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LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI
PCB
Ma
ga
zine
n.7
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2013
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cop
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est e
lettr
ico
SETTEMBRE 2013
n.7
LEGGI PCB SFOGLIABILE
E SEGUICI SU
Non necessita di mascheratureRapida asciugaturaBassa tensione superficiale (11-12 dynes/cm)Capacità di resistere fino a temperature di 175°Csenza perdere le caratteristicheAumento del volore di SIR
Contenuto solidoSpessore medioViscositàFlash pointVOC (gr/lit)Tempo di asciugaturaResa mq/litroInfiammabilità (auto estinguente)Tg °CCostante dielettrica (@ 1kHz)Resistività Volumentrica (Ohm/cm)Fattore dissipativo
2%1 micron< 10 cpsNo0< 60 sec.35 mqSi36°C2,14,6 X 10^120,0009
CARATTERISTICHEProprietà
Campi di applicazione
3M Novec ECG1700 Coating
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INVENTEC PERFORMANCECHEMICALS ITALIA S.R.L.Via Pusterla, 8 20013 - Magenta (MI)Tel 02/48401206 - Fax 02/48461341Email: [email protected]: www.inventec.dehon.com
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THE QUALITY TO SHOW.
5PCB settembre 2013
Nel clima di generale narcosi delle coscienze, in questo
scorcio d’estate, la vera, importante notizia non è il
mondo sull ’orlo della guerra siriana, tanto meno le
vicende che minano la stabilità del governo Letta, che
- per fortuna - sembra resistere quasi stoicamente alle
traversie del momento politico. La notizia importante
(o almeno così sembra) è il documento comune siglato
il 2 settembre da Confindustria e sindacati presentato
lo stesso giorno dal palco della Festa del PD in una
Genova accaldata e un po’ addormentata.
Si tratta di tre pagine e mezza dal titolo emblematico:
“Una legge di stabilità per l ’occupazione e la crescita”,
dedicate a politiche fiscali, politiche industriali e assetti
istituzionali ed efficienza della spesa pubblica. Un mix
capace di entusiasmare, soprattutto per la convergenza
positiva d’intenti che il gruppo Squinzi-Camusso/
Bonanni/Angeletti ha saputo concretizzare nel
tentativo auspicato da più parti che sarebbe finalmente
l ’ora di “remare tutti nella medesima direzione”.
E sembra che lo stesso governo Letta si sia in parte
entusiasmato, recependo il progetto e promettendo di
lavorarci sopra nel modo più serio possibile.
Certo, il documento è fitto di richieste di riforme e scelte
politiche che i precedenti governi non hanno avuto
la capacità di introdurre e perseguire, di encomiabili
punti programmatici come la riduzione del carico
fiscale per imprese e lavoro, il rafforzamento degli
investimenti nell ’innovazione, la revisione del titolo
V della Costituzione e (speriamo una volta per tutte)
l ’abolizione delle Province. Un documento che stimola
l ’ottimismo e che fa vedere il futuro un po’ meno
negativo di quanto in realtà non sia.
Sono bastate poche ore e la doccia fredda è arrivata
dall ’Interim economic assessment dell ’Ocse: l ’economia
italiana è l ’unica fra le grandi economie che chiuderà in
recessione un 2013 altrove meno peggio del previsto, con
un Pil che scenderà dell ’1,8% contrastando un trend di
crescita abbastanza generalizzato (per fare un esempio
Germania, USA e Gran Bretagna sono cresciuti
rispettivamente dello 0,7, dell ’1,7 e dell ’1,5%). E,
come se non bastasse, ci si è messo pure l ’World economic
forum a raffreddare gli entusiasmi: l ’Italia ha perso ben
sette posizioni in fatto di competitività, posizionandosi
al 49° posto dietro a tutti i partner europei, compresa
la Spagna, complici gli scarsi risultati sull ’efficienza del
mercato del lavoro e per lo sviluppo asfittico del mercato
finanziario.
Sia ben chiaro, non cito questi dati per fare l ’uccello del
malaugurio, ma per riportare alla realtà chi sembra, in
questi giorni di rientro, ancora preda di un rilassato
ottimismo da periodo post vacanziero.
La crisi, checché ne dicano (quasi) tutti, non è
scongiurata. L’ottimismo non fa male, certo, ma
rimanere saldi con i piedi per terra è un elemento da
tenere sempre in debita considerazione.
EDITORIALE ◀
Convergenze di fine estate
6 PCB settembre 2013
agendaEventi/Piano editoriale ___________________ 10a cura della redazione
ultimissimeC.S. e dintorni __________________________ 12a cura di Silvia Lucchi e Massimiliano Luce
attualitàTra lago e monti spunta l’elettronica _________ 20di Giuseppe Goglio
specialeIl test elettrico
I vantaggi del test _______________________ 24di Dario Gozzi
Test e programmazione on board ___________ 26di Piero Bianchi
L’automazione del laboratorio ______________ 29di Gianluca Pizzocolo
La quarta dimensione del collaudo
a sonde mobili __________________________ 32di Luca Corli
speciale prodottiTest in-circuit, funzionale
e ricerca guasti tutto in uno _______________ 36a cura di Luca Camertoni
▶ SOMMARIO - SETTEMBRE 2013
IN COPERTINA
Seica S.p.A., leader mondiale
nella progettazione, realizzazione,
vendita e supporto di ATE a sonde
mobili per il collaudo completo di
schede elettroniche è al passo con il
cambiamento ed ha recentemente
introdotto sul mercato una nuova
linea di ATE a sonde mobili
denominata Pilot4D, caratterizzati
da un elevato tasso d’innovazione e
di tecnologia all’avanguardia unici
nel loro genere. I modelli della linea
Pilot4D sono dotati di eccezionali
nuove prestazioni che consentono
di aumentare la velocità di test ed
il tasso di copertura guasti anche su
schede di tecnologia di ultimissima
generazione e rappresentano la
quarta dimensione dell’ATE flying
probe, dove il concetto di tempo
come risorsa preziosa è stato
esasperato alla quarta potenza.
SEICA SpA
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7PCB settembre 2013
oltre i pcbDal packaging tradizionale
al packaging ESD _______________________ 40di Lucio Crippa
(seconda parte)
Control Plan ESD ______________________ 44di Roberto Teppa e Cristiano Merlo
Sorgenti di innesco ESD
e atmosfere esplosive _____________________ 50di Alessandro Panìco
(seconda parte)
produzionePulizia è affidabilità ______________________ 56di Piero Bianchi
Prestazioni, protezione
e pulizia nelle lavorazioni laser _____________ 60di Luca Conte
Intelligence Repair Station ________________ 63di Michael Ford
(seconda parte)
Soluzioni termiche per 3-D IC,
package e sistemi ________________________ 68a cura dell ’Ufficio tecnico Ansys
(prima parte)
aziende & prodottiInnovazione e Made in Italy _______________ 74di Dario Gozzi
Crescere trasformandosi __________________ 78di Dario Gozzi
tabella fabbricantiProduttori di circuiti stampati in base
a logo di fabbricazione ___________________ 81
Anno 27 - Numero 7 - settembre 2013
www.elettronicanews.it
PROPRIETARIO ED EDITORE: Il Sole 24 ORE S.p.A.
SEDE LEGALE: Via Monte Rosa, 91 - 20149 Milano
PRESIDENTE: Benito Benedini
AMMINISTRATORE DELEGATO: Donatella Treu
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
DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma
CAPOREDAZIONE CENTRALE BUSINESS MEDIA: Claudio Bonomi, Patrick Fontana
REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione), Massimiliano Luce
CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi
UFFICIO GRAFICO: Elisabetta Delfini (coordinatore), Elisabetta Buda, Patrizia Cavallotti, Elena Fusari, Laura Itolli, Silvia Lazzaretti, Luciano Martegani,
Cristina Negri, Diego Poletti, Luca Rovelli, Walter Tinelli
SEGRETERIA DI REDAZIONE BUSINESS MEDIA: Anna Alberti, Donatella Cavallo, Rita Galimberti, Laura Marinoni Marabelli,
Paola Melis, Elena Palazzolo, Katia Simeone
COLLABORATORI: Piero Bianchi, Luca Camertoni, Luca Conte, Luca Corli, Lucio Crippa, Michael Ford, Giuseppe Goglio, Cristiano Merlo, Davide Oltolina,
Alessandro Panìco, Gianluca Pizzocolo, Roberto Teppa
SEDE OPERATIVA: Via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano) - Tel. 02 3022.1
UFFICIO TRAFFICO E PUBBLICITÀ: Tel. 02 3022.6060
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 conte-nenti dati personali relativi allo svolgimento di attività economiche ed equiparate per i quali si applica l’art. 24, comma 1, lett. d del D.Lgs n. 196/03, per inviarLe la rivista in abbonamento od in omaggio. Potrà esercitare i diritti dell’art. 7 del D.Lgs n. 196/03 (accesso, cancellazione, correzione, ecc.) rivol-gendosi al Responsabile del trattamento, che è il Direttore Generale dell’Area Professionale, presso Il Sole 24 ORE S.p.A., l’Ufficio Diffusione c/o la sede di via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano). Gli articoli e le fotografie, anche se non pubblicati, non si restituiscono. Tutti i diritti sono riservati; nes-suna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, memorizzata o trasmessa in nessun modo o forma, sia essa elettronica, elettrostatica, fotocopia ciclostile, senza il permesso scritto dall’editore. L’elenco completo ed aggiornato di tutti i Responsabili del trattamento è disponibile presso l’Ufficio Privacy, Via Monte Rosa 91, 20149 Milano. I Suoi dati potranno essere trattati da incaricati preposti agli ordini, al marketing, al servizio clienti e all’amministrazione e potranno essere comunicati alle so-cietà di Gruppo 24 ORE per il perseguimento delle medesime finalità della raccolta, a società esterne per la spedizione della Rivista e per l’invio di nostro materiale promozionale.
Annuncio ai sensi dell’art 2 comma 2 del “Codice di deontologia relativo al trattamento dei dati
personali nell’esercizio della attività giornalistica”.
La società Il Sole 24 ORE S.p.A., editore della rivista PCB Magazine rende noto al pubblico che esi-stono 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).
DIRETTORE EDITORIALE BUSINESS MEDIA: Mattia Losi
Associato a:
8 PCB settembre 2013
▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE
Azienda pag. Azienda pag. Inserzionisti pag.
A APEX TOOL ................................17
AREL ............................................81
ASM ASSEMBLY ..................IV COP.
C CABIOTEC ......................................4
F F.P.E. ...................................... 43-53
G G.L. .............................................27
H HILCO INDUSTRIAL .....................23
I I-TRONIK .....................................11
INVENTEC PERFORMANCE CHEMICALS ITALIA .............. II COP.
L LASERTECH .................................3
LA TECNIKA DUE ........................16
M MEG .............................................61
O OSAI ...................................... 38-39
P PACKTRONIC ........................... 9-15
PHOENIX CONTACT ....................19
PRODUCTRONICA 2013 ..............59
R RS COMPONENTS ............... III COP.
S SEICA ..................................... I COP.
T TECNOMETAL ....................... 77-81
W WIN-TEK ......................................13
Z ZUKEN .........................................35
A ABI Electronics ______ 36-37
Agilent ________________ 28
Agusta Westland _________ 14
Ansys __________________ 68
Apex Tool ______________ 62
B BMW _________________ 14
C Cap.Co ________________ 12
CONAI ________________ 43
Cruing Italy _____________ 14
E EES ________________ 74-77
Elektor ________________ 12
Ersa ___________________ 76
F FEFCO ________________ 41
Filtronic AB ____________ 62
Fluke __________________ 14
G Gruppo JEC ____________ 14
I IPSES ______________ 29, 31
E Lariodesk Informazioni _ 20-21
M Magna Electronics ____ 44-49
Mar-Ita _____________ 78-80
Mentor Graphics _____ 63, 77
Mydata _____________ 76-77
N National Instruments __ 30-31
O Officina Puricelli _________ 12
Omron _________________ 80
P PCB Technologies ____ 36-37
Peugeot-Citroën _________ 14
Politecnico di Milano __ 20-22
R RS Components _________ 12
S Scatolificio Crippa ____ 40, 43
Seica _____________32, 34-35
Siemens Plm ____________ 16
SPEA _________________ 18
T TIGER-VAC ________ 50-51
TI Service ______________ 12
W Weller ______________ 60-62
WemSy Lab ____________ 22
Y Yamaha ________________ 80
ISPEZIONI PIÙ ACCURATE E RAPIDE
RIDUZIONE DELLE FALSE CHIAMATE
OTTIMIZZAZIONE NELLA CLASSIFICAZIONE DEI DIFETTI
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Con BF-3Di il sistema AOI diventa uno strumento di misura che fornisce dati inequivocabili; grazie infatti alla misura dell’altezza dei componenti e delle saldature presenti sul PCB, BF-3Di combina analisi 2D e 3D sorpassando i limiti tipici della mera analisi 2D e dei sistemi con telecamere inclinate.
SAKI BF-3Di Benvenuti nella
TERZA DIMENSIONE
Saki BF-Tristar IIIspezione otticatop/bottom in contemporanea
Renderizzazione 3D e immagine 2D con grafico delle altezze dei pin per il massimo controllo.
Saki BF-X2Ispezione ottica3D a raggi X
Saki BF-SiriusIspezione otticada banco
Saki BF-Comet10Ispezione otticada banco
LE ALTRE SOLUZIONI PER L’ISPEZIONE PCB:
NOVITÀ NOVITÀ
10 PCB settembre 2013
Data e luogo Evento Segreteria
4-6 settembre
New DelhiIndia
electronica India 2013 Messe München GmbHMessegelände - 81823 Monaco - Germania
Tel.: +49 89 94.92.07.20 - Fax: +49 89 94.92.07.29
4-6 settembre
TaipeiTaiwan
SEMICON Taiwan 2013 Hs inchu11F-2, Taiyuan 1st St., Zhubei City,
30265, Hsinchu County - Taiwan
Tel: + 886 3 56.01.777 - Fax: + 886 3 56.01.555
4-6 settembre
ErlangenGermania
26th IEEE International SoC
Conference
IEEE SOC Conference19803 Laurel Valley Place
Montgomery Village, MD 20866 - USA
Tel.: +1 301 52.70.900 x3 - Fax: +1 301 52.70.994
10-12 settembre
Chandler, AZUSA
IPC Conference on
Component Technology:
Closing the Gap in the Chip
to PCB Process
IPC - Association Connecting Electronics Industries3000 Lakeside Drive, 309 S,
Bannockburn, IL 60015 - USA
Tel. +1 847 61.57.100 - Fax +1 847 61.57.105
24-26 settembre
Santa Clara, CAUSA
PCB West 2013 UP Media Group, Inc.2400 Lake Park Drive, Suite 440 - Smyrna, GA 30080 - USA
Tel. +1 678 58.98.800 - Fax +1 678 58.98.850
www.upmediagroup.com - [email protected]
▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI
Piano editoriale 2013Gen.-Feb. Sistemi di saldaturaMarzo Il test funzionaleAprile L’ispezione in elettronica: AOI, AXI e SPIMaggio L’allestimento di impianti di produzione e di laboratori
elettroniciGiugno Problematiche ESDLug.-Ago. Pcb embeddedSettembre Il test elettrico Ottobre Il software di progettazione e produzioneNovembre Speciale ProductronicaDicembre Circuiti stampati: materiali e tecnologie
SpecialiGuida all’acquisto 2013-2014
La pratica pubblicazione annuale di PCB Magazine che raccoglie in un unico prodotto tutti i dati delle aziende che, in Italia, operano nel settore della produzione, della distribuzione elettronica e dei circuiti stampati.
Focus
Sistemi di lavaggio: lo stato dell’arte; sistemi di rework: tecnologie e prodotti; normative e standard; il punto sulle Pick & Place; minacce nascoste: umidità e temperatura; la strumentazione di laboratorio.
Editorial plan 2013Jan.-Feb. Soldering SystemsMarch Functional TestApril Inspection: AOI, AXI, SPIMay Manufacturing Plants and Laboratory
OrganizationJune ESD IssuesJul.-Aug. PCB EmbeddedSeptember Electrical testOctober Design and Manufacturing SoftwareNovember Productronica: Special IssueDecember PCB: Materials and Technologies
SpecialBuyers’ Directory 2013-2014
The PCB Magazine special guide that provide essential information on companies that operate in Italy in electronics field and pcb manufacturing.
Focus
The Cleaning State of the Art; Rework: Products and Technologies; Standards and Norms; Pick & Place; The Hidden Thrests: Moisture and Temperature; Laboratory Instruments.
12 PCB settembre 2013
▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI a cura di Silvia Lucchi e Massimiliano Luce
RS Components ha
ampliato la propria
piattaforma online
DesignSpark con una
nuova area open-source:
‘DesignShare’.
Lo scopo di ‘DesignShare’
è quello di dare spazio a
progetti e di incoraggiare
la condivisione, la
collaborazione e la
discussione di concept e
idee in fase progettuale
fra tutti i membri della
community. Sviluppata in
collaborazione con Elektor,
uno dei più importanti
magazine nell’ambito della
progettazione elettronica,
la nuova area ‘DesignShare’
è visualizzabile sul sito
www.designspark.com ed è
divisa in due sezioni: ‘Idee’ e
‘Progetti’.
La sezione ‘Idee’ offre ai
membri di DesignSpark
la possibilità di postare
le proprie idee per un
nuovo progetto, avviare
una discussione, invitare
gli altri membri a lasciare
un commento. Le idee
più commentate o con i
punteggi più alti verranno
RS presenta “Design Share”
sviluppate dai progettisti
di Elektor. Durante tutte
le fasi del lavoro (brief,
proposta, progettazione,
prototipizzazione, test
& valutazione) gli asset
verranno caricati su Design
Spark e condivisi con la
community di utenti.
Nell’area ‘Progetti, gli utenti
troveranno tutti i progetti
disponibili, “taggati” con le
parole chiave più importanti
per facilitare la ricerca. Le
pagine relative ai singoli
progetti includono dettagli
su come sta procedendo il
lavoro in ognuna delle sue
fasi, una serie di asset per
permettere di riprodurre lo
stesso progetto anche ad
altri utenti: schemi pcb, file
di layout per DesignSpark
PCB, disegni tecnici,
meccanici e file CAD.
Sul sito RS, esiste inoltre
un plug-in che permette
agli utenti di acquistare
direttamente il kit di tutti i
componenti.
Per i progetti in ambito
professionale, che
necessitano di avere piu
confidenzialità, c’è un’opzione
‘privacy’ che permette di
limitare gli accessi ad una
cerchia ristretta di persone.
Tutti i progetti visibili
pubblicamente sono invece
disponibili in modalità open
source e possono essere
scaricati gratuitamente.
RS Components
it.rs-online.com/web
www.designspark.com
H anno chiuso il bilancio
aggregato 2012 a
quasi 5 milioni di euro e
le prospettive per l’anno
in corso sono eccellenti:
sono le piccole realtà che
hanno dato vita a un polo di
produzione e servizi legato al
settore d’impiego del titanio,
materiale dalle molteplici
applicazioni in lavorazioni
industriali all’avanguardia,
dall’aerospaziale al medicale,
passando per il petrolchimico
e altri ambiti manifatturieri
trainanti. “La Cap.Co si
occupa di commercializzare
il titanio, la TI Service
effettua un servizio di
taglio, saldatura e altre
attività accessorie, mentre
l’Officina Puricelli gestisce
le lavorazioni meccaniche
per la fabbricazione di
macchine utensili”, racconta
Manola Ghilardelli, sales
manager di Cap.Co. Come
nasce un’aggregazione di
questo tipo? “Ci siamo messi
insieme di recente perché
la nostra azienda era stata
contattata da un cliente
belga che aveva bisogno di
una fornitura particolare di
titanio; abbiamo provato a
collaborare con la TI Service
Il Titanio vale 5 M di Europer poter soddisfare questa
commessa e la cosa ha
funzionato”. Le tre aziende
operano ancora in modo
autonomo sul mercato e il
contratto di rete è ancora
un passo prematuro, “ma
abbiamo capito che in
determinate operazioni
possiamo operare insieme
offrendo al cliente un
servizio completo, dalla
lavorazione all’eventuale
fabbricazione o saldatura,
fino alla lavorazione
meccanica. In questi casi
lavoriamo già in una logica
di rete senza formalizzazioni,
e stiamo progressivamente
cercando di consolidare
questo rapporto”, aggiunge la
Ghilardelli. Il punto di forza
del trio imprenditoriale resta
la capacità di servire in modo
personalizzato il comparto
industriale nelle sue diverse
branche, soprattutto clienti
italiani che lavorano anche
con l’estero, anche per
compensare le continue
fluttuazioni di ordinativi
di un mercato sempre in
fibrillazione.
Cap.Co
www.capcotitanium.com
14 PCB settembre 2013
F luke lancia sul
mercato Fluke 190
Series II 500 MHz
ScopeMeter Test Tool,
il primo oscilloscopio
portatile, dalla struttura
robusta e a tenuta, capace
di raggiungere i 500
MHz a una velocità
di campionamento
reale di 5 GS/s, senza
ripercussioni su classe
di sicurezza, resistenza
o durata della batteria.
Ora i professionisti che
si occupano di ricerche
guasti su dispositivi
elettronici potranno
contare su un oscilloscopio
ad alte prestazioni con
una larghezza di banda e
una risoluzione in grado
di acquisire praticamente
qualsiasi segnale.
Il modello a due canali
190-502, l’ultimo arrivato
della serie 190 II, off re una
larghezza di banda da 60,
100, 200 e, ora, 500 MHz.
L’elettronica high-
tech degli odierni
Oscilloscopio portatile innovativo
dispositivi medicali,
di comunicazione, di
navigazione e militari
opera normalmente a
velocità elevate, per cui
richiede una larghezza
di banda notevole. Per
ottenere una corretta
visualizzazione delle forme
d’onda con contenuti
ad alta frequenza,
come gli impulsi di
sincronizzazione, è
necessaria una larghezza
di banda di almeno cinque
volte superiore alla velocità
di sincronizzazione del
sistema in prova.
La velocità di
campionamento a 5 GS/s,
o 200 pico secondi, del
Fluke 190-502 consente
di visualizzare forme
d’onda sconosciute, come
transitori, rumore e suoni
indotti o rifl essioni. Gli
strumenti di misura
ScopeMeter della
serie190 II comprendono
funzioni innovative, come
ScopeRecord, TrendPlot,
trigger avanzato e
misurazioni automatiche,
tipiche degli oscilloscopi
ad alte prestazioni. La
classe di sicurezza della
serie 190 II in base agli
standard IEC 61010 è
1000 V CAT III/ 600 V
CAT IV, per cui è possibile
eff ettuare misurazioni da
1 mV a 1000 V in tutta
sicurezza.
Fluke
www.fluke.com/fluke/itit/home
Un diamante nel futuro dell’elettronica
Il Bel Paese ha un
primato nell’innovazione
tecnologica, fi rmato da
Cruing Italy: l’azienda
abruzzese, che dal 1964
produce utensili da taglio
di precisione in diamante
policristallino, ha infatti
ricevuto a Parigi il Jec Europe
Innovation Award 2013, il
premio che il Gruppo Jec, la
più grande organizzazione
mondiale dell’industria
aeronautica, conferisce
annualmente alle imprese che
si sono contraddistinte per le
loro innovazioni nel settore
dei materiali compositi.
Un riconoscimento
prestigioso che la Cruing,
unica azienda non
partner a essere premiata
tra le italiane, si è vista
assegnare per la categoria
Meccanica e Utensili,
accanto a importanti realtà
internazionali del calibro
di Bmw Group, Peugeot-
Citroen e Agusta Westland.
La giuria ha premiato il
sistema Aerotech, una
soluzione di strumentazione
ideata dalla Cruing per
evacuare le particelle calde
di polvere prodotte durante
le operazioni di taglio, che
ha ottenuto il brevetto
europeo. Quest’applicazione
è provvista di un sistema di
raff reddamento ad aria in
grado di ridurre effi cacemente
e fortemente le temperature
di lavorazione, permettendo
così di ricorrere al taglio
a secco degli elementi in
composito e costituendo
una valida alternativa alla
lavorazione con refrigeranti
(taglio umido). Il sistema
garantisce una buona fi nitura
dei bordi e l’impedimento
della delaminazione del
materiale. Con Aerotech,
la Cruing ha intrapreso
contemporaneamente un
cammino su tre piani di
sviluppo e miglioramento:
la salute, la sostenibilità
ambientale e il risparmio.
L’innovazione, infatti,
eliminando l’uso di
refrigeranti chimici, preserva
il lavorante da patologie cui
altrimenti sarebbe soggetto,
come malattie della cute,
dell’esofago e carcinomi
polmonari. L’ambiente di
lavoro risulta dunque più
pulito, senza impatti negativi
sull’ecosistema. Diminuendo,
inoltre, la necessità di
utilizzo di aria compressa,
Aerotech permette anche
di risparmiare energia, con
ricadute positive sul territorio.
Un’estensione alle
applicazioni della lavorazione
elettronica è senz’altro
auspicabile.
Cruing Italy
www.cruing.com
Costi? Eccellenza. Guadagno!
Come si possono sostanzialmente ridurre i costi di produzione? Le macchine e i sistemi Ersa definiscono gli standard di settore in termini di tecnologie flessibili, risparmio energetico ed eco sostenibilità. Il disegno modulare permette soluzioni personaliz-zate e sostenibili e rappresenta la base per l’incremento della profittabilità nella vostra produzione elettronica.
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Gestione, controllo e condivisione di dati CAD
S iemens ha presentato
un’innovativa
soluzione per la
gestione dei dati di
prodotto (PDM) di
facile implementazione,
basata sul software
Teamcenter, concepita
per snellire il processo
di sviluppo dei prodotti
consentendo alle aziende
di trovare velocemente,
condividere e riutilizzare
le informazioni relative ai
propri prodotti.
La confi gurazione Rapid
Start off re Teamcenter,
il portafoglio PLM più
diff uso al mondo per
la gestione digitale del
ciclo di vita del prodotto,
con un’implementazione
PDM preconfi gurata.
Teamcenter Rapid Start
rappresenta il passo
successivo nell’evoluzione
di Teamcenter Express,
off rendo alle aziende
una soluzione rapida
e priva di rischi per
realizzare fi n dal primo
giorno i vantaggi del
PDM, proteggendo
al tempo stesso il loro
investimento tecnologico.
La soluzione utilizza lo
stesso codice sorgente
di Teamcenter cosi da
proporre un agevole
percorso di crescita verso
un’implementazione
PLM completa.
Teamcenter Rapid Start
off re funzionalità per la
gestione di dati multi-
CAD che consentono
alle realtà manifatturiere
di gestire, controllare e
condividere, in modo
effi ciente ed effi cace, i
dati di progettazione
meccanica (CAD)
lungo tutto il ciclo di
sviluppo e la supply chain.
Teamcenter Rapid Start
è in grado di gestire i
dati delle soluzioni CAD
più diff use, fornendo
una vista unifi cata di
tutte le informazioni
relative a un prodotto.
Unite alle funzionalità di
visualizzazione, queste
funzioni contribuiscono
a ottimizzare la
collaborazione, aiutando
le aziende a prendere
decisioni più effi caci che
si traducono in prodotti
migliori.
Teamcenter Rapid
Start gestisce inoltre
le attività e i processi
quotidiani con fl ussi di
lavoro preconfi gurati
basati su best practice
consolidate per le
modifi che e il rilascio
dei prodotti. Questi
processi aumentano
l’effi cienza per garantire
il rispetto degli obiettivi
e delle tempistiche di
ogni progetto. I clienti
di Teamcenter Express
hanno la possibilità di
sostituire le loro attuali
licenze con quelle
equivalenti di Teamcenter
Rapid Start.
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18 PCB settembre 2013
Sistema automatizzato di riparazione schede
S istemi di collaudo
a sonde mobili
protagonisti nel primo
impianto automatico
d’Europa dedicato
alla riparazione e al
de-manufacturing delle
schede elettroniche,
una rivoluzione nel
campo del recupero
funzionale dei prodotti
elettronici guasti e dei
materiali preziosi in essi
contenuti.
Si tratta di un Flying
Probe 4060 di SPEA
il sistema scelto dal
CNR per collaudare
in automatico le
schede elettroniche
nello sperimentale
impianto pilota “De-
Manufacturing”, la
prima infrastruttura
automatizzata dedicata
allo smontaggio,
al collaudo, alla
riparazione e
all’eventuale riciclo delle
schede elettroniche
guaste di ritorno dal
campo. Un progetto
altamente innovativo
realizzato dall’ITIA-
CNR in collaborazione
con il Politecnico di
Milano, che vanta
la partecipazione di
alcune delle aziende
tecnologicamente più
avanzate d’Europa.
L’impianto è strutturato
in tre celle: cella di
disassemblaggio schede
elettroniche, cella di
analisi, riparazione
e collaudo, cella di
recupero materiali. Per
la cella di diagnosi e
riparazione i ricercatori
hanno scelto il sistema
Flying Probe 4060,
l’unico tester in grado
di garantire quelle
caratteristiche di
fl essibilità, capacità di
misura ed economicità
del test richieste.
Questi fattori sono stati
ritenuti indispensabili
alla buona riuscita del
progetto in quanto
l’impianto, nella sua
applicazione industriale,
dovrà diagnosticare e
riparare in automatico, e
con costi estremamente
ridotti, un’ampia
gamma di pcb di
ritorno dal campo
con caratteristiche
e funzionalità
profondamente diverse
le une dalle altre.
Come funziona
l’impianto
“De-Manufacturing”
La scheda elettronica
viene disassemblata dal
prodotto meccatronico
in cui era alloggiata
tramite robot assistiti, e
caricata all’interno del
sistema a sonde mobili
per mezzo di una linea
automatica. A questo
punto il Flying Probe,
senza alcun intervento
di operatori, esegue
la diagnosi del pcb,
individuando i difetti
sui componenti o i
difetti di connessione
del circuito stampato
che hanno causato il
malfunzionamento della
scheda.
Qualora il danno sia
riparabile, il sistema
Flying Probe SPEA
invia la scheda alla
stazione di riparazione.
Riparato il danno,
la scheda ritorna
al sistema Flying
Probe, che ne esegue
il collaudo completo
e certifi ca l’avvenuta
riparazione.
Nel caso in cui la
riparazione non sia
invece possibile, la
scheda viene inviata
alla cella di recupero.
La componentistica
di valore (si pensi ai
BGA) viene smontata
in automatico ed
alloggiata in appositi
magazzini, per essere
riutilizzata.
Il resto della scheda
viene invece triturato
con diversi passaggi
di raffi nazione, fi no
ad estrarne i minerali
e materiali preziosi.
Una scheda a circuito
stampato può contenere
fi no al 20% in peso
di rame e fi no a 250
grammi a tonnellata
di oro, oltre a altri
materiali nobili e terre
rare di elevato valore
economico. Una
soluzione sostenibile
e redditizia all’annoso
e tuttora irrisolto
problema degli e-waste:
milioni di tonnellate
di schede elettroniche
rotte che ogni anno
giungono nei Paesi
in via di sviluppo
per essere smaltite e
riciclate con pratiche
improprie e dannose per
la salute e l’ambiente,
come l’incenerimento a
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20 PCB settembre 2013
Tra lago e monti spunta l’elettronica
di Giuseppe Goglio
I piccoli numeri della provincia di Lecco celano un territorio dove non mancano le eccellenze, con il fiore all’occhiello di un Polo di ricerca i cui risultati valicano i confini
▶ ATTUALITÀ - PROVINCE E INNOVAZIONE
P er dare valore a un settore
produttivo, la presenza radi-
cata nel territorio è un fattore
fondamentale, dal quale scaturisco-
no competenze diffuse, accumulo di
esperienza e maggiore competitività
su larga scala. Anche quando questo
elemento non è tuttavia così marcato,
gli spazi per emergere non mancano.
Dall’osservazione attenta di ciò che
offre la geografia della zona e dal-
la ferma volontà di valorizzare ogni
risorsa disponibile, accompagnata da
una buona dose di spirito di iniziativa,
può nascere uno scenario decisamente
interessante, dove a scapito di numeri
all’apparenza contenuti emerge una
realtà tutta da scoprire e dalla quale
trarre ispirazione.
Così si presenta Lecco, una zona po-
co estesa dal punto di vista della super-
ficie, per buona parte coperta di mon-
tagne, all’apparenza poco propensa allo
sviluppo di un forte comparto dell’elet-
tronica, capace invece di prendere spun-
to da questi elementi per una combina-
zione tanto unica quanto efficiente. “Da
noi la parte del leone è ricoperta dalla
meccanica – spiega Riccardo Bonaiti,
Presidente di Lariodesk Informazioni
(Azienda Speciale Camera di
Commercio di Lecco) e Consigliere ca-
merale -, ma l’elettronica è un compar-
to capace di denotare una buona tenu-
ta a livello strutturale, pur restando di
nicchia. In assoluto, comunque, le per-
centuali restano contenute, circa 700 di-
pendenti, lo 0,1% del patrimonio com-
plessivo del territorio”.
Più precisamente, nel Registro delle
Imprese della Camera di Commercio
di Lecco, secondo dati Stock View
– Banca dati Infocamere, al 30 giu-
gno 2013 risultano iscritte comples-
sivamente 33.898 attività produttive,
di cui 30.769 attive. Alla stessa data,
le aziende che operano nel comparto
dell’elettronica sono 38 (28 sedi legali
e 10 localizzazioni), pari allo 0,1% del
totale (percentuale identica a quella
italiana e lombarda) e, a fine dicem-
bre 2011, occupavano 781 dipendenti
(0,7% del totale).
A Lecco ha sede un Polo territoriale del Politecnico di Milano, fiore all’occhiello nel campo della ricerca e dell’attività scientifica
21PCB settembre 2013
Rispetto al fine giugno 2011 il nu-
mero delle localizzazioni è calato del
13,6% (da 44 a 38 unità), contro il
-13,8% lombardo e il -11,2% naziona-
le (da 1.275 a 1.099 le imprese nella no-
stra regione e da 3.945 a 3.501 quelle
nazionali). “Il livello occupazionale è in
linea con le tendenze globali – sottoli-
nea Bonati -. Se fino a qualche anno fa
potevamo considerarci un territorio fe-
lice con un tasso di disoccupazione fi-
siologico, oggi i numeri preoccupano,
soprattutto per la situazione giovanile”.
In dettaglio, negli ultimi due an-
ni le sottocategorie Fabbricazione di
schede elettroniche assemblate e la
Fabbricazione di diodi, transistor e re-
lativi congegni elettronici hanno evi-
denziato un incremento delle localiz-
zazioni attive (rispettivamente di 4 e di
1 unità), mentre tutti gli altri compar-
ti hanno registrato un calo del nume-
ro delle localizzazioni (in particolare la
Fabbricazione di altri componenti elet-
tronici -9 unità).
Rispetto al 2009, il numero degli
addetti del comparto elettronica è ri-
masto pressoché invariato (da 787 a
781 addetti, -0,8%). La sottocatego-
ria Fabbricazione di componenti elet-
tronici e schede elettroniche ha evi-
denziato un incremento di 36 addet-
ti e la Fabbricazione di schede elettro-
niche assemblate di 9 unità. Il numero
dei dipendenti, invece, è cresciuto di 6
unità (da 748 a 754 unità, +0,8%), con-
tro un calo di oltre 300 unità (-2,4%) in
Lombardia.
Cifre che in assoluto non sembra-
no destare preoccupazione, meritano
invece attenzione a livello locale, dove
il cambiamento di scenario in atto è di
quelli inediti. “Dall’inizio della crisi si
sono sviluppate dinamiche dalle quali
si prevedono solo aumenti nei volumi
e non più nell’occupazione – commen-
ta Bonati -. Se e quando la ripresa ar-
riverà, al momento non si prevede co-
munque una crescita nell’impiego e per
questo ci serve una legislazione sul la-
voro in grado di percepire gli adegua-
menti indotti dalla globalizzazione, co-
sì da permetterci di stare al passo con
gli altri Paesi”.
La situazione di rischio era peraltro
già stata segnalata da tempo. Chi segue
da vicino le realtà produttive del terri-
torio aveva colto per tempo i segnali di
un malessere che se affrontato per tem-
po avrebbe avuto ripercussioni decisa-
mente più limitate. Ora invece la re-
altà è ben diversa. “Ci troviamo in un
momento dove la competitività e la ca-
pacità di innovazione sono penalizza-
te da dimensione ridotta delle aziende
– prosegue Bonati -. Le eccezioni tut-
tavia non mancano e proprio il setto-
re dell’elettronica può vantarne una.
Elemaster è quella che definirei un ot-
timo esempio di multinazionale tasca-
bile del territorio, capace di compie-
re nello spazio di una generazione un
percorso eccezionale in un settore mol-
to difficile”.
Punto forte di questa azienda con se-
de a Lomagna è la capacità di combi-
nare efficienza e innovazione e proporsi
come soggetto in grado di realizzare un
progetto completo dall’ordine fino alla
consegna, garantendo quindi standard
qualitativi e tempi. “Per il resto, possia-
Cesare Alippi, docente presso il Polo territoriale di Lecco del Politecnico di Milano
Riccardo Bonaiti, Presidente di Lariodesk Informazioni
Coniugando formazione e necessità territoriali, la provincia di Lecco sta seguendo la via dell’innovazione a chilometro zero
22 PCB settembre 2013
mo contare su micro imprese
o aziende artigiane, dove co-
noscenze tecniche e capacità
dell’imprenditore sono il ca-
vallo di battaglia – riprende
Bonati -. Mi chiedo però fi-
no a quando tali caratteristi-
che riusciranno a restare ele-
menti positivi e non diventa-
re invece dei limiti”.
La preoccupazione au-
menta, infatti, di fronte
all’incertezza sulla perma-
nenza a lungo termine dei
punti di forza del settore.
“Mantenere l’intero proces-
so produttivo in casa è frut-
to sì della dimensione, come
anche della capacità di ade-
guarsi, individuando i cicli di lavorazio-
ne utili a compensare i costi di mano
d’opera e di energia – conclude Bonati
-. Nonostante riusciamo a mantenere
un livello tecnico capace idi garantirci
credito verso tanti Paesi, non so quanto
potrà durare se queste aziende non ver-
ranno assecondate”.
Un Polo di attrazione di cui essere fieri
Oltre alla caparbietà tipica della zo-
na messa in campo dagli imprenditori
insieme a spirito di iniziativa e compe-
tenze, il vero fiore all’occhiello di Lecco
è una presenza istituzionale nel cam-
po della ricerca e dell’attività scientifica,
fortemente voluto sul territorio scom-
mettendo su una conformazione favo-
revole e guadagnata sul campo nel cor-
so degli anni.
Nella città sul lago, infatti, si trova
un Polo territoriale del Politecnico di
Milano, per un progetto mirato alla re-
alizzazione di sistemi per il monitorag-
gio ambientale. “Il laboratorio WemSy
Lab si occupa della progettazione, re-
alizzazione e messa in campo di siste-
mi embedded per il monitoraggio am-
bientale – spiega il Professor Cesare
Alippi, del Polo territoriale di Lecco del
Politecnico di Milano e responsabile del
laboratorio -. Lo scenario lecchese si è
rivelato ideale per le problematiche le-
gate a frane, ribaltamenti rocciosi e sci-
volamenti”.
Argomenti all’apparenza lontani dal
mondo dell’elettronica sono invece stati
capitalizzati al meglio per farne un pun-
to di riferimento. “Nell’ambito dello svi-
luppo di un sistema dedicato al control-
lo e alla prevenzione, è chiaro quanto un
laboratorio di questo tipo sia importan-
te, perché siamo molto vicini all’oggetto
del nostro desiderio – sottolinea Alippi
-. Realizziamo sistemi dedicati per ap-
plicazioni specifiche, dalla componente
elettronica al supporto informatico, fi-
no alla parte di comunicazione remota”.
WemSy Lab non si limita alla fase di
rilevamento. Le potenzialità dei com-
ponenti sviluppati vanno infatti oltre.
“Mettiamo a punto sistemi con la pos-
sibilità di interagire con gli ambienti nei
quali si trovano e rispondere agli stimoli
in modo autonomo – aggiunge Alippi -.
Al rilevamento di un potenziale rischio,
si attiva una parte cognitiva di intelli-
genza artificiale per capire se si tratti ef-
fettivamente di un evento rilevante op-
pure di un falso positivo”.
Spesso, il passaggio dal la-
boratorio all’applicazione
presenta degli ostacoli di or-
dine pratico. Anche in que-
sto caso, il sistema lecchese ha
saputo chiudere il cerchio, a
vantaggio sia della propria at-
tività di ricerca sia dell’econo-
mia locale. “Ci appoggiamo a
Res.En., una piccola start-up
incubata dal Polo grazie alla
quale possiamo ingegneriz-
zare l’ultimo miglio - ripren-
de Alippi -. Noi mettiamo a
punto il progetto e passiamo
a loro la fase di realizzazione e
di inserimento all’interno dei
sistemi collocati fisicamente
sui luoghi da monitorare”.
Un perfetto esempio di ciclo pro-
duttivo completo, dall’idea alla messa
in opera, nell’ambito di un sistema che,
in linea con le ultime tendenze si può
definire a chilometro zero, con benefici
locali in tutte i passaggi. L’unico aspet-
to disposto a varcare i confini è la pro-
spettiva di sviluppi futuri. “Sono tutte
competenze nate nel lecchese sulla base
di necessità locali – conferma Alippi -.
Parliamo però di applicazioni che pos-
sono essere tranquillamente esportate e
realtà come Elemaster lo hanno già di-
mostrato. Le prospettive non mancano,
bisogna però mettersi in testa che ap-
plicare l’intelligenza a un qualsiasi og-
getto è la migliore possibilità per rie-
mergere”.
Anche in questo, il Polo del
Politecnico ha già indicato una via. “Di
recente un mio dottorando ha studiato
come inserire intelligenza in un oggetto
all’apparenza banale quale un martello
– conclude Alippi -. Ha analizzato ma-
teriali diversi per capire come potesse-
ro attenuare l’energia dell’urto e ridurre
l’impatto sul polso. Un esempio molto
semplice di come un elemento a basso
valore aggiunto possa trarre giovamento
da sistemi elettronici, diventando invece
un oggetto degno di attenzione”.
Il Polo territoriale del Politecnico di Milano rappresenta un progetto mirato alla realizzazione di sistemi per il monitoraggio ambientale
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AOI – Ispezione Ottica Automatica(2) Orbotech Spiron 8800 Avip (2004)•Orbotech Spiron 8800 Vip (2004)•Orbotech Spiron 8800 (2004)•(2) Orbotech Inspire 9060-I (2000)•(2) Orbotech IS-9060-AR (1999/2000)•(3) Orbotech VRS-4 LI (1999/2000)•(2) stereoscopi Orbotech VRS 4 (1999)•(2) Orbotech VRS-4I (1999)•Orbotech VRS-4 M (1998)•Orbotech Visa Pro VRS-4I (1998)•
Test ElettricoMacchine di Test a Sonde Mobili ATG A2/16, A2/16a,•
A2/12(2) Macchine di Test E/Finger ATG A2020 ACCUR•(Aggiornate al 2011)(2) Macchine di Test E/Finger ATG A2000 •Tester Hi-Pot Adaptronic KT630 & KT638•Sistemi di Controllo d'Impedenza Polar CITS900S4 & •CITS500s Sistemi di Ispezione Ottica Leica &
Marzhause Wetzlar
Generazione Circuitale(2) PCB Processors Della Hope EG 751 (2011)•(2) Plotter Barco Silverwriter MF/860 (2000)•Orbotech PT14 Micro Film AOI•Microvision ACM 2000 3D CMM•Mycrona Magnus I 600 3D CMM•
AttrezzisticaMacchine Fresatrici Deckel FP4NC & FP3•Centro Profilatura Schaublin and Weisser Heilbronn•Piegatori e tagliatori RAS•Pialla Geibel & Hotz FS40C•Sega Circolare Kaltenbach TL350•Sistemi di saldatura Eurotronic TIG & MIG•Una grande quantità di parti di Ricambio per Macchine •Compresi Motori, Cuscinetti, Scatole d'Ingranaggi ecc.
ServiziCompressori d'Aria Atlas Copco ZR4, (3) ZR3•Macchine d'Asciugatura Atlas Copco FD280 &•MD4 HPSMacchina d'Asciugatura Sabroe Boreas 460•Filtri Presse MSE, Schenk & Ntzsch•Muletti Jungheinrich & Still•Sistema di Imballaggio a Schiuma•Speedy Packer SP3 (2004)Sigillatori a Vuoto Inauen-Maschinen•Tunnel per Termoretraibili Kallfass KC8060/650 & 600•Stampanti di Etichette Zebra•Un grande quantità di Materiali per l'Ufficio•Cucina e Mensa Commerciale Completa•
Equipaggiamenti Elettrici(più di 15) Set di Trasformatiori 12 KV-1,1 KV•da 630 a 1250 KVAGeneratore MAN AR125D15000 125 KVA•Generatore Ruotato Vanguard D+E9BSV 9KVA V-Twin•
Immagazzinamento(più di 25) Sistemi Automatici a•Carousel d'Immagazzinamento(più di 200) Full Height Boltless Racking Bays•(più di 1000) Stacking Board Trays•
24 PCB settembre 2013
I vantaggi del test
di Piero Bianchi
Per assicurare che il dispositivo elettronico soddisfi le aspettative del cliente, come minimo deve essere collaudato in tutte le funzioni che le soddisfano. Avere uno strumento di test veloce e preciso si trasforma inequivocabilmente in un vantaggio economico
▶ SPECIALE - IL TEST ELETTRICO
D alla sua introduzione il test
elettrico è stato il principa-
le punto di riferimento per
produttori e assemblatori che hanno
avuto l’esigenza di verificare la qualità
delle schede prodotte a fine ciclo pri-
ma di immetterle sul mercato. Il ruolo
dei sistemi di test è cambiato negli
anni assecondando le esigenze dei
nuovi prodotti che si andavano affac-
ciando al mercato. Utilizzare il giusto
sistema di test permette di esegui-
re indagini accurate e di raccogliere
informazioni utili al processo.
Negli anni i processi sono cambia-
ti e di conseguenza i vecchi concetti
di test sono stati rivisti. Ogni tipo di
test eseguito sul pcb deve essere mira-
to a uno specifico obiettivo, ogni mi-
sura eseguita oltre lo stretto necessa-
rio è uno spreco economico.
C’è una moltitudine di schede elet-
troniche, che si differenziano per ap-
plicazione e tecnologia: digitali, ana-
logiche, miste (con differente prepon-
deranza di tecnologia), con più o me-
no elementi di potenza a bordo. Così
ci sono più soluzioni di test.
Nel fare una selezione il primo cri-
terio di valutazione è la dominante
tecnologica, il secondo riguarda i vo-
lumi. In funzione della tipologia del
componente sono scelti gli strumenti
che il sistema di test deve avere a bor-
do, in relazione ai volumi che deter-
minano la flessibilità di un program-
ma e la velocità di esecuzione, si sce-
glie tra l’adozione del letto d’aghi o
del sonde mobili.
I sistemi ATE (acronimo abbrevia-
to di General Purpose Automatic Test
Equipment) sono entrati ad integra-
re il flusso di processo con l’evidente
vantaggio di poter definire la qualità
del processo piuttosto che il livello di
difettosità delle schede.
Le informazioni generate dal siste-
ma di test sono tradotte da informa-
zioni sulle difettosità del pcb in in-
formazioni sulla difettosità del pro-
cesso, utilizzando i dati collezionati
per affinare la messa a punto del pro-
cesso produttivo stesso, prevenendo
in tempo reale ogni possibile deriva,
causa di difettosità. Si ottiene il du-
plice vantaggio del risparmio econo-
mico dovuto all’azione di prevenzio-
ne e dell’ottimizzazione dei flussi di
processo.
Il grande patrimonio di conoscen-
za acquisita diventa fondamentale per
prevenire e abbattere l’incidenza dei
difetti fino a ridurli al minimo fisio-
logico. La capacità di intercettazione
sommata alla velocità di intercetta-
zione genera valore economico, infatti
la capacità di individuare un maggior
numero di guasti rende il processo più
economico.
Le aziende che hanno il coraggio
di investire anche in periodi di ristret-
tezze economiche in attrezzature di
collaudo, mirando alla competitivi-
tà, e usualmente vogliono acquista-
re il meglio disponibile sul mercato.
Per quanto riguarda i sistemi di test
si parla di sistemi ad elevate presta-
25PCB settembre 2013
zioni, dotati di strumentazione accu-
rata e veloce, di modularità, ovvero di
sistemi che partono con configurazio-
ne dal costo contenuto, ma che pos-
sono crescere alle più alte prestazio-
ni disponibili.
Le motivazioni del collaudo
Ci sono diversi contesti produttivi
che richiedono scelte di test differen-
ti. In un ambito con produzione di al-
ti volumi, dove gli errori di processo
sono contenuti, spesso si ricorre a un
test funzionale, mentre per produzio-
ni con molti codici e bassi volumi è
preferibile la scelta di un AOI seguito
da un sistema di test funzionale.
Non tutti i difetti, per quanto re-
ali, sono rilevabili nell’ispe-
zione o col test elettrico. Un
componente rotto lo si indi-
vidua immediatamente a vol-
te con la sola ispezione, a vol-
te col test elettrico; nel caso
abbia solo difetti nascosti, co-
me per esempio un conden-
satore in perdita, non è facil-
mente intercettabile. Se arriva
in campo può nel tempo tra-
sformarsi in una vero e pro-
prio guasto.
Esiste una casistica fisiolo-
gica di potenziali guasti e di-
fetti la cui presenza può esse-
re ipotizzata con lo schema
elettrico alla mano. L’ingegneria di
collaudo presuppone la stesura di un
elenco dei problemi e di dove e come
coprirli con le tecniche di test. La te-
stabilità di un prodotto è la semplicità
con la quale una scheda o un disposi-
tivo possono essere verificati con l’at-
teso grado di precisione.
Le aziende non possono permet-
tersi di avere clienti che ricevono pro-
dotti difettosi; volendo dotarsi di pro-
duzioni con un alto livello di collau-
dabilità devono integrare il collaudo
ICT prima del funzionale, con lo sco-
po di individuare tutti i difetti altri-
menti non intercettabili.
La missione per una macchina di
collaudo è di fare il numero di misure
minimo necessario per accertarsi che
(Fot
o: S
PE
A)
ogni prodotto testato abbia i requisiti
attesi: funzionalità, assenza di anoma-
lie evidenti e assenza di difetti laten-
ti. Eseguire il test nel più breve tempo
possibile e al minor costo possibile si-
gnifica poi poter disporre di un siste-
ma automatico che lavori senza ope-
ratore. Nel caso in cui il sistema sia
in linea, all’uscita si installa un discri-
minatore che invia i pcb risultati di-
fettosi alla stazione di riparazione, a
cui parallelamente arrivano le infor-
mazioni relative alla scheda e al difet-
to rilevato. Un sistema di tracciabili-
tà, basato su codice a barre o sul bidi-
mensionale, consente l’identificazione
univoca del pcb.
Il mondo dell’elettronica è cam-
biato, di conseguenza è necessario un
adeguamento della tecnolo-
gia di collaudo, tenendo pre-
sente che i comuni guasti di
produzione non accadono
più a nessuno ed è richiesta
una sempre maggiore qualità.
Una delle tante definizioni di
qualità la descrive come quel-
la caratteristica posseduta da
un prodotto che faccia le sue
funzioni, ma soprattutto va-
le sempre il concetto secondo
cui l’insorgere di un problema
tecnico si risolve immancabil-
mente in problema economi-
co perché in definitiva non si
arriva alla fatturazione.
26 PCB settembre 2013
Test e programmazione on board
di Piero Bianchi
Il test dei dispositivi elettronici per l’industria automobilistica è particolarmente impegnativo per via degli elevati standard dei requisiti di sicurezza e affidabilità. Le certificazioni di qualità richiedono procedure di convalida molto rigide per rispondere alla consegna di un prodotto privo di difetti
▶ SPECIALE - IL TEST ELETTRICO
(Fot
o: S
PE
A)
S e osserviamo una moderna
automobile da un punto di
vista elettronico, appare evi-
dente come l’architettura dei controlli
elettronici sia molto complessa. Qua-
lità, sicurezza, affidabilità ed elevate
prestazioni in condizioni di stress
sono le parole d’ordine. Da molti anni
l’autovettura è diventata uno stru-
mento fondamentale di uso quotidia-
no per milioni di persone. Per nessuna
ragione un eventuale guasto o difetto
deve arrivare a livello dell’utilizzatore.
Una delle profonde variabili che inte-
ressa questo settore è la velocità del cam-
bio generazionale dei dispositivi, dovu-
to alla frequenza con cui vengono con-
tinuamente introdotti nuovi modelli sul
mercato. Questo fatto implica l’avere in
atto continue revisioni e modifiche del
prodotto base.
Sotto la necessità del continuo miglio-
ramento i costruttori di autoveicoli devo-
no sottostare a vincolanti standard qua-
litativi come l’ISO/TS 16949, assicurare
la tracciabilità del prodotto a lungo ter-
mine e rispettare diverse stringenti nor-
mative.
La richiesta fondamentale dell’indu-
stria automobilistica è di avere un pro-
dotto che abbia un grado di difettosità
tendente a zero ppm cioè che sia total-
mente esente da guasti e difetti, che sia
perfettamente funzionante.
Sulle linee dove si produce elettroni-
ca per auto il test ICT segue l’ispezione
ottica, poi si passa al funzionale e dove
richiesto alla programmazione on board
e quindi a un secondo test funzionale. Il
pcb è quindi montato sul dispositivo fi-
nale che a sua volta potrebbe nuovamen-
te essere sottoposto a collaudo.
Il collaudo dell’elettronica per auto-
motive deve essere idoneo a supporta-
re in tempi brevi i continui cambiamen-
ti che potrebbero susseguirsi dal collau-
do prototipale in poi, indipendentemen-
te che si tratti di in-circuit a sonde mo-
bili, con letto d’aghi o di test funzionale.
Per quanto riguarda la programmazione
dei dispositivi digitali, i sistemi di test so-
no ormai tutti equipaggiati per la OBP
(On Board Programming).Fig.1 – Macchina di test elettrico
La programmazione dei dispositivi
C’è la possibilità di acquistare i componenti già programmati, ma
il costo sarebbe superiore rispetto a condurre l’operazione diretta-
mente in linea. L’economia di scala ha nel tempo portare a compie-
re l’operazione direttamente dalle postazioni di test.
Eseguendo la programmazione del componente mediante lo
stesso sistema usato per il collaudo si ha il vantaggio di eseguirla so-
lamente dopo che la scheda sarà giudicata idonea a passare allo step
successivo, cioè sarà giudicata esente da difetti.
Il poter collaudare una scheda non ancora programmata, il poter-
la alimentare senza il pericolo di danneggiare componenti delicati e
costosi è sicuramente un vantaggio operativo. Si consideri poi che il
comportamento della scheda potrebbe cambiare a seconda delle si-
tuazioni e il programmatore si troverebbe sicuramente agevolato nel
suo compito di stesura del programma.
Nel caso in cui il tempo di programmazione del componente sia
nettamente più alto rispetto al tempo di test, si verrebbe a creare un
collo di bottiglia sulla linea. In questa eventualità l’utente, disponen-
do di un sistema di test multifunzionale,può decidere che sia me-
glio utilizzarlo come stazione dedicata solamente alla programma-
zione dei componenti, che sarebbero poi montati successivamen-
te a bordo scheda.
Il vantaggio di avere una piattaforma comune è quello di poter
spostare e riconfigurare il sistema a proprio piacimento in funzio-
ne delle mutabili esigenze di produzione. Di condividere la cono-
scenza del sistema e di avere lo stesso approccio metodologico sia
pur su fasi diverse di lavoro. Anche i tempi di set-up ne benefice-
rebbero riducendosi di molto passando dal collaudo di un prodotto
all’altro o alla programmazione, e sarebbe in più garantita la porta-
bilità delle applicazioni.
Molti produttori di elettronica per autoveicoli hanno infatti l’esi-
genza di spostare o replicare identici ambienti produttivi nei vari
plant dislocati in varie parti del mondo, per esigenze specifiche o
semplicemente di globalizzazione.
Sistemi di test per automotive
Nello scenario dei produttori di elettronica per automotive so-
no ancora presenti realtà che utilizzano soluzioni di collaudo auto-
costruite, essenzialmente pensando in questo modo di limitar e i co-
sti dell’investimento. Vengono in questo caso utilizzati banchi di test
dove le connessioni degli strumenti di misura e/o dei carichi o al-
tri dispositivi utili per il test sono effettuate tramite relè connessi in
modo specifico sulla base dell’esigenza di test, dove cioè non è pre-
sente una matrice di connessione general purpose. Questa confi-
gurazione all’apparenza è semplice, ma nasconde alcune problema-
tiche. Innanzitutto c’è un grado limitato di automazione che por-
ta quindi ad un rallentamento dell’intero processo di test, poi si ha
una complicazione della fixture, ma soprattutto non essendo una
28 PCB settembre 2013
confi gurazione fl essibile, non
può essere riutilizzata a fron-
te di eventuali cambiamenti o
modifi che sul prodotto da col-
laudare. Non si può inoltre di-
menticare che nel tempo risul-
ta oneroso il supporto di que-
ste soluzioni specifi che per-
chè richiedono un più alto li-
vello di manutenzione rispet-
to ai sistemi di test commer-
ciali. Considerando i volu-
mi, che in ambito automoti-
ve sono usualmente elevati, i sistemi di
test devono garantire tempi di attraver-
samento veloci senza che sia pregiudica-
ta la qualità del test e la sua incisività nel-
la copertura.
Come precedentemente accennato,
i prodotti automotive hanno vita rela-
tivamente breve perché sono soggetti a
continue revisioni e modifi che, è quindi
importante che i sistemi di test abbiano
un’architettura fl essibile, scalabile in am-
bo le direzioni e adattabile a un’ampia
gamma di prodotti, così da poter essere
sfruttati al pieno delle loro potenzialità.
Normalmente l’organizzazione di li-
nea prevede la presenza di un sistema di
collaudo dedicato al test in-circuit e un
altro dedicato al test funzionale. La so-
luzione ottimale sarebbe quella di avere
sistemi di collaudo combinazionali dove
esiste la possibilità di integrare l’hardwa-
re ed il software necessario per poter ese-
guire sia il test ict che quello funziona-
le e la programmazione. Questo sarebbe
un grande vantaggio perché in qualsiasi
momento e per qualsiasi ragione, con un
tempo di attrezzaggio minimo potreb-
bero essere destinati ad eseguire qualsia-
si fase del collaudo schedulato piuttosto
che essere impiegati come programma-
tori di componenti.
Integrando nell’architettura del siste-
ma di collaudo una matrice di potenza e
un bus di misura dedicato, si ottiene un
altro importante vantaggio. La matrice
di potenza ed il bus possono essere utiliz-
zati per collegare tutte le risorse del siste-
ma (driver, generatori di se-
gnali, misuratori) ai vari punti
di test in modo del tutto con-
fi gurabile. L’elevato livello di
fl essibilità così ottenuto per-
mette ad ogni strumento di
essere collegato a punti diversi
dell’unità da collaudare per ri-
produrre le condizioni di test
desiderate.
Lo stesso strumento può
essere utilizzato anche per
collaudare un prodotto diver-
so, semplicemente programmandolo per
essere collegato su altri punti di test, ma
senza dover modifi care di volta in volta la
confi gurazione hardware del sistema di
collaudo. Per facilitarne l’utilizzo, la pro-
grammazione avviene tramite un’intuiti-
va interfaccia grafi ca. Per avere una mag-
giore fl essibilità e per mantenere la com-
patibilità con eventuali altri strumenti
della linea produttiva, sarebbe funziona-
le poter integrare sul sistema piattaforme
software già universalmente conosciute e
diff use in molti ambienti di test e di au-
tomazione industriale. Questa situazio-
ne ovviamente è ben diversa dall’ave-
re ad esempio dei banchi di test dedica-
ti, con una serie di strumenti esterni col-
legati tramite bus IEEE488 in una con-
fi gurazione hardware fi ssa e dedicata ad
un singolo prodotto!
Come requisito di fondo, il sistema
di collaudo deve essere meccanicamente
robusto perché potrebbe essergli richie-
sto di lavorare su 2 o 3 turni giornalieri,
arrivando praticamente a coprire 24 ore
al giorno, 7 giorni a settimana.
A questo proposito, una piattaforma
di collaudo adatta al mondo dell’auto-
motive che supporta tutte le fasi di pro-
duzione, dalla prototipazione del prodot-
to al test fi nale del dispositivo ultimato,
non può prescindere da un supporto tec-
nico effi cace e capillare, capace di rispon-
dere in tempo reale ai bisogni del cliente.
Fattore che spesso e volentieri costituisce
la chiave di volta nella decisione fi nale di
acquisto del sistema.Fig.3 – Macchina per il test elettrico Medalist i3070 Series 5 di Agilent
Fig.2 – La macchina di test elettrico s’integra comunemente nella linea di produzione elettronica
(Fot
o: A
gile
nt)
29PCB settembre 2013
L’automazione del laboratorio
di Gianluca Pizzocolo, IPSES
L’approccio migliore nell’automazione del laboratorio elettronico richiede l’affi ancamento di specialistiche che abbiano non solo ottime competenze in ambito testing, ma anche una provata conoscenza dei tool di sviluppo e della strumentazione di laboratorio
IL TEST ELETTRICO - SPECIALE ◀
O rmai da decenni quasi tutta
la strumentazione da labo-
ratorio è dotata di varie
interfacce di comunicazione che per-
mettono agli strumenti di essere con-
nessi a un PC con il quale li si può poi
interamente controllare.
Tali funzionalità vengono larga-
mente e ampiamente utilizzate nei si-
stemi di test per gestire e sincronizza-
re in maniera totalmente automatica
la generazione degli stimoli e l’acqui-
sizione dei conseguenti feedback gene-
rati in risposta dal UUT (Unit Under
Test), mentre sono ancora scarsamen-
te impiegate nella strumentazione
presente in un normale laboratorio
R&D, nonostante i notevoli vantaggi
che ciò comporterebbe nella gestione
di tutte le prove di laboratorio.
Spesso si pensa che, poiché in labo-
ratorio si fanno sempre misure diver-
se con strumenti diversi, non sia mol-
to utile predisporre un’unica interfac-
cia di gestione per tutti gli strumen-
ti, dimenticandosi che l’integrazio-
ne e il controllo della strumentazio-
ne da laboratorio non è effi cace solo
per creare e automatizzare un set di
misure, ma anche per rendere possibi-
le un controllo organico e centralizza-
to di tutti gli strumenti, avere un’unica
interfaccia di monitoraggio e la possi-
bilità di salvare sia dei log della ses-
sione di misura, sia degli eventi spora-
dici che potrebbero non essere rileva-
ti dall’operatore a causa della loro bre-
ve durata e dall’aleatorietà con cui ac-
cadono, sia per tenere traccia di come
e quanto i vari strumenti vengono uti-
lizzati.
Vantaggi tecnici e di gestione
L’automazione del laboratorio, di
fatto off re vantaggi sia dal punto di
vista tecnico, sia da quello gestiona-
le, sia da quello fi nanziario, in parti-
colare:
- permette di gestire in modo più ef-
fi ciente ed effi cace le prove di la-
boratorio sia per quello che riguar-
da la tracciabilità e l’archiviazione
della prova eff ettuata, sia per quel-
lo che concerne il raff ronto di pro-
ve fatte in momenti diversi, su og-
getti diversi e da operatori diversi;
- consente di ottimizzare le prove
stesse, evitando test ridondanti o
implementando fi n da subito test
necessari ai successivi
sviluppi, permettendo
di analizzare e apporre
le necessarie correzioni
e miglioramenti in base
anche allo storico delle
prove svolte;
30 PCB settembre 2013
- permette una gestione integrata
della strumentazione di laborato-
rio, consentendo una migliore pia-
nificazione sia del suo impiego e
manutenzione, sia dell’implemen-
tazione, integrazione, calibrazione
e sostituzione della strumentazio-
ne stessa, rilevando criticità ricor-
renti, necessità di investimenti, ma
anche acquisti non necessari effet-
tuati in passato;
Le difficoltà pratiche di integrazio-
ne e automazione della strumentazio-
ne sono in realtà facilmente superabi-
li, poiché anche se gli strumenti che
compongono un laboratorio sono di
molteplici marche e hanno ovviamen-
te funzionalità totalmente diverse tra
di loro, praticamente tutti sono dota-
ti dell’interfaccia IEEE 488 (nota an-
che come General Purpose Interface
Bus o GPIB): questa interfaccia per-
mette di collegare sino a 15 dispositi-
vi in daisy-chaining, mediante un bus
parallelo a 8 bit (a cui si aggiungono i
diversi segnali di controllo e handsha-
ke), con una velocità di 8 MByte/s
(originariamente lo standard preve-
deva una velocità di 1 MByte/s, ma
oramai tutti i dispositivi recenti rag-
giungono gli 8 MByte/s, rispettan-
do la nuova edizione dello standard
IEEE-488.1-2003).
I drive di National Instruments
Essendo già la GPIB lo standard
de facto, la cosa migliore è utilizzare
un software di gestione e interfaccia-
mento che sia a sua volta molto diffu-
so, utilizzato e supportato per tali ap-
plicazioni: anche in questo caso esiste
uno standard de facto per lo sviluppo
di tale software, rappresentato dai tool
di sviluppo software e dai relativi dri-
ver (sviluppati anche da terze parti) di
National Instruments.
È importante osservare che que-
sti tool non vincolano all’uso esclusi-
vo della GPIB che può essere utilizza-
ta congiuntamente ad altre interfacce
o non utilizzata affatto, ma al contra-
rio prevedono numerosi driver e fun-
zioni per connettersi a tutte le più co-
muni interfacce esistenti, tra cui PXI
e PXI-express, USB, Ethernet, PCI,
PCI-express, RS232. Questo punto è
di fondamentale importanza non so-
lo per consentire la connessione di tut-
ti gli strumenti non dotati di interfac-
cia GPIB, ma soprattutto per avere a
disposizione una velocità di trasferi-
mento dati enormemente più elevata
rispetto agli 8 Mbyte/s della GPIB, in-
dispensabile per tutti gli strumenti di
analisi e acquisizione che per loro na-
tura richiedono l’uso di ingenti quanti-
tà di dati: si pensi ad esempio a un ge-
neratore RF arbitrario o a un digitaliz-
zatore con 16 canali da 200 Mbits/s.
La possibilità di una forte integrazione
di tipologie diverse di bus rende quindi
possibile la gestione integrata di stru-
menti “lenti” come alimentatori e ma-
trici di relè con strumenti “veloci” co-
me oscilloscopi e generatori RF, il tutto
senza vincoli di brand o di interfacce,
permettendo l’utilizzo della marca mi-
gliore per ogni tipologia di strumento
e consentendo un’enorme flessibilità.
Questo approccio offre nuovi van-
taggi:
- consente l’utilizzo e la perfetta in-
tegrazione di strumentazione di va-
rie marche, permettendo l’impie-
go di tutti i dispositivi già presenti
in laboratorio, senza che sia necessa-
rio effettuare alcun investimento per
rinnovare o modificare la strumen-
tazione già disponibile e utilizzata;
- consente lo sviluppo di un softwa-
re di gestione facilmente scalabile,
mantenibile e upgradabile, utiliz-
zando ambienti di sviluppo stan-
dard e consolidati da anni;
- assicura l’immediata compatibilità
sia con ogni nuovo strumento suc-
cessivamente introdotto, sia con i
nuovi sistemi operativi e PC;
- semplifica l’eventuale successivo
sviluppo di sequenze di test e va-
lidazione dei prodotti che, in fase
di sviluppo, iniziano a essere testa-
ti in R&D;
- permette l’immediata e semplice
integrazione con tutto l’hardwa-
re National Instruments e con tut-
ta la sua strumentazione di gene-
razione e acquisizione prodotta da
decenni e ormai largamente im-
piegata nei più svariati ambiti tec-
nici sia per applicazioni industria-
li, sia per applicazioni di testing di
validazione (schede DAQ multi-
funzioni, schede di I/O, digitaliz-
zatori, ecc…).
Fig.1 - Esempio di strumentazione da laboratorio con diversi bus di comunicazione connessi a un unico computer e gestiti da un unico software
31PCB settembre 2013
Strumentazione RF basata su piattaforma PXI
Uno specifico campo di applicazio-
ne in cui l’automazione del test di la-
boratorio e l’integrazione con questi
tool si sta rivelando particolarmente
utile per avere misure di laboratorio
estremamente versatili e affidabili con
investimenti relativamente contenuti
sia in termini di tempo di sviluppo, sia
economici, è quello dell’RF. Da po-
chi anni National ha introdotto un set
completo di strumentazione RF basa-
ta su piattaforma PXI unica nel suo
genere che offre funzionalità com-
parabili (e a volte persino migliori) a
quelle che si possono trovare nelle mi-
gliori marche di strumentazione RF,
permettendo la facile e immediata in-
tegrazione di dispositivi di generazio-
ne, acquisizione ed analisi con presta-
zioni che non hanno paragoni, soprat-
tutto per ciò che riguarda la correla-
zione e la sincronizzazione di stru-
menti diversi. I vantaggi dell’utilizzo
di una piattaforma RF basata su PXI
sono dati dal fatto che in questo mo-
do è possibile “programmarsi” di volta
in volta lo strumento che davvero ser-
ve in base alle proprie esigenze, cosa
che non è assolutamente possibile fare
con strumentazione “classica” che non
consente l’accesso a basso livello alle
risorse presenti sullo strumento, come
inveceè possibile fare con questo tipo
di dispositivi. In questo modo, per ef-
fettuare le proprie prove di laborato-
rio si possono predisporre, ad esem-
pio, sistemi di misura RF a coerenza
di fase, avendo la possibilità di sincro-
nizzare fino a 4 generatori di segna-
le vettoriale RF oppure 4 analizzato-
ri di segnale vettoriale RF. Questa ar-
chitettura funziona con un oscillato-
re locale condiviso tra ogni generato-
re di segnale e un secondo oscillato-
re locale condiviso da ogni analizzato-
re di segnale. Tramite questo sistema
è possibile effettuare misure RF ac-
curate a coerenza di fase per MIMO
(Multiple Input, Multiple Output) e
applicazioni di beamforming con co-
sti contenuti e prestazioni molto ele-
vate (tra cui una sincronizzazione con
fluttuazione tra canale-canale inferio-
re a 0,1 gradi).
Nell’affiancamento che IPSES
da ai propri clienti è emerso come
l’approccio migliore per procedere
nell’automazione del proprio labora-
torio elettronico sia certamente quel-
lo di rivolgersi a specialisti che abbia-
mo sia un’ottima e provata conoscenza
dei tool di sviluppo e della strumenta-
zione di laboratorio, sia delle ottime
competenze in ambito testing. Questa
soluzione consentedi poter sfrutta-
re tutta la loro esperienza per indivi-
duare con esattezza le esigenze della
propria organizzazione, impostando
su queste l’architettura migliore che
non deve solo rispondere alle neces-
sità immediate, ma soprattutto essere
facilmente mantenibile e upgradabile
per poter venire incontro alle esigen-
ze future e per permettere la facile in-
tegrazione di nuova strumentazione.
L’esperienza di IPSES dimostra che
se l’architettura e lo sviluppo vengo-
no impostati correttamente, risulta
poi molto semplice riuscire ad effet-
tuare upgrade e ad inserire nuove fun-
zionalità man mano che queste ven-
gono richieste. Tutte queste operazio-
ni potranno poi essere effettuate di-
rettamente e autonomamente, essen-
do tutto basato su piattaforme di svi-
luppo standard (di solito LabVIEW)
che, anche se non sempre in maniera
approfondita, quasi tutti conoscono.
Si sottolinea come sia di fondamenta-
le importanza impostare il tutto come
progetto aperto; vista la natura strate-
gica e a lungo termine dell’investimen-
to, tutto il codice sorgente del software
deve restare sempre disponibile a par-
tire dalla sua prima versione e a seguire
in tutte le versioni successive.
In questo modo l’investimento ini-
ziale sarà contenuto economicamente
e temporalmente. La nuova gestione
si integrerà in maniera semplice con le
pratiche in atto che saranno migliora-
te e ottimizzate sulle proprie reali ne-
cessità senza essere stravolte o sosti-
tuite, consentendo un rapido ammor-
tamento della spesa con effettivi mi-
glioramenti destinati a continuare ea
durare nel tempo.
IPSESwww.ipses.com
32 PCB settembre 2013
La quarta dimensione del collaudo a sonde mobili
di Luca Corli, Seica
Chi pensa che un ATE flying probe debba muovere le proprie sonde nelle sole tre dimensioni XYZ dello spazio fisico per collaudare un pcb non ha tenuto conto della quarta dimensione, oggi decisamente la più importante, ovvero il tempo, il cambiamento
▶ SPECIALE - IL TEST ELETTRICO
N essuno si spaventi, parleremo
di collaudo di schede elettro-
niche di oggi e di domani e
non tratteremo né di meccanica quan-
tistica né della teoria della relatività
di Albert Einstein, ma dell’esistenza
di uno spazio a 4 dimensioni, dove il
tempo la fa da padrone assoluto; è una
realtà inconfutabile con la quale molti
produttori di schede sembrano ancora
paradossalmente non volersi confron-
tare completamente e cercheremo di
fornire loro qualche utile suggerimen-
to per stare al passo con i tempi.
La dimensione temporale del col-
laudo elettrico di schede ed apparati
elettronici ha diverse sfumature, che
contribuiscono tutte indistintamen-
te ed in maniera sostanziale all’effi-
cacia più o meno elevata del collau-
do stesso, determinandone il vero va-
lore aggiunto per la qualità del pro-
dotto e costituendo spesso un fatto-
re fondamentale per rimanere in cor-
sa in un mercato estremamente com-
petitivo e globalizzato. Parlando di si-
stemi di collaudo di tipo flying probe
si pensa al tempo di preparazione del
programma di test, al tempo di ese-
cuzione del collaudo di una scheda, al
tempo di programmazione di dispo-
sitivi digitali, al tempo di carico/sca-
rico o di handling del pcb, ma spes-
so si trascura ad esempio il tempo che
verrà impiegato nel riparare una sche-
da perché il collaudo non è stato suf-
ficientemente esaustivo e soprattut-
to non si pensa al cambiamento che
alcuni sistemi a sonde mobili hanno
33PCB settembre 2013
Sistema con carico/scarico completamente auto matizzato
introdotto negli ultimi anni a livello
di prestazioni, rimanendo ancorati a
vecchi schemi e vecchi concetti quan-
do invece le schede elettroniche evol-
vono tecnologicamente a velocità ele-
vatissima.
Una diversa visione del tempo
Facciamo un esempio, dove co-
munque un po’ di fi sica ci viene in aiu-
to: molti di coloro che pensano all’ac-
quisto di un sistema a sonde mobili
valutano la velocità del sistema di mo-
vimentazione delle sonde in XYZ, fa-
cendosi attrarre da accelerazioni dei
motori a 10g, senza realizzare che la
velocità del collaudo di oggi si ottie-
ne facendo meno misure a parità di
copertura guasti, con algoritmi sof-
tware, in maniera intelligente e non
pensando di sfrecciare a 1000 km/h
su uno spazio di 30 cm (la dimensio-
ne della scheda), dove evidentemente
si è sempre in accelerazione e frena-
ta e le velocità massime non vengono
mai nemmeno lontanamente sfi orate.
Esistono ad esempio nuove tecniche
di collaudo a sonde mobili per il rile-
vamento dei cortocircuiti, che a fron-
te di una scheda con 1000 net, dove i
cortocircuiti possibili sono 499500 e
quindi sarebbero necessarie 499500
misure per provarne l’assenza di tutti,
eff ettuano il collaudo completo con il
100% di copertura e con sole 999 mi-
sure! Questo è risparmiare tempo…
Ancora, sono sempre più numero-
si coloro che si vedono costretti ad ac-
cedere ad entrambi i lati della sche-
da per poter eff ettuare il collaudo, da-
to che l’accesso alle net da un solo lato
diventa sempre più proibitivo, a cau-
sa della continua miniaturizzazione
dei componenti che consentono di re-
alizzare schede di dimensioni sempre
più piccole; ebbene, è incredibilmente
elevato il numero di coloro che pen-
sano di dotarsi di un sistema con son-
de mobili solo da un lato e poi realiz-
zano due programmi di collaudo, uno
per il lato top ed uno per il lato bot-
tom della scheda…ma ha senso quan-
do sul mercato esistono sistemi con 4
sonde per lato che collaudano perfet-
tamente tutta la scheda contattando-
la da entrambi i lati contemporanea-
mente? Non si risparmia forse tempo
di handling? Non si risparmia tempo
nel fare un programma anziché due?
Non si ha una maggior copertura de-
gli open sulle piste interrotte che pas-
sano da un lato all’altro della scheda,
non testabili con due programmi sin-
goli !?
Ulteriore esempio: c’è chi pensa
che un sistema a sonde mobili con 4
sonde per lato (quindi 8 in totale) sia
inutile se si hanno tutti i test point da
un lato solo e quindi si abbia l’acces-
so completo a tutte le net su una sola
faccia della scheda, ma forse non tut-
ti sanno che in quel caso con 8 sonde
si possono collaudare due schede in
contemporanea raddoppiando la pro-
duttività! Raddoppio della produttivi-
tà non equivale a un ingente guada-
gno di tempo?
Un’ultima annotazione va indiriz-
zata sicuramente a coloro che dimen-
ticano l’esistenza della forza di gravi-
tà, che necessariamente affl igge anche
le schede elettroniche, incurvandole
sotto il peso dei componenti quando
non vengono supportate al lato infe-
riore da contrasti fi ssi all’interno del
fl ying probe e quindi rendendo pra-
ticamente inutilizzabili le sonde mo-
bili poste eventualmente da quel lato.
Un metodo molto semplice per evita-
re che la scheda fl etta sotto il peso dei
componenti è quello di posizionarla
verticalmente e non orizzontalmen-
L’architettura verticale mantiene la scheda perfettamente planare
34 PCB settembre 2013
te, così che la forza di gravità agisca
lungo la verticale del circuito stam-
pato e non perpendicolare ad esso, la-
sciando la scheda perfettamente piana
e consentendole di essere sondata con
precisione da entrambi i lati da par-
te di aghi mobili…(è la fisica di ba-
se a spiegare una realtà inconfutabile).
Il cambiamento nel collaudo a sonde mobili
Ci sono molti altri esempi simi-
li che potrebbero essere portati a sup-
porto di una tesi molto semplice: il
collaudo a sonde mobili da qualche
anno è decisamente cambiato, chi
pensa che con i sistemi flying probe ci
si debba limitare a testare i cortocir-
cuiti ed i componenti passivi non ha
colto il cambiamento in atto e sta per-
dendo occasioni importanti per ali-
mentare la scheda e fare collaudo fun-
zionale, test termico, verifica ottica di
LED, programmazione on board di
microcontrollori e boundary scan at-
traverso le sonde mobili, test di me-
morie DDR2 e DDR3 “at speed” ecc.
Seica S.p.A., leader mondiale nel-
la progettazione, realizzazione, vendi-
ta e supporto di ATE a sonde mobi-
li per il collaudo completo di schede
elettroniche è al passo con il cambia-
mento ed ha recentemente introdotto
sul mercato una nuova linea di ATE
a sonde mobili denominata Pilot4D.
Assolutamente unici nel loro genere,
sono caratterizzati da una tecnologia
all’avanguardia con un elevato tasso
d’innovazione. I vari modelli di ATE
a sonde mobili V8, M4, L4 e H4 del-
la linea Pilot4D consentono di aumen-
tare la velocità di test ed il tasso di co-
pertura anche su schede di tecnologia
di ultimissima generazione ed estre-
mamente complesse. Hanno la possi-
bilità di spingersi oltre il collaudo dei
componenti SMD 01005, arrivando
a posizionarsi con estrema ripetibili-
tà e precisione anche sui nuovi packa-
ge 03015 metrici che hanno dimen-
sioni ancora più minuscole.
Grazie ad un nuovo gruppo di te-
lecamere ad elevatissima risoluzione
ed al nuovo sistema di contattazione
delicata, garantita e misurata, che non
lascia alcuna traccia visibile sul cir-
cuito collaudato, si rivelano perfetta-
mente adatti al test di prodotti con di-
mensioni molto piccole e ad alta den-
sità di componenti di qualsiasi natu-
ra, garantendo accessibilità anche al-
le net più “scomode” da raggiungere
Analisi termica della scheda integrata nel programma di test ICT
Collaudo contemporaneo di due schede per raddoppio produttività
Introducing CR-8000World’s 1st system-level multi-board
PCB design environment
For more information visit: http://www.zuken.com/PCBdesign-revolution
Three dimensions Two hands One environment
in assenza dei tradizionali test point,
ormai sempre più in via d’estinzione.
Sfruttando il nuovo software
VIVA 3.0 e le nuove periferiche di
misura distribuite sulle sonde, i si-
stemi della linea Pilot4D consentono
la messa in opera di molteplici tec-
niche di test elettrico, ottico e termi-
co, tra cui spiccano il potenziamen-
to del collaudo e della programma-
zione on board digitali di compo-
nenti complessi, la rilevazione accu-
rata della polarità dei condensatori
mediante tecniche non invasive e la
caratterizzazione di LED secondo le
più stringenti specifiche imposte dal
settore automotive.
Inoltre questi sistemi trovano ap-
plicazione in 4 ambiti ben distin-
ti della vita di una scheda elettronica:
1) la fase della prototipazione, do-
ve la messa in opera del collaudo
in pochi minuti a partire dai da-
ti CAD può fornire un immediato
feedback sulla progettazione cor-
retta del prodotto che sta nascendo
2) la fase di produzione, dove grazie
all’automazione del carico/scari-
co della scheda disponibile anche
nei sistemi ad architettura vertica-
le, i sistemi Pilot4D garantiscono il
collaudo di centinaia di schede al
giorno senza fungere da collo di
bottiglia per il processo produttivo
come avviene per sistemi a sonde
mobili molto meno evoluti e non
paragonabili ai Pilot4D
3) la fase di riparazione, dove la
messa in opera di una quindicina
di tecniche di test diverse, comple-
tamente automatiche e comple-
mentari tra loro favorisce la massi-
mizzazione del tasso di copertura,
grazie soprattutto all’alimentazio-
ne della scheda da collaudare ed al
collaudo funzionale che di conse-
guenza viene reso possibile sia a li-
vello analogico che digitale
4) il reverse engineering, spesso uti-
le nella fase preliminare alla ripa-
razione, per la ricostruzione degli
schemi elettrici e dei dati CAD
eventualmente non disponibili su
prodotti relativamente datati, ma
di cui occorre garantire un’opera-
tività prolungata nel tempo, tipi-
ca dei settori avionico, ferroviario
e militare
Questa famiglia di flying probe
rappresenta indubbiamente una nuo-
va dimensione dove il concetto di
tempo inteso come risorsa preziosa da
risparmiare, ma anche come evoluzio-
ne e cambiamento da seguire e perse-
guire continuamente, è stato esaspe-
rato alla quarta potenza. 4 modelli per
ogni esigenza e per ogni budget d’in-
vestimento, 4 campi di applicazione
che ne arricchiscono continuamente
le prestazioni e soprattutto il supera-
mento delle tre dimensioni di movi-
mentazione XYZ.
Seicawww.seica.com
36 PCB settembre 2013
Test in-circuit, funzionali e ricerca guasti tutto in uno
a cura di Luca Camertoni, PCB Technologies
Si chiama Boardmaster ed è stato concepito dai tecnici di ABI Electronics per offrire la massima fl essibilità nella scelta dei vari moduli al fi ne di allestire un’apparecchiatura dedicata alle esigenze attuali dell’azienda e aperta a coprire in futuro nuove esigenze di test elettrico
▶ SPECIALE PRODOTTI - IL TEST ELETTRICO
I vari moduli che possono confi -
gurare il sistema si diff erenziano
per applicazione e tipo di scheda
da collaudare. Si integrano tra loro e
vengono gestiti da PC via USB tra-
mite software applicativo denominato
Ultimate.
Facciamo alcuni esempi:
- Il modulo ATM (Advanced Test
Module) è dedicato al test di sche-
de digitali ed è in grado di collau-
dare in modo funzionale sia tut-
ta la scheda che i singoli integra-
ti che la compongono. È dotato di
64 canali di prova espandibili fi -
no a 2.048. I vari test point pos-
sono essere collegati all’unità sot-
to prova tramite connettori o letto
d’aghi. I pattern di stimolo posso-
no essere defi niti grafi camente.
- Il modulo MIS (Multiple
Instrumentation Station) è un ve-
ro e proprio laboratorio integra-
to composto da diversi strumen-
ti elettronici come: oscilloscopio,
generatore di funzione, frequen-
zimetro, multimetro digitale, ali-
mentatori per schede, porte ana-
logiche programmabili, ecc. Tutto
quello che può servire per eseguire
prove funzionali su schede analo-
giche. Il software fornito consen-
te di sviluppare un programma di
test con l’inserimento di eventuali
macro e rendere interattiva e com-
pleta una sequenza di collaudo.
- Il modulo VPS (Variable Power
Supply) fornisce, ove richiesto,
alimentazione aggiuntiva per le
schede di valore programmabile
da software.
La combinazione di questi tre mo-
duli costituisce un vero e proprio
ATE in grado di eseguire prove fun-
zionali su schede elettroniche analo-
giche, digitali e miste.
AICT
Un altro modulo particolarmente
utilizzato per schede analogiche è de-
nominato AICT (Analog In Circuit
Tester) in grado di eseguire pro-
ve funzionali direttamente sui com-
ponenti lineari presenti sulla scheda.
Anch’esso è fornito di una libreria di
componenti analogici sia discreti che
integrati.
Quando si vuole abbinare una pro-
va funzionale con test In-Circuit sui Esempi di moduli confi gurabili
37PCB settembre 2013
vari integrati, si può optare per la
combinazione AICT + ATM.
Sarà possibile sviluppare sequen-
ze di test che integrano alla verifi-
ca di funzionamento della UUT una
potente capacità diagnostica a livello
componente. Va inoltre ricordato che
tutti i moduli di System 8 sono dotati
della capacità di eseguire le cosiddette
prove V/I, ovvero il confronto di im-
pedenza nodale (Signature Analisys)
tra scheda buone e scheda sotto pro-
va. L’insieme delle impedenze noda-
li di una scheda buona può essere me-
morizzato e richiamato all’occorren-
za. Esiste un modulo dedicato a que-
sto tipo di test. È l’AMS (Advanced
Matrix Scanner) dotato di 64 canali
espandibili a 2.048.
AMS
Con l’introduzione del modu-
lo AMS (Advanced Matrix Scanner)
ABI Electronics ha introdotto la nuo-
va piattaforma Software System 8
Ultimate. Questo software è compa-
tibile con tutti gli altri moduli System
8 e offre nuove prestazione mante-
nendo la continuità nelle procedure
di test e ricerca guasti con tutto l’har-
dware precedente. System 8 Ultimate
è stato sviluppato in contemporanea
con il modulo AMS ed offre due nuo-
ve strumenti: test 3D V/I e test V/I a
matrice.
L’interfaccia grafica d’utente è sta-
ta modificata e il menu spostato su un
lato per garantire un ottimo acces-
so agli strumenti più veloce e chia-
ro. Il toolbar può essere ridotto a sin-
gola icona per dare più spazio a con-
tenuti di comunicazione durante un
Test-Flow (video, PDF, immagini,
documenti ecc.). La disposizione de-
gli strumenti può essere modificata
usando l’Instrument Menu Manager.
Test-Flow
L’essenza del Software System 8
Ultimate è il concetto di Test-Flow,
un approccio al test e alla ricerca
guasti che semplicemente velocizza
le operazioni – e la produttività del
cliente – e che consente l’utilizzo del
sistema a personale non specializzato.
Il Test-Flow trasforma la ricer-
ca dei guasti in una procedura meto-
dica step by step che riduce il rischio
di misure imprecise in quanto contie-
ne tutti i parametri di test. Il tecni-
co può scrivere una procedura di test
per una particolare scheda, il Test-
Flow appunto, impostando ogni fa-
se del processo e memorizzando i ri-
sultati. Possono anche inserire tut-
to quello che conoscono sulla scheda,
come schemi elettrici, immagini, vi-
deo, annotazioni e istruzioni per as-
sistere l’operatore, il quale, a sua vol-
ta, deve solo seguire le istruzioni sul-
lo schermo per eseguire una comple-
ta sequenza di test anche per schede
complesse.
Con il System 8 Ultimate, il Test-
Flow Manager offre una funzione di
report che può essere personalizzata
per ciascuna fase. Il Report Manager
consente all’utente di registrare e vi-
sualizzare un set completo di dati su
un report personalizzato. La confi-
gurazione del report può essere mo-
dificata tramite un editor html stan-
dard includendo, per esempio, il logo
aziendale
Il Sytem 8 Ultimate introduce
nuovi strumenti anche per i modu-
li BFL (Board Fauld Locator) e MIS
(Multiple Intruments Station). Su in-
dicazioni dei clienti sono stati svi-
luppati strumenti più potenti per fa-
cilitare l’uso del software. Si noti che
questi strumenti possono essere facil-
mente ridisegnati per additarsi a qual-
siasi applicazione.
Software System 8 Ultimate
Il software System 8 Ultimate offre
un range di prestazioni continuamen-
te migliorate in risposta alla crescen-
te domanda pervenuta da una gran-
de varietà di clienti di qualsiasi tipo di
industria. Tra queste si evidenziano:
- funzioni personalizzate di calcolo
per effettuare operazioni aritmeti-
che con relative risultati in tempo
reale;
- registrazione di misure per test
prolungati e analisi andamenti;
- password di accesso per restringe-
re l’accesso in determinate aree del
software;
- Instrument Menu Manager per
personalizzare le videate e l’utiliz-
zo del software.
Pcb Technologieswww.pcbtech.it
Nuovi strumenti
Con il Test-Flow tutte le informazioni e lo storico relativi ad una scheda rimangono memorizzati e resi accessibili a chiunque
Videata test 3D V/I e test V/I a matrice
www.osai-as.it
Assemblaggio ODD-Shape modulare scalabile
40 PCB settembre 2013
Dal packaging tradizionale al packaging ESDLa produzione di sistemi d’imballaggio che tengano conto del verificarsi di fenomeni ESD richiede una certa competenza teorica e costruttiva: ecco – in questa seconda parte di articolo – come utilizzare i sistemi conduttivi nella creazione di packaging ESD
▶ OLTRE I PCB - PROBLEMATICHE ESD
di Lucio Crippa, Scatolificio Crippa (seconda e ultima parte)
L a carta, per sua natura, contie-
ne una percentuale di umidità
che la potrebbe far apparire in
alcune condizioni già antistatica, a
differenza delle materia plastiche che,
se non adeguatamente trattate, sono
decisamente isolanti. Ciò non deve
però trarre in inganno quando si pro-
getta un sistema di protezioni ESD.
La già citata CEI EN 61340-5-3 –
2011 fissa al 12% il valore di UR a cui
il sistema deve garantire le caratteri-
stiche necessarie.
Anche il cartone, se portato a bas-
se percentuali di UR, perde l’umidi-
tà in esso naturalmente contenuta e si
avvicina in modo assolutamente im-
predevibile alla soglia di pericolosi-
tà. Imprevedibile in quanto le diver-
se tipologie di carta normalmente uti-
lizzate per la fabbricazione d’imbal-
laggi tradizionali, presentano com-
portamenti molto diversi al variare
dell’umidità. Per soddisfare i requisiti
richiesti, quindi, anche il cartole viene
trattato in modo da assicurare sem-
pre una resistenza superficiale stabi-
le e costante.
Come si è già detto, questo tratta-
mento è permanente e definitivo: non
subisce cioè decadimento nel tempo.
La nostra azienda produce cartone
conduttivo fin dagli anni ’80 e i cam-
pioni ancora presenti in archivio sono
tutt’ora perfettamente conduttivi.
Esistono molti tipi di cartone con-
duttivo. Si tratta per la quasi totalità
di cartoni ondulati, anche se esiste la
possibilità di rendere conduttivi i car-
toncini e cartoni compatti di qualsia-
si grammatura.
I cartoni ondulati possono essere
41PCB settembre 2013
realizzati utilizzando carte rese con-
duttive già in fase di impasto o, sem-
plicemente, impregnando la superficie
con una vernice conduttiva adeguata-
mente fissata. Secoli di esperienza
nella stampa della carta l’hanno resa
il materiale più adatto a ricevere qua-
lunque tipo di trattamento.
Anche qui, senza entrare nei detta-
gli, possiamo catalogare i cartoni nor-
malmente utilizzati per questi scopi
in due categorie: mono-onda e doppia
onda. Esiste anche cartone conduttivo
“tre onde” usato molto raramente per
imballi terziari di prodotti multipli in
condizioni di trasporto estreme.
I cartoni ondulati conduttivi mo-
no-onda sono disponibili principal-
mente in due spessori: 1,5 mm (mi-
croonda) e 3 mm (onda bassa). Quelli
a doppia onda sono principalmente
disponibili anch’essi in due spessori: 4
mm. e 6,5 mm. (Fig. 8)
Esistono anche molte tipologie di
carta, catalogate in rapporto alla pre-
senza di macero. Normalmente si pre-
ferisce utilizzare carta KRAFT con
una presenza di macero non superio-
re al 20% in quanto più stabile e più
adatta a ricevere il trattamento che la
rende conduttiva.
La carta conduttiva è presente su
una o su entrambe le facce esterne del
cartone. Di solito le onde non sono
conduttive, ma antistatiche, in quanto
incollate alle copertine mediante ami-
do di mais, antistatico per natura.
Oltre che per la quantità di macero
presente nell’impasto, le carte si diffe-
renziano tra loro anche per la gram-
matura, che spazia da un minimo di
125 g/mq fino a 300 e oltre per ogni
foglio che compone il cartone ondu-
lato: il mono-onda è sempre compo-
sto da tre fogli (foglio/onda/foglio), il
doppia onda da cinque fogli (foglio/
onda/foglio/onda/foglio)
In questa giungla di tipi diversi di
cartone si trova certamente il cartone
più adatto per ogni singola esigenza.
Non bisogna dimenticare che tutti
gli imballi conduttivi o antistatici so-
no innanzitutto degli imballi e quindi
devono assolvere alla loro funzione di
proteggere, raggruppare, separare ecc.,
così come si diceva più sopra.
Occorre quindi non perdere di vi-
sta le loro caratteristiche meccaniche
che sono assolutamente fondamentali
per assolvere alla funzione di imballo.
Tutti gli imballaggi in cartone on-
dulato, compresi quelli condutti-
vi, possono essere sottoposti a prove
meccaniche di resistenza alla caduta,
alla compressione verticale, all’acca-
tastamento, alla perforazione e molte
altre secondo norme ISO, UNI, EN,
TAPPI, FEFCO in funzione delle
esigenze specifiche alle quali devono
rispondere.
Le scatole conduttive
Si realizzano scatole conduttive ge-
neralmente copiando le scatole nor-
malmente utilizzate nell’imballag-
gio comune, anche se alcune tipolo-
gie hanno ottenuto maggiore diffu-
sione di altre.
La FEFCO (Federazione Europea
Fabbricanti Cartone Ondulato) ha
classificato le varie tipologie di scatole
allo scopo di renderle universalmen-
te riconoscibili. Quelle maggiormen-
te diffuse nell’imballaggio conduttivo
sono illustrate nella Tabella 1.
Molto spesso l’imballo è com-
posto dall’insieme di diversi codici
FEFCO. La Fig. 9 rappresenta una
realizzazione tra le più comuni ed è
composta da un fondo FEFCO 200,
un coperchio FEFCO 422 e un in-
terno FEFCO 934. Spesso vengo-
no utilizzati separatori orizzontali
sia in cartone conduttivo sia in po-
liuretano antistatico, Dal punto di
vista dell’impatto ambientale questa
è la soluzione migliore in quanto il
cartone e l’eventuale materia plasti-
ca risultano agevolmente separabili e
possono essere inviati correttamente
alla raccolta differenziata.
Fig. 8 - Cartoni conduttivi, spessori diversi confronto
Fig. 9 - Cassa in cartone conduttivo con coperchio e alveare
42 PCB settembre 2013
Risulta spesso molto semplice rea-
lizzare ulteriori protezioni accoppian-
do il cartone con espansi (Fig. 10). In
questo caso la separabilità dei diver-
si componenti è faticosa se non im-
possibile. Questi accoppiati fi nisco-
no inevitabilmente nel residuo secco
non riciclabile destinato alla discarica
o all’inceneritore.
Costi
Sotto l’aspetto dei costi è possibi-
le generalizzare aff ermando che per i
prodotti plastici e soprattutto per gli
espansi (poliuretano e polietilene) il
trattamento statico dissipativo è me-
no oneroso del conduttivo; per il car-
tone invece i costi sono allineati.
Per questo motivo il cartone statico
dissipativo è poco usato, in quanto si
preferisce il cartone conduttivo che, a
parità di costo, garantisce una più effi -
cace protezione e schermatura.
Marcatura
Al fi ne di informare gli utenti sul-
le caratteristiche degli imballi e per sti-
molare l’attenzione sulla sensibilità del
contenuto, la normativa ha stabilito
univocamente la simbologia da adot-
Fig. 11 - Simbolo internazionale che indica il packaging idoneo alla protezione di prodotti sensibili alle cariche elettrostatiche (ESDS)
tare per marcare gli imballaggi ESD.
Il simbolo presente in Fig. 11, pos-
sibilmente su sfondo giallo, sta ad in-
dicare che il packaging è idoneo al-
la protezione di prodotti sensibili alle
cariche elettrostatiche (ESDS). Viene
inoltre accompagnato dalle lettere:
S = schermante verso le cariche elet-
trostatiche
D = Elettrostaticamente dissipativo
C = Elettrostaticamente conduttivo
Tabella 1 - Tipologie di scatole per imballaggio conduttivo
Fig. 10 - Scatole accoppiate cartone/
poliuretano
Riferimenti bibliografici
CEI EN 61340-5-3 – 2011 - Protezione dei di-spositivi elettronici dai fenomeni elettrostatici - Classificazione delle proprietà e dei requisiti per gli imballi dei dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche. ESD: ANSI/ESD S20.20. – for the development of an Electrostatic Discharge Control Program for - Protection of electrical and electronic..., 2007. IEC 61340-5-1 Protection of electronic devices from electrostatic phenomena - General requirements,
2008.
G. Reina e L . De Luca, “Il packaging ESD e l’evoluzione
dei Materiali in funzione del trend della tecnologia”, in X Convegno ESD, Milano 2008.
Conclusioni
La scelta tra le diverse tipologie di imballo deve essere
innanzitutto dettata da motivazioni di carattere tecnico: un
componente con batterie in tampone non può essere mes-
so in contatto con un imballo conduttivo e una scheda con
un grosso trasformatore saldato deve essere alloggiata in un
imballo ammortizzante.
Stabilita la funzione del packaging, l’aspetto economico
diventa il successivo criterio di scelta: quando, ad esempio,
occorre un imballo duraturo per la movimentazione inter-
na, le casse in plastica conduttiva rappresentano una scelta
costosa, ma che si ammortizza col tempo. Le casse “a per-
dere” di solito vengono realizzate in cartone conduttivo, de-
cisamente più economico.
L’imballo accoppiato multimateriale è ancora molto
diff uso. È estremamente pratico, sicuro, affi dabile anche
se l’impatto ambientale è più gravoso. Il cartone condut-
tivo è riciclabile al 100%, così come molte materie pla-
stiche, se avviate correttamente al ciclo del riuso o del ri-
ciclo.
Le attuali norme di legge ancora non sono in gra-
do di orientare le scelte. Il contributo CONAI, pur es-
sendo fortemente differenziato per materie e premian-
do le materie più virtuose, non incide in maniera so-
stanziale sui costi finali: i costi di “fine prodotto” de-
gli imballaggi gravano in sostanza sulla collettività me-
diante le tasse di raccolta rifiuti. Sta ancora a noi fa-
re le scelte giuste.
Scatolif icio Crippawww.scatolif iciocrippa.it
44 PCB settembre 2013
Control Plan Esd
di Roberto Teppa e Cristiano Merlo, Magna Electronics
Società che opera nell’ambito del settore automotive e che produce motori brushless per il raffreddamento motore, Magna si è trovata a gestire nel tempo, all’interno del flusso produttivo, la movimentazione di parti elettroniche soggette a danneggiamenti dovuti a ESD. È nata quindi l’esigenza di implementare un programma ESD tale da garantire protezione costante sui componenti sensibili
▶ OLTRE I PCB - PROBLEMATICHE ESD
I l processo di assemblaggio avviene
naturalmente in aree EPA apposi-
tamente allestite. Lo stabilimento
di Magna è suddiviso in aree a secon-
da delle tipologie di prodotto, ma ad
eccezione dei relè, tutto si svolge in
ambiente protetto (EPA). A supporto
del programma sono state definite le
principali linee guida e, soprattutto,
si è realizzato un control plan con
le relative istruzioni operative per
garantire che ogni fase del processo
sia monitorata e gestita correttamente
secondo la normativa.
Control plan
Per potere garantire che il pro-
gramma venga rispettato, è necessa-
rio avere un piano di controllo che
permetta ai focal point e, di conse-
guenza, al coordinatore ESD di ave-
re una raccolta dati di tutte le mi-
sure e i controlli effettuati all’inter-
no dell’area EPA e sul processo pro-
duttivo. I focal point di ogni area so-
no responsabili del controllo e del-
la verifica dell’area EPA in cui ope-
rano assicurando che il programma
di mantenimento sia in linea con le
normative.
Qui di seguito riportiamo un esem-
pio di control plan di un’area EPA
dello stabilimento di Campiglione
(TO) a cui fare riferimento per le ve-
rifiche. Tutti i focal point partecipa-
no ad un programma di training spe-
cifico per potere attuare e condurre in
autonomia le verifiche prescritte dal
control plan.
Come si può notare dalla Tabella 1,
vengono verificate sia le fasi del pro-
cesso (macchine ed operazioni) sia
tutto l’ambiente operativo con i rela-
tivi strumenti di controllo.
Il piano di controllo è stato redatto
in funzione del layout dell’area EPA
interessata.
Un esempio di layout è riporta-
to Fig. 1 per meglio comprendere la
mappatura riportata nel control plan.
In tale modo il focal point è in grado
di operare con estrema chiarezza se-
guendo passo passo le verifiche da ef-
fettuare.
Definire una istruzione operativa di verifica
L’istruzione operativa di verifica
ha lo scopo di definire tutte le attivi-
tà da svolgere per effettuare le misu-
re da parte del focal point in manie-
ra corretta, definire le attrezzature e la
strumentazione da utilizzare per mo-
nitorare il programma ESD all’inter-
no del processo.
L’istruzione che è stata definita
specifica la tipologia dei controlli da
45PCB settembre 2013
effettuare e definisce la modalità del-
le singole misure. È importante inol-
tre tenere sotto controllo la calibra-
zione degli strumenti periodicamen-
te. In Fig. 2 è possibile seguire l’istru-
zione operativa di verifica.
A supporto dell’Istruzione opera-
tiva che in maniera esplicita dà la li-
nea guida da seguire ai focal point per
garantire il monitoraggio e il mante-
nimento del programma ESD, è stata
definita una istruzione di lavoro che
consenta di avere i vari valori di riferi-
mento per le misure. Si veda a questo
proposito la Fig. 3.
Una delle verifiche più frequenti e
sicuramente una delle più importan-
ti è il controllo che il personale de-
ve effettuare dei calzari e dei brac-
cialetti ogni volta che accede al re-
parto produttivo o, meglio, all’area
EPA. Anche in questo caso si è de-
finita una istruzione dedicata a que-
sta operazione.
Gli strumenti utilizzati per il con-
trollo devono essere certificati perio-
dicamente dall’ente metrologico del-
la qualità (ved. Fig. 4).
Gestione del programma
Per far sì che il programma funzio-
ni correttamente occorre svolgere at-
tività continue di monitoraggio e ve-
rifica per evitare derive pericolose del
sistema.
Tutto ciò deve essere gestito da
una figura che è il coordinatore ESD,
il quale ha il compito di organizza-
re le varie attività di monitoraggio e
verifica, nonché la formazione di tut-
to il personale. Il personale coinvolto
nel programma è vario, ma ognuno è
fondamentale per la riuscita di esso:
- Progettisti, che devono realizzare
circuiti di protezione;
- Laboratori, devono svolgere una
attività di analisi e verifica;
- Responsabile qualità e coordina-
tore ESD, sono coloro che han-
no il compito di diffondere il pro-
gramma e di monitorare le attività
verificando l’affidabilità del siste-
ma anche in funzione degli scarti
dovuti a ESD. La formazione de-
ve essere svolta a tutti i livelli, dai
manager agli addetti alle pulizie.
Il nostro programma ESD è gestito
dal sottoscritto in qualità di coordina-
tore delle attività.
Gli audit e i controlli quotidia-
ni vengono effettuati dai focal points
preposti per ogni area con la collabo-
razione dei tecnici della qualità e al
coordinatore di reparto.
Piano di mantenimento
È fondamentale per il funziona-
mento del programma stabilire e rea-
lizzare un piano di mantenimento del
sistema di protezione in uso.
Fig. 1 - Esempio di layout della mappatura riportata nel control plan
46 PCB settembre 2013
Punti cardine su cui lavorare
Monitoraggio
Il monitoraggio giornaliero è esegui-
to dal personale operativo, che deve te-
stare braccialetti e calzature quotidiana-
mente con l’apposito tester, posto all’in-
gresso dei reparti produttivi, e registra-
re sull’apposito modulo l’avvenuto con-
trollo. Periodicamente vengono con-
trollati dalla manutenzione gli appara-
ti ionizzanti e le superfi ci di lavoro (col-
legamenti a terra). I controlli generali
del sistema vengono realizzati dal coor-
dinatore con la collaborazione dell’en-
te qualità. Annualmente tutto il sistema
viene verifi cato e misurato da un consu-
lente esterno che eff ettua tutte le misure
elettriche con strumenti sofi sticati che
ci permettono di stabilire se il nostro si-
stema è in linea con le normative ESD
o si è degradato.
Audit periodici
Vengono realizzati dal coordinato-
re, insieme a un tecnico della quali-
tà e il coordinatore di reparto, per ve-
rifi care globalmente i sistemi di pro-
tezione in uso, i materiali all’interno
dell’area EPA, l’effi cienza dei vari ap-
parati (tester, ionizzatori ), le superfi ci
di lavoro, il comportamento del per-
sonale produttivo e non.
Gli audit si basano su 10 item:
1 camice indossato;
2 eff etti personali in EPA;
3 delimitazioni area;
4 superfi ci di lavoro;
5 apparati ionizzanti;
6 accesso condizionato;
7 imballi;
8 gestione degli isolanti;
9 idoneità raccoglitori;
10 carrelli.
Fig. 2 - Tipologia dei controlli da effettuare per defi nire le modalità di misura
Riferimenti bibliografici
CEI EN 100015/1, Protezione dei componenti sensibili a a cariche elettrostatiche ESDs, Parte 1, Requisiti generali, 1991.CEI EN 61340-5-2, Protection of electronic devices from electrostatic phenome-na - General requirements, 1998.ESD: ANSI/ESD S20.20. – for the development of an Electrostatic Disharge Control Program for - Protection of electrical and electronic..., 1999.
47PCB settembre 2013
Fig. 3 - Istruzione di lavoro che consente di avere vari valori di riferimento per le misure
48 PCB settembre 2013
Fig. 4 - Elenco di strumenti utilizzati per il controllo che vengono certificati periodicamente dall’ente metrologico della qualità
49PCB settembre 2013
damentale per la riuscita del pro-
gramma, in quanto tutti si rendono
conto di ciò che fanno e perché, ado-
perandosi per il mantenimento del si-
stema. I progressi nel tempo sono sta-
ti evidenti a tutti i livelli.
Infine è utile sottolineare l’impor-
tanza di tenere la guardia sempre al-
ta e vigilare continuamente sul siste-
ma, perché ci vuole poco per rovinare
il lavoro di anni.
Fig. 5 - Istruzioni per le verifiche Esd
via si sono fatti continui migliora-
menti acquisendo nel tempo maggio-
re consapevolezza e la giusta menta-
lità di comportamento e rispetto del-
le norme.
Con l’aiuto di un consulente si so-
no implementate nel tempo azioni
correttive fondamentali per il corretto
funzionamento del sistema e realizza-
te le strutture di gestione.
La formazione del personale è fon-
Per ogni item vengono dati pun-
ti da 0 a 10 specificando in tabella
l’eventuale problema e la relativa re-
sponsabilità, l’azione correttiva e la
data di applicazione. Il totale max del
punteggio dell’audit è 100.
Conclusioni
L’attivazione del nostro program-
ma ESD è nato circa 5 anni fa e via
50 PCB settembre 2013
Sorgenti di innesco ESD e atmosfere esplosive
di Alessandro Panico, Tiger-Vac (seconda e ultima parte)
Continua l’analisi dei concetti di progettazione espressi nella prima parte. Affrontiamo ora i sistemi di aspirazione EX-MAT di Tiger-Vac. Debitamente strutturati, tali sistemi evitano i rischi di innesco che possono risultare fatali
▶ OLTRE I PCB - PROBLEMATICHE ESD
Protezioni aggiuntive per materiali estremamente sensibili all’ignizione
Materiali con bassa MIE possono
creare condizioni favorevoli all’inne-
sco durante il processo di aspirazio-
ne. La polvere può fare attrito infat-
ti con il flusso d’aria stesso creando le
condizioni favorevoli per una tale si-
tuazione.
Contenere una nube di polvere co-
stituita da queste tipologie di ma-
teriali in una camera di filtrazione a
secco o in un serbatoio senza siste-
mi di neutralizzazione o protezione
non è sicuro, così come non è sicu-
ro effettuare il trasferimento di mate-
riali esplodibili attraverso tubi o con-
nessioni.
Per sapere se questo attrito sia suf-
ficiente a creare un’esplosione è neces-
saria una valutazione specifica dei ri-
schi basata su prove di laboratorio o
analisi. È sempre possibile in ogni ca-
so evitare o ridurre la possibilità di at-
trito controllando la concentrazione
di umidità nel flusso d’aria e la cre-
azione di elettricità statica. È inoltre
possibile valutare:
a) la neutralizzazione di polveri in
immersione/nebulizzazione in li-
quido;
b) l’installazione di protezioni passi-
ve: disco di rottura e valvola che
fornisce la separazione unidirezio-
nale dell’esplosione; soppressione
chimica senza sfoghi ecc.;
c) il Safety Integrity Level del siste-
ma finale con un livello di ridu-
zione dei rischi determinato da
considerazioni di corporate risk
analisys;
d) lo stato di conformità sistema.
Adeguate condizioni di filtrazione e controllo ambientale
I sistemi pneumatici Tiger-Vac non
creano sorgenti di innesco per il ma-
teriale recuperato. Materiali con basso
MIE possono comunque creare inne-
sco da soli durante il processo di aspi-
razione.
Il know-how Tiger-Vac permet-
te interessanti soluzioni a questo fe-
nomeno.
È possibile ridurre drasticamente
la possibilità di innesco anche agendo
sul processo e sull’ambiente di aspi-
razione, in particolare tra il punto di
aspirazione e il sistema filtrante (stru-
51PCB settembre 2013
menti, tubi, connessioni) e nel siste-
ma di fi ltrazione. Tiger-Vac è in gra-
do di proporre due diverse tecnologie,
aggiuntive rispetto al Modello base.
Ecco in sintesi i punti di forza e di
debolezza di entrambe.
Alternativa 1
Separatore a immersione dell’SS- EX + IT CFE
Il separatore a immersione neutra-
lizza e rende inerti le polveri in un
bagno di liquido (acqua, olio, liqui-
do antischiuma, ecc). Ciò off re anche
la possibilità dell’assorbimento di fu-
mi o vapori tossici/nocivi (se generate
dalla miscela di polvere nel liquido).
A seguire in dettaglio i punti forti e
le debolezze dell’SS- EX + IT CFE:
Punti di forza
- Totale immersione della polvere
nel liquido neutralizzante
- Indicatore di livello del liquido +
oblò opzionale
- Facile svuotamento del materiale
recuperato
- Filtro esterno per catturare l’umi-
dità
- Impossibilità di uscita della polve-
re una volta pieno
- Tecnologia provata e testata a
lungo
- Meccanismo Defl ettore che assi-
cura che le polveri intrappolate in
bolle d’aria non sfuggano.
Punti di debolezza
- Smaltimento della polvere con il
liquido di neutralizzazione
- Impossibilità di eff ettuare la neu-
tralizzazione tra il punto di aspira-
zione ed il primo sistema di fi ltra-
zione (separatore ad immersione)
- Necessità di protezioni addizio-
nali per coprire il rischio di in-
nesco tra il punto di aspirazio-
ne ed il separatore ad immersione.
Consideriamo la possibilità di cre-
azione di scintille per attrito con il
fl usso d’aria stessa (non per con-
tatto con componenti a terra, ma
solo per il movimento in aria) lun-
go le parti non controllate (utensi-
li, tubi, raccordi, tubazioni).
I diversi componenti del separa-
tore ad immersione sono visibili in
Tabella 1.
Se il disco di rottura non viene ri-
chiesto, si può valutare un sistema di
soppressione chimica, ma è molto co-
stoso.
Tabella 1 - Componenti del separatore ad immersione
Separatore immersione
Filtro a cesto
Meccanismo deflettore
Oblò
Filtro a coalescenza
Disco di rottura
Fig. 4 - Tre possibili benefi ci dall’umidifi cazione
52 PCB settembre 2013
Alternativa 2
Sistema di aspirazione con controllo umidità dell’SS + CFE AKIMist
Il sistema di umidificazione Dry
Fog previene i problemi derivan-
ti dalle scariche elettrostatiche. Uno
speciale umidificatore inietta un ae-
rosol fine attraverso il sistema e tra-
mite un controllo ambientale delle
aree di raccolta possibile assicura-
re stabilmente una concentrazione
di umidità del 70% (range di sicu-
rezza ESD). In questo modo possi-
bile evitare la creazione di innesco
durante l’aspirazione, lungo il tubo
ed internamente al sistema di aspi-
razione.
A seguire in dettaglio i punti for-
ti e le debolezze dell’SS + CFE
AKIMist.
Punti di forza
- Minimo utilizzo/contaminazione
delle acque
- Sistema Semi-Automatico di at-
tivazione con controllo ambien-
tale
Fig. 5 - Ingrandimento e caratteristiche delle particelle d’acqua in un sistema di umidificazione
Le etichette FPE per la marcatura di cavi costituiscono un sistema semplice ma efficace per una perfetta e duratura identificazione di fili e cavi elettrici.
Due le tipologie prodotte per le stampanti a trasferimento termico:
TTC.41. in vinile Spessore film : 80 μm Range di temperatura: -40° +80°C TTC.17. in poliestere Certificato UL Spessore film: 25 μm Range di temperatura: -40° +150°C
Entrambi i materiali sono conformi alle Direttive RoHS e hanno un trattamento superficiale idoneo per ricevere e trattenere le resine rilasciate dai nastri.
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ETICHETTE PER LA MARCATURA DI CAVI
- Filtro esterno per catturare l’umidità
- Facile svuotamento e smaltimento delle polveri
conduttive recuperate in Poly Liner
- Possibilità di neutralizzazione tra il punto di aspira-
zione e il sistema filtrante
- Impossibilità di uscita della polvere una volta pieno
- Facile controllo del filtro principale.
Punti di debolezza
- Soluzione più costosa
- Necessità di approvvigionamento idrico ed elettrico
con una valutazione minima del rischio e dei livelli
di sicurezza
- Formazione obbligatoria degli utenti finali e loro
implicazione nei processi di controllo
- Programma specifico di manutenzione e taratura
periodica da definire
- Nuovo sistema di aspirazione. Non esistono statisti-
che o riscontri da parte di altri clienti.
Componenti del sistema di aspirazione con control-
lo dell’umidità:
- Filtri Wet&Dry
- Filtro a coalescenza
- Sacco Polyliner
Lo scopo dell’impianto caso di studio è quello di
immettere in un box di contenimento una microneb-
bia impalpabile che verrà prelevata dal sistema al fi-
ne di poter garantire una percentuale di umidità re-
lativa controllata all’interno della camera filtrante, del
deposito del sistema di aspirazione e attraverso la tu-
bazione.
L’alimentazione degli apparecchi avviene tramite ac-
qua e aria compressa. Il comando degli apparecchi av-
viene tramite un trasduttore di segnale e una sonda
certificata ATEX Cat.1, con tolleranza del 3%, posta
all’interno della camera filtrante e del deposito del si-
stema di aspirazione.
Un igrometro elettronico digitale in area sicura dà il
consenso a un’elettro-valvola che provvede all’apertura/
chiusura dell’aria compressa.
Conclusioni
Lo studio deve essere completato e perfezionato, ma
descrive lo stato dell’arte in questo settore. È possibile
approfondire i diversi aspetti presentati in questa me-
moria e ogni spunto scandisce un orizzonte di com-
54 PCB settembre 2013
petenza a se stante. La specializza-
zione e corporazione del network di
professionisti EX può essere conside-
rato uno strumento di crescita socio-
economica utile per tutti i professio-
nisti che operano in atmosfere esplo-
sive e permette di velocizzare il pro-
cesso di armonizzazione e aggiorna-
mento legislativo degli Stati membri
alle direttive europee e internaziona-
li. Ciò che ieri era competenza di po-
chi assume ad oggi l’idea di standard
grazie al processo cognitivo ingegne-
ristico, probabilistico e statistico asso-
ciato agli strumenti dell’internaziona-
lizzazione.
La preoccupazione è che questa li-
beralizzazione incontrollata autore-
golamentata si ripercuota sugli uti-
lizzatori in nome di un progetto di
uniformazione e globalizzazione del
mercato diversamente diffi cilmente
perseguibile nel breve termine.
L’approccio competitivo a breve
termine senza strumenti di proget-
tazione che siano predeterminati ri-
chiede una apertura culturale tale da
superare gli ostacoli imposti da chi
detiene il potere delle decisioni com-
merciali.
La capacità di inventare costante-
mente e sistematicamente per il mass
production gode di uno schema di
omologazione impeccabile che ha il
dovere di trasformare il “venditore di
linee guida di buona prassi” del mi-
glior off erente, in uno strumento in-
formativo di controllo della tutela
della proprietà intellettuale.
Fig. 6 - Sistema di aspirazione ad umidità controllata
Riferimenti bibliografici
[1] EN 1127-1
[2] DIRETTIVA 94/9/CE
[3] IEC 60079-32-1
[4] VDI 2263
[5] PRINCIPI DI AERODINAMICA
[6] Relazione FEA - ICAM : ATEX DAY VENEZIA Ing. Doardo Andrea
56 PCB settembre 2013
Pulizia è affidabilità
di Piero Bianchi
Residui di lavorazioni precedenti e contaminanti di ogni natura sono tra i naturali nemici tanto del processo quanto del buon funzionamento di un pcb. La loro rimozione è necessaria per avere un processo robusto e una scheda affidabile nel tempo
▶ PRODUZIONE - SISTEMI DI CLEANING
U na delle variabili che contri-
buisce alla riuscita del proces-
so produttivo è la sua pulizia
che, come avviene per la manutenzio-
ne, ne è parte integrante; contribuisce
nel mantenere le variabili di processo
all’interno dei limiti prefissati.
Ci sono due direttrici distinte di
influenza dell’attività di pulizia, la li-
nea di assemblaggio e il pcb. In tut-
ti e due i casi c’è un costo da affronta-
re in quanto sia i sistemi che i mate-
riali specifici sono un frutto tecnolo-
gico, risultato di una ricerca e sviluppo
al pari di altri prodotti comunemen-
te impiegati.
La pulizia in saldatura
Il forno è una potenziale fonte di
inquinamento superficiale delle sche-
de. I forni a convenzione d’aria o di
azoto pur non essendo particolarmen-
te soggetti all’accumulo di incrostazio-
ni vanno comunque puliti per mante-
nere la massima efficienza nel trasferi-
mento termico e per evitare il ricirco-
lo di impurità. Durante le operazioni
di pulizia è bene non utilizzare liqui-
di generici, che sebbene rimuovano lo
sporco possono danneggiare parti del
forno come a esempio le guarnizioni
di tenuta. Esistono delle sostanze ap-
posite che non solo facilitano la puli-
zia, ma assicurano la completa rimo-
zione di ogni contaminante in assoluta
sicurezza per l’operatore e per il forno.
In molti forni sono presenti i sot-
tosistemi per il recupero del flussan-
te (flux management) in cui si convo-
glia l’aria o l’azoto (che hanno già ce-
duto calore ai pcb) in una batteria di
raffreddamento il cui compito è ab-
bassarne la temperatura. Attraverso
dei filtri che ne catturano il flussante
contenuto, l’aria purificata e raffredda-
ta viene convogliata nella zona di coo-
ling in uscita.
Filtri e batteria di raffreddamento
devono essere periodicamente puliti,
meglio se mediante lavaggio con lava-
trici a ultrasuoni.
In saldatura a onda, nel proces-
Fig. 1 - Pcb cleaning in ingresso alla serigrafica
57PCB settembre 2013
La pulizia dei carrelli e delle parti
costituenti l’unità di flussatura è rea-
lizzata mediante lavaggio con acqua
mista a detergenti. Esistono in com-
mercio dei sistemi di lavaggio dove si
possono alloggiare diversi carrelli per
ciclo. Nelle macchine di lavaggio più
complete sono presenti anche l’uni-
tà di risciacquo e quella di asciugatura.
La pulizia in serigrafia
Le schede non ancora assemblate
potrebbero conservare sulle superfici
residui derivanti delle lavorazioni pre-
cedenti, che risultano dannosi pregiu-
dicando il risultato della serigrafia. La
loro pulizia avviene mediante un sem-
plice sistema installato in ingresso al-
la serigrafica. È costituito da quattro
rulli, due superiori e due inferiori, co-
struiti in gomma sintetica. I due rul-
li a contatto col pcb raccolgono ogni
tipo di impurità che trasferiscono agli
altri due rulli adesivi di raccolta. (ved.
Fig. 1)
In uscita dai rulli e prima dell’in-
gresso nella serigrafica, un dispositivo
elettrico elimina le cariche elettrosta-
tiche eventualmente accumulate du-
rante la precedente azione di pulizia.
Questa operazione assicura l’in-
gresso in serigrafia di schede esenti da
ogni contaminazione.
Attualmente ogni serigrafica auto-
matica è dotata di sistema per la pu-
lizia in macchina dello stencil. Carta,
solvente e aspirazione compongono il
sistema. La carta può lavorare a secco,
inumidita col solvente e col suppor-
to dell’aspirazione; i cicli sono impo-
stati dall’operatore (eventualmente al-
ternandoli in funzione del numero di
pcb serigrafati) o essere attivati dal si-
stema di ispezione ogniqualvolta rile-
vi un problema. Le serigrafiche di ulti-
ma generazione che montano i sistemi
di ispezione post-print, controllano lo
stato delle aperture della lamina, atti-
vando all’occorrenza il ciclo di pulizia.
so classico così come in saldatura con
minionda, il risultato finale può essere
negativamente influenzato dalla man-
cata pulizia della macchina.
Fondamentalmente in una saldatri-
ce ci sono tre diversi sottosistemi che
hanno caratteristiche proprie, ma in-
teragiscono strettamente col pcb e i
prodotti di consumo.
In cascata sono l’area di flussatura,
quella di preriscaldo e l’unità di sal-
datura, che si influenzano reciproca-
mente.
I sistemi di flussatura usualmen-
te utilizzati sono del tipo a schiuma
o quello a spray, eventualmente en-
trambi presenti. La pulizia del siste-
ma spray comporta benefici di ordine
funzionale, non arrivando a contami-
nare il pcb.
La flussatura a schiuma è più sog-
getta all’inquinamento in quanto la
ricaduta del flussante in eccesso nel-
la vaschetta comporta il trasporto dei
residui delle lavorazioni precedenti su-
bite dal pcb. Non solo si corre il rischio
di intasare le aperture della pietra po-
rosa, ma con determinati flussanti si
corre il rischio di alterarne l’origina-
ria composizione chimica, inoltre le
impurità microscopiche che possono
viaggiare in sospensione sulla schiuma
potrebbero ritornare ad aderire sulla
superficie della scheda.
In generale rimuovere le incrosta-
zioni di flussante dall’intera area di
flussatura evita che cristallizzazioni
del liquido possano contaminare acci-
dentalmente il pcb in transito.
Senza un adeguato trasferimento
termico il flussante può lasciare patine
oleose o polvere bianca, quindi è bene
assicurare l’efficienza dei pannelli ra-
dianti anche mediante una buona pu-
lizia, che nel caso dei pannelli ad aria
calda evita che particelle di impurità
possano migrare sulla scheda, convo-
gliate dal flusso d’aria.
In caso di mancata pulizia della sal-
datrice la lega del pozzetto è esposta
al pericolo di inquinamento da parte
di impurità lasciate dal passaggio dei
carrelli sporchi o dalle catene incro-
state di flussante; oltre a generare pro-
blemi nella stabilità dell’onda, espone
a problemi nella formazione dei giun-
ti e procura residui di scorie come la
polvere nera.
Buona norma è pulire giornalmen-
te il bagno d’onda asportando le scorie
che ristagnano in superficie; in funzio-
ne delle ore di lavoro, con cadenza se-
mestrale o annuale va eseguita una pu-
lizia radicale del crogiolo.
Fig. 2 - Rotoli di carta per la pulizia degli stencil
58 PCB settembre 2013
La peculiarità principale del roto-
lo di carta (Fig. 2) è quella di non la-
sciare assolutamente nessun
residuo, la seconda di es-
sere resistente alla trazio-
ne anche quando è inumi-
dita da solventi e la terza,
ma non ultima, di possede-
re una trama atta a rimuo-
vere ogni particella di lega
presente sullo stencil.
Ai fi ni di un proces-
so pulito è buona norma la-
vare i telai serigrafi ci dopo ogni uti-
lizzo (ved. Fig. 3), per assicurarsi che
non rimangano occlusioni negli an-
goli delle aperture. I sistemi di lavag-
gio, usualmente a ultrasuoni, utilizza-
no acqua con additivi alcalini, le sco-
rie vengono raccolte da fi ltri che so-
no poi smaltiti con i residui di salda-
tura, mentre ripristinato a livello neu-
tro il ph dell’acqua la si smaltisce con
le acque refl ue, ma non prima di aver
eff ettuato alcune centinaia di cicli di
lavaggio.
Il problema della depurazione delle acque
I metalli pesanti che sono tipici pro-
dotti di rifi uto in molte lavorazioni in-
dustriali sono notoriamente non so-
lo pericolosi per l’ambiente e la salute
umana, ma anche diffi cili da smaltire.
Uno dei metodi che è possibile uti-
lizzare ricorre alle celle elettrochimi-
che che utilizzano un elemento di car-
bone poroso come elemento base ca-
todico, che ha il pregio di aumenta-
re l’effi cienza energetica del processo.
L’acqua, una volta depurata dagli in-
quinanti principali, deve avere un te-
nore di acidità neutra (ph=7) per po-
ter essere immessa negli scarichi fo-
gnari, a questo proposito sono in com-
mercio dei correttori che opportuna-
mente dosati ripristinano l’equilibrio
dei bagni.
Alcuni produttori di macchine a ul-
trasuoni per il lavaggio dei telai seri-
grafi ci forniscono liquidi che vengo-
no smaltiti per evaporazione lascian-
do residui solidi principalmente costi-
tuiti da lega saldante. L’operazione di
alimentare il crogiolo della saldatrice
con questi “recuperi” non è consiglia-
bile perché c’é il rischio di inquinare il
bagno di lega. Un secondo problema
può nascere dalla necessità di far eva-
porare il liquido dismesso che pur non
causando problemi di inquinamen-
to, richiede sicuramente spazio per le
vasche nel caso di evaporazione natu-
rale o investimenti nel caso si ricorra
all’utilizzo di forni specifi ci.
Lavaggio dei pcb
L’operazione di lavaggio è orienta-
ta ad evitare l’insorgere delle corren-
ti parassite e delle conseguenti corro-
sioni indotte dalla contaminazione io-
nica. Problemi che si manifestano per-
lopiù quando la scheda è installata sul
dispositivo in campo.
Il lavaggio delle schede assemblate
è stato per molti anni abbandonato, in
particolare a seguito dell’introduzio-
ne dei prodotti di saldatura no-clean,
e anche perché è sempre stato giudica-
to un passaggio senza valore aggiunto.
Attualmente si assiste a un rinnova-
to interesse nei confronti del lavaggio,
senza l’impiego di sistemi in linea co-
me avveniva un tempo, ma con l’utiliz-
zo di più economiche lavatrici batch.
(ved. Fig. 4)
Ci sono diverse ragioni che contri-
buiscono a rendere auspicabile il la-
vaggio. Ad esempio prima di proce-
dere al conformal coating, consen-
te di avere la sicurezza di non inglo-
bare alcun contaminante, ma si lava
anche per assicurare il contatto delle
sonde nei sistemi di test elettrico op-
pure si lava per ragioni semplicemen-
te estetiche prima di passare all’ispe-
zione ottica.
A dispetto di ogni precauzione,
particelle microscopiche di diversi tipi
di contaminante possono depositarsi
sul pcb durante il suo attraversamento
del ciclo produttivo. Può essere ma-
teriale di tipo organico come pollini,
sudore, capelli, piccole squame di pel-
le o forfora, oppure materiale inorga-
nico come la generica polvere, parti-
celle d’olio (proveniente da vari mac-Fig. 4 - Sistema di lavaggio per pcb
Fig. 3 - Sistema di lavaggio dei telai serigrafi ci
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chinari), materiale staccatosi da im-
balli come cartone, spugne e colle di
nastro adesivo.
I fattori importanti che condiziona-
no il lavaggio a base acqua delle sche-
de e il risultato di pulizia finale so-
no ascrivibili al tipo di lavatrice e cioè
la forza con cui il liquido è portato a
contatto delle schede e la temperatu-
ra a cui avviene il processo di pulizia.
La forza meccanica e l’angolo di at-
tacco con cui è eseguita l’operazione di
pulitura nelle lavatrici a getto o l’ener-
gia degli ultrasuoni e la temperatura di
lavaggio, sono molto importanti per-
ché preponderanti rispetto alla capaci-
tà di aggressione chimica degli attua-
li additivi. Il controllo della tempera-
tura nel lavaggio interviene facilitan-
do l’aggressione chimica del flussante.
La componente meccanica è partico-
larmente critica negli assemblati con
parti di difficile accesso, componenti
molto vicini tra loro o con pochissi-
ma distanza tra superficie della scheda
e lato inferiore del componente (com-
ponenti low-standoff).
Un parametro importante è co-
stituito dai tempi di asciugatura che
devono essere ragionevolmente cor-
ti. Utilizzando il lavaggio coi solventi
l’evaporazione è molto veloce, ma con
i base acquosa i tempi tendono ad es-
sere naturalmente dilatati e una asciu-
gatura lenta può lasciare dei residui in-
desiderati.
Ci sono tre tipi di tecnologia di la-
vaggio ad acqua: acqua senza additivi,
acqua con saponificatori e acqua con
solvente.
Il lavaggio con acqua senza additi-
vi è applicabile ai processi di saldatura
dove si utilizzano flussanti solubili in
acqua e il lato bottom dei componen-
ti mantiene dalla superficie della sche-
da una distanza sufficiente allo scorri-
mento dell’acqua.
Dove l’acqua senza additivi ha diffi-
coltà a penetrare, come sotto i compo-
nenti LCC (Leadless Chip Carrier), i
buoni risultati arrivano dall’uso di ac-
qua saponificata e dal lavaggio semi-
acquoso.
I saponificatori diminuiscono la
tensione superficiale dell’acqua per-
mettendo un buon scorrimento sot-
to la maggior parte dei componen-
ti, inoltre attaccano chimicamente le
resine non solubili in acqua permet-
tendone l’asportazione. I saponifica-
tori trasformano i residui di flussan-
te in sali organici, rimossi in seguito
dall’azione meccanica dell’acqua.
L’acqua con saponificatori non ha
controindicazioni nemmeno nel caso
dei processi a base di flussanti solubi-
li in acqua.
Nel lavaggio semi-acquoso il sol-
vente è l’agente chimico attivo e l’ac-
qua il mezzo meccanico utilizzato per
il trasporto dei residui al di fuori della
superficie della scheda. L’abbinamento
acqua e solvente ha uno spettro di
azione molto ampio, adatto a molti ti-
pi di flussanti.
60 PCB settembre 2013
Prestazioni, protezione e pulizia delle lavorazioni al laser
di Luca Conte, Weller
La diffusione della tecnologia laser in diversi settori della produzione industriale, in particolare della produzione elettronica, richiede la presenza di sistemi di aspirazione fumi piuttosto efficienti e incisivi
▶ PRODUZIONE - SISTEMI LASER
G razie alla diminuzione dei
costi, alla velocità e alla pre-
cisione della tecnologia laser,
oggigiorno sempre più applicazioni di
taglio, incisione, marcatura e saldatu-
ra, ricorrono a questa tecnologia. Tra
le applicazioni più comuni ci sono
la marcatura sui package, sui circuiti
stampati e sui componenti elettroni-
ci in generale; ne beneficiano anche
diversi supporti informatici come car-
te di credito, chip card e smart card.
Diversi sono i materiali interessati,
dalla plastica al metallo e al vetro; co-
me diversi sono i settori, dalla produzio-
ne elettronica a quella dei cavi, dall’au-
tomotive al medicale, tanto per citarne
tra i più comuni.
In quasi tutte le applicazioni i laser
scompongono termicamente il substra-
to in gradi più o meno elevati, marcan-
do, incidendo, tagliando o saldando, ma
inevitabilmente generando differenti ti-
pologie di fumi. Questi fumi sono un
insieme di particolato e gas. Nel caso di
fumo generato da metalli o vetro si ot-
tiene principalmente particolato di di-
mensione inferiore a 1 μm di diame-
tro (col rischio di inalazione), mentre
i materiali organici, come le plastiche,
producono fumi ancor più comples-
si. I composti organici gassosi prodot-
ti sono conosciuti come VOC (Volatile
Organic Compound ovvero Composti
Organici Volatili).
Le nuove soluzioni laser prevedo-
no l’impiego di tecnologie con impul-
si sempre più corti a frequenze sempre
più elevate, che generano una maggio-
re quantità di gas e di particolato di di-
Fig. 1 - Il sistema di purificazione dell’aria nella zona di lavoro porta benefici tanto agli operatori quanto alla meccanica del sistema laser
Il prefiltro (F7 o F8) intrappola il particolato
più grande, allungando la vita del filtro
principale
Il filtro per particolato (EPA 12 EN 1822)
blocca il particolato più fine (0,1 – 0,3 μm)
Il filtro per gas scompone chimicamente
e fisicamente i fumi, intrappolando
le sostanze nocive
L’unità rimette in circolo l’aria purificata
(fino al 99,96%) dall’uscita posta
sotto la base
mensioni molto piccole, che potrebbe-
ro disturbare lo stesso raggio laser. Un
raggio non adeguatamente concentra-
to cambia la lunghezza focale ed ha
un impatto negativo sul risultato del-
la produzione, col rischio di aumen-
tare gli scarti, arrivando addirittura al
danneggiamento dell’apparecchiatu-
ra stessa.
L’emissione di particolato e di gas è
inevitabile durante un qualsiasi inter-
vento col laser, ma la dispersione incon-
trollata delle emissioni deve essere evi-
tata in quanto pericolosa tanto per la
salute umana, quanto ai fini qualitati-
vi della produzione in corso. Il pulvi-
scolo che si deposita sui particolari la-
vorati, legandosi con l’umidità ambien-
tale, può interferire col funzionamento
dei componenti, in particolare se già di
loro molto sensibili.
Dove sia prevista l’aspirazione dei fu-
mi il prodotto è ovviamente protetto
dalle contaminazioni, quindi non ne-
cessita di pulizia finale.
Incredibilmente silenziosa, sorprendentemente funzionale
I sistemi di filtraggio Laserline di
WellerFT sono costruiti con compo-
nentistica di elevata qualità e sono
stati specificatamente sviluppati per
intercettare le emissioni pericolose
direttamente alla fonte. L’innovativo
sistema di filtraggio attua la separa-
zione delle polveri sottili e dei gas
in 4 fasi, rimettendo in circolo nel-
la zona di lavoro solo aria completa-
mente pulita (purificata al 99,96%).
Un sostanziale contributo al rispet-
to delle leggi che riguardano la qua-
lità dell’aria nella zona di lavoro, i
cui benefici vanno a vantaggio tan-
to degli operatori quanto del siste-
ma, in quanto se da una parte si evi-
ta l’inalazione da parte delle persone
dall’altra si preserva la lente del laser
proteggendola dalle contaminazioni.
(ved. Fig. 1)
Laserline
La serie Laserline dedicata all’estra-
zione dei fumi nelle applicazioni laser si
compone di cinque modelli che copro-
no varie esigenze: LL 150, LL 200 V,
LL 250, LL 400 V e LL 450. La tecno-
logia WellerFT punta ad aspirare i fu-
mi direttamente alla sorgente, cioè vici-
no alla zona di lavoro del laser, in mo-
do da non dover necessitare di poten-
za e capacità di vuoto troppo elevati,
facilitando e minimizzando la manu-
tenzione del sistema. I cinque modelli
LaserLine infatti partono da 140 m3/h
e raggiungono i 645 m³/h, con potenze
da 100 a 300 W, e un vuoto tra i 2000
ed i 3000 Pascal, soppiantando con la
loro tecnologia anche i sistemi con pre-
stazioni più elevate.
Facendo leva sull’esperienza ultra-
ventennale dei produttori, l’ufficio tec-
nico supporta i clienti con consigli pra-
tici nelle varie applicazioni specifiche,
fornendo all’occorrenza soluzioni cu-
62 PCB settembre 2013
stom. Tutti i sistemi possono essere per-
sonalizzati con fi ltri specifi ci per appli-
cazioni in camere bianche o per l’utiliz-
zo in ambiti paralleli come per esem-
pio con le stampanti a getto d’inchio-
stro. È disponibile anche una Spark
Trap (trappola per scintille), una sorta
di prefi ltro metallico che previene prin-
cipi d’incendio in applicazioni con ge-
nerazione di scintille. I sistemi di fi l-
traggio WellerFT hanno un ulterio-
re importante vantaggio, sono i più si-
lenziosi che oggi off re il mercato (tra i
44 ed i 49 dBA ad un metro di distan-
za!). Questi aspiratori sono stati svilup-
pati per ottenere le massime prestazioni
sotto vari aspetti e per tutte le aree ap-
plicative; la loro innovativa struttura, ri-
spetto ai sistemi standard, off re vantag-
gi che ripagano in breve tempo l’inve-
stimento, grazie soprattutto ai bassi co-
sti operativi e di manutenzione.
Tecnologia di controllo intelligente, massima effi cienza garantita
I sistemi montano un totale di quat-
tro fi ltri separati caratterizzati da diff e-
renti permeabilità al fi ne di ottimizza-
re l’effi cienza. Il prefi ltro (o i prefi ltri, a
seconda del modello) è installato all’in-
gresso della macchina ed elimina il par-
ticolato più grosso per preservare la ca-
pacità dei due successivi fi ltri fi ni; gra-
zie a questi vari moduli di fi ltraggio se-
quenziale, l’affi dabilità funzionale del
sistema viene garantita nel lungo termi-
ne. La “trappola” per le scintille, il pre
fi ltro ed il fi ltro compatto sono sostitui-
bili e ciascun componente del fi ltro può
essere utilizzato alla massima effi cienza
senza infl uenzare negativamente le pre-
stazioni del sistema nel suo insieme. Le
dimensioni compatte dell’intera fami-
glia di aspiratori rendono in particolare
i sistemi entry level, LL 150 e LL 200 V,
particolarmente semplici da implemen-
tare in macchine laser già operative.
Generalmente i sistemi di fi ltrag-
gio a stadi multipli tendono a ridurre
le loro prestazioni quando almeno uno
dei fi ltri è prossimo alla saturazione;
per evitare questa perdita di effi cienza
WelleFT ha applicato un controllo in-
telligente chiamato CFC (controllo co-
stante del fl usso). Questa tecnologia se-
gnala l’approssimarsi della necessità di
sostituzione dei fi ltri con un certo an-
ticipo (circa all’80% della saturazione)
con un segnale acustico e visivo ed al-
lo stesso tempo accelera la potenza del-
la turbina EBM-Papst a bassa manu-
tenzione, per compensare la ridotta ca-
pacità di fi ltrare e garantire un volume
di estrazione costante e di conseguenza
l’effi cienza del sistema.
Gli apparati Laserline dispongono,
come opzione, di un’interfaccia di co-
municazione con la macchina laser; il
sistema spegne automaticamente il la-
ser quando il fi ltro è esausto o quando
il sistema di fi ltraggio non è pronto ad
entrare in funzione, solo dopo qualche
secondo dallo spegnimento del laser si
fermerà anche l’aspirazione, evitando
che le emissioni possano essere diff use
anche solo accidentalmente. Il software
di controllo utilizzato serve anche come
documentazione del sistema, in questo
modo i tempi lavorativi e le prestazioni
dei fi ltri possono essere verifi cati e di-
mostrati in ogni momento, anche tra-
mite richiesta di un controllo remoto.
La dinamica realtà di WellerFT
Weller Tools Gmbh situata a
Besigheim in Germania è ben cono-
sciuta da oltre 50 anni per le sue solu-
zioni d’avanguardia nella tecnologia di
saldatura e di rilavorazione nell’indu-
stria elettronica e per l’estrazione e il fi l-
traggio delle emissioni generate durante
queste lavorazioni. Filtronic AB situa-
ta a Lidköping nel cuore della Svezia,
ha da venticinque anni una eccellen-
te esperienza internazionale come pro-
duttore di sistemi mobili di fi ltraggio
di alta qualità per diverse applicazioni.
WellerFT, con base in Germania, fon-
de le competenze di entrambe le azien-
de, off rendo un ampia panoramica di si-
stemi di estrazione e fi ltraggio dei fu-
mi per diverse applicazioni a livel-
lo industriale. Come parte del gruppo
americano Apex Tool Group con cir-
ca 7.600 dipendenti in più di 30 Paesi,
WellerFT dispone del know-how, del-
la capacità produttiva e di logistica ti-
piche di un’azienda operante in tutto il
mondo, garantendo inoltre il vantaggio
della continua disponibilità di parti ri-
cambio e della loro consegna just-in-ti-
me in tutto. Punto di forza soprattutto
per i produttori di macchine laser che
esportano.
Aspiratore di dimensioni compatte e semplice da implementare in macchine laser già operative
Weller e WellerFT vi aspettano
dal 12 al 15 Novembre 2013 al-
la fiera Productronica 2013 di
Monaco di Baviera, Hall A4 stand
numero 241
63PCB settembre 2013
Intelligent Repair Station
di Michael Ford, Mentor Graphics (seconda e ultima parte)
Interazione e reporting sono aspetti fondamentali con cui l’Intelligent Repair Station si relaziona con gli altri elementi presenti nello stabilimento e con i processi di qualità
L’ acquisizione di dati sulla
qualità immediatamen-
te innesca nelle persone la
volontà di produrre dei report. Ci
sono, tuttavia, molti modi differenti
di fare dei report. Un’attenta analisi
dei meriti di ognuno di essi, e l’asse-
gnazione di un punteggio in funzione
del valore reale prodotto, può riserva-
re alcune sorprese.
Cominciamo con i report base.
Sono i report che più comunemen-
te vengono estratti da un database re-
lativo alla qualità. Essi forniscono un
buon livello di dettaglio sui difetti e le
relative riparazioni ed includono sta-
tistiche e dati riepilogativi.
L’aspetto negativo di tali report è
che la loro reale utilità è molto limita-
ta dal fatto che sono in buona sostan-
za.. già scaduti. Tutti i dati sono stori-
ci, vale a dire che nulla può più esse-
re cambiato riguardo alle perdite evi-
denziate. Per questo motivo, questi re-
port restituiscono appena un 5% cir-
ca del valore presente nei dati raccolti.
Reporting con i dashboard
Un’altra forma di reporting è effet-
tuata mediante dashboard in tempo
reale. Al loro interno, è possibile mo-
nitorare cifre di sintesi dei dati raccol-
ti, aggiornate in tempo reale. Grazie
ad essi, è possibile vedere immediata-
mente qual è il processo che attual-
mente funge da collo di bottiglia per
la qualità ed attivare l’azione corret-
tiva necessaria. I dashboard sono in
grado di produrre dei miglioramenti
quasi immediatamente.
I dashboard, tuttavia, presenta-
no anche degli svantaggi. I dashbo-
ard devono essere consultati in con-
tinuazione. Ciò può costituire una di-
strazione, e può anche indurre ad al-
cuni spostamenti non necessari all’in-
terno dello stabilimento per recarsi al
dashboard stesso, che può essere po-
sizionato in un luogo centrale, oppu-
SISTEMI - PRODUZIONE ◀
64 PCB settembre 2013
re vicino all’inizio o alla fine di ogni
linea produttiva. Presentano inoltre
una mancanza di dettaglio. Il dashbo-
ard quindi è utile per mostrare l’esi-
stenza e la posizione sommaria di un
problema, ma sarà poi necessario ini-
ziarne l’investigazione.
Essendo in tempo reale, e offrendo
l’opportunità di effettuare migliora-
menti invece che semplicemente con-
fermare l’avvenuta perdita di oppor-
tunità, i dashboard possiedono un va-
lore significativamente maggiore dei
report storici, diciamo che utilizzano
circa il 15% del valore insito nei dati.
Reporting con i KPI
Andando oltre i semplici dashbo-
ard, vi sono poi i cosiddetti Key
Performance Indicators, o KPI. La
spiegazione più semplice di cosa sia
un KPI è: “una misura che indica se
un certo processo è sotto controllo o
fuori controllo”. Può essere rappre-
sentata da un semplice grafico, o an-
che solo da numeri affiancati da un
codice a colori, del tipo: rosso per in-
dicare fuori controllo, giallo per fun-
gere da allarme e verde per indicare
sotto controllo.
L’intelligenza consiste qui nell’as-
sicurarsi che ogni KPI sia focalizzato
sul fornire un messaggio di control-
lo efficace. Essi dovranno tipicamente
essere calcolati sulla base di molteplici
fonti e tipologie di dati. Esisteranno
diversi KPI rivolti a persone diverse,
con diverse responsabilità, in diver-
si ruoli. Un classico KPI di qualità è
la Overall Equipment Effectiveness
(OEE), che combina dati di qualità
e di produzione per valorizzare una
performance complessiva. OEE è
soltanto uno dei numerosi potenzia-
li KPI che possono essere costruiti su
dati simili, ma che espongono aspetti
alquanto differenti della qualità delle
operazioni. Altri KPI basati sulle me-
triche, come First-Pass Yield (FPY),
o Defects Per Million Operations
(DPMO) possiedono anche svaria-
te modalità di calcolo, in funzione dei
requisiti da soddisfare. La selezione
e l’utilizzo di tali KPI richiede mol-
ta cura.
L’utilità dell’aggiunta di KPI ai da-
shboard ne incrementa notevolmen-
te il valore, poiché vi aggiunge intelli-
genza, estraendo dai dati raccolti una
percentuale diciamo pari al 20% del
valore totale che essi contengono.
Questa è una modalità molto più
mirata per attirare l’attenzione dei
manager sulle opportunità di miglio-
ramento.
Reporting con la Business Intelligence
Allontanandosi leggermente dalle
linee di produzione vere e proprie, la
Business Intelligence (BI) rappresen-
ta uno strumento eccellente, in gra-
do di immagazzinare enormi quantità
di dati provenienti da molteplici fonti
presenti nello stabilimento, o addirit-
tura da più siti produttivi.
Con il reporting di BI, i dati rac-
colti dai sistemi di rilevazione in tem-
po reale vengono elaborati e resi suc-
cessivamente disponibili per i report
e i dashboard analogamente agli al-
tri dati, ma con l’aggiunta di sofi-
sticati strumenti di analisi incrocia-
ta. Questi strumenti possono esse-
re estremamente utili per rilevare de-
viazioni e variazioni presenti all’inter-
no dei processi, determinando le cau-
se anche di difetti occasionali impu-
tabili a molteplici fattori concorrenti.
Sebbene la rappresentazione non pos-
sa avvenire in tempo reale, questa tec-
Figura 3 – Vista grafica di alcune metriche di performance
65PCB settembre 2013
nologia può essere sufficientemente
reattiva per mostrare dei trend su pe-
riodi di tempo abbastanza ristretti, il
che fornisce ulteriore valore alle ope-
razioni correnti, estraendo un ulterio-
re 20% del valore totale dei dati.
Allarmi e avvertimenti
Infine, l’ultimo metodo di repor-
ting (e per molti il più importante):
l’utilizzo di allarmi ed avvertimen-
ti. Espandendo ulteriormente il con-
cetto dei KPI, ed applicando attor-
no ad essi delle regole per determi-
nare la condizione di controllo pre-
sente o mancante, è possibile costrui-
re delle segnalazioni di allarme, capaci
di rilevare automaticamente quando
un processo va fuori controllo, o è in
procinto di farlo. A differenza dei da-
shboard e dei report, questa informa-
zione può essere inoltrata via e-mail,
o sms, direttamente ed in tempo reale
alla persona responsabile di quel par-
ticolare processo.
Ciò significa che le persone posso-
no focalizzarsi sul proprio lavoro, sen-
za la necessità di monitorare conti-
nuamente uno o più schermi di com-
puter, sicuri della consapevolezza che
se dovesse accadere qualcosa che ri-
chieda la loro attenzione, essi verreb-
bero immediatamente avvertiti — ad-
dirittura più velocemente di quanto
avrebbero potuto fare loro, spontane-
amente.
Questo approccio contiene il più
alto valore di reporting. È alquan-
to dipendente dalla disponibilità di
informazioni tempestive ed accura-
te, ma rappresenta l’aggiunta di in-
telligenza alle informazioni, al fine
di recapitare il messaggio e l’oppor-
tunità di miglioramento direttamen-
te alla persona che può implementare
le necessarie contromisure, prima che
un problema possa diventare serio. A
questa tecnica attribuiamo un valore
informativo pari al 50% di quello to-
tale presente nei dati.
Valore relativo del reporting
Report 5%
Dashboard 15%
KPI 20%
Business Intelligence 20%
Allarmi ed Avvertimenti 50%
Si può notare, dai valori relativi so-
pra riportati, che il totale.. è maggiore
della somma delle parti: vale il 110%.
Non è forse proprio ciò che i nostri
capi ci chiedono sempre di realizzare?
La implementazione di tutti questi
elementi di reporting ed il loro corret-
to e continuo utilizzo può veramente
produrre risultati eccezionali.
Un’ampia porzione di queste infor-
mazioni proviene dalla repair station
e dalla cattura di eccezioni di piccola
entità registrate nel corso dei proces-
si. Con una repair station funzionan-
te in modo efficace, collegata in tem-
po quasi reale con la linea ed in modo
tale da registrare ogni unità che pre-
senti delle eccezioni e da utilizzare ta-
le informazione, è possibile prendere
decisioni tempestive e mirate per rea-
lizzare dei miglioramenti, oppure per
fermare la linea allo scopo di preveni-
re la propagazione di ulteriori difet-
ti. Non vanno assolutamente consen-
titi ritardi in questo processo di ripa-
razione, né l’accumulo di work in pro-
gress per la lavorazione delle eccezio-
ni, che comporterebbe solo un ritar-
do del feedback ed una riduzione del-
le opportunità.
Le cause e le caratteristiche dei difetti
Esistono molteplici tipologie di di-
fetti, ognuna associata a diverse cause
e metodi di risoluzione. Nell’utilizzo
dei feedback provenienti dalla repair
station, è importante comprendere
la natura del difetto ed essere quindi
preparati ad intraprendere le corrette
azioni correttive.
Difetti epidemici
I difetti epidemici sono banali er-
rori che possono interessare ogni sin-
gola unità prodotta. Può trattarsi del
materiale sbagliato caricato in un im-
pianto, l’utilizzo della versione non
corretta del programma di control-
lo di un macchinario, oppure il mal-
funzionamento di un singolo elemen-
Figura 4 – L’aggiunta di KPI definiti dall’utente a un report con dashboard ne aumenta il valore complessivo
66 PCB settembre 2013
to di uno strumento di test. La chia-
ve per la risoluzione di questo tipo di
anomalie consiste nell’assicurare la
corretta impostazione di ogni fattore
chiave, mediante un’apposita verifica.
Una volta gestito correttamente que-
sto aspetto, tali problemi dovrebbero
scomparire. Successivamente, nel caso
in cui si manifestino, è estremamente
importante che essi vengano corret-
ti nel minor tempo possibile, poiché
la quantità di potenziali rilavorazioni
che si renderanno necessarie crescerà
molto rapidamente.
Problemi sistemici
La seconda tipologia di difetti è
costituita dai problemi di natura si-
stemica. Spesso questi si verificano
quando è stata presa qualche “scor-
ciatoia”, come ad esempio l’introdu-
zione per qualche motivo di forzatu-
re nella fase di verifica, o la sua tota-
le esclusione. Si tende a prendere delle
scorciatoie quando si è sotto pressio-
ne, spesso per rispettare delle scaden-
ze di consegna. Talvolta questi pro-
blemi possono anche essere legati a
mancanza di manutenzione, o ad un
processo d test che segnala delle ecce-
zioni in realtà inesistenti. La soluzio-
ne per questo tipo di difetti risiede nel
rigore formale, in una migliore inge-
gnerizzazione e nella raccolta di prove
dell’esecuzione di ogni operazione. Le
spunte dei controlli effettuati, memo-
rizzate all’interno delle informazioni
di tracciabilità, possono essere utiliz-
zate per confermare il corretto com-
pletamento delle operazioni previste.
Anche in questo caso, laddove emer-
gano difetti legati a questi errori di ti-
po sistemico, è indispensabile inne-
scare un feedback immediato per im-
pedirne la ricorrenza.
Questi due primi tipi di difetti so-
no ben noti ai quality manager e de-
vono essere tenuti sotto stretto con-
trollo per quasi tutte le operazioni e
con continuità nel tempo.
Difetti occasionali, o singoli
La terza tipologia di difetti è de-
cisamente più sfuggente: si tratta dei
cosiddetti difetti casuali, occasiona-
li, o singoli. Questi difetti sono molto
difficili da inquadrare, per risalire alle
loro cause. Potrebbero esserci molte-
plici fattori contemporanei, che insie-
me concorrono a realizzare le condi-
zioni per l’insorgenza di quel singolo
difetto. La soluzione è legata all’ana-
lisi dei dati di tracciabilità all’interno
di un ambiente di business intelligen-
ce, per individuare qual’era la specifica
condizione complessa che ha prodot-
to una singola occorrenza del difetto,
laddove tutti gli altri prodotti (realiz-
zati presumibilmente nelle stesse me-
desime condizioni) non lo hanno in-
vece manifestato.
Le problematiche appena descrit-
te appartengono alla sfera del know-
how fondamentale di industrial engi-
neering. Nel contesto produttivo at-
tuale la loro gestione è completamen-
te supportata dalle funzionalità evo-
lute di raccolta e reporting di infor-
mazioni presenti negli strumenti di
Mentor Graphics.
Qualità sotto controllo: altre opportunità
Una volta assicurato il pieno con-
trollo della qualità, dove risiedono ul-
teriori opportunità?
Testing adattativo
Il testing adattativo è una tecnolo-
gia che può essere utilizzata per ridur-
re il costo dei test ed aumentare il ren-
dimento della linea durante le opera-
zioni di testing. Esso consiste fonda-
mentalmente in un testing selettivo
dei prodotti.
Il testing adattativo è basato sul
principio che se una unità supera il
test, e se non sono state effettuate va-
riazioni di alcun tipo nelle operazioni
produttive, allora non è necessario te-
stare le unità successive.
Per poter raggiungere questo livel-
lo di confidenza, sono necessarie due
condizioni. Anzitutto, tutti gli input
e le variabili significative delle opera-
zioni produttive devono essere rigoro-
samente misurati e registrati. La se-
conda condizione è che il livello di va-
riabilità dei processi stessi deve essere
pienamente sotto controllo. Se il pro-
cesso non è in grado di mantenere il
livello qualitativo desiderato nel cor-
so della normale operatività, allora è
sicuramente necessario migliorarlo o
sostituirlo, piuttosto che accettare di
Figura 5 – La Business Intelligence fornisce informazioni incrociate sulla base di dati raccolti da diverse fonti
67PCB settembre 2013
gestirne continuamente le inevitabi-
li conseguenze. Il feedback continuo
proveniente dalle repair station do-
vrebbe aver già contribuito ad iden-
tifi care ed a risolvere entrambe que-
ste problematiche. Potrebbe, a que-
sto punto, essere implementato un te-
sting adattativo, rivolto solo a quelle
unità per le quali sia avvenuta una va-
riazione in una qualsiasi fase del pro-
cesso produttivo. Per tutte le altre, il
test può essere saltato o quantome-
no ricondotto a dei test casuali a cam-
pione, con una riduzione del costo dei
test ed un incremento del rendimen-
to della linea.
Quality by statistics
Avere la qualità sotto controllo si-
gnifi ca ottenere un ridottissimo nu-
mero di difetti. Anche i processi di te-
sting sono sotto controllo. In un ta-
le contesto, l’opportunità consiste al-
lora nel poter focalizzare l’attenzione
sulle unità che non presentano difetti.
È possibile verifi care che, se si mi-
sura la variazione nella precisione del
placement dei componenti SMT, re-
gistrandola mediante un’apparec-
chiatura AOI (Automated Optical
Inspection), grazie a strumenti stati-
stici come Six Sigma si possono ana-
lizzare i dati e predire se e quando vi è
la probabilità che si verifi chi un difet-
to. I report generati mediante questa
tecnologia, unitamente ad un collega-
mento all’indietro ai dati di produzio-
ne, possono generare un allarme per
avvisare che un determinato elemen-
to è fuori controllo e potrebbe causa-
re un difetto. Potrebbe quindi esse-
re innescata un’azione correttiva tale
da prevenire del tutto l’insorgenza del
difetto stesso.
Questo esempio trasforma radical-
mente la value proposition off erta da-
gli strumenti di AOI. Invece di rap-
presentare dei rilevatori e dei fi ltri
delle difettosità, si trasformano in ve-
ri e propri meccanismi di prevenzio-
ne dei difetti.
Sarà mai realmente possibile raggiun-
gere gli zero difetti?
Tutto ciò signifi ca che si potrà dav-
vero raggiungere l’obiettivo ‘zero di-
fetti’? Data la disponibilità di siste-
mi integrati intelligenti che consen-
tono di comprendere e di controllare
il modello di produzione, la risposta è,
sostanzialmente: si.
Ciò dovrebbe veramente essere
possibile. Forse non in tutti i casi, poi-
ché l’introduzione di nuovi prodot-
ti produrrà in certa misura anche dei
cambiamenti dell’ambiente produtti-
vo, ma la realtà è che l’obiettivo ‘zero
difetti’ può essere considerato realisti-
co per molti contesti.
Benefi ci dei sistemi di qualità intelligenti
I benefi ci portati dall’utilizzo di
sistemi di qualità intelligenti sono
enormi, ma sfortunatamente i rispar-
mi più signifi cativi possono sembrare
di tipo intangibile. Per essere più pre-
cisi, vale a dire che non tutte le perso-
ne sono propense a valutare le cose in
termini di realtà e di potenziale.
In produzione, è possibile calcola-
re il costo della mancanza di quali-
tà. Si considerino, ad esempio, i tem-
pi produttivi sprecati a causa di fer-
mi dell’impianto per ragioni legate al-
la qualità, la quantità di tempo spe-
so in rilavorazioni, il costo delle atti-
vità di testing e di riparazione, dei ri-
tardi nelle consegne e di altre revisioni
dei piani di produzione. Sono tutte ti-
pologie di costi tangibili che possono
in qualche misura essere quantifi cati.
Molti possono sostenere che i proble-
mi legati alla qualità non sono piani-
fi cabili, e sono perciò alquanto varia-
bili ed aperti a diverse interpretazioni.
Decisamente più diffi cile da quan-
tifi care è poi il costo generato dal-
la scarsa qualità al di fuori dell’im-
pianto, sul mercato. Esso è legato an-
che alle aspettative del cliente, che so-
no perennemente in crescita. L’ampia
diff usione e l’utilizzo dei social media
consente oggi a chiunque di rendere
pubblica la propria esperienza nega-
tiva con un prodotto difettoso. I mar-
chi sono ora più che mai suscettibili
alle conseguenze di difetti, anche oc-
casionali, che riescono ad arrivare fi -
no al mercato. Il fi ltro dei controlli di
qualità non è più suffi ciente. Un con-
trollo totale della qualità è ormai una
necessità.
La Intelligent Repair Station fa par-
te di Valor MSS Quality Management,
a sua volta parte della suite Valor MSS,
una soluzione MES (Manufacturing
Execution System) in grado di off ri-
re tutte le funzionalità necessarie per
realizzare il total quality management
nell’ambiente produttivo. Questa com-
binazione unica di funzioni per la ge-
stione di qualità, materiali ed engine-
ering, abbinate a capacità di Business
Intelligence, contiene gli strumenti ne-
cessari per implementare tutto ciò che è
stato illustrato in questo articolo.
Quality By Statistics
La Quality By Statistics misura la variazione e lo slittamento delle metriche di
qualità. Utilizzando la metodologia Six-Sigma, evidenzia ciò che è sotto control-
lo o fuori controllo, consentendo azioni correttive prima dell’insorgenza del difet-
to. Ciò modifica la value proposition delle attività di Testing e di Ispezione. Il te-
sting non rappresenta più un filtro della qualità. Diventa un meccanismo di pre-
venzione dei difetti.
68 PCB settembre 2013
Soluzioni termiche per 3-D IC, package e sistemi
a cura dell’Ufficio tecnico Ansys (prima parte)
Per molti progetti di design 3-D di circuiti integrati, la gestione termica costituisce un fattore altamente critico, in quanto la temperatura può influenzare l’affidabilità e le prestazioni del chip tra cui i limiti di elettromigrazione (EM), la tensione (I2R) e la distribuzione della potenza in DC
▶ PRODUZIONE - GESTIONE DEL CALORE
M olti studi di comportamen-
to termico dei chip[1, 2, 3, 4, 5]*
semplificano eccessivamen-
te le condizioni termiche al contorno di
un singolo chip: cioè, per il dissipatore
di calore il coefficiente equivalente di
trasferimento del calore sulla faccia
superiore di un chip può avere effetti
o assumere le condizioni di contor-
no adiabatiche oppure essere definite
dall’utente sulle altre cinque facce.
Queste condizioni di contorno ter-
miche semplificate sono difficili da giu-
stificare, soprattutto nel caso dei chip
che fanno parte di un system-in-packa-
ge (SIP) o progetti 3-D IC. Come di-
mostrato in letteratura[6], design di
package e dettagli differenti hanno un
grande impatto sulle risposte termiche
dei chip, e questo aspetto deve essere af-
frontato adeguatamente nella progetta-
zione termica. Inoltre, le variazioni delle
condizioni ambientali esterne al packa-
ge possono avere un grande impat-
to sulla risposta termica del chip, e de-
vono essere considerate accuratamente
nell’analisi. Includere dettagli per tutti i
livelli di accoppiamento termico in un
unico modello di simulazione utilizzan-
do le attuali tecnologie di simulazione
può essere molto complesso, poiché la
dimensione del modello potrebbe esse-
re eccessivamente grande.
Un’accurata metodologia di co-anali-
si di flusso[6] si propone di aiutare a ge-
stire i problemi termici in 3-D IC per
configurazioni di chip in package su bo-
ard utilizzando un approccio di model-
lizzazione a sottoblocchi dell’intero si-
stema. Il chip simulati a livello di um
costituiscono un sottomodello che vie-
ne a sua volta inserito nella caratteriz-
zazione e simulazione di package on
board in scala mm attraverso un flus-
so di simulazione che permette l’anali-
si di chip e package per calcoli di poten-
za e termici.
Questo studio estende l’analisi a si-
stemi ben più complessi che compren-
dono più pcb o più componenti sotto-
posti a riscaldamento, nonché sistemi
di raffreddamento supplementari co-
me griglie su case, dissipatori e ventole.
L’analisi che include tali dettagli di si-
mulazione si basa sulla tecnologia com-
putazionale fluidodinamica (CFD). Fig. 1 - La soluzione termica chip-package-system ANSYS Apache
* Le note bibliografiche rimandano alla bibliografia che sarà pubblicata nella seconda parte dell’articolo
69PCB settembre 2013
Il chip-in-package è considera-
to un sottomodello dell’intero sistema.
Questa metodologia di progettazione
gerarchica e il co-workflow nel siste-
ma-chip-package produce delle sem-
plificazioni minime che permettono di
ottenere un livello di accuratezza mol-
to elevata. Per la simulazione di circu-
iti di potenza dipendenti dalla tempe-
ratura viene utilizzato un modello ter-
mico del chip (CTM), e tale risultato
viene integrato in un’analisi di sistema
per predire il comportamento termico
sul chip e sulla scheda dell’intero siste-
ma (Fig. 1). CTM è una libreria con-
tenente informazioni di densità di po-
tenza dipendente dalla temperatura per
strato metallico di un chip da utilizza-
re nell’analisi termica di chip package.
I risultati di questa analisi termica sono
utili per la conoscenza della temperatu-
ra di chip e per prevenire problematiche
di elettromigrazione, IR drop e predi-
zione del consumo di potenza dei chip
prima del sign-off. Un modello CTM è
tipicamente associato a una particolare
modalità di funzionamento del chip, ad
esempio la visualizzazione di un video o
una conversazione via smartphone.
La rampa di temperatura per una se-
rie diverse attività contemporanee del
chip può essere prevista una volta che
sono disponibili i risultati delle analisi
termiche CTM.
Questo approccio può essere uti-
lizzato anche per studiare modalità di
commutazione di potenza in un chip
per controllare il limite di temperatura.
Questo articolo passa in rassegna gli
elementi importanti dell’analisi termica
3-D IC: dalla generazione di una libre-
ria di potenza (T) per i chip, alla mo-
dellazione termica del circuito integra-
to inserito nel suo package fino all’in-
tero sistema. Verranno mostrati dei de-
sign flow basati sull’utilizzo della tecno-
logia CTM, back-annotation termica
all’interno del chip e analisi transitorie
su chip multi-attività ed effetti si auto
riscaldamento dei chip.
Fig. 2 - I modelli più diffusi di package 2.5-D (a sinistra) e 3-D IC (a destra)
Fig. 3 - Schema di struttura chip CMOS [10] e la struttura 3-D IC di cella standard
Elementi chiave nella progettazione e analisi termica di 3-D IC
Le attuali capacità di progettazio-
ne di package 3-D IC presentano dif-
ficoltà come microbump e connessio-
ni silicon-via (TSV). Le configurazio-
ni 3-D IC 2,5-D mostrate in Fig. 2
sono le più diffuse. Per la progettazio-
ne di 2,5-D IC, stampi attivi sono col-
legati attraverso microbump ad un in-
terposer in silicio (passive die) che ri-
distribuisce i collegamenti elettrici at-
traverso i TSV ai bump C4 montati su
un substrato BGA. Un die attivo può
essere realizzato usando la tecnolo-
gia di progettazione 2-D IC 2-D esi-
stente e il costo di un interposer passi-
vo in silicio con TSV è inferiore rispet-
to a quello di una matrice attiva con
TSV. Utilizzare l’interposer in silicio è
attualmente il metodo 3-D più pratico
di integrazione IC.
I progetti 3-D IC devono include-
re TSV nella matrice attiva, questo ap-
proccio aumenta i costi nella proget-
tazione e fabbricazione, ma si rivelerà
più pratico negli anni a venire[7]. Il die
in 3-D IC non è necessariamente limi-
tato a due, ma può includere molti die
impilati insieme. Con die così vicini, la
gestione termica è un aspetto critico.
La struttura dei chip è per natu-
ra 3-D, anche per i progetti 2-D con-
venzionali. La Fig. 3 mostra strati di
un taglio trasversale di un circuito in-
tegrato CMOS e struttura 3-D in una
70 PCB settembre 2013
cella standard, che è l’unità di funzione
logica di base. Ci possono essere mi-
lioni di unità di base su un chip. Da
un punto di vista dell’analisi termica, è
auspicabile disporre di un modello di
analisi che rifletta la vera conducibili-
tà termica di tutti i dettagli. In pratica,
semplificazioni e ipotesi devono essere
usate nella costruzione di un modello
di chip termico con buona precisione.
La Fig. 4 mostra un esempio di mo-
dello di analisi termica di chip con una
struttura multi-layer composta di strati
sottili sopra un chip di silicio. La tem-
peratura prevista di tutto il circuito in-
tegrato riflette i modelli di mappe di
potenza sui layer del chip, nonché la
distribuzione di conducibilità termi-
ca sui layer.
Il gradiente termico on-chip può
essere basso, fino a un paio di gradi
Celsius nelle applicazioni low-power
con un buon packaging e un ambien-
te di sistema fresco. Per applicazio-
ni ad alta potenza, il gradiente termi-
co on-chip può essere più di una deci-
na di gradi centigradi. Ci possono an-
che essere gradienti termici tra i va-
ri layer, come mostrato in Fig. 5. Nel
caso di 3-D IC, la matrice attiva con
TSV ha strati metallici posteriori, sul
lato opposto rispetto alla superficie di
riscaldamento principale. L’esistenza
di TSV e layer metallici posteriori ha
conseguenze sul profilo termico del
chip a causa di differenze nella distri-
buzione della conducibilità termica. Il
risultato termico più utile per un pro-
gettista di chip è la conoscenza detta-
gliata del profilo termico.
Il profilo termico del chip ha ef-
fetti sulla previsione locale di
Elettromigrazione, che a sua vol-
ta impatta l’affidabilità del chip.
Tipicamente, maggiore è la tempera-
tura, minore è il limite di EM, o l’af-
fidabilità nell’area locale del chip. La
Fig. 6 mostra il profilo termico e la
corrispondente mappa di potenza con
corrispondenti punti caldi. La conver-
Fig. 4 - Modello termico di chip con struttura multistrato a strati sottili sul top di un chip in silicio con profilo di temperatura e modello di risoluzione a livello di μm
Fig. 5 - Gradiente termico attraverso gli strati in un chip con flussi di calore che illustrano come il calore si propaghi attraverso gli strati
Fig. 6 - Profili di temperatura e potenza in un chip su CMOS device layer
71PCB settembre 2013
genza attraverso le iterazioni è neces-
saria in quanto la potenza è dipenden-
te dalla temperatura. Questo processo
è spiegato nelle sezioni successive.
I profili termici sono le risposte del-
la potenza e delle condizioni di con-
torno termiche del die. Anche la po-
tenza di un chip è per natura 3-D, ed
è associata ai layer del chip – e cioè
layer di dispositivi CMOS per la po-
tenza dinamica e statica, e layer di in-
terconnessione per la potenza di auto-
riscaldamento. Il CTM in Fig. 7 è una
libreria di punti di potenza ottenuti a
temperatura uniforme che forniscono
informazioni dettagliate circa il profi-
lo di potenza dipendente dalla tempe-
ratura. I profili termici nelle Figg. 4, 5
e 6 sono basati su mappe di potenza in
un CTM.
Un package fornisce i percorsi di
dissipazione del calore diretti dai chip
fino all’intero sistema. Dal momento
che il package è adiacente al chip, in un
modello termico devono essere inclu-
si dettagli del package sufficienti per
avere risposte termiche dettagliate del
chip. Accoppiamenti termici tra i va-
ri chip in un package 3-D IC sono in-
clusi se il package è correttamente mo-
dellato. Un precedente studio[6] mostra
che in alcuni casi piccoli dettagli come
la distribuzione microbump e la mo-
dellizzazione di tracce di metallo e via
avranno un impatto sul comportamen-
to termico del circuito integrato, fino
ad una variazione del 20% di aumento
di temperatura per ogni watt. La Fig. 8
mostra un esempio di piazzamento di
DIE in un package IC 3-D.
Il package da solo non può dissi-
pare abbastanza calore per raffredda-
re i chip. Un package verrà monta-
to sul pcb, e il pcb viene normalmente
montato in una scatola con altri com-
ponenti sottoposti a riscaldamento, co-
me le batterie, e con ventole per raf-
freddare i chip (Fig. 9). Se questo non
è ancora sufficiente, un dissipatore di
calore può essere attaccato alla par-
te superiore del package per contribu-
ire a dissipare il calore direttamente dal
die (Fig. 8). La configurazione in Fig.
9 ha necessità della tecnologia CFD
per simulare il flusso d’aria, che è fon-
damentale per la dissipazione di calo-
re nel sistema.
In questo articolo, dalla Fig. 2 al-
la Fig. 9 vengono descritti gli elemen-
ti principali nella simulazione termica
di 3D-IC chip, package e sistema. La
generazione della potenza del chip, la
modellazione termica di chip e packa-
ge e l’ambiente di sistema richiedono
strumenti di simulazione accurati per
ottenere una risposta termica precisa.
Il diagramma di flusso a Fig. 10 illu-
stra i passaggi dell’analisi.
1. Simulatori della distribuzio-
ne di potenza del chip a marchio
Apache, RedHawk[12] e/o Totem[13]
sono utilizzati per la generazione di
CTM. RedHawk è utilizzato per
die logici e analogici.
2. La libreria CTM per chip viene
passata allo strumento termico del
chip, Apache Sentinel-TI[14], che
include componenti package detta-
gliate circostanti il 3-DIC nel suo
modello di analisi. Per avviare il
flusso di analisi, Sentinel-TI asse-
gna un pcb al package per generare
un sistema di dissipazione del ca-
lore completo ed eseguire un’ana-
Fig. 8 - Chips in package con design 2-D per la memoria, logic e PLL così come TSV nel silicon interposer con configurazione 3-D IC
Fig. 7 - Distribuzione 3-D di una mappa di potenza dipendente dalla temperatura per un chip. CTM è una libreria tile-based a punti di temperatura costante, che fornisce informazioni sulla potenza dipendente dalla temperatura e distribuzione del metallo tile-based per impiego nell’analisi termica chip-package
72 PCB settembre 2013
lisi termica CTM-based per ge-
nerare mappe convergenti di tem-
peratura e potenza. (Quando con-
dizioni termiche al contorno dello
step 3 sono disponibili dopo la pri-
ma iterazione, Sentinel-TI sostitu-
isce le condizioni al contorno sem-
plificate con un modello più accu-
rato per migliorare i risultati termi-
ci). I modelli termici di chip sono
layer-aware e le mappe di poten-
za sono costituite da piccoli bloc-
chi di potenza, ad esempio 10 μm
x 10 μm (per esempio, lo strato di-
spositivo può essere fino a 1 milio-
ne per un die di 10 mm x 10 mm
con blocchetti 10 μm x 10 μm). La
mappa dettagliata di potenza cat-
tura risposte termiche realistiche in
ogni singolo layer del die. Iterazioni
in Sentinel-TI sono necessarie per
raggiungere la temperatura e la po-
tenza di convergenza per ogni die
nel package pcb.
3. Per le condizioni al contorno del si-
stema termico del chip, la mappa di
potenza convergente del Sentinel-
TI si riduce a meno di un paio di
migliaia di oggetti di riscaldamento
per die e viene passata ad ANSYS
Icepak, i cui modelli semplifica-
no i blocchi di silicio a chip 3-D
di progettazione di circuiti integra-
ti. Icepak è uno strumento di CFD
che progetta blocchi di silicio in un
package montato su un pcb in un
sistema con flusso d’aria all’inter-
no di una scatola. Complessi flus-
si d’aria dentro e fuori dalla scatola
sono simulati per disporre di com-
portamenti termici realistici di si-
stemi. Le condizioni termiche al
contorno del package possono es-
sere estratte dopo l’analisi CFD
per essere utilizzate dal modello di
chip-package in Sentinel-TI.
4. Tornando al punto 2 di cui sopra,
le condizioni termiche al contorno
del pacchetto risultanti dall’analisi
CFD rientrano in Sentinel-TI per
la progettazione di un chip-packa-
ge per eseguire nuovamente l’anali-
si termica basata su CTM e gene-
rare nuove mappe a potenza ridotta
per il modello Icepak CFD.
5. I passaggi 3 e 4 vengono ripetuti
fino a quando la temperatura e la
potenza si stabilizzano in Icepak,
o la temperatura e la potenza in
Sentinel-TI rimangono invariate.
Si passa poi allo step 6 per back-
annotation termica per la progetta-
zione di chip.
6. RedHawk o Totem ricevono il
profilo termico multi-layer per
ogni chip ed eseguono analisi di
Elettromigrazione, IR Drop o po-
tenza sul chip per verificarne l’affi-
dabilità.
Se le densità di corrente sono di-
sponibili dal calcolo della poten-
za del chip, l’analisi DC IR drop in
ANSYS SIwave può generare le map-
pe di densità di corrente sulle trac-
ce e nei via per un calcolo più preci-
so della distribuzione di temperatura
sul pcb (Fig. 10). Questo è un effet-
to secondario del riscaldamento com-
parato al riscaldamento del die, tutta-
via, il potere di auto-riscaldamento in
un package o pcb può essere passato
ad Icepak come parte del sistema di
riscaldamento, con conseguenze sui
comportamenti termici del chip.
Fine prima parte
Fig. 9 - 3-D IC package in system incluso in box
Fig. 10 - Diagramma di flusso in coanalisi nello strumento ANSYS per l’analisi termica del chip. Il focus di questo studio è la coanalisi (in rosso). Sulla sinistra, in verde il cowork per chip-power e chip-package in ANSYS e Apache. Si illustra anche la soluzione ANSYS per il surriscaldamento del PCB DC
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74 PCB settembre 2013
Innovazione e Made in Italy
di Dario Gozzi
Quando lo scenario muta velocemente l’offerta di soluzioni standard non sempre può soddisfare l’esigenza di chi opera con prodotti tecnologici. La capacità di dare in ogni situazione soluzioni funzionali alle specifiche necessità diventa la carta vincente
▶ AZIENDE E PRODOTTI - ESPERIENZE HI-TECH
I l saper dare soluzioni sempre
diverse in contesti che mutano
velocemente è appannaggio delle
aziende più capaci all’interno di ogni
supply chain.
EES è una consolidata real-
tà che a completamento di una ra-
dicata cultura produttiva in ambi-
to elettronico ha saputo sviluppa-
re profonde competenze proget-
tuali. Anni di esperienza nel set-
tore dell’assemblaggio elettroni-
co (l’azienda è nata nel 1987) con-
sentono oggi di dare un servizio
“Made in Italy” completo, che a
partire dalla progettazione arriva
all’ingegneria di processo e ai vari
livelli di test, consegnando un pro-
dotto finito che rispecchia nel pie-
no le caratteristiche progettuali e
assicura l’elevato livello qualitativo
atteso dal cliente finale.
Attraverso l’aggregazione delle
varie competenze acquisite trasver-
salmente ai diversi settori hi-tech,
l’azienda genovese dimostra la sua
propensione a un dialogo aperto e
proattivo con ogni realtà industria-
le per cui realizza prototipi, cam-
pionature e produzioniad ogni li-
vello tecnologico, nel pieno rispetto
delle tempistiche concordate e natu-
ralmente su valori economicamente
concorrenziali.
Dall’idea al prodotto
Nata come partner di prestigio-
se aziende della Liguria, EES è oggi
una realtà a livello nazionale con ol-
tre 200 clienti attivi.
Al pari di quanto avviene in
ogni moderna azienda di succes-
so, Giuseppe Todaro sin dalla fon-
dazione dell’azienda si pone costan-
temente come obiettivo il paradig-
ma dell’efficienza, fornendo ai propri
clienti un pacchetto completo di ser-
vizi supportato da un parco macchi-
ne sempre aggiornato e al passo con
la tecnologia.
La sede di EES è logisticamente ben posizionata, essendo nei pressi dell’uscita dell’autostrada e nelle vicinanze dell’aeroporto di Genova
75PCB settembre 2013
Questa filosofia ha consentito ne-
gli anni un continuo affiancamento
dei clienti, indipendentemente dai
settori di provenienza, consentendo
di seguirli e a volte guidarli in tut-
te le fasi del progetto, che a partire
dall’idea conducono al prodotto fi-
nito.
Questo ha fatto di EES una
azienda tecnologicamente sempre
all’avanguardia, capace di compete-
re sia in campo nazionale che inter-
nazionale, forte in quest’ultimo ca-
so dell’apporto inventivo del tutto
Made in Italy.
I servizi per l’ingegneria elettro-
nica supportati dall’azienda genove-
se spaziano dalla progettazione alla
preparazione dei master, dall’approv-
vigionamento dei materiali all’as-
semblaggio dei pcb, dall’assemblag-
gio di apparati all’ingegnerizzazione
di progetti nuovi o rivisitati. Il con-
trollo mediante vari gradi di ispezio-
ne e di test elettrico completano con
la stesura della documentazione tec-
nica la gamma dei servizi garantita.
Il team tecnico si avvale dei più so-
fisticati sistemi CAE – CAD – CAM
presenti attualmente sul mercato, as-
sicurando soluzioni progettuali mo-
derne ed efficienti, nel rispetto del-
le tempistiche di time-to-market del
segmento di mercato di riferimento.
Le attività di prototipazione e
di produzione di schede elettroni-
che si avvale di tre linee di montag-
gio completamente automatizzate, in
grado di gestire un ampio ventaglio
di componentistica SMD, dai case e
pitch tradizionali fino ai miniaturiz-
zati più spinti e ai leadless.
Una linea di montaggio manuale
è disponibile tanto per il completa-
mento quanto per richieste partico-
lari ed estemporanee. La linea per la
tecnologia THT si avvale di una sal-
datrice selettiva ERSA di ultima ge-
nerazione (ERSA ECOSELECT
2) e linee di assemblaggio altamen-
te automatizzate oltre che di salda-
trice ad onda.
A livello di ispezione e collaudo
sono presenti sia sistemi di ispezio-
ne ottica che di ispezione a raggi X,
mentre il test elettrico è demandato
a sistemi di test ICT a sonde mobili
e a sistemi di test funzionale, deputa-
ti anche alla programmazione dei di-
spositivi quando richiesto.
Prototipi in tre giorni
Lo scenario disegnato dal merca-
to di questi ultimi anni è tale che il
“tutto e subito” sia diventato il primo
requisito di ogni ordine. Trattando di
tecnologia non sempre si rivela una
richiesta percorribile in modo realisti-
co, a meno che non si possieda un ri-
fornito magazzino di componentisti-
ca, non si abbiano linee di produzio-
ne facilmente riconvertibili al codice
richiesto, personale educato alla fles-
Il personale dell’azienda produce pcb con geometrie inusuali
EES è dotata di un moderno sistema a raggi X
Tra i sistemi di test elettrico di EES figura anche un moderno sistema a sonde mobili
76 PCB settembre 2013
Lo scorcio di una delle linee di produzione
Il diagramma illustra la suddivisione dei diversi settori hi tech in cui opera EES
“Ovviamente – aggiunge Graziano
– parte del risultato è dovuto anche
alla competenza e alla velocità con
cui il nostro uffi cio tecnico è in grado
di preparare la documentazione per
la costruzione del circuito stampa-
to e per l’approntamento della lami-
na serigrafi ca che deve possedere re-
quisiti specifi ci. Entra poi in gioco la
capacità del personale qualifi cato per
l’assemblaggio, certifi cato Mydata, in
grado di elaborare il programma per
la P&P ed assemblare il pcb in tem-
pi veramente ristretti senza sacrifi ca-
re la qualità”.
Ivan, che si occupa degli acqui-
sti, sottolinea come “Sia importan-
te disporre di sistemi effi cienti e af-
fi dabili come ad esempio la pick and
place Mydata di nuova generazione,
MY100SXe, che permette una pro-
grammazione facile e veloce median-
te il software MyCenter e di eff et-
tuare cambi codice estremamente ra-
pidi grazie ai nuovi feeder intelligen-
ti Agilis”.
La linea di assemblaggio
EES è in grado di assemblare
componentistica SMT di ultima ge-
nerazione, dalle famiglie di compo-
nenti area array ai leadless, nel caso
dei chip si arriva ai package 0201 e
01005.
L’azienda dispone di tre linee di
produzione SMT i cui apici tec-
nologici sono dati dalla serigrafi -
ca Versaprint di ERSA, dalla P&P
Mydata My100 SXe e dal forno
Vapor Phase ASSCON VP800.
Le scelte tecnologiche rispecchia-
no la propensione all’innovazione e
la forte volontà del management nel
voler stare al passo con la tecnologia;
la capacità di scelta deriva anche dal
lungo backgroung accumulato in ol-
tre venticinque anni di attività e dal
know how costantemente aggiornato
con corsi di formazione.
sibilità e orientato alla collaborazione
col cliente, sicuramente competente
per quello che riguarda i suoi compiti.
È in quest’ambito che si muo-
ve EES nel garantire i due, tre gior-
ni lavorativi di consegna dei proto-
tipi. Chiediamo a Giuseppe Todaro
(che in azienda è coadiuvato dai fi gli
Ivan e Graziano) se basta avere fl es-
sibilità e buone macchine per rispet-
tare tempi così stretti.
“La fl essibilità permea tutto il per-
corso, che dalla fase di inizializza-
zione dell’ordine si estende alle va-
rie fasi di processo e di assemblag-
gio – racconta Todaro – ma la fl es-
sibilità senza la dovuta competenza
non potrebbe andare molto lontano.
Bisogna in prima battuta saper dialo-
gare col cliente per capire le sue ne-
cessità. Bisogna saper gestire le va-
rie componenti che intervengono
nell’esecuzione del lavoro, inclusa la
supply chain con fornitori affi dabili
che sappiano a loro volta rispettare i
tempi di fornitura di circuiti stampa-
ti e attrezzature come le lamine seri-
grafi che”.
Versaprint, grazie allo scanner per
il controllo del 100% della pasta sal-
dante e al controllo continuo di pres-
sione della racla, permette di gesti-
re in modo ottimale il processo (de-
posizione della pasta sulla scheda e
pulizia dello stencil, attivando cicli
di pulizia automatici); inoltre la pre-
cisione di ± 25 μm @ 6 Sigma per-
mette di avere una serigrafia for-
temente ripetibile anche su passi
ultra-fine-pitch di 0,2 mm.
La Pick & Place MYDATA
My100 SXe è stata scelta per la faci-
lità di gestione dei caricatori intelli-
genti Agilis e per la rapidità di messa
in macchina dei dati per il montag-
gio (eseguita da file CAD con l’ausi-
lio di VALOR di Mentor Graphics);
si è rivelata una scelta vincente per la
prototipazione veloce. Inoltre la pre-
cisione (35 μm, 0,09°) e la ripetibili-
tà del processo (21 μm, 0,05°) la col-
locano ai vertici delle macchine P&P
di ultima generazione.
Infine EES ha deciso di investire
sulla tecnologia vapour phase pun-
tando sul forno ASSCON VP800
che garantisce una eccellente uni-
formità in termini di temperatu-
ra. Risulta essere la migliore tec-
nologia per saldare componenti
complessi quali BGA, QFP, QFN,
POP, su schede densamente popo-
late con una ampia varietà di com-
ponenti.
La saldatura vapor phase ha da-
to risultati molto interessanti nel-
la saldatura di dispositivi dove ri-
sulta necessario dissipare potenza
(ad esempio diodi led di potenza,
D2PACK o D3PACK), riducendo
di molto la presenza di void.
Nelle linee sono poi presen-
ti una seconda serigrafica, altre tre
P&P, oltre a un forno con 24 zo-
ne in azoto. Una delle linee è sta-
ta progettata per avere una velo-
cità di montaggio nominale (spe-
ed rate) pari a 30mila componenti/
ora; inoltre, grazie alla capienza di
220 feeder e di un tray feeder con
venti vassoi, consente di assembla-
re schede con un elevato numero di
componenti tra loro diversi.
La presenza di armadi per com-
ponenti MSD denota che sono co-
munque curati tutti gli aspetti che
concorrono non solo a produrre con
qualità, ma anche a garantire l’affi-
dabilità di schede e dispositivi sulla
lunga distanza.
L’ obiettivo è quello di essere il
partner ideale tanto delle gran-
di quanto delle piccole aziende, un
partner capace di fornire un servi-
zio completo e di alto profilo, do-
ve il collaudato e funzionale flus-
so interno di lavoro è il naturale
complemento alla propensione ma-
nageriale verso l’innovazione con-
tinua.
EES S.p.A.www.ees.it
78 PCB settembre 2013
Crescere trasformandosi
di Dario Gozzi
Il personale altamente qualificato, la flessibilità aziendale, l’adozione di tecnologie avanzate, l’attenzione al mercato e l’assistenza continua fornita ai propri clienti sono tra le strategie che Mar-ita adotta per essere costantemente vincente
▶ AZIENDE E PRODOTTI - STRATEGIE
N ell’odierno e complesso
panorama della produzione
elettronica diventa vincen-
te saper sviluppare un ventaglio di
competenze che consentano di poter
seguire il cliente nelle sue varie esi-
genze, che dall’idea arrivano al manu-
facturing. Competenze che da un lato
consentono di realizzare prodotti con
elevata qualità a un costo competi-
tivo, dall’altra mettono in grado di
effettuare acquisti di tecnologia dal
miglior rapporto prezzo-prestazioni.
L’evidenza giornaliera mostra infat-
ti un contesto di mercato caratteriz-
zato da un alto grado di instabilità e
di incertezza, dove il generale livello
di innovazione tecnologica contribu-
isce ad inasprire la concorrenzialità.
L’attenzione ai continui mutamenti
di mercato ha portato Mar-ita a orga-
nizzarsi una struttura produttiva fles-
sibile, capace di adattarsi ai vari cam-
biamenti, dove le conoscenze acquisite
e consolidate permettono di mantene-
re sotto controllo le diverse variabili in-
terne, dai processi gestionali ai processi
produttivi, dai processi logistici a quel-
li commerciali, che nell’insieme com-
pongono e vitalizzano l’intera attività
aziendale. La storia di Mar-ita è quel-
la di un percorso senza soluzione di
continuità, finalizzato all’ottenimento
di risultati qualitativi importanti, sen-
za dubbio alcuno improntati alla sod-
disfazione del cliente.
79PCB settembre 2013
Una delle linee di assemblaggio SMT nel moderno impianto di Mar-ita
Visitando l’azienda abbiamo chie-
sto a Michele Mansi, responsabi-
le produzione e controllo qualità, il
significato che assume oggi l’esse-
re competitivi. “Essere competitivi
non vuol solo dire di poter disporre di
moderni sistemi di assemblaggio e di
test, ma racchiude il significato di ca-
pacità organizzativa, di saper guida-
re il cliente nella scelta della miglio-
re soluzione al miglior costo possibi-
le consentito dal mercato. Mar-ita si
qualifica non solo come una capaci-
tà produttiva, ma come un interlocu-
tore che suggerisca soluzioni innova-
tive, anche di tipo chiavi in mano, per
aiutare i clienti nel trovare quello che
cercano per il miglioramento e lo svi-
luppo del loro core business.
L’impegno profuso tanto dalla di-
rezione quanto da tutto il personale è
sempre stato notevole, nel corso de-
gli anni abbiamo fatto molti progres-
si, tanto dal punto di vista qualitativo
che da quello quantitativo e questo ha
comportato notevoli e continui cam-
biamenti, non ultimo l’ampliamento
del plant aziendale del 2011, intera-
mente realizzato a norma ESD”.
Come avete impostato la vostra
strategia di risposta all’instabilità del
mercato?
“Nella realtà attuale il mercato sta
evolvendosi verso la richiesta di quali-
tà totale e di tracciabilità dei prodot-
ti. Ogni singolo prodotto nasconde
dietro e dentro di sé molteplici aspet-
ti, non sempre visibili, non sempre
quantificabili, ma in ogni caso fon-
damentali. Un’attività indispensabile
è l’analisi di fattibilità di ogni singo-
la lavorazione così come il monitorag-
gio dei dati raccolti durante i vari cicli
aziendali che portano all’elaborazione
di statistiche utili per il miglioramen-
to continuo delle proprie prestazioni.
In questa attività rientra anche la se-
lezione e il monitoraggio dei fornitori
e dei materiali.
Da anni abbiamo impostato un si-
stema qualità con la cui applicazione
continua abbiamo affinato vari aspet-
ti produttivi, questo ci ha restituito un
feedback costante sui processi, tra-
dotto in ultima analisi in un servi-
zio sempre più completo nei confron-
ti del cliente.
Nessuno di noi pensa che la quali-
tà sia puramente un costo e che avere
strutture prive di questo servizio per-
metta di risparmiare . Abbiamo pun-
tato al risparmio mediante la ridu-
zione degli scarti e delle rilavorazio-
ni, evitando il rientro per malfunzio-
namento del prodotto.”
Come ogni impresa sana Mar-ita è
in continua trasformazione, senza so-
luzione di continuità è alla ricerca di
nuove e diversificate risposte da atti-
vare per ogni nuova sfida che il mer-
cato impone, a volte anche con ritmo
serrato.
Il raggiungimento degli obietti-
vi impone giocoforza anche la cresci-
ta aziendale che secondo il manage-
ment non può avvenire solo con l’ac-
quisto di tecnologia o con lo sviluppo
dimensionale, ma deve riguardare tut-
ta l’azienda nella sua globalità, e quin-
di anche nella formazione.
La creazione, il controllo e l’aggior-
namento della documentazione de-
stinata al cliente e per uso interno, so-
no un altro importante indice di effi-
cienza sempre più richiesto, anche per
questo motivo in azienda è da tempo
iniziata una serrata raccolta dati, che
comunque risulta molto utile per ca-
pire come strutturare al meglio il pro-
cesso e come poter risparmiare sui
tempi ciclo e selle singole attività, uno
studio che si è poi esteso alla detta-
gliata industrializzazione dei prodotti
e dei flussi di processo.
“Le certificazioni CSQ e IQNet –
aggiunge Mansi – sono gli strumen-
ti che ci permettono di concretizza-
re al meglio le esigenze del cliente. La
certificazione UNI EN ISO 9001 ac-
quisita nel 1996 non è mai stata il no-
stro punto di arrivo, bensì la semplice
ufficializzazione della cura che riser-
viamo al concetto di qualità, realizza-
ta nella pratica quotidiana”.
Anche negli anni difficili è stato as-
sunto e addestrato personale così co-
me non sono mai venuti meno gli in-
vestimenti in tecnologia. In particola-
re le risorse umane sono sempre state
considerate il fulcro di un processo di
miglioramento continuo.
80 PCB settembre 2013
In azienda l’addestramento e la cre-
scita delle varie figure professionali,
direzione in testa, è un processo in
continuo divenire, mentre per quan-
to riguarda gli investimenti tecnolo-
gici sono state fatte delle valutazioni
di rischio sull’obsolescenza dei siste-
mi, ricavandone una scaletta di inve-
stimenti da programmare per i pros-
simi anni.
Gli ultimi investimenti fatti han-
no visto l’introduzione di una serigra-
fica Yamaha e di un sistema AOI del-
la Omron, scelte che evidentemente
manifestano la volontà di enfatizzare
il livello qualitativo del processo e pa-
rallelamente di andare verso un incre-
mento del suo contenuto di automa-
zione. Il prossimo obiettivo è di intro-
durre una seconda Yamaha.
L’impegno della direzione azien-
dale non si è limitato al solo fron-
te interno, ma ha curato anche gli
aspetti della comunicazione al mer-
cato. “Ci siamo impegnati nel fa-
re e nel far sapere – interviene an-
cora Mansi – sul fronte della comu-
nicazione abbiamo studiato la nuo-
va grafica del brand, rifatto il si-
to e la presentazione commerciale.
Siamo consapevoli che migliorare la
comunicazione col mercato agevo-
la la comprensione bidirezionale coi
clienti e ci aiuta a mettere nella giu-
sta luce le nostre competenze”.
La struttura produttiva
La struttura produttiva comprende
linee di assemblaggio SMT e PTH,
ispezione AOI, sistemi di test ICT e
funzionale.
La flessibilità che contraddistingue
Mar-ita consente di realizzare, accan-
to alle normali produzioni, sia proto-
tipi che pre-serie in entrambi le tec-
nologie. Si realizzano prodotti “chiavi
in mano” , anche con assiemaggi elet-
tromeccanici (eseguite singolarmente
o a completamento di precedenti la-
vorazioni elettroniche), a partire dal
progetto, passando per l’approvvigio-
namento dei componenti per arrivare
al servizio post-vendita.
In linea di massima l’iter si compo-
ne di cinque fasi principali:
- Incoming inspection;
- Kitting;
- Produzione;
- Ispezione e test;
- Imballo e spedizione.
Etichettature e imballaggi possono
essere tali che il prodotto confeziona-
to è pronto per il trasporto diretto al
punto di vendita, senza bisogno che
rientri dal committente.
L’azienda si è dotata di camere cli-
matiche per il test di invecchiamento
e di burn-in, si sistemi per il rework
dei BGA e di altri componenti della
famiglia lead-less. Tutte le operazioni
sono eseguite in area EPA, nel pieno
rispetto della normativa ESD.
È in atto la configurazione dei pro-
cessi produttivi in ottemperanza alle
logiche della Lean Manufacturing,
col duplice obiettivo di contenere i
costi – ivi incluse il ridurre quanto più
possibile le attività a basso valore ag-
giunto e gli sprechi – e di ottimizza-
re i flussi al fine di garantire al cliente
consegne accurate e puntuali.
L’informatizzazione dei flussi di
processo permettono di mantenere il
pieno controllo di ogni ciclo produt-
tivo e la piena tracciabilità di quan-
to avviene in azienda; il software con-
sente inoltre la continua rotazione del
magazzino componenti, con l’utilizzo
del lotto più vecchio di quelli presenti
in azienda. Il magazzino Mar-ita ge-
stisce la presenza di oltre 3500 codi-
ci tra componenti SMT, PTH e di va-
ria natura.
In chiusura della visita chiediamo
a Michele Mansi: quale signif icato
assume per Mar-ita il termine “in-
novazione”?
“Per noi innovazione non è il me-
ro acquisto di tecnologia, ma il giu-
sto mix che conferisce all’azienda la
capacità di trovare sempre soluzio-
ni funzionali all’obiettivo del cliente”.
Innovazione – continua Mansi – è sa-
per operare per garantire che i pro-
dotti realizzati al nostro interno pos-
sano mantenere per tutta la loro vita
utile le peculiari caratteristiche opera-
tive e qualitative per cui sono stati re-
alizzati”.
Mar-Itawww.mar-ita.com
Tutta la produzione avviene in area EPA: gli operatori seguono scrupolosamente le varie normative ESD
81PCB settembre 2013
Fabbricanti di circuiti stampati
82 PCB settembre 2013
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descrittiva oltre a un breve testo di 180 caratteri (spazi inclusi) nella colonna “tipologia di prodotto”.
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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-fl essibili ai più
avanzati prodotti della printed electronics.
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