Mantieni i Tuoi Processi di Assemblaggio e Produzione PCB come i Tuoi Pantaloni Preferiti: Impeccabili

Creato: October 17, 2021
Produzione di microchip con un professionista sullo sfondo

Qualche giorno fa ho smarrito un bottone su un vecchio paio di jeans e non sono stato in grado di sistemarli. Mi sono accorto che le cuciture erano tutte storte, e non erano presenti i bottoni di riserva che di solito vengono appositamente nascosti sulla vita. Mia madre mi ha insegnato a controllare sempre le cuciture prima di acquistare i vestiti, ma a volte è facile, per pigrizia, dimenticarsi di seguire tali semplici consigli. Alcune marche sono più affidabili di altre e durano più a lungo rispetto ad altre, ma anche in questo caso, è sempre una buona abitudine controllare i vestiti che si stanno per comprare, alla ricerca di difetti di fabbricazione evidenti.

In un mondo ideale, i controlli e le verifiche più rigorose dovrebbero essere eseguiti dal produttore. Dopotutto, sono loro a essere direttamente coinvolti nel processo di produzione e ad avere l'attrezzatura necessaria per eseguire revisioni con facilità. Ma la realtà purtroppo è un'altra. Mentre è compito del produttore verificare i processi ed eseguire le ispezioni necessarie, poter verificare che questo effettivamente accada è una parte fondamentale del rapporto fra progettista e produttore. Per questo è importante saper porre le giuste domande durante la verifica delle procedure di produzione, così come saper effettuare alcuni test iniziali.

Perché è Importante Ispezionare l'Assemblaggio e i Processi di Produzione dei PCB?

L'ispezione di un impianto di produzione consente di sviluppare un rapporto di maggiore fiducia con il produttore, confermando se la scelta di produzione sia effettivamente la più idonea alle proprie necessità di progettazione. Quando si visita un impianto di produzione, bisognerebbe poter controllare tutte le attrezzature e le strutture che verranno utilizzate per produrre la scheda, così come la gestione degli strumenti e dei materiali. Ma il lavoro non finisce qui.

Dopo l'assemblaggio, e probabilmente in diverse fasi della fabbricazione, il produttore dovrebbe ispezionare le schede e condurre gli eventuali controlli. Dovrebbe anche essere in grado di eseguire alcuni test funzionali e individuare eventuali problemi prima della consegna delle schede finali. D'altronde, se i tuoi pantaloni tanto amati, per un errore in fase di produzione avessero avuto gli intramontabili strappi, al posto delle tasche, scoprire l'errore per tempo, avrebbe permesso di porre rimedio facilmente.

Jeans with holes in the knees.
A differenza di un PCB, i jeans possono passare la procedura di ispezione anche con i buchi, a meno che non ci sia mia madre a controllare il tuo outfit.

Quali Sono i Metodi di Ispezione a Disposizione?

È possibile determinare gli strumenti e le procedure di ispezione basandosi sul flusso di fabbricazione PCB e sui processi attivati durante la produzione. Per questo è importante informarsi sui processi d'ispezione implementati dal produttore e osservarli in azione, se possibile.

Ispezione meccanica: alcuni test meccanici includono shock e creep termico ma, indipendentemente dallo stress aggiuntivo (se presente) applicato alle schede, queste dovrebbero essere intatte prima della spedizione.

Ispezione visiva: osservare le schede a occhio nudo o al microscopio consente d'individuare i danni fisici più evidenti. Ponti di saldatura, bruciature e disallineamenti sono di solito facilmente individuabili con un po' di pazienza.

Test di adesione: rapporti sbagliati nella combinazione di materiali dello stack-up potrebbe portare a delaminazione tra il rame e il laminato o la maschera di saldatura. Questo dovrebbe essere verificato già durante la produzione. Scoprirlo troppo tardi potrebbe voler dire dover scartare numerose schede, allungando notevolmente il processo di fabbricazione. Un test di adesione può essere semplice come mettere del nastro adesivo su layer controllando che nulla si stacchi dalla scheda.

Ispezione SEM: i microscopi elettronici a scansione (SEM) sono uno strumento molto costoso. Se si fosse così fortunati da averne uno a disposizione, l'imaging SEM potrebbe essere utilizzato per ispezionare la scheda. Tuttavia, è più spesso utilizzato per valutare la metallizzazione. Il fascio di elettroni danneggia infatti alcuni tipi di materiali, provocandone addirittura lo strippaggio. È così che vengono testati i pad rivestiti in oro: uno strippaggio rapido indica uno strato di placcatura molto sottile, rivelando una scarsa qualità della superficie.

Ispezione a raggi X: se ci sono problemi con circuiti aperti o corti dopo la fabbricazione dello stack-up, è preferibile eseguire un test non distruttivo fino a quando non si sa con certezza quale sia e dove si trovi esattamente il problema. Non tutti gli impianti di produzione offrono l'ispezione a raggi X, quindi è bene informarsi durante la visita allo stabilimento.

Dottore indossa occhiali a raggi X per esaminare un cervello
L'ispezione a raggi X non è particolarmente sofisticata, ma può essere utile per individuare problemi interni del PCB.

Quanti Controlli Può Effettuare il tuo Produttore?

Sono vari i test che possono essere eseguiti dal produttore, ma come minimo dovrebbero includere alcuni test elettrici rudimentali e immagini termiche per individuare aree ad elevato assorbimento di corrente (che indicano perdite). Idealmente, i produttori dovrebbero anche avere a disposizione strumenti di microscopia elettronica o la capacità di eseguire analisi elementari, utili per individuare la causa principale di un problema elettrico.

Se ci sono standard specifici da soddisfare, come MIL-SPEC o requisiti per la sicurezza dei consumatori, bisognerebbe informarsi sui test di pre-conformità che il produttore è in grado di effettuare. Produrre e testare un lotto iniziale è molto meglio che scoprire solo durante la certificazione, per esempio, una risonanza misteriosa che impedisce di soddisfare i requisiti di sicurezza della tensione.

Gettarsi a capofitto in una nuova ricetta può essere entusiasmante, ma lavorare alla cieca vuol dire cercare guai in futuro. Allo stesso modo, produrre PCB senza conoscere a fondo il proprio produttore potrebbe rivelarsi disastroso.

Scegliendo il giusto software di progettazione PCB, è possibile selezionare strumenti capaci di far risparmiare, garantendo processi di produzione affidabili e di qualità. Quando hai bisogno di uno strumento di layout PCB intuitivo e dotato di tutto il necessario per costruire circuiti stampati di alta qualità, quello che ti serve è CircuitMaker. Non solo avrai a disposizione un software di progettazione PCB di facile utilizzo, gli utenti di CircuitMaker hanno anche accesso a uno spazio di lavoro personale sulla piattaforma Altium 365. Potrai caricare e archiviare i tuoi dati di progettazione nel cloud e visualizzare facilmente i tuoi progetti tramite il tuo browser, all'interno di una piattaforma sicura.

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