SPECIALE: Produzione circuiti stampati
FOCUS: Flussanti
IL SOLE 24 ORE S.p.A. - Sede operativa - Via Carlo Pisacane 1, ang. SS Sempione - 20016 PERO (Milano) - Rivista mensile, una copia € 5,00
PCB Magazine n.11 - NOVEMBRE 2012
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n.11
LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI
NOVEMBRE 2012
6,3/$&(6),'$7(&,
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QHOO¶DVVLVWHQ]DWHFQLFD
6,3/$&(DVWUHWWRFRQWDWWRFRQLFOLHQWLKD
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SHUVRQDOL]]D]LRQLHO¶RWWLPL]]D]LRQHGHLSURFHVVL
SURGXWWLYL9LFKLHGHUHWHSHUFKH¶"
3HUFKH¶LOQRVWURRELHWWLYRH¶TXHOORGLULVSRQGHUHDOOH
9RVWUHVSHFL¿FKHV¿GHWURYDQGRGHOOHRWWLPHVROX]LRQL
FKHVLDQRLQJUDGRGLRWWLPL]]DUHLOFXRUHGHOSURFHVVR
SURGXWWLYRTXDOHLOODQFLRGLXQDSURGX]LRQHHOD
YHORFL]]D]LRQHGHJOLDOOHVWLPHQWL6HYROHWHVDSHUQHGL
SLX¶GHOOHV¿GHGHLQRVWULFOLHQWLHGHOOHQRVWUHVROX]LRQL
FKHFLYHGRQROHDGHUQHOPHUFDWRPRQGLDOH9LVLWDWHLO
QRVWUR6LWRZZZVLSODFHFRP5HIHUHQFHV
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▶ EDITORIALE
[email protected]
Ottimismo al risparmio
Sono state circa un migliaio le interviste
telefoniche (integrate dai dati tratti da altre
indagini condotte da Ipsos e Istat nel corso
del 2012), che sono servite da base per la 88a
Giornata mondiale del Risparmio, svoltasi a
Roma il 31 ottobre, con la presenza - a fianco
di Giuseppe Guzzetti, presidente dell’Acri,
associazione organizzatrice dell’evento - del
governatore della Banca d’Italia, Ignazio Visco,
e del Ministro dell’Economia e delle Finanze,
Vittorio Grilli. Un evento importante del
periodo a cavallo fra ottobre e novembre, che
quest’anno ha affrontato un tema con un titolo
in linea con i problemi del momento: “La sfida
della ripresa poggia sul risparmio”.
I dati a disposizione in occasione della giornata
hanno consentito di delineare un quadro
interessante di come gli Italiani reagiscono
in un momento di crisi che non sembra avere
intenzione di esaurirsi. L’86% degli Italiani
considera infatti il momento molto grave e tre
Italiani su quattro sono convinti che ci vorranno
almeno tre anni prima che se ne veda una
soluzione. Il che significa che non si tornerà ai
livelli pre-crisi se non prima del 2015-2016.
Rispetto allo stesso periodo del 2011, comunque,
la percentuale degli sfiduciati è diminuita:
contro un 54% fatto segnalare nel 2011, oggi
gli Italiani che non credono nel proprio Paese si
sono ridotti di circa 17 punti percentuale (sono
cioè il 37%).
Anche per quello che riguarda l’economia,
l’ottimisti - anche se sempre frenati dalla
congiuntura particolarmente grave in cui si
trova l’economia globale - sembrano distanziare
il numero dei più pessimisti: il 36% degli
italiani vede infatti positivamente il futuro
dell’economia europea, contro il 25% di chi ha
invece una posizione opposta.
La ricerca dell’Acri è complessa e accurata, ma
un elemento particolarmente importante sembra
scaturire dai tanti dati raccolti: gli Italiani
(si parla del 57%) sono convinti che sia più
importante investire sul futuro che non cambiare
immediatamente la propria situazione di vita;
tutto ciò nonostante il 26% della popolazione
abbia segnalato un repentino peggioramento
del proprio tenore di vita nell’ultimo anno e che
siano scomparsi o quasi coloro che dichiarano di
avere sperimentato un miglioramento
delle proprie condizioni negli ultimi 12 mesi
(meno del 3%).
Insomma, gli Italiani rispondono al momento di
difficoltà con un atteggiamento che si riscontra
anche a livello del comparto industriale: il
momento è difficile, ma per il futuro è bene
pensare a una seria politica d’investimenti, visto
che non ci sono altre alternative percorribili.
Certo, per gli Italiani la voce “risparmio” conta
sempre molto nel bilancio familiare, anche se
tale voce - soprattutto negli ultimi tempi ha subito pesanti ridimensionamenti: il 40%
delle famiglie italiane dichiarano infatti di
consumare tutto quello che guadagnano, mentre
il 26% ricorre ormai ai risparmi accumulati o ai
debiti per riuscire ad arrivare alla fine del mese.
Una situazione generale che, sebbene condita da
un larvato ottimismo, così come mostrato dalla
ricerca dell’Acri, non può non farci riflettere su
quello che ci aspetta nel prossimo futuro.
PCB
novembre 2012
5
▶ SOMMARIO - NOVEMBRE 2012
IN COPERTINA
agenda
Eventi/Piano Editoriale _______________ 10
a cura della Redazione
ultimissime
Per Weller®, l’importanza di una organizzazione commerciale capillare su
tutto il territorio mondiale, è uno dei
presupposti per poter raggiungere il
proprio scopo: portare sul mercato il
prodotto nel momento in cui serve.
Weller® a livello mondiale si avvale
di una rete di Distributori Qualificati, unica e capace di interpretare
al meglio il ruolo per raggiungere
l’obbiettivo. A Weller® il compito di
dare supporto tecnico e rispondere
alle necessità tecniche del mercato,
ai Distributori Qualificati, quello di
mantenere una presenza costante,
individuare le opportunità e distribuire il prodotto sul territorio “on time”.
Un connubio che dà risultati eccellenti anche in momenti di crisi come
questo.
Apex Tool srl
Viale Europa, 80
20090 Cusago MI
Tel. 02-9033101
[email protected]
www.weller.eu
C.S. e dintorni _______________________ 12
a cura di Massimiliano Luce
attualità
A sei mesi dal sisma __________________ 18
di Massimiliano Luce e Riccardo Busetto
Diminuiscono i volumi, aumenta
la qualità ___________________________ 21
di Giuseppe Goglio
Eipc Summer Conference 2012 _________ 24
di Davide Oltolina
focus
flussanti
Dal flussante alla lega _________________ 28
di Dario Gozzi
Flussanti sotto analisi (seconda parte) ____ 32
di Atso Fortsén
6
PCB
novembre 2012
Anno 26 - Numero 11 - Novembre 2012
www.elettronicanews.it
speciale
produzione di circuiti stampati
DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma
Multistrato e finitura superficiale nei pcb __ 42
di Davide Oltolina
Il test ottico automatico per bare board ___ 46
di Piero Bianchi
Tecnologia sempre più spinta per circuiti
stampati ____________________________ 50
REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione)
CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi
COLLABORATORI: Piero Bianchi, James Boyd, Luca Conte,
Maurizio di Paolo Emilio, Atso Fortsén, Giuseppe Goglio, Massimiliano Luce,
Davide Oltolina, Dipack Patel, Fabio Peirano, Henry J. Zhang
UFFICIO GRAFICO: Elisabetta Delfini (coordinatore),
Walter Tinelli, Elisabetta Buda, Patrizia Cavallotti, Elena Fusari,
Laura Itolli, Cristina Negri, Diego Poletti, Luca Rovelli
SEGRETERIA DI REDAZIONE BUSINESS MEDIA: Anna Alberti, Donatella Cavallo,
Gabriella Crotti, Rita Galimberti, Laura Marinoni Marabelli, Paola Melis
[email protected]
di Piero Bianchi
DIRETTORE EDITORIALE BUSINESS MEDIA: Mattia Losi
PROPRIETARIO ED EDITORE: Il Sole 24 ORE S.p.A.
SEDE LEGALE: Via Monte Rosa, 91 - 20149 Milano
tecnologie
Migliorare il valore nella produzione SMT _ 56
di Dipack Patel e James Boyd
PRESIDENTE: Giancarlo Cerutti
AMMINISTRATORE DELEGATO: Donatella Treu
Cura e manutenzione delle punte saldanti _ 60
di Luca Conte
progettazione
Il layout dei pcb per alimentatori switching
non isolati __________________________ 68
di Henry J. Zhang
SEDE OPERATIVA: Via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano) - Tel. 02 3022.1
UFFICIO TRAFFICO: Tel. 02 3022.6060
STAMPA: Faenza Industrie Grafiche S.r.l. - Faenza (RA)
Prezzo di una copia 5 euro (arretrati 7 euro).
Registrazione Tribunale di Milano n. 148 del 19/3/1994
ROC n. 6553 del 10 dicembre 2001
aziende e prodotti
Gli specialisti in etichette professionali ___ 74
Associato a:
di Fabio Peirano
L’intuito che porta a investire ___________ 78
di Dario Gozzi
Un altro progresso di Linux nell’embedded__ 80
di Maurizio di Paolo Emilio
fabbricanti
Produttori di circuiti stampati in base
al logo di fabbricazione ________________ 83
Informativa ex D. Lgs 196/3 (tutela della privacy).
Il Sole 24 ORE S.p.A., Titolare del trattamento, tratta, con modalità connesse ai fini, i Suoi dati personali,
liberamente conferiti al momento della sottoscrizione dell’abbonamento od acquisiti da elenchi contenenti dati personali relativi allo svolgimento di attività economiche ed equiparate per i quali si applica
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Potrà esercitare i diritti dell’art. 7 del D.Lgs n. 196/03 (accesso, cancellazione, correzione, ecc.) rivolgendosi al Responsabile del trattamento, che è il Direttore Generale dell’Area Professionale, presso
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Annuncio ai sensi dell’art 2 comma 2 del “Codice di deontologia relativo al trattamento dei dati
personali nell’esercizio della attività giornalistica”.
a cura della Redazione
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
novembre 2012
7
▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE
Azienda
pag.
#
3M_________________ 35, 38
A
Alcatel ______________ 23, 80
Alpha Metals_________ 23, 32
Azienda
J
K
Apex Tool ______________ 60
ASM Assembly Systems
(SIPLACE)_____________ 16
B
L
E
F
CABIOTEC......................... 4-IV cop.
CORONA .....................................83
E
E.O.I. TECNE ................................59
ELABORA ....................................65
F
F.P.E. ............................ 19-31-51-52
Mirtec _________________ 12
Danfoss Power
Electronics A/S __________ 16
A
Moma _________________ 20
I-TRONIK .....................................17
DSB __________________ 20
Msys __________________ 12
INVENTEC PERFORMANCE
CHEMICALS ITALIA .....................37
EIPC _______________ 24, 26
M
N
NXP Semiconductors _____ 13
ITECO...........................................47
electronica 2012 _________ 13
Nokia__________________ 80
Europlacer ______________ 13
Novalogic ___________ 78-79
LARYO .........................................27
L
FELA _________________ 25
P
PCB Networks __________ 24
LIFETEK........................................11
Fluke __________________ 32
R
Rainbow ____________ 53-55
M
RS Components _________ 14
MENTOR GRAPHICS....................49
Seho __________________ 12
O
S
Sciencescope ____________ 12
Sorin __________________ 20
Gambro ________________ 20
Spirit Circuits ___________ 14
HAKKO _______________ 16
OSAI A.S. .............................. 40-41
P
PACKTRONIC ........................... 9-15
PHOENIX CONTACT ....................45
ST Microelectronics ______ 13
R
Helmut Fischer __________ 26
T
Teknek_________________ 53
RS COMPONENTS ................III cop.
Infineon Technologies _____ 13
U
Unioncamere Prometeia ___ 19
S
Universal _______________ 78
SEICA ...........................................25
SPEA ..............................................3
Infocamere _____________ 21
Institute of Technical
V
VTT/Electronics______ 32, 38
Education ______________ 16
W
Weller ______________ 60-66
T
TECNOMETAL ....................... 77-84
Intesa Sanpaolo __________ 19
Whirlpool ___________ 22-23
Inventec ________________ 39
Wind River __________ 80-82
Isola Fabrics ____________ 26
Würth Elektronik _____ 14, 78
Z
Yamaha Motor IM Europe _ 16
ZUKEN .........................................55
Italtel __________________ 23
PCB
Laryo __________________ 12
C
Lloyd Doyle _________ 48-49
Heller _________________ 56
8
ASM ASSEMBLY ....................II cop.
Linux Foundation ________ 81
Freescale Semiconductor___ 13
I
Kic _________________ 12-13
Linear Technology ____ 68, 72
FPE ______________74-75, 77
H
AREL ............................................83
BBraun ________________ 20
FMI Technical
Consulting_________32, 36-38
G
Juki Automation Systems __ 13
Atotech ________________ 26
Covidien _______________ 20
D
pag.
A
LPKF
Laser & Electronics AG ___ 16
Comepei _______________ 23
Inserzionisti
JT Ovens _______________ 13
Krypton Solutions _____ 56-58
Bellco _________________ 20
C
pag.
novembre 2012
Y
W
WELLER .................................I cop.
Panasoni NPM
Panasonic
Pick & Place modulari
Nordson Asymtek SL940E
Sistema di conformal coating
Ersa Versaflo
Versaflow 3/45
SSaldatrice
ld t i selettiva
l
la soluzione
GLOBALE
per l’assemblaggio PCB
Nikon XTV160
Ispezione a raggi-x
3DFNWURQLFLOYRVWURSDUWQHUDIÀGDELOH
'DO
/DQRVWUDÀORVRÀDqGDVHPSUHSURSRUUH
TXDOLWjHGDIÀGDELOLWjQHLSURGRWWLPDDQFKH
WHPSHVWLYLWjHSXQWXDOLWjQHOVHUYL]LRSUHH
SRVWYHQGLWD3DFNWURQLFqDOYRVWURÀDQFR
SHURJQLHVLJHQ]DHLQRJQLYRVWUDVFHOWD
3DFNWURQLFGLVWULEXLVFHLPDUFKL
Panasonic
Saki BF-3Di
Ispezione ottica 2D e 3D
pre-reflow e post-reflow
Ersa Versaprint S1
,OQRVWURSDUFRSURGRWWLVLFRPSOHWDFRQ
‡,VSH]LRQH'SHUFUHPDVDOGDQWH3HPWURQ
‡)RUQLGLULIXVLRQHSHUOHDGIUHHErsa
‡6DOGDWULFLSHUOHDGIUHHErsa
‡6LVWHPLG¶LVSH]LRQHGHOODSULPDVFKHGD([WUD(\H
‡/DYDWULFLSHUWHODLVHULJUD¿FLH3&%6\VWURQLF
‡3LFN3ODFHHQWU\OHYHO)ULWVFK
‡,PSLDQWLSHUGHSXUD]LRQHIXPLVHULH(FROLQH
‡7DYROLGDODERUDWRULRHSHUDVVHPEODJJLR
FRPSRQHQWLVHULH3DFNODE
‡&UHPHVDOGDQWL6KHQPDR
‡/LTXLGLGLODYDJJLR.\]HQ
‡9HUQLFLHUHVLQHSHULOFRQIRUPDOFRDWLQJ$%FKLPLH
Serigrafica con
ispezione al 100%
Ersa IR/PL650
Sistema di rework
per IC, BGA, QFN
Saki BF-Comet10
Ispezione ottica
da banco
Tel: +39 039 928 1194
LQIR#SDFNWURQLFLWZZZSDFNWURQLFLW
▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI
Data e luogo
10
PCB
Evento
Segreteria
4-9 novembre
Anaheim, CA
USA
International Test
Conference
ITC office
Tel.: +1 202 97.38.665 fax: +1 202 33.10.111
E-mail: [email protected]
12-16 novembre
Valencia, CA
USA
IPC-7711/7721: “Rework,
Modification and Repair of
Electronic Assemblies”
STI Electronics, Inc. © 1982 - 2012 261 Palmer Rd. 35758 Madison, AL - USA Tel. +1 256 46.19.191
13-15 novembre
Chicago, IL
USA
IPC-SMTA - High-Reliability
Cleaning and Conformal
Coating Conference
IPC - Association Connecting Electronics Industries
3000 Lakeside Drive, 309 S,
60015 Bannockburn, IL - USA
Tel. +1 847 61.57.100
Fax +1 847 61.57.105
13-16 novembre
Monaco
Germania
electronica 2012
Messe München GmbH Messegelände 81823 München, Deutschland Tel. +49 89 949-20720
Fax +49 89 949-97-20729 E-mail: [email protected]
28-30 novembre
Shenzhen
Cina
2012 International Printed
Circuit & Electronics
Assembly Fair
Baobab Tree Event Management Co., Ltd. - Event
Manager
Ms. Cynthia Chung Tel: +86 852 35.20.36.12 Fax: +86 852 35.20.36.18 E-mail: [email protected]
Piano editoriale 2012
Editorial calendar 2012
Gennaio
Test elettrico
January
Test equipment
Febbraio
Il rework e la saldatura manuale
February
Rework and hand soldering
Marzo
I sistemi di lavaggio
March
Cleaning systems
Aprile
Marcatura e tracciabilità
April
Labels and traceability
Maggio
Forni e profili termici
May
Reflow and wave soldering
Giugno
ESD
June
ESD
Luglio - Agosto
Materiali di consumo e attrezzature
July - August
Consumables
Settembre
Pick & Place
September
Pick & Place
Ottobre
I sistemi di serigrafia
October
Screen printing systems
Novembre
Produzione circuiti stampati
November
PCB manufacturing
Dicembre
Software di progettazione
Dicember
Design software for pcb
novembre 2012
▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI
a cura di Massimiliano Luce
Centralità europea
D
opo un lungo
periodo di rilancio
aziendale, a seguito di
momenti difficili in cui la
scelta degli investimenti
è stata una strada
praticamente obbligata,
Laryo si presenta oggi sul
mercato dell’elettronica
come una realtà di grande
sviluppo ed entusiasmo
e approfitta di tale clima
per festeggiare il suo
dodicesimo anniversario
con l’inaugurazione di
una nuova sede.
Il 12 ottobre, infatti,
lo staff dell’azienda
lombarda ha presentato
ufficialmente i suoi nuovi
locali, invitando stampa
e partner internazionali
a Villasanta (MB). Una
nuova sede come base
di una nuova attitudine
che guarda ben oltre le
difficoltà immediate in
cui si dibatte oggi tutto
il mercato dell’elettronica
e che spazia con
lungimiranza anche al
di là dei semplici confini
geografici.
Le tendenze
internazionali della nuova
Laryo, distributrice di
macchine di prestigio per
12
PCB
novembre 2012
la lavorazione elettronica
(dai forni Seho alle
serigrafiche Msys, dai
sistemi d’ispezione
Mirtec alle macchine a
raggi X Sciencescope, dai
profilatori termici Kic alle
pick & place Mirae) sono
state sottolineate proprio
in occasione dell’evento
autunnale.
La nuova sede è stata
infatti presentata
come il Centro
Logistico Europeo per
la coreana Mirae in
cui verranno stoccate
macchine, feeder e
ricambi per tutta
l’Europa, abbattendo
con ciò notevolmente
i tempi di consegna
da parte della casa
madre. Un centro
logistico che si proporrà
nel contempo come
centro di training,
base per conferenze e
presentazioni di nuovi
prodotti e come punto
di riferimento per i
diversi distributori
europei delle macchine
Mirae.
La presenza di numerosi
distributori europei, dai
russi ai norvegesi, dai
britannici agli spagnoli
è stata l’occasione per
sottolineare proprio
l’internazionalità
dell’evento, ma
soprattutto per
sottolineare la centralità
distributiva italiana
a livello europeo,
una centralità che
è stata sottolineata
specificamente da David
Ko di Mirae, presente
all’inaugurazione.
La premiazione come
migliore distributore
europeo ottenuta
da Laryo da parte
dell’azienda coreana in
occasione della scorsa
edizione di Productronica
ha trovato pertanto la
sua naturale evoluzione
nel nuovo ruolo che d’ora
in avanti Laryo avrà in
Europa.
Così come dichiarato da
Vincenzo Sgambetterra,
presidente di Laryo, “Il
nuovo Centro logistico
di Villasanta rappresenta
una nuova visione della
logistica distributiva.
È importante che
un’azienda con una
pervasività così globale
a livello mondiale come
Mirae (si parla di 29
distributori), abbia scelto
la nostra azienda come
punto di riferimento
per lanciare a livello
europeo un progetto
d’investimento nel futuro
così importante. Ciò
servirà da sprone per
un’indubbia accelerazione
che – speriamo –
sarà confortata da un
miglioramento delle
condizioni economicofinanziarie di tutto il
mercato dell’elettronica.”
Laryo
www.laryo.it
Una partnership a valore aggiunto
J
uki Automation Systems ha
annunciato che KIC ora fornirà
soluzioni software a valore aggiunto e
Profiler per i propri forni JT Ovens.
Gli ECO Friendly RS Series LeadFree Hot Air/N2 Reflow Ovens sono
ora disponibili con le soluzioni di KIC
X5 Intelligent Profiler, Auto-Focus
Power Software e RPI, oltre a una serie
di accessori.
I modelli RS800/RS800N e RS1000/
RS1000N di forni reflow di Juki si
caratterizzano per un
sistema indipendente
di controllo della
velocità dell’aria che
rende più flessibili i
processi di controllo
al fine di semplificare
anche le fasi più
Gli ingredienti di una
giusta alimentazione
E
uroplacer ha
XOWHULRUPHQWH
UDIIRU]DWRODSURSULD
RIIHUWD FRQLOODQFLRGL XQD
QXRYDHYROX]LRQH GHOOD
SURSULDVROX]LRQHGL QDVWUR
GLDOLPHQWD]LRQH6LWUDWWD
GLLL)HHGEDVDWRVLDVXO
FROODXGDWRFRQFHWWRGL
FDUUHOORDSLHOHPHQWL
VLDVXLIDWWRULFKLDYHGHOOD
WHFQRORJLDIHHGHULL)HHG
&DUWKDXQDFDSDFLWj¿QR
DFDQDOLGLFRPSRQHQWL
VHSDUDWLHDFFHWWD TXDOVLDVL
FRPELQD]LRQHGL , 16
RPP 6PDUWLL-Feed
(OHPHQWVLL-Feed qSL
YHORFH HLQFRUSRUD PROWH
QXRYHFDUDWWHULVWLFKH,
come XQD JDPPD
GLFRPSRQHQWL FKH
LQL]LDD ;
inoltre, FRQWLQXDD
HVVHUHSLHQDPHQWH
FRPSDWLELOH FRQOH
SUHFHGHQWLJHQHUD]LRQL
GLPDFFKLQH (XURSODFHU.
LL-Feed (OHPHQWV DVVLFXUD
FRQ¿JXUD]LRQL HFDPEL
YHORFL. /RVWHVVRWLSR
GL HOHPHQWRSXzHVVHUH
XWLOL]]DWR SHULQDVWUL
FDUWDHSODVWLFD), bobine
SLHQH RQDVWUL FRUWL. 1RQ
YLqDOFXQD QHFHVVLWjGL
PRGHOOL GLHOHPHQWL GLYHUVL
LQEDVHDOODGLPHQVLRQH
del FRPSRQHQWHVXOOR
VWHVVRQDVWUR. I dati sono
riconosciuti in modo
automatico. Ciò semplifica
il lavoro dell’operatore e
riduce i costi di inventario
dell’alimentatore.
Europlacer
www.europlacer.com
complesse della saldatura lead-free. ,
IRUQL sono GRWDWLGL XQDFRQ¿JXUD]LRQH
GLUDIIUHGGDPHQWR FKHULFLFOD O¶DULD
¿OWUDWDR 1 SHUOD FDPHUDGHO
IRUQR, riducendo la SHUGLWDGLFDORUH
GXUDQWHLOPLJOLRUDPHQWRGHOÀXVVR
,QROWUHXQD HI¿FLHQWHSURJHWWD]LRQH
GHOO¶DOLPHQWD]LRQHQRQFKpGHO
VLVWHPDGLJHVWLRQHGHOO¶DULD PLJOLRUD
QRWHYROPHQWH LOULVSDUPLRHQHUJHWLFR,
riducendo al contempo OHHPLVVLRQL.
Juki Automation Systems
www.juki.com
Protagoniste
le smart grid
P
er compiere la necessaria transizione a fonti
energetiche rinnovabili, le reti di distribuzione
devono essere non solo estese, ma anche gestite e
monitorate meglio. L’industria dei semiconduttori
sta affrontando queste sfide con soluzioni tecniche
intelligenti. I CEO delle società di punta del
settore parleranno di “Soluzioni a semiconduttori
per la sfida delle smart grid” alla CEO Round
Table del salone electronica 2012. La tavola
rotonda si svolge come da tradizione nella giornata
di apertura della manifestazione, martedì 13
novembre, alle ore 11, all’interno di electronica
Forum nel padiglione A3 del Centro Fieristico di
Monaco di Baviera.
I visitatori di electronica potranno assistere a un
dibattito con relatori di grande prestigio, fra i quali
spiccano Carlo Bozotti di STMicroelectronics,
Rick Clemmer di NXP Semiconductors, Gregg
A. Lowe di Freescale Semiconductor e Reinhard
Ploss di Infineon Technologies. La tavola rotonda
sarà incentrata sulle soluzioni che l’industria dei
semiconduttori sta adottando per affrontare le sfide
associate all’espansione della rete.
electronica 2012
www.electronica.de
PCB
novembre 2012
13
Arriva DesignSpark
Pcb 4.0
R
S Components
continua a
rivoluzionare l’esperienza
online di ricerca,
progettazione e acquisto
da parte dei progettisti
elettronici e dei buyer di
tutto il mondo.
Grazie alla versione
4.0 di DesignSpark
Pcb e alla Libreria
di Componenti
ModelSource, infatti,
i progettisti vengono
supportati e aiutati
durante tutto il processo
di progettazione
elettronica, con notevoli
risparmi in termini di
tempo. La versione 4.0
di DesignSpark Pcb,
il software gratuito di
progettazione elettronica
per schemi e layout
di Pcb, presenta una
nuova gestione delle
librerie, migliorando
le funzionalità dello
14
PCB
novembre 2012
strumento già esistente
e integrandolo con
ModelSource, un’unica
libreria di componenti
online disponibile
gratuitamente
tramite
il sito di
DesignSpark.
La libreria
ModelSource
contiene oltre
80.000 simboli
schematici
per Pcb dei
maggiori
produttori ed
è disponibile
per il download
in oltre 20
formati diversi,
compatibili con
i più conosciuti
pacchetti software di
progettazione.
RS Components
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I
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Elektronik arricchisce il
suo portafoglio di servizi
con il negozio online
WEdirekt. Sia nel caso
sia richiesto un pcb o uno
stencil, un configuratore
molto semplice da utilizzare
e disponibile 24 ore al giorno,
fornisce numerose opzioni
e alternative, calcolando
il prezzo finale della
configurazione richiesta.
In pochi click l’ordine
è trasmesso e inviato in
produzione. I tempi di
consegna dipendono
dalle richieste dei clienti;
è possibile richiedere un
servizio espresso per usufruire
di consegne entro le 48 ore.
L’interfaccia del negozio
online è molto intuitiva,
grazie a una linea semplice
e molto organizzata. Ogni
prodotto ha un suo menu
di configurazione dove
il cliente piò inserire i
dati all’interno di campi
predefiniti. Il cliente può
selezionare numerosi
parametri per progettare in
tutta comodità il proprio
prodotto. Sono possibili
anche ordini di piccole
quantità.
Würth Elektronik GmbH
& Co. KG
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L’importanza di essere certificati
S
pirit Circuits, uno dei produttori di pcb più innovativo del Regno Unito
Circuito, ha annunciato di aver raggiunto con successo la certificazione
rilasciata da Underwriters Laboratories (UL) per la base in metallo, categoria
ZPMV2. ,QSDUWLFRODUH, TXHVWDDSSURYD]LRQH FRSUHXQDYDULHWjGL ODPLQDWL GLEDVH,
XQDVFHOWDGLFLQTXH GLYHUVH¿QLWXUH VDOGDELOL HODSRVVLELOLWjGL XQ QDVWURDGHVLYR
WHUPLFDPHQWHFRQGXWWLYR ed HOHWWULFDPHQWHLVRODQWH VHQVLELOHDOODSUHVVLRQH,
DSSOLFDWD DOODEDVHGLDOOXPLQLR. /DFHUWL¿FD]LRQH FRQIHUPDO¶LPSHJQR di 6SLULW
&LUFXLW GLIRUQLUH pcb iQEDVH metallo (alluminio) LQJUDGRGLVRGGLVIDUH OHHVLJHQ]H
GHLFOLHQWL. QXHVWD XOWLPDDJJLXQWDD 8/ File di 6SLULW E109066) FRPSOHWD ODVXD
DWWXDOHJDPPDGL pcb basati sull’DSSURYD]LRQH )5.
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dell’assemblaggio elettronico, Ersa si presenta ai propri clienti e
a chi interessato come un partner altamente innovativo e un
fornitore di tecnologie di saldatura con una gamma globale di
prodotti unica nel suo genere.
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di produzione dei nostri clienti”. Ersa è infatti costantemente
focalizzata al miglioramento dei prodotti e dei processi a vantaggio dei propri clienti.
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2@KC@SQHBHÈ@CÈNMC@
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La prototipazione rapida
è una componente
essenziale nello sviluppo
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Perciò, l’Institute of
Technical Education
(ITE) di Singapore, lo
specialista della tecnologia
di saldatura HAKKO e
la divisione Rapid Pcb
Prototyping di LPKF
Laser & Electronics
hanno siglato un accordo
di collaborazione per
la formazione degli
sviluppatori di pcb.
Dal 2010, ITE e HAKKO,
produttore di sistemi di
saldatura ad alta qualità
e distributore esclusivo
dei prodotti LPKF,
stanno collaborando
Al servizio dell’Europa
Y
16
PCB
per la formazione degli
studenti. Ora, sale a
bordo anche LPKF. I
tre partner lavoreranno
insieme per organizzare
corsi di istruzione sulla
prototipazione. Inoltre,
ITE ha ricevuto la serie
completa dei sistemi e dei
processi LPKF per una
prototipazione priva di
sostanze chimiche.
Infine, nei prossimi cinque
anni, il personale di ITE
nella sede principale di
LPKF parteciperà a dei
corsi intensivi dedicati alla
formazione dei trainer.
LPKF
Laser & Electronics AG
www.lpkf.com
Linee SMT più flessibili,
affidabili e veloci
amaha Motor IM Europe saluta il suo primo anno
operativo all’insegna del successo. La società infatti
rilancia annunciando la nascita di nuovi staff di vendita e
servizio in Germania, Gran Bretagna, Spagna e Francia.
Dopo la partenza nel settembre 2011, l’organizzazione
di Yamaha Motor IM Europe con sede in Neuss,
Germania, insieme ai partner ha messo a segno una
crescita davvero importante. Per operare al meglio con la
base di clienti Oem presenti in Europa, YIME ha perciò
assunto come sales manager per la Gran Bretagna Pierre
Williams, per la Spagna Joseba Amezaga e Jerome
Clouet per la Francia e il Maghreb. Tutti i sales manager
hanno più di 10 anni di esperienza nel mondo SMT.
Le nuove organizzazioni per la vendita sono in grado
di fornire ai clienti dei rispettivi Paesi servizi per un
supporto diretto, QRQFKpUDSSUHVHQWDUHXQDIRQWHGLUHWWD
SHULSH]]LGLULFDPELRSHUODEDVHLQVWDOODWDGL2HP. 3HU
RUJDQL]]DUHQHO PLJOLRUH PRGR SRVVLELOHO¶HQRUPH EDVH
LQVWDOODWD Oem LQ(XURSD <,0( sta inoltre HVSDQGHQGR
O¶RUJDQL]]D]LRQH FRQGXHDUHDPDQDJHUSHUODJHVWLRQH
GHLVHUYL]LXQRGHGLFDWRDO1RUG Europa HO¶DOWURDO6XG
(XURSD.
n virtù di un progetto congiunto, Danfoss Power
Electronics A/S e Siplace hanno realizzato una
soluzione totalmente automatizzata sia per i cambiprodotto e sia per le impostazioni non-stop delle
modifiche sulle linee SMT della società danese.
Controllate dai codici a barre sui pcb in movimento
sulla linea – consistente di cinque Siplace SX2 -,
ogni macchina SDVVD i SURJUDPPLGLFROORFDPHQWR H
OHODUJKH]]H GLWUDVSRUWR necessarie. Combinando le
opzioni software di Siplace con innovativi concetti di
setup, è stata realizzata una produzione SMT nonstop, con configurazione random delle impostazioni
del feeder. In questo modo Danfoss ha investito
nell’affidabilità, nella flessibilità e nella velocità dei
processi al fine di garantire in futuro ai clienti tempi di
fornitura inferiori alle 24 ore, nonostante una gamma di
prodotto in continua crescita. “La nuova linea è talmente
efficiente”, ha commentato Nicki Holm, Danfoss Power
Electronics A/S project manager, “che non solo vi viene
svolto il lavoro programmato, ma persino quello delle
altre linee”.
Yamaha Motor IM Europe
www.yamaha-motor-im.eu
ASM Assembly Systems (SIPLACE)
www.siplace.com
novembre 2012
I
▶ ATTUALITÀ - ITALIA
A sei mesi dal sisma
Sei mesi dopo il terremoto del 20 e 29 maggio, l’Emilia procede
sulla strada della ricostruzione fra risultati e inevitabili polemiche.
Nonostante la reazione del comparto industriale sono ancora molti i
freni che ne limitano una piena ripresa
di Massimiliano Luce e Riccardo Busetto
L
e aree dell’Emilia Romagna,
della Lombardia e del Veneto colpite dal terremoto ‘’non
saranno lasciate da sole e dimenticate’’, anche se il cammino per la
ricostruzione ‘’è lungo e faticoso’’.
A pronunciare queste parole, che
infondono speranza nelle popolazioni colpite dal sisma del maggio
scorso, senza però nascondere le dif-
18
PCB
novembre 2012
ficoltà ancora presenti sulla strada
della ricostruzione, è stato il presidente del Consiglio, Mario Monti,
rispondendo così, nel corso della
ventinovesima assemblea annuale
dell’Anci svoltasi a metà ottobre
a Bologna, all’appello dei sindaci
e degli amministratori delle zone
colpite dalla tremenda sciagura tellurica.
Emilia Romagna,
Pil e investimenti in calo
Di strada da fare, in effetti, ve
n’è veramente tanta, soprattutto in
Emilia Romagna. L’epicentro del terremoto, infatti, ha colpito una delle aree a maggiore densità e intensità
industriale non soltanto della regione,
ma persino dell’intero Paese.
Parliamo di centri industriali quali Cavezzo, Medolla,
Finale Emilia, Mirandola, Carpi, che insieme rappresentano il cuore della meccanica, dell’agroindustria, della ceramica, del biomedicale e del tessile, produzioni tra loro
diverse ma accomunate dalla qualità e dal valore dato alla ricerca, al punto da rappresentare il fiore all’occhiello del
Made in Italy in tutto il mondo.
C’è un dato che, meglio di tante parole, consente di comprendere immediatamente la gravità della situazione. Per
la prima volta, quest’anno, il Pil dell’Emilia Romagna sarà inferiore a quello nazionale: -2,5% il primo, -2,4% il secondo. Lo rivela una stima elaborata lo scorso settembre da
Unioncamere-Prometeia. Se tale numero ha il dono della sintesi, permettendo di afferrare al volo i danni generali degli effetti del terremoto sull’economia, tuttavia non entra nei dettagli delle difficoltà che sta incontrando il territorio nella ricostruzione del proprio apparato produttivo.
Dietro i numeri, ci sono infatti le storie misconosciute degli uomini e delle donne, molti dei quali sono imprenditori e imprenditrici impegnati quotidianamente a mantenere, in numerosi casi persino rimettere in piedi i propri capannoni industriali e le proprie aziende. In una situazione,
chiaramente, di difficoltà estrema, come dimostra la caduta
degli investimenti fissi lordi al -7,8%.
Le previsioni delle imprese
Per questo motivo, il Governo è corso immediatamente
ai ripari, facendo seguire alle parole i fatti, prorogando fino
al 30 giugno 2013 la sospensiva per il pagamento delle tasse ad aziende e cittadini. Una decisione, questa, importantissima, perché accoglie finalmente una forte richiesta proveniente proprio dal mondo delle imprese e dal territorio.
Inoltre, sempre negli stessi giorni, il premier ha anche firmato il decreto per la ripartizione di nuovi fondi per ricostruire le regioni colpite dal sisma. Si tratta di 91 milioni
provenienti dai risparmi sui partiti.
Entrambe le misure hanno un’importanza vitale, proprio perché le dinamiche del manifatturiero stanno ancora rivelando un graduale peggioramento. Ciò è dimostrato dall’analisi congiunturale presentata a Bologna, sempre
a metà ottobre, da Confindustria e Unioncamere regionale con Intesa Sanpaolo, al netto delle imprese terremotate (che all’epoca dello studio – lo scorso luglio – non hanno risposto al questionario). L’indagine mostra che la produzione industriale dell’Emilia Romagna è calata del 3,6%
nel secondo trimestre del 2012 rispetto allo stesso periodo
dell’anno precedente. In negativo risultano anche il fatturato (-3,7%) e gli ordini (-4,2%). L’unica voce in positivo,
all’apparenza, giunge dall’export (+2,9%); si tratta però, in
Nonostante le difficoltà a seguito del sisma del 20 e del 29 maggio, le attività
produttive di DSB di Concordia sulla Secchia (MO) sostanzialmente sono
continuate con regolarità
realtà, di un dato che indica una brusca frenata rispetto ai risultati del passato, come dimostrano le esportazioni verso la Cina (-18,7%) e la Turchia
(-20%).
Una situazione, questa, che sta seminando pessimismo tra gli imprenditori. Solo il 21,8% degli intervistati prevede un aumento della produzione nella seconda metà dell’anno.
Sono più numerosi (33%) coloro che
temono una ulteriore flessione e una
diminuzione degli ordini. Anche per
quanto riguarda l’occupazione, le previsioni sono negative.
Da dove ripartire
Eppure, oltre le costanti iniziative del Governo, qualche motivo per
guardare all’immediato futuro con un
minimo di fiducia esiste, grazie proprio alle risorse del territorio, che paiono davvero infinite. “L’impatto del
terremoto”, ha spiegato infatti il presidente di Unioncamere regionale,
Carlo Alberto Roncarati, “sarà pesantissimo in termini di fatturato, vendite e soprattutto di perdita di clientela,
ma il tessuto imprenditoriale è sano,
si tratta solo di riorganizzarsi, facendo
sistema in modo coordinato, per cogliere appieno le opportunità dei mercati globali”.
20
PCB
novembre 2012
In effetti, a Cavezzo, centro industriale della meccanica, secondo la stima di CNA il 70% delle Pmi è già ripartito. A Finale Emilia, cuore della ceramica, si sono rimessi in moto
già tutti (ad esempio un’azienda come Moma ha riavviato il 100% delle linee). A Mirandola, il più importante distretto biomedicale europeo,
colossi come Bellco, BBraun, Sorin,
Covidien e Gambro sono fortemente impegnate nella ricostruzione.
Diversa la situazione per Carpi, centro industriale dell’abbigliamento colpito in modo marginale dal terremoto: in questo caso, preoccupa più la
crisi della domanda interna. Ancora
più difficile la situazione dell’agroindustria di Medolla, dove il terremoto
ha colpito in modo diretto 2mila imprese e altre 2mila in modo indiretto
e ha messo in ginocchio la filiera del
Parmigiano reggiano.
Un caso fra tutti
Che dire invece del settore elettronico? Le aziende presenti in zona
hanno reagito, come le restanti realtà del comparto industriale, con la dovuta sollecitudine. Ne abbiamo incontrata una, DSB, realtà attiva dal settembre 2006, che opera principalmente come contract manufacturer
per la realizzazione di prodotti elettronici (schede e prodotti finiti).
Con sede a Concordia sulla Secchia,
a sette km da Mirandola, DSB ha conosciuto le difficoltà post sisma per
l’inagibilità dei locali produttivi e a
causa del trasferimento forzato (ma,
per fortuna, temporaneo) di parte
della produzione nel corso dell’estate. L’attivazione delle misure di emergenza – a detta di Andrea Ghirotto,
titolare dell’azienda – è stata comunque immediata ed efficace.
“La sede in cui operavamo fino a
maggio è stata danneggiata. Per fortuna la linea di produzione non ha subito danni irreparabili (DSB dispone
di una linea di produzione smd con
tre Pick & Place, N.d.R.), ma siamo
stati comunque costretti a trasferirci
in un nuovo capannone”, ha dichiarato Ghirotto. “Questo ha comportato
problemi legati al certificato di agibilità - che è stato ottenuto con grande
ritardo rispetto a quanto pensavamo
- e, naturalmente, a una serie di spese per la rimessa in funzione del sistema produttivo che ormai potremmo
quantificare sull’ordine dei 200mila euro”.
Che l’area abbia subito stop significativi delle attività produttive è indubbio, anche se gli incentivi dello Stato (come le proroghe al versamento dei contributi di cui abbiamo
parlato) e l’atteggiamento delle banche sono stati positivi. “Nonostante la
generale stretta del credito, gli istituti bancari si sono mostrati immediatamente propensi ad agevolare prestiti
a bassi tassi d’interesse per le aziende
che operano nella zona.” ha aggiunto
Ghirotto. “Naturalmente, con il passare dei mesi, quanto proposto all’indomani del sisma è stato rivisto. Tassi
a valori inferiori al 3% rappresentano comunque una buona agevolazione nei confronti di quelle aziende che,
per consolidare la ripartenza, abbiano
bisogno di liquidità”.
▶ ATTUALITÀ - PROVINCE D’ITALIA
Diminuiscono i volumi,
aumenta la qualità
Il passato industriale ha creato per anni grandi
opportunità a Varese e dintorni, anche per il mercato
dell’elettronica. Oggi, però, per destreggiarsi
serve soprattutto la capacità di lavorare sui piccoli
volumi con il massimo della qualità
di Giuseppe Goglio
C
omponenti spesso piccoli, quali in genere sono i circuiti elettronici, non sempre significano
automaticamente attività produttive
altrettanto piccole. Anzi, spesso i maggiori produttori di pcb sono proprio
aziende in grado di contare su sistemi
di assemblaggio di grandi dimensioni.
Esiste però un’ampia fetta di mercato
legata a progettazioni ridotte non solo
per dimensioni ma anche per quantità,
dove l’attenzione al dettaglio e la velocità d’azione restano elementi cruciali,
tali da favorire la crescita di realtà locali
dove domina la dimensione artigianale, capaci però di garantire prodotti in
linea anche con le richieste più particolari e pronte a intervenire in caso
di necessità per apportare modifiche,
riparazioni o altri interventi di assistenza.
Sia per la presenza di un indotto sia
per la semplice iniziativa di singoli imprenditori, sono tante le attività in grado di disegnare un interessante quadro
locale nel mercato dell’elettronica. La
prima tappa di un viaggio che si propone di esplorare la provincia italiana
parte da Varese, terra di grande vocazione industriale negli anni passati e
oggi alle prese, come tanti, con la necessità di imprimere una svolta importante alla propria economia. Capacità
di impresa e voglia di fare tuttavia non
mancano e questo continua a favorire una buona presenza in tutto quanto
ruota intorno a questo settore.
Alessandro Fagioli, Assessore Lavoro,
Politiche Giovanili della Provincia di
Varese
Un affare per pochi intimi
Come facile dedurre dai dati inviati dalla locale Camera di Commercio,
in questa porzione di Lombardia, si
parla di cifre tutto sommato contenute. Nel 2010, nel comparto operavano 146 aziende, per un totale di 886
addetti. Di queste, undici sono classificate nel settore Fabbricazione di
computer e prodotti di elettronica, otto nella Fabbricazione di schede elettroniche assemblate e le restanti nella
Fabbricazione di componenti elettronici, dove operano ottocento addetti.
Nell’insieme, i dati rivelano anche
una buona tenuta. “Premesso che in
provincia di Varese le comunicazioni
obbligatorie relative ai rapporti di lavoro inoltrate dalle imprese che operano in questo comparto hanno un peso
limitato sul totale – spiega Alessandro
Fagioli, Assessore Lavoro, Politiche
Giovanili della Provincia di Varese
-, nel periodo considerato, che va dal
2008 al 2011, l’incidenza di avviamenti e cessazioni del comparto elettronica
non ha mai superato lo 0,3% del totale,
così come il numero di nuovi contratti
avviati o interrotti in un anno è sempre
stato inferiore alle 300 unità”.
L’impatto della crisi si è comunque
fatto sentire negli ultimi due anni: secondo i dati di Infocamere elaborati da Stock View, emerge una leggera risalita nel numero di imprese nel
2011, da 146 a 150, mentre a fine giugno 2012 riportano un calo a 140 unità. Una variabilità che si riflette anche
sulle modalità nel rapporto di lavoro.
“Buona parte degli avviamenti (più
PCB
novembre 2012
21
del 70%) nei contratti di lavoro sono
stati effettuati da agenzie di somministrazione – spiega Fagioli –; seguono
i contratti a tempo determinato stipulati direttamente dalle aziende, che
pesano per circa il 10%, e i contratti a
tempo indeterminato (8,6%)”.
Di tutti questi però, il 48% delle assunzioni ha riguardato personale non
qualificato addetto all’assemblaggio e
alla produzione in serie. È interessante inoltre osservare come il mercato
del lavoro in questo caso sia sviluppato lontano dal capoluogo. La maggior
parte delle assunzioni sono state effettuate, infatti, da aziende con sede nel
territorio di riferimento del Centro
per l’Impiego di Gallarate (42%),
nel sud della provincia e a Laveno
Mombello (20%), all’estremo opposto. A Varese, il 19%.
Tuttavia, è incoraggiante un altro
dato. Il saldo tra avviamenti e cessazioni si è mantenuto positivo anche se
di poco (+17 nel 2010, +5 nel 2011).
In particolare, gli avviamenti da gennaio a giugno 2012 sono risultati inferiori all’anno scorso (-42%), mentre
il saldo tra avviamenti e cessazioni nel
Al servizio della grande
azienda
Giancarlo Piscioli, titolare di Comepei
comparto elettronica si mantiene positivo (+15), anche se inferiore al periodo precedente (+40).
“L’andamento
del
comparto
dell’elettronica è migliore del settore manifatturiero in generale – sottolinea l’Assessore -. Quest’ultimo registra, infatti, nel primo semestre di
quest’anno un saldo negativo tra contratti di lavoro stipulati e contratti
cessati, a differenza del primo semestre dell’anno scorso”.
Guardando oltre i numeri, sul territorio emerge una realtà variegata. Si
passa, infatti, da sedi storiche di grandi aziende internazionali a piccoli produttori o distributori di materiali, specializzati su ambiti specifici. Nel primo caso, l’apporto all’indotto non è
necessariamente rilevante, mentre
qualche spazio in più è accessibile per
le professionalità locali.
“La produzione di massa è in genere affidata a ditte specializzate esterne – spiega Davide Vitti, Director
Electronic di Whirlpool EMEA -. Le
fabbriche ricevono l’elettronica completa, quasi sempre progettata fino nei
dettagli internamente, e la assemblano
sui prodotti seguendo le procedure necessarie al fine di garantire la massima
qualità e il minimo scarto. Piccole prototipazioni di elettronica a scopo di ricerca e sviluppo vengono invece realizzate nei nostri laboratori dedicati”.
Anche tra chi è chiamato a risolvere sul campo i problemi sorti nell’uso
dei sistemi, in questo caso legati pre-
Il Team Electronics Whirlpool di Wroclaw (Polonia). Davide Vitti, Director Electronic di Whirlpool EMEA, è il quarto
da sinistra in piedi
22
PCB
novembre 2012
Il Team Electronics Whirlpool di Cassinetta di Biandronno, in provincia di Varese
valentemente a elettrodomestici, deve curarsi principalmente dell’assistenza, partendo da moduli già assemblati. “Le organizzazioni service che ci
seguono nel post vendita hanno a disposizione le schede elettroniche come componenti di ricambio sui quali
non sono previsti interventi diretti –
prosegue Vitti -. Il nostro service delle
elettroniche è dotato di un tool di diagnostica (E-Sam) in grado di leggere
la failure avvenuta sul campo”.
In una organizzazione di assistenza
a livello nazionale, la priorità è la capacità di intervenire rapidamente presso
il cliente finale. Non manca però qualche opportunità di sfruttare l’indotto. “La vicinanza consente una logistica più snella e reattività più elevata nel
caso di individuazione di problematiche – sottolinea Vitti -. In genere, la
prossimità è utile in fase di realizzazione di un progetto nuovo e nella fase di
primo lancio, quando la probabilità di
incappare in problematiche è più alta”.
In prospettiva futura, per l’elettronica in Whirlpool si presenta interessante un ruolo ancora più importante.
Diventeranno, infatti, sempre più centrali, per effetto dell’arrivo della Smart
Grid, le reti intelligenti dove le macchine saranno connesse per ottimizzare, fra
le altre cose, i consumi energetici.
Alta tecnologia, bassi guadagni
Dall’altra parte dello scenario, la situazione appare decisamente meno fluida. Il mercato dell’elettronica non si sottrae al momento difficile per un’impresa e i piccoli numeri di
una provincia non aiutano. “La realtà del settore è quasi da muro del pianto – dichiara Giancarlo Piscioli, titolare di Comepei e agente plurimandatario -. Dopo la loro chiusura, le realtà
importanti presenti in queste zone, come Italtel o Alcatel, non sono state sostituite. La botta finale è arrivata dieci
anni fa con i cinesi, complici secondo
me le lobby delle multinazionale attive a Bruxelles”.
Anche se dislocate oltre i confini provinciali o regionali, la chiusura di un grosso impianto si ripercuote a grande distanza. Quello che oggi
rimane nella provincia dei laghi presenta i connotati di un settore riservato a pochi. “Varese ha poche aziende che comprano qualcosa, ma non
abbastanza da determinare fatturati significativi – prosegue Piscioli -.
Ci sono poi numerosi riassemblatori
che acquistano direttamente in Cina
e fanno utile sulla differenza di prezzo del circuito stampato ma non sul
montaggio. E, questo, non aiuta certo
le fabbriche italiane”.
Sulle grandi produzioni in serie, la
concorrenza asiatica è praticamente impossibile da sostenere. Gli spazi
vanno quindi ricercati altrove. “L’unica
possibilità per una produzione locale è
il prodotto multistrato ad alta tecnologia – riprende Piscioli -, dove un fornitore vicino a casa risulta più comodo
e i quantitativi in genere sono limitati. La componentistica evolve così velocemente che spesso, ora che si completano i campioni i componenti cambiano”.
Come capita anche in altri settori,
infine, anche il mondo dell’elettronica, e la provincia di Varese non fa eccezione, resta vincolato a una caratteristica tutta italiana. “Le nostre aziende
sono sempre state impegnate più a livello locale e poco in Europa – conclude Giancarlo Piscioli -. Una situazione
frutto anche di una dimensione ridotta
e capacità di investire solo per iniziativa dei privati”.
PCB
novembre 2012
23
▶ ATTUALITÀ - EVENTI
EIPC Summer
Conference 2012
Tra il 13 e il 14 settembre si è tenuto
a Milano l’appuntamento estivo di EIPC,
che ha riunito numerose aziende del settore
e diversi personaggi di spicco dell’ambiente
dei circuiti stampati
di Dario Gozzi
I
lavori dell’edizione estiva del consueto appuntamento di Eipc (l’organizzazione specializzata nel
monitoraggio del mercato e della
tecnologia dei pcb con sede a Maastricht, nei Paesi Bassi) si sono aperti a Milano in un clima di novità.
Infatti il capoluogo lombardo è stato
per la prima volta sede di un evento
che, ogni sei mesi e ormai da anni,
puntualmente tocca tutti i centri più
importanti d’Europa.
24
PCB
novembre 2012
La giornata dei lavori, anticipata da
un pomeriggio preconvegnistico il 12
settembre, è stata inaugurata da un intervento di PCB Network, che ha offerto una panoramica sulle grandi opportunità offerte dal mercato dell’elettromobilità all’industria europea dei
circuiti stampati. La relazione è partita
da una panoramica sociale: dagli anni
’50 a oggi la popolazione si è progressivamente spostata dalle campagne alla città affrontando una proiezione di
come il fenomeno andrà ad accentuarsi entro il 2050. Sono state affrontate
le problematiche ecologiche e di viabilità che riguardano l’ingresso delle auto nei centri delle grandi città, a partire
dai sistemi di disincentivazione economica (esempio emblematico è tassa di
circa nove euro per entrare a Londra)
fino allo sviluppo di corsie dedicate esclusivamente al car-pooling come si sta sperimentando in California.
Che la risposta sia nelle auto elettriche
piuttosto che negli scooter poco importa, se non l’emergere dell’opportunità di giocare una carta vincente per i
produttori di pcb.
Custer Consulting, istituto di analisi da sempre punto di riferimento degli eventi di Eipc, ha affrontato
invece un’esposizione sull’andamento globale dell’industria elettronica.
I dati sono comunque noti: a fronte
di una crescita significativa dal 2010
a metà del 2011, si è poi verificato un
rallentamento non ancora terminato.
Il tema è stato tuttavia ampliato valutando le condizioni economico-sociali dell’Europa, delle sue condizioni di
business e del limitato potere d’acquisto che investe la comunità elettronica nel suo insieme. Questo ha costituito la
premessa di un giro d’orizzonte sulla produzione elettronica dei principali paesi che con l’Europa rendono significativo il mercato: l’USA, il Giappone e la Cina.
Il cuore della disanima ha visto passare ai raggi X tutti i
vari comparti che dall’automotive arrivano alle telecomunicazioni e alle infrastrutture internet. Il confronto dei dati dei dieci principali produttori di semiconduttori è stato
l’avvio per un’accurata valutazione del mercato della componentistica.
Il dato fondamentale che è emerso è un segno negativo
per l’Europa a tutto il 2012 che si porta tuttavia in terreno
positivo per i prossimi 2013 e 2014. Una speranza di cui il
mercato ha particolarmente bisogno.
Sviluppo dei materiali di base
Uno dei temi più attuali a livello tecnico è senz’altro la
gestione del calore sviluppato dai circuiti elettronici.
Nell’intervento di Norbert Krütt, di FELA
Leiterplattentechnik GmbH, è stato trattato il tema del
thermal management, argomento sempre più seguito per
la crescente richiesta di elettronica di potenza e per la diffusione nell’uso di LED ad alta potenza nel settore illuminotecnico, che richiedono nuovi accorgimenti nello sviluppo dei pcb. Come conseguenza della diffusione dei LED
ad alta potenza, le richieste a livello di dispositivi di interconnessione cambiano perché devono tenere conto sempre
più delle problematiche che la gestione termica dei nuovi dispositivi impongono. I principali segmenti interessati
naturalmente sono l’illuminazione, l’automotive e l’elettronica di potenza in genere, settori in crescita, nonostante la
generale stasi del comparto elettronico.
Gli IMS-PCB, circuiti stampati con nucleo in alluminio, progettati proprio in funzione della gestione termica,
richiedono concetti nuovi lungo tutta la catena che a partire dalla loro produzione arriva al loro utilizzo.
Di questo si è trattato nel corso del convegno di Milano.
L’approccio con i nuovi materiali richiede ai produttori di
pcb di saper affrontare nuove sfide tecniche. Le attuali tecnologie infatti sono principalmente basate sui substrati finali formati da pochi strati, usualmente doppia faccia; questo limita sostanzialmente le diverse richieste applicative che coinvolgono la conducibilità termica e l’isolamento elettrico.
Solo una profonda competenza può evitare queste limitazioni per cui è richiesta la combinazione di nuovi ma-
teriali abbinati a soluzioni progettuali specifiche.
Quest’insieme forzerà i produttori di pcb a non essere semplicemente dei fornitori di bare board, ma di
diventare fornitori di sistemi nel senso di possedere la visione che consenta di forzare sviluppi tecnici avanzati,
offrendo al proposito un approfondito know how nella gestione delle problematiche termiche dei pcb.
L’importanza dei materiali di base
tocca anche un altro segmento in evoluzione, quello dei segnali ad alta velocità.
I dispositivi HSD (High Speed
Digital) stanno affrontando una serie di sfide collegate alle prestazioni
dei materiali attualmente disponibili. Nei loro interventi Marco Scari e
successivamente Alu Morgan, di Isola
Fabrics hanno illustrato proprio le
principali proprietà fisiche che i materiali di base devono possedere per
garantire delle ottime prestazioni nella gestione dei segnali ad alta velocità,
oltre, naturalmente alla gestione della temperatura da parte degli stessi.
L’intervento di Morgan ha focalizzato in particolare la tecnologia del rinforzo del tessuto in fibra di vetro e le
proprietà termo-chimiche dell’interfaccia tra fibra di vetro e resina.
Il tema sempre attuale
della finitura superficiale
A cura di Karl Ryder dell’università di Leicester è stato l’intervento che ha toccato il tema della finitura superficiale con metodo alternativo all’ENIG. Il progetto studia l’utilizzo di un nuovo tipo di elettrolitico
ionico, allo stato liquido, anche conosciuto come “Deep Eutectic Solvent”
(DES).
Il team universitario ha sviluppato
un metodo alternativo di finitura superficiale in oro che mostra una funzionalità pari ai processi esistenti, an-
26
PCB
novembre 2012
L’evento ha come sempre conosciuto un seguito di specialisti provenienti da ogni
parte d’Europa
che se questo sembra essere esente dai
difetti e dalle anomalie (corrosione)
che sono spesso associati al convenzionale processo ENIG.
Nell’intervento sono stati esaminati alcuni dei problemi associati al processo ENIG (black-pad) a cui è contrapposta la strategia di realizzare una
migliore adesione con più alto grado
di omogeneità a livello di interfaccia
oro-nichel.
I risultati illustrati durante la presentazione, suffragati da esami al
SEM e da misure di bagnabilità, sono
apparsi piuttosto incoraggianti.
Anche l’intervento di Frank-Mark
Krüger di Atotech ha illustrato gli
ultimi risultati ottenuti nel processo DES per la finitura in oro. Il DES
utilizzato nell’indagine condivide
molte caratteristiche con i liquidi ionici usualmente utilizzati nei processi di immersione, ma risulta meno costoso e meno tossico, talvolta addirittura biodegradabile.
La misurazione elettrochimica dimostra la possibilità per questo solvente di essere usato come elettrolita esente da cianuro per il processo
di immersione chimica di finitura in
oro, una soluzione che appare ecologicamente più compatibile rispetto ai
processi convenzionali.
Parlando di finitura superficiale
non poteva mancare un intervento sul
come poter misurare in modo affidabile un rivestimento di oro e palladio
estremamente sottile.
Compito svolto da Werner Wittwer
dalla svizzera Helmut Fischer, ha presentato il sistema di misura XRF
(X-Ray Fluorescenze) che utilizza
una nuova tecnologia sia per il tubo a
raggi X che per il detector. Il principio di funzionamento si basa sull’eccitazione degli atomi del campione indagato a cura dei raggi X. A seguito di questa eccitazione primaria viene emessa una caratteristica fluorescenza ed elettroni liberi raccolti rispettivamente da due detector dedicati. L’analisi quantitativa dei risultati consente di ottenere la valutazione
del rivestimento.
Le giornate, ricche di contenuti e
di importanti risultati dalla ricerca e
dalle aziende specializzate nel settore, sebbene siano state dedicate principalmente a tecnici e specialisti del
campo, hanno comunque e sempre
mostrato grande partecipazione di
pubblico.
Il prossimo appuntamento avrà
luogo l’anno prossimo fra il 31 gennaio e il 1 febbraio presso il Ramada
Hotel di Berlino con l’edizione invernale del convegno 2013.
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▶ FOCUS - FLUSSANTI
Dal flussante alla lega
La saldatura è basata su azioni chimiche e
processi metallurgici. Una reazione di ossidoriduzione ben riuscita sta alla base della
formazione di un buon legame intermetallico,
capace di assicurare un giunto affidabile sul
lungo periodo
di Dario Gozzi
S
ebbene ormai introdotte da
anni, le leghe lead-free non
sono ancora totalmente utilizzate da tutte le realtà che gravitano
nel settore elettronico. In particolare
nei laboratori di R&D, nei centri di
riparazione e ovunque sia possibile
evitarlo o eludere il controllo.
I principi di saldatura sono identici a quelli in uso per le leghe a base
di piombo, ma cambiano le proprietà fisiche essendo ridotta la bagnabilità e differente la cosmesi. In particolare quest’ultimo punto avrebbe
28
PCB
novembre 2012
richiesto, per assicurare il raggiungimento di un buon risultato, maggiore impegno nell’istruzione del
personale. Per quanto attiene la bagnabilità sono stati formulati flussanti che non solo la aumentassero,
ma che potessero anche resistere alle più alte temperature, mantenendo inalterate le proprie capacità decappanti.
Nell’IPC-610D sono riportati numerosi esempi di anomalie dei giunti di saldatura con leghe Pb-free. Tutti
i processi di saldatura, dalla rifusione
alla saldatura manuale, dall’onda alla selettiva, sono stati interessati dal
cambiamento.
L’ossidazione
L’ossidazione è un processo chimico, meglio definito come reazione di
ossido-riduzione in cui gli elementi coinvolti cambiano le loro caratteristiche scambiandosi semplicemente
degli elettroni.
Una sostanza si ossida quando
perde elettroni, una sostanza si riduce quando acquista elettroni. Una
sostanza viene chiamata ossidante
quando causa la perdita di elettroni
e di conseguenza si riduce acquistando gli elettroni che toglie all’altra sostanza.
Ci sono numerose forme di ossidazione che interessano le superfici
metalliche e costituiscono un ostacolo alla saldatura. La saldatura inizia con la rimozione dell’ossidazione.
Alcuni metalli si ossidano più velocemente di altri e certi ossidi sono legati più tenacemente al metallo e di conseguenza sono più duri da
rimuovere.
Sono state utilizzate varie soluzioni
per mantenere alto il grado di saldabilità, come utilizzare lo stagno puro
nella finitura superficiale dei terminali e delle piazzole, adottare nei circuiti
stampati la finitura organica (Copper
OSP) o con altri metalli (gold over
nickel). A livello operativo si richiede
di indossare guanti o di coprire le dita
per evitare di contaminare le superfici,
ma anche di immagazzinare cs e componenti in armadi con bassa concentrazione di umidità e utilizzare nella gestione del materiale la procedura FIFO (first-in first-out).
La lega
Fig. 1 - Differenza tra una cattiva (non wetting) e una buona bagnatura (wetting)
Il flussante
Come regola generale l’azione riducente del flussante è essenziale per
arrivare a ottenere una buona bagnabilità. Se dopo la reazione col flussante le superfici da saldare mantengono
in tutto o in parte l’ossidazione, la lega liquida non bagna correttamente
formando un grande angolo di contatto, non garantendo un buon giunto di saldatura.
Con le leghe lead-free l’angolo di
contatto tende naturalmente a essere
leggermente maggiore rispetto alle leghe SnPb per via della minor capacità di bagnare propria di questa famiglia di leghe.
I flussanti sono una miscela di sostanze con proprietà disossidanti. Gli
attivatori e gli acidi sono le sostanze
attive (alogenuri o acidi organici) che
reagiscono con l’ossido riducendolo. I
flussanti devono soddisfare, per la loro
composizione e il loro comportamento, le normative definite nell’IPC. In
particolare il loro contenuto deve assicurare l’inattività al termine del ciclo
di saldatura nel caso dei flussanti noclean e la possibilità della completa rimozione nel caso dei flussanti lavabili.
Nelle creme saldanti il flussante è
mescolato col solder powder, la lega
ridotta in microsfere. La composizione del flussante è per circa il 60% resina sintetica, 25% solvente, 5% gel, 5%
sostanze che favoriscono la bagnabilità; gli attivatori e gli acidi costituiscono il restante 5%.
Nei flussanti liquidi le sostanze attive sono dissolte usualmente nell’alcol o se si tratta di flussante VOCfree, nell’acqua.
Nel flussante che costituisce l’anima dei fili di saldatura le sostanze decappanti sono miscelate all’interno di
un composto a base di resina sintetica, mentre nei gel contenuti nelle siringhe sono affogati in una miscela a
base di idrocarburi liquidi altamente
viscosi.
La lega è una combinazione di vari metalli la cui diversa concentrazione conferisce le proprietà desiderate come il punto di fusione, la tenuta meccanica, il coefficiente termico di
espansione e la conducibilità elettrica.
Una caratteristica è quella di tendere a un punto di fusione inferiore rispetto a quello dei singoli metalli che la compongono; in particolare
in elettronica sono preferite le leghe
eutettiche, che hanno un unico punto (in temperatura) in cui avviene il
passaggio di stato tra liquido e solido (nelle due direzioni). Per la verità sono anche utilizzate leghe in cui
c’è un breve intervallo di pastosità, di
pochi gradi, in cui convivono ambedue gli stati.
Quando la lega a base di stagno
fonde sul rame opportunamente di-
Fig. 2 - Comportamento di un giunto di saldatura sottoposto a vari cicli termici;
aumenta lo spessore dell’intermetallico e nascono void
PCB
novembre 2012
29
sossidato, forma uno strato intermetallico di alcuni micron di spessore. Il
controllo di questo composto è importante ai fini della tenuta del giunto di saldatura.
Uno strato sottile e sufficiente a
conferire tenuta e affidabilità al giunto; uno strato spesso (dovuto a temperature troppo elevate o a un lungo
tempo di esposizione alla temperatura) lo infragilisce in quanto l’intermetallico acquista una maggiore resistenza alla trazione rispetto alla lega
d’apporto. Le operazioni di rework, in
cui per forza di cose si riporta in fusione la lega, tendono a ispessire l’intermetallico indebolendo il giunto ed
esponendolo alla possibile formazione di microfratture.
Tradizionalmente si è utilizzata
la lega Sn63Pb37 o in alternativa la
60/40, per la verità ancora molto diffuse. Le alternative senza piombo sono la SAC305 (Sn96,5Ag3,0Cu0,5)
con un punto di fusione a 217-219 °C
o la ben più economica lega SnCu a
Fig. 3 - Sezione di un giunto di
saldatura pth correttamente realizzato
cui sono aggiunti, a livello di droganti,
elementi come nichel, bismuto o germanio che conferiscono una cosmesi molto simile alle leghe col piombo, a differenza della SAC che ha un
aspetto piuttosto opaco (quando non
a buccia d’arancia). La temperatura di
fusione della SnCu è circa 227 °C.
La saldatura manuale
Fig. 4 - Creazione di microfratture a
ridosso dell’intermetallico
30
PCB
novembre 2012
Le operazioni di saldatura manuale hanno ricevuto una rinnovata attenzione nel passaggio alle leghe senza piombo. Consolidati sul comportamento delle SnPb, si sono trovati, spesso senza un’adeguata preparazione, a dover fare i conti con una lega che fonde più lentamente, ha difficoltà nel bagnare e alla fine lascia un
giunto dalla cosmesi poco decifrabile, almeno sulla base delle conoscenze pregresse.
Essendo in parte cambiato l’approccio a questa fase di lavorazione
per via delle minori prestazioni delle leghe LF, i produttori di sistemi di
saldatura più attivi si sono adoperati per organizzare corsi di formazione che potessero colmare le lacune venutesi a creare.
All’attenzione nel scegliere la giusta geometria della punta, si aggiun-
gono accorgimenti come la scelta del
filo con adeguato contenuto di flussante senza doverne poi aggiungere
di liquido durante le operazioni, curare la temperatura di lavoro e il tempo di contatto, manutenere adeguatamente le punte.
La temperatura di lavoro ideale va
mantenuta tra i 340 °C e i 385 °C, da
valutare in funzione delle masse termiche su cui intervenire, delle possibili vie di dispersione e del materiale di consumo utilizzato. È comunque
bene che la temperatura utilizzata sia
la più bassa possibile e la dimensione della punta la maggiore possibile.
Il saldatore lavora per conduzione, di
conseguenza più è ampia la superficie
di contatto e più è larga la via per trasferire il calore dal saldatore al giunto
in formazione.
Per via del maggiore contenuto
in stagno, le punte dei saldatori sono esposte a una più veloce usura e di
conseguenza per bilanciare l’inconveniente è necessario prestare più attenzione che non in passato alla loro manutenzione. In parallelo sono utili accorgimenti come spegnere i saldatori
quando non utilizzati o comunque ridurne di molto la temperatura.
L’effetto della più forte azione di
elettrolisi esercitata dallo stagno sulla
superficie bagnabile delle punte si traduce in una più forte tendenza alla solubilità del ferro galvanico utilizzato a
protezione del cuore in rame. Questa
azione è inoltre rinforzata dalle più
alte temperature di lavoro spesso erroneamente impostate.
I produttori di sistemi di saldatura hanno aumentato gli spessori del
ferro galvanico per meglio proteggere il cuore della punta ed evitare che si
buchi velocemente, ma occorre considerare anche che uno spessore eccessivo di ferro pregiudica la conduzione termica della punta, con una serie
di conseguenze negative sulle prestazioni.
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
Ê
Ê
L’etichetta assume una importanza fondamentale perché deve:
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Range di temperatura: -40°... +537°C
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UÊ ˜œ˜Ê>ÌiÀ>ÀiʏiÊ«Àœ«ÀˆiÊ`ˆ“i˜Ãˆœ˜ˆÊ«iÀʘœ˜ÊVœ“«Àœ“iÌÌiÀiʏ>ÊÃÕ>ʏiÌÌÕÀ>
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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
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MIL-STD-883E. Sono conformi alle Direttive RoHS e Reach.
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▶ FOCUS - FLUSSANTI
Flussanti sotto analisi
Test di caldo umido, analisi della contaminazione ionica e test
della capacità di processo hanno messo in luce i vantaggi e le debolezze
dei conformal coating usati nei processi di produzione elettronica.
Ecco le esperienze dei laboratori finlandesi VTT e FMI
di Atso Fortsén, FMI Technical Consulting
Test di caldo umido
Il fine di questo test è quello di dimostrare le proprietà della resistenza superficiale d’isolamento (SIR) del
coating protettivo in presenza di livelli elevati di calore e umidità. Questo
test è stato effettuato presso i laboratori della VTT/Electronics di Oulu,
Finlandia. Per l’occasione è stato usato
un sistema automatico di misura progettato da VTT, che forniva una tensione di polarizzazione di 15 V attraverso un resistore da 100 kΩ. Per l’occasione sono stati usati 42 canali di misura. Per ogni gruppo di test sono stati utilizzati due modelli di test SIR per
campione di scheda, che sono stati misurati separatamente. I campioni so-
Fig. 4 - Disposizione delle schede per il
test di caldo umido effettuato presso i
laboratori di VTT a Oulu, Finlandia
32
PCB
novembre 2012
no stati installati su un sub rack aperto con una distanza fra le schede contenute di 15 mm. (Fig. 4) La caduta di
tensione è stata misurata prima del resistore di polarizzazione. I risultati del
test sono stati presentati come valore
di modello della resistenza superficiale
d’isolamento, calcolato a partire dai valori della caduta di tensione e della resistenza di polarizzazione.
Le condizioni del test sono state di 240 ore a 85 °C/85% UR. Dopo
240 ore, le condizioni di test sono state cambiate a 85 °C/95% UR per 24
ore, ciò per mostrare i comportamenti dei campioni in condizioni prossime allo stato di condensazione. Il test
ha avuto inizio con un aumento della temperatura della camera a 85 °C.
L’umidità è stata aumentata dopo la
stabilizzazione della temperatura Un
test di spegnimento è stato inoltre effettuato bloccando per prima l’umidificazione e, quindi, riducendo gradualmente la temperatura lungo un
periodo di 8 ore.
I valori di SIR sono stati misurati
di nuovo dopo 48 ore dal test di caldo
umido presso l’FMI (21 °C/45% UR),
misurando tutti i campioni manualmente (con una tensione di polarizzazione di 15 V fornita mediante un
resistore di polarizzazione di 1 MΩ
seconda parte
Fig. 5 - Ionografo mega Meter modello
600 SMD di Alpha Metals
e misurando la caduta di tensione sul
resistore di polarizzazione per mezzo
di un multimetro Fluke 75).
Test di contaminazione
ionica
La contaminazione ionica di schede di test dopo la saldatura (le schede provviste di coating non sono state
misurate) è stata analizzata mediante
un Omega Meter modello 600 SMD
di Alpha Metals (Fig. 5). La soluzione del test era di 50/50 H2O/IPA a
40 °C. Il tempo di test è stato di 15
minuti. La soluzione per il test è stata
spruzzata in modo continuo sul campione. I risultati ottenuti sono stati
espressi in microgrammi equivalenti
di NaCl per cm2 (sono state tenute in
Tabella 4 - Risultati delle proprietà di contatto (forza richiesta per il puntale di test per
rompere lo strato protettivo e creare un contatto)
Campione
(superficie di pcb placcata oro mediante immersione)
Forza di contatto per rompere l’involucro protettivo
(la punta della sonda ha un raggio di 0,75 mm)
Superficie di riferimento (pcb placcato in oro a immersione,
privo di rivestimento protettivo)
< 0,1 mN
Novec 1700 asciugato ad aria
0,3 N (su una media di 3 misurazioni)
Novec 1700 trattato in forno per 3 h a 75 °C
0,1 N (su una media di 3 misurazioni)
I contenuti solidi dei flussanti variavano in un intervallo di 3,0-8,5%
del peso. L’applicazione di flussante
sulla scheda dovrebbe essere regolata
in modo tale da raggiungere un bilanciamento fra i risultati della saldatura e i risultati ionici della scheda stessa. In questa valutazione la quantità di
flussante non è stata regolata in relazione ai contenuti solidi del flussante.
Ciò deve essere tenuto in debito conto quando si devono interpretare i risultati. Una grande quantità di solidi accresce la ionizzazione sulla scheda a seguito della saldatura, mentre
una quantità scarsa può influire negativamente sui risultati della saldatura stessa.
Un grande contenuto di solidi nel
flussante può essere benefico, visto che
ciò limita l’applicazione di contenuto
dei carrier (in questo caso acqua) sulla
scheda. Un flussante spray può essere
ideale per applicazioni ove si richiedano minime quantità di flussante.
I solidi applicati sulla scheda sembra che siano correlati alla quantità di ioni misurata sulla scheda stes-
considerazione entrambe le facce delle schede campione). A questo proposito è stata misurata una scheda per
ogni gruppo.
Risultati
Effetti del coating protettivo sulle proprietà di contatto elettrico (vedi Tabella 4).
Sono state riscontrate un gran numero di variabili di misura individuali. Il film trattato in forno mostra una
minore forza di contatto rispetto al
campione asciugato ad aria, cosa che
può dimostrare che il trattamento in
forno crea una superficie più resistente. La forza esercitata per creare un
contatto elettrico è accettabile per la
maggior parte dei connettori:
- quantità di flussante applicata e risultati della contaminazione ionica dopo la saldatura mediante
doppia onda (vedi Tabella 5);
- i contenuti solidi e i risultati calcolati si riferiscono alle specifiche
per i contenuti solidi emesse dal
produttore.
sa; ogni 10 mg di contenuti solidi crea
una quantità di 0,5 μg di ioni di NaCl
equivalenti sulla scheda sia per flussanti a base d’acqua sia per flussanti
IPA. I risultati del Flussante C rappresentano a questo riguardo una differenza minima.
Risultati della capacità di processo
Nell’interpretazione dei risultati che
seguono bisogna tenere conto che:
- i parametri di regolazione del processo sono generali e non sono
specificamente regolati sui vari
flussanti;
- i flussanti selezionati per il test
presentano differenti contenuti
solidi e il flussante applicato alla
scheda non è stato regolato in base
a questi ultimi (vedi Tabella 6).
La valutazione dei giunti di saldatura è stata compiuta su una media di 4
campioni di test nel centro della scheda, mentre la valutazione sui ponti di
saldatura è stata effettuata su una media di 8 campioni di test. La valutazione del filetto di via è stata compiuta su
tutte e cinque le matrici di via 6 X 6
Tabella 5 - Comparazione dei solidi applicati e risultati del livello di contaminazione ionica
Flussante
ID
Campione
Flussante
applicato
(g)
Flussante
applicato
(g/m2)
Contenuti
Solidi
(W%)*
Solidi
applicati
(mg)*
Misur.
ioniche (μg/
cm2)
Solidi
applicati/
Misur.
ioniche
Controllo
X
0
0
NA
0
0,2
NA
Fluss. di rif. 1
41
0,72
45,0
6,4
46
2,4
19,2
Fluss. di rif. 2
32
0,52
32,5
3,4
18
0,9
20,0
Fluss. A
9
0,67
41,9
3,0
20
1,0
20,0
Fluss. B
13
0,78
48,8
4,6
36
1,8
20,0
Fluss. C
23
0,63
39,4
3,6
23
1,4
16,4
Fluss. D
25
0,69
43,1
8,5
59
2,9
20,3
PCB
novembre 2012
33
Tabella 6 - Risultati della valutazione della capacità di processo dei flussanti
Identif.
campione
Flussante
applicato (g)
Solidi
applicati (g)
Ponti di
saldatura
(in %)
Giunti
mancanti
(in %)
Filetti di via
(in %)
Media
(in %)
Fluss. 1 di rif.
42
0,75
48
96,3
85,0
100
93,8
Fluss. 2 di rif.
35
0,53
18
70,0
56,3
55,6
60,6
Fluss. A
8
0,56
17
92,5
78,8
99,4
90,2
Fluss. B
12
0,60
28
93,8
76,3
100
90,0
Fluss. C
18
0,67
24
95,7
87,5
97,5
93,6
Fluss. D
30
0,76
65
87,5
91,3
63,0
80,6
Flussante
(criteri usati: bagnatura della saldatura
sul ginocchio del foro inferiore al 50%
della circonferenza). Il 100% delle letture hanno dato come risultato “nessuna anomalia riscontrata”.
La bassa capacità di processo riscontrata per il Flussante 2 di riferimento può essere risultato di un basso
contenuto di solidi e di un’insufficiente applicazione di flussante.
Il Flussante D mostra una minore capacità di processo rispetto ai
Flussanti A, B e C, sebbene i solidi
applicati siano presenti in misura sensibilmente maggiore.
Il Flussante A mostra una performance relativamente buona rispetto
alla scarsa presenza di solidi applicata.
I Flussanti B e C sono quelli che rispondono meglio al test. Il Flussante
B è risultato possedere la migliore capacità surfattante, caratteristica questa che migliora la saldatura dei fi-
letti. Il flussante non ha normalmente effetti sui giunti di saldatura mancanti ma, in base ai risultati ottenuti, in questo caso sembra abbia avuto un’influenza. Il Flussante 1 di riferimento mostra una capacità di processo uguale a quella dei Flussanti B e
C NVOC, ma la quantità di solidi applicati è in questo caso sensibilmente più alta.
I risultati sul fronte della scheda si
sono mostrati significativamente inferiori rispetto a centro e al lato posteriore. La comparazione riportata
in Tabella 6 mostra la differenza. I risultati sono tratti da due campioni di
test localizzati sul fronte della scheda e quattro nel centro. Si pensa che
la maggiore densità dell’acqua (paragonata all’IPA) darà inizio al flusso di liquido lungo il canale di convogliamento. Sul fronte delle schede
di test (20 mm), in tutti i flussanti a
Tabella 7 - Differenze di capacità di processo sul fronte
della scheda rispetto al centro
Flussante
34
PCB
Identif.
campione
Ponti di saldatura al
centro della scheda
di test (in %)
Ponti di saldatura
sul fronte della
scheda di test (in %)
Fluss. 1 di rif.
42
100
97
Fluss. 2 di rif.
35
75
63
Fluss. A
8
100
90
Fluss. B
12
100
90
Fluss. C
18
100
63
Fluss. D
30
95
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base d’acqua sono presenti particelle di pasta saldante, il che dimostra
una bassa quantità di flussante presente sulla superficie della scheda o
una scarsa attività dello stesso. I flussanti basati su IPA non mostrano invece presenza di particelle di pasta
saldante, anche se i campioni di test
hanno mostrato in alcuni casi una
capacità di processo effettivamente
inferiore.
Test di sgocciolamento in soluzione allo
0,01% di NaCl
La matrice di fori di via di 6 X 6
ha una reistenza naturale di 4,9 kΩ
(senza flussante e senza coating) nella soluzione allo 0,01% di NaCl.
L’applicazione del flussante e della pasta saldante abbasserà la resistività del campione di test portandola a circa 4 kΩ aggiungendo impurità
ioniche (flussanti di prova e senza
coating). Il Flussante C costituisce
un’eccezione (2,8 kΩ e senza coating),
ma il risultato ottenuto può essere
dovuto al numero limitato di esempi
considerati.
Coating protettivi sottili sembrano offrire dei benefici nell’evitare che
cariche di trasporto (ioni di cloro) si
attivino quando vengono immerse
in una soluzione di NaCl. L’uso del
Novec 1700 ha dimostrato un 20% di
miglioramento nella resistenza quando comparata con campioni non sottoposti a coating.
Nota: Questo test mostra solo il comportamento del coating nei confronti degli ioni di cloruro (Cl-) e non ha il fine
di dimostrare le proprietà dello stesso nei
confronti dei cloruri gassosi.
Test punto di rugiada
La matrice campione di fori di via
di 6 X 6 è stata usata anche per il test
del punto di rugiada. Questo test mostra gli effetti degli improvvisi cambiamenti di temperatura e umidità
relativa ambientale. Tale fenomeno
ha luogo ad esempio quando si porti
un dispositivo da un ambiente freddo
in un ambiente caldo umido, oppure quando si alimenti un dispositivo
elettrico tenuto scollegato per un lungo periodo di tempo in un ambiente
particolarmente umido.
Gli esempi non sottoposti a coating
mostrano comportamenti problematici. La resistenza iniziale (a 23 °C/45%
UR) del campione di test passa da 0,45
GΩ (il massimo misurabile) a circa 30
kΩ. La variazione del test ottenuta col
Flussante A, che possiede un più basso
contenuto solido e una più bassa misurazione della contaminazione ionica
(rispetto ai flussanti NVOC), presenta un valore di resistenza di 1 MΩ al
punto di rugiada.
Il campione di coating Novec
1700 di grado elettronico prodotto
da 3M mostra almeno cinque decadi resistive in più rispetto ai campioni non sottoposti a coating. I cambiamenti di resistenza non dovrebbero essere misurati da campioni sottoposti a coating con Novec 1700,
cioè i campioni Flussante 1 di rif.,
Flussante A, B o C, perché i risultati
superano la massima resistenza misurabile (0,45 GΩ).
Il campione Flussante D Novec
1700 mostra una resistenza inferiore,
così come c’era da aspettarsi, a causa
dell’alto grado di contaminazione ionica di solidi presenti in esso.
Fig. 6 - Risultati del test di sgocciolamento di acqua in soluzione allo 0,01% di NaCl
Nota: Il flussante D dovrebbe essere
usato in quantità inferiore in relazione
al volume applicato sulla scheda di test a
causa dell’alto contenuto di solidi presenti.
I risultati dovrebbero essere interpretati più come un eccesso di applicazione di flussante che come un problema legato alle performance dello stesso).
Test di caldo umido (a 85 °C/85%
UR + 15 V per 240 h, seguito da
85 °C/95% UR + 15 V per 240 h).
Due campioni non sottoposti a coating hanno mostrato insuccessi (si
tratta dei due insuccessi presenti nella valutazione “average”) nelle curve
denominate “no soldered” e “Flux C”
della Fig. 8. Gli altri campioni sulla
stessa scheda si sono comportati invece bene. I risultati sono compresi
nella curva “average”.
Fig. 7 - Risultati del test del punto di rugiada
PCB
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Fig. 8 - Risultati del test a 85 °C/85% UR + 15 V per 240 h per un campione non
sottoposto a coating (l’NC indica “no coating”)
Analisi degli insuccessi
- Elemento ID 1, non sottoposto a coating, non saldato, campioni considerati 1 di 2: l’analisi microscopica rivela un’area contaminata (da sostanza
liquida non identificata) di circa 0,2
X 0,02 mm angolata a 45° fra i finger del campione di test (con spazio
di 0,2 mm fra gli stessi). L’esame visivo potrebbe non rilevare la natura
della contaminazione. Non sono stati rilevati segni di migrazione.
- Elemento ID 19, non sottoposto a
coating, definito Flux C, campioni
considerati 2 su 2: con un ingrandimento di 40X non è stata rilevata traccia di fallimenti né dal punto
di vista della posizione fisica, né da
quello dei meccanismi. Il campione del test mostra degli scurimenti
locali sulle superfici dei conduttori,
anche se nulla può essere notato negli spazi d’isolamento.
Fallimenti come quelli citati rispondono a qualcosa di casuale. Un crollo significativo nel SIR può essere causato
da effetti superficiali di minore entità se
la superficie del pcb non viene protetta.
La variante Flux D sottoposta a test
mostra un SIR complessivamente più
basso a causa dell’alto contenuto di solidi rilasciati sulla scheda (ciò a cau-
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PCB
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sa di una quantità eccessiva di materiale piuttosto che per le proprietà stesse
del flussante).
I campioni trattati con Novec 1700
non hanno mostrato insuccessi. I trattamento sul campione Flux D non ha
migliorato la SIR se confrontata con
campioni non sottoposti a coating. I
Flussanti B e C sono quelli che si sono comportati meglio: in questi il SIR
si trova ai limiti della misurazione anche al 95% di UR per un periodo di
24 h (ore di test 240-264). I campioni
non saldati, non sottoposti a flussante e
il Flussante 2 di riferimento sottoposto
a coating con Novec 1700 hanno mostrato i valori più evidenti di SIR dopo il test. Nota. La linea rossa che indica il campione di test non saldato è nascosta dalla linea azzurra del campione
di Flussante 2 di riferimento.
Alla fine del test, tutti i campioni
hanno riguadagnato il valore massimo
misurabile di SIR.
Nota per tutte le varianti di test
L’FMI Technical Consulting ha
compiuto valutazioni simili. I valori
di SIR in occasione di questi test si
sono mostrati di gran lunga inferiori
(1-2 decadi) rispetto a quelli misurati
in questa sede.
Una differenza con le precedenti
misure è che tutti i campioni di questo test sono stati asciugati per 3 ore
a 75 °C, tenuti a 21 °C per 24 ore e
quindi sottoposti a test di caldo umido. I primi test non sono stati inclusi in questa procedura di pre asciugatura. La pre asciugatura rimuove/
riduce i polialcoli così come gli altri materiali idroscopici e ionizzanti sulle superfici del campione, cosa
che probabilmente spiega le differenze riscontrate. Tutti i possibili ricontrolli sui campioni, la numerazione, il
wiring e le regolazioni di sistema sono state effettuate presso i laboratori della VTT.
I valori del SIR sono stati ricontrollati dall’FMI in condizioni di
22 °C/45% UR. Una tensione di test
a 15 V è stata fornita al campione
d’esempio mentre si stava misurando
la caduta di tensione a 10 MΩ del resistore di polarizzazione. I calcoli relativi alla divisione della tensione e ai
valori di resistenza di polarizzazione
hanno dato come risultato il SIR. I risultati sono espressi come una media
dei due modelli di test per ogni variante.
I livelli di resistenza di tutte le varianti di test si sono mostrate inferiori
rispetto ai test eseguiti presso i laboratori di VTT. Sia i sistemi di misura di FMI sia quelli di VTT sono stati
controllati con attenzione e i risultati dovrebbero essere considerati fondamentalmente validi. È stato tenuto conto che l’umidità ancora contenuta nel laminato del pcb a seguito di
esposizione per lungo tempo in condizioni di caldo umido potrebbero alterare i risultati finali.
Il campione Flux D mostra un SIR
permanentemente ridotto, anche a
temperatura ambiente. Dato che il
SIR è significativamente più basso di
quanto non risulti dalla misurazione a
completamento del test a 85 °C/85%
UR, si può desumere che l’umidità
Conclusioni
Fig. 9 - Risultati del test per i campioni sottoposti a coating mediante Novec 1700
a 85 °C/85% UR + 15 V di polarizzazione
rimanente entro il laminato del pcb
e l’alto livello di contaminazione del
Flux D abbia consentito delle reazioni
chimiche nell’area campione di test.
La valutazione visiva a un’ingrandimento di 40X mostra superfici metalliche conduttrici scurite, specialmente sugli elettrodi polarizzati positivamente. Questi cambiamenti sono comunque cosa di poca importanza. Gli
spazi fra i conduttori mostrano segni
di flussante residuo, ma non presentano traccia di percorsi di migrazione metallica.
Il campione No Flux (non saldato,
a basso livello di contaminazione, con
tutte le varianti di coating) mostra il
SIR più alto, come d’altronde c’era da
aspettarsi.
I flussanti di riferimento basati su
IPA e il Flux C mostrano un SIR
maggiore rispetto agli altri.
Fig. 10 - Risultati delle misurazioni SIR 48 ore dopo il test di caldo umido
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Valutazione del coating protettivo
I coating protettivi possono essere
valutati in molti modi. Il progettista
del test dovrebbe aver ben chiaro in
mente quali proprietà di coating ogni
test possa dimostrare.
Il livello di contaminazione ionica sotto un coating fluorinato sembra
incidere sulle performance del dielettrico. Per risultati che siano accettabili,
il livello di contaminazione ionica della scheda assemblata dovrebbe mantenersi su un livello inferiore ai 2 μg/cm2
di NaCl equivalente. Il peso del flussante (g/m3) in un sistema di saldatura a onda dovrebbe essere controllato con attenzione. Quando il livello di contaminazione ionica si abbassa al di sotto di 1,5 μg/cm2, in base ai
risultati del test la performance finale
può essere assimilata a quella degli assemblati sottoposti a pulizia. Schede
assemblate pulite prima del processo di coating sono da preferirsi a fini dell’ottenimento di un alto livello
di affidabilità.
Il coating Novec 1700 di 3M garantisce un miglioramento significativo in tutti i campioni di test SIR e
una generale affidabilità in tutti i test
rispetto agli esempi non sottoposti a
coating. Ciò dimostra che il Novec
1700 è compatibile con tutti i flussanti campione.
Le proprietà di contatto elettrico attraverso gli strati del coating sono risultate accettabili. Il coating garantisce un contatto elettrico affidabile. In caso di connettori caratterizzati
da una pressione di contatto estremamente bassa sono necessari test separati di valutazione.
L’applicazione di energia termica
(curing) mediante asciugatura ad aria
non apporta significativi cambiamenti
alle proprietà dello strato nei contatti
elettrici. Ottenere un contatto elettrico attraverso un film di coating sotto-
Tabella 8 - Applicazioni di flussante consigliate
Flussante
Peso del flussante liquido
(g/m3)
A
B
Peso del flussante solido
(g/m3)
Residui ionici presenti sulla scheda dopo
la saldatura μg/cm2 di NaCl equivalente
40-50
1,2-1,5
0,96-1,20
28-33
1,29-1,52
1,00-1,22
C
35-42
1,26-1,51
1,00-1,21
D
17-22
1,45-1,87
1,16-1,50
posto ad applicazione di energia termica è stato, di fatto, leggermente più
semplice.
Valutazione dei flussanti
NVOC
Generale
Le performance SIR hanno mostrato di essere fortemente dipendenti
dalla quantità di contaminazione ionica lasciata sulla scheda dalla fase di
saldatura.
Tutti i flussanti NVOC testati
hanno dimostrato differenti quantità di contenuti solidiche devono essere tenute in debito conto quando
si regolano le applicazioni di flussante. Le quantità di applicazione di flussante ravcomandate basate
sul SIR presentato e le performance
in fase di saldatura sono visibili nella Tabella 8.
I risultati dei test suggeriscono
che la quantità di solidi applicati alla
scheda saranno approssimativamente
1/250 μg/cm2 di contaminazione ionica (0,08%).
Potrebbero
esserci
difficoltà
nell’applicare una piccola quantità di
Flussante D. Quest’ultimo, per ottenere risultati costanti, richiede infatti un sistema di deposizione spray stabile e accurato.
I risultati dei flussanti NVOC, paragonati ai flussanti di riferimento a
base IPA, sono risultati simili sia a
seguito delle operazioni di saldatura sia nei termini di perdita di corrente/SIR.
Nota 1: Quando vengono utilizzati sistemi di flussatura a base d’acqua in
macchine di saldatura a onda, la compatibilità delle strutture meccaniche e della
ventilazione con i materiali a base d’acqua deve essere considerata con attenzione. Molte macchine di saldatura a onda
presenti sul mercato potrebbero mostrare
problemi che devono essere superati.
Nota 2: Flussanti a base d’acqua hanno mostrato la tendenza a scorrere lungo la superficie inferiore del pcb verso la
parte posteriore della scheda. Potrebbe
pertanto essere una buona idea usare
un flussante stand-alone con un sistema di deposizione orizzontale. Siccome
la maggior parte dell’acqua è evaporata,
il pcb può essere trasferito su un nastro di
trasporto. La forma 3D della superficie
di un pcb assemblato può ridurre la tendenza allo scorrimento.
Flussante A
Il Flussante A è quello che possiede il minore contenuto di solidi (3,0%
del peso) rispetto a tutti i flussanti sottoposti a test. È stato difficile applicare abbastanza flussante per raggiungere che sia effettivamente attivo durante
il processo di saldatura. Insieme al flussante deve essere applicata un grande
quantità di acqua che difficilmente può
essere rimossa prima della fase di preriscaldo/saldatura. Rispetto al basso
contenuto di solidi e a una bassa acidità, il flussante A presenta accettabili proprietà di saldatura, ma può raggiungere risultati anche migliori in sistemi di saldatura a onda singola.
Nonostante la bassa quantità di residui ionici identificati, solo
il Flussante A presenta performance
medie per quello che riguarda la resistenza di isolamento superficiale.
Flussanti B e C
I Flussanti B e C presentano un
contenuto medio di solidi (rispettivamente 4,6 e 3,6). Entrambi hanno mostrato notevoli performance all’atto della saldatura. Le performance durante il test di caldo umido e altri tipi di test si sono mostrate solo accettabili (ciò principalmente a causa del livello di contaminazione ionica).
Flussante D
Il Flussante D rappresenta eccezionalmente un alto contenuto di solidi e richiede un’attenta applicazione mediante spray. Gli alti contenuti solidi possono essere utili in fase
di processo, dato che deve essere applicata meno acqua sulle schede, cosa
che semplifica le operazioni di asciugatura e di preriscaldamento degli
assemblati.
Il Flussante D ha risentito di un
eccesso di applicazione sia per le capacità di processo sia nel caso dei
test delle resistenza di isolamento
superficiale. Certi sistemi spray possono non riuscire a operare con precisione in presenza di minime quantità di flussante.
Inventec
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▶ SPECIALE - PRODUZIONE DI CIRCUITI STAMPATI
Multistrato e finitura
superficiale nei pcb
Nel ciclo di produzione del pcb, oltre ai dati CAD, entrano i materiali
quali i prepreg, gli inner layer e il copper foil. La scelta dei materiali è
sempre determinata dal numero di strati, dal tipo di componenti da
assemblare, dalla tecnologia di saldatura con le relative temperature
in gioco e dalla finitura superficiale del cs
di Davide Oltolina
S
ebbene i circuiti stampati a
singola e doppia-faccia costituiscano ancora una percentuale significativa nella panoramica
produttiva a livello mondiale dei pcb,
un numero crescente di circuiti stampati sono oggi realizzati in tecnologia
multistrato (multilayer).
Questo approccio verticale concilia due esigenze apparentemente divergenti, che caratterizza il settore
elettronico in generale, quella di avere numero sempre maggiore di interconnessioni con dimensioni dei circuiti sempre più
ridotte.
Anche nel caso del multistrato i componenti sono
montati sui due layer esterni e connessi attraverso un
numero variabile di strati interni. Ogni strato interno di un circuito stampato multistrato è in pratica un circuito a doppia faccia a cui mancano finiture
e solder; i vari strati sono
pressati assieme e connes-
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PCB
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si elettricamente uno con l’altro attraverso fori ciechi e fori interrati, o
anche mediante fori passanti con le
due superfici esterne. La realizzazione degli strati interni ricalca le lavorazioni standard di un circuito doppia-faccia, ma nell’insieme è ovvio
che maggiore è il numero di strati e
maggiormente sarà la complessa la
lavorazione del multilayer.
I circuiti stampati vengono classificati in funzione delle tre classi di
accettabilità definite dalle normati-
ve IPC 6012 in relazione al campo
di applicazione. Nella classe 1 rientrano i prodotti elettronici di consumo, dove le imperfezioni visive non
sono importanti. I prodotti dedicati,
come dispositivi per elettronica industriale o sistemi di telecomunicazione, dove la continuità di funzionamento è desiderata, rientrano nella classe 2. Tutti i prodotti elettronici
dove è richiesta un’elevata affidabilità fanno parte della classe 3; sono applicazioni dove la continuità del funzionamento è un requisito
essenziale come nel settore
aerospaziale e medicale.
I requisiti di accettazione
variano con l’appartenenza
alle tre classi e le analisi eseguite per evidenziarli sono
sia visive che metallografiche. Prima di essere sottoposti a queste analisi i pcb
subiscono spesso stress termici che ne accelerano l’invecchiamento o che esasperano il manifestarsi di potenziali difetti.
I circuiti multistrato
strati o un loro slittamento
relativo (oltre i limiti consentiti, che sono comunque
molto stretti) possono generare scarti perché compromettono la bontà del contatto elettrico tra i vari strati o generano corti. Al termine del ciclo di pressatura il masslam è pronto per
le successive fasi di lavorazione che potrebbero essere il suo utilizzato per un sequential lamination o passare alle finiture, inclusa la deposizione del solder.
Una lavorazione che distingue il processo di realizzazione di un circuito
stampato multistrato rispetto a un circuito stampato a
singola o doppia faccia è la
presenza di uno o più cicli
di pressatura. Questa lavorazione prettamente meccanica sfrutta le proprietà termiche del dielettrico presente in ogni singolo strato,
che viene portato alla tem- Successione dei vari strati nella composizione di un
peratura di transizione ve- multilayer
trosa a cui non è più solido,
mente un passo di processo molto crima diventa plastico quanto basta per
Il prepreg
tico a causa della diversa distribuziopoter essere accoppiato meccanicane geometrica del rame in ogni stramente ad un altro materiale (Tg, temIl prepreg inserito nei circuiti stamto e della sua diversa risposta alle solperatura di transizione a cui il tessuto
pati multilayer consiste di un tessuto
lecitazioni dovute al calore e alla presvetroso cambia di stato – è un indicain fibra di vetro impregnato di resina.
sione rispetto al dielettrico. Per quetore della massima temperatura di laLa resina, presente in quantità consta ragione già in fase di progettaziovoro per il dispositivo finale).
trollata, ha subito solo parzialmente
ne è meglio curare la distribuzione di
Il ciclo di pressatura avviene impoil processo di polimerizzazione (cupiste, piazzole e masse per renderla la
stando fondamentalmente tre parared to a B-stage) per poter consenpiù omogenea possibile, così da evimetri: temperatura, pressione e tempo.
tire al produttore di pcb le successitare concentrazioni di rame in alcune
Il ciclo si caratterizza quindi con una
ve operazioni in temperatura e presaree e di solo dielettrico in altre.
curva di riscaldamento, di curing e di
sione. Questi due parametri di lavoDopo la fase di pressatura il masraffreddamento, scelte in funzione del
ro sono in funzione del tipo di resina
slam non può più essere rilavoraprepreg da trattare e quindi della Tg fiimpregnante.
to per rimuovere eventuali difetti di
nale del polimero costituente.
Un materiale si trova nello stacorto circuito o di altra causa che coL’accoppiamento avviene sottopoto B-Stage quando pur potendo esmunque ne compromettano il corretnendo il sandwich costituito dai vasere completamente polimerizzato funzionamento, e diventa scarto.
ri strati ad una determinata pressione
to è mantenuto a uno stadio intermeAnche una cattiva registrazione degli
per poi riportando il tutto al di sotdio; la polimerizzazione può essere rito della temperatura di transizione.
Questo processo viene realizzato una
o più volte, utilizzando tecnologie denominate di sequential lamination e
sequential build up.
Ogni multistrato è composto da
un numero variabile di layer pressati
in un tutt’uno con un dielettrico e un
copper foil, l’insieme di questa struttura così composta prende il nome
di masslam. Ogni layer riporta in un
preciso lay-out una parte del circuito
Una linea di produzione per circuiti stampati: la suggestione del bianco e nero non
con piste e isolamenti, piazzole e fori.
ne nasconde l’attualità operativa
La procedura di pressatura è sicura-
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Una moderna e compatta linea per la produzione di circuiti stampati
attivata senza l’aggiunta di particolati
agenti, ma solo somministrando calore. Nello stadio B-Stage la sua vita media (shelf-life) è ridotta e infatti il prepreg ha tempi di scadenza (in mesi) oltre il quale è inutilizzabile.
La scelta del prepreg è determinata dal numero di strati presenti del pcb
e dalla finitura superficiale, dal tipo di
componenti che verranno assemblati,
il tipo di processo di saldatura (incluso
il numero di passate) e le temperature
raggiunte nei vari processi. Uno stesso
pcb industrializzato con prepreg differenti presenterà CTE differenti.
I prepreg oggi maggiormente utilizzati sono del tipo halogen-free, che
conferiscano al prodotto finito la possibilità di operare anche in situazioni
critiche, avendo la capacità di sostenere processi di lavorazione con temperature piuttosto elevate.
Le finiture superficiali
Particolarmente importante è il tipo di finitura superficiale adottata per
la protezione della saldabilità del rame. È questo un passo di processo che
se non eseguito correttamente potrebbe creare non poche difficoltà a livello
di saldatura dei componenti nelle fasi
produttive a valle.
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PCB
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La finitura più economica è la passivazione o OSP (Organic Solderability
Preservative). Il trattamento consiste
nella deposizione di sostanze organiche a copertura delle superfici in rame.
Ha una durata nel tempo molto limitata, anche se è possibile effettuarla più
di una volta. Questa finitura è molto
sensibile alle variazioni di temperatura per cui è sconsigliata nella saldatura
a doppia rifusione.
Molto diffusa è la finitura HAL
(Hot Air Levelling) che consiste nel
rivestimento con lega a base di stagno
(63/37 o Sn100) di piste e piazzole. Il
circuito stampato viene prima immerso
nella lega liquida che aderisce al rame
ma non al solder mask, transita quindi
sotto un forte getto di aria calda il cui
scopo è quello di rimuovere la lega in
eccesso. Questa finitura non è adatta a
circuiti fine-pitch e ultra-fine-pitch in
quanto il getto d’aria non garantisce la
perfetta e ripetibile planarità delle piazzole. E’ comunque una soluzione resistente ed economicamente vantaggiosa.
Per ottenere un’ottima planarità pur
mantenendo la copertura con stagno, si
ricorre allo stagno chimico. Questa finitura consiste nel depositare chimicamente un sottile e uniforme strato di
stagno con spessore da 0,7 μm a 1 μm;
è caratterizzata oltre che da buona pla-
narità anche da un’affidabile stabilità
nel tempo. Sopporta bene più passaggi di saldatura e nel caso le rilavorazioni. Un problema che a volte si potrebbe manifestare è la crescita dei whisker.
Sempre con processo chimico avviene la finitura a base di argento chimico. Seppure poco utilizzata è una finitura particolarmente adatta a quelle
condizioni di lavoro in cui è richiesta
una marcata resistente all’usura.
La finitura in oro può avvenire
con processo elettrolitico o processo
ENIG. La prima consiste nel rivestimento del rame con un film di nichel
il cui spessore può variare dai 3 μm
ai 5 μm su cui depositarne galvanicamente uno d’oro con spessore attorno
ai 0,75 μm. Anche questo rivestimento è resistente e poco soggetto a usura. Con la finitura ENIG (Electroless
Nickel Immersion Gold) si deposita
sopra il rame uno strato di nichel dello spessore di circa 4 μm e successivamente uno strato di oro con spessore
di circa 0,08 μm. Durante la saldatura dei componenti l’oro viene disciolto
nella lega saldante mentre il nichel è il
metallo sul quale aderisce fisicamente
il giunto di saldatura. Il principale problema dato da questo tipo di finitura è
il fenomeno dei black pad che inficia
sulla formazione del giunto.
Una variante a questa finitura è data dall’introduzione del palladio, il processo prevede la deposizione in successione di nichel palladio e oro; a questo tipo di finitura si ricorre soprattutto con pcb da utilizzare con processi di
wire bonding, richiede un difficile processo da gestire ed è inoltre costosa per
via dei metalli utilizzati.
Nella finitura superficiale il nichel
serve per creare una barriera tra il rame e l’oro. In caso di contatto diretto
tra questi due metalli si assisterebbe
al fenomeno della diffusione di atomi di rame nell’oro. Siccome il nichel
è soggetto a sua volta ad ossidazione,
va protetto con un film d’oro.
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Raggiungere certe performance
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deputato alla ricerca dei difetti produttivi dei circuiti stampati.
L’AOI li risolve nella fase d’ispezione, il test elettrico ne decreta a fine
ciclo il pass o il fail, mentre l’approccio AOT combina al suo interno il
meglio delle due precedenti tecnologie
di Piero Bianchi
A
bituati a dare per scontate
tutte le funzioni che troviamo nei vari prodotti elettronici, dimentichiamo come il loro
aumento comporti spesso pesanti
modifiche strutturali che investono
tutto il ciclo produttivo fino all’ispezione e al collaudo.
Dai substrati ceramici di ieri a
quelli a base organica di oggi, l’impennata tecnologica che ha coinvolto e coinvolge i circuiti stampati non
tende ad arrestarsi.
In un numero sempre crescente di applicazioni, al circuito stampato sono richieste prestazioni che vanno ben oltre a quelle iniziali di costituire un supporto meccanico e di interconnessione dei componenti, come avviene per esempio nel caso delle piste a impedenza controllata piuttosto che integrare nel laminato componenti resistivi, capacitivi o induttivi (embedded).
In questi ultimi anni i circuiti ceramici utilizzati per la costruzione dei
componenti attivi, in particolare del
tipo area array, cominciano a essere sostituiti dai substrati organici: un
46
PCB
novembre 2012
esempio per tutti è il PBGA (Plastic
ball grid array). Attualmente, i substrati organici coprono oltre il 90%
della richiesta di strutture di interconnessione e in particolare l’FR4
rappresenta l’85% del materiale utilizzato per la produzione dei laminati.
A questi materiali si richiede una
buona resistenza termica e all’umidità per fronteggiare sia il processo di
saldatura che l’eventuale rework; precisi parametri dielettrici permettono
il rispetto degli obiettivi progettuali,
mentre il rigoroso mantenimento del-
Test ottico automatico per bare board
le proprietà meccaniche garantiscono il rispetto delle stringenti richieste vigenti nella produzione di componenti.
Al seguito dell’incrementando della
densità di assemblaggio, molti dispositivi richiedono l’utilizzo di un substrato che abbia una buona caratteristica di conduzione termica; in altre parole una bassa resistenza termica. Il percorso del calore prodotto da
un componente verso un dissipatore è
ostacolato dalla presenza di strati di
isolante o di dielettrico, che inducono
un aumento nella resistenza termica. Una soluzione è stata l’introduzione di polveri ceramiche all’interno delle resine utilizzate per la produzione dei laminati di dielettrico che ne ha migliorata la capacità di conduzione termica.
Questo punto richiama alla mente anche il problema del
Tg, nel mirino dei tecnologi per via delle maggiori temperature a cui le schede devono sottostare a seguito dell’utilizzo delle leghe lead-free.
STAZIONE DI TEST
per bracciali e calzari
Un veloce riassunto del processo
di fabbricazione
In linea di massima il processo di fabbricazione del circuito stampato è abbastanza consolidato e parte sempre
con l’arrivo in azienda del file CAD.
Una delle prime operazioni è la preparazione a misura
dei substrati, cui segue l’operazione di foratura.
I pannelli vengono sottoposti poi alla satinatura cui segue la prima metallizzazione dei fori e dopo una nuova pulizia si passa alla laminazione superficiale con l’applicazione del dry film. Utilizzando la pellicola che riproduce il
layout del circuito si espone il dry film. Questa operazione
consente di effettuare il deposito di rame elettrolitico solo
nei fori e sulle piste. Deposito che viene eseguito sulla linea
galvanica. Nella media il deposito minimo nei fori deve essere superiore ai 18/20 micron.
Il passo successivo consiste nel depositare il rame elettrolitico sulle piste e sulle superfici dei fori precedentemente trattate. L’accrescimento di rame porta a ottenere uno
spessore per piazzole e piste maggiore o uguale a 35 micron, mentre per i fori lo spessore deve essere superiore a
20 micron. Uno spessore inferiore sulle pareti dei fori potrebbe dar luogo al fenomeno dell’outgassing in cui il metallo, a seguito della somministrazione di calore in saldatura, si stira e si crepa. Segue la deposizione galvanica di lega
SnPb o lead-free come etch resist per la protezione del rame dall’ossidazione e si rimuove quindi il dry film.
Per incisione chimica si asporta il rame non richiesto lasciando solo le piazzole e le piste corrispondenti al layout
del circuito elettrico. Con l’operazione chiamata di strippaggio si rimuove la protezione di SnPb (o lead-free) e si
stende il solder resist. Previa l’applicazione di un’apposita
pellicola i circuiti vengono esposti così che possano sensibilizzarsi quelle aree di solder resist che dovrà fissarsi sulla
scheda. Questo passo di processo prevede che i circuiti rimangono un’ora a circa 150 °C per potere polimerizzare il
solder resist. Quello sulle piazzole non è sensibilizzato per
cui viene rimosso chimicamente.
La finitura superficiale selettiva di protezione delle
piazzole completa la sequenza di fabbricazione.
Conforme alla IEC 61340-5-1: 2008
Tensione di misura 50V o 100V
Test simultaneo braccialetto e calzari
Completamente programmabile da tastiera
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ISO 9001:2008
ca, si mira a identificare il
Ci sono diverse aldifetto esistente sul circuternative adottate per la
ito investigato, ma camprotezione: a base di stabia il metodo.
gno, d’oro, d’argento od
Fisicamente si contatorganica. Completano il
tano i punti di test del
ciclo l’operazione mecpannello per poi analizcanica di fresatura o
zare le interconnessioni al
quella di scoring, cui sefine di determinare se ce
gue il lavaggio finale.
ne siano di errate.
A cavallo delle varie faNormalmente si utisi intervengono controllizzano fixture con apli e ispezioni per assicurapropriati test pattern o
re che l’intero ciclo porti
in alternativa si usano
a un prodotto qualitativa- Sistema AOT LD6000 realizzato da Lloyd Doyle per un completo
sistemi flying probe che
mente affidabile. Oltre al screening di processo; sono disponibili diversi modelli per diversi
formati
lavorano in modo setest elettrico eseguito col
quenziale per indagaletto d’aghi o con le sonre l’interconnettività. L’integrità di
riodo finisca nel problema di generare
de mobili, si eseguono anche ispezioconnessioni e di isolamenti rispetfalsi allarmi, tallone d’Achille di tutni e test ottici.
to al restante circuito è uno dei preti i sistemi AOI e sconfitta del vero
requisiti più importanti del circuiobiettivo dell’ispezione.
AOI e test elettrico per bare
to stampato. I due difetti principaSulle immagini in alta risoluzione
board
li che potrebbero causare danni ridei pcb ci sono molte differenze aclevanti sono la presenza di cortocircettabili, originate per piccole diffeCi sono molti sistemi AOI per incuiti o di interruzioni non contemrenze che sorgono durante il procestercettare problemi di produzione sui
plate nel progetto circuitale. Il prinso produttivo, ma che darebbero inpcb, pur lavorando tutti, non tutti dancipale riferimento per la preparaziogiustificati falsi allarmi. Diminuire
no i medesimi risultati.
ne di un programma di test elettrila sensibilità del sistema di ispezione
Alcuni sistemi sono molto intuitivi
co sono i dati CAM o DAC della
comporterebbe la perdita di intercetnell’utilizzo, lavorano per comparazioscheda.
tare anche difetti reali.
ni d’immagini; acquisendo una immaIl test elettrico è un processo binaNel campo del test elettrico l’aiuto
gine di una scheda ritenuta qualitativario, alla cui uscita si presenta un giual processo è simile all’ispezione ottimente valida, gli si confrontano quelle
dizio di pass o di errore.
delle schede in uscita dalViene rilevata una violala produzione. La logica
zione alla specifica circudi lavoro è quella secondo
itale di riferimento, sencui, tutto quello che diffeza nulla aggiungere sulrisce dall’immagine camla eventuale presenza di
pione, è potenzialmente
difetti latenti quali difetun errore.
ti dimensionali di piste e
Sebbene questa filosoisolamenti.
fia sembri essere un’ottiViene dunque da chiema soluzione alla ricerca
dersi come mai si senta il
guasti, sorge comunque
bisogno di un approccio
un dubbio. Se il sistema è
diverso all’ispezione ottitarato per trovare tutti gli
ca se c’è già il test elettrierrori, anche i più piccoli,
co a fine linea a costituire
allora troverà anche tutte
una barriera alle difettosile differenze.
tà catastrofiche sulle baÈ intuitivo come que- Sistema 5000 Excalibur, per l’ispezione AOT ad alta velocità
con luce allo xenon
re board.
sto sul medio breve pe-
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PCB
novembre 2012
La risposta è semplicemente economica ed è legata alla crescente complessità degli odierni circuiti, dove la
crescente densità vede accomunate un
mix di piste di segnali, di potenza e di
massa. Ad ogni sistema di ispezione
deve essere richiesta la capacità non
solo di ispezione, ma anche di analisi al 100% di tutti i tipi di bare board che sono chiamati ad ispezionare. Devono intercettare tanto i difetti
critici quanto quelli latenti, tutti senza compromesso alcuno.
L’approccio al test ottico
automatico
Il sistema AOT (Automatic optical
test) utilizza una logica di test basata
sul principio di lavoro del test elettrico nel ricercare il difetto, basata principalmente sulla bontà di connessioni
e isolamenti del circuito.
Il sistema di test lavora attraverso
il contatto dei suoi probe, il sistema
AOT scansiona la scheda otticamente e analizza le connessioni del circuito per indagarne la correttezza.
Il test elettrico è generalmente
chiamato come arbitro finale del processo produttivo di bare board per determinare se il pannello sia buono oppure no; così quale metodo migliore
che non la scansione ottica, che utilizza la stessa filosofia di ricerca dei difetti, da utilizzare a fine produzione
dei circuiti stampati?
AOT può superare agevolmente
la logica della connettività perché in
più riesce ad analizzare ogni porzione di pista per determinarne le corrette caratteristiche geometriche e la
corretta spaziatura rispetto alle piste adiacenti così come può eseguire una verifica aggiuntiva sui livelli di
cosmesi delle varie parti del circuito.
Lo può fare perché a differenza del
test elettrico possiede anche un’immagine del circuito sotto test che gli
consente di andare oltre alla logica
connessione/isolamento, spaziando
sull’intera gamma di possibili difetti, reali come i corti e le interruzioni, latenti come le variazioni geometriche e dimensionali di piste e isolamenti, o di cosmesi come schizzi di
rame e piccoli crateri. A rimarcare il
parallelo di base, il sistema AOT utilizza di base per la programmazione (la netlist), esattamente come il
test elettrico. I dati per il programma di test elettrico e per la programmazione dell’AOT possono arrivare
dalla stessa stazione CAM. Le stesse
regole utilizzate per rilevare i difetti col test elettrico sono utilizzate per
farlo con l’AOT.
La differenza risiede nella capacità
aggiuntiva dell’AOT di poter ispezionare ogni parte del circuito stampato,
rilevando ogni difetto senza pericolo
di incorrere in falsi allarmi.
Lloyd Doyle
www.lloyd-doyle.com
▶ SPECIALE - PRODUZIONE DI CIRCUITI STAMPATI
Tecnologia sempre
più spinta per circuiti
stampati
Carico del pannello, pulizia, coating, impressione, sviluppo, risciacquo,
asciugatura e scarico sono i passi di processo realizzati all’interno di una
linea estremamente compatta e automatizzata per la produzione di circuiti
stampati, una linea che occupa solo pochi metri quadrati di spazio
di Piero Bianchi
L
entamente, anno dopo anno,
aumenta la quantità dei dispositivi elettronici immessi direttamente sul mercato o realizzati a
complemento di sistemi più complessi.
Ne è un esempio eclatante l’automobile dove sempre più controlli
50
PCB
novembre 2012
sono demandati al computer di bordo, coadiuvato da una diffusa rete di
sensori interni ed esterni; un’intelligenza di bordo che si occupa non solo della gestione della sicurezza, ma
anche di un comfort spinto al limite
delle sue potenzialità.
L’esempio forse più emblematico
è probabilmente il telefono cellulare,
che con la sua esasperata miniaturizzazione ha permesso di aggiungere funzioni su funzioni, raggiungendo una multimedialità che lo colloca come strumento centrale nella nostra quotidianità, diventando archivio della nostra storia e strumento di
libertà.
Tutto questo è stato reso possibile da studi di ricerca non solo incentrati sul dispositivo in quanto tale,
ma condotti in simultanea su un’ampia cerchia di tecnologie, non ultima
quella dei circuiti stampati.
Molti dei materiali attualmente
utilizzati nella produzione dei circuiti stampati risalgono all’introduzione della tecnologia SMT. L’adozione
del solder mask fotografico e l’affinamento delle finiture superficiali hanno contribuito a migliorare la saldabilità, così come l’introduzione del
dry film ha permesso di stringere le
tolleranze di fabbricazione e poter
produrre più agevolmente multilayer anche complessi, per arrivare alla
produzione di circuiti HDI.
Il ciclo di fabbricazione del circuito stampato utilizza di base la tecnica
fotografica, ma intervengono pesantemente i processi chimici e le lavorazioni meccaniche. Per certe fasi servono ambienti puliti, per altre un dispendioso processo di recupero delle acque (almeno in Occidente, dove la cura dell’ambiente non è solo di facciata).
Non c’è quindi da stupirsi che diverse aziende decidano oggi di investire nel cercare di affinare e razionalizzare alcune fasi di processo del circuito stampato.
Produzione ad alta
tecnologia in pochi metri
quadrati di linea
Il sistema di processo realizzato da
Rainbow è un sistema integrato di coating e di sviluppo per circuito stampato che risolve dettagli anche di 20 micron. Il processo di coating utilizza uno
standard phototool e un’unità di esposizione UV a LED con cui pannelli a
doppia faccia possono essere sviluppati
rapidamente per produrre tracce e isolamenti al di sotto dei 25 micron.
Il processo è interamente automatizzato e richiede uno spazio di poco superiore ai 10 m2. Ulteriore prerogativa è quella di limitare enormemente la produzione di sostanze di
rifiuto, anche il consumo di potenza è veramente basso, prerogative che
nell’insieme gli conferiscono la qualità di sistema eco-compatibile.
Gestito verticalmente, il processo
permette la produzione di substrati sottili senza difficoltà ed è configurato per gestire pannelli a doppia
faccia con dimensione di 21”x24” con
una produttività di 200 pannelli/ora,
indipendentemente dalla complessità dei circuiti.
La compatta linea di processo occupa poco più di 10mq; il sistema Rainbow
risolve particolari inferiori ai 20 micron
Altra caratteristica di questo sistema è quella di sviluppare linee pulite
e circonferenze perfette, con l’assenza dei tipici difetti associati alla tecnologia tradizionale.
Il tradizionale flusso produttivo
dei pcb realizza correntemente tracce e isolamenti attorno ai 75 micron.
Al di sotto di questa dimensione è
utilizzata la tecnologia Laser Direct
Imaging e la produttività diventa
un problema, in particolare per circuiti con caratteristiche sotto i
50 micron.
La tecnologia ideata da Rainbow
chiude questa lacuna producendo particolari di 20 micron con un
normale phototool. La tecnologia di
prossima introduzione sarà caratterizzata dalla capacità di scendere a
5-10 micron.
La snellezza e la semplicità della
linea è manifesta anche sotto il profilo dell’accessibilità. Ogni modulo è
ispezionabile sia dal lato operatore
che dal retro, dove si può intervenire per le operazioni di manutenzione
ordinarie e straordinarie. I vari moduli possono anche essere facilmente estratti dalla linea.
Composizione del processo
e considerazioni
La linea si compone di pochi moduli e i vari passaggi si possono riassumere nei punti:
- il pannello composto da un multiplato o da una singola scheda è
alimentato manualmente o automaticamente in orizzontale;
- passa attraverso il sistema di pulizia (Teknek Contact Clean
Machine);
- viene orientato in posizione verticale;
- passando nel modulo a rulli è rivestito di coating il cui spessore
può scendere a 5 micron;
- transita quindi nell’unità LEP
(Laminate, Expose and Peel);
- è sviluppo;
- subisce l’azione di risciacquo;
- il pannello è riportato in posizione orizzontale e scaricato.
A questo punto è pronto per il pannello e per le nomali operazioni di
etching. Il successo di questo processo è dovuto alla tecnologia proprietaria di coating utilizzatavi, che consente di poter applicare solo 5 micron col
PCB
novembre 2012
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risultato di essere di facile esposizione ed economica. Il processo è stato
studiato in collaborazione con i principali fornitori di materiali di coating
presenti sul mercato elettronico.
La tecnica di applicazione impiegata assicura un intimo contatto del
materiale col rame. Un sottile strato
di dry film spesso non rende i risultati aspettati perché è difficile da stendere uniformemente su tutta la superficie del circuito senza creare rilievi o bolle. Il processo Rainbow è
al 100% solido (VOC-free) ed è comunque sottoposto a curing nel momento dell’esposizione senza richiedere una pre-asciugatura.
Questo processo richiede il 75% in
meno di energia UV per la sensibilizzazione rispetto al migliore dei dry
film correntemente utilizzati che richiedono 8 mW/cm2.
L’unità UV è costituita da vari moduli che consentono di lavorare su
varie larghezze di substrati, con una
potenza di 0,5 Watt/cm2. La lunghezza d’onda varia da 365 nm a 405
nm per incontrare le esigenze di prodotti diversi (inchiostri e materiali
di coating). Anche il sistema a rulli
Una sofisticata scheda ad alta densità dell’ultima generazione può ospitare
un’elevata moltitudine di componenti area array
per l’applicazione del coating è stato
progettato miratamente a questa applicazione.
L’intera linea è essenziale nel design, è economica e di facile manutenzione. La superficie occupata è di
soli 11 m2. L’economicità si riscontra anche nei costi di conduzione in
quanto solo piccole quantità di materiale di coting sono utilizzate, sebbene possano essere depositati diversi spessori.
Il phototool è a base di alogenuro
di argento, è posizionato su una precisa barra di registrazione all’interno
dell’unità LEP.
Il materiale polimerizzato, sebbene a contatto col phototool, non
vi aderisce. Come detto, il processo
di curing avviene mediante esposizione a luce ultravioletta e il materiale utilizzato per il coating sviluppa una buona resistenza sia all’abrasione meccanica che all’attacco chimico e ha un basso valore di tensione superficiale. Il coating protettivo
svolge inoltre azione sigillante contro l’esposizione all’umidità dando
migliore stabilità. Dato che l’esposizione genera solo un minimo di calore, non ci sono ripercussioni termiche sul phototool.
La fase di laminazione,
esposizione e lavaggio
Multiplato per telecom con finitura immersion gold
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PCB
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Dopo che il pannello è stato rivestito col coating, è trasportato verticalmente nell’unità LEP per la laminazione, l’esposizione e il peel out.
Inserito tra i phototool forma con
questi un tutt’uno con cui è opportunamente registrato in modo automatico.
L’insieme è quindi portato sotto il
laminatoio che rimuove ogni minima bolla e produce un piano perfettamente planare e consistente. Man
mano che transita sotto i rulli di laminazione il circuito è immediatamente esposto all’azione della luce ultravioletta; all’uscita i phototool vengono rimossi e riportati alla loro posizione di partenza.
Le piste e i particolari più sottili possono facilmente essere compromessi dalle particelle di sporco.
All’ingresso della linea, il sistema di
pulizia a contatto rimuove ogni contaminante con dimensione di un
micron o anche meno. L’ambiente
all’interno del sistema è filtrato a livello HEPA (High Efficiency
Particulate Air filter, classe 10.000)
così che il pannello processato sia in
un ambiente pulito per tutto il ciclo
della lavorazione, che non richiede
di essere eseguita in camera bianca.
Una soluzione all’1% di carbonato
Il sistema Panda di Rainbow è una
compatta unità di coating
di sodio o di carbonato di potassio è
utilizzata per sviluppare l’immagine.
Il residuo del processo può essere facilmente trattato per lo smaltimento.
Una ricerca e sviluppo
particolarmente attiva
Il processo di coating è stato illustrato per la deposizione del resist
(adattabile anche alla tecnologia LDI), ma è ugualmente utilizzabile in altri casi le cui applicazioni siano compatibili con un
coating al 100% solido, sviluppabile sotto luce ultravioletta.
Al momento la R&D di Rainbow
è impegnata nello sviluppo di sistemi dedicati ai dielettrici, agli adesivi
e ai resist conduttivi. Sono allo studio anche sistemi per la nuova area
dell’elettronica stampata (Printed
Electronic), per i Flat Panel Displays
e per i touch screen. Un altro progetto in corso è per lo sviluppo di un sistema analogo a quello descritto dedicato al soldermask, con l’intento
di ridurre le unità costitutive dei sistemi coinvolti nel processo (LDI in
particolare), aumentando contemporaneamente la produttività. In attesa di brevetto è il progetto per la sensibilizzazione di piste ultrasottili su
materiala a membrana; progetto attualmente ancora sotto sviluppo per
un’applicazione reel to reel.
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▶ TECNOLOGIE - FORNI A RIFUSIONE
Migliorare il valore
nella produzione SMT
Krypton Solutions è un fabbricante conto terzi di Plano, Texas,
specializzato in assemblaggio d’elettronica per i mercati semiconduttori,
medicale e industriale. L’azienda fornisce supporto ingegneristico e
produzione pilota a lotti di produzione, caratterizzati da alta variabilità/
bassi volumi e ambiente con rapido turnover. Attualmente l’azienda opera
su tre linee SMT con piani d’espansione su una quarta linea di produzione,
che verrà implementata verso la fine dell’anno
Dipack Patel e James Boyd, Krypton Solutions
K
rypton Solutions opera in un
mercato molto competitivo,
orientato a servizi d’assemblaggio per elettronica. L’azienda si
vanta d’usare tecnologie avanzate
per superare le richieste dei propri
clienti in merito a soluzioni economiche e d’alta qualità. Come risultato, nel 2011 ha fatto investimenti per
migliorare le capacità del proprio processo di rifusione – specificamente,
la validazione del processo del forno
misurando e documentando meglio i
profili delle schede pcb. Sebbene il suo
forno a rifusione Heller 1913 Mark
III sia sofisticato e fornisca controllo
e stabilità eccellenti, l’obiettivo ultimo
è di associare il corretto profilo per
ciascun pcb.
Krypton Solutions voleva documentare informazioni sul profilo,
difficili da ottenere, su una base crescente; si era resa conto che il metodo tradizionale di verifica per punti del processo termico lasciava che
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PCB
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questo corresse ciecamente, per periodi di tempo. Oltre ai benefici di
produzione associati all’aggiornamento del processo termico ad una
capacità di prima classe, l’azienda vide un’opportunità di business nell’acquisire nuovi contratti da clienti esigenti che danno valore al controllo
di processo e alla documentazione.
In seconda istanza, essa richiese tool
che potessero fornire migliori informazioni e visibilità dentro i processi
di rifusione che, a loro volta, avrebbero comportato miglioramenti sia
di qualità sia di produttività. L’idea
era che, una volta capiti i suoi forni
e potendo misurare il comportamento dei profili di pcb, l’azienda poteva
migliorarli.
Investimento
Dopo la ricerca iniziale, Krypton
Solutions decise di acquistare un sistema di gestione termica continua
per tutti i forni a rifusione. Fu scelto
il sistema KIC RPI e KIC Explorer
con Auto-Focus. Il sistema RPI fu
installato sui suoi tre forni a rifusione nell’aprile 2012. Il sistema KIC
RPI utilizza sensori interni in ciascun forno per misurare automaticamente il profilo per ciascun pcb prodotto. Ciascun profilo è visualizzato
e memorizzato sul PC.
I profili memorizzati possono essere richiamati in base a un marchio data e tempo o, in alternativa,
quando il pcb è dotato di codici a
barre, il relativo profilo è richiamato dalla scansione del codice a barre. La programmazione del sistema è eseguita da un profilo manuale iniziale usando il KIC Explorer,
che si comporta in questo caso come
un tool di miglioramento del processo. Essenzialmente, il tool rivede tutte le possibili combinazioni di
temperature in zona forno e velocità
del trasportatore e sceglie la ricetta
che posiziona il profilo in profondità, dentro la finestra di processo che
Krypton Solutions stabilisce in base
alle specifiche della crema saldante e
alle tolleranze del componente.
Impatto in produzione
Il sistema KIC RPI fornisce automaticamente profili in tempo reale per ciascun pcb, appena essi escono dai forni a rifusione.
Le specifiche di profilo sono misurate rispetto alla finestra di processo stabilita per ciascuna dimensione scelta, quale temperatura di picco, tempo sopra il punto di rifusione,
rampa e altro. Poiché i suoi pcb tendono ad avere una miriade di componenti differenti, l’azienda può impostare specifiche finestre di processo per ciascuno dei componenti sensibili, anche se essi sono sul medesimo pcb.
Krypton Solutions non effettua solo misure del profilo su componenti selezionati per ciascun pcb,
ma il KIC RPI traccia anche automaticamente le specifiche di profilo
su grafici SPC di base, inclusi i valori di capacità del processo (Cpk).
La sede di Krypton Solutions a Plano, Texas
I profili memorizzati possono essere richiamati in base a un marchio data e tempo
Immediatamente, l’azienda ha accesso in tempo reale a informazioni e
tendenze che, a loro volta, permettono di prendere decisioni migliori riguardanti il modo con cui il processo termico sta operando. Ad esempio, Krypton Solutions non si affida
più all’ispezione ottica automatica o
al test in-circuit per annunciare tardivamente un problema – invece, situazioni fuori specifica sono rilevate immediatamente. L’azienda ha anche il potenziale per rilevare problemi prima che questi diventino difetti, con un avvertimento da parte del
KIC RPI che il processo non è più
sotto controllo.
I suoi clienti operanti nei semiconduttori o nel medicale hanno
pcb assemblati critici e talvolta costosi, che richiedono il funzionamento perfetto per gli anni a venire.
Questi clienti sono ora sicuri che i
loro prodotti sono processati all’interno delle specifiche, e Krypton
Solutions ha la documentazione per
provarlo.
L’impostazione del forno
Altro argomento di sfida è che
l’azienda non può sacrificare pcb a
causa di passate ripetute di profilo o
contrattempi nel forno. Spesso i suoi
clienti richiedono che sia spedito il
100% delle loro schede; quindi, non
sono ammessi scarti. KIC Explorer
con Auto-Focus permette all’azienda di raggiungere con un buon grado
di certezza tale obiettivo. Un esempio riguarda l’impostazione iniziale
del forno.
Per una scheda pcb non prodotta precedentemente, il software raccomanda la ricetta di forno prima di
avviare un singolo profilo.
L’esperienza di Krypton Solutions
è che questa ricetta iniziale di forno
si avvicina al valore ottimale mentre
una o due susseguenti passate di profilo permetteranno di ottenere l’impostazione ottimizzata del forno. Vi
è un piccolo rischio di danneggiare
PCB
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L’uso delle tecnologie avanzate ha permesso a Krypton Solutions di far fronte alle
richieste dei clienti più esigenti
il pcb sulla passata iniziale di profilo. L’impiego di nastro d’alluminio
rimuovibile per attaccare le termocoppie nella passata di profilo iniziale elimina la necessità di sacrificare
il pcb per l’impostazione iniziale del
forno.
L’importanza del software
Essere contoterzista con alta variabilità / bassi volumi implica frequenti variazioni d’impostazione del forno per le nuove schede.
Nel passato, l’azienda poteva spendere fino a mezza giornata per tarare
finemente il forno prima di iniziare il
lotto di produzione. Oggi, occorrono
un paio d’ore e ci si aspetta di ridurre ulteriormente quel tempo grazie
al miglior apprendimento sui nuovi
tool. Il tempo d’impostazione veloce
è stato ottenuto grazie alla previsione accurata del software Auto-Focus
che normalmente trova la miglior ricetta di forno all’interno di un paio
di passate di profilo.
Il tempo impiegato per una regolazione così fine della ricetta di forno non è quello dedicato alla previsione, che è eseguita in pochi secon-
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PCB
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di, ma riguarda piuttosto il tempo
richiesto dal forno per stabilizzarsi
sulla nuova impostazione. Di solito
le zone del forno possono stabilizzarsi in pochi minuti quando le impostazioni di zona richiedono temperature più alte. Il raffreddamento delle zone, invece, può richiedere 20-30 minuti o di più. Il trucco
sta nell’evitare numerose reiterazioni di “prova ed errore”; da qui l’importanza di un software di previsione preciso.
Questa sfida è amplificata quando si sostituiscono forni vecchi con
altri nuovi o quando ci si espande
con linee di produzione addizionali.
L’azienda può avere fino a 100 differenti ricette con profili di pcb associati memorizzati in ciascun forno.
L’utilizzo del software di simulazione Auto-Focus ha permesso la transizione gestibile di questi verso un
nuovo forno.
Conclusione
Krypton Solutions crede nell’uso
della tecnologia per fornire una soluzione migliore ai propri clienti
esigenti, riducendo allo stesso tem-
po i costi di produzione. Essa spinge anche a differenziare la propria azienda da altre organizzazioni CMS in questo mercato altamente competitivo.
Un esempio di come questa strategia porti a risultati è rappresentato
dai suoi investimenti in un sistema di
gestione in tempo reale del processo termico.
L’azienda capì che il forno a rifusione costituiva una vera sfida in termini d’assicurazione e documentazione della qualità richiesta sul pcb.
Ciò che ci si aspetta sostanzialmente da un forno a rifusione è che produca un profilo pcb all’interno di
una specifica finestra di processo,
che è definita dalla crema saldante e dalle tolleranze del componente.
Essenzialmente, il forno a rifusione è
una macchina di profilo.
La connessione mancante in questa macchina di profilo è la misura
del profilo. Aggiungendo un sistema automatico di creazione del profilo, l’azienda non corre più cieca fra
punti di verifica e la produzione non
è più interrotta per eseguire manualmente tali misure. Inoltre, la nuova
finestra dentro il processo termico ha
permesso all’azienda di ottimizzare
il proprio processo termico con il risultato finale di migliorare qualità e
produttività.
Questa tecnologia ha permesso di superare le richieste dei clienti esigenti rendendo allo stesso tempo più economica questa operazione.
Krypton Solutions opera in un’industria tecnologica di una nazione con
costi di lavoro elevati.
Per avere successo, essa deve ricercare costantemente tecnologie che le
permettano di prendere decisioni più
intelligenti nella sua fabbrica al fine
d’aumentare il valore del cliente.
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▶ TECNOLOGIE - REWORK
Cura e manutenzione
delle punte saldanti
Conoscere il perché di quanto accade attorno a
noi è sempre di fondamentale importanza per
orientare al meglio la nostra vita, sia personale
che professionale. A questa regola non fa
eccezione il mondo della saldatura, nel quale c’è
sempre una risposta a ogni problema
di Luca Conte, Apex Tool
D
a quando la lega stagnopiombo è stata sostituita
dalle leghe lead free le operazioni di saldatura sono mediamente
più complesse e l’usura degli utensili
e delle punte è aumentata. Soprat-
60
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tutto nei primi tempi del passaggio
alle normative RoHS, le segnalazioni
degli utilizzatori erano frequenti e in
alcuni casi particolarmente allarmanti, ma presto, con le informazioni
ricevute dai clienti e con la generale
esperienza maturata le preoccupazioni si sono ridotte progressivamente, al
punto che in molti hanno riportato i
livelli di usura nella media, paragonabili, quasi, a quelli ottenuti ai tempi in
cui veniva utilizzata la lega SnPb.
Per quanto riguarda i materiali, in qualità di produttori di apparecchiature saldanti e dissaldanti, noi
di Weller abbiamo provveduto ormai
da anni ad adeguare tutte le punte ai
nuovi standard di lavoro.
Siamo intervenuti sugli apporti galvanici (in alcuni casi anche raddoppiando lo strato protettivo di ferro), sono state irrobustite le parti più
critiche, parallelamente abbiamo ampliato la gamma delle potenze degli
utensili, aumentandole e ottimizzandone l’efficienza.
Contemporaneamente, sia i fornitori di materie prime (leghe e paste saldanti, flussanti, circuiti stampati ecc.), che gli operatori, hanno avuto modo di fare esperienza e prendere
dimestichezza con i nuovi materiali e
le nuove tecnologie, raggiungendo un
buon equilibrio tra velocità operativa,
qualità e controllo costi.
Suggerimenti per saldare con leghe lead free
• Selezionare la temperatura di lavoro la più bassa possibile (generalmente tra 340 °C e 390 °C, effettivi, per elettronica comune).
• Scegliere la punta più grossa possibile per il lavoro da eseguire, quella ideale deve avvicinarsi alla dimensione della piazzola sulla quale si deve saldare. La punta ottimale è corta e larga.
• Per ottenere la migliore trasmissione di calore dalla punta al giunto di saldatura è opportuno che la
punta sia sempre bagnabile e priva di ossidazioni.
• Lavorare sempre con stili saldanti di potenza adeguata, che assicurino il trasferimento ottimale del calore e il mantenimento dello stesso.
• Aiutandosi con piastre di preriscaldo, le lavorazioni diventano più semplici e veloci, permettendo di
abbassare la temperatura dei saldatori.
Come trattare le punte del saldatore
Tenere la punta sempre pulita da residui di flussante e ossidazioni passandola sulla paglietta, quindi ristagnarla prontamente; è consigliabile l’utilizzo della paglietta in ottone, perché più morbida (meno abrasiva) e non rischia di rimuovere anche gli strati galvanici, a differenza di quella in acciaio inox.
La tradizionale spugnetta inumidita può essere utilizzata purché non sia inzuppata d’acqua; si utilizzi
esclusivamente quella a doppio strato dal lato abrasivo (arancione). L’acqua impiegata per inumidire dovrebbe essere demineralizzata o deionizzata. Si tenga comunque presente che gli shock termici a cui va
incontro una punta quando viene pulita con la spugnetta umida causano ritardi nella ripresa della temperatura e una maggiore usura della stessa, accorciandone la vita.
Spegnere la stazione di saldatura, oppure attivare la funzione di standby/set back e auto off, qualora
le pause di lavoro siano prolungate.
Ristagnare prontamente la punta dopo ogni pulizia con spugnetta e a fine lavoro, prima di riporla nel
supporto. Quando lo stilo non lavora, la punta dev’essere ricoperta da lega saldante.
È possibile ridurre l’ossidazione delle punte e la conseguente non bagnabilità utilizzando ad esempio
il Tip Activator di Weller mentre si salda, qualora comincino a formarsi ossidazioni; è altresì importante
proteggere la punta con la lega quando si depone lo stilo nel supporto.
Non esercitare pressione eccessiva sulla punta saldante in fase di lavorazione; evitare inoltre di stringere esageratamente le punte nel tubetto ferma punta.
Gli strati anneriti di flussante e le ossidazioni possono essere rimossi strofinando delicatamente la punta, utilizzando sistemi di pulizia a secco con lana di ottone come gli Weller WDC/WDC2. L’uso di questi
sistemi di pulizia evita collassi termici sulle punte (eccessiva acqua nelle spugnette), depositi carboniosi
e minerali (eccessive evaporazioni), la messa a nudo della superficie bagnabile e la conseguente, istantanea ossidazione e cattiva conduzione termica del giunto. Per le ossidazioni più profonde, si possono
utilizzare a freddo e delicatamente spazzole con setole in ottone o acciaio inox, o barrette abrasive come la WPB 1 di Weller.
Prodotti Weller consigliati
Sistema di pulizia a secco WDC
Il bordo morbido in silicone permette di scaricare dalla punta l’eccesso di lega, senza creare sfregamenti alla punta calda; il contenitore trattiene il materiale di scarto senza sporcare il posto di lavoro.
La paglietta (disponibile in ottone o acciaio inox) rimuove le ossidazioni e i residui di flussante, lasciando la punta ricoperta da un sottile strato di lega che fa da scudo alle ossidazioni.
Tip Activator
È un impasto a 3 componenti che riattiva le punte ossidate. Non
è tossico, né contaminante (sia per il personale, sia per il circuito) e
non possiede controindicazioni. È consigliato di non attendere che
la punta sia troppo ossidata prima di utilizzare il Tip Activator: l’ideale è che venga utilizzato, già a punta nuova, immergendo nell’attivatore per circa 5 secondi la superficie bagnabile della punta, che
poi deve essere pulita (con lana metallica) e ristagnata.
Spazzola in ottone o acciaio inossidabile
e barretta abrasiva wpb 1
Questi accessori permettono di eliminare le ossidazioni più profonde dalle punte.
Entrambi sono da usare a freddo. Spazzolare delicatamente la
punta fredda, poi farla scaldare e ristagnarla prontamente. La spazzola è più delicata, la barretta è più abrasiva.
Funzione di Stand By
Tutte le nuove apparecchiature dispongono di funzione di Stand
By, che abbassa la temperatura dell’utensile quando non utilizzato.
Alcuni hanno il riconoscitore di movimento, altri valutano le fluttuazioni ohmiche, in altri casi utilizzano supporti di sicurezza con interruttore. In tutti i casi lo scopo è di portare il saldatore a una temperatura di riposo (regolabile e consigliata sotto al punto di rifusione
della lega utilizzata) quando non utilizzato. Ciò riduce notevolmente le ossidazioni, il consumo energetico e allunga la vita delle punte.
Nuova lega saldante WSW
Grazie all’omogenea distribuzione di flussante (3,5% mediamente
attivato, No Clean), alla qualità della lega ed ai microadditivi contenuti nel filo, la lavorabilità e la durata delle punte vengono migliorate. La lega saldante WSW di Weller è ad esempio disponibile in
rocchetti da 250 gr, nei diametri 0,5, 0,8 e 1 mm.
Fig. 1 - Tabella per la valutazione dell’utensile più idoneo a seconda della richiesta termica (asse y)
e superficie di contatto (asse x)
Oggigiorno possiamo dire che il
passaggio al lead free è stato “assimilato” da buona parte degli utilizzatori; in ogni caso, è sempre bene ricordare alcuni accorgimenti per ottimizzare le prestazioni, contenere
i costi di gestione e non ricadere in
vecchie abitudini che con le leghe lead free sono altamente controproducenti.
Come Weller ci siamo posti l’obiettivo di fornire soluzioni performanti, che permettano di mantenere controllate tanto la qualità delle operazioni, quanto la durata delle parti consumabili; mettiamo a disposizione dei nostri clienti, l’esperienza
maturata sul campo, gli studi specifici per istruire gli operatori sulla scel-
ta dell’utensile più adeguato alle proprie esigenze, le routine di lavorazione e manutenzione.
Quali sono i fattori
che influenzano la durata
delle punte?
Al momento del passaggio alle leghe senza piombo, il trovare una buona lega saldante che soddisfacesse le
proprie esigenze, non è stato un percorso semplice. Le differenze di costo
delle leghe lead free rispetto a quelle contenenti piombo ha indirizzato la
scelta di molti sulle soluzioni più economiche, spesso a discapito della lavorabilità. Leghe saldanti con altissimo contenuto di stagno (anche oltre
il 99%) sono solitamente meno facili
da lavorare in quanto il punto di massima rifusione è elevato (oltre 220 °C)
e spesso contengono maggior quantità di flussante per aiutare la bagnabilità e questo può causare il fenomeno dello spattering (lo schizzare del
flussante sulla scheda che si sta rilavorando), o comunque una maggiore
formazione di impurità nella punta.
Oltretutto molte leghe in commercio
hanno estesi campi di pastosità (intervalli termici che possono raggiungere i 15 °C tra lo stato solido e quello liquido), una fase in cui è necessario continuare a cedere calore al giunto per raggiungere la completa rifusione, in cui i rischi sono, la delaminazione delle piazzole sul circuito stam-
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pato, l’eccessiva ossidazione e lo stress
della punta che fa perdere alla stessa la
propria inerzia termica.
In questi frangenti l’errore più comune è quello di aumentare la temperatura operativa dei saldatori: quella utilizzata in passato con le SnPb,
spesso era già abbondantemente al
di sopra di quanto effettivamente richiesto. Dai test eseguiti nei laboratori Weller con l’aiuto di un robot, è stato appurato che al di sopra della soglia di 390 °C, ogni °C di incremento
comporta, per la punta, una riduzione di 300-500 giunti di saldatura (dati medi misurati con varie leghe SnCu
e SAC, con punte LT-B montate sul
saldatore WSP 80). Oltretutto, più è
alta la temperatura della punta, più
spesso sarà l’intermetallo che si forma e maggiore sarà il tempo necessario perché il giunto si raffreddi (rimanendo quindi più a lungo a contatto con l’ossigeno, originando di conseguenza ossidazioni). Per prima cosa
quindi bisogna valutare attentamente
le temperature operative.
Qual è la temperatura
ottimale?
A questa domanda si può solo rispondere “la più bassa possibile, che
permetta di lavorare con tempi accettabili”. Partendo dal presupposto che
il tempo medio per fare una saldatura
è aumentato del 30% solo per il passaggio al lead free, il resto dipende dal
Fig. 2 - L’utilizzo della spugna bagnata a ogni routine di pulizia provoca uno shock
termico che fa raffreddare la punta e aumentare la richiesta energetica necessaria
all’utensile per recuperare
64
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tipo specifico di lega usata e di saldatura da eseguire, dal componente, dalla piazzola, dagli scarichi termici, dai
piani di massa etc. Il consiglio è sempre quello di partire da temperature
basse (in alcuni casi 330 °C possono
bastare), e incrementare di 5 °C alla
volta, fino a trovare un buon bilanciamento tra velocità e temperatura. Va
tenuto in considerazione che anche il
tempo di esecuzione influenza la qualità del giunto: un’operazione troppo veloce crea un legame tra le parti in gioco (strato intermetallico) debole o addirittura incompleto, mentre
un’operazione troppo lunga può portare a delaminazioni, solder balls, possibili danneggiamenti ai componenti,
ed uno strato intermetallico eccessivamente spesso.
Per ottimizzare l’efficienza è sicuramente basilare scegliere l’utensile e la
punta più appropriati. Con le ultime
tecnologie di Weller è possibile soddisfare ogni applicazione con l’utensile appropriato. Per facilitare la scelta corretta è stata creata la tabella in
Fig. 1 da cui si può avere un’idea immediata dell’utensile di saldatura più
adatto alla specifica applicazione, a
seconda della superficie di contatto
e della richiesta termica che implica.
Adottando l’utensile più consono e la
punta più larga utilizzabile per quella
determinata applicazione, si ottimizza
l’efficienza del sistema, garantendo ottime prestazioni, basse temperature, e
di conseguenza bassi livelli di ossidazione e di corrosione delle punte.
Un altro fattore che influisce sulla
durata delle punte è la routine di pulizia. I vecchi ausili di pulizia con spugna sono ormai stati soppiantati dalle lane metalliche, i cosiddetti “sistemi di pulizia a secco”. Innanzitutto, va
detto che, le spugne sono spesso inutili o addirittura dannose: se non hanno lo strato abrasivo adatto a rimuovere le ossidazioni servono esclusivamente ad asportare la lega dalla pun-
-
Fig. 3 - Tutte le stazioni di saldatura di
Weller sono dotate di capacità di bonding
equipotenziale:
a) Messa a terra diretta senza connettore
(fornitura originale);
b) Bonding equipotenziale: con connettore e
linea di compensazione nel centro del contatto;
c) Potenziale libero: con connettore;
d) Messa a terra con connettore e resistenza saldata sulla linea
-
-
ta del saldatore, lasciandola “nuda” e
in balia dell’ossigeno (che la ossida).
Che l’acqua faccia male alle punte è
un dato tecnico di fatto; una spugnetta inzuppata d’acqua genera un forte shock termico alla punta, con conseguenti dilatazioni dei metalli (della bandella ferma punta per esempio)
e un aumento della richiesta energetica. Le eccessive evaporazioni provocano inoltre maggiore ossidazione.
I sistemi con lana metallica azzerano
gli shock termici e nel contempo eliminano le ossidazioni, pur lasciando
un leggero strato di lega attorno alla
punta che protegge dalle ossidazioni,
e garantisce un ottimo trasferimento
termico al giunto. [Vedi grafici comparativi in Fig. 2]
I tempi in cui la punta è lasciata in
temperatura, sono in ogni caso tempi effettivamente lavorativi, sia che la
si stia utilizzando, sia che la si riponga sul supporto. In quest’ultimo caso il livello di usura è inferiore, ma
se l’utensile viene lasciato a riposo
con temperature sopra i 210-230 °C,
si presentano comunque problemi di
usura ed ossidazione che si potrebbero evitare con piccoli accorgimenti. L’utilizzo della tecnologia con la
funzione di stand-by (meccanico,
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magnetico, o meglio ancora con riconoscimento di movimento) incrementa sensibilmente la vita media
delle punte.
Vademecum per ottenere
il massimo delle prestazioni
-
strofinare delicatamente la punta
nella lana metallica;
utilizzare i riattivatori per le punte
(Tip Activator) ogni volta lo si ritenga opportuno (più volte al giorno, anche su punte nuove), dopodiché rimuoverne l’eccesso tramite
la lana metallica e ristagnare subito la punta;
per punte molto ossidate, o con
molti residui si possono utilizzare a freddo, la spazzola con setole in ottone o la barretta abrasiva
WPB1, dopodiché le punte vanno
prontamente ristagnate;
utilizzare le funzioni di Stop & Go
e autospegnimento;
lasciare coperte di lega le punte
ogniqualvolta vengono riposte nel
supporto;
non dimenticare mai che una buona formazione del personale incide significativamente in positivo
sui risultati.
Formazione del personale
Ci sono delle precauzioni e degli
accorgimenti che sarebbe bene osservare per ottenere il massimo dai propri sistemi di saldatura:
- scegliere sempre l’utensile più
adatto all’applicazione (per potenza, masse termiche e dimensioni
dei componenti);
- adattare i parametri operativi
(temperatura, punta, ecc.) a ogni
applicazione;
- eseguire una corretta manutenzione delle punte e degli utensili;
- non esercitare sforzi meccanici con
l’utensile;
- utilizzare i sistemi di pulizia a secco per le punte; il più delle volte può essere sufficiente scaricare
l’eccesso di lega dalla punta. Con il
sistema WDC un morbido bordo
in silicone permette di scaricare la
lega in eccesso in un raccoglitore,
senza causare alcuno stress meccanico allo stilo; quando necessario,
Cancellare vecchie abitudini non
più vincenti (se non controproducenti), e formare il personale in ambiente lead free è indispensabile. Le finestre operative ottimali che garantiscono qualità e controllo dei costi sono
molto ristrette. Con il lead free non
si finisce mai di imparare, per questo
Weller mette a disposizione i propri
tecnici e la propria rete distributiva sia
per visite mirate, che per la formazione del personale con corsi basati sugli standard IPC (610D, 7711 e 7721)
e specifici per le esigenze del cliente.
A tal proposito è stato reso disponibile il nuovo sito Weller, ora anche
in lingua italiana, dove trovare molte informazioni, corredate da note
esplicative e utili filmati (www.wellertools.com).
Apex Tool
www.weller-tools.com
Il sito per tutti i professionisti dell’automazione
notizie sui prodotti, le tecnologie e gli eventi del settore
automazioneindustriale.com
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Automazione Industriale
▶ PROGETTAZIONE - ALIMENTAZIONE
Il layout dei pcb
per alimentatori
switching non isolati
È bello quando si attiva per la prima volta il prototipo di una scheda di
alimentazione che, non solo funziona, ma è anche silenziosa. Purtroppo
questo non sempre si avvera. I problemi sono tanti, ma non c’è bisogno
di disperare: altrettante sono infatti le soluzioni per porvi rimedio
di Henry J. Zhang, Linear Technology Corp.
L
e forme d’onda di commutazione “instabili” sono ad esempio
un problema comune agli alimentatori switching. A volte il jitter
della forma d’onda è talmente accentuato che si sente il rumore proveniente dai componenti magnetici. Se
il problema è dovuto al layout del cir-
cuito stampato è difficile individuarne
la causa. Ecco perché è importante
configurare correttamente sin dall’inizio il pcb quando si progetta un alimentatore switching. L’importanza
della fase di progettazione non sarà
mai evidenziata abbastanza.
Il progettista è la persona che può
prima parte
comprendere appieno i dettagli tecnici e i requisiti funzionali dell’alimentazione all’interno del prodotto finale. Sin dall’inizio deve lavorare sullo schema di alimentazione in stretta collaborazione con chi progetta il
layout del pcb. Un buon ‘layout design’ ottimizza l’efficienza dell’alimentazione, riduce lo stress termico e, cosa più importante, riduce al minimo
il rumore e le interazioni tra tracce e
componenti. Per questo è importante
che il progettista conosca i percorsi di
conduzione della corrente e i flussi di
segnale nell’alimentatore switching.
Il presente documento tratta alcune considerazioni progettuali relative al layout design di alimentatori
switching non isolati.
Pianificazione del layout
Fig. 1 - Disposizione desiderata e indesiderata dei layer di pcb a 6 e 4 strati
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Posizionamento dell’alimentatore
sulla scheda di sistema
Per l’alimentazione DC/DC embedded su una grande scheda di siste-
ma, l’uscita va posizionata vicino ai dispositivi di carico in modo da ridurre
al minimo l’impedenza di interconnessione e la caduta della tensione di conduzione nelle tracce del pcb, ciò per ottenere il meglio in termini di regolazione della tensione, risposta alla corrente transitoria sul carico ed efficienza
del sistema. Inoltre, in caso sia disponibile il raffreddamento ad aria forzata, l’alimentatore deve essere collocato accanto alla ventola o disporre di un
buon flusso d’aria per limitare lo stress
termico. I componenti passivi grandi
(es. induttori e condensatori elettrolitici) non devono bloccare il flusso d’aria
verso i componenti semiconduttori a
montaggio superficiale e basso profilo
(es. MOSFET di potenza, controller
PWM, ecc.). Per evitare che il rumore di commutazione disturbi altri segnali analogici nel sistema si deve, possibilmente, evitare il routing di tracce
di segnale sensibili sotto l’alimentatore. Altrimenti occorre una schermatura
costituita da un piano di massa interno
tra il layer di alimentazione e il layer di
piccolo segnale.
Va sottolineato che il posizionamento dell’alimentatore e la pianificazione dell’ingombro della scheda sono
attività da realizzare nella prima fase
di progettazione/pianificazione del
sistema. A volte purtroppo ci si concentra prima su altri circuiti più “importanti” o “entusiasmanti” della scheda di sistema. Lasciare il power management come ultimo pensiero, relegandolo in un qualsiasi spazio libero
della scheda, non aiuta certo a rendere
efficiente e affidabile la progettazione
dell’alimentatore.
Posizionamento dei layer
Sulla scheda pcb multistrato i layer
di massa, di tensione in ingresso o uscita DC, vanno posizionati tra il layer
dei componenti di potenza a corrente elevata e il layer delle tracce di piccolo segnale sensibili. I layer di massa
Fig. 2 - Percorsi della corrente continua e pulsante di un convertitore buck sincrono
Fig. 3 - Ridurre al minimo l’area del loop ad elevata di/dt nel convertitore buck
sincrono. (a) Loop ad elevata di/dt (hot loop) e suoi induttori parassiti sul pcb,
(b) Esempio di layout
Fig. 4 - Percorsi della corrente continua e pulsante di un convertitore boost
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Fig. 5 - Ridurre al minimo l’area del loop ad elevata di/dt nel convertitore boost.
(a) Loop ad elevata di/dt (hot loop) e suoi induttori parassiti sul pcb,
(b) Esempio di layout
Le Figg. 1a e 1c mostrano due
esempi di disposizione indesiderata
dei layer di schede pcb a 6 e 4 strati per alimentazione switching. In
questi esempi il layer di piccolo segnale è inserito tra il layer di potenza a corrente elevata e il layer di massa. Queste configurazioni aumentano
il noise coupling capacitivo tra il layer
di potenza ad alta corrente/tensione
e il layer di piccolo segnale analogico. Per ridurre al minimo il noise coupling, le Figg. 1b e 1d mostrano due
e/o tensione DC forniscono una massa AC per schermare le tracce di piccolo segnale da tracce e componenti
di potenza rumorosi. Di norma i piani di massa o tensione DC di un pcb
multistrato non andrebbero segmentati. Ove non sia possibile evitare la segmentazione, il numero e la lunghezza delle tracce di questi piani va ridotto al minimo. Inoltre, per diminuire il
più possibile l’impatto, il routing delle
tracce deve andare nella stessa direzione del flusso di alta corrente.
esempi di disposizione desiderata dei
layer di un pcb a 4 e 6 strati. In questi
due esempi il layer di piccolo segnale è schermato dal/dai layer di massa.
È importante avere sempre un
layer di massa accanto al layer di potenza esterno; ed è anche meglio utilizzare rame di spessore maggiore per
i layer di alimentazione ad alta corrente esterni in modo da ridurre al
minimo la perdita di conduzione del
pcb e l’impedenza termica.
Layout dei componenti
di potenza
Il circuito di alimentazione switching
può essere suddiviso in circuito di potenza e circuito di controllo di piccolo
segnale. Il circuito di potenza comprende componenti che conducono corrente elevata e, in genere, vanno posizionati per primi.
Il circuito di controllo di piccolo
segnale viene collocato in un punto
preciso del layout. In questo paragrafo
parleremo del layout dei componenti di potenza.
(b)
(a)
Fig. 6 - Esempio di un convertitore buck in uscita a due fasi, da 2,5 V/30 A,
con problemi di rumore. (a) Layout, (b) Forma d’onda di commutazione
su IOUT = 0A, (c) Forma d’onda di commutazione su IOUT = 13,3 A
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(c)
A causa dell’induttanza parassita i
percorsi di corrente pulsante, oltre ad
emettere campi magnetici, generano
ringing e picchi ad alta tensione nelle
tracce del pcb e nei MOSFET. Per ridurre al minimo l’induttanza sul pcb,
il loop di corrente pulsante (hot loop)
deve avere una circonferenza minima
ed essere composto da tracce corte e
larghe. Il condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza, CHF, deve essere del tipo ceramico dielettrico X5R o X7R, da 0,1 μF a 10 μF, con
ESL ed ESR bassissime. I dielettrici
ad alta capacità (es. Y5V) consentono una notevole riduzione della capacità rispetto a tensione e temperatura.
Per questo i condensatori di questo tipo non sono adatti per CHF.
La Fig. 3b mostra un esempio di
layout del loop di corrente pulsante
(hot loop) del convertitore buck. Per
limitare le cadute di tensione “resistive” e il numero di fori passanti (‘via’),
i componenti di potenza vanno collocati sullo stesso lato della scheda, con
le tracce di potenza posizionate sullo
stesso strato.
Percorsi della corrente continua
e pulsante – Ridurre al minimo
l’induttanza nel loop ad elevata di/dt
(hot loop)
Le grandi tracce di corrente devono essere corte e larghe per ridurre al
minimo l’induttanza, la resistenza e
la caduta di tensione del pcb, aspetto questo particolarmente importante nel caso di tracce con un flusso di
corrente pulsante ad elevata di/dt. In
Fig. 2 si vedono i percorsi della corrente continua e pulsante in un convertitore buck sincrono. La linea continua rappresenta i percorsi di corrente continua, mentre quella tratteggiata indica i percorsi di corrente (di alimentazione) pulsante.
I percorsi di corrente pulsante comprendono le tracce collegate al condensatore ceramico di disaccoppiamento in ingresso, CHF, il FET di
controllo top, QT, il FET sincrono
bottom, QB, e il suo diodo Schottky
collegato in parallelo opzionale. La
Fig. 3a mostra le induttanze parassite del pcb in questi percorsi di corrente a elevata di/dt.
Per instradare una traccia di potenza su un altro strato, scegliere una
traccia nei percorsi di corrente continua. Se i via vengono usati per connettere i layer pcb nel loop a corrente
elevata, occorre usarne diversi per ridurre al minimo l’impedenza.
La Fig. 4 mostra i loop di corrente continua e pulsante (hot loop) nel
convertitore boost. In questo caso il
condensatore ceramico ad alta frequenza, CHF, va posizionato sul lato di uscita vicino al MOSFET, QB,
e al diodo boost, D. Il loop formato
da switch, QB, diodo raddrizzatore D,
e condensatore in uscita ad alta frequenza, CHF, deve essere ridotto al
minimo. La Fig. 5 mostra un esempio
di layout del loop di corrente pulsante
nel convertitore boost.
Per sottolineare l’importanza del
condensatore di disaccoppiamento
CHF, le Figg. 6 e 7 mostrano un esempio di circuito buck sincrono. Nella
Fig. 6a si vede il layout di un convertitore buck sincrono a doppia fase, con
tensioni da 12 VIN a 2,5 VOUT/30 A
max, che utilizza l’LTC3729, un con-
(b)
(a)
Fig. 7 - L’aggiunta di due condensatori in ingresso ad alta frequenza da 1 μF
risolve il problema. (a) Layout con condensatori aggiunti, (b) Forma d’onda di
commutazione su IOUT = 0 A, (c) Forma d’onda di commutazione su IOUT = 30 A
(c)
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troller a VOUT singola e 2 fasi. Come
indicato nella Fig. 6a, i nodi di commutazione SW1 e SW2 e le forme
d’onda iLF1 della corrente dell’induttore in uscita sono stabili in assenza di
carico. Ma se la corrente di carico arriva a superare i 13 A, la forma d’onda del nodo SW1 inizia a perdere cicli. Il problema peggiora con una corrente di carico maggiore.
Nella Fig. 7 si vede che, per risolvere il problema, occorre aggiungere un condensatore ceramico ad alta
frequenza da 1 μF sul lato in ingresso di ogni canale; tale dispositivo separa e riduce al minimo l’area dell’hot
loop di ciascun canale. La forma d’onda di commutazione è stabile anche
con una corrente di carico massima
di 30 A.
Isolare e ridurre al minimo l’area di
commutazione ad elevata dv/dt
Nelle Figg. 2 e 4 la tensione del nodo SW oscilla tra VIN (o VOUT) e terra con una dv/dt elevata. Questo nodo ha molte componenti di rumore ad
alta frequenza ed è una notevole fonte di rumore EMI. Per ridurre al minimo la capacità di accoppiamento tra
il nodo SW e altre tracce sensibili al
rumore, l’area di rame di SW va ridotta al minimo. D’altro canto, però, per condurre una corrente elevata
dell’induttore e fornire un dissipatore di calore al MOSFET di potenza,
l’area pcb del nodo SW non può essere troppo piccola. Di solito si preferisce avere un’area di massa di rame sotto il nodo SW per garantire un’ulteriore schermatura.
Un’adeguata zona di rame per
limitare lo stress termico dei
componenti di potenza
In un progetto privo di dissipatori di calore esterni per i MOSFET di
potenza e gli induttori a montaggio
superficiale, è necessario avere un’adeguata zona di rame che funga da dissipatore di calore. Per un nodo di tensione DC (es. tensione in ingresso/
uscita e massa) è meglio che la zona
di rame sia il più grande possibile. Più
via possono contribuire a ridurre ulteriormente lo stress termico. Per i nodi SW a dv/dt elevato, avere una zona
di rame di dimensioni adeguate è un
buon compromesso tra ridurre al minimo i rumori associati a dv/dt e garantire una buona dissipazione di calore ai MOSFET.
Fig. 8 - Land pattern desiderati e indesiderati per componenti di potenza.
(a) Uso inadeguato del thermal relief per i pad dei componenti di potenza,
(b) Land pattern consigliati per componenti di potenza
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Land pattern adeguato dei
componenti di potenza per ridurre al
minimo l’impedenza
È importante prestare attenzione al
land (o pad) pattern dei componenti
di potenza, tra cui condensatori a bassa ESR, MOSFET, diodi e induttori. Nelle Figg. 8a e 8b sono illustrati esempi di land pattern desiderati e
indesiderati, relativi ai componenti di
potenza. Come indicato nella Fig. 8b,
per un condensatore di disaccoppiamento, le coppie di via positivi e negativi devono essere il più possibile vicine tra loro in modo da ridurre al minimo l’induttanza serie equivalente
sul pcb (ESL), condizione questa particolarmente efficace nel caso dei condensatori con bassa ESL.
I condensatori a bassa ESR più
grandi sono solitamente più costosi.
Un land pattern inadeguato e un routing scadente possono compromettere
le loro prestazioni e aumentare il costo complessivo. In genere i land pattern desiderati diminuiscono il rumore del pcb e l’impedenza termica e riducono al minimo l’impedenza delle
tracce e le cadute di tensione dei componenti a corrente elevata.
Un errore comune nei layout dei
componenti di potenza a corrente elevata è l’uso improprio di land pattern
con thermal relief (v. Fig. 8a). Se utilizzati senza alcuna necessità, possono provocare un aumento dell’impedenza di interconnessione dei componenti di potenza, con conseguenti
perdite di potenza più elevate e riduzione dell’effetto di disaccoppiamento dei condensatori a bassa ESR. I via
utilizzati per condurre corrente elevata devono essere in quantità sufficiente da ridurre al minimo l’impedenza.
Per questi via non si utilizza il thermal relief.
fine prima parte
Linear
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▶ AZIENDE E PRODOTTI - ETICHETTE
Gli specialisti in
etichette professionali
I fondatori di FPE, forti di una notevole esperienza nella produzione
di macchine e impianti automatici di movimentazione, diedero vita
alla società a metà degli anni ‘90, per la produzione di etichette
durevoli e di qualità destinate ai settori elettronico, elettrico,
telecomunicazioni e automotive
di Fabio Peirano, FPE
N
el volgere di un paio di lustri
FPE è cresciuta al punto da
affermarsi come produttore
di riferimento a livello nazionale e
internazionale. Ciò grazie a numerosi
fattori: al livello qualitativo delle etichette prodotte, ai materiali utilizzati,
alle macchine e sistemi di produzione,
alla assistenza tecnica ai clienti e alla
direzione aziendale che si è sempre
impegnata per una sana e continua
crescita attraverso periodici investimenti.
Nel novembre 2006 la società ha
ottenuto, in primo luogo, la certificazione CSQ n° 9190.FPE1 e il relativo
Certificato IQNET n° IT‐52679 (il
rispetto e l’implementazione dei processi di produzione, secondo le indicazioni che la normativa stessa richiede, sono da sempre uno dei principali
obiettivi di FPE).
In secondo luogo, il codice
NCAGE AK537 dal ministero della
Difesa (i codici NCAGE sono inseriti nel manuale H4 di ogni Paese Nato
e negli archivi della NAMSA, che ne
fornisce l’aggiornamento dei dati).
La sede di FPE a Bresso, in provincia di Milano
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PCB
novembre 2012
FPE mantiene un contatto diretto
con i propri clienti, per capire le loro esigenze, le richieste e gli sviluppi
del mercato. Analoga attenzione viene riservata ai costruttori di macchine
e di materia prima. Lo scambio continuo di informazioni è alla base di ogni
miglioria dei prodotti finiti e della loro qualità.
Oltre la produzione
FPE non solo produce etichette di
qualità, ma ne offre anche la garanzia
con una serie di controlli eseguiti direttamente sulle linee di produzione
e con un’accurata ispezione finale al
100%. Ogni etichetta viene prodotta
sulla base di una propria scheda tecnica che riporta tutte le caratteristiche
dell’etichetta stessa e di un certificato di origine che indica i dati effettivi
di produzione con i controlli eseguiti.
Il rigoroso e metodico processo di
rilievo dati nelle fasi di produzione,
ispezione finale, imballo e spedizione
consente di risalire, anche a distanza
di anni, ad ogni dettaglio relativo alle
etichette fornite.
Etichette per alta
temperatura
Negli impianti di assemblaggio automatico viene sempre più richiesto il
monitoraggio della movimentazione
dei pcb nelle diverse fasi di processo.
Label Feeder Hover Davis
per Pick & Place
Etichette in Polyimide
Accessori CAB
(Pcb Magazine e Pcb Separator)
Per fornire un servizio più completo ai clienti, FPE ha esteso il proprio
programma di vendita che include:
- stampanti a trasferimento termico
CAB & Zebra;
- nastri per stampanti a trasferimento termico;
- lettori di codici a barre;
- label Feeder Hover Davis per Pick
& Place;
- accessori CAB (Pcb Magazine‐
Pcb Separator).
L’applicazione di un’etichetta su
ogni pcb, all’inizio della linea, costituisce ancora oggi la soluzione più semplice ed economica per realizzare un
sistema di rilevazioni dati. L’etichetta
assume una importanza fondamentale perché deve:
- rimanere leggibile dopo tutte le
fasi di assemblaggio, ai processi
di saldatura e di lavaggio ad acqua
e/o solventi;
- rimanere aderente alla superficie
del pcb;
- mantenere la propria stabilità dimensionale.
Il film di Polyimide è ottenuto dalla
policondensazione di un acido tetrabasico e da una diammina aromatica. La
struttura risultante caratterizza il materiale per le eccezionali proprietà fisiche,
chimiche ed elettriche lungo un ampio
spettro di temperature. Il Polyimide, oltre che essere molto costoso (forse è l
materiale più costoso utilizzato per la
produzione di etichette), è universalmente riconosciuto come il più difficile da lavorare. FPE ha investito in nuove macchine, le ha modificate secondo i propri progetti, le ha completate
con adeguate attrezzature di collaudo
per poter fornire una centratura perfetta dell’etichetta all’interno del supporto
con una precisione <0,15 mm.
Il film è stampabile a trasferimento
termico ed è disponibile in tre spessori: 12,7, 25 e 50 μm. Sono disponibili
anche sette films colorati 25 e 50 μm:
Rosa, Giallo, Blu, Verde, Viola, Arancio
e Nero. Tutti i materiali per alta temperatura in combinazione con i nastri
appropriati, sono approvati UL, MIL‐
STD‐202G, MIL‐STD‐883E e conformi alle Direttive RoHS e Reach.
Etichette per il settore
Automotive
Etichette in poliestere bianco, trasparente e metallizzato stampabili a trasferimento termico resistente all’abrasione meccanica senza l’utilizzo di film di laminazione, da solventi e da prodotti chimici. I materiali sono idonei alle normative indicate
dai produttori europei del settore automobilistico (Original Equipment
Manufacturers – OEM).
Etichette per il settore automotive
PCB
novembre 2012
75
Etichette per la marcatura dei cavi
Etichette per la marcatura
dei cavi
Prodotte in poliestere e vinile per
le stampanti a trasferimento termico (desktop e industriali) e in poliestere per stampanti laser, costituiscono un sistema semplice ma efficace
per una perfetta identificazione di cavi elettrici.
chetta provoca l’apparizione di tali
scritte sulla superficie di applicazione
dell’etichetta stessa, che diventa inservibile. Il pvc o poliuretano per trasferimento termico, a ogni tentativo di
manomissione si frantuma in piccoli
pezzi. L’etichetta rimossa non può più
venire utilizzata.
Etichette per stampanti laser
Etichette per stampanti laser
Il codice a barre
Etichette di sicurezza
Prodotte per evitare qualsiasi tentativo di manomissione sul prodotto.
Il poliestere bianco, trasparente o metallizzato per trasferimento termico è
stato progettato per rilasciare in ogni
etichetta la parola VOID (annullato).
Ogni tentativo di rimozione dell’eti-
Etichette di sicurezza
76
PCB
novembre 2012
Vengono prodotte su foglio formato DIN A4, in confezioni da 50 o 100
fogli a seconda del formato. I materiali utilizzati sono ingegnerizzati per ricevere e trattenere il toner delle normali stampanti laser da ufficio. Le
stampe che si ottengono sono molto
nitide e, in genere, resistono alle abrasioni, all’umidità e alla sporcizia.
Il codice a barre si può definire come una simbologia studiata per codificare delle informazioni che poi possano essere rilevate in modo automatico. In pratica, i codici a barre sono la
codifica di caratteri numerici e/o alfanumerici sotto forma di barre. Fattore
importante, che caratterizza la lettura del codice a barre, è il contrasto
definito come rapporto fra la riflettenza delle barre e quella degli spazi bianchi. Il parametro che indica i
vari livelli di risoluzione è la densità.
La densità dei codici a barre è correlata alla tecnologia di stampa, che deve essere in grado di stampare le barre dei codici con una precisione tanto
più elevata quanto più alta è la risoluzione che si vuole ottenere.
Benché siano stati sviluppati altri sistemi di identificazione, il codice a barre è risultato il sistema ottimale per l’acquisizione e la gestione
di dati in un calcolatore consentendo
Le simbologie più diffuse
una alta velocità di elaborazione e una
drastica riduzione degli errori umani, unito alla prerogativa di un basso
costo di gestione. Le origini del codice a barre risalgono al 1949. Da allora vennero elaborati e utilizzati codici diversi senza un vero coordinamento internazionale. Solo nel 1977
si giunse a un accordo fra dodici paesi
europei, con la firma di un protocollo
e dello statuto dell’associazione EAN
(European Article Numbering).
La codifica con i codici a barre ha
sicuramente contribuito al miglioramento dei processi industriali, che a
loro volta hanno dato impulso allo sviluppo di nuovi sistemi di codificazione,
capaci di raccogliere un maggior numero di informazioni in minor spazio
e con migliore sicurezza. Sono così na-
ti i codici “2D”. La crescente quantità
di dati da codificare, sia in applicazioni
tradizionali sia in quelle emergenti, richiede sempre più l’utilizzo di simbologie bidimensionali. I codici 2D permettono di memorizzare i dati sia in
altezza sia in larghezza e la quantità di
informazioni che possono essere contenute in un unico codice, è significativamente superiore a quella contenuta
in codice a barre lineare.
L’introduzione delle simbologie 2D, nel 1989 con il codice Data
Matrix, rappresenta una delle più importanti novità nel mercato dell’identificazione automatica degli ultimi
venti anni. Con i processi tecnologici e grazie a microprocessori sempre
più piccoli e veloci, i lettori di codici a
barre 2D permettono di salvaguarda-
re l’investimento aziendale e di garantire reali benefici in ogni tipo di applicazione che richiede l’acquisizione automatica dei dati. Inizialmente,
le simbologie 2D sono state sviluppate per applicazioni in cui lo spazio
per il codice a barre era molto limitato. Il primo utilizzo fu su delle confezioni monodose in ambito sanitario. Trattandosi di pacchetti molto
piccoli e con poco spazio a disposizione, non si poteva usare un codice
a barre tradizionale. Anche l’industria
elettronica, alla ricerca di codici ad alta densità per marcare piccoli componenti, è stata una delle prime ad interessarsi ai codici a barre 2D. Più di recente, la capacità di codificare un database portatile ha reso le simbologie
2D interessanti per altre applicazioni
dove lo spazio è limitato. Per le simbologie più diffuse vedi foto.
FPE
www.fpe.it
▶ AZIENDE E PRODOTTI - REALTÀ IN CRESCITA
L’intuito che porta
a investire
Offrire produttività adeguata alla richiesta dei
mercati, qualità all’altezza delle aspettative
e costi proporzionati richiede sempre un
investimento continuo e la voglia di un confronto
attivo col mercato
di Dario Gozzi
L
e esigenze a livello di servizio
sono significative in ogni ambito di attività, ma lo sono ancora
di più quando si opera in un campo
tecnologico come quello elettronico,
dove sono richiesti notevoli sforzi per
soddisfare i clienti nel minor tempo
possibile.
Con questa chiara visione nasce nel 1972 Novalogic. È fondata da
Giovanni Torresan che intuendo le potenzialità dell’emergente settore elettronico decide di mettere a frutto le
proprie conoscenze. Caratterizzata da
una conduzione di tipo famigliare, ha
percorso i primi due decenni proget-
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PCB
novembre 2012
tando e assemblando pcb per controllo motori dedicati al settore dell’automazione per cancelli. Dalla prevalente collaborazione con un unico partner, con l’anno 2000, si è aperta a nuovi
segmenti di mercato quali videosorveglianza, automazione industriale, refrigerazione, antifurti e domotica, illuminazione LED e riscaldamento.
Già dalla fine degli anni 90, quando
la riduzione dei margini operativi cominciava a farsi palpabile, è incominciata una ristrutturazione interna che mirava a incrementare il livello di automazione. Risale, infatti, al 1995 l’introduzione dell’inseritrice assiale Universal
con cui è stato possibile incrementare il
livello produttivo. Questa scelta ha consentito di affinare in contemporanea i
processi, così che produttività e qualità
marciassero all’unisono.
Con l’ingresso in azienda nel 1999 di
Roberto Cenzato in qualità di direttore di produzione, si allarga l’offerta delle lavorazioni, introducendo la lavorazione dei cavi e la realizzazione di cablaggi dedicati. A oggi esiste uno stretto
rapporto di collaborazione con Wurth
Elektronik, per cui realizzano particolari campionature di cablaggi a cui spesso
seguono interessanti commesse.
La svolta
Con l’inizio degli anni 2000 la missione aziendale è andata delineandosi verso una sempre più marcata lavorazione conto terzi, tralasciando gradualmente la progettazione, che rimane comunque una potenzialità e una cultura
interna all’azienda.
Nell’ultimo quinquennio il team dirigente è stato in grado di organizzarsi per migliorare le prestazioni aziendali in tre ambiti: i costi, i tempi e l’innovazione.
I tempi e i cicli di processo hanno risentito positivamente del maggior grado di automazione raggiunto, i nuovi sistemi introdotti hanno permesso di ottenere produzioni più affidabili che di
conseguenza hanno richiesto anche
meno passaggi. L’innovazione ha beneficiato di un approccio maggiormente partecipativo da parte degli operatori, consentendo all’azienda di elevare a
sua volta il livello di collaborazione con
i propri clienti, così da poter comprendere meglio e talvolta anticipare le loro esigenze. In alcuni casi l’apporto di
nuovo know how ha consentito di consigliare in maniera efficace i clienti, tessendo autentiche relazioni bidirezionali
a tutto vantaggio per entrambi.
Il processo virtuoso ha indotto come conseguenza una ricaduta positiva
in tema di costi.
Controllando costantemente il polso del mercato, nel 2006 la direzione
di Novalogic ha infatti constatato che,
seppur completo, il processo di produzione in tecnologia pth non era di per sé
più sufficiente a dare un’esaustiva risposta al mercato. Con la sempre più marcata conversione verso il montaggio superficiale della tecnologia elettronica,
serviva un nuovo adeguamento delle linee produttive.
Con un notevole sforzo economico
è stata introdotta la linea di assemblaggio SMT rinnovando giocoforza le infrastrutture.
“Questi investimenti – spiega
Cenzato - sono stati molto importanti per la nostra azienda perché ci hanno
consentito di acquisire nuovi clienti e di
rimando di sviluppare ulteriormente l’offerta”.
Recente è l’investimento per
il completamento del nuovo reparto SMT, dove è stato posato
secondo normative il pavimento antistatico, sono state installate due linee di serigrafia, una
chip shooter, una pick and place Universal di completamento,
un forno, due sistemi di ispezione ottica e uno a raggi X, seguito da un sistema di rework
in grado di operare sui BGA.
Per una piena tracciabilità, tutto il
materiale è codificato e i componenti
(in rolle, vassoi o stecche), sono gestiti
con un sistema Intellistorage.
Abbiamo chiesto a Cenzato dove sia
possibile puntare per un ulteriore sviluppo commerciale.
“Individuare oggi un settore sul quale puntare, è molto difficile - risponde
Cenzato -. I settori delle energie rinnovabili e del risparmio energetico è probabile che siano quelli con maggiore
possibilità di sviluppo. Potrebbero costituire il core business per molte aziende negli anni a venire. La globalizzazione ha distrutto molti segmenti di mercato un tempo floridi. Penso per esempio al settore dell’elettronica per il tessile, ma anche a quello dell’automotive
e dei suoi continui ridimensionamenti.
Gli scenari che si alternano a livello
mondiale – prosegue Cenzato - ci impongono cambiamenti di rotta repentini, a cui bisogna sapersi adattare al meglio delle proprie possibilità e il più velocemente possibile. Non dico nulla di nuovo aggiungendo che la ricetta
è quella di offrire flessibilità, produrre
qualità e saper adeguare i costi alle mu-
tevoli ambizioni del mercato. Per quanto sia difficile, è richiesto alle aziende
un investimento continuo, indipendentemente dalle difficoltà economiche attraversate. A noi, questo non solo ha garantito di poter offrire una rosa di servizi sempre al passo con la tecnologia, ma
sono sicuro che ci vedrà in pole position
a ogni ripartenza dei mercati, indipendentemente da quanto lungo possa essere il trend positivo”.
“In prospettiva futura – interviene in
chiusura Giovanni Torresan - prevediamo un intensificarsi degli scambi di informazione coi nostri clienti, al
fine di condividere le prassi operative migliori, traendo beneficio dalla complessità delle reciproche competenze. Questo significa inoltre intensificare il lavoro di crescita aziendale, che
non si deve ovviamente fermare
all’acquisto di nuove linee produttive, per quanto sofisticate
possano essere”.
Novalogic
www.novalogicautomatismi.it
PCB
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79
▶ AZIENDE E PRODOTTI - SOFTWARE
Un altro progresso
di Linux nell’embedded
Wind River, punto di riferimento globale
nelle soluzioni software embedded e mobile,
presenta la nuova versione di Wind River
Linux, sviluppato a partire dall’infrastruttura
open source Yocto Project, e che ha ottenuto
la certificazione Yocto Project Compatible
di Maurizio Di Paolo Emilio
O
ltre alla compatibilità con
Yocto Project, Wind River
Linux offre una piattaforma
Linux commerciale e un’esperienza
d’uso semplice e pronta all’uso, con
una serie di funzionalità derivanti dalle
più recenti tecnologie open source, da
tool di sviluppo pienamente integrati,
da servizi di assistenza e manutenzione
a livello globale e da servizi professio-
nali di provata esperienza. Wind River
Linux supporta un’ampia gamma di
hardware come le architetture ARM,
Intel, MIPS e Power.
Wind River è un membro fondatore
dello Yocto Project oltre che Gold member dell’advisory board, e riveste attivamente il ruolo sia di key maintainer
che di technical lead del progetto.
La sede di Wind River ad Alameda, CA, USA
80
PCB
novembre 2012
Davide Ricci è il senior product
Manager di Wind River supportato dalla Yocto Project. Ormai ci siamo, Wind River Linux 5 è alle porte?
Diciamo che Linux in embedded sta
facendo grandi progressi.
Il mondo dell’embedded è per sua
natura artigianale, i produttori di dispositivi sono abituati a costruire
hardware e software in casa, per cui
Linux che si è affacciato nel mondo
embedded abbastanza di recente, intorno all’anno 2000, ha avuto il suo
modesto sviluppo fornendo il proprio hardware con una propria distribuzione per favorire gli utilizzatori Alcatel, Nokia e altri -, e la possibilità
di lavorare con hardware distribuito su
una piattaforma conosciuta, libera, che
venga facilmente utilizzata per la propria prototipizzazione. La facilitazione
dell’hardware con la disponibilità di un
software basato su Linux ha creato una
grande frammentazione perché se sei
uno sviluppatore di hardware, principalmente dispositivi, devi condurre
degli studi iniziali su diverse piattaforme hardware prima di compiere la tua
scelta; ad esempio, una scelta hardware
basata su Intel.
Ciascuno di questo hardware arriva con un software basato su Linux
ma differente, per cui la difficoltà
nel comparare è molto elevata: portare da una piattaforma all’altra del
software dimostrativo affinché si
possano prendere decisioni basate su fatti è molto difficile. Inoltre,
muoversi sul sistema commerciale,
quando si ha speso del lavoro di valutazione su software che arriva con
Architettura di logica di Wind River Linux 5
hardware, diventa problematico in
quanto tutti questi sistemi lavorano
i maniera diversa, con pacchetti differenti. Questo è il panorama dell’industria a oggi, o per lo meno fino al
2010. Diciamo che si perde tantissimo tempo nel valutare le prestazioni
di diversi sistemi hardware; il tempo
perso non viene investito in qualità,
tools e così via. Molte volte Il passo verso la distribuzione commerciale è impedito dal fatto che si è speso
già parecchio tempo in fase di valutazione e quindi non si può cambiare il sistema.
là dell’architettura x86. Ad avvalorare questa tesi si segnala il recente
annuncio di Yocto Project, un nuovo progetto annunciato dalla Linux
Foundation e supportato dalla Intel.
Il termine Yocto è un prefisso del sistema metrico internazionale (SI),
che esprime il fattore 10^(-24) e il
cui simbolo è y. Tale prefisso è stato utilizzato quale nome del progetto per sottolineare l’attenzione verso
le piattaforme embedded.
Supportato dalla Linux Foundation,
Yocto Project è un’iniziativa per la
collaborazione open source che mette a disposizione template, tool e metodologie per aiutare gli sviluppatori
a creare sistemi embedded basati su
Linux indipendentemente dall’architettura hardware. Fornendo un sistema condiviso e tecnologie sviluppate attraverso la collaborazione, Yocto
Project offre agli sviluppatori un prezioso punto di partenza aiutandoli a
Questa situazione come può essere migliorata?
Proprio in questo panorama si inserisce Yocto Project.
Ci parla dello Yocto Project e se ci sono
concorrenti da questo punto di vista?
Yocto Project è stato creato nel
2010. Negli ultimi tempi Intel si è
mossa su più fronti dal punto di vista delle piattaforme software, liberandosi dalle sue radici Wintel: i suoi
ingegneri, infatti, si dedicano sempre
più alle piattaforme embedded, lavorando su progetti che vanno al di
Dimostrazione della versione 1.1 di Yoko Project
PCB
novembre 2012
81
evitare di duplicare il lavoro già
svolto ed effettuare interventi
di manutenzione inutili.
L’obiettivo è creare, quindi,
una serie di tools e di tecnologie, ovvero un sistema di build che viene utilizzato da tutta
l’industria e dagli sviluppatori
affinché non si produca frammentazione, ovvero, affinché
tutti utilizzano qualcosa di comune; i problemi descritti prima, quindi, in un certo senso
vengono risolti.
Lo sviluppatore di hardware
ha a disposizione diverse tecnologie ma basate su uno stesso software, così che spenda
molto meno tempo nel valutare le prestazioni dei sistemi
e portare avanti il lavoro. Nel
contempo è molto facile saltare
su una distribuzione commerciale al termine della fase di vaLa programmazione di applicazioni Linux verso i
lutazione; è quindi più semplipiù disparati dispositivi è totalmente trasparente
ce acquistare Wind River perall’utilizzatore
ché è basato sullo stesso sistema e sullo stesso software.
ty, non c’è un soggetto terzo che è reQuesto è principalmente l’obiettivo di
sponsabile; il trasferimento della proYocto Project.
prietà di questo software viene da
molte località, è un trasferimento paPerché un’azienda dovrebbe preferire
recchio oneroso dal punto di vista tecWind River invece di un altro? Quali
nico perché nel momento in cui si desono le innovazioni software?
ve sviluppare un dispositivo, bisogna
Wind River Linux è utilizzato
avere una forte conoscenza di quello
principalmente dall’aziende che hanche si va a modificare.
no una distribuzione commerciale nel
Bisogna, inoltre, conoscere i tipi
mondo embedded. Aziende di grandi licenze open source che coprono
de e medie dimensioni di un po’ tutti i
il software inserito nel dispositivo. È
mercati: Alcatel, Nokia, Ericsson e alnecessario, questo, perché ci sono dei
tri. I mercati del networking e defenrequisiti che esse richiedono. Quindi,
se sono i principali settori dove trova
il costo di mantenimento è principosto Wind River, così come il monpalmente il motivo per cui le aziendo dell’automotive e quello medico.
de si rivolgono a Wind River. In quePerché Wind River e non un’altra disto modo le aziende possono lavorastribuzione che viene con l’hardware?
re con Wind River Linux ed è come
Il problema è principalmente il cose si fornisse un software commerciasto di possedere il software: siccome
le con un supporto online. Quindi, se
Linux non viene sviluppato in house
hai un problema, Wind River risponma viene ereditato da una communi-
82
PCB
novembre 2012
de e ti fornisce le informazioni
tecniche necessarie e non serve
conoscere le migliaia di righe
di codice. Wind River, inoltre,
deve ovviamente fornire qualcosa di open e conforme agli
standard.
Wind River Linux Secure si
basa sul kernel Linux 2.6.27 e
sul compilatore GCC 4.3.2; il
sistema è certificato EAL4+
e la libreria crittografica
Network Security Services è
certificata Federal Information
Processing Standard (FIPS)
140-2.
Wind River risponde a una
crescente esigenza nei mercati che richiedono applicazioni Linux embedded sicure.
Aiutiamo i nostri clienti che
intendono differenziare la propria offerta dalla concorrenza
dando spazio alla sicurezza. Le
esigenze di sicurezza possono
essere soddisfatte grazie a una
piattaforma software dall’architettura aperta, progettata in
conformità alle normative nazionali e basata su una distribuzione Linux
matura e largamente diffusa.
Cosa vi aspettate dai sistemi embedded
in una prospettiva futuristica?
Il sistema embedded sta cambiando e in particolare in direzione dell’innovazione. Il mondo embedded sta andando verso una cooperazione di costi. Lo sviluppo di nuove tecnologie
di virtualizzazione può rappresentare un progresso per questo settore dove Wind River sta lavorando. In generale, i clienti spingono perché queste
tecnologie vengano sviluppate in open
source. Quindi, si sta andando verso
una innovazione che rappresenterà una
chiave fondamentale.
Wind River
www.windriver.com
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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PCB
novembre 2012
83
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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
Informativa ex D. Lgs 196/3 (tutela della privacy).
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C
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novembre 2012
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