Produzione delle schede elettroniche: dal progetto all’assemblaggio

Una scheda elettronica è un insieme di componenti elettrici ed elettronici saldati su un circuito stampato. Queste schede permettono il funzionamento di diversi dispositivi utilizzati sia in ambito domestico che industriale, come i comuni elettrodomestici.

Il progetto

La prima fase della produzione schede elettroniche prevede la progettazione delle stesse. Infatti, è necessario comprendere quali sono le caratteristiche del prodotto nel quale bisognerà utilizzare la scheda elettronica, e quali sono i vincoli: l’alimentazione, la precisione e l’accuratezza di misura, le tempistiche di risposta del sistema, gli input, ecc. Successivamente, viene progettato l’hardware, specificando le connessioni tra i diversi componenti, attraverso il layout.

L’assemblaggio

Al termine della fase progettuale, il progettista deve procurarsi tutti i componenti e passare alla fase di assemblaggio, che può avvenire in due modalità:

• L’assemblaggio SMT: una delle tecniche utilizzate per l’assemblaggio delle schede elettroniche è la tecnologia a montaggio superficiale, o SMT (acronimo che deriva dall’inglese “Surface Mounting Technology”). Con questo termine si fa riferimento al posizionamento dei componenti elettronici direttamente sulla superficie della scheda, senza dover praticare fori. Questa soluzione ha diversi vantaggi, come la riduzione delle dimensioni dei componenti, che permettono di conseguenza di realizzare prodotti finiti più piccoli. Inoltre, la tecnica SMT consente di montare i componenti su entrambe le facce del circuito elettronico. Trattandosi di una procedura completamente automatizzata, poi, è molto veloce e riduce sia gli errori umani che gli scarti di produzione;
• L’assemblaggio PTH: Un’altra modalità di assemblaggio è quella PTH, ovvero “Pin Through Hole”, che consiste nell’utilizzo di fori sui circuiti per l’assemblaggio dei componenti, utilizzando delle apposite macchine definite preformatrici. A differenza del metodo SMT, è un processo manuale, effettuato da tecnici specializzati, esperti di saldatura. Nel settore delle schede elettroniche ad oggi la tecnica di assemblaggio PTH non è molto utilizzata, poiché è stata sostituita in gran parte da quella SMT. Tuttavia, in alcuni casi si ricorre ancora alla PTH, ad esempio quando i componenti sono stati progettati appositamente per la PTH oppure hanno dimensioni piuttosto grandi. In questi casi, si realizza prima un semilavorato con la tecnica SMT e poi si procede con il PTH. Ovviamente, questa tecnica è più soggetta ad errori e richiede un’attenzione maggiore.

Il test

L’ultima fase della progettazione delle schede elettroniche è il test, che può essere effettuato con diversi metodi. Uno tra questi è il test-in-circuit, che prevede l’utilizzo di una sorta di “letto di aghi” per controllare l’aderenza con il test-point ed alcune sonde per valutare l’integrità di connessione. In alternativa, può essere effettuata una scansione a raggi X per controllare alcuni elementi della scheda stessa non immediatamente visibili, come i pin di connessione nascosti sotto ad altri componenti.

Oltre a questo, poi, c’è il test a sonde mobili, effettuato con sonde spostate utilizzando un apposito software. Inoltre, possono essere effettuati altri tipi di test in base alla tipologia di scheda e al suo utilizzo. Ad esempio, quello di saldabilità permette di verificare la robustezza della saldatura tra componente e circuito stampato, mentre l’analisi in microsezione serve ad indagare su eventuali difetti e guasti.