivendute nel corso degli anni per essere sostituite con modelli più recenti a mano a mano che
la tecnologia avanzava, alcuni vecchi
modelli sono ancora in uso ed altri
sono conservati in magazzino come
parti di ricambio, perché Juki garantisce la compatibilità con i modelli delle serie precedenti, contribuendo ulteriormente alla riduzione delle spese di gestione.
Come vede la situazione del mercato dell’elettronica italiana attuale e futura?
Il mercato dell’elettronica è diventato molto imprevedibile, questi ultimi 3 anni hanno portato importanti cali di fatturato, anche del -20% /
-30%, in molte aziende del settore.
COE per fortuna ha sempre visto una
crescita costante che solo negli ultimi due anni si è stabilizzata. Nel 2009
abbiamo avuto una leggera flessione
del -2,9% ma nel 2010 abbiamo subito recuperato con un +15%.
A causa della globalizzazione, molti clienti che richiedevano grossi volumi produttivi hanno guardato alla
Cina, ma i volumi medio-piccoli ad
alto contenuto tecnologico e i prodotti richiesti “just-in-time” continuano
a trovare un’eccellenza in Italia.
Prodelec
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▶ SPECIALE AZIENDE - PICK & PLACE
Come guardare
oltre la crisi
A due anni dalla creazione della nuova realtà,
Win-Tek si posiziona sul mercato della distribuzione
come una realtà dinamica, caratterizzata da
grande entusiasmo e che - a tutt’oggi - può
vantare risultati di tutto rispetto. Il tutto permeato
da un grande ottimismo per il futuro
di Riccardo Busetto
C
on un’esperienza ventennale nel settore dell’elettronica,
Maurizio Leimer è titolare di
una delle realtà più giovani nel settore
della distribuzione elettronica in Italia,
Win-Tek. Una realtà che ha alla propria
base un bagaglio di competenze tali da
consentirle di entrare sul mercato con
grande autorità anche in un momento
che a molti sarebbe sembrato difficile.
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Sono due anni ormai che voi di
Win-Tek avete intrapreso questa avventura. Era un momento difficile
quando avete iniziato. Com’è andata la
cosa in breve?
L’azienda è stata fondata nel febbraio 2010, anche se le attività di business sono state avviate a partire da
maggio. Siamo partiti con questa
nuova realtà proprio perché, in quel
momento, avevamo capito che il mercato si stava avviando verso una ripresa, dopo i momenti difficili del biennio 2008-2009.
Abbiamo rilevato tutto quello che
era il pacchetto di Daewon SMT, che
abbiamo pagato in cash e questa, lo
possiamo dire, è stata la nostra forza.
Siamo un’azienda di piccole dimensioni, è vero, ma la flessibilità è quello che abbiamo perseguito fin dall’inizio. Oggi siamo in tutto sei persone,
con tre agenti esterni, e - nel settore di
nostra competenza - copriamo tutto il
territorio nazionale. L’azienda occupa
uno spazio di 300 m², 140 m² fra magazzino e officina ricondizionamento
macchine e 40 m² di uffici. Il resto è
dedicato alla sala dimostrazioni.
Quali sono stati i numeri aziendali a partire dal 2010 e, geograficamente parlando, come si colloca la vostra
azienda?
Negli ultimi due anni abbiamo
avuto una crescita importante: siamo
passati da 1,5 M€ nel 2010 ai 3,2 M€
dell’anno scorso. Quest’anno, che naturalmente si prospetta per tutti come
un momento non facile da affrontare,
contiamo di mantenerci mediamente in pareggio con i risultati del 2011.
Per quello che riguarda l’area
geografica su cui operiamo direi che il
grosso del fatturato viene dal mercato
italiano: un 35% dall’area del nord-est,
in cui abbiamo una presenza “storica”,
un buon 30% alla Lombardia e il resto
suddiviso fra le restanti regioni italiane, con clienti importanti soprattutto
nell’area emiliano-romagnola.
A proposito di Emilia
Romagna. Avete avuto delle
difficoltà a seguito del terremoto di maggio?
Certamente alcune delle aziende che seguiamo
hanno avuto dei problemi,
in particolare quelle aziende dell’area di Mirandola e
Carpi che operano nel settore
dell’elettromedicale.
In realtà, se andiamo a vedere, vuoi per la collaborazione di aziende amiche,
vuoi per le capacità reattive della
Regione, quasi tutte le aziende hanno
avuto uno stop relativamente minimo.
Sono oggi tutte praticamente operative quasi al 100%. Ora si tratta solo
di velocizzare gli iter burocratici, soprattutto per il rilascio dei permessi di
agibilità degli stabilimenti.
Noi, da parte nostra, abbiamo so-
Fig. 1 - SM471 chip shooter
da 75000 cph
speso tutti gli incassi con i clienti che
sono stati colpiti dal sisma. Abbiamo
eseguito assistenze gratuite, sopralluoghi e abbiamo allungato i tempi di
scadenza dei pagamenti.
Si parla tanto della stretta creditizia: come azienda
‘giovane’ ci piacerebbe sapere come vedete la situazione dal vostro punto di
vista.
Dal nostro punto di vista, glielo assicuro, non ci
sono problemi di credito. Lavoriamo da anni con
le due più grandi realtà del
settore bancario italiano e
non abbiamo mai avuto difficoltà.
Le banche chiedono oggi che chi
si presenti a chiedere un prestito sia
la persona che si mette in gioco personalmente, non una realtà non ben
identificata, che non garantisca sicurezza per il futuro. Una volta era possibile ottenere prestiti dando minime
garanzie, oggi la situazione è molto
più controllata.
Novità dal mondo Samsung
Il mondo Samsung è in costante crescita e di questo non può
che beneficiarne la divisione Samsung Techwin che ha l’onere
e l’onore di occuparsi della produzione delle pick&place il cui
risultato tecnologico produttivo è sotto gli occhi di tutti.
Il recente lancio della serie EXCEN, la prosecuzione della
Serie SM400 con la presentazione della SM471 nonché della
SM451 dimostra quanto SAMSUNG voglia mantenere un livello dei propri prodotti molto elevato.
La serie EXCEN è forte di una elevata capacità produttiva con
120.000 cph per unità raggiungendo il primato di produttività per m². L’architettura di macchina si basa su un sistema di
4 gantry a teste rotanti configurabili scegliendo tra la soluzione ‘High Speed’ a 16 spindle o ‘flexible’ ad 8 spindle. La visione dei componenti è potenziata dall’innovativo sistema SVS
(Side View Vision System), che effettua un controllo pre e post
placement del componente.
La SM471 prosegue l’evoluzione della nota e consolidata serie SM. Oltre a riconfermare le caratteristiche di affidabilità
e semplicità dei modelli precedenti, la SM471 presenta delle peculiarità di rilievo. La macchina è caratterizzata da un sistema a doppio gantry da 10 spindle che, grazie al prelievo simultaneo e alla visione fly, raggiunge una produttività di
75.000 componenti/ora. La SM471 mantiene la compatibilità
con tutte le tipologie di feeders di tipo SM dai tradizionali elettropneumatici agli innovativi ELECTRIC e SMART.
Gli ELECTRIC feeder sono caratterizzati da un avanzamento
motorizzato, grazie al quale si ottiene una elevata ripetibilità della posizione di avanzamento e un azzeramento delle vibrazioni. Il tempo di feeding è notevolmente ridotto e il passo
di avanzamento è selezionabile senza settaggi meccanici potendo così montare bobine passo 2 mm e passo 4 mm con
lo stesso caricatore. La versione SMART possiede tutte le caratteristiche degli ELECTRIC feeders e offre l’ulteriore vantaggio dell’auto splicing. Questo sistema brevettato da Samsung
consiste nell’accodare in una posizione di attesa il capo della
nuova rolla. All’esaurimento della bobina, il nuovo nastro viene caricato e spellicolato automaticamente realizzando così un
sistema automatico di cambio rolla non stop senza l’utilizzo di
adesivi e pinze di giunzione dei nastri.
A completare il panorama delle novità Samsung presenta la
SM451 pensata per rispondere alle esigenze sempre più particolari per i quali il montaggio automatico fino ad oggi risultava proibitivo. Caratteristiche importanti per questo scopo sono le teste controllate in pressione e la gestione dei gripper.
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Parliamo di mercati: Win-Tek resterà
sempre un’azienda impegnata esclusivamente sul mercato italiano o ci
saranno possibilità per un’estensione
delle vostre attività anche al di fuori
dei confini nazionali?
In realtà noi operiamo già come distributori europei: è il caso ad
esempio dei prodotti di conformal
coating automatizzato della TTnS
che ci vedono da tempo nelle vesti di distributori per il sud Europa.
Stiamo comunque finalizzando altri
contratti con una serie di distributori
locali europei per riuscire a commercializzare con maggiore incisività tali prodotti e creeremo nel futuro dei
roadshow mirati sia per la tecnologia
del conformal coating sia per l’AOI.
Fig. 2 - SM471 dual lane dual gantry
da 20 spindle
Naturalmente chi parte, come è
successo a noi, con uno storico importante e una capacità finanziaria
stabile alle spalle, non ha problemi
a collocarsi in un credit scoring privilegiato. Esperienza e curriculum,
dunque, contano molto.
Certamente alcuni dei nostri
clienti vivono ancora oggi problemi
di credito. Ma tocca a noi a questo
punto farci avanti. Se si ha la forza
di sostenere il costo di una macchina e la possibilità di attendere un eventuale pagamento in modo
non immediato il business non si ferma.
Fig. 3 - P&P serie
EXCEN: una
chip shooter
da 120.000 cph
40
PCB
settembre 2012
Due parole su Samsung, vostro fiore
all’occhiello, e sui marchi presenti nel
catalogo Win-Tek.
Tutto quello che distribuiamo è
consultabile liberamente sul nostro sito. Vorrei solo sottolineare i due modelli di p&p Samsung presentati recentemente a Norimberga, che sono
molto interessanti e che stanno già riscuotendo un buon successo da parte
della clientela: si tratta della SM471,
una chip-shooter da 75.000 c/h, e
della EXCN da 120.000 c/h, una p&p
multifunzionale (si veda box nella pagina precedente). In quest’ultimo caso Samsung ha voluto appositamente inserirsi in un range alto di prodotto, seguendo naturalmente le richieste del mercato. Si tratta di macchine avanzate, già in corsa per il futuro,
pronte per le future applicazioni della
tecnologia LED.
Per quello che riguarda i forni e
le saldatrici, Win-Tek distribuisce
TSM. In entrambi i settori abbiamo
ottenuto grandi risultati: 150 saldatrici e una novantina di forni installati
fino a questo momento.
Nel settore delle selettive distribuiamo le macchine di Inter Select,
mentre nel campo dell’ispezione 3D
della pasta saldante siamo distributori dei prodotti di VIS Mecha.
Possiamo tranquillamente offrire
linee produttive complete. Il resto,
come ho detto, è facilmente visibile
nel nostro sito.
Qualche impressione sul futuro, che
- nonostante il vostro ottimismo - è pur
sempre fonte di preoccupazioni.
Quello che è indubbio è che nel
futuro si assisterà a una forte selezione. Ma questo significa che ci saranno certamente nuove opportunità, opportunità che già si intravedono.
Abbiamo già esempi di clienti che, dai
lavori in conto terzi, si stanno muovendo ora verso la produzione diretta dedicata sia al mercato interno sia a
quello internazionale.
È vero che ci sono realtà che
chiudono e che chiuderanno, ma ci
sono anche molte aziende che nascono. E questo non può che essere considerato un segno positivo. Si
tratta di un momento difficile, certo, ma io non la vedo affatto in modo così negativo.
Win-Tek
www.win-tek.eu
ETICHETTE
PER ALTA TEMPERATURA
FPE è una società italiana leader nella produzione
di etichette professionali per i sistemi di identificazione.
Negli impianti di assemblaggio automatico dei PCB viene sempre più richiesto il monitoraggio della movimentazione dei
pezzi nelle diverse fasi di processo. L’applicazione di un’etichetta su ogni PCB, all’inizio della linea, costituisce ancor oggi la
soluzione più semplice ed economica per realizzare un sistema di rilevazioni dati.
Ê
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L’etichetta assume una importanza fondamentale perché deve:
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Range di temperatura: -40°... +537°C
UÊ Àˆ“>˜iÀiÊ>`iÀi˜ÌiÊ>>ÊÃÕ«iÀvˆVˆiÊ`iÊ*
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°
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I films di Polyimide bianco stampabili a trasferimento termico sono disponibili in tre spessori:
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FPE offre oltre al Polyimide bianco, sei colori (rosa, giallo, arancio, blu, verde e viola®Ê>`Ê>Ì>ʜ«>VˆÌDÊVœ˜ÊëiÃÜÀˆÊÓxÊiÊxäʖ“Ê
ÃÌ>“«>LˆˆÊ>ÊÌÀ>ÃviÀˆ“i˜ÌœÊÌiÀ“ˆVœ°Ê,>˜}iÊ`ˆÊÌi“«iÀ>ÌÕÀ>\ʇ{äc°°°³ÊÓnÇc
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Tutti i materiali per alta temperatura in combinazioni con i nastri appropriati, sono approvati UL, MIL-STD-202G,
MIL-STD-883E. Sono conformi alle Direttive RoHS e Reach.
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▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Soluzioni
di alta flessibilità
Un modulo di montaggio SMT che incontra
le specifiche richieste del mercato e sfida gli
incessanti sviluppi della tecnologia elettronica
sfare entrambe le necessità in base alle esigenze produttive.
Il concetto di Capacity on Demand,
esprime infatti la capacità dei moduli
SIPLACE SX di bilanciare le prestazioni di montaggio in base alle richieste della produzione.
a cura di Monica Polese, ASM Assembly System
P
er affrontare le nuove sfide del
mercato mondiale che richiede
produzioni sempre più diversificate e personalizzate, ASM Assembly Systems, azienda tedesca leader
del settore Pick&Place, propone una
soluzione per l’assemblaggio SMT
capace di adattarsi alle svariate richieste e necessità dell’industria elettronica. L’obiettivo è quello di eliminare
le costrizioni imposte dall’hardware
grazie all’integrazione di interfacce utenti e tools di programmazione
intelligenti.
Lo sviluppo di questo progetto ha
portato alla creazione di una
macchina di piazzamento
come la SIPLACE SX, capace di rivoluzionare gli scenari delle attività produttive.
Con la SIPLACE SX, il
team SIPLACE ha aggiunto al suo parco macchine un
sistema di montaggio rivoluzionario basato sul Capacity on
Demand, un concetto pionieristico ed innovativo per la produzione di schede elettroniche.
Il modello SIPLACE SX
42
PCB
settembre 2012
Le prestazioni della SIPLACE SX
possono aumentare o diminuire indipendentemente dalle capacità dei feeders, grazie all’uso di portali interscambiabili montati su guide mobili. La macchina rappresenta la prima
stazione di montaggio al mondo i cui
portali possono essere aggiunti o rimossi in meno di 30 minuti da un solo operatore. Questo nuovo approccio costruttivo permette di dissociare la performance di montaggio dalla capacità feeders, mettendo l’utilizzatore in condizione di soddi-
Concetti e idee brillanti
per soluzioni
hardware intelligenti
Lo spirito d’innovazione introdotto da ASM Assembly Systems non si
ferma al solo concetto di macchina di
montaggio. Grazie all’introduzione di
concetti innovativi sia dal punto di vista hardware che software, le caratteristiche di flessibilità della SIPLACE
SX vengono ampliate mettendo a
disposizione dell’utilizzatore nuove funzionalità per il montaggio dei
LED, l’assemblaggio di schede su
doppio lato e la gestione di
PCB pesanti e di grandi dimensioni oppure sottili e
molto delicati.
Una delle caratteristiche più innovative proposta dall’azienda tedesca è il
cosiddetto SIPLACE LED
Pairing. Per ragioni tecniche
ben note, i LED devono essere montati in combinazione con una serie di resistenze che
ne regolano la classe di luminosità come specificato dal costruttore. Con l’opzione SIPLACE
LED Pairing, le combinazioni tra
la classe dei LED ed i rispettivi valori di resistenza vengono associate
tramite una specifica funzionalità del
software di programmazione.
Durante il processo di montaggio, SIPLACE LED Pairing semplifica la gestione dei programmi di lavoro modificando automaticamente
la sequenza di piazzamento dei componenti al fine di associare la giusta resistenza a ciascun LED in base alla classe di luminosità dichiarata. L’efficienza e la qualità nel montaggio dei LED, è inoltre garantita da
appositi sistemi di alimentazione dei
componenti e da una serie di nozzles
dedicati.
L’opzione SIPLACE Precedence
Finder consente di individuare la migliore sequenza di montaggio in considerazione della presenza di componenti Package-on-Package, schermature o nozzle speciali. Sopperisce
inoltre a possibili interferenze tra
componenti di dimensioni notevolmente differenti.
Innovativa è anche l’opzione
Wildcard che consente di scaricare
verso le linee un programma di lavoro contenente oggetti come componenti o fiducials non completamente descritti durante la programmazione offline. Il processo di montaggio
viene comunque avviato ed interrotto
automaticamente dal sistema nel momento in cui la macchina debba trovarsi a processare uno di questi oggetti incompleti. L’operatore di linea
viene quindi invitato a completare la
descrizione dell’oggetto tramite delle
semplice e veloci operazioni che sono guidate dal sistema di visione della macchina. Ad operazione conclusa,
la sequenza di montaggio viene ripresa dal punto in cui era stata interrotta
e le modifiche apportate vengono salvate nel database centrale.
Tale opzione rende più flessibile
l’introduzione di nuovi prodotti sulla linea di produzione, assicurando la
correttezza del processo sin dall’assemblaggio della prima scheda.
Tabella 1 - Capacity on Demand con SIPLACE SX1/2
Performance di montaggio
Fino a 67.750 c/h
Fino a 60.000 c/h (come punto di riferimento)
Fino a 48.000 c/h (IPC)
Teste di montaggio
SIPLACE SpeedStar
SIPLACE MultiStar
SIPLACE TwinStar
Capacità Feeder
n. 120 slot 8 mm
Capacità Tray
(scambiatore di vassoi opzionale)
28 livelli con capacità 56 Trays JEDEC standard,
funzione di ricarica non stop
Range di componenti
da 01005 fino a 200 x 110 mm
Dimensioni di ingombro
1.500 mm L x 2.600 mm W
Tempo di inserimento /
rimozione del portale
< 30 min
SIPLACE Smart Pin Support,
disposizione automatica
dei pin di contrasto
Nelle applicazioni industriali le
schede di maggiori dimensioni devono spesso essere stabilizzate con
pin di contrasto per evitare flessioni o vibrazioni.
L’opzione SIPLACE Smart Pin
Support rappresenta la soluzione
ideale per automatizzare il posizionamento dei pin di contrasto, la cui
disposizione viene definita trami-
te l’interfaccia grafica 3D del software di programmazione. In questo
contesto, è lo stesso programma che
evidenzia la presenza di potenziali collisioni tra i pin e i componenti
posti sulla parte inferiore della scheda e permette a priori di correggerne la posizione.
Il funzionamento dell’opzione SIPLACE Smart Pin Support è
molto semplice. Ad ogni cambio di
prodotto il Pin Placer montato sulla testa della SIPLACE SX, preleva i pin dagli appositi magazzini e
Smart Pin Support, disposizione automatica dei pin di contrasto
PCB
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li dispone all’interno delle guide del
trasporto nelle posizioni predefinite dal programma in modo rapido e
accurato.
La precisione di posizionamento dei pin è garantita da una doppia azione della telecamera a bordo testa.
Prima del posizionamento, la telecamera controlla che sulla superfice di contatto inferiore dei pin non
ci sia presenza di eventuali contaminazioni e, nel caso venissero rivelate delle impurità, il Pin Placer andrà
a rimuoverle tramite un getto d’aria
compressa. Dopo il posizionamento,
la stessa telecamera verifica la corretta posizione dei pin tramite il riconoscimento di un fiducial.
Con l’opzione SIPLACE Smart
Pin Support è possibile eliminare un processo manuale economicamente dispendioso in termini di
tempo impiegato e possibile fonte
di errori.
STR. ARRIVORE, 31
10154 TORINO
TEL. +39 011.242.59.05
FAX +39 011.242.59.40
E-mail: [email protected]
http://www.latecnikadue.com
Particolare del caricatore per dispensare punti colla
SIPLACE Glue Feeder,
un caricatoreper dispensare
punti colla
Quando si assemblano circuiti
stampati nel processo a doppia rifusione, sono i componenti più grandi e
pesanti a creare i
maggiori problemi. Questi
possono difatti
muoversi o cadere dalla scheda durante la seconda fase di reflow. Per ovviare a tale inconveniente, sino
ad oggi il processo di assemblaggio ha richiesto l’utilizzo
di apposite stazioni di dispensazione o particolari processi di serigrafia.
ASM Assembly
Systems
offre
una valida alternativa grazie all’opzione
AZIENDA CERTIFICATA
UNI EN ISO 9001:2008
N. 1716
SIPLACE Glue Feeder. Questa soluzione consente di dispensare la colla direttamente sulla superfice inferiore dei componenti prima che questi vengano piazzati.
Il sistema di visione SIPLACE
inoltre, è in grado di valutare la
qualità del punto colla verificando che la dispensazione sia avvenuta uniformemente e nella corretta quantità.
Nel caso in cui il risultato del
check ottico non risultasse soddisfacente, il componente verrebbe scartato evitando la fastidiosa fase di rimozione della colla dal PCB, inevitabile nel caso di imprecisione dei
dispositivi di dispensazione tradizionali.
Altro vantaggio notevole nell’utilizzo del SIPLACE Glue Feeder è
legato proprio al fatto che si tratta di
un feeder che occupa solo cinque slot
da 8 mm. Ciò consente di posizionare il dispositivo di dispensazione
su qualsiasi stazione all’interno della
linea di montaggio o su qualsiasi linea all’interno dell’impianto di produzione.
Siplace
www.siplace.com
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▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Precisione svizzera,
flessibilità italiana
La moderna produzione nel settore
dell’elettronica deve essere flessibile e, ad oggi,
nessun produttore ha dotato le sue macchine di
maggior flessibilità della società svizzera
Essemtec, come nel caso delle nuove Pick & Place
ad alte prestazioni Paraquda e Cobra
di Michele Mattei, i-tronik
I
l termine ‘flessibilità’ abbinato alle
Pick & Place può riferirsi a elementi diversi: il cambio veloce di
produzione tra una commessa e un’altra è uno di questi, così come la capacità della macchina di utilizzare molti
componenti e substrati differenti fra
loro. ‘Flessibilità’ significa anche integrare facilmente la macchina in una
linea di produzione esistente, anche
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PCB
settembre 2012
se la più alta forma di flessibilità viene data dalla versatilità, dal fatto cioè
che la macchina possa eseguire diverse operazioni come il piazzamento
dei componenti e la dispensazione,
rendendola così ideale anche per le
nuove tecnologie di montaggio, il 3D
primo fra tutti (un esempio di ciò
sono le fanalerie a led delle moderne
autovetture).
Flessibilità e piazzamento
ad alta velocità
La velocità nel riallestimento macchina è una caratteristica importante. Nel passato questa funzione era disponibile quasi esclusivamente su macchine per piccole produzioni; oggi invece, anche nelle produzioni maggiori, la
flessibilità delle macchine può migliorare l’utilizzo della linea, riducendone
così i costi. Fino a poco tempo fa, tuttavia, la flessibilità e l’alta velocità difficilmente trovavano spazio sulla stessa macchina; grazie alle Pick & Place
Paraquda e Cobra è stata eliminata la
necessità di scegliere tra queste due caratteristiche: le macchine sono equipaggiate con 4 o 8 teste di montaggio, possono piazzare fino a 20.000 componenti/ora ed inoltre possono essere riallestite in tempi estremamente rapidi.
Entrambe le macchine riducono al
minimo il lavoro richiesto per un cambio prodotto e il loro software guida
controlla l’operatore durante le varie fasi
di riallestimento per assicurare che non
ci siano errori.
ePlace è una nuova interfaccia grafica, molto intuitiva, sviluppata da
Essemtec. Il software si basa sulla eeztechnology e ottimizza le applicazioni
per l’uso con sistemi touchscreen. Tale tecnologia assicura un più semplice inserimento dei dati, fornisce
un aiuto relativo al contesto
d’utilizzo, uno strumento che
fornisce consigli e suggerimenti e, con
la sua interfaccia grafica user-friendly,
è simile ai moderni smartphone.
sari alle produzioni. Ogni componente
è identificato tramite un unico codice a
barre, e lo stesso codice viene utilizzato
sul caricatore che monta questo componente, garantendo così un controllo
corretto del set-up; il carico delle bobine con il controllo del barcode elimina
ogni possibile errore e consente inoltre
la piena tracciabilità.
Riconoscimento e creazione
rapida dei feeders
e dei componenti
Fig. 1 – La Paraquda di Essemtec
Tramite la eez-tecnology gli operatori
possono imparare a operare con la macchina in un tempo estremamente limitato avendo la possibilità di operare come su un moderno tablet.
Per lavorare sulle Paraquda o sulle
Cobra non viene richiesto l’utilizzo del
mouse e nemmeno della tastiera.
Il software ePlace è controllato direttamente tramite un monitor touch screen da 19” con un utilizzo molto dinamico e facile, supportando l’operatore con
un vasta funzionalità di zooming e visualizzazioni ottimizzate senza rincorrere a troppi scrolling e clicking.
Riallestimento intelligente
Preparare una macchina per un lavoro diverso impone il riallestimento
dei caricatori, operazione questa che
porta via la maggior parte del tempo
ed è quella più soggetta a errori. Con
i caricatori intelligenti disponibili sulle Pick & Place Essemtec si eliminano
gli errori di attrezzaggio e si minimizza
il cambio degli stessi. È possibile persino attrezzare la macchina e montare
diversi tipi di pcb in un unico piazzamento, rendendo la produzione super
flessibile e dinamica. Inoltre, la sostituzione di caricatori mentre la macchi-
na sta lavorando minimizza il tempo di
fermo linea aumentando notevolmente il rendimento a fine turno.
Sia la Paraquda che la Cobra offrono una capacità fino a 240 caricatori e
questo fa sì che gran parte di questi caricatori, in quanto ‘intelligenti’, possano rimanere permanentemente sulla macchina, consentendo alla Pick &
Place di rilevare automaticamente dove sono posizionati e quale componente contengono.
Grazie al software eMIS installato sulla macchina si può ridurre la loro sostituzione al minimo assoluto. Il
suo modulo di pianificazione simula il
set-up della macchina in diverse configurazioni e il responsabile della produzione può decidere “a video” se sia più
efficiente il riposizionamento di alcuni
caricatori o il completamento dell’attrezzaggio con i componenti mancanti
negli slot liberi.
Ci sono due strumenti disponibili per evitare gli errori di set-up: un sistema automatico di stoccaggio/fornitura componenti e il controllo attivo del
set-up. L’armadio automatico i-storage,
prodotto e commercializzato da i-tronik, è un armadio di stoccaggio completamente automatico che prepara e fornisce in automatico i componenti neces-
La Cobra e la Paraquda di Essemtec
possono gestire un’ampia gamma di
componenti. La libreria standard include tutti i più diffusi tipi di componenti, dai QFN/BGA ai chip e ai
QFP; le due macchine possono gestire
componenti fino a 25 mm di altezza e
piazzare una vasta tipologia di connettori e condensatori.
Essemtec ha inoltre sviluppato un
nuovo sistema di visione che può gestire tutte le possibili forme, anche quelle di componenti futuri, e ne semplifica l’autoapprendimento. Un sistema a
Led programmabile usufruisce di diverse angolazioni di illuminazione per
consentire un ottimo contrasto con
tutti i tipi di componenti da centrare.
Il sistema Cognex riconosce istantaneamente i modelli e li confronta
in una frazione di secondo con quelli memorizzati nella libreria; nel caso
non sia presente un modello uguale, il
sistema è in grado di sviluppare modelli incompleti allo stesso modo in cui
un programma di elaborazione testi
può completare automaticamente parole digitate solo parzialmente.
Il sistema di visione montato su
Paraquda riconosce e centra quattro
componenti
contemporaneamente,
mentre la macchina Cobra ne distingue otto.
Il nuovo sistema di visione semplifica
anche l’apprendimento di nuovi componenti: utilizza il primo campione
PCB
settembre 2012
47
Fig. 2 – Centraggio
ottico di quattro
componenti
per apprendere un nuovo modello, eliminando la necessità di schede o dati CAD. Il campione viene fotografato e l’utente può identificare le caratteristiche direttamente sullo schermo.
Paraquda e Cobra dispongono anche
di una telecamera che memorizza automaticamente le posizioni dei caricatori e il centro del componente per
effettuare il pick-up. Inoltre, un sensore sul vacuum consente di apprendere l’altezza del pick-up automaticamente e rilevare l’eventuale perdita del componente dopo il centraggio
sulla camera.
Grazie a queste caratteristiche le
nuove tipologie di componenti non sono più un problema e gli utilizzatori di
prodotti Essemtec possono essere certi
che le loro Pick & Place saranno sufficientemente flessibili per gestire qualsiasi componente speciale richiesto dal
cliente.
Libertà di scelta del substrato
In passato i pcb erano quasi esclusivamente rettangolari, ma oggi un substrato può avere qualsiasi forma soprattutto
nelle applicazioni LED dove il substrato
è parte del prodotto mentre la forma, lo
spessore, il materiale e la resistenza alla
flessione possono differire da prodotto
a prodotto. Una Pick & Place moderna
deve essere in grado di gestire tutto ciò e
Essemtec garantisce, con le sue macchine, di potere piazzare i componenti praticamente ovunque. Ad esempio, si possono piazzare chip in cavità profonde di
circuiti stampati complessi o sulla parte superiore di un substrato molto alto.
È inoltre possibile applicare piani vacuum da montare su circuiti flessibili o fogli capton. L’assemblaggio 3D è una tecnologia in rapido sviluppo che permette
di montare i componenti su diversi livelli, anche con diverse angolazioni.
Tali applicazioni 3D-MID (Molded
Interconnect Device) si trovano nel settore dell’illuminazione, nell’industria
automobilistica, nelle applicazioni mediche e nel ramo dei sensori. Per questi
settori, Essemtec ha sviluppato Hydra,
una Pick & Place 3D equipaggiata con
robot multi-asse, una testa di dispensazione e un dispositivo di curing con luce UV. La macchina Hydra è costruita
sulla stessa base della Paraquda, pertanto è configurata con il software ePlace,
utilizza gli stessi caricatori e gode di alta
velocità, precisione e flessibilità.
P&P con funzionalità estese
La flessibilità delle macchine di
Essemtec consente di andare oltre la loro funzione principale. Le opzioni permettono alla macchina di dispensare colla o pasta saldante, misurare i valori elettrici dei componenti o montare componenti through-hole. Il software ePlace offre molte interfacce e varie
possibilità di integrazione. Per esempio, i dati CAD possono essere importati via rete e i dati di produzione possono essere trasmessi a un sistema EPR.
Soluzioni personalizzate
Le macchine Essemtec sono spesso
configurate e personalizzate in base alle
richieste specifiche dei clienti. Mentre
parte dell’hardware e del software della macchina sono adattati per compiti
specifici, la base macchina rimane standard. In questo modo i clienti possono
beneficiare di costi minimi di sviluppo,
di una macchina e un software affidabile e di pezzi di ricambio standard.
La piattaforma Paraquda ha dimostrato di essere altamente adattabile ed è
stata utilizzata per molte soluzioni, come ad esempio per la nuova serie di dosatori ad alta velocità Scorpion.
Fig. 3 – La Paraquda prevede un touch screen che agevola le operazioni di
controllo della macchina
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i-tronik
www.itronik.it
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
iineo II ha 24 diferenti possibili configurazioni
Possibilità di selezionare da 8 a 12 testine
Concepita per le sfide
del futuro
La macchina di piazzamento iineo apporta
numerosi miglioramenti all’interno della gamma
di macchine Europlacer
a cura dell’ufficio tecnico Lifeproject
U
n numero maggiore di slot per
i feeder, schede di maggiori
dimensioni e una maggiore
altezza dei componenti. La macchina è
dotata di elementi che si adeguano alla
filosofia dell’intelligenza integrata: una testa di posizionamento
robusta e flessibile, feeder intelligenti, il sistema esclusivo 3D, una
dotazione software estremamente potente al servizio di
una serie di nuove tecnologie avanzate, come i motori
lineari e le telecamere per la
tracciabilità.
Le opzioni comprendono
il dispensatore di colla, con
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PCB
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o senza la presenza di vite d’Archimede, il test elettrico, una telecamera fissa
per componenti di grosse dimensioni o
di dimensioni particolarmente minute,
la regolazione automatica degli ingombri del nastro convogliatore, un magazzino a bus speciali, la testa di posizionamento Tornado, l’ottimizzazione multi-
programma, il software di gestione della produzione Promon, i feeder intelligenti a cinghia per cambiamenti rapidi di lavorazione, il PoP e naturalmente
moltre altre caratteristiche.
Uno degli obiettivi più importanti
del concetto Europlacer è sempre stato quello d’investire nella ricerca delle compatibilità prima e dopo i caricatori, sul software e sugli altri dispositivi
secondari. Questo principio è stato applicato anche per la nuova base di lavoro dei modelli più recenti di iineo. Il
che significa che gli utenti attuali possono utilizzare la loro dotazione di caricatori esistente, proteggendo il loro investimento, risparmiando sul costo di un
nuovo sistema e riducendo il costo
complessivo del piazzamento.
Europlacer
www.europlacer.com
Lifeproject
www.lifeprojectsrl.com
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Guardiamo…
Advantis
L’industria elettronica sta vivendo numerosi
cambiamenti su tutti i fronti. A partire proprio
dalle macchine Pick & Place, alle prese
con esigenze produttive sempre più pressanti
di Paolo Sirtori, Lifetek
N
egli ultimi anni l’industria elettronica si è trovata
ad affrontare cambiamenti
importanti dovuti alla crisi di mercato,
all’uso di nuove tipologie di componenti SMD e a una tipologia produttiva
che necessita di un numero crescente di
cambi prodotto giornalieri. Nella linea
di produzione, la macchina Pick &
Place è l’anello della catena che più ha
dovuto adattarsi a questi cambiamenti,
al fine di garantire sempre maggiore
qualità, flessibilità e velocità uniti a un
software che gestisca e organizzi il flusso produttivo.
Negli ultimi anni Universal ha investito molte risorse per far fronte alle nuove esigenze produttive, come
dimostra la piattaforma Advantis 3.
Questa prevede configurazioni macchina implementabili e il software di nuova generazione Dimensions
Software Suite.
nenti e soprattutto una gestione automatizzata della movimentazione del
componente dal sistema ERP/MPS
dell’azienda fino all’area produttiva.
Un aspetto non meno importante
della catena produttiva è sicuramente quello di poter realizzare un nuo-
vo programma macchina in tempi rapidi, associato a un software che assista il personale all’avviamento produttivo. Nel processo di introduzione
di un nuovo prodotto le problematiche da affrontare sono molteplici, dal
riconoscimento dei nuovi componenti al corretto posizionamento e polarità degli stessi.
Il software macchina deve essere in
grado di assistere il personale tecnico
nel debug del programma in area produttiva, garantendo che la prima scheda realizzata sia già quella valida e senza errori del lotto produttivo.
Le prototipazioni e i bassi lotti di
produzione sono sempre più frequenti
e la conseguenza ovvia si traduce in un
maggior numero di cambio prodotto -
Dal file alla produzione
Le produzioni attuali richiedono
una sempre maggiore necessità di gestire in modo intelligente i compo-
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PCB
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Il software Dimensions Line Manager è composto da differenti moduli,
tra cui Offline Changeover
Il sw Dimensions NPI (New Product Introduction) è un software normalmente
già integrato in macchina che assiste il personale nell’avvio di un nuovo prodotto
product changeover - che, se non assistiti da un software adeguato, richiederebbe tempi molto lunghi di realizzazione e ottimizzazione.
Dimensions Software Suite di
Universal risponde proprio alle problematiche accennate e garantisce la connettività e la continuità dal file CAD al
prodotto finito.
Aumenta la produttività
Il software è composto da diversi
moduli o pacchetti che il cliente sceglie in base alle proprie esigenze:
- Data Prep Studio che permette di
effettuare l’importazione del file BOM dei componenti e del file CAD del prodotto per la generazione grafica del layout di scheda e
relativi componenti;
- Dimensions Programming and
Optimization (DPO) è il modulo
di ottimizzazione e bilanciamento
del programma. DPO crea i programmi che saranno caricati via rete sulle singole macchine che compongono la linea, garantendo il bilanciamento del tempo ciclo di assemblaggio affinché non ci siano tempi morti sulla linea. DPO
è inoltre in grado di ottimizzare la
produzione creando gruppi di famiglie di prodotti in base a criteri di priorità e di importanza o di
High-mix produttivo.
- Consente infatti di effettuare in
tempo reale eventuali modifiche su
componenti e programma permettendo che la scheda di messa a punto o debug sia in effetti già la prima scheda valida della produzione
a seguire. L’introduzione di nuovi prodotti e prototipazioni è ormai una costante del nuovo ambito produttivo; ciò prevede che vengano creati nuovi prodotti e relativi
programmi rilasciati per assemblare lotti produttivi esigui. L’ausilio
di NPI consente di far ciò in tempi
rapidi e soprattutto senza errori.
Utilizzo e visibilità
Le fasi di programmazione, pianificazione e debug rivestono sicuramente un ruolo molto importante nell’attività produttiva, ma lo è altrettanto la
gestione della stessa in modo “snello”
ed “efficace”. Effettuare cambi prodotto veloci e avere al contempo la ragionevole sicurezza, e in modo automatico, che il caricamento dei feeder sia
corretto, sapere dove si trova allocato
un componente all’interno dell’azienda e in quale quantità, sono aspetti da
considerare con particolare attenzione
in un ambito a elevata competitività e
spesso con una tipologia produttiva ad
alto mix.
Dimensions Line Manager ottimizza l’utilizzo della linea e consente di avere visibilità sulla produzione, riducendo tempi morti - downtime dei changeover -, cambi prodotto e aumentando l’efficienza generale. Il software è composto da moduli differenti che possono essere selezionati in base alle necessità: Feeder
Preparation, Auto-Validation, Feeder
and Component Tracking, Offline
Changeover, Feeder Low, Traceability,
Consumption
Tracking,
Reel
Quantity Management, Bar Code
Label Generator e Flexible Setup.
Utilizzando questi moduli software si
avrà il controllo in tempo reale della produzione minimizzando l’eventuale rallentamento fisiologico dovuto
al cambio prodotto, alla ricerca di un
componente e si beneficerà di un setup macchina certificato.
Il modulo Auto-Validation mette al
sicuro da possibili errori di caricamento dei feeders. Infatti, una volta che i
feeders e i componenti, precedentemente associati, sono caricati in macchina, essi vengono automaticamente scansionati per certificarne il corretto caricamento. Se il software rilevasse
dei codici non corretti, gli stessi saranno evidenziati in rosso nella schermata e non verrà dato il consenso all’avvio produttivo.
La modalità Offline Changeover
permette di organizzare i cambi produzione rendendoli veloci e dinamici. Universal prevede che il changeover
possa essere gestito in due modi: Initial
Setup Changeover e Current to Next
Changeover.
Initial Setup Changeover viene
usato qualora la produzione prediliga il cambio delle bancate dei feeders
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settembre 2012
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Fuzion 37, ultima nata in casa Universal, unisce le due
teste Universal a revolver Lightning e in linea IL7 in
un’unica soluzione
(Universal ne ha 4 per macchina). In
questo caso il software segnalerà quali
bancate dovranno essere rimosse e sostituite per il prodotto successivo.
Current to next Changeover prevede il cambio del singolo feeder. Il software mostrerà automaticamente quali feeder devono essere spostati, rimossi o aggiunti per passare dal prodotto
attualmente in produzione al prodotto successivo.
Il modulo Flexible Setup consente
di alloggiare i feeder in qualsiasi posizione, indipendentemente dal programma. Le modalità dei pacchetti software Feeder and Component
Tracking, Consumption Tracking,
Reel Quantity Management, Bar
Code Label Generator permettono di gestire i componenti e la loro
quantità.
Ogni componente può essere identificato con una etichetta che contiene
tutte le informazioni necessarie, vale a
dire dall’identificazione ID del componente al lotto e alla quantità. Ogni
componente viene associato a un feeder attraverso il quale saranno trasferite tutte le informazioni alle linee di
produzione.
L’integrazione completa avviene
quando il Dimension Line Manager è
interfacciato ai sistemi aziendali ERP
o MPS per la gestione dei quantitativi
e del relativo riordino o inventario dei
componenti.
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PCB
settembre 2012
Anche la Pick & Place diventa
intelligente
Il software è una componente essenziale e contribuisce alla gestione intelligente della linea produttiva. Infatti, le
macchine Pick & Place sono ancora il
cuore pulsante della linea. Il software
consente di ottimizzare la pianificazione della produzione e la sua gestione
durante l’assemblaggio, ma si valorizza se abbinato a macchine Pick & Place
che siano in grado di adattarsi con facilità ai cambiamenti produttivi. Inoltre
sono queste ultime a dettare i tempi ciclo di produzione ed è fondamentale
che esse rispettino i parametri dichiarati
di velocità, di precisione e di flessibilità.
Cambiare il programma
e non la testa
Universal offre un’ampia gamma di
prodotti per l’assemblaggio delle schede
elettroniche privilegiando la flessibilità,
la produttività e la resa effettiva. Le macchine Universal sono in grado di posizionare dal più piccolo chip disponibile sul
mercato fino al componente più complesso POP (Package on package).
La nuova release Advantis 3 di
Universal garantisce la necessaria flessibilità di configurazione di linea adatta ad affrontare le diverse sfide produttive, pur mantenendo le prestazioni dichiarate di velocità,
Layout di Funzion 37
precisione e soprattutto senza la necessità di riconfigurazioni hardware o cambio teste. La caratteristica essenziale delle macchine Universal è quella di garantire l’assemblaggio della gamma completa dei componenti attualmente disponibili e previsti in ambito SMT attraverso l’utilizzo di solo due tipologie di teste differenti. Si evitano così tutte quelle
costose attività di implementazione, riconfigurazione o sostituzione delle teste
di posizionamento, al fine di garantire la
copertura della diversa tipologia di componente che si presenta in ambito produttivo. In particolare la testa Universal
a revolver Lightning Head con 30 torrette, dette spindles, consente di processare un range di componenti che va dallo 01005 al componente avente 30 mm
x 30 mm di lato. La testa di completamento a 7 spindles in linea, IL7, copre
un range di componenti dal chip 01005
al connettore da 150 mm. L’ampio spettro di componenti che garantisce la testa
chipshooter Lightning Head permette di usufruire di un bilanciamento ottimale degli stessi, garantendo in ogni situazione una velocità di linea ottimale.
Infatti, potranno essere assemblati componenti attivi IC anche tramite la testa Lightning Head, qualora un prodotto avesse una quantità di componenti di
completamento superiore ai componenti
chip con un adeguato bilanciamento di linea e preservando la velocità della stessa.
Universal offre molteplici soluzioni
che alloggiano le teste IL7 e Lightning;
sono infatti disponibili unità di posizionamento ad asse singolo, doppio o multiplo. Universal utilizza i motori lineari
VRM realizzati custom (non disponibili
dai fornitori tradizionali di motori ) al fine di disporre di caratteristiche di bassissimo rilascio termico; il tutto è alloggiato
su una struttura robusta che è garanzia di
durata e precisione.
Ogni macchina è dotata di bancate
porta feeders estraibili e removibili tramite carrello.
La nuova serie Advantis 3 è in grado di soddisfare ogni necessità produttiva di linea e il modello AI07S è la piattaforma Pick & Place di completamento da 15.300 cph; prevede testa a 7 spindle in linea, telecamera digitale di visione a bancate rimovibili e posizionamento ad asse singolo con motori lineare
dual drive.
I modelli chipshooter si dividono in
tre configurazioni con velocità crescenti:
- AC15 S è la macchina con testa a
revolver Lightning da 15 spindles
espandibile successivamente alla
versione AC 30S a 30 spindles, con
velocità rispettivamente di 16.000
cph e 34.500 cph;
- AC30S è posizionata su asse singolo con motore lineare dual drive;
- AC90T è la soluzione per chi ha
necessità di velocità molto elevate. È configurata con tre teste Lightning da 30 spindles ciascuna e tre assi di movimentazione per una velocità complessiva di
102.500 cph.
Tutto in uno
Fuzion 37 è l’ultima nata in casa Universal. Unisce le due teste
Universal a revolver Lightning e in linea IL7 in un’unica soluzione, offrendo velocità e multifunzionalità insieme
a un elevato numero di feeders (272) in
una sola macchina.
La macchina così concepita è in grado di assemblare dal chip 01005 fino a
componenti di 150 mm di lato e 25 mm
di altezza, con la possibilità di applicare
una forza di inserzione pari a 5 kg. Ove
richiesto, è disponibile il nozzle gripper
per le applicazioni Odd Form di completamento. Fuzion è dotata di due assi
con motori lineari, uno per singola testa.
Può ospitare schede fino a 1300 mm di
lunghezza e dispone di un numero di
posizioni feeder da 8 mm pari a 272
slot, distribuite su 8 bancate removibili.
Tutto quanto è necessario per produrre ad alta velocità e posizionando una gamma ampia di componenti con un elevato numero di feeders, è
ora possibile in soli 2.400 mm di lunghezza.
Lifetek
www.lifetek.it
Universal Instruments
www3.uic.com
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Verso una nuova idea
di Pick & Place
Andare oltre l’attuale concetto di P&P.
È questa la strada intrapresa da Panasonic.
Come? Esaltando il concetto di linea totale
sviluppando la piattaforma NPM-W per l’intero
processo di assemblaggio
di Luca Fiorucci, Packtronic
I
l contesto SMT sta cambiando
molto velocemente. L’incremento di performance degli apparati
elettronici, siano essi dispositivi consumer (smartphone, tablet pc) oppure industriali e civili (oggetti per la
domotica, antifurti, computer industriali che diventano vere e proprie
stazioni di controllo multimediali,
prodotti automotive sempre più sofisticati) implicano l’utilizzo di componenti elettronici complessi che
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PCB
settembre 2012
necessitano di composite operazioni
di assemblaggio, ispezione e interconnessione. Si pensi ai chip formato
01005, al montaggio di componenti
package-on-package, ai piccolissimi
QFN oppure ai complessi flip chip.
Gli operatori del settore devono
quindi affrontare vari problemi associati al processo di montaggio, come l’aumento di nuovi componenti con un’ampia varietà di forme e dimensioni, un
aumento del numero dei cambi di lot-
to e una diminuzione del tasso di utilizzo della capacità totale a causa della riduzione delle dimensioni dei lotti.
È necessario quindi affrontare e considerare questi aspetti nel momento della definizione e acquisto delle nuove attrezzature.
In questa ottica, Panasonic con la
piattaforma NPM ha inteso offrire la
possibilità di costruire una linea adatta all’assemblaggio contemporaneo di
prodotti differenti e una soluzione basata sul processo totale in-linea.
Si è voluto così andare oltre al concetto di Pick & Place e si sono aumentate ed espanse le funzioni della Pick
& Place modulare NPM-D (nata due
anni fa allo scopo di diventare il nuovo
standard di produzione modulare integrata di Panasonic) lavorando sul concetto di una piattaforma capace di gestire contemporaneamente differenti moduli e teste di montaggio e al contempo
di effettuare operazioni assolutamente
differenti tra loro quali ispezione pasta
3D, dispensazione, montaggio, ispezioni ottica 2D, introducendo così nuove
funzioni che vanno oltre l’assemblaggio.
Ne sono esempio la testa volumetrica
a doppia siringa per la dispensazione di
creme saldanti e/o colle, così come le teste di ispezione ottica 2D e di ispezione
crema saldante 3D. Tutte unità che possono essere sostituite alle teste di montaggio tradizionali in meno di 5 minuti.
La più grande caratteristica della
piattaforma NPM-W è quindi la capacità di offrire una soluzione senza interruzioni che parte dalla stampa serigrafica con l’ispezione ottica 3D, passa per il
montaggio e termina con il processo di
ispezione ottica automatica (AOI).
Integrazione dei concetti di gestione del
“Multiprodotto” e soluzione totale “In linea”
Con NPM-W Panasonic Factory Solutions si è focalizzata
sul concetto di produzione del “multi-prodotto” e su quello del
“processo totale in linea”.
L’idea della gestione del multi-prodotto risponde all’esigenza di produzione flessibile, combinando la possibilità
di avere un doppio convogliatore con le due teste (anteriore e posteriore). Il tutto affiancato da un sistema serigrafico a doppio telaio progettato per alimentare la doppia linea
di montaggio.
Quando i lotti di produzione sono piccoli e i cambi prodotto sono frequenti, è possibile fruire di una modalità di montaggio indipendente delle due teste del modulo, con la quale
possono essere lavorati articoli diversi sui rispettivi convogliatori anteriore e posteriore. Se c’è molta differenza nel numero di componenti tra la parte anteriore e quella posteriore della scheda, può essere adottato il modo di montaggio alternato per raggiungere un equilibrio tra il doppio convogliatore e i
due portali di montaggio anteriore e posteriore.
Il montaggio alternato permette il posizionamento dei
componenti sulle schede che viaggiano sui due convogliatori paralleli mantenendo lo stesso tempo ciclo. È possibile anche effettuare un montaggio misto, che combina l’operatività
su entrambi i circuiti con entrambe le teste. Se invece il doppio
convogliatore è sostituito da quello singolo possono poi essere gestite schede di grandi dimensioni fino a 1.200x550 mm.
Normalmente la testa di controllo bidimensionale è utilizzata per controllare la qualità dei componenti montati e
per effettuare, ad esempio, una verifica di presenza di oggetti estranei prima del montaggio di un Ball Grid Array
(BGA). Mentre la testa di dispensazione della colla viene
applicata per vari processi tra cui aumentare la forza adesiva del package BGA e dei chip CSP o per l’unione temporanea di grandi chip.
Versatilità dei Modelli NPM
Al fine di migliorare la qualità della linea nel suo complesso, la soluzione NPM offre un’ampia gamma di processi e
controlli che vanno dal visualizzatore delle informazioni sulla
qualità che si sta producendo, che si basa sui risultati dell’ispezione del montaggio e contemporaneamente visualizza i risultati del controllo della qualità della serigrafia; fino al sistema di
Controllo di Processo Avanzato (APC), che aumenta la qualità di piazzamento dei piccolissimi componenti 01005 così come dei piccolissimi fine-pitch, tenendo come riferimento di
piazzamento la posizione del deposito della crema saldante e
non quella del centro del corpo.
Testa di montaggio a 8, 12 e 16 ugelli
La costante corsa
alla riduzione dei costi
Allo stesso tempo la riduzione del costo complessivo del manufatto è un’altra grande sfida per la maggior parte dei
produttori che tuttora vivono il costante
incremento del costo dei semiconduttori
a elevato valore aggiunto. Inoltre, alla sfida della costante diminuzione dei costi si
affianca la necessità di aumentare la densità dei componenti sui pcb e il necessario aggiornamento delle apparecchiature
per rispondere a tali nuovi processi.
Per rispondere adeguatamente a questa sfida, che richiede operazioni di delocalizzazione della produzione in aree con
costi di manodopera inferiori, è necessario anche avvalersi di strumenti di produzione che non debbano dipendere dal
grado di preparazione degli operatori e
che quindi siano insensibili alla minore
preparazione tecnica del personale presente in tali aree. Inoltre le attrezzature e
gli impianti SMT, acquistati dalle aziende globali (cioè multinazionali con differenti stabilimenti localizzati in differenti aree del Globo), devono essere capaci di adattarsi e di soddisfare le specifiche necessità dei vari stabilimenti dove le
caratteristiche dei materiali e dei processi variano da stabilimento a stabilimento. Diventa quindi importante per l’utilizzatore prevedere una linea di produzione ottimale, capace di combinare liberamente, con facilità e in qualsiasi momento, un’ampia varietà di funzioni atte a soddisfare le esigenze delle singole
fabbriche di assemblaggio, oltre a essere capaci di rispondere con la necessaria
flessibilità alle variazioni nelle quantità di
produzione in funzione delle oscillazioni dei mercati. La piattaforma NPM-W
ancora una volta, oltre al concetto di modularità, offre con il concetto di produzione su doppia linea la possibilità di assemblare lo stesso tipo di schede su due
convogliatori paralleli eliminando così la
perdita di tempo dovuta alla movimentazione delle schede rendendo perciò
possibile la produzione di massa ad alta
velocità. Tutto ciò grazie anche all’impiego della testa a 16 ugelli, oggi la più veloce sul mercato.
In aggiunta va detto che grazie all’architettura della piattaforma NPM-W
possono essere gestiti efficacemente in
contemporanea alla produzione di massa anche cicli produttivi di piccoli lotti
(campioni e preserie); si ha perciò la possibilità di usufruire di una linea di assemblaggio capace di gestire in contemporanea diverse tipologie di produzione, da
quella di massa a quella dei piccoli lotti,
caratterizzate da problematiche e aspetti assolutamente differenti e fino a oggi difficilmente coniugabili in un’unica
macchina di montaggio. Infatti, in questo ultimo caso i lotti di produzione tendono a diventare sempre piccoli e diversificati, da qui la necessità di ridurre ulteriormente il tempo totale di cambio produzione, agendo su aspetti quali la generazione dei dati fino all’impostazione
della macchina insieme alla commutazione automatica dell’attrezzaggio.
E proprio a tale proposito, Panasonic
Factory Solutions è costantemente impegnata ad ascoltare le richieste dei clienti, a promuovere una produzione sempre
più tecnicamente avanzata e al contempo rispettosa dell’ambiente, e pronta a rivoluzionare la produzione in stretta collaborazione con i clienti.
Packtronic
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Teste di ispezione 2D e 3D e dispensazione creme saldanti e colle
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settembre 2012
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▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
L’innovazione
della produzione
Cambia lo scenario della produzione e, di
conseguenza, cambiano le macchine destinate
alla produzione e al suo controllo. Si riducono
le dimensioni per consentire il loro ingresso
anche negli impianti di ridotte dimensioni e
si concentrano le funzioni per dare maggiore
potenzialità a livello di produttività e di flessibilità
di Richard Vereijssen, Yamaha Motor IM Europe
C
on l’introduzione della serigrafica YSP20 DXD e della Pick & Place modulare
YSM40 Yamaha propone una soluzione modulare capace di produrre
alti volumi per via della velocità di
piazzamento molto spinta; allo stesso
tempo la flessibilità della configurazione a moduli garantisce ottime
prestazioni per soluzioni highmix. A completamento dell’offerta c’è anche YC8, il sistema per
il montaggio superficiale di componenti odd shape, pesanti e di
grosse dimensioni che consente
di conquistare un posto di rilievo
nel segmento di mercato dell’assemblaggio elettronico.
La qualità dell’innovazione
traspare anche dall’avanzato controllo di processo raggiunto con
l’utilizzo del sistema di ispezione
combinato YSi-X dove coesistono distinte tecnologie di ispezione: 3D/2D
X-ray, optical e laser.
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PCB
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Il sistema è disponibile anche nella
versione in-line YSi-12 che utilizza il
tool software QA (Quality Assistant)
per un feedback in tempo reale sulla
difettosità riscontrata.
Fig.1 - La Yamaha YSi-X
per il test a raggi X
Tanto veloce quanto
compatta
La Pick & Place YSM40 monta
quattro teste su di una piattaforma
estremamente compatta di un metro di ampiezza, fattore che limitando la lunghezza della linea la rende particolarmente adatta nei casi in cui lo spazio sia un problema. Questo nuovo modello raggiunge una velocità di montaggio di
100.000 componenti/ora, secondo
lo standard IPC9850.
Questo nuovo modello è stato concepito non solo in termini di
riduzione degli spazi, ma anche in
termini di completezza in relazione all’ampia gamma di componente
che è capace di montare sulla stessa
piattaforma.
Questa versatile configurazione
la rende idonea per un’ampia gamma di applicazioni, in particolare per pcb di piccola e media dimensione come quelle per beni strumentali portatili o per dispositivi smart
phones e tablet.
Configurabile con due o
quattro teste, singolo o doppio
convogliatore, il sistema garantisce l’adattabilità a un alto
numero di layout produttivi.
Sono state studiate innumerevoli soluzioni per consentirne
anche la gestione veloce nel momento del setup per il cambio di codice prodotto, come il tray-feeder per
il cambio dell’intero bancale di feeder
in un’unica operazione.
Un ulteriore incremento di produttività si ottiene dall’utilizzo dei tape feeder ZS, azionati elettricamente
consentono un veloce cambio mentre
la macchina è in funzione. Sono intercambiabili tra il lato frontale e quello
posteriore, garantendo un incremento
di velocità pari al 30-40% rispetto alla precedente generazione.
Serigrafica a doppio
convogliatore
La serigrafica YSP20 è a doppio
stadio, doppio convogliatore e doppio
stencil. Queste peculiarità gli consentono di raggiungere un tempo ciclo
di soli cinque secondi. Questo nuovo
concetto introdotto in serigrafia consente di avere il cambio di produzione senza fermo macchina, un processo asincrono o un processo parallelo
su codici diversi.
YSi-X il sistema di ispezione
multifunzione
In un unico sistema Yamaha ha
concentrato l’ispezione dei pcb mediante la tecnologia X-ray 2D e 3D,
il controllo ottico e con raggio laser.
Questo sistema ibrido di ispezione può attivare i diversi dispositivi per
la verifica più appropriata sole nelle aree di interesse. La laminografia
computerizzata consente un’ispezione 3D reale che è possibile realizzare
contemporaneamente con l’ispezione
ottica. La cattura delle immagini 3D
avviene con tecnica pulsata, in meno
di quattro secondi sono verificate sia
le sezioni orizzontali che verticali.
La bassa potenza della sorgente
pulsata a raggi x consente di allungare notevolmente il tempo di vita tanto della sorgente quanto del detector.
Per esempio utilizzando il sistema 24
ora al giorno, tutti i giorni, si potrebbe
contare su una durata di vita di almeno quattro anni.
La telecamera del sistema AOI
monta lenti telecentriche e lavora con
illuminazione RGB disposte su tre
angolazioni.
La terza dimensione di questo sistema ibrido di ispezione è dato dal
sensore laser che lavorando con la
triangolazione permette di valutare la
co-planarità dei terminali o la planarità dei componenti area array.
Loop chiuso sui difetti
di produzione
Tutti i sistemi di ispezione sono in qualche misura capaci di trovare e rilevare i difetti nati nelle varie fasi dell’assemblaggio, la differenza sta poi nella capacità nell’identificarne la sorgente.L’opzione software
del Quality Assistant allerta immediatamente l’operatore su eventuali
problemi riscontrati, indirizzandolo
sul sistema, sul componente, sul feeder, sulla testa o sul nozzle di pickup
interessato. Questa soluzione lavora
realmente, in tempo reale, per minimizzare il numero dei difetti che in-
Fig. 2 - La YC8, sistema
per il montaggio superficiale
di componenti odd shape
Fig. 3 - La Yamaha YSM40, macchina
per il montaggio superficiale specifica
per schede ad alta densità
cidono sulla qualità del pcb prodotto,
invece di limitarsi semplicemente ad
individuarli.
Innovazione di processo
Massimizzare al meglio il piazzamento di componenti pesanti, di
grosse dimensione o di tipo odd shape nel processo di montaggio SMT (o
con inserzione a pressione) è compito del sistema YC8. Sviluppato su base modulare è capace di movimentare componenti con dimensioni di
100x100 mm e con altezza 45 mm,
pesanti fino a un kg.
Questo sistema rende possibile, con
la stessa precisione e accuratezza connaturata agli altri modelli Yamaha,
automatizzare processi che sistemi
convenzionali non avrebbero la capacità di gestire. Sono per esempio posizionati i moduli di potenza utilizzati sia su macchine elettriche che ibride, piuttosto che grossi connettori a
inserzione che richiedono ragguardevoli pressioni per il montaggio, o
shielding per dispositivi di telecomunicazione o per tablet.
Yamaha
www.yamaha-motor-IM.eu
PCB
settembre 2012
61
▶ TECNOLOGIE - LASER
Largo al factotum
Sempre più applicazioni nell’ambito della
produzione elettronica ricorrono alla potenza e
alla precisione del laser. Dalla misura al taglio,
dalla taratura alla saldatura, la tecnologia laser
permea ormai totalmente la tecnologia nel
mondo dei pcb
di Dario Gozzi
L
a capacità del fascio laser di
focalizzare con estrema precisione notevoli quantità di energia su aree di ridotte dimensioni, ne
ha fatto lo strumento di lavoro ideale
in molte applicazioni del settore elettronico e microelettronico.
Nei settori più tradizionali dell’elettronica il laser è impiegato quale strumento di misura, per lavorazione delle lamine serigrafiche e come sorgente
termica per la saldatura. In microelettronica trova applicazione nella marcatura dei wafer o dei molding dei componenti, nella riparazione di maschere e microcircuiti, nella taratura di resistenze a film spesso o a film sottile,
nel taglio incisione e foratura di basette ceramiche. Nel settore di produzione dei circuiti stampati è utilizzato per
la microforatura e la marcatura.
sti di produzione dei circuiti stampati e
di aumentarne la qualità. Abbandonata
la tecnologia del laser CO2, i cui effetti collaterali compromettevano qualitativamente il risultato finale, si è passati
all’uso di laser UV YAG, la cui lunghezza d’onda è inferiore ai 400 micron, con
diversi vantaggi qualitativi e operativi
come ad esempio la riduzione dei diametri dei fori passanti e dei fori ciechi.
Altro settore di impiego del laser è
Il laser come strumento
di controllo
Dal circuito stampato
al componente
Il laser sta permeando diversi settori dell’elettronica, in molti impieghi comuni, ma non sempre evidenti. Nella
produzione di circuiti stampati multilayer l’apertura di microvia mediante foratura laser ha permesso di ridurre i co-
62
PCB
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la taratura dei componenti, dove per
ablazione di materiale è possibile ottenere valori resistivi con tolleranze migliori dello 0,1%. In questo processo il
film metallico è depositato con processo serigrafico su substrati di allumina;
il componente resistivo è prodotto con
il valore resistivo iniziale inferiore a
quello desiderato.
Tenendo costantemente sotto controllo il valore di resistenza del componente, vengono tracciati col laser
uno o più tagli, così da aumentarne il
valore sino ad arrivare a quello desiderato.
La geometria del taglio più utilizzata è quella a L perché permette il raggiungimento graduale del valore finale desiderato e un più stretto controllo sulle tolleranze. Anche in questo
caso si ricorre alla sorgente Nd YAG
che rispetto a un laser CO2 poiché offre il vantaggio di una lunghezza di taglio inferiore, un migliore assorbimento da parte del film metallico e minore
da parte del substrato.
Lo stesso tipo di laser e la stessa procedura vengono utilizzati per realizzare
capacità al tantalio in film sottile, raggiungendo capacità di 20 pF riproducibili con buone tolleranze.
Testa di foratura laser per la
produzione di stencil
Molte Pick & Place utilizzano il
centraggio dei componenti mediante
teste dove è il laser a verificare la posizione del componente rispetto alle
condizioni di posa. Il fascio scandisce
il componente proiettandone l’ombra
sul detector che trasmette le informazioni acquisite al computer per la loro
analisi e l’eventuale generazione del comando di aggiustamento.
STAZIONE DI TEST
per bracciali e calzari
Sistema di trimmatura mediante laser
Nel processo SMT un’altra applicazione è il controllo tridimensionale dei depositi di pasta saldante. Lo scanner laser permette di acquisire informazioni tridimensionali sulla
distribuzione della pasta saldante dopo la serigrafia. Dal generatore parte il raggio laser che passando sul deposito viene riflesso con una certa angolazione rispetto all’incidenza.
Il raggio di ritorno è focalizzato sul fotodetector. L’altezza
della superficie riflettente il raggio è determinata dal cambiamento del livello di energia che colpisce il fotodetector.
Le informazioni raccolte vengono analizzate convertendo i dati analogici in digitale e poi in valori discreti di altezza. In appena un secondo vengono misurate milioni di altezze che, riunite in una mappa, danno come risultante un’immagine tridimensionale.
L’ispezione non è solo un passa/non passa, ma è capace di
eseguire accurate misure tridimensionali, tali da qualificare e
caratterizzare il processo. Tanto più saranno accurate le prestazioni del sistema, tanto più veloce sarà l’affinamento del processo e tanto più breve il ciclo per portare a regime un nuovo
prodotto con conseguenti minori costi di rilavorazione.
Stencil serigrafici
Lavorare con componenti della gamma ultra-fine-pitch,
con passi di 0,4 e 0,3 mm, richiede elevata precisione nel depositare il volume di pasta saldante. Gli stencil devono allora avere aperture dalla geometria ben definita e il microtaglio
laser è la tecnologia che permette di ottenere un prodotto
qualitativamente elevato sia per la definizione che per precisione e ripetibilità. Si ottengono precisioni fino a 5 micron
e cave particolarmente levigate che non richiedono ulteriori interventi. A differenza delle lavorazioni tradizionali, quali elettroformatura e fotoincisione, col taglio laser si può intervenire direttamente su lamine già tesate, talvolta che hanno già lavorato e che per esigenze particolari necessitano di
aperture supplementari.
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"
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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
ti più sensibili alla temperatura. Al riguardo si possono dividere i componenti in due famiglie, quelli con i bump e quelli con i pin, che hanno criteri di
rilavorazioni diversi perché diverse sono le loro caratteristiche fisiche.
Nei componenti coi piedini, inclusi i componenti j-lead e
gull wing, il raggio laser è programmato per cadere solo sui
terminali, evitando così di porSaldatura con laser
Un moderno sistema di foratura di LPKF impegnato
tare in temperatura sia i dispoSaldatura selettiva e rework
nella preparazione del layout su uno stencil
sitivi che i collegamenti interni
hanno entrambi beneficiato
serigrafico
al componente.
della tecnologia laser per appliRilevazioni di laboratorio
cazioni che richiedono un prehanno evidenziato come nel caso di
- tecnologia di saldatura senza conciso controllo di processo. Questo mecircuiti integrati la temperatura ragtatto;
todo di operare saldature elimina l’utigiunta dal chip interno arrivi nei din- trasferimento termico preciso e rilizzo di numerosi ugelli o punte, astorni di 130 °C mentre arriva a 185 °C
petitivo con qualità costate per tutsicura l’esatto trasferimento di enersui piedini e a circa 150 °C nei compoto il lotto
gia termica per ogni giunto da creare e
nenti posizionati in un raggio di 3 mm
- assenza di stress meccanici, assenza
non richiede la mascheratura a protedal punto in lavorazione.
di stress termici, assenza di stress da
zione dei componenti limitrofi all’area
Componenti con massa ridothandling, assenza di stress da proin cui si opera la saldatura. L’area di rita quali i chip 0402 sono facilmente
blemi ESD;
spetto è definita come la minima dispostabili da una minima forza, ine- alta flessibilità, alta selettività;
stanza che deve essere mantenuta tra
sistente nel processo a laser in quanto
- ideale per l’utilizzo di leghe Pb-free
componenti attigui per effettuare lavosi tratta di un trasferimento di enersenza l’utilizzo di azoto e senza
razioni o rilavorazioni senza danneggia radiante. Con la convezione di aria
produzione di scorie;
giare i componenti vicini.
(azoto) in temperatura, c’è l’azione di
- auto apprendimento del profilo terIl raggio laser è ampiamente proun fluido in temperatura che “tocca”
mico e profilo termico personalizgrammabile, come direzione di percoril componente, a maggior ragione si
zato per ogni giunto di saldatura.
so, tempo di applicazione e l’intensità.
tocca il componente lavorando per
Completo controllo matematico
L’aumento di temperatura trasferita al
conduzione.
del processo e feedback di controlgiunto si ottiene aumentando il temI tempi di rimozione sono indicatilo sulla temperatura durante l’esepo di permanenza del laser sul giunto.
vi e sono influenzati dalla dimensione
cuzione di ogni giunto di saldatura.
Ogni giunto di saldatura gode di un
del componente e dallo spessore delNelle operazioni di rework è chiesto
proprio specifico profilo termico. I tila scheda. Alla fusione il componente è
che venga riprodotto quanto più pospici settori applicativi sono tutti quelrimosso con un ugello di pickup a desibile il profilo termico originale con
li che prevedono la saldatura di compressione. Le altre fasi inerenti la rilacui si è rifuso nel forno. La finestra di
ponenti TH e più in generale di tutto
vorazione come il posizionamento o la
processo prevede che il giunto stia al
quanto è tecnicamente definito oddserigrafia sono quelli tipici dei sistemi
di sopra di questa temperatura per un
form. La formazione del giunto avviedi rework.
tempo variabile tra i 30 e i 90 seconne con l’apporto di lega in filo, sia per
Tanto nelle operazioni di saldatudi. Le temperature devono essere ragapplicazioni lead-free che per SnPb.
ra quanto in quelle di rilavorazione,
giunte con una rampa inferiore ai 3 °C
La saldatura laser è una tecnologia
il processo è tenuto sotto stretto conal secondo.
particolarmente indicata in presenza
trollo mediante le rilevazioni di un piÈ preferibile che le operazioni avdi componenti sensibili alla temperarometro ottico che monitorizza con
vengano nel più breve tempo possibile
tura, ma più in generale offre i seguenstretta cadenza la temperatura.
per evitare stress termici ai componenti vantaggi:
Con questa tecnologia si
possono ottenere dimensioni
delle aperture più piccole dello spessore della lamina. Si utilizza una sorgente Nd YAG con
potenza di circa 1000 W per
lamine il cui spessore è di 200
micron o superiore, e potenze di 300 W per lamine spesse 150 micron o anche solo 100
micron.
64
PCB
settembre 2012
▶ TECNOLOGIE - AZIENDE
Rinnovare per crescere
Weller è sicuramente il marchio più diffuso
nel mondo della saldatura elettronica.
Lo si trova tanto nelle grosse aziende produttrici
quanto nei piccoli laboratori dove si fa
progettazione e sviluppo di nuovi prodotti, ma
anche nelle realtà di service, dove confluiscono
le riparazioni dei prodotti consumer più disparati
di Dario Gozzi
N
otorietà e diffusione del
marchio derivano non solo
dalla pluridecennale presenza sul mercato, ma dalla capacità di aver sviluppato una gamma di
66
PCB
settembre 2012
stazioni e saldatori capace di coprire
ogni esigenza, dalle stazioni di saldatura alla dissaldatura, dalle soluzioni multifunzione per rilavorare e
prototipare. Si può dire che Weller
abbia accompagnato la nascita e lo
sviluppo della produzione elettronica fino ai giorni nostri, superando
indenne il travagliato passaggio al
senza piombo e l’attuale situazione
di crisi economica.
Abbiamo incontrato Walter G.
Chiara, direttore commerciale per il
sud Europa di Apex Tool Group, che
annovera Weller tra i suoi 36 marchi
di proprietà.
Come prima domanda abbiamo
chiesto come vede lo scenario alla luce di quanto è rimasto dopo lo
scossone del 2009, anno che ha visto uscire di scena numerose aziende sia produttrici che distributrici. La risposta è stata emblematica: ”Produzione, distribuzione, informazione: ad ognuno il suo mestiere”.
Cosa intende dire con la frase “ad
ognuno il suo mestiere”?
Non sono più accettabili errori di percorso nell’erogare al mercato un servizio o nel distribuire un
prodotto - precisa Chiara - di conseguenza bisogna rivolgersi necessariamente a specialisti di specifiche attività.
Nel caso di Weller, noi come produttori abbiamo il doppio compito
di realizzare prodotti che rispondano alle esigenze tecnologiche di questo segmento di mercato, sempre più
spinte al limite, e di dare quel supporto tecnico necessario perchè i nostri clienti traggano il meglio e il
massimo dalle nostre apparecchiature in ogni momento delle varie applicazioni.
Sarebbe possibile citare qualche esempio pratico?
Per quanto riguarda i prodotti
i tempi di riscaldamento degli stili saldanti e dissaldanti sono decisamente più rapidi per poter permettere ogni tipo di rilavorazione economizzando i consumi.
In termini di velocità operativa gli stili sono dotati di sensore di
movimento che li svincola dai supporti stop-and-go. Parlando in termini di qualità abbiamo enfatizzato la possibilità di registrare i parametri di saldatura per la tracciabilità del prodotto finito, introdotto una memoria locale sullo stilo per
dotarlo con specifici parametri di lavoro. Per quanto riguarda il supporto tecnico, forniamo in modo continuativo e capillare, corsi di formazione per l’uso corretto della nostre
apparecchiature, consulenze, assistenza remota.
Il tutto è finalizzato al risparmio,
vogliamo portare i nostri clienti a
risparmiare in ogni dove sia possibile, sia in termini di costi operativi
che di materiale.
ni. Attraverso una collaborazione continuativa sul campo, abbiamo selezionato strutture capaci di dare al mercato
un ottimo servizio di distribuzione e di
supporto tecnico-logistico-commerciale. Questo ha fatto sì che l’utente finale
non abbia in mano solo il miglior prodotto, ma possa contare su di una struttura di distribuzione che lo possa fornire on time.
Walter G. Chiara, direttore
commerciale per il sud Europa
di Apex Tool Group
Sono indubbiamente obiettivi ambiziosi, che se in parte coinvolgono la casa
madre, lasciano molto all’organizzazione locale. Come vi siete strutturati per
seguire con capillarità il settore elettronico e le sue molteplici differenziazioni?
Progettazione, ideazione del nuovo, trasferimento di know how, noi di
Weller lo sappiamo fare e lo sappiamo
fare molto bene, ma ad esempio – continua Chiara – non è nelle nostre corde la capacità di seguire con capillarità il
mercato, almeno non con i nostri mezzi diretti. Noi non ci siamo strutturati
per questo, ma abbiamo saputo circondarci di realtà che lo sanno fare da an-
Immagino che la collaborazione avvenga attraverso dei distributori presenti sul territorio.
Infatti la nostra strategia si fonda sulla sinergia con una rete di Distributori
Qualificati, della quale oggi possiamo
vantarci. Sono loro – prosegue Chiara
– che ci danno la possibilità di rendere completo il servizio, perché per il distributore è la mission. Questo include un magazzino sempre ben fornito
e un’adeguata conoscenza dei prodotti.
Inoltre è sempre attivo un canale diretto con noi, di modo che per qualsiasi necessità al di fuori della capacità di
supporto del distributore, il cliente possa essere indirizzato a noi con sollecitudine, per una rapida risposta.
Si possono fare esempi che spieghino
al lettore quali tipi di supporto siete in
grado di offrire al mercato e come?
Un esempio classico ed emblematico allo stesso tempo è dato dall’as-
Lo staff di Apex Tool Group
PCB
settembre 2012
67
sistenza remota –racconta Chiara.
Tempo fa è capitata una situazione
veramente critica per un cliente impegnato in una rilavorazione conto
terzi. Di fronte ad un problema con
una nostra apparecchiatura di rework
piuttosto datata, aveva la necessità di
non fermare il lavoro per non tardare le consegne al cliente. In quell’occasione abbiamo potuto dare un supporto immediato al cliente collegandoci in remoto e valutando a distanza con l’ausilio di una web-cam il
problema della sua stazione. Ciò ci
ha permesso di comprendere velocemente il problema e di pianificare delle azioni che hanno permesso di non
fermare il lavoro, consentendo al nostro cliente di non creare disagi al suo.
Un altro esempio è l’uso di webinar,
che utilizziamo sia per comunicare ai
nostri distributori le novità, sia per fare corsi di aggiornamento.
Come vede il futuro, almeno nel mondo Weller e a quello direttamente collegato?
Come Weller abbiamo già un piede
e mezzo nel futuro, come del resto molti dei nostri clienti. Questo grazie anche all’avvento di apparecchiature che
hanno rivoluzionato il mondo della saldatura e della dissaldatura, mi riferisco
in particolare alla nuova serie, anzi alla nuova piattaforma WX, con la quale
stiamo supportando i nostri clienti nello
sviluppo di molti prodotti che solo grazie a questa nuova tecnologia sono realizzabili. I sistema della piattaforma
WX sono nati e stanno nascendo grazie all’attenta identificazione delle fu-
Unità Weller con
stilo saldatore WXP 65
ture necessità dei mercati a cui ci rivolgiamo, utilizzando VoC (Voice of the
Customer) in modo sistematico.
Attualmente in quanti e quali settori
siete impegnati?
Sembrerà banale, ma ovunque ci sia
una scheda elettronica, un cablaggio,
una scatola di derivazione noi ci siamo. Laddove si debba saldare o dissaldare un componente di qualsiasi forma
e dimensione, a dispetto di ogni difficoltà di rilavorazione come sui BGA e
μBGA, SMD, piuttosto che su masse
termiche impegnative come per i pannelli fotovoltaici, trasformatori o alimentatori si potenza, Weller ha la risposta tecnicamente adeguata. Come
azienda abbiamo inoltre un’ampia
gamma di utensili manuali e automatici, adatti a tutta l’industria in generale, dall’aerospaziale all’automobilistica, dalla petrolifera alla meccanica alla cantieristica.
WXDP 120 - Dissaldatore da 120 Watt
68
PCB
settembre 2012
Ci sono settori/mercati in cui intendete
potenziare la vostra presenza? In particolare ci sono applicazioni che presentano le migliori opportunità e che
potranno continuare a trainare il vostro successo?
Sicuramente ce ne sono: energia rinnovabile, medicale, automotive, per citarne alcuni, dove la saldatura e la rilavorazione in genere, richiede la traciabilità. Tutte le nostre apparecchiature di nuova generazione a partire dalla serie WD, sono dotate di porte USB
per poter salvare tutti i dati e i parametri delle lavorazioni e delle rilavorazioni. Tutte le nostre apparecchiature di
nuova generazione, sono state concepite
per rispondere alle necesità di risparmio
energetico e del rispetto ambientale.
Il mercato elettronico è ormai maturo
e di anno in anno è sempre più difficile produrre novità sostanziali. Che cosa significa per Weller rinnovare?
Non credo che il mercato dell’elettronica sia abbastanza maturo per rallentare l’innovazione, e non lo sarà per ancora
molto tempo. Sono convinto che la tecnologia elettronica abbia ancora in serbo
meraviglie. Per noi, e mi ripeto, ma vale
la pena farlo, rinnovare significa prestare
attenzione ai mercati target per individuarne i bisogni e realizzare prodotti che
non si fermino alla soluzione del problema del momento, ma che siano capaci di
rispondere a bisogni di cui, in quel momento, se ne ignora la necessità.
Weller
www.weller-tools.com
Il sito per i professionisti delle tecnologie elettroniche:
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i mercati, le aziende, i prodotti e gli eventi di settore
elettronicanews.it
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La flessibilità fa il salto tecnologico
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CONFIGURABLE OUTPUT
PALLET
BLISTER
TAPE
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he
▶ TECNOLOGIE - PROFILI TERMICI
SPC in rifusione
Per ottenere la corretta formazione del giunto
di saldatura, la crema saldante deve essere
riscaldata e portata alla rifusione secondo
un ben preciso profilo termico stabilito in base
alle caratteristiche della crema, del pcb
e dei componenti
di Paolo Paolucci
I
l profilo termico è la rappresentazione dell’andamento della temperatura all’interno del tunnel di
rifusione in funzione del trascorrere del
tempo. In alcune situazioni, potrebbe
verificarsi che il profilo si trovi fuori
specifica, anche se il controllo del forno non rileva situazioni anomale.
Per molto tempo si è considerata
la rifusione come una delle operazio-
72
PCB
settembre 2012
ni meno critiche dell’intero processo,
dedicando poche risorse al controllo
delle prestazioni dei forni e dei profili termici. Un processo termico fuori controllo spesso non è intercettabile al primo controllo della scheda,
ma la sua precaria affidabilità si rivela nel tempo.
Una fase liquida troppo lunga può
accentuare la crescita dell’intermetal-
lico, così come la temperatura troppo elevata durante la prima passata
di una doppia rifusione, aumentando in questo caso anche il livello di
ossidazione. Ci sono poi problemi di
popcorning e di tombstoning.
Il tombstone è uno dei difetti più
comuni quando si saldano componenti passivi; consiste nel sollevamento di
un’estremità del componente dovuta a
forze di rifusione non bilanciate.
Per i piccoli chip l’equilibrio tra
lega rifusa, substrato e componente è molto delicato e può essere rotto da piccole differenza nella saldabilità dei terminali o se le due estremità iniziano a rifondere in tempi diversi. La tensione superficiale che agisce
sui terminali del componente, se non
equilibrata, è sufficiente a sollevarlo; le dimensioni ridotte dei componenti attuali (0402 o 0201), aumentano l’importanza della tensione superficiale nell’evitare la possibilità che si
manifesti il tombstone.
Per ridurre i difetti di tombstone, si
possono utilizzare creme saldanti che
abbiano una dimensione fine delle sfere (ad esempio di tipo IV) per aumentare la definizione di stampa e la viscosità. Un’altra soluzione è di aumentare
la bagnabilità utilizzando componenti e
substrati con buona saldabilità come la
finitura in HASL, che non può però essere utilizzata con pad di ridotte dimensioni, o quella in OSP, protettivi organici che non possono essere usati nel caso di schede processate con doppia rifusione, oppure con finitura superficiale in
nickel-oro o argento.
Un altro metodo per aumentare la saldabilità è di utilizzare un forno con atmosfera inerte. L’azoto diminuisce infatti l’ossidazione delle superfici. Normalmente si cerca di avere un contenuto d’ossigeno nella zona
di rifusione inferiore ai 100 ppm anche se la saldabilità non varia particolarmente tra i 500 ppm e 100 ppm
d’ossigeno.
Cresce l’esigenza di
ottimizzare il profilo termico
L’ottimizzazione del profilo termico diminuisce il rischio di tombstone; permette di ridurre le differenze
di temperatura sulla scheda e la pendenza iniziale che potrebbe provocare la rapida evaporazione del flussante e quindi lo spostamento del componente o la formazione di solder ball.
La complessità degli attuali pcb e la
limitata finestra di processo della lega lead-free, richiedono profili termici
sempre più precisi e ottimizzati.
La temperatura di liquido di alcune paste senza piombo contrasta con
quella massima consentita per alcuni
componenti particolarmente sensibili. Si deve quindi mediare tra temperatura e tempo di processo per diminuire lo stress termico dei componenti (e del pcb) pur garantendo l’affidabilità del risultato.
Il doversi confrontare con una più
limitata finestra di processo richiede
sicuramente un controllo più accurato e migliori prestazioni termiche del
forno. Il processo di rifusione non è
costituito solo da fasi termiche di riscaldamento, ma include anche una
fase di raffreddamento. Alcuni studi
hanno dimostrato come la velocità di
raffreddamento influisca sull’affidabilità delle saldature perché è proprio in
questa fase che si completa la formazione del giunto di saldatura.
Una velocità di raffreddamento elevata crea una struttura granulare fine,
indice di buona tenuta meccanica, ma
i chip ceramici non sopportano pendenze (sia in salita sia in discesa) superiori ai 2-4 °C/s, questo per evitare rotture dovute ai diversi coefficienti
d’espansione termica (CTE).
In molte aziende la riduzione del
personale o l’utilizzo di quello meno
specializzato, volta a contenere i costi,
ha creato la necessità di introdurre in
azienda software di controllo del processo di rifusione, di semplice utilizzo
e facile apprendimento.
La Kic ha studiato l’introduzione
di un indice per stimare le prestazioni del profilo termico, il PWI (Process
window index=Indice della Finestra
di Processo), che ha semplificato la
preparazione del profilo e il controllo
del processo di rifusione anche a operatori con poca esperienza.
Indice della finestra
di processo
I metodi per quantificare le prestazioni delle serigrafie o delle pick and
place sono spesso semplici, condivisi e
di uso quotidiano; più difficile è stato
individuare un metodo oggettivo per
confrontare, e quindi quantificare, le
prestazioni del profilo termico. Senza
particolari strumenti è difficile stabilire
oggettivamente quanto un profilo termico giudicato in specifica, sia buono,
o molto buono. Attualmente gli sforzi
per tracciare le prestazioni del processo
in ambito SPC si focalizzano generalmente su una singola variabile o su un
piccolo gruppo come per esempio la
temperatura di picco rilevata da una o
due termocoppie su una golden board.
L’introduzione del Process Window
Index è utile per quantificare le prestazioni non solo del singolo profilo, ma
di tutto il processo termico.
L’indice della finestra di processo
misura quanto un profilo rientri nei
limiti definiti dall’utente.
La bontà di un profilo termico è ricondotta a un valore numerico mediante
l’adozione dell’indice di processo
PCB
settembre 2012
73
Il sistema Kic24/7 consente di monitorare con continuità ogni pcb, fornendo i dati
statistici e di tracciabilità
I profili sono classificati sulla base
di quanto le loro variabili concordino
con le specifiche date. Un profilo, che
produce un prodotto senza eccedere i
limiti assegnati è detto essere all’interno della finestra di processo. Il centro della finestra di processo è definito
a zero e il limite estremo della finestra
fissato a 99%. Un PWI pari al 100% o
superiore, indica che quel profilo non
produce schede in specifica. Il PWI
indica esattamente anche quale parte della finestra di processo è utilizzata. Minore è il PWI, migliore è il profilo. Un PWI del 99% è rischioso perché al limite e il processo potrebbe facilmente uscire dal controllo.
Profili con un PWI compreso tra
50% e 60% sono comunemente ben
accettati. Come indice della finestra
di processo per un gruppo completo di variabili è assunto il numero più
elevato (il caso peggiore).
L’analisi del profilo termico mediante il PWI offre quattro benefici
significativi.
Il primo è che il profilo può essere
facilmente comparato e l’utente è sicuro di ottenere il miglior profilo ottenibile dal processo, un passo significativo verso la produzione con zero difetti. Prima che il PWI fosse di-
74
PCB
settembre 2012
sponibile sul mercato, il confronto dei
profili era soggettivo e non si poteva
mai essere certi di utilizzare il migliore risultato per quel dato prodotto.
Come secondo beneficio si semplifica notevolmente il processo di profilatura. Tutte le variabili del profilo
sono ridotte a un singolo numero, il
PWI, comprensibile anche dall’operatore più inesperto. Significativo il risparmio in termini di costi di training
e di riduzione dei difetti causati dagli
errori degli operatori. Inoltre, in po-
chi minuti, un operatore può impostare un forno con il profilo ottimale, un lavoro che normalmente richiede ore di prove.
Come terzo beneficio, il PWI riflette le prestazioni dell’intero profilo, fornendo un indicatore della capacità dell’intero processo rispetto al
confronto di una singola variabile. Il
PWI quindi fornisce dati eccellenti
per programmi di controllo SPC, parallelamente semplifica la raccolta dei
dati e riduce i costi per il controllo.
In ultimo è dato un metodo semplice per confrontare le prestazioni
dei forni. I confronti possono essere
condotti tra prodotti diversi in fase di
acquisto, tra diverse linee di processo
all’interno di una fabbrica o tra diversi plant produttivi.
La semplicità del PWI lo rende un
valido strumento statistico e la sua
adozione, come standard industriale,
offre chiaramente un’opportunità significativa per migliorare il processo
di saldatura aprendo la porta a un controllo di precisione. Questo strumento
permette una produzione più efficiente, un processo di controllo semplificato e un significativo miglioramento
della qualità del prodotto finale.
Con Kic24/7 si può monitorare sia il processo di rifusione che quello di saldatura,
ricavandone dati preziosi anche per la progettazione e la R&D
Tabella 1 - Carta che riporta le tolleranze di temperatura, con la massima durata
in ogni specifica fase
Configurazione
SlimKIC 2000, 9CH senza schermo
SlimKIC 2000, 12CH senza schermo
Copertura LowRider
Scudo termico 1/8” (3,2 mm), 9CH
Scudo termico 1/8” (3,2 mm), 12CH
LowRider e scudo termico 1/8” (3,2 mm)
Scudo termico 1/4” (6,4 mm), 9CH
Scudo termico 1/4” (6,4 mm), 12CH
LowRider e scudo termico 1/4” (6,4 mm)
Scudo termico di lunga durata
Scudo termico Lead-free, 9CH
Scudo termico Lead-free, 12CH
Profilo termico e KIC 24/7
Il metodo di misura di un profilo termico consiste nel fissare le termocoppie
sul pcb e di collegarle a un profilatore
per registrarne le variazioni di temperatura mentre la scheda transita attraverso
il tunnel di rifusione.
Questa procedura è impiegata con
cadenza periodica per verificare lo stato
del processo di rifusione. Durante questa operazione si ha un fermo della produzione e ovviamente un dispendio di
tempo. Inoltre si presuppone che nel
tempo che intercorre tra due rilievi che
abbiano avuto esito positivo, il prodotto
mantenga inalterate le sue caratteristiche qualitative. Nel caso si riscontri una
situazione anomala non si potrebbe, a
priori, conoscere il numero delle schede
potenzialmente fuori specifica prodotte.
I sistemi di controllo installati sulla maggior parte dei forni non sono in
grado di avvertire tutte le perturbazioni che potrebbero deviare il processo in
una condizione di fuori controllo.
L’ideale sarebbe misurare il profilo
per ogni scheda prodotta e per non intralciare la produzione dovrebbe essere disponibile un mezzo per misurare
il profilo termico senza dover attaccare
le termocoppie su ogni pcb. Per questi
Dimensioni
(H x L x P mm)
260,4 x 79,0 x 19,9
260,4 x 99,4 x 19,9
260,4 x 76,2 x 19,9
319,0 x 86,4 x 26,4
319,0 x 108,0 x 26,4
323,9 x 86,4 x 26,4
330,2 x 93,0 x 34,3
330,2 x 115,6 x 34,3
330,2 x 95,3 x 34,3
381,0 x 139,7 x 76,2
348,0 x 93,0 x 30,0
348,0 x 114,0 x 30,0
150
°C
8,5
8,5
13,9
17,6
17,6
22,6
24,6
24,6
30,7
62,8
18,6
18,6
motivi KIC Thermal Profiling ha sviluppato un sistema integrato di controllo del forno in tempo reale, che consente di monitorare in continuazione tutte
le schede prodotte dal forno.
Il KIC 24/7 utilizza due sonde, installate in modo permanente all’interno del
tunnel a livello scheda, contenenti ciascuna 15 termocoppie che coprono l’intero percorso; la lettura di queste termocoppie avviene ogni 25 secondi e fornisce
un dato sulla stabilità del processo e sulle
relative prestazione del forno.
Inizialmente è creato un profilo virtuale eseguendo un profilo di riferimento della scheda con l’ausilio del profilatore mentre si registrano simultaneamente i dati in tempo reale tramite le sonde installate nel tunnel. Il software controlla e registra le variazioni della velocità del convogliatore e delle temperature
del processo. Le temperature di processo non possono cambiare senza modificare la temperatura della scheda, gli algoritmi software estrapolano accuratamente le variazioni delle temperature in cambiamenti sul profilo del pcb.
In questo modo si ottiene per ogni
scheda prodotta un profilo accurato
che è memorizzato permanentemente.
Numerose analisi hanno dimostrato come la simulazione effettuata mediante
200
°C
5,5
5,5
8,3
11,0
11,0
15,1
15,5
15,5
22,6
42,2
12,7
12,7
250
°C
4,2
4,2
5,5
8,0
8,0
10,7
11,5
11,5
16,4
33,1
10,7
10,7
300
°C
3,5
3,5
4,7
6,4
6,4
8,7
9,8
9,8
12,2
29,7
9,1
9,1
350
°C
––
––
––
––
––
––
––
––
––
––
7,9
7,9
400
°C
––
––
––
––
––
––
––
––
––
––
7,6
7,6
il profilo virtuale sia accurata e ben correlata col controllo statistico. La visualizzazione delle carte di controllo relative al PWI generale del profilo e a ogni
singola variabile del processo sono rese
disponibili a monitor ogni volta che un
pcb esce dal forno. Il software aggiorna
il PWI generale, calcola il Cpk e visualizza i risultati e limiti di allarme.
Una particolare funzione visualizza
graficamente la deviazione delle misure effettuate dalle sonde e della velocità del convogliatore rispetto ai dati registrati durante il profilo di riferimento. Questi dati sono aggiornati automaticamente per ogni scheda in uscita dal
forno oppure ogni 25 secondi.
La possibilità di impostare allarmi e
avvisi di allerta sulle statistiche del profilo, sul loro Cpk, sulle variazioni delle
temperature e della velocità del convogliatore, permette un controllo statistico
del processo in tempo reale garantendo che nessuna scheda sia prodotta fuori specifica. Al contempo sono valutate
costantemente le prestazioni del forno e
della sua efficienza, la qualità e la produttività, riducendo i costi di rework e
degli scarti.
KIC Thermal Prof iling
www.kicthermal.com
PCB
settembre 2012
75
▶ TEST & QUALITY – RACCOLTA DATI
Qualità e controllo
di processo
La raccolta dati nell’ambito del controllo qualità
è un lavoro da svolgere con metodica cura.
Si misurano e si analizzano le variabili più
significative per puntare a capire e controllare
il comportamento di ogni fase del processo
produttivo
di Piero Bianchi
I
l controllo statistico di processo
(SPC) e il controllo statistico della
qualità sono due facce della stessa
medaglia che ha caratterizzato la produzione di fine secolo.
Le due tecniche sono state usate, e lo
sono tuttora, per migliorare la qualità
dei prodotti durante l’intero ciclo manifatturiero. Si utilizzano strumenti statistici e supporti grafici con l’obiettivo di
ridurre scarti e difetti dovuti all’instabilità del processo. Una instabilità generata da eventi interni e perturbazioni
esterne al processo stesso.
Sequenza
delle azioni
che portano al
miglioramento
continuo della
qualità di un
prodotto
76
PCB
settembre 2012
In particolare, il controllo statistico tende a essere parte integrante del
processo produttivo, mentre il controllo della qualità è storicamente associato
con la divisione test e CQ il cui obiettivo è l’individuazione dei difetti o delle non conformità del prodotto finale o del semilavorato in uscita dalla linea. Strumenti e tecniche sono potenzialmente equivalenti in ambedue i casi.
L’idea di utilizzare il controllo statistico quale strumento produttivo è
americana e risale agli anni Venti del
secolo scorso. Un suo sistematico im-
piego avvenne in Giappone durante la
ripresa economica seguita alla fine della
seconda guerra mondiale. In Europa è
stato massicciamente utilizzato dall’inizio degli anni Ottanta e ha enormemente contribuito al miglioramento dei
processi produttivi e alla crescita degli
standard qualitativi e di affidabilità dei
prodotti. Attualmente è utilizzato come strumento di monitoraggio e controllo in ogni moderna organizzazione
produttiva.
Prima dell’introduzione sistematica dell’SPC l’obiettivo qualità era perseguito mediante test e controlli a fine
linea, che generavano un feedback sulla produzione che non era quasi mai in
tempo reale. Eventuali errori e derive
del processo venivano arginati e recuperati con un ritardo di ore se non di giorni, in particolare quando la sezione di
test (usualmente test elettrico) era autonoma rispetto alla produzione.
Lo scotto da pagare erano alti costi di
riparazione e ritardi nelle consegne del
prodotto. La filosofia del miglioramento continuo impegna l’ingegneria di
processo in una progettazione, costruzione e controllo delle linee di produzione che abbiano per obiettivo di produrre correttamente sin dal primo pezzo (first pass yield).
Variabili interne ed esterne
al processo
Ogni processo produttivo contiene delle variabili che gli sono connaturate. Queste variabili sono suscettibili di derive che devono essere individuate, imbrigliate ed eliminate quanto più e
quanto prima possibile, per ridurre
gli scarti o contenerli a poche parti per milione.
L’applicazione del controllo
statistico, col supporto di grafici e diagrammi, mira a misurare le variazioni, o gli scostamenti,
rispetto al valore desiderato detto
target, per poter introdurre di conseguenza le appropriate e necessarie
misure tese a ridurre le variazioni al minimo fisiologico.
Il beneficio derivante dall’introduzione del controllo statistico si evidenzia in modo particolare nei processi altamente ripetitivi, e per quei prodotti (usualmente ad alta tecnologia) che
devono sottostare a tolleranze estremamente ridotte.
Una volta individuate le principali
variabili del processo, l’SPC lavora sul
prelievo periodico dei dati per tracciare
l’andamento (le variazioni) delle variabili principali del processo stesso o relative al prodotto in lavorazione.
Ogni processo presuppone delle variabili. Il punto è definire quali gli siano naturalmente correlate e con quali limiti, e quali variabili siano diversamente da attribuire a disturbi e influenze esterne. Sulla capacità di discernere
tra le due si valuta la bontà di un SPC.
Perturbazioni al processo che possano derivare da cause esterne e innaturali sono per esempio la mancata manutenzione delle macchine di produzione,
materiali di consumo scadenti, circuiti stampati o componentistica difettosi.
Poste sotto monitoraggio le variabili di processo, il passo successivo è l’isolamento e l’eliminazione delle perturbazioni esterne. A questo punto rimangono solo le fluttuazioni interne al processo da analizzare, per poterle ridurre al
minimo.
Uno strumento di lavoro significativo è costituito dalle carte di controllo,
che hanno il compito di rappresentare
visivamente come si comporta il processo nel tempo.
Pianificare, fare, verificare e agire
sono le quattro tappe del percorso alla
qualità
Il percorso della qualità
Il percorso che porta alla qualità parte dalla costruzione di un sistema aziendale improntato al “problem solving”.
Attingendo dall’esperienza di chi
ha intrapreso la politica del “doing it
right the first time”, si evidenzia come
i seguenti cinque elementi siano fondamentali per raggiungere l’obiettivo:
- impegno
del
management.
Raggiungere risultati rilevanti nel
miglioramento produttivo e qualitativo richiede il completo coinvolgimento di tutta l’organizzazione. I
manager devono sentirsi impegnati
in prima persona per poter poi coinvolgere i loro collaboratori;
- coinvolgimento dell’intero organigramma aziendale. È fondamentale
il coinvolgimento attivo di tutta l’organizzazione aziendale;
- promozione di un clima di collaborazione. Gli obiettivi devono essere
spiegati, capiti e accettati a tutti i livelli. Devono essere appianate le rivalità e i campanilismi tra reparti e
livelli gerarchici diversi. Le tecniche
e gli strumenti adottati con l’SPC
potrebbero evidenziare nuovi problemi e richiedere cambiamenti che
solo la piena collaborazione tra funzioni aziendali può risolvere;
- riconoscimenti per gli obiettivi
raggiunti. Le aziende sono principalmente composte da persone che hanno bisogno di sentirsi parte dell’organizzazione,
di essere stimate e di realizzarsi.
Demotivarle significa deresponsabilizzarle;
- tempo, energia e determinazione.
Un miglioramento può essere misurato sulla base di settimane o mesi, ma consolidare un successo reale
può richiedere anni.
Assodata la volontà di percorrere la
strada della qualità, il passo successivo
consiste nell’identificare i nodi chiave
del processo da controllare.
Individuate le variabili si assegnano
le priorità e si focalizzano quei problemi
di qualità e produttività per cui è fondamentale individuare e analizzare le cause di devianze. Si ottiene dal processo
il massimo che può dare allo stato attuale. Sono comunque sotto controllo le
macchine, le competenze degli operatori, lo svolgimento del processo, i materiali, le condizioni ambientali e i metodi di controllo.
Raggiunto un primo livello di ottimizzazione è ragionevole chiedersi se si
sia raggiunto il massimo o se non ci sia
un ulteriore spazio di miglioramento. Si
paragonano le caratteristiche del prodotto con le specifiche tecniche. È questa la fase di indagine sulla capacità del
processo (process capability).
A fronte di una risposta negativa si
stende un piano di miglioramento del
processo. Nel caso che le specifiche non
possano essere raggiunte è necessario
scegliere tra una delle due alternative:
- cambiare la filosofia di produzione
per ottenere il prodotto con le caratteristiche richieste;
- verificare se le caratteristiche riflettono realmente le necessità del prodotto e non siano sovradimensionate rispetto alle reali esigenze. Nel
caso cambiare in senso meno stringente le caratteristiche.
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re di un evento straordinario, generatoLa seconda è in qualche caso teorire di difettosità estraneo al processo, che
camente percorribile, ma praticamendi conseguenza richiede l’attivazione di
te troppo costosa e per lo più illogica.
un’azione correttiva. Le carte di conL’unica via realisticamente percorribile
trollo sono strumenti che hanno lo scoè re-ingegnerizzare il processo produtpo di stabilire se una qualunque carattetivo, il che vuol dire intervenire sul seristica qualitativa o quantitativa, misutup delle macchine e sulle modalità del
rata attraverso un prescelto indicatoloro utilizzo, magari cambiando quelre statistico, si mantiene o meno in
le non adeguate allo scopo; istruiuno stato di controllo.
re meglio il personale, miglioraUn processo è nel suo stato di
re la scelta e il controllo del matecontrollo quando si riscontra la
riale di base; migliorare l’ambienperfetta conformità della caratterite operativo o apportare modifiche
stica considerata con le specifiche
al flusso produttivo. Se il processo La piramide delle azioni documentali che
accompagnano e certificano le varie fasi della qualità
stabilite per quella caratteristica.
è sotto controllo, l’SPC continuerà
Quando la caratteristica da
a costituire l’elemento portante per
controllare è misurabile, le carte di
un miglioramento continuo della
su un processo sono collocati a diversi
controllo maggiormente utilizzate sono
produttività e della qualità che soggiace
livelli ed esercitano influenze differenti
la X-Chart e la R-Chart, che utilizzaa una evoluzione dinamica che si svilupsull’output finale.
te nell’insieme caratterizzano adeguatapa nel tempo.
I fenomeni variano nel tempo e nelmente il processo. X -Chart controlla
lo spazio per cui la raccolta dati deve esla media della caratteristica di processere progettata con l’obiettivo di indiviProcesso e tracciabilità
so evidenziandone le variazioni. Il valoduare il peso delle due componenti e di
re di riferimento può essere derivato da
conseguenza focalizzare la componenOperativamente è necessario idendati storici, piuttosto che fissato in bate prioritaria.
tificare univocamente il percorso del
se agli obiettivi da raggiungere. Anche
prodotto lungo lo snodarsi del procesil tracciato dei limiti superiore e inferioso produttivo, ovvero stabilire la piena
X-Chart e R-Chart
re deve seguire la stessa logica. R-Chart
tracciabilità. Tracciabilità significa percontrolla la variabilità della caratteristifetta corrispondenza e uguale rappreSi dice che non tutti i numeri possieca di processo e si costruisce con modasentatività tra condizioni operative sudano la dignità del dato statistico, cioè
lità analoghe alla precedente.
bite e caratteristiche misurate sul pronon tutti i valori collezionabili in proRicondotto il processo sotto controldotto. Diversamente non si potrebbe efduzione possiedono la giusta valenza
lo, la fase successiva consiste nel produrficacemente identificare e ottimizzare i
per essere rappresentativi del processo.
re con caratteristiche che rispecchino le
parametri essenziali del processo.
Un dato risulta essere tanto più signispecifiche date. Lo studio della capaciIl campione deve inoltre essere rapficativo, quanto più è ricco di informatà del processo dà una misura del livello
presentativo, cioè essere su scala ridotta
zioni. Per conoscere un processo occorre
di conformità dello stesso alle specifiche
una copia fedele della realtà che si vuole
raccogliere dati che siano effettivamendi progetto. Quanto più centrato sarà il
indagare. Ogni elemento campione dete ricchi di informazione.
processo, tante più saranno le possibilità
ve avere la stessa probabilità di essere seNella carte di controllo è evidenziache il prodotto esca con le caratteristilezionato, pena la mancanza di rappreta una linea centrale di riferimento che
che aderenti alle specifiche di progetto.
sentatività.
rappresenta un indicatore della caratMolte volte è importante controllaIl processo è un sistema complesso
teristica di prodotto o di parametro di
re la produzione mediante il monitoal cui interno si individuano diversi liprocesso, cui si riferiscono tutti i dati inraggio delle difettosità. Il diagramma di
velli di gerarchia spaziale e temporale.
trodotti. Ci sono inoltre due limiti, uno
Pareto ordina i dati raccolti, relativi ai
Questo presuppone che la raccolta dati
inferiore e uno superiore, che indicano i
vari difetti, per frequenza di accadimenavvenga considerando diversi fattori di
valori minimo e massimo accettabili per
to o per ordine di costo. Questa rapprestratificazione, infatti l’output del prola stima dell’indicatore, cioè separano le
sentazione aiuta a decidere l’ordine gecesso è identificato da più caratteristivariabili ordinarie dagli eventi straorrarchico con cui affrontare la soluzione
che, di cui alcune correlate tra loro.
dinari. Ogni punto che cade all’esterdei problemi.
I fenomeni casuali che intervengono
no dei limiti è considerato l’indicato-
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Quattro chiacchere
con Cabiotec
Azienda solida, con grande esperienza di
mercato, fortemente attenta alle problematiche
tecniche, Cabiotec costituisce un esempio di
efficienza e capillarità distributiva.
Ecco un paio di domande a Carla Fiorentino
e Fabio Giuliani, distributori storici nel settore
dell’elettronica industriale, due domande
giusto per capire come vanno le cose in questo
momento
a cura di Riccardo Busetto
Allora, come vanno le cose in quest’anno difficile?
Non ci lamentiamo. Potremmo dire che al momento siamo in linea con
la crescita del 2011. Se consideriamo
che l’anno scorso abbiamo avuto una
crescita del +38% rispetto al 2010 e
che quest’anno siamo sostanzialmente alla pari, direi che nel complesso
non ci possiamo lamentare.
Al di là del mercato europeo, che dai
dati conosciuti sta crescendo soprattutto nel nord Europa, come va il mercato
italiano dal vostro punto di vista?
Il settore dei materiali di consumo è emblematico a questo proposito: abbiamo notato una continua crescita negli ultimi mesi, segno questo
che le linee stanno lavorando.
Al di là delle difficoltà di questo
momento, è comunque indubbio che
ci sia attesa sul mercato: investire ora
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su una linea da 200-300 mila euro è
un passo che molti non si possono
permettere o che non vogliono fare.
Molte aziende optano quindi per gli
aggiornamenti delle linee preesistenti più che investire sul nuovo.
Certo è che notiamo sempre più
quella scrematura che durerà ancora
del tempo.
Cosa intendete con questo?
Chi ha fatto delle scelte sbagliate nel
passato ha difficoltà oggi a sopravvivere: lo dimostrano le 2000 aziende chiuse nell’elettronica. Naturalmente chi ha
lavorato bene nel passato oggi non solo lavora, ma lavora molto di più. Noi
crediamo di esserci strutturati in modo
ideale e i risultati non mancano, anche
in questo momento difficile.
Ricordiamo poi che un problema
sono anche le dimensioni aziendali: le
grandi aziende con molti dipendenti
in questo momento sentono molto di
più le difficoltà del periodo. Non parliamo solo di distribuzione: un esempio lampante a livello produttivo sono
le numerose aziende che nel passato
hanno investito in automazione e che
oggi, limitando i costi di manodopera, possono permettersi di aumentare
i margini di guadagno.
E il problema dei crediti bancari?
Sicuramente questo è un problema per alcuni, ma torniamo a quanto
abbiamo già detto prima: certo è che
se le aziende non sono capitalizzate,
non si sono cioè strutturate in modo
da avere una solidità di un certo tipo, i rubinetti bancari restano chiusi
o si aprono con estrema difficoltà. È
semplice anche per i crediti bancari:
chi non ha lavorato con lungimiranza
nel passato, difficilmente oggi ottiene
crediti con facilità. E questo è un altro
elemento che determina una scrematura del mercato.
I vostri settori di riferimento restano
sempre quelli del passato?
Certamente: il militare in primo luogo, settore che è sempre in crescita e
con cui abbiamo relazioni molto forti. Seguono poi l’automazione e il solare (principalmente per gli inverter).
L’automotive lo vediamo invece un po’
in calo. In effetti il calo dei consumi e la
contrazione del mercato dell’auto non
può che riflettersi anche nel settore della produzione elettronica dedicata.
Cabiotec
www.cabiotec.it
Fabbricanti
di circuiti stampati
Rubrica dedicata ai più importanti costruttori di PCB,
provvista di singole schede personalizzate e descrizioni
dettagliate delle attività di ogni produttore di circuiti
stampati. Vengono raccolte in questa sezione
aziende che operano su diverse tipologie di
prodotti: dai monofaccia ai doppio strato, dai
multistrato ai fessibili, dai rigidi-flessibili ai più
avanzati prodotti della printed electronics.
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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
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