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LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI PCB Magazine n.7 - SETTEMBRE 2013 IL SOLE 24 ORE S.p.A. - Sede operativa - Via Carlo Pisacane 1, ang. SS Sempione - 20016 PERO (Milano) - Rivista mensile, una copia 5,00 SPECIALE: Il test elettrico SETTEMBRE 2013 n.7 LEGGI PCB SFOGLIABILE E SEGUICI SU TWITTER

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LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI

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SETTEMBRE 2013

n.7

LEGGI PCB SFOGLIABILE

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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

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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

[email protected]

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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.

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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

[email protected]

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:

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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

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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

[email protected]

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

[email protected]

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

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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.

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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

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14 PCB settembre 2013

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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

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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.

Siemens Plm

www.siemens.com/plm/

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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

cielo aperto.

Spea

www.spea.com

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Potenza e rapidità da circuito

Portare potenza al circuito stampato richiede performanceda campioni

Indipendentemente dalle specifiche esigenze di connessione che ogni applicazione richiede, oggi è possibileavere maggiore potenza sul circuito stampato.I sistemi con connessione rapida di Phoenix Contact sono stati progettatiper questo e per garantire rapidità nelmontaggio del connettore.La gamma offre diverse soluzioni, tra cui:

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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

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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

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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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Linee di Processo(3) Linee Inner Layer Pre-Cleaning/Exposure e (2) Linee•Inner Layer Developing Etching & Stripping (DES) con Macchine Höllmüller, Schmid, Advanced Engineering, Kuttler, TekNek, Hakuto e Eigenbau & L+H Equipment(2) Linee Inner Layer Multibond con•Dotazioni Mac Dermid & Kuttler7 Stazioni OEM di Laminazione (5 a caldo e 2 a freddo)•con Lauffer Automatic Board Punch e Dotate diSistemi Siemens PLC (2001)7 stazioni Lauffer di Laminazione (5 a caldo e 2 a freddo)•con Controllo Siemens Simatic OP7 (1993-2000)Linee di Riduzione Rame e Stagno con•Attrezzature Schmid and KuttlerLinea Through Hole con Attrezzature Höllmüller,•Circuit Automation ed L+H & KuttlerLinea Outer layer Imaging con attrezzature Schmid, •Kuttler, Hakuto, Steif, Teknek, Eigenbau, Techmech & Advanced EngineeringLinee di Brushing/Grinding Pola e Massa e Schmid•(4) Linee di Placcatura Galvanica; (2) Ludy,•ATOTECH e Huber Industries (a partire dal 2001)Linee di lavaggio Schmid De-Smear e Aqueous•Linea di Coating Organico Höllmüller•Linee per Solder Mask, Solder Mask Vertical Coating &•Heat Treatment con attrezzature Höllmüller, Schmid, Circuit Automation, Optical Radiation, ITC Intercircuit, Optical Radiation, Bacher & Kuttler (a partire dal 2011)TePla 4061 Plasma Desearing System•

Sbroglio/ScribingSchmoll-Maschinen System XL6-21R 6-Spindle Linear•125K Spindle Speed Router (2001)(2) Schmoll-Maschinen System 6/5R (System 5)•125K 5-Spindle Speed RouterSchmoll-Mashinen System 1/1•(2) Teste Router Klingelnberg MIC 8-50 5•Macchina di Scribing Schmoll-Mashinen 992550•Alfa 1500L/ FBW 50110R Scribing Machine•

Macchine di Foratura(6) Posalux Ultra Speed 6000 5-Spindle•125K Spindle Speed (2000)(10) Schmoll-Maschinen System XL5-24•5-Spindle Linear 125K Spindle Speed (21) Schmoll-Maschinen System 5/5•5-Spindle 125K Spindle Speed (3) Macchine di Foratura Schmoll-Mashinen•System 1 twin 2-Spindle Schmoll-Maschinen System 5/Euro 5-Spindle•125K Spindle Speed Schmoll-Maschinen System 5 5-Spindle•125K Spindle Speed Foratore X-Ray Comet FXS-160.40 SG Feinfocus (2006)•Foratore X-Ray Pluritec Inspectra•(2) Foratore MicroVIA a Laser UV ESI 5320 (2002)•Foratore MicroVIA a Laser UV ESI 5220 •

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•

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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-

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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.

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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

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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

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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)

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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;

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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www.osai-as.it

Assemblaggio ODD-Shape modulare scalabile

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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47PCB settembre 2013

Fig. 3 - Istruzione di lavoro che consente di avere vari valori di riferimento per le misure

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48 PCB settembre 2013

Fig. 4 - Elenco di strumenti utilizzati per il controllo che vengono certificati periodicamente dall’ente metrologico della qualità

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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

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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-

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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

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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

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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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- 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-

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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

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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

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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

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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.

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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

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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-

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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

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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 ◀

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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

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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

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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

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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.

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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

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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

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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

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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

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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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Dopo il successo riscontrato dalle precedenti edizio-

ni ritorna anche quest’anno l’Innovation Award, il premio

organizzato da Selezione di Elettronica e realizzato in col-

laborazione con i principali distributori Italiani.

Il premio verrà assegnato a quei prodotti (componenti,

sistemi, strumenti e software) che abbiano dimostrato

spiccate caratteristiche innovative in termini di applica-

zioni, architetture, prestazioni ed economicità, sulla base

delle indicazioni raccolte presso gli utilizzatori in Italia.

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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

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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

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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”.

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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

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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.

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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.

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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

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81PCB settembre 2013

Fabbricanti di circuiti stampati

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82 PCB settembre 2013

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Produttori di circuiti stampati pubblicati in base al logo di fabbricazione

Nel corso di tutto il 2013 questa sezione dedicata ai fabbricanti di circuiti stampati verrà aggiornata mensilmente. Se siete interessati a comparire su queste pagine per ulteriori informazioni contattare il numero 02 30.22.60.60

Cognome___________________________________________________________________________________

Nome ______________________________________________________________________________________

Professione _________________________________________________________________________________

Società _____________________________________________________________________________________

Via _________________________________________________________________ n. _____________________

CAP _____________ Città _________________________________________________Prov. _____________

Tel. ______________________________________ Cell. _____________________________________________

e-mail _____________________________________________________________________________________

Sono interessato a conoscere i costi della seguente offerta:

1 spazio (3 x 17,5 cm) per 11 uscite Il Nostro logo in b/n visibile nella tabella

descrittiva oltre a un breve testo di 180 caratteri (spazi inclusi) nella colonna “tipologia di prodotto”.

1 spazio (6 x 17,5 cm) per 11 uscite Il Nostro logo a colori in evidenza nel box

oltre a un testo di 420/450 caratteri (spazi inclusi) con più eventuali altri loghi (es. omologazione, CSQ, UNI, ecc.).

1 spazio (6 x 17,5 cm) per 11 uscite in contemporarea sia sulla rivista sia su web

Il Nostro logo a colori in evidenza nel box (offerta B) così come appare sulla rivista, per avere una maggiore visibilità, così apparirà anche su web con rimando al Nostro sito internet.

Ritagliare e spedire per posta in busta chiusa all’indirizzo: Il Sole 24 ORE S.p.A. - Sede operativa ufficio traffico PCB Magazine

via Carlo Pisacane, 1 (ang. SS Sempione) - 20016 PERO (Milano), oppure inviare via fax al numero 02 30.22.60.91

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B

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Il sottoscritto autorizza al trattamento dei dati personali in base all’Art. 24, comma 1, lettera “d” del D.Lgs n. 196/03, per fi nalità di informazione e promozione commerciale nel rispetto delle disposizioni della vigente normativa.

Firma __________________________________________________________________________________data ______________________________________

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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