Azienda - B2B24 - Il Sole 24 Ore

PCB Magazine n.2 - FEBBRAIO 2012
SPECIALE: Il rework e la saldatura manuale
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
LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI
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n.2
FEBBRAIO 2012

Tagli alle spese
Tasse, pensioni e rilancio del lavoro sono i
temi più caldi nelle pagine dei quotidiani in
questo difficile momento. La pesante manovra
varata dal governo sta cominciando a poco a
poco a far sentire la sua pressione, soprattutto
nella predisposizione all’acquisto da parte
delle famiglie. È inutile nasconderlo: i soldi
da sborsare per fronteggiare il momento di
emergenza (che non è ancora finito) sono tanti,
soprattutto da parte di chi non disponga di
entrate consistenti, mentre un’insicurezza
diffusa sta a poco a poco pervadendo la società
italiana. Un’insicurezza data da tanti fattori:
dalle rivoluzioni in atto con le liberalizzazioni
(che, se da una parte garantiranno degli indubbi
benefici, dall’altra scontentano larghi settori
dell’opinione pubblica) alle dichiarazioni
non sempre felici dell’esecutivo in merito alle
intenzioni sulle trasformazioni del mondo del
lavoro. Le manovre che ci aspettano - mi auguro
vivamente - potranno contribuire al rilancio
dell’occupazione, ma dall’altro non possono che
preoccupare centinaia di migliaia di lavoratori.
È alle porte un futuro diverso da quello che
tutti per anni eravamo abituati a immaginare
e l’atmosfera d’incertezza limita fortemente le
potenzialità di spesa.
Lo dimostrano i recenti dati presentati
dall’Osservatorio Acquisti CartaSI in relazione
ai settori coinvolti nei saldi post natalizi: le
contrazioni sono evidenti in tutti i settori,
compreso quello dell’elettronica tradizionale,
che ha conosciuto un calo importante trascinato
dallo scivolone del settore degli elettrodomestici;
▶ EDITORIALE
quest’ultimo ha perso il 15% rispetto alla
stagione 2011. L’unico dato positivo sembra
essere quello dell’informatica (+1,6%) o - per
meglio dire – il settore degli smartphone e dei
tablet, un ambito questo che riguarda il nostro
mondo molto da vicino. Questo lascia ben sperare
per una tenuta del mercato, soprattutto per quelle
aziende che siano coinvolte nella produzione di
circuiti e assemblati flessibili.
Non abbiamo ancora a disposizione i dati
sul mercato dei c.s. in Europa per il mese di
dicembre, ma dalle voci che circolano, l’atmosfera
sembra essere di vago ottimismo, soprattutto
considerando l’andamento di leggera tenuta
del mercato americano, i cui dati sono già a
disposizione presso il sito dell’IPC.
I produttori di c.s. italiani non si lamentano,
soprattutto le aziende che operano con l’estero;
lo stesso vale per distributori, ma solo per una
parte, visto che il mercato interno è in maggiore
contrazione rispetto a quello estero.
La sensazione è che quel vago ottimismo che in
ogni caso si percepisce troverà un suo riscontro
nelle prossime decisioni del governo. Se saranno
sagge forse potremmo esultare per il passato
pericolo e per un vero e sostanziale rilancio
dell’economia nazionale, se si metteranno troppo
di traverso, anche per il mercato del nostro settore
potrebbero aprirsi momenti di acuta difficoltà.
PCB febbraio 2012
5

6 PCB febbraio 2012
▶ SOMMARIO - FEBBRAIO 2012
IN COPERTINA
Fondata nel 1969 a Concorezzo
(MB), OMR Italia S.p.A. è oggi
tra i maggiori produttori europei di
circuiti stampati.
Elevata capacità produttiva, processi
altamente qualificati, un sistema
qualità certificato ISO TS 16949
abbinati a un’elevata flessibilità fanno
di OMR un’azienda in grado di
soddisfare ogni esigenza del mercato.
OMR si pone quindi come supply
partner europeo estremamente
affidabile e flessibile, permettendo ai
propri clienti di ridurre il total cost
of ownership e di velocizzare il time
to market.
OMR Italia S.p.A.
Via Brodolini 22/26 I
20049 Concorezzo (MB)
Tel. +39 039 61.13.1
Fax +39 039 61.13.280
sales@omritalia.it
www.omritalia.it
agenda
Eventi/Piano Editoriale _______________10
a cura della Redazione
ultimissime
C.S. e dintorni _______________________12
a cura di Massimiliano Luce
speciale
Il rework e la saldatura manuale
Saldatura e rilavorazione oggi ___________22
di Piero Bianchi
Usura e ossidazione delle punte _________26
di Davide Oltolina
L’aspirazione dei fumi di saldatura _______30
di Edoardo Banfi
speciale prodotti
Conduzione, irraggiamento
e convezione per il preriscaldo dei pcb ____34
di Dario Gozzi
Punte o cartucce, ma sempre
con alte prestazioni ___________________38
di Dario Gozzi
SRT Micra: creatività e innovazione______42

progettazione
Progettazione eco-compatibile __________44
di Dario Gozzi
Importanza dell’analisi di Power Integrity __48
di Patrick Carrier
oltre i pcb
Pavimentazioni ESD: procedere
in sicurezza _________________________52
di Paola Di Silvestro
DRAM 3D su Logica: esperienze
e valutazioni ________________________58
di Eric Beyne
produzione
Definizione e valutazione di un processo
di cleaning __________________________62
di Tom Forsythe
La deumidificazione nel processo
produttivo __________________________68
di Serena Bassi
aziende e prodotti
Prospettive integrate di collaudo _________72
di Riccardo Busetto
azienda informa
Il board tester SPEA 3030 supera
quota 500 __________________________76
di Umberto Zola
fabbricanti
Produttori di circuiti stampati in base
al logo di fabbricazione ________________80
a cura della Redazione
PCB febbraio 2012
7
Anno 26 - Numero 2 - Febbraio 2012
www.elettronicanews.it
DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma
REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione)
CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi
COLLABORATORI: Edoardo Banfi, Serena Bassi,
Eric Beyne, Piero Bianchi, Patrick Carrier,
Massimiliano Luce, Paola Di Silvestro,
Tom Forsythe, Davide Oltolina, Umberto Zola
PROGETTO GRAFICO E IMPAGINAZIONE: Elena Fusari
DIRETTORE EDITORIALE BUSINESS MEDIA: Mattia Losi
PROPRIETARIO ED EDITORE: Il Sole 24 ORE S.p.A.
SEDE LEGALE: Via Monte Rosa, 91 - 20149 Milano
PRESIDENTE: Giancarlo Cerutti
AMMINISTRATORE DELEGATO: Donatella Treu
SEDE OPERATIVA: Via Carlo Pisacane, 1 - 20016 PERO (Milano) - Tel. 02 3022.1
UFFICIO TRAFFICO: Tel. 02 3022.6060
STAMPA: Faenza Industrie Grafiche S.r.l. - Faenza (RA)
Prezzo di una copia 5 euro (arretrati 7 euro).
Registrazione Tribunale di Milano n. 148 del 19/3/1994
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presso il coordinamento delle segreterie redazionali (fax 02 3022.60951).

8 PCB febbraio 2012
▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE
Azienda pag. Azienda pag. Inserzionisti pag.
A Acd ___________________ 13
Agilent ________________ 74
Altera _________________ 60
Amkor _________________ 60
APEX EXPO ________ 14, 20
Apex Tools __________ 30, 33
Apple __________________ 74
Aurel Automation ________ 12
B Bosch __________________ 73
C CEI ___________________ 16
Centro di Coordinamento
RAEE _________________ 20
Cisco __________________ 73
Cobar Solder ____________ 13
Cooper Industries ________ 33
D Dek ___________________ 18
E Ecolight ________________ 20
EMT Electronics ___68, 70-71
ESD Forum ____________ 16
ETS ___________________ 77
EVS International ________ 14
Ewig __________________ 36
F Finetech _______________ 14
Fujitsu _________________ 60
G Gemeinschaft
Emissionskontrollierter
Verlrgewerkstoffe, e.V. ____ 56
Globalfoundries _________ 60
Gütegemeinschaft
umweltfreundlicher
Teppichboden e.V. ________ 55
I i-tronik _____________ 72, 74
IBM _______________ 44, 73
Imec _______________ 58-60
Intel ___________________ 60
K KIC ___________________ 14
Kyzen ____________62-63, 66
L Life Project _____________ 42
M Magna _________________ 16
Mapei ______________ 52, 56
Mentor Graphics ___48-49, 51
Metcal _________________ 40
Micron ________________ 60
N Nvidia _________________ 60
O OK Italy __________38, 40-41
P Panasonic ______________ 60
Philips _________________ 16
Prodelec ___________18, 68, 71
Productronica ___12, 73, 76, 79
Q Qualcomm _____________ 60
R R&D Technological
Services ________________ 20
S Samsung _______________ 60
Sony __________________ 60
SPEA ______________ 76-79
T Team Nazionale ESD _____ 16
TE Connectivity _________ 16
Teppichforschungsinstitut
Aachen ________________ 55
TRI ________________ 72-74
TSMC _________________ 60
V VJ Electronix ____________ 42
W Weller ______________ 32-33
X Xilinx __________________ 60
A
AGM PCB ........................................... 80
APEX TOOL ....................................... 19
AREL .................................................. 81
ASM ASSEMBLY ................................ 15
B
BASELECTRON .................................. 81
C
CABIOTEC ............................................ 4
E
ELABORA .......................................... 61
F
FARNELL ........................................... 47
I
I-TRONIK ..............................II cop. - 57
INVENTEC PERFORMANCE
CHEMICALS ITALIA ................... III cop.
ITECO TRADING ................................ 33
K
KYZEN ............................................... 65
L
LIFETEK ................................. IV cop. - 9
O
OMR ITALIA ................................. I cop.
OSAI A.S. ........................................... 25
P
PHOENIX CONTACT .......................... 43
PRODELEC ...........................11 - 17 - 21
S
SPEA .................................................... 3
T
TECNOMASTER ................................ 81
TECNOMETAL ................................... 82
V
VALCHIAN ......................................... 18
W
WIN-TEK ............................................ 37
Z
ZUKEN ............................................... 45

10 PCB febbraio 2012
▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI
Data e luogo Evento Segreteria
7-8 febbraio
San Jose, CA
USA
7-9 febbraio
Seul
Corea del sud
6-9 febbraio
Phoenix, AZ
USA
7-9 febbraio
Düsseldorf
Germania
28 febbraio - 1 marzo
San Diego, CA
USA
Gennaio
Test elettrico
Febbraio
Il rework e la saldatura manuale
Marzo
I sistemi di lavaggio
Aprile
Marcatura e tracciabilità
Maggio
Forni e profili termici
Giugno
ESD
Luglio - Agosto
Materiali di consumo e attrezzature
Settembre
Pick & Place
Ottobre
I sistemi di serigrafia
Novembre
Produzione circuiti stampati
Dicembre
Software di progettazione
Linley Tech Data Center
Conference 2012
The Linley Group
355 Chesley Avenue
Mountain View, CA 94040 - USA
Tel. +1 408 27.03.772
SEMICON Korea 2012 Tel. +82 2 53.17.804
hchoi@semi.org
11th annual Flexible
Electronics and Displays
Conference and Exhibition
International Exhibition
with Workshops on
Electromagnetic
Compatibility
FlexTech (formerly USDC)
3081 Zanker Road
San Jose, CA 95134 - USA
Tel. +1 408 57.71.300 - Fax +1 408 57.71.301
info@flextech.org
Mesago Messe Frankfurt GmbH
Rotebuehlstr. Dal 83-85
70178 Stoccarda - Germania
Tel. +49 711 61.94.60 - Fax +49 711 61.94.691
info@mesago.com - www.mesago.de
IPC APEX Expo IPC - Association Connecting Electronics Industries
3000 Lakeside Drive, 309 S,
Bannockburn, IL 60015 - USA
Tel. +1 847 61.57.10.0 - Fax +1 847 61.57.10.5
Piano editoriale 2012 Editorial calendar 2012
January
Test equipment
February
Rework and hand soldering
March
Cleaning systems
April
Labels and traceability
May
Reflow and wave soldering
June
ESD
July - August
Consumables
September
Pick & Place
October
Screen printing systems
November
PCB manufacturing
Dicember
Design software for pcb

12 PCB febbraio 2012
▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI a cura di Massimiliano Luce
Automatizzare l’elettronica
Azienda italiana
spesso presente alle
manifestazioni nazionali
e internazionali, Aurel
Automation, con sede
e centro produttivo
a Modigliana (FC),
specializzata in sistemi
d’automazione per la
produzione elettronica,
non ha certamente
mancato l’appuntamento
con Productronica,
la kermesse bavarese
dell’elettronica svoltasi
a Monaco lo scorso
novembre. Attiva dal 1970
nel settore dell’elettronica,
l’azienda possiede un
catalogo importante,
che va dalle macchine di
deposizione materiali alle
serigrafiche, dai sistemi
di handling per circuiti
stampati ai forni per
le linee di produzione
automatiche.
“Il nostro è un catalogo
complesso, che spazia
in diversi settori
dell’elettronica industriale”,
ha confermato Nerio
Samorì, responsabile
di Aurel Automation.
“Abbiamo ad esempio una
vasta scelta di strumenti
laser per il mondo
dell’elettronica: dalla
marcatura al trimming di
circuiti elettronici con teste
Yag a diodi, a lampada
o a CO , utilizzabili a
2
seconda dei materiali
dell’applicazione.”
Erano molti i prodotti
dell’azienda italiana
presentati a Monaco,
anche se un posto di
rilievo nel grande stand di
Productronica era dedicato
alla XCEL (si veda notizia
pubblicata sul numero
di gennaio 2012 di PCB
Magazine a pag. 20),
una work cell flessibile
per varie applicazioni
nel mondo della
microelettronica. Si tratta
di una macchina versatile,
utilizzabile nell’SMT, nelle
applicazioni a film spesso,
nei display, nel settore
della produzione di celle
solari e per la lavorazione
di sensori su substrati
rigidi e flessibili come
l’FR4, il vetro, la ceramica
e il poliestere.
La macchina è utilizzabile
some sistema d’ispezione,
come ink-jet, come
sistema di marcatura,
negli assemblaggi di odd
form, per il coating e la
dispensazione di resine, colle
e paste e capace di eseguire
misurazioni 2D e 3D.
La versatilità della
macchina viene
sottolineata da Samorì:
“Con la XCEL tutto
può essere modificato
sostituendo le teste. Si
tratta infatti di un robot
cartesiano che può fare
diverse cose. In questo
caso può fare coating
di particolari meccanici
o elettronici, dato che
l’abbiamo equipaggiata
con una testa a microspray
per penetrare con
maggiore accuratezza nelle
scanalature più minute.
La macchina può essere
configurata fino a 5 assi,
può essere impiegata in
modalità stand alone o in
linea ed è equipaggiata con
righe ottiche di estrema
precisione e dispone di un
movimento pilotato da
una serie di motori lineari.
Non si tratta quindi di
un piccolo plotter dotato
di pennetta, ma si tratta
di un dispositivo molto
complesso. La macchina
che presentiamo in fiera
è configurata per operare
come coating di fuel cell,
quindi si può immaginare
a che livello sia il grado di
sofisticazione della stessa”.
Altro settore in cui
Aurel da anni opera,
come si è detto, è
quello delle macchine
serigrafiche. Utilizzabili
in configurazione stand
alone o in linea, dotate
di sistemi d’ispezione,
le serigrafiche Aurel
presentate a Productronica
erano quelle dedicate alla
microelettronica: non si
trattava quindi di comuni
macchine per i pcb o
per la crema di stagno.
Dispositivi estremamente
precisi, anch’esse
equipaggiate con motori
lineari, righe ottiche e
provviste di risoluzioni
al micron e inferiori, le
serigrafiche di Aurel sono
dotate di sistemi di visione
integrate che permettono
sia la centratura del pezzo
sia l’ispezione dopo
aver avviato il processo
serigrafico.
“Il settore serigrafico è
seguito con particolare
attenzione da Aurel -
ha aggiunto Samorì - in
particolare le applicazioni
per acciaio piano o in tubi,
questi ultimi utilizzati,
ad esempio, per ricavare
i riscaldatori utilizzati
nel settore del bianco
(lavatrici, scaldabagni,
macchine per iniezione
della plastica, macchine
da caffè). Si tratta di
un settore importante
in cui naturalmente le
applicazioni possono
variare ed estendersi
anche nel campo
della lavorazione per
l’elettronica”.
Aurel
www.aurelautomation.com

Tecnologie di test
a stelle e striscie
ACD mostrerà al
pubblico delle grandi
occasioni le sue capacità di
test nel corso del SMTA
Houston Expo and Tech
Forum, che si svolgerà
il prossimo 9 febbraio
presso lo Staff ord Centre,
a Staff ord, Texas. Il test
fuzionale proposto da
ACD consente di verifi care
che ciascuna delle varie
funzionalità del prodotto
defi nite nelle specifi che
di progettazione o nelle
specifi che di test soddisfi no
le corrette richieste. In
aggiunta al test a sonde
mobili, il test funzionale è
fondamentale nel fornire
ai clienti di ACD qualità e
assemblaggi privi di difetti.
Inoltre, ACD lavora a
stretto contatto con i propri
clienti e il Functional
Test Department è
impegnato a sviluppare
un test accurato per ogni
assemblaggio. Anche
i tester a sonde mobili
per schede a singola o a
doppia faccia, consentono
ad ACD di rispondere
in modo puntuale alle
aspettative dei clienti. La
società utilizza inoltre
Acculogic ScanNavigator,
una potente suite di
strumenti sia hardware sia
software appositamente
progettata per il controllo
di dispositivi elettronici,
schede e sistemi che
utilizzano gli standard
IEEE 1149.1 e IEEE
1149.4. Inoltre, il reparto
di test di ACD off re
consulenza JTAG e test
coverage per progetti che
impiegano Boundary Scan
così come programmazione
in-system di dispositivi
a logica programmabile
come FPGA e memorie
fl ash. Tra i punti di forza
di ACD non è possibile
non menzionare le
linee Juki e MYDATA,
entrambe garantiscono alla
società texana la massima
fl essibilità di processo.
ACD
www.ACDUSA.com
Pasta saldante
per ogni esigenza
Cobar Solder Products
è prossima al lancio
uffi ciale della pasta
saldante senza alogeni e
alogenuri Cobar OT2.
L’appuntamento con la
presentazione uffi ciale
del nuovo prodotto è
all’IPC APEX Expo.
Il fl ussante medio
di nuova concezione
per pasta saldante ha
proprietà uniche che
eliminano i difetti
legati all’ossidazione e
alla miniaturizzazione.
La riduzione delle
dimensioni d’ingombro
dei componenti
richiedono meno pasta
saldante; tuttavia, la pasta
ha proprietà di attivazione
suffi cienti per soddisfare
le richieste dei moderni
processi miniaturizzati.
Cobar OT2 è disponibile
con leghe a basso costo
come SN100C or
SCANGe-071. Queste
paste saldanti sono
prive di argento (o al
massimo ne hanno una
bassa quantità) e sono
ideali per i mercati dove
i costi rappresentano
un elemento decisivo.
Ciò detto, Cobar OT2
è disponibile anche in
SAC305.
Il fl ussante medio a base
di resina rende molto
facile la stampa anche
a velocità molto elevata
(>200 mm/sec). Grazie
al suo notevole sistema
di attivazione, la pasta
elimina i difetti Head-in-
Pillow che sono cruciali
nella saldatura senza
piombo di BGA. Anche
con i componenti più
piccoli, come ad esempio
gli 01005 o gli 0201,
questa pasta non mostra
eff etti graping o difetti
di altro genere. Infi ne,
fornisce le condizioni di
bagnatura ideali per la
massima affi dabilità dei
punti di saldatura.
Cobar Solder Products
www.cobar.com
PCB febbraio 2012
13

Solder recovery più effi ciente
Nella lista dei sicuri protagonisti del prossimo IPC APEX
Expo, si segnala in modo particolare il nome di EVS
International, che sarà presente all’evento con il suo EVS
7000LFHS di cui abbiamo già parlato in queste pegni (vedi
PCB Magazine 01/12 p. 19). In quell’occasione, EVS mostrerà
in anteprima le sue ultime innovazioni e aggiornamenti in
fatto di parametri operativi e nuovi software, con maggiore
capacità di estrazione, migliore effi cienza termica e percentuali
di recupero in forte aumento. Queste nuove e migliorate
funzionalità contribuiscono a ridurre sensibilmente le
emissioni di anidride carbonica, raff orzando la loro capacità di
14 PCB febbraio 2012
raggiungere e mantenere lo standard aziendale ambientale ISO
14001. In occasione dell’evento americano EVS illustrerà in
modo molto dettagliato il nuovo Nitrogen Reduction System.
Grazie a questi nuovi e migliorato sistema è possibile ridurre
in modo signifi cativo anche il consumo di azoto, abbassandone
il fl usso per l’onda senza incorrere in una perdita di capacità
o di qualità della saldatura (in fase di sperimentazione è stato
raggiunto un risparmio del 66%).
EVS International
www.solderrecovery.com
Rework collaudato per componenti SMT
Ci sono molti motivi per cerchiare
sulle proprie agende le date che
vanno dal 28 febbraio al 1 marzo. Una
ragione è che in quei giorni si svolgerà a
San Diego l’IPC APEX
Expo, la seconda è
che all’appuntamento
californiano ha già
confermato la sua
presenza Finetech.
Refl ow universale
KIC ha annunciato il rilascio del
Refl ow Process Index, progettato
per aiutare i produttori di elettronica a
ottenere la massima qualità e capacità di
trasporto dai propri forni a rifusione. Un
forno a rifusione è una sofi sticata scatola
nera che coinvolge un numero incredibile
di attività come la creazione di calore, il
soffi o dell’aria, la rimozione di sostanze
volatili, il controllo della pressione statica,
il controllo della temperatura e della
velocità di trasporto e molto altro. RPI
è un sistema automatico che, una volta
programmato, lavora in background senza
alcun coinvolgimento dell’operatore. Le
sue funzionalità includono:
Presso lo stand della società sarà
possibile approfondire la conoscenza del
sistema di rework
FINEPLACER.
Si tratta di una
tecnologia di rework
collaudata per un
ampio spettro di
componenti SMT,
che variano nel
formato da 0201
a BGA da 70
x 70 mm, e una
gestione dei pcb fi no a 310 x
400 mm.
- condivisione in tempo reale di
tutti i dati attinenti di processo e
produzione;
- profi li in automatico di ciascun pcb;
- allarme immediato per specifi che
situazioni out-of-spec;
Una camera di osservazione di
processo in tempo reale permette di
seguire il processo di refl ow da quasi
ogni angolazione. FINEPLACER
rappresenta un compatto ma versatile
sistema di rework a gas caldo di livello
altamente professionale, ben superiore a
quanto il suo prezzo allettante può fare
intendere.
Il sistema integra l’intero ciclo di
rework in un design effi ciente senza
comprometterne la funzionalità.
Finetech
www.f inetechusa.com
- grafi ci SPC automatici, incluso Cpk;
- tracciabilità del processo fi no al
singolo pub;
- prevenzione dell’errore umano come
ad esempio la produzione del pcb
sbagliato o errate impostazioni del
forno (è necessario il codice a barre).
Ultimo, ma non meno importante, KIC
RPI è universalmente applicabile perché
funziona indipendentemente dal modello
di forno, dalle linee di produzione, dal
personale, dal tipo di pub, così come dalla
fabbrica di provenienza.
KIC
www.kicthermal.com

Solder recovery più effi ciente
Nella lista dei sicuri protagonisti del prossimo IPC APEX
Expo, si segnala in modo particolare il nome di EVS
International, che sarà presente all’evento con il suo EVS
7000LFHS di cui abbiamo già parlato in queste pegni (vedi
PCB Magazine 01/12 p. 19). In quell’occasione, EVS mostrerà
in anteprima le sue ultime innovazioni e aggiornamenti in
fatto di parametri operativi e nuovi software, con maggiore
capacità di estrazione, migliore effi cienza termica e percentuali
di recupero in forte aumento. Queste nuove e migliorate
funzionalità contribuiscono a ridurre sensibilmente le
emissioni di anidride carbonica, raff orzando la loro capacità di
14 PCB febbraio 2012
raggiungere e mantenere lo standard aziendale ambientale ISO
14001. In occasione dell’evento americano EVS illustrerà in
modo molto dettagliato il nuovo Nitrogen Reduction System.
Grazie a questi nuovi e migliorato sistema è possibile ridurre
in modo signifi cativo anche il consumo di azoto, abbassandone
il fl usso per l’onda senza incorrere in una perdita di capacità
o di qualità della saldatura (in fase di sperimentazione è stato
raggiunto un risparmio del 66%).
EVS International
www.solderrecovery.com
Rework collaudato per componenti SMT
Ci sono molti motivi per cerchiare
sulle proprie agende le date che
vanno dal 28 febbraio al 1 marzo. Una
ragione è che in quei giorni si svolgerà a
San Diego l’IPC APEX
Expo, la seconda è
che all’appuntamento
californiano ha già
confermato la sua
presenza Finetech.
Refl ow universale
KIC ha annunciato il rilascio del
Refl ow Process Index, progettato
per aiutare i produttori di elettronica a
ottenere la massima qualità e capacità di
trasporto dai propri forni a rifusione. Un
forno a rifusione è una sofi sticata scatola
nera che coinvolge un numero incredibile
di attività come la creazione di calore, il
soffi o dell’aria, la rimozione di sostanze
volatili, il controllo della pressione statica,
il controllo della temperatura e della
velocità di trasporto e molto altro. RPI
è un sistema automatico che, una volta
programmato, lavora in background senza
alcun coinvolgimento dell’operatore. Le
sue funzionalità includono:
Presso lo stand della società sarà
possibile approfondire la conoscenza del
sistema di rework
FINEPLACER.
Si tratta di una
tecnologia di rework
collaudata per un
ampio spettro di
componenti SMT,
che variano nel
formato da 0201
a BGA da 70
x 70 mm, e una
gestione dei pcb fi no a 310 x
400 mm.
- condivisione in tempo reale di
tutti i dati attinenti di processo e
produzione;
- profi li in automatico di ciascun pcb;
- allarme immediato per specifi che
situazioni out-of-spec;
Una camera di osservazione di
processo in tempo reale permette di
seguire il processo di refl ow da quasi
ogni angolazione. FINEPLACER
rappresenta un compatto ma versatile
sistema di rework a gas caldo di livello
altamente professionale, ben superiore a
quanto il suo prezzo allettante può fare
intendere.
Il sistema integra l’intero ciclo di
rework in un design effi ciente senza
comprometterne la funzionalità.
Finetech
www.f inetechusa.com
- grafi ci SPC automatici, incluso Cpk;
- tracciabilità del processo fi no al
singolo pub;
- prevenzione dell’errore umano come
ad esempio la produzione del pcb
sbagliato o errate impostazioni del
forno (è necessario il codice a barre).
Ultimo, ma non meno importante, KIC
RPI è universalmente applicabile perché
funziona indipendentemente dal modello
di forno, dalle linee di produzione, dal
personale, dal tipo di pub, così come dalla
fabbrica di provenienza.
KIC
www.kicthermal.com

16 PCB febbraio 2012
XIV edizione del Convegno
Nazionale ESD
La XIV edizione del Convegno
nazionale ESD, organizzato dal
Team Nazionale ESD e coordinato
da CEI-Comitato Elettrotecnico
Italiano, Magna e Università di
Genova, si terrà il 16 maggio p.v. a
Monza, presso la sede Philips.
Dopo 18 anni di programmazione
e, in particolare, dopo il successo
dell’edizione 2011, tenutasi a
Marostica, l’appuntamento annuale
con i temi correlati ai fenomeni
elettrostatici è riconosciuto dagli
operatori e dagli esperti del settore
come un evento fondamentale che
consente di rimanere aggiornati
sui trend e sulle ultime novità
tecnologiche e normative.
Il Convegno - oltre a porsi come
obiettivo la divulgazione della
cultura ESD - vuole stimolare e
sensibilizzare i settori e le aziende
coinvolte nella gestione di eventi
legati alle scariche elettrostatiche.
Verranno analizzati i criteri inerenti
la protezione passiva e attiva e gli
elementi tecnici e amministrativi
contenuti in un “programma ESD”
attraverso la presentazione delle
esperienze dirette degli utilizzatori
che operano, tra gli altri, nel
settore “automotive”, per il quale il
raggiungimento e il mantenimento
di alti target qualitativi è di vitale
importanza.
Non macherà, inoltre, un attento
sguardo alla normativa tecnica in
ambito internazionale grazie alla
partecipazione di Rainer Pfeifl e,
responsabile della delegazione
tedesca in ambito IEC (International
Electrotechnical Commission).
Pfeifl e presenterà i punti salienti
della normativa internazionale che
defi nisce i requisiti di sicurezza
relativi alla necessaria protezione
attiva in considerazione della sempre
più ampia produzione di LED e del
relativo impiego in diversi settori
dell’Industria.
Ulteriori interventi tratteranno
l’analisi dei requisiti ESD relativi
ad apparecchiature automatiche,
l’evoluzione dei sistemi di protezione
ESD in linea con lo stato dell’arte,
la gestione dei componenti MSD
(Moisture-sensitive devices) –
argomento questo di notevole
interesse a causa dell’aumento dei
processi conformi alle direttive
RoHS – l’evoluzione tecnologica
e normativa nel settore elettronico
e la migrazione in atto verso le
nanotecnologie.
Com’è consuetudine dei Convegni
ESD, è prevista, a conclusione
dell’incontro, una “tavola rotonda”
durante la quale verranno ripresi gli
argomenti più interessanti emersi nel
corso degli interventi e i partecipanti
potranno chiedere chiarimenti e
porre domande ai relatori.
La partecipazione al Convegno è
gratuita fi no a esaurimento dei posti
disponibili.
ESD Forum
www.esditaly.com
Connettore
scheda-scheda a
componente unico
TE Connectivity ha presentato un
connettore scheda-scheda (BtB)
liscio, a compressione e a componente
unico che, mediante compressione dei
contatti, consente la connessione a
una scheda secondaria placcata in oro
localmente. Sono disponibili versioni
con diverse posizioni, altezza e passo.
Di conseguenza, il nuovo connettore
consente una maggiore fl essibilità del
design, caratteristica che ha spinto
le maggiori aziende produttrici di
apparecchi mobili verso la sua adozione.
Questo connettore BtB a compressione,
costruito in materiale termoplastico per
alte temperature e lega di rame, è dotato
di concavità nella zona di connessione e
di contatti precaricati che sono protetti
da danni accidentali. La coplanarità di
0,08 mm su tutti i terminali a saldare
riduce ulteriormente lo spessore della
pasta saldante, consentendo una
maggiore precisione e un ampliamento
delle applicazioni. I prodotti sono
forniti in un nastro che consente le
operazioni automatiche di pick and
place. Il connettore BtB è ottimizzato
per l’assemblaggio automatizzato e per
ridurre costi e tempi di consegna.
Grazie al suo design liscio, modulabile
e ottimizzato per la produzione
automatico, questo connettore a
componente unico BtB di prima
generazione collega la scheda principale
del circuito stampato a quella secondaria,
ad esempio nei tastierini numerici, ed è
ideale per apparecchi mobili, macchine
fotografi che, GPS portatili e così via.
TE Connectivity
www.te.com

Serigrafi a e dispensazione tutto in uno
opzione Stinger di
L’ DEK è un sistema
di dispensazione a bordo
della serigrafi ca che
consente una doppia
funzionalità su un singolo
sistema, permettendo
di risparmiare spazio
all’interno del reparto
produttivo e riducendo
i costi di acquisto di un
sistema di dispensazione.
Questa opzione è
ideale per i clienti che
lavorano con schede dalla
tecnologia mista, che
richiede sia l’adesivo che
la pasta saldante.
Tradizionalmente,
l’adesivo viene usato
per fi ssare i componenti
SMD al lato inferiore
della scheda in fase di
saldatura a onda, per
i componenti grandi
in fase di saldatura
a rifusione, per i
prodotti sottoposti a un
ambiente critico e per
le applicazioni SMT
periferiche quali i corner
bonding.
Stinger è integrato
all’interno del sistema di
visione della serigrafi ca e
opera come un normale
sistema di dispensazione
in linea.
Una volta che la scheda
è stata serigrafata,
questa viene abbassata
al livello del sistema di
visione dove l’opzione
Stinger dispensa l’adesivo
su un pattern
pre-programmato.
Il sistema dispensa
mediante una valvola
che consente una rapida
sostituzione della
Caratteristiche tecniche
cartuccia di adesivo
senza necessità di pulizia
del sistema, mentre la
cartuccia può essere
nuovamente riempita
in pochi minuti al
momento del cambio di
lavorazione.
Il set-up semplice
e veloce è possibile
grazie all’interfaccia
utente Instictiv V9,
che guida l’utente nella
programmazione in
modo rapido ed effi cace.
Stinger non sostituisce
per intero un sistema di
dispensazione, ma facilita
la doppia funzionalità ed
estende le applicazioni
possibili i clienti che
lavorano su schede con
tecnologia mista.
L’opzione è disponibile
su tutte le nuove
serigrafi che DEK
e utilizzabile anche
con tutte quelle che
utilizzano Instictiv V9.
Prodelec
www.prodelecgroup.com
- Utilizza: adesivi in cartucce standard di 10cc
- Tempo di sostituzione cartuccia: 1 minuto
- Compatibile: con la maggior parte degli adesivi
a dispensazione
- Cartucce/Siringhe: 10cc EFD; Nozzle 21/22/23
gauge (ID rispettivamente di 0,51 mm, 0,41 mm
e 0,33 mm)
- Un secondo per sito, per la sola dispensazione
(la correzione laser potrebbe richiedere più tempo)
- Siti programmabili: massimo 1000
- Imbarcamento schede: massimo ± 1mm

20 PCB febbraio 2012
Innovazione vapor phase
Il produttore
di soluzioni di
saldatura vapor phase
R&D Technological
Services sarà presente
all’IPC APEX Expo
di San Diego con il
suo RD1 Batch Type
Vapor Phase Reflow
System. L’RD1 utilizza
la tecnologia vapor
phase per fornire un
trasferimento coerente
e uniforme del calore,
con un reflow di alta
qualità. L’avanzato
sistema di reflow è stato
progettato per i bassi
volumi di produzione
e per i prodotti di
dimensioni più piccole.
Inoltre, RD1 garantisce
operazioni user-friendly
e un elevato controllo
del processo, diventando
il perfetto connubio tra
tecnologie vapor phase e
a convezione. In questo
modo, RD1 consente
a qualsiasi azienda,
indipendentemente
dalle sue dimensioni, di
produrre prodotti di alta
qualità.
L’RD1 possiede una
dotazione di lavoro di
12 x 10 x 2,25 pollici e
utilizza un sistema di
trasporto pallettizzato
brevettato che mantiene
il prodotto orizzontale
lungo tutto il processo.
Il sistema è dotato
di comandi touch
screen, di una zona
di preriscaldamento
a convezione, di una
serie di programmi
personalizzabili, di una
zona di raffreddamento,
di un serbatoio
ausiliario per i fluidi di
lavoro e di un sistema di
filtraggio avanzato.
R&D
Technological Services
www.rdtechnicalservices.com
In crescita
la raccolta in negozio
dei rifiuti elettronici
l contributo degli
“Iesercizi commerciali
nella raccolta dei RAEE
è stato importante”, ha
recentemente dichiarato
Walter Camarda, presidente
di Ecolight, consorzio per
la gestione dei RAEE che
offre il servizio di ritiro dei
rifiuti elettronici a oltre
3mila negozi in tutta Italia.
Sono state oltre 12mila le
tonnellate di rifiuti elettronici
raccolte in negozio nel 2011,
contro le 4 mila del 2010.
Nel 2011 il sistema dell’Uno
contro Uno ha perciò iniziato
a dare i primi frutti, anche
se risultano ancora pochi
i piccoli elettrodomestici
(appena il 15 per cento dei
300mila pezzi raccolti).
“Siamo convinti”, ha
proseguito Camarda, “che
vi siano le potenzialità per
tassi di raccolta ancora più
elevati, oggi frenati in buona
parte da difficoltà di gestione
esterne al sistema distributivo
e dovuto a normative
inadeguate sulle quali, ormai
da troppo tempo, la filiera
sta chiedendo interventi
urgenti. Il dato di quest’anno
però ci conforta ed è indice
di un sistema che, seppur
lentamente, sta crescendo”.
Il decreto Uno contro Uno
(entrato in vigore il 18
giugno 2010) impone ai
negozianti il ritiro gratuito
di un’apparecchiatura
elettrica vecchia al momento
dell’acquisto di una nuova di
equivalente funzionalità.
Nell’immediato futuro, due
sono i nodi da affrontare:
innanzitutto il fronte
dell’informazione: “Far
conoscere al consumatore
questa opportunità è il
primo passo per raggiungere
livelli importanti di
raccolta”, ha ricordato
il direttore generale di
Ecolight. “E il basso dato
di raccolta dei piccoli
elettrodomestici è il
principale indice della scarsa
conoscenza”. In secondo
luogo la questione legata
alle piazzole comunali: non
sempre è possibile conferire
i rifiuti raccolti dal circuito
della distribuzione alle isole
ecologiche. Secondo infatti
i dati 2011 del Centro
di Coordinamento Raee,
circa quattro piazzole su
dieci non ritirano i rifiuti
elettronici raccolti dai
negozi attraverso il sistema
dell’uno contro uno.
Ecolight
www.ecolight.it

di Piero Bianchi
22 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
Saldatura
e rilavorazione oggi
La saldatura manuale e le operazioni di rework in genere
hanno già superato da tempo la fase prettamente manuale dove basta
mano ferma e un minimo di conoscenza tecnica. Tuttavia resta sempre
un’operazione tra le più critiche, che richiede un certo contributo
di tempo e qualche investimento
della componentistica
elettronica ha assunto
L’evoluzione
una criticità crescente presentando
il suo aspetto sempre più
miniaturizzato nel package e con
elevato pin count; questa direttrice
di sviluppo ha indotto lo sviluppo di
sistemi di reworking sempre più complessi
(e costosi).
Un esempio tipico è dato dai
package BGA e delle rispettive versioni
μBGA e CSP che introduco-
no problemi a livello di ispezione dei
giunti di saldatura, la cui affi dabilità è
resa precaria dalla possibile formazione
di void.
La qualità della saldatura manuale
dipende da diverse variabili, capacità
dell’operatore, qualità del fi lo, bontà
ed effi cienza della stazione di saldatura.
Anche la saldatura manuale è infl
uenzata dall’evoluzione del mondo
tecnologico che la circonda e a cui
deve rispondere con soluzioni sempre
innovative.
Nelle operazioni di saldatura manuale
esiste sempre una stretta relazione
di causa-eff etto che lega la capacità
dell’operatore e le prestazioni
della stazione di saldatura o di rework.
Anche la migliore stazione di saldatura
nulla può nei confronti di un operatore
senza competenze.

Di contro un operatore dotato di
capacità e istruzione, con un ottimo
sistema di saldatura, capace di rilavorare
anche il caso più disperato, non
sarà mai in grado di bilanciare quelle
lacune che ha generato il processo
perché obiettivo del processo è il
fi rst-pass yeld e il recuperare in fase di
rework è un costo e non un plus.
Un alto livello tecnologico delle apparecchiature
utilizzare contribuisce
comunque alla positiva riuscita delle
operazioni perché consente un buon
controllo della maggior parte delle
variabili coinvolte. È questa in fondo
una delle motivazione che ha spinto
verso stazioni dalle ottime prestazioni,
l’altra è la necessità di avere sistemi
effi cienti.
L’effi ciente trasferimento termico
consente saldature ripetitive, con un
livello di temperatura stabile, senza
oscillazioni dovute al lento recupero
della potenza termica.
Nelle operazioni di rilavorazione
si possono identifi care quattro fasi:
la dissaldatura e la rimozione del
componente, la pulizia delle piazzole,
il posizionamento del nuovo componente
e la sua saldatura. Nel caso
di componenti complessi come quella
appartenenti alla famiglia area array
è richiesta anche la serigrafi a o la dispensazione
della pasta saldante.
Uno dei grossi problemi che si incontrano
a livello operativo è la collocazione
dei mini-stencil utilizzati per
depositare la pasta sui pad del componente
in rilavorazione.
Questa operazione se non eseguita
correttamente compromette anche
la fase successiva di rifusione e formazione
dei giunti.
Altre diffi coltà pratiche intervengono
più direttamente nel processo
di riparazione e derivano dall’aumento
del numero di terminali e dalla riduzione
del loro passo. Spesso diminuisce
di dimensioni anche il pcb riducendo
sempre più gli spazi utili per
intervenire con il rischio di interferire
coi componenti circostanti.
Reworking di un BGA
Per la rimozione del BGA dalla
scheda si procede preriscaldando dal
basso la scheda in maniera uniforme
con una temperatura compresa tra i
130 e i 160 °C; si utilizza un sistema
di preriscaldamento a raggi infrarossi.
Parallelamente s’interviene sul lato
top con un sistema ad aria calda,
programmabile per generare il corretto
profi lo termico che porti alla rifusione
dei giunti di saldatura.
Particolare attenzione per la riuscita
dell’operazione va posta alla fase di
preriscaldamento a raggi infrarossi.
L’esperienza suggerisce che gradienti
termici molto elevati, causati
da preriscaldi inadeguati, producono
fl essioni e deterioramenti del substrato,
mentre a favorire il buon esito
dell’operazione interviene la capacità
di riscaldare uniformemente l’intera
superfi cie inferiore della scheda,
per tutta la fase di rilavorazione.
Importante è anche il controllo della
velocità di riscaldamento, che non
deve superare la rampa di 4 °C/sec;
la velocità non deve essere neppure
troppo bassa per non allungare oltremodo
i tempi di processo che inciderebbero
sulla formazione dell’intermetallico.
Al proposito si ricorda che per la
maggior parte dei componenti SMT
i produttori stabiliscono i massimi valori
di temperatura raggiungibile e i
relativi tempi di esposizione, normalmente
40 secondi a 240 °C piuttosto
che 10 secondi a 260 °C.
L’unità di controllo che usualmente
equipaggia le stazioni di rework, consente
di tenere costantemente monitorati
i valori di temperatura sul lato
top e bottom del pcb tramite l’utilizzo
di termocoppie. Questi valori possono
essere registrati per generare dei
report sul processo e legati ai dati del-
PCB febbraio 2012
23

24 PCB febbraio 2012
la scheda in lavorazione
(codice, numero di serie,
ecc) inseriti manualmente
o tramite barcode, per avere
la tracciabilità del prodotto.
Capita a volte di dover
rimuovere un BGA non
perché sia danneggiato o
difettoso, ma perché si sono
riscontrati problemi di saldatura
dei bump.
Alcuni componenti, in particolare
quelli custom, hanno un costo che ne
giustifi ca il recupero, realizzato tramite
apposito kit.
Nelle operazioni di recupero di un
BGA (valide anche per CSP, QFN
e LLP), la prima fase richiede il posizionamento
del componente nella
nell’apposita fi xture; il package va inserito
rovesciato, con le piazzole che
ospitano i bump rivolte verso l’alto,
su cui con una mini lamina serigrafi -
ca si stampa il deposito di pasta saldante.
Le caratteristiche di questo mini
stencil devono essere tali di consentirne
il perfetto parallelismo e il corretto
allineamento coi bump. Un deposito
di pasta saldante accurato aiuta a
compensare e livellare eventuali diff erenze
di altezza nei bump intervenute
a seguito delle operazioni precedenti
(assemblaggio e rimozione) e più
raramente alle inevitabili tolleranze
costruttive del package.
Rifondendo con il corretto profi lo
termico si facilità la fuoriuscita pressoché
totale delle sostanze volatili.
Con queste operazioni si rende disponibile
un componente pronto per essere
assemblato nuovamente sul pcb
di destinazione.
Si evita il pericolo di avere giunti
con void o cortocircuiti tra piazzole
o bump contigui come avverrebbe
serigrafando direttamente sulla scheda
con poco spazio a disposizione per
intervenire.
I case di molti componenti sono
sensibili all’umidità per cui una volta
rimossi è bene sottoporli a baking per
24 ore a 125 °C prima di rimontarli
sulla scheda. Tutte le operazioni che
portano al recupero del componente
espongono a problemi ESD, per cui è
bene tenerne conto nell’allestire l’area
di lavoro.
L’azione del cooling
sul giunto di saldatura
Nei sistemi di rework delle ultime
generazioni oltre al tempo e alla temperatura,
è controllato anche il volume
di aria calda erogato dagli ugelli.
Le termocoppie poste a stretto contatto
con scheda e componente permettono
di avere un feedback in tempo
reale che aiuta a operare in tutta
sicurezza, indipendentemente dalla
temperatura ambiente o dalle masse
termiche del pcb.
I nozzle sono in acciaio inossidabile
e disponibili in un’ampia gamma di
geometrie, a copertura di della totalità
dei componenti di uso corrente. I costruttori
più aff ermati sono anche in
grado,nel rispetto dei tempi tecnici, di
fornire ugelli custom.
L’evoluzione dei componenti complessi
e le leghe lead-free hanno enfatizzato
l’esigenza di disporre di un sistema
di raff reddamento effi cace che
permetta di ottenere una struttura
cristallina del giunto che ne assicuri
l’affi dabilità sulla lunga distanza.
In alcuni sistemi terminato
il ciclo termico
di saldatura si spengono
semplicemente gli
elementi riscaldanti
per soffi are solo aria a
temperatura ambiente
mentre in altri subentrano
anche ventole
addizionali per velocizzare
l’operazione di raffreddamento.
La valutazione della
qualità del giunto saldato in base alla
sua lucentezza, come avveniva in passato,
non è più realistica. La conformazione
cristallina delle leghe SAC
conferisce alla saldatura un aspetto
assolutamente opaco, granuloso. Solo
nel momento della fase liquida queste
leghe hanno un aspetto lucente, ma
solidifi cando opacizzano per cui è assolutamente
improprio valutare oggi
la qualità del giunto dalla sua cosmesi.
Gli aspetti da considerare riguardano
la forma, l’omogeneità della
superfi cie, la dimensione del menisco,
la presenza o meno di microfratture,
che costituiscono il problema più
comune derivante da un inadeguato
raff reddamento di queste leghe.
Secondo quanto stabilito dalla norma
IPC-610-D per le specifi che di
accettabilità delle micro criccature superfi
ciali o shrinkage crack, la frattura
non deve toccare la base o la testa del
giunto, anche se poi il livello di qualità
imposto in genere dai committenti
spesso non le rende accettabili in
alcun modo.
Le leghe ad oggi più utilizzate
anche in saldatura manuale sono
sicuramente le SAC, nelle loro varie
composizioni, ma molti utilizzatori
si stanno orientando verso l’utilizzo
delle leghe a base di stagno e rame
(K100LD, Sn100) che hanno la
caratteristica di dare un giunto più
lucido, aver migliore bagnabilità e,
non contenendo l’argento, di costare
molto meno delle prime.

24 PCB febbraio 2012
la scheda in lavorazione
(codice, numero di serie,
ecc) inseriti manualmente
o tramite barcode, per avere
la tracciabilità del prodotto.
Capita a volte di dover
rimuovere un BGA non
perché sia danneggiato o
difettoso, ma perché si sono
riscontrati problemi di saldatura
dei bump.
Alcuni componenti, in particolare
quelli custom, hanno un costo che ne
giustifi ca il recupero, realizzato tramite
apposito kit.
Nelle operazioni di recupero di un
BGA (valide anche per CSP, QFN
e LLP), la prima fase richiede il posizionamento
del componente nella
nell’apposita fi xture; il package va inserito
rovesciato, con le piazzole che
ospitano i bump rivolte verso l’alto,
su cui con una mini lamina serigrafi -
ca si stampa il deposito di pasta saldante.
Le caratteristiche di questo mini
stencil devono essere tali di consentirne
il perfetto parallelismo e il corretto
allineamento coi bump. Un deposito
di pasta saldante accurato aiuta a
compensare e livellare eventuali diff erenze
di altezza nei bump intervenute
a seguito delle operazioni precedenti
(assemblaggio e rimozione) e più
raramente alle inevitabili tolleranze
costruttive del package.
Rifondendo con il corretto profi lo
termico si facilità la fuoriuscita pressoché
totale delle sostanze volatili.
Con queste operazioni si rende disponibile
un componente pronto per essere
assemblato nuovamente sul pcb
di destinazione.
Si evita il pericolo di avere giunti
con void o cortocircuiti tra piazzole
o bump contigui come avverrebbe
serigrafando direttamente sulla scheda
con poco spazio a disposizione per
intervenire.
I case di molti componenti sono
sensibili all’umidità per cui una volta
rimossi è bene sottoporli a baking per
24 ore a 125 °C prima di rimontarli
sulla scheda. Tutte le operazioni che
portano al recupero del componente
espongono a problemi ESD, per cui è
bene tenerne conto nell’allestire l’area
di lavoro.
L’azione del cooling
sul giunto di saldatura
Nei sistemi di rework delle ultime
generazioni oltre al tempo e alla temperatura,
è controllato anche il volume
di aria calda erogato dagli ugelli.
Le termocoppie poste a stretto contatto
con scheda e componente permettono
di avere un feedback in tempo
reale che aiuta a operare in tutta
sicurezza, indipendentemente dalla
temperatura ambiente o dalle masse
termiche del pcb.
I nozzle sono in acciaio inossidabile
e disponibili in un’ampia gamma di
geometrie, a copertura di della totalità
dei componenti di uso corrente. I costruttori
più aff ermati sono anche in
grado,nel rispetto dei tempi tecnici, di
fornire ugelli custom.
L’evoluzione dei componenti complessi
e le leghe lead-free hanno enfatizzato
l’esigenza di disporre di un sistema
di raff reddamento effi cace che
permetta di ottenere una struttura
cristallina del giunto che ne assicuri
l’affi dabilità sulla lunga distanza.
In alcuni sistemi terminato
il ciclo termico
di saldatura si spengono
semplicemente gli
elementi riscaldanti
per soffi are solo aria a
temperatura ambiente
mentre in altri subentrano
anche ventole
addizionali per velocizzare
l’operazione di raffreddamento.
La valutazione della
qualità del giunto saldato in base alla
sua lucentezza, come avveniva in passato,
non è più realistica. La conformazione
cristallina delle leghe SAC
conferisce alla saldatura un aspetto
assolutamente opaco, granuloso. Solo
nel momento della fase liquida queste
leghe hanno un aspetto lucente, ma
solidifi cando opacizzano per cui è assolutamente
improprio valutare oggi
la qualità del giunto dalla sua cosmesi.
Gli aspetti da considerare riguardano
la forma, l’omogeneità della
superfi cie, la dimensione del menisco,
la presenza o meno di microfratture,
che costituiscono il problema più
comune derivante da un inadeguato
raff reddamento di queste leghe.
Secondo quanto stabilito dalla norma
IPC-610-D per le specifi che di
accettabilità delle micro criccature superfi
ciali o shrinkage crack, la frattura
non deve toccare la base o la testa del
giunto, anche se poi il livello di qualità
imposto in genere dai committenti
spesso non le rende accettabili in
alcun modo.
Le leghe ad oggi più utilizzate
anche in saldatura manuale sono
sicuramente le SAC, nelle loro varie
composizioni, ma molti utilizzatori
si stanno orientando verso l’utilizzo
delle leghe a base di stagno e rame
(K100LD, Sn100) che hanno la
caratteristica di dare un giunto più
lucido, aver migliore bagnabilità e,
non contenendo l’argento, di costare
molto meno delle prime.

26 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
Usura e ossidazione
delle punte
Il passaggio dalle leghe di saldatura con
piombo alle leghe Lead Free ha influito non
solo sui processi di saldatura e dissaldatura,
ma anche sulla vita media delle punte che si
è sensibilmente accorciata. La temperatura di
lavoro ha una grande influenza sulla durata
delle punte perché, al suo aumentare, il grado
di corrosione aumenta esponenzialmente
di Davide Oltolina
delle leghe
senza piombo ha influito
L’introduzione
pesantemente non solo sulle
procedure di saldatura manuale, ma
anche sulla durata delle punte che si
è sensibilmente accorciata. La mag-
giore percentuale di stagno contenuta
nelle leghe LF e un più alto punto di
rifusione le rendono estremamente
aggressive nella loro duplice azione
di corrosione (azione chimica) e abrasione
(azione meccanica) e causa di
Fig. 1 - Lana
metallica per la
pulizia a secco
delle punte
un evidente accorciamento della vita
media delle punte. Gli inconvenienti
più comuni sono la perforazione del
rivestimento esterno e conseguentemente
del cuore in rame e la mancata
bagnabilità dell’area di lavoro della
punta.
Nelle leghe lead free il contenuto
in stagno supera di oltre il 30% quello
contenuto nelle leghe a base di piombo,
questo ha portato a considerevoli
aumenti nell’usura delle punte dei saldatori.
L’effetto della fortissima azione
di erosione esercitata dallo stagno
sulla superficie delle punte incide sul
rivestimento ferro, azione fortemente
influenzata dalle più alte temperature
di lavoro spesso utilizzate. L’attuale
tecnologia metallurgica utilizzata nella
costruzione delle punte, consente
solo di aumentare gli spessori dei
trattamenti galvanici per tutelare il
cuore della punta in rame ed evitarne
una fine prematura; va comunque
considerato che c’è un limite oltre il
quale un eccesso di deposito galvanico
di ferro pregiudicherebbe la conduzione
termica.
Per le leghe LF maggiormente in
uso si può affermare che il loro punto
di rifusione sia maggiore di circa
30 °C rispetto alle leghe Sn/Pb, ma
contrariamente all’idea corrente nelle
operazioni di saldatura manuale non
è necessario impostare le temperature
dei saldatori a livelli superiori rispetto
a quelle già utilizzate precedentemente.
La temperatura ideale di lavoro va
mantenuta attorno ai 380 °C, adattandola
di volta in volta alle diverse

masse termiche in gioco, ma tenendo
comunque sempre presente che è bene
che la temperatura utilizzata sia la
più bassa possibile.
Tra le principali variabili di un
processo di saldatura manuale rientra
la corretta scelta della punta.
Compatibilmente con la dimensione
dei giunti di saldatura su cui lavorare,
la punta deve essere la più grande
possibile. C’è un’analogia che illustra
bene il concetto: come in un rubinetto
maggiore è la bocca e maggiore il
fl usso d’acqua che ne esce, così per un
saldatore più grande è la punta e maggiore
è il fl usso di calore che è in grado
di convogliare sul giunto.
La trasmissione del calore sarà tanto
più effi cace quanto più sarà appropriata
la pulizia e la manutenzione
che garantisca una buona bagnabilità
alla punta.
La punta
Le punte del saldatore a prima vista
si presentano come oggetti semplici,
con un corpo unico, in realtà sono
composte da varie parti. Il cuore è
costruito in rame, ha il compito di fare
da ponte tra la sorgente di temperatura
del saldatore e il giunto di saldatura;
gli è richiesta una elevata conducibilità
termica e per questa ragione
è questo scelto il rame che oltre a
essere un buon conduttore di corrente
è anche un buon conduttore di calore.
Il rame è rivestito galvanicamente
con una protezione in ferro, questa
camicia ha il compito di fornire una
elevata resistenza all’usura e consentire
parallelamente di avere una ottima
bagnabilità.
La conducibilità termica del ferro
è inferiore a quella del rame (di circa
cinque volte) per cui il suo spessore
è studiato per mediare le due caratteristiche
richieste: dare un buon grado
di protezione senza ridurre la conducibilità
termica della punta.
Fig. 2 - Sezione
di una punta con
cuore in rame,
rivestimento in
ferro e cromatura
esterna
Segue un rivestimento in cromo
galvanico, che ha il compito di delimitare
l’area bagnabile, ovvero l’area
di lavoro della punta che di conseguenza
richiede di essere pulita e
sempre stagnata, per preservare la bagnabilità
della punta e l’effi cienza nel
trasferire il calore.
La bagnabilità della punta è garantita
dalla formazione di una fase intermetallica
di pochi micron tra il ferro
di rivestimento e lo stagno della lega
saldante.
Per la diffi coltà insita nel processo
che porta al rivestimento, la geometria
della punta infl uenza lo spessore
del rivestimento perché più è fi ne
la punta e più problematico diventa il
deposito galvanico di ferro sul rame.
Come detto il maggiore spessore
del rivestimento in ferro riduce (rallentandola)
la conducibilità termica.
Le punte molto fi ni hanno la superfi -
cie di lavoro composta dal solo strato
ferro-galvanico; in punta quindi non
è presente il rame e questo fatto ostacola
un ottimale trasferimento del calore.
Lo spessore del rivestimento è di
circa 150 μm per le punte più fi ni, nella
ricerca di un equilibrio ottimale tra
durata e prestazioni.
Usura e ossidazione
A seguito dell’utilizzo la punta si
consuma. La punta è la parte del saldatore
naturalmente soggetta a usura,
pertanto il suo consumo non è necessariamente
un difetto.
L’usura della punta signifi ca che lo
strato di ferro che protegge il cuore in
rame si assottiglierà fi no a scomparire.
Il rame quindi, non più adeguatamente
protetto, diventa in breve tempo solubile
nella lega saldante, presentando
i tipici crateri che ne decretano il
fi ne vita.
Pertanto la durata di una punta
saldante è strettamente correlata allo
spessore della camicia di protezione
in ferro, il cui spessore varia dai
150 μm ai 500 μm, e della temperatura
d’esercizio che salendo accelera i
processi di usura risultanti dalla combinazione
di tre diff erenti fenomeni:
reazione chimica (corrosione), azione
metallurgica (migrazione) e stress
meccanico (abrasione).
Pertanto quanto prima il rivestimento
ferroso si consuma, tanto più
la vita della punta si accorcia e si evidenziano
le forature della superfi cie
bagnabile.
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28 PCB febbraio 2012
Fig. 3 - Residui di flussante “bruciati” che si cristallizzano attorno alla punta
Fig. 4 - Si previene l’ossidazione mantenendo costantemente pulita la punta
Altro problema è quello usualmente
definito ossidazione della punta,
che si manifesta con la mancata bagnabilità
della punta e con la creazione
di una superficie passiva su cui si
forma una pallina di lega fusa nel momento
in cui ci si avvicina col filo alla
punta.
In realtà ci sono due aspetti che
portano a questo problema, uno è sicuramente
causato dall’ossigeno contenuto
nell’atmosfera che porta all’ossidazione
della punta, l’altro è dato
da uno strato di residui di flussante
“bruciati” che si cristallizzano attorno
alla punta, creando un rivestimento
refrattario a ogni apporto di lega.
Una superficie fortemente ossidata
è difficilmente rigenerabile dai
flussanti di comune utilizzo, rimane
non bagnabile fino alla loro rimozione
meccanica. Il trasferimento termico
di una punta ossidata è notevolmente
compromesso. Il rischio di ossidazione
cresce con il crescere della
temperatura, a 450 °C avviene in meno
di un minuto. Si previene l’ossidazione
mantenendo costantemente la
superficie bagnabile della punta rivestita
di lega.
La cristallizzazione e la cottura dei
residui di flussante sulla punta si evita
ancora una volta non eccedendo nelle
temperature di lavoro ed evitando
di sciogliere copiose quantità di filo
direttamente sulla punta durante
la saldatura. Anche la rimozione di
questi depositi deve avvenire meccanicamente,
avendo cura di non interferire
con il rivestimento in ferro
e di immergere subito dopo la punta
nell’apposito gel di flussante (tip activator)
e di rivestirla nuovamente con
un apporto di lega fresca.
Per una corretta gestione
Nella corretta gestione delle punte
dei saldatori la prima variabile su
cui l’operatore può operare è il mantenimento
delle temperature di lavoro
attorno ai 388-390 °C, considerando
che anche la lega Lead Free non
richiede temperature di lavoro maggiori.
All’aumento della temperatura, aumenta
esponenzialmente il grado di
usura della punta (corrosione), non
cristallizzano i residui di flussante
sulla punta e se ne contiene il grado
di ossidazione. Operativamente l’uso
di temperature più basse aiuta a mantenere
più pulito il pcb perché evita
che il flussante vada in evaporazione
esplosiva spruzzando nei dintorni
dell’area di saldatura; qualche secondo
in più nella durata della saldatura
aiuta anche a far meglio evaporare
il flussante evitando che rimanga un
anello di residui attorno al giunto di
saldatura.
Maggiore è la dimensione della
punta e maggiore è il trasferimento
termico. Utilizzare di conseguenza la
punta di dimensioni più grosse compatibilmente
con la dimensione dei
componenti da saldare e con lo spazio
di accesso all’area di saldatura. Nel
caso utilizzare piccole quantità di lega
facendola rifondere tra la punta del

saldatore e il terminale del componente
da saldare, creando così un ponte
che aiuta ad ampliare la superfi cie
di conduzione del calore.
La corretta manutenzione delle
punte aiuta a mantenerle in effi cienza
e a prolungarne la vita utili, per cui
meglio pulire a secco la punta e nel
caso si voglia utilizzare le spugnette
aver cura di bagnarle con acqua demineralizzata
per evitare la deposizione
di calcare.
Quando si intinge la punta nella
spugnetta, non indugiare troppo a
lungo perché questa operazione sottrae
calore alla punta. Pulire le punte
con l’apposita gomma capace di
asportare ossidazioni e incrostazioni
senza intaccare la protezione in ferro;
immergerle quindi nel tip activator
(contiene uno speciale gel organico
ed è utilizzato per riattivare le punte)
e poi bagnarle con lega fresca. Mai
pulire la punta (rimuovendo lo strato
di lega liquida) prima di riporre il saldatore
nell’apposito supporto.
Negli intervalli di lavoro prolungati
è meglio spegnere i saldatori o comunque
abbassarne drasticamente la
temperatura, così come sono preferibili
i supporti che sentono la presen-
Fig. 5 - Supporto
con dispositivo di pulizia
za dell’utensile e automaticamente lo
mettono in standby.
Importante diventa anche la scelta
corretta della stazione di saldatura,
non tanto e non solo per il sistema di
controllo, ma anche per la disponibilità
di potenza che permetta di ridurla
quando non necessaria e di averne
l’adeguata quantità nel momento del
bisogno.
A questa esigenza si affi anca la richiesta
di una spiccata ergonomia
tanto della stazione quanto del saldatore,
perché sia più confortevole e
preciso il lavoro.
Ultima, ma non per importanza, è
la scelta del fi lo. Esistono tante marche
sul mercato, alcune delle quali anche
piuttosto anonime. Purezza della
lega a parte, l’importanza risiede
principalmente nell’anima di fl ussante
e soprattutto nella conducibilità dei
suoi residui, che se a prima vista risultano
in una saldatura pulita, non è
detto che siano anche inerti. Le caratteristiche
del fl ussante si ripercuotono
anche sulla durata delle punte, così
come la composizione metallurgica
della lega.
In molti casi, il fl ussante contenuto
nel fi lo di saldatura ha un elevato contenuto
di parte solida. Una porzione
del fl ussante rimane sulla punta e si
fi ssa in superfi cie ad essa. La superfi
cie di lavoro a questo punto diventa
rapidamente non bagnabile I residui
di fl ussante sono aggressivi e
creano corrosione anche mentre il
saldatore è nell’apposito supporto.
Fig. 6 - Paste saldanti per rework
Cosa corrode di più?
Sono state condotti studi tendenti
ad appurare se, in relazione all’usura
delle punte e in ambito di leghe Lead
Free, sia più corrosiva una lega SAC
piuttosto che una Sn100.
Considerando il maggior contenuto
percentuale di stagno di una Sn100
rispetto a una SAC, la prima dovrebbe
essere più aggressiva. Sapendo che
il processo di corrosione aumenta con
l’aumentare della temperatura e che
la lega Sn100 ha migliori caratteristiche
di bagnabilità e di conseguenza
richiede tempi minori o minor temperatura
che non per realizzare lo
stesso giunto con lega SAC, diventa
realmente diffi cile fare un paragone
che non abbia puramente valenza
accademica.
In ogni caso l’aumento delle temperature
di lavoro è l’errore più comune
compiuto dagli operatori che cercano
così di compensare gli svantaggi
delle leghe LF. Temperature eccessive
sul giunto di saldatura in fase di raffreddamento
potrebbero causare problemi
di qualità dovuti a microfratture,
così come la formazione di void
dovuti all’intrappolamento del fl ussante
nel giunto.
Per ridurre le temperature di lavoro
dei saldatori senza pregiudicare i
risultati delle saldature si potrebbero
utilizzare le piastre di riscaldamento
che alzando la temperatura del pcb
ridurrebbero la richiesta termica dal
saldatore.
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30 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE AZIENDE - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
L’aspirazione dei fumi
di saldatura
La salute prima di tutto. Lo scopo
dell’informazione non è quello di spaventare,
ma di consigliare a non sottovalutare i problemi
come quello dei fumi generati dalla saldatura
di Edoardo Banfi, Apex Tools
I
nostri tempi sono spesso ricchi di
contraddizioni. Sempre più spesso
capita, anche nel nostro settore,
che professionisti dell’industria elettronica
ed elettromeccanica seguendo
l’onda salutista in voga, confidano di
essere riusciti a smettere di fumare. La
cosa naturalmente non può che fargli
onore,se non che molti di loro nel
contempo trascurano, o non si pongono
alcun problema, riguardo l’igiene e
la salute sul loro posto di lavoro. Nello
specifico si parla della pulizia dell’aria
che respirano mentre effettuano le
saldature dei componenti elettronici.
Spesso ci si accontenta di utilizzare
sistemi di aspirazione fumi assolutamente
inefficaci, usati scorrettamente
o trascurandone la manutenzione.
Addirittura a volte non viene usato
alcun sistema di filtraggio, motivando
la cosa con l’uso limitato dei saldatori,
argomento assai comune nei laboratori,
dal controllo qualità alla R&D.
Con l’introduzione delle nuove leghe
saldanti senza piombo, la situazione è
già cambiata in modo radicale, infatti
aumenta gradualmente la richiesta dal
mercato di potersi dotare di sistemi
non solo a norma, ma più efficaci. In
alternativa si richiede di poter aggiornare
i sistemi attualmente utilizzati,
ma in via di obsolescenza. Il motivo
è presto detto e risiede nella maggiore
fumosità e in una più forte azione
irritante dei flussanti utilizzati con
le attuali leghe lead-free, fattori che
concorrono pesantemente a causare
una maggiore sensibilizzazione degli
operatori a questo tipo di problema.
Le ragioni della maggiore
fumosità
In genere gli attuali quantitativi di
flussante utilizzati nelle applicazioni
di saldatura RoHS sono maggiori
rispetto al passato, sia in produzione,
sia nelle applicazioni di saldatura
manuale con filo di lega saldante; oltretutto
sono utilizzati a temperature
superiori a quelle normalmente utilizzate
con le leghe contenenti piombo
(fino a 250 °C – 260 °C nelle saldatrici
a onda).
L’aumento anche di pochi gradi
centigradi delle temperature operative
in produzione e in parallelo delle
quantità di flussante, contribuisce ad
aumentare ulteriormente la concentrazione
del particolato (vedi Fig. 1).
In pratica queste leghe risultano
sensibilmente più fumose e di conseguenza
più fastidiose per gli operatori,
riuscendo a saturare velocemente e
in breve tempo ambienti di lavoro anche
molto ampi.

Perché è più forte l’azione
irritante?
I fl ussanti di nuova generazione sono
più aggressivi rispetto al passato,
poiché l’azione disossidante deve poter
essere più incisiva in quanto deve
agire su metalli più facilmente ossidabili.
Metalli come lo zinco, il nichel,
il rame, l’antimonio, l’indio, spesso
presenti nelle nuove leghe, hanno
reso ancora più pressante la soluzione
al problema dell’ ossidazione che si
forma sulle superfi ci interessate dalla
lavorazione. Questa non permette
alle superfi ci metalliche di attivarsi
per formare regolari strati intermetallici
(zona di diff usione), rendendole
rapidamente non bagnabili e quindi
non saldabili.
Le proprietà disossidanti della colofonia
contenuta nel fl ussante vengono
attivate maggiormente per mezzo
di acidi organici o cloruri organici
quali ad esempio gli alogenuri; questi
possono creare immediati problemi di
irritazione delle mucose e delle prime
vie aeree, anche dopo brevi esposizioni
da parte di soggetti più o meno
predisposti. Infi ne occorre comunque
ricordare che le sostanze prodotte
dalla scomposizione dell’abietina,
contenuta nella colofonia (formaldeidi),
toluene, benzene, fenoli,
alcool isopropilico sono riconosciuti
dal mondo scientifi co come altamente
cancerogeni.
La Fig. 2 chiarisce molto bene a
quali quantitativi di sostanze viene assoggettato
spesso un operatore in soli
90 minuti di lavoro continuato. Molte
leghe saldanti presenti sul mercato
possono avere infatti un altissima percentuale
di residuo contenuto nei fumi
della saldatura (es. magnesio e colofonia),
misti a particelle metalliche
pesanti quali zinco, bismuto, rame e
tante altre.
Nel caso si continui con l’utilizzo
di leghe con piombo, occorre
Fig. 1 - Concentrazione del particolato in funzione della temperatura
tenere presente che contengono spesso
alte quantità di cloro il quale durante
la saldatura genera acido cloridrico
(non esiste una normativa precisa
in Italia che ne limiti la quantità).
A temperature superiori ai 450 °C,
può avvenire però anche un fenomeno
di parziale inalazione del piombo;
a temperature inferiori è più facile ingerire
le particelle di piombo che si
Fig. 2 - Molti
danni creati
dall’ingestione
e/o inalazione di
questi materiali
possono risultare
irreversibili.
Nella fi gura è
possibile farsi
un’idea delle
dimensioni
medie dei
corpuscoli
che possono
penetrare
all’interno del
corpo umano con
la respirazione
depositano sulle mani quando vengono
a contatto con circuiti stampati, fi li
di lega e componenti. È fondamentale
quindi una approfondita pulizia delle
mani e/o l’utilizzo di guanti protettivi
durante il lavoro. Il piombo inalato
si depositerà nell’apparato respiratorio
e non verrà più eliminato dal
nostro corpo creando nel tempo gravi
problemi all’apparato polmonare.
PCB febbraio 2012
31

32 PCB febbraio 2012
Fig. 3 - L’aspriratore di fumi da banco
evita all’operatore di inalare sostanze
pericolose
Spesso e in modo erroneo vengono
utilizzate temperature molto vicine
a questo valore limite durante la
saldatura a fi lo.
La dimensione delle particelle
inalate defi nisce quanto profonda
è la penetrazione di questi materiali
che, viste le dimensioni a
Fig. 5 - Sistema di rimozione fumi
Fig. 4 - Aspiratori da banco per laboratori di rework e produzione
volte estremamente contenute (fi no
a 0,25 μm), possono venire addirittura
assorbite dalla circolazione sanguigna
(Fig. 2).
I fi ltri E 12 e soprattutto HEPA
13 a elevato rendimento, contenuti
ad esempio nei sistemi di fi ltraggio
Weller, hanno lo scopo di intercettare
tutte le molecole di gas
di dimensioni microscopiche, risultando
una barriera fondamentale a
tutela della salute umana (norma
EN1822:2009).
Quale sistema di estrazione
fumi è maggiormente
effi cace?
L’estrazione dei fumi per mezzo
di una cappa o braccio aspirante
(volumetrica) risulta di gran lunga
più effi cace di qualsiasi altro metodo.
Aspirando i fumi dall’alto o per mezzo
di una cappa appoggiata al banco
di lavoro, rimanendo entro un area
di circa 30 cm 2 , si riesce ad asportare
pressoché tutto il fumo generato,
sia nella sua componente corpuscolare
che in quella aromatica.
Affi nché i fi ltri a carboni attivi e ad
assorbimento chimico (Puratex) svolgano
correttamente il loro lavoro (classe
E-HEPA), occorre che venga rispettato
il tempo di assorbimento che và da
0,1 sec a 0,2 sec. È in ogni caso richiesto
un tempo che corrisponda a una velocità
media di attraversamento del fi ltro
inferiore a 5 m/s (Dwell time). Sistemi
dotati di eccessiva forza aspirante risultano
ineffi caci e spesso creano problemi
in fase di certifi cazione del sistema da
parte degli enti preposti.
A questo proposito va segnalata la
perfetta calibrazione tra le prestazioni
delle unità di aspirazione Weller ed
i relativi fi ltri.

Le unità d aspirazione possono oggi essere controllate
direttamente dalle unità saldanti della serie WX per
mezzo di una apposita connessione e dotati, nelle unità
WFE 4V e WFE 4S, di una valvola di regolazione automatica
per avere sempre il Dwell time ottimale, qualsiasi
siano i bracci aspiranti operativi. È possibile effettuare
dei test periodici di verifica sulla macchina, grazie ad
un software che viene messo a disposizione degli utilizzatori
di stazioni Weller.
Autorità competenti
e smaltimento dei filtri esauriti
L’autorità competente in materia è per definizione
l’ASL che deve imporre le condizioni base di norma e
certificare il sistema completo.
Periodicamente poi dovrà accertare il rispetto delle
condizioni originarie o che comunque l’emissione
nell’ambiente rispetti le normative di igiene ambientale
in vigore. A volte però le ASL chiedono che l’aria
filtrata non venga reimmessa nello stesso ambiente, ma
che venga scaricata in esterno. A questo punto la competenza
relativa alla verifica iniziale, le certificazione
di conformità alle norme vigenti e i controlli periodici
passano nelle mani della provincia o di enti da lei incaricati.
Occorre quindi, qualora si tema di essere assoggettati
a tali obblighi, di predisporre il sistema di aspirazione
dei fumi in modo che possa essere facilmente collegato
all’esterno.
Non tutti i sistemi infatti sono predisposti per essere
collegati successivamente in esterno.
Lo smaltimento dei filtri ormai esausti deve avvenire
secondo le procedure indicate dal comune di appartenenza,
emettendo regolare documento di accompagnamento
con l’indicazione del codice CER che definisce il
tipo di materiale filtrato e quindi contenuto. La procedura
verrà individuata in base alla tipologia di materiale
contenuto nel filtro.
Weller mette a disposizione la propria competenza ed
esperienza, nonché una linea di prodotti adeguati per
ottimizzare l’investimento, garantendo la migliore tutela
per la salute e per l’ambiente possibile per i propri utilizzatori.
Cooper Industries
www.cooperindustries.com
Apex Tools
www.apextool.com
Nuovo catalogo Iteco 2012:
GHIBLI: Armadi deumidificatori
SAHARA: Forni per baking
Iteco Trading S.r.l. - Tel. 011.9363013 - Fax 011.9365631 - www.iteco.it

34 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
Conduzione, irraggiamento
e convezione per
il preriscaldo dei pcb
La stazione di preriscaldamento è utile nei casi in cui sono in gioco
notevoli masse termiche, ma anche per facilitare e per velocizzare
le operazioni di saldatura su pcb non particolarmente critici
di Dario Gozzi
Sebbene le linee di produzione
siano ormai fortemente
automatizzate e in grado di
produrre con uno standard qualitativo
elevato, è comunque impensabile
rinunciare alla saldatura manuale e
alle stazioni di rework.
Stazione di dissaldatura
Per quanto alto possa essere lo
standard qualitativo della linea, rischia
di naufragare se se non adeguatamente
supportato da un’appropriata
tecnologia di rework, allineata
quanto più possibile al processo produttivo
stesso.
La storia della saldatura manuale e
della rilavorazione è stata una ricerca
continua della soluzione migliore per
riprodurre nel dettaglio quanto avviene
sulla linea, per la salvaguardia dei
componenti e per preservare il substrato
da delaminazioni.
Particolare attenzione va posta anche
nello scegliere la corretta strategia
da applicare nella rimozione dei componenti
più o meno complessi e sensibili.
Al deposito di pasta saldante, eseguito
con l’ausilio di un mini stencil
o di un dispensatore, segue il piazzamento
del componente e poi la saldatura
ad aria calda.
Sul lato bottom del pcb si può tranquillamente
utilizzare come fonte di
energia il riscaldamento IR perché non
è richiesta una regolazione fine della
temperatura; normalmente non si deve
superare la temperatura di 130 °C,
inoltre essendo un riscaldamento di
supporto ha il compito di portare a un
innalzamento di temperatura diffuso
su tutta la superficie della scheda, ed è
perciò, se ben controllato, lontano dal
poter danneggiare il substrato.

Il dissaldatore, con la
fornitura automatica
del fi lo lascia una mano
libera migliorando
l’operatività
Le unità di preriscaldo sono soprattutto
utilizzate per agevolare quelle
operazioni di rework dove le masse
termiche in gioco sono signifi cative.
Un’adeguata azione di riscaldamento
del circuito stampato, apportando
calore dal lato bottom, limita
la perdita di temperatura dovuta alla
presenza di strati diff usi, di piste
di grosse dimensioni o di componenti
capaci di elevate dissipazioni, come
i trasformatori, i condensatori, i
componenti di potenza o molti connettori.
Raggiungere la giusta temperatura
di lavoro, uniformemente distribuita
sull’area della scheda dove occorre
intervenire, consente di ridurre le
probabilità di danneggiare il circuito,
come invece spesso avviene indugiando
unicamente sulla piazzola con gli
ugelli ad aria calda o con la punta del
saldatore.
Tre scelte di
preriscaldamento:
conduzione, IR e convezione
In affi ancamento alle stazioni di
saldatura a ferro caldo e ad aria calda,
Elettrotermica Italiana ha sviluppato
tre diversi sistemi di preriscaldo
che sfruttano rispettivamente
il trasferimento di calore per conduzione,
convezione e irraggiamento.
Commercializzati col marchio Ewig,
sono parte di una linea di saldatura
e rework progettata e realizzata nella
sede di Fornovo San Giovanni (BG).
Il primo è idoneo alla lavorazione
di dispositivi con notevole massa termica,
come quelli racchiusi nelle guide
d’onda utilizzati nel settore telecomunicazioni,
o per quelle schede che
sono vincolate a dissipatori di grosse
dimensioni, o ancora per quelle schede
utilizzate nel sottore dei LED ad
alta luminosità. La stazione di preriscaldo
ad aria calda ha una risposta
molto veloce e un utilizzo estremamente
fl essibile, esattamente come il
modello a irraggiamento, che inoltre
si presta adeguatamente a completare
la stazione di rework MGN.
STAR PST290 è la stazione di preriscaldo
a contatto, indicata per portare
alla temperatura di lavoro ottimale
quei dispositivi su cui si desidera
eseguire operazioni di saldatura
e che le notevoli masse termiche
in gioco (come ceramica, rame
e alluminio) renderebbero estremamente
diffi coltosa se non impossibile.
La stazione elettronica di controllo
è digitale e munita di display a
3 digit per indicare sia la temperatura
impostata che quella eff ettivamente
raggiunta. La piastra, in rame cromato
e ad alto grado di trasferimento
termico, è controllata in temperatura
con sensore a termocoppia e microprocessore.
La superfi cie riscaldante
è di 290x290 mm per un’escursione
termica che varia da 51 °C
a 351 °C, e con una potenza totale
di 2000 Watt. Per chi non avesse
bisogno di così tanta potenza, STAR
PST150 è una stazione di 800 Watt
di potenza distribuita su una superfi -
cie di 150x150 mm.
STAR BLOW è la stazione ad aria
calda ideata per lavorare in affi ancamento
a quelle operazione di saldatura
dei circuiti stampati con dimensioni
medio-piccole, o comunque dove
i 55 mm di diametro dell’apertura
del nozzle di aria calda è suffi -
ciente a scaldare la zona interessata.
Nonostante le dimensioni compatte,
il dispositivo eroga quasi 500 Watt di
potenza con un’escursione termica del
fl usso d’aria calda regolabile da 50 °C
ino a 250 °C. La stazione è dotata di
una pompa interna che evita la necessità
di collegarsi con l’impianto di aria
compressa centrale, inoltre con un
semplice comando si passa dall’azione
riscaldante a quella di cooling. Il
sistema è provvisto di un supporto
su cui posizionare il pcb da rilavorare,
ma è disponibile in alternativa anche
un portaschede regolabile (fi ssato
con quattro viti) e munito di attacco e
rilascio rapido a molla.
Con una superfi cie riscaldabile di
130x130 mm, la stazione di preriscaldo
a infrarossi STAR PST IR utilizza
elementi con emissione controllata
nella fascia degli infrarossi da 2 μm a
10 μm per un riscaldamento costante
e uniforme. Il gradiente di 2,3 °C/sec
è adatto anche ai componenti e ai circuiti
stampati più sensibili; la potenza
erogata arriva a 400 Watt, mentre
la temperatura è regolabile tra 51 °C e
351 °C. La stazione dispone di un collegamento
con una termocoppia ester-
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35

36 PCB febbraio 2012
na di tipo K per la regolazione eff ettiva
della temperatura sul circuito in lavorazione.
Particolarmente utile risulta
l’abbinamento col telaio di supporto
TL PCB che permette di fi ssare con
guide scorrevoli, e senza la necessità
di utilizzare utensili, circuiti stampati
le cui dimensioni arrivano al formato
euro card (160x233 mm)
La tecnologia Ewig
La scelta della stazione deve considerare
l’adeguata potenza per poter
saldare continuativamente senza che
intervengano cadute termiche sulle
punte, causa di saldature fredde o rallentamenti
nelle operazioni di saldatura.
Particolare attenzione va posta nella
scelta delle punte, che devono possedere
un buon rivestimento protettivo che
ne assicuri la durata nel tempo. Dove
coesistono lavorazioni con leghe SnPb
e LF è buona norma identifi care chiaramente
la destinazione d’uso delle diverse
stazioni saldanti, per evitare che
vengano accidentalmente scambiate,
anche le punte devono essere chiaramente
identifi cabili, per via del diverso
rivestimento protettivo.
Stazione di preriscaldamento ad aria calda
Quando l’operatore preleva il saldatore
dal suo supporto ed esegue la prima
saldatura lavora a una temperatura
leggermente superiore rispetto alla seconda,
che decade per via della perdita
subita durante il primo trasferimento
termico. Le punte long-life di Ewig
devono la loro effi cienza alla ridotta
massa termica che permette maggiore
velocità nel reagire alle cadute di temperatura
che intervengono nell’esecuzione
continua di più saldature; per la
stessa ragione i tempi di riscaldamento
sono alquanto ridotti, motivo che accomunato
alla trascurabile caduta di
potenza in fase di lavoro rende questi
saldatori adatti a prolungate fasi di utilizzo.
Lo stretto controllo della temperatura
è un requisito irrinunciabile nel
processo di saldatura manuale e costituisce
la pietra angolare su cui poggia
lo sviluppo di ogni progetto Ewig.
Molti saldatori utilizzano il riscaldatore
integrato nella punta, quando
questa è usurata si è costretti a gettare
il tutto sebbene l’elemento riscaldante
abbia ancora una vita residua di molti
mesi o di anni.
Ewig ha risolto di inserire l’elemento
riscaldante direttamente nello sti-
lo, mettendolo a diretto contatto con la
punta così che non ci siano dispersioni
di calore e sia garantita la massima
resa termica. Questa soluzione è tecnicamente
funzionale, e consente di avere
interessanti vantaggi da un punto di vista
economico, abbattendo i costi operativi.
Le caratteristiche costruttive della
punta, opportunamente trattata perché
possa lungamente resistere all’azione
corrosiva delle leghe senza piombo,
ne fanno un ottimo conduttore termico,
capace di trasferire il fl usso di calore
generato dall’elemento riscaldante, direttamente
sul giunto di saldatura in lavorazione.
Indipendentemente dall’utilizzino
delle punte long life, si consiglia di
impostare come temperatura di lavoro
un valore attorno ai 380 °C e in ogni
caso di non superare i 420 °C. Altra
precauzione da adottare è quella di
mantenere sempre ben bagnata con la
lega la punta del saldatore, sia nel caso
si stia saldando che quando si riponga
lo stilo nel supporto.
Ewig dispone di una linea completa
di saldatori (Black, Rapid, Power) e
di stazioni STAR, progettate per dare
una risposta tecnica mirata a ogni
esigenza. Nelle varie soluzioni professionali
l’elemento attivo è costituito
da una resistenza monotubolare
corazzata in acciaio inox. Sono indicati
per l’assemblaggio elettronico di
piccole e medie saldature di precisione
dove è richiesta la doppia potenza
e la regolazione continua della temperatura.
Ogni linea dispone di varie potenze
d’esercizio, con temperature che
nel modello Power arrivano a 500 °C.
Tutti i modelli hanno una linea ergonomicamente
compatta, con impugnatura
in nylon-vetro piacevole al tatto,
peso ridotto, ma soprattutto emerge
l’elevata funzionalità nell’impiego su
pcb densamente popolati.
Ewig
www.ewig.it

38 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
Punte o cartucce, ma
sempre con alte prestazioni
I saldatori variano per modello dell’impugnatura,
potenza d’esercizio e geometria della punta,
ma soprattutto per come avviene la trasmissione
del calore e il controllo della temperatura
di Dario Gozzi
Ogni tipo di lega utilizzata
in elettronica ha un punto
di fusione inferiore a quello
dei suoi componenti presi singolarmente.
La lega è definita eutettica se
c’è un unico punto di transizione dalla
fase solida a quella liquida e viceversa;
quando non esiste un punto univoco
di passaggio di stato, si ha un intervallo
di pastosità tra inizio e fine della
transizione.
All’interno del filo di saldatura, di
cui ne costituisce l’anima, c’è il flussante.
Nel flussante sono presenti
sostanze decappanti quali la resina
sintetica (resin) o naturale (rosin)
oltre ad altri componenti chimici
chiamati attivatori.
La loro azione congiunta non solo
rimuove gli strati di ossido preparando
le superfici a ricevere la lega
fusa, ma crea quell’ambiente ot-
timale per lo svolgersi dell’intero
processo. Il flussante non produce
azione decappante alla temperatura
ambiente, ma si attiva rapidamente
al raggiungimento della
temperatura di rifusione, rimuovendo
l’ossido presente sulle superfici
da unire e facendo in modo che
durata dell’operazione di saldatura
non si riformi.
Questa premessa è d’obbligo per
capire meglio l’incisività che un
saldatore può avere rispetto ad un
altro.
I sistemi multifunzionali delle serie
MFR e MX, commercializzati da OK
Italy di Vittuone (MI), sono apparecchiature
versatili, concepite per operare
sia in tecnologia SMT che THT,
per saldare come per dissaldare, equipaggiandoli
con pinze termiche, stili
saldanti di varie forme e dimensioni o
con dissaldatori.
Tutti i sistemi si avvalgono della
tecnologia Metcal Smartheat, in
cui sono comprese le funzioni “Auto
Standby” e “Auto off ”, programmabili
a necessità per favorire la durata delle
punte, funzioni particolarmente apprezzate
quando si lavora con le leghe
lead free.
L’esclusiva funzione integrata di rilevamento
del movimento riattiva il
sistema nel momento in cui l’operatore
solleva l’impugnatura dal sostegno
su cui aveva posato il saldatore; un ulteriore
particolare sistema di protezione
rileva la continuità di terra al
fine di proteggere i componenti sensibili
da eventuali danni derivanti da
ESD o EOS.

40 PCB febbraio 2012
Fig. 3 - Il kit MFR-UK5 abbinabile a qualsiasi sistema saldante MFR per
trasformarlo in un potente sistema dissaldante
nenti termosensibili senza danneggiarli.
Una tale operazione richiede
l’utilizzo di un saldatore che possa
soddisfare il fabbisogno continuo
e stabile di energia termica richiesto
dall’applicazione.
Il sistema di saldatura PS-900 rappresenta
la soluzione ideale, non necessita
di alcuna calibrazione e usufruisce
di tutti i vantaggi offerti dalla
tecnologia “OKi powered by Metcal”.
Questo compatto sistema è stato concepito
per lavori di saldatura ripetitivi
e deve le sue contenute dimensioni
a un innovativo e compatto alimentatore.
Anziché cartucce, utilizza punte riscaldanti
intercambiabili, il cui costo
è paragonabile a quello delle punte
tradizionali, rendendo semplicemente
competitivi i costi d’esercizio. A
livello costruttivo la bobina di induzione,
posizionata nell’impugnatura,
è separata dalla punta di saldatura.
L’elemento riscaldante ha una durata
decisamente superiore rispetto alla
punta che invece può essere facilmente
rimossa e sostituita a necessità
in qualsiasi momento.
Le punte a corredo sono disponibili
in diverse geometrie, ciascuna
prodotta in una vasta gamma
di temperature; è stato opportunamente
studiato anche lo spessore
della placcatura di protezione per
prolungarne la vita utile, senza che
questo vada a scapito delle prestazioni
termiche.
A B
La versatilità dello stilo
I sistemi di dissaldatura MFR e
MX consentono anche durante le
operazioni di dissaldatura un notevole
trasferimento termico al giunto da
dissaldare, rifondendo in modo rapido
ed efficace la lega da rimuovere.
Nel caso in cui si operi su fori passanti
di circuiti stampati multistrato
(notoriamente i più difficili per
via delle masse in gioco), la tecnologia
Metcal Smartheat facilita il lavoro
senza il pericolo di danneggiare il
substrato o provocare delaminazioni
di piazzole o piste. Il sistema è disponibile
in varie versioni base: i modelli
DSX o 1150 che richiedono di essere
alimentati con aria compressa per la
creazione del vuoto e i modelli 1350 o
1351 che incorporano una pompa del
vuoto al loro interno (vedi Fig. 2).
Inoltre, grazie alla creatività degli
specialisti OKi, la novità 2012 è
rappresentata dal rivoluzionario kit
MFR-UK5 che consente di trasformare
un qualsiasi precedente sistema
MFR, magari inizialmente acquistato
come semplice saldatore, in un potente
sistema dissaldante. Con una spesa
limitata tutti i possessori di un sistema
MFR possono ora riconfigurare la
loro stazione di lavoro (vedi Fig. 3).
Questo particolare dissaldatore può
inoltre trasformarsi da pistola a stilo e
viceversa con la semplice pressione di
un pulsante.

Il comfort è garantito
all’operatore da un design ergonomico
che permette al
tempo stesso un più accurato
controllo dei movimenti,
facilitando così le lavorazioni
su pcb con tecnologia fine
pitch. Un micro stilo che utilizza
cartucce di ridottissime
dimensioni, disponibile nella
serie MX, facilita il lavoro di
saldatura effettuata con l’ausilio
di sistemi di ingrandimento
o di visione in genere.
Quando per completare
una lavorazione si rende necessario
l’utilizzo di più dispositivi
di saldatura o dissaldatura,
l’intelligente geometria
meccanica della stazione
ne consente l’accoppiamento, ottimizzando
lo spazio disponibile.
I sistemi multifunzione
Le stazioni della serie MFR sono
sistemi altamente flessibili, dotate di
una o più uscite simultanee o commutabili,
in grado di supportare una vasta
gamma di dispositivi di saldatura e
dissaldatura completi.
Con tutta la serie MFR è possibile
utilizzare punte riscaldanti o cartucce
a punta, ciascuna destinata a soddisfare
un’esigenza specifica. Le punte riscaldanti
sono economicamente adatte
alla saldatura punto a punto in produzione
mentre le cartucce sono indicate
nelle applicazioni ad alte prestazioni
e nelle fasi di rilavorazione. Per
entrambi i tipi è utilizzato il sistema
ad innesto rapido.
I sistemi della nuovissima serie
MX-5000 offrono la più vasta scelta di
geometrie e sagome speciali di cartucce
per la saldatura ed il rework oggi disponibili
sul mercato (vedi Fig. 1).
La tecnologia del riscaldatore a
cartuccia offre prestazioni di saldatura
e rilavorazione destinate a soddisfare
Fig. 1 - Sistema di saldatura e rework Metcal
serie MX-5000
anche le applicazioni più impegnative
nell’ambito della rimozione e della
successiva saldatura di componenti
a montaggio superficiale. Le cartucce
garantiscono una risposta termica rapida
alle variazioni di carico. Le dimensioni
contenute del riscaldatore
consentono l’accesso ad aree di rilavorazione
particolarmente difficili da
raggiungere a seguito dell’alta densità
dei componenti presenti sul pcb.
Sui chip di piccole dimensioni
come nel caso di 0201
oppure 0306, si utilizza la
pinzetta di precisione che
permette la regolazione del
passo a due posizioni, per aiutare
l’operatore ad agganciare
in tutta sicurezza il componente
e completare senza
inconvenienti l’operazione.
Anche le lavorazioni più
difficili su qualunque package
sono condotte dal personale
tecnico senza nessuno sforzo.
La pinza termica è adatta
alla rilavorazione e alla saldatura
di componenti discreti
e di package tipo SO, mentre
per altre applicazioni standard
si ricorre al saldatore con
punta a tecnologia Metcal Smartheat,
capace di erogare potenza senza soluzione
di continuità anche nelle prestazioni
lead free più impegnative.
Un sistema compatto
ad alte prestazioni
La principale sfida tecnologica posta
oggi dalla saldatura manuale consiste
nella capacità di saldare compo-
Fig. 2 - Sistema dissaldante MFR-1350 con doppia porta commutabile
e pompa aspirante incorporata
PCB febbraio 2012
39

Il tecnico che esegue l’operazione
può di volta in volta trovare la confi
gurazione di lavoro più confortevole
ed effi cace per aff rontare le varie operazioni
(come si nota dalle tre immagini
di Fig. 4).
Il fi ltro in cartoncino per la raccolta
dello stagno (fuso) si sostituisce in
modo semplice e rapido, inoltre ha
una incidenza economica veramente
bassa sulla manutenzione del sistema.
Piccoli accorgimenti
per migliorare l’operatività
Per le aziende che lavorano con
doppia tecnologia di saldatura, SnPb
e lead free, così come per i laboratori
di riparazione, è importante identifi
care i casi in cui si utilizzano le leghe
senza piombo o quelle tradizionali,
per evitare l’accidentale contaminazione
incrociata dei materiali per
saldatura.
Per identifi care facilmente i due
processi, sono stati studiati degli indicatori
visivi verdi con cui sono contrassegnate
le punte e i supporti da tavolo
in cui riporre i saldatori utilizzati
per saldare leghe Pb free.
L’obiettivo di ogni saldatura manuale
consiste nel realizzare un giunto
di buona qualità senza danneggiare
il componente, il substrato, le piste
o le piazzole.
Tutte le punte standard e le cartucce
di rilavorazione della serie
C
Fig. 5 - Sistema
di rework modulare Scorpion
MFR sono studiate per essere utilizzate
coi classici substrati FR4, ma alcune
applicazioni richiedono tuttavia
di lavorare con substrati termicamente
più impegnativi o sensibili alla
temperatura come i circuiti ceramici
o quelli fl essibili.
OKi ha realizzato una serie di saldatori
che erogano rapidamente e in
modo automatico la potenza necessaria,
ma funzionano a temperature
che riducono al minimo il rischio di
danneggiamento dei substrati. Le relative
caratteristiche sono state codifi
cate con F per i substrati FR4, T
per i substrati termosensibili e C per
i carichi termici impegnativi.
Fig. 4 - Il
dissaldatore
(nella pagina
a lato e qui
a fi anco)
confi gurabile con
impugnatura a
stilo o pistola
Per rilavorare i package
più complessi
Le diffi coltà di rilavorare gli array
package, unitamente alla impossibilità
di ispezionare facilmente l’accuratezza
del posizionamento (in particolare
con i BGA), richiede la visione simultanea
del circuito stampato e delle
ball del componente, oltre che un profi
lo di rifusione accurato e ripetitivo.
Tutto questo tenendo ben presente le
attuali situazioni economiche che vedono
budget sempre più ridotti a livello
mondiale.
Quando il gioco si fa duro… gli
specialisti Metcal sono pronti ad accettare
la sfi da, presentando il rivoluzionario
sistema di Rework Scorpion
modulare e confi gurabile in funzione
delle reali necessità tecniche ed economiche.
Anche nella confi gurazione
più completa (vedi Fig. 5), disponibile
dal secondo trimestre del 2012,
il sistema Scorpion avrà un costo sorprendentemente
contenuto per un sistema
di questa categoria.
OK Italy
www.okinternational.it
PCB febbraio 2012
41

42 PCB febbraio 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - IL REWORK E LA SALDATURA MANUALE
SRT Micra: creatività
e innovazione
Micra è un nuovo marchio di
piattaforma di rework SRT
di VJ Electronix realizzato in
un formato da banco, progettato appositamente
per il rework di prodotti mobili,
che incorporano dispositivi miniaturizzati
caratterizzati da alta densità, quali gli
smartphone, i netbook, i navigatori satellitari
e qualsiasi altro prodotto tascabile.
Il nuovo software SierraMate V9
semplifi ca la defi nizione del processo
e assicura risultati solidi e ripetibili fra
stabilimenti diversi, così come fra entità
localizzate in siti lontani. I riscaldatori
provvisti dal sistema sono stati riprogettati
e il rivoluzionario controllo dell’alimentazione
garantiscono un throughput
e una serie di risultati di grande rilievo
nonostante i cambiamenti di tensioni
all’interno della struttura produttiva.
Micra off re una caratteristica di Auto-
Run mai vista in precedenza, uno strumento
per lo strumento di setup automatizzato
e un ingegnere virtuale di processo.
L’Auto-Run riduce il tempo del
set-up di rework e di profi latura. I riscaldatori
ad alta effi cienza installati sul-
la Micra consentono una riduzione dei
tempi ciclo di rework e aumentano considerevolmente
i throughput produttivi.
L’accuratezza intrinseca del sistema
e la posizione fi ssa della testa permettono
di gestire con semplicità anche i componenti
più minuti come i micro-passivi
01005 e i dispositivi area array con ingombro
di 0,3 mm. La Micra gestisce
uno scavenging ottimizzato, un sistema
automatizzato di rimozione
dei residui di saldatura, compresi
i micropassivi dotati di minime
spaziature, gli strati PoP, le strutture
schermo RF asimmetriche e i micro
BGA con aree e ingombri submillimetrici.
La Micra garantisce dunqe
una soluzione di rework completa per dispositivi
mobili.
Compatibilità con
le tecnologie esistenti
La Micra rappresenta la generazione
più avanzata di sistemi di rework SRT,
progettata per essere dedicata alle tecnologie
d’avanguardia e ai nuovi formati di
package. Ottimizzata per assemblati ad
alta densità come a quelli impiegati sugli
smartphone, la Micra garantisce un’accuratezza
e una precisione di rework con
tutti i tipi di componenti, dagli Shield
RF ai package-on-package più minuti.
Rendimento sui costi
La SRT Micra è progettata per aumentare
il throughput produttivo e ridurre
i tempi di set-up. Spesso sottostimato,
il set-up consuma risorse tecniche
particolari e di alto valore aggiunto. Per
questo Micra garantisce soluzioni di set-
up automatico e riduce i tempi ciclo di
quasi due volte. Con un prezzo di base
assolutamente abbordabile, con una notevole
affi dabilità e una produttività largamente
riconosciuta, Micra garantisce
un alto grado di valore aggiunto e un
basso costo complessivo di utilizzo.
Progetto e fl essibilità
Micra vanta una lunga storia nell’ambito
delle innovazioni tecniche nel settore
SRT. Il patrimonio SRT viene esteso
al massimo con le tecnologie più avanzate
in fatto di precisione di movimento e
controllo elettrico.
Micra aumenta la fl essibilità operativa
incorporando nel sistema di set-up automatizzato
un’ampia gamma di strumenti
per il rework di dispositivi passivi miniaturizzati
in schermature RF di grandi dimensioni
e continua a garantire soluzioni
per aff rontare le sfi de più avanzate del
rework moderno. Il software SierraMate
basato su sistema Windows garantisce
agli ingegneri di processo la possibilità
di adattare standard esistenti o generare
sequenze personalizzate per ovviare
a specifi che necessità incontrate con
la propria produzione e con l’ambiente
produttivo. Micra utilizza SierraMate
e off re il nuovo strumento di set-up automatizzato
Autorun, supportando una
nuova GUI che lo rende una soluzione
di rework estremamente interessante per
qualsiasi ambiente produttivo.
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Tutta la potenza che serve
Raggiungere certe performance
è una questione di potenza
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44 PCB febbraio 2012
▶ PROGETTAZIONE - GREEN ELECTRONICS
Progettazione
eco-compatibile
L’eco-progettazione dei prodotti elettronici
richiede la capacità di considerare tutte le
implicazioni legate alle fasi del ciclo di vita del
prodotto, dalla progettazione alla produzione,
dal suo utilizzo al recupero e allo smaltimento
delle sue componenti a fine vita
di Dario Gozzi
Risale agli anni ’60 la politica
ambientale di IBM, che a partire
dalla seconda metà di quel
decennio ha identificato la tematica
ambientale quale consapevolezza che
ogni moderna azienda deve avere nei
confronti dell’ecosistema di cui è parte.
Il primo passo è stata la messa a
punto di una linea politica aziendale,
politica ecologicamente responsabile,
estendendola a tutte le realtà locali
con la certificazione ISO 14001.
Negli anni novanta è poi stato varato
un programma che tiene conto, già
in fase progettuale, del futuro riciclo e
smaltimento dei beni prodotti.
La progettazione di prodotti compatibili
con l’ambiente è ormai un dato
di fatto, anche se non costituisce
ancora la linea di condotta di tutti i
maggiori produttori di elettronica.
I prodotti delle ultime generazioni
vengono studiati nella prospettiva di
minori consumi energetici e di apertura
a continui aggiornamenti che ne
permettano un più lungo ciclo di vita.
Un ulteriore accorgimento è l’impiego,
se tecnicamente ed economicamente
compatibile col progetto, di
materiali riciclati, considerando in cascata
di riciclare a fine vita del prodotto
quante più parti possibili e di poter
smaltire al più basso livello di impatto
ambientale le restanti.
Emblematico è il caso del circuito
stampato, notoriamente la base
di ogni prodotto elettronico, coi suoi
problemi ambientali dovuti all’alta diversità
dei suoi elementi costituenti,
alcuni dei quali potenzialmente tossici
se non opportunamente neutralizzati
in fase di dismissione del prodotto.
Eco-progettazione
La competenza in eco-progettazione
dei nuovi prodotti elettronici implica
la capacità di considerare tutte le
implicazioni legate alle varie fasi che
fanno parte del ciclo di vita del prodotto,
ponendo particolare attenzione
al ciclo produttivo finalizzato al riciclo.
Le conoscenze acquisite confluiscono
nel manuale di eco-progetta-

zione quale strumento di supporto al
management ecologico.
Secondo l’ottica dello sviluppo
compatibile, anche il delinearsi del
processo di produzione elettronica
deve essere ridefinito, prevedendo gli
aspetti di impatto ambientale già nelle
sue fasi preliminari.
La valutazione e l’ottimizzazione
delle soluzioni orientate all’ambiente
devono essere semplificate sia a livello
di ideazione del disegno circuitale sia
quale risultato di studio dello specialista
di impatto ambientale il cui supporto
al progettista e al masterista è
fondamentale.
L’analisi deve essere condotta per
evidenziare:
- eventuali soluzioni alternative ai
prodotti potenzialmente tossici;
- impatto ambientale negativo dei
processi produttivi coinvolti;
- impatto ambientale derivato dal
ciclo di vita del prodotto;
- soluzioni da adottare a fine vita del
prodotto, identificando anticipatamente
cosa riciclare e cosa smaltire.
Per agevolare la progettazione diventa
importante ordinare un database
contenente le caratteristiche di
compatibilità ambientale della componentistica
elettronica, dei materiali
di base e dei prodotti di consumo,
mentre vanno poi sviluppati degli
strumenti software capaci di identificare
gli elementi di rilevanza ecologica
già a livello di ideazione e nelle
fasi preliminari del progetto del futuro
prodotto. Strumenti e database dovrebbero
quindi diventare parte integrante
del software di progettazione.
Valutazione ecologica
ed economia del processo
La condizione preliminare per una
valutazione di impatto ambientale del
prodotto è la definizione dei metodi
di valutazione e la conoscenza dei
materiali utilizzati.
Introducing CR-8000
World’s 1st system-level multi-board
PCB design environment
Three dimensions Two hands One environment
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Esemplificando la valutazione
dovrebbe includere l’analisi chimica
per individuare i materiali costituenti
i componenti, i substrati,
i materiali d’apporto, i materiali di
consumo etc.
Passando al case del prodotto c’è lo
studio delle diverse tipologie di plastiche
e dei metalli pesanti coinvolti e a
livello generale lo studio della tossicità
dei prodotti, dei materiali e dei processi
condotti con un occhio alla prospettiva
di esaurimento del ciclo di vita
dei manufatti e del loro riciclaggio
totale o parziale.
L’adozione di misure integrate
nell’ambito del controllo ambientale
offre inoltre l’opportunità di una interessante
riduzione dei costi, ottenuta
ottimizzando l’impiego del materiale
coinvolto nel processo produttivo
nel rispetto di un’elevata efficienza
energetica ottenuta valutando attentamente
lo svolgersi del flusso di
processo.

46 PCB febbraio 2012
Nei paesi di minor svulippo i rifiuti elettronici, abbondanti e pericolosi, rimangono un grave problema
La sostituzione parziale o la modifica
di fasi del processo che mirano a
eliminare sostanze tossiche può portare
a considerevoli risparmi dovuti
alla semplificazione del processo stesso,
individuandone i punti deboli sia
economici che ecologici.
Per esempio comparando schede
assemblate con tecnologia tradizionale
con le più recenti tecnologie SMT
si può notare come l’avvento dell’ultra-fine-pitch
e dei μBGA abbia introdotto
una sostanziale riduzione
della massa dei pcb.
Il potenziale risparmio economico
è proporzionale a quanto più a monte
è legata l’introduzione dei fattori di
controllo del rispetto ambientale, in
quanto la rimozione di sostanze potenzialmente
tossiche può comportare
un parallelo abbattimento dei costi
stessi del processo.
Esemplificativo di quanto può ripagare
una corretta e illuminata ge-
stione ambientale è l’esempio di ST
Microelectronics la cui politica verde
è decollata agli inizi degli anni novanta
e ha ricevuto un ulteriore impulso a
cavallo del secolo, facendo proprie le
normative nazionali e internazionali
più restrittive, puntando sul contenimento
dei consumi, diminuendo con
progressione annuale emissioni di potenziali
inquinanti, riciclando quanto
più possibile all’interno.
La progettazione dei plant produttivi
e dei prodotti stessi ha mirato al
contenimento del consumo energetico
migliorando con ciò anche i risultati
economici aziendali.
Riciclo e smaltimento
Al fine di individuare in sede progettuale
l’uso, il recupero e lo smaltimento
di schede, componenti e moduli, va individuata
a priori la tipologia dei componenti
potenzialmente riciclabili.
In relazione al riciclaggio si tende
ad analizzare, valutare e sviluppare
strategie di disassemblaggio che permettano
poi il reimpiego della maggior
quantità di materiale possibile.
Questo sotto un’ottica puramente
economica.
Il sistema informativo necessario
alla gestione di questa economia a circuito
chiuso, consiste in un database e
nel suo sistema di gestione, improntato
tanto alle varie fasi della produzione
di un bene elettronico quanto a chi
quel bene lo smonta e ne rende quante
più parti possibili disponibili al riutilizzo.
Non dimenticando comunque
che il riciclaggio di un prodotto
dipende tra l’altro dal tempo di smontaggio,
dal suo numero di parti potenzialmente
riutilizzabili, dall’ammontare
del loro valore economico e non
ultimo dai percorsi che quelle parti
devono seguire per essere riutilizzate
dal mercato.

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48 PCB febbraio 2012
▶ PROGETTAZIONE - POWER DISTRIBUTION NETWORK
Importanza dell’analisi
di Power Integrity
Complesse Power Distribution Network (PDN),
che consentono la distribuzione ai componenti
di tensioni multiple e delle masse relative,
rappresentano oggi un problema sempre
più complesso che progettisti e sistemisti CAD
di sistemi elettronici si trovano ad affrontare
di Patrick Carrier, Mentor Graphics Corp.
Ai tempi in cui nella maggior
parte dei pcb bastavano solo
i 5 V dc per far funzionare
tutti gli IC presenti sulla scheda, i
progettisti utilizzavano semplicemente
un unico layer di segnale per i 5 V dc
e un unico layer di massa, mediante
i quali era facile assicurare una alimentazione
sufficiente e pulita a tutti
i componenti. Oggi invece è comune
l’utilizzo di tensioni multiple e talvolta
anche basse, fino a 0,9 V dc .
I pcb odierni generalmente necessitano
di diverse tensioni ed è necessaria
la presenza di complesse Power
Distribution Network (PDN) per
consentire la distribuzione ai componenti
di tali tensioni e delle relative
masse. In tale ambito, sono numerosi
i fattori che contribuiscono ad
aumentare la complessità progettuale
dei pcb, sia per i progettisti CAD sia
per gli ingegneri a cui spetta il compito
di analizzare queste PDN: la crescente
quantità di tensioni diverse
presenti nel progetto, i valori più bassi
delle tensioni stesse (che comportano
tolleranze estremamente ridotte),
le aumentate richieste di potenza da
parte degli IC, e le continue esigenze
di incremento delle frequenze operative
e di riduzione del costo del prodotto
(poiché non ci si può più permettere
di dedicare un layer del pcb
ad ogni diversa tensione ed alla relativa
massa).
Similmente è stata utilizzata per
diversi anni la signal integrity - introdotta
dal continuo incremento degli
edge rate. Sia i problemi di signal che
di power integrity finiscono per manifestarsi
sotto forma di errori logici
nei dati, ed accade frequentemente
che questioni legate alla power integrity
vengano erroneamente scambiate
per problemi di signal integrity.
Perciò, per il successo di un progetto
di pcb, è essenziale una chiara comprensione
anche delle problematiche
di power delivery, oltre ad un approccio
proattivo nell’affrontarle fin dalle
fasi iniziali del processo di progettazione.

La Fig. 1 mostra un’analisi di tipo
DRC (Design Rule Check) di un
progetto.
Progettazione di PDN
di qualità elevata
I progettisti CAD hanno il compito
di creare delle PDN che, attingendo
ai moduli VRM (Voltage
Regulator Module) che producono le
tensioni, le distribuiscano a tutti gli
IC che hanno bisogno di tali tensoini
(e masse), utilizzando il minimo numero
possibile di layer del pcb.
La buona notizia è che la definizione
di una PDN può essere ampiamente
automatizzata grazie a funzionalità
presenti nei più avanzati sistemi
di layout dei pcb, come Expedition
Enterprise di Mentor Graphics.
È sufficiente delineare la forma
della PDN e il software riempie l’area.
La cattiva notizia è che tutte queste
diverse PDN devono normalmente
“incastrarsi” una nell’altra, spartendosi
lo spazio disponibile nel minimo
numero di layer. Vi sono progetti che,
contenendo più di 30 PDN, rappresentano
una sfida estremamente impegnativa
per il progettista.
Ma anche dopo aver completato il
layout delle PDN, i progettisti CAD
non hanno terminato il proprio compito.
Devono infatti eseguire l’analisi
di Power Integrity (o in prima persona,
oppure lavorando in stretta collaborazione
con gli ingegneri elettronici),
per assicurarsi che tutti gli IC ricevano
un’alimentazione sufficiente e
sufficientemente pulita. Le eventuali
correzioni possono comportare sia
modifiche delle PDN sia il piazzamento
di condensatori sul pcb.
Impedenza Power-to-Ground
L’obiettivo, in termini elettrotecnici,
nella progettazione di una PDN per un
pcb è semplice: minimizzare l’impeden-
za tra power e ground, per lo spettro di
frequenze di interesse. La corretta realizzazione
di tale obiettivo non è tuttavia
altrettanto semplice. Con molteplici
linee di tensione da disporre e un numero
limitato di piani a disposizione su
cui condurle - in aggiunta alla sempre
più rara superficie disponibile per ospitare
dei condensatori - il compito si rivela
piuttosto complesso.
Una PDN è costituita da una combinazione
di svariati elementi: i VRM
(convertitori DC/DC) che forniscono
le tensioni alle linee, i condensatori
di disaccoppiamento posti tra la
tensione e la massa, i piani e le tracce
che portano la corrente di power, le
capacità di disaccoppiamento on-chip
e, infine, i pin e le via che interconnettono
tutti questi elementi. I VRM sono
molto efficaci nel fornire un percorso
a bassa impedenza tra power e
ground fino alle frequenze intorno a
1 MHz. Al di sopra di questa soglia, il
percorso a bassa impedenza tra power
e ground deve essere assicurato dalle
altre capacità presenti sulla scheda
e/o all’interno dei chip.
Le capacità della scheda e dei chip
si combinano tra loro in parallelo, ma
Fig. 1 - Analisi
avanzate Design Rule
Check (DRC), sia di
tipo fisico che di tipo
elettrico, consentono
di identificare
prontamente le
problematiche di PI
(Power Integrity).
Questo rule-set
verifica eventuali
discontinuità
delle correnti di
ritorno legate a
cambiamenti del
piano di riferimento,
attraversamenti di
spazi e biforcazioni e
altre criticità. Come
mostrato, l’output
evidenzia chiaramente
il problema
l’efficacia di ognuna di esse è limitata
dalle relative induttanze e resistenze
parassitiche. Se non vi fossero tali effetti,
la combinazione di tutte le capacità
si comporterebbe come un’unica
grande capacità complessiva, manifestando
un’impedenza man mano più
piccola a seconda del crescere della
frequenza. Tuttavia, sfortunatamente,
ognuna delle capacità presenti è efficace
solo in un particolare intervallo
di frequenze, determinato dalla propria
induttanza parassitica. Ad esempio,
i grandi condensatori elettrolitici
raggiungono una bassa impedenza
a una frequenza inferiore rispetto
ai piccoli condensatori a montaggio
superficiale, ma – poiché anche la
loro induttanza parassitica è maggiore
– l’impedenza di un condensatore
elettrolitico inizierà anch’essa a crescere
a una frequenza inferiore rispetto
a quella di un piccolo condensatore
SMT. Un altro esempio riguarda
la capacità intrinsecamente esistente
tra diversi piani del pcb. L’induttanza
parassitica dei piani è estremamente
bassa, trasformandoli quindi in un
condensatore efficace anche alle alte
frequenze.
PCB febbraio 2012
49

Fig. 2 – Risultato
di una analisi
pre-route del
rumore di
una Power
Distribution
Network in
HyperLynx
Power Integrity
50 PCB febbraio 2012
Essendo però la capacità effettiva
presente tra i piani normalmente
limitata dalla loro area e distanza,
la capacità dei piani non corrisponde
a una bassa impedenza, se non alle
frequenze più elevate. In virtù di
tutto ciò, ognuna delle capacità presenti
nel pcb produce i propri effetti
in un particolare intervallo di frequenze,
ma il loro insieme deve operare
congiuntamente in modo tale da
costituire una bassa impedenza complessiva
tra power e ground, sull’intero
spettro.
Un altro fattore che limita l’efficacia
delle capacità della scheda
è l’induttanza del package dei
chip. Questa induttanza aggiuntiva
si somma a quelle parassitiche presenti
nelle altre capacità del pcb, rendendole
inefficaci oltre la frequenza
di circa 1 GHz. Al di sopra di
1 GHz agiscono tuttavia le capacità
presenti on-chip (che non sono limitate
dall’induttanza del package),
fornendo il percorso a bassa impedenza
tra power e ground. Ciò spiega
perché il disaccoppiamento del
pcb venga normalmente analizzato
tra le frequenze di 1 MHz e di
1 GHz e perché la progettazione delle
PDN si focalizzi sulla minimizzazione
dell’impedenza all’interno di
questo intervallo.
L’obiettivo principale, per consentire
ai condensatori di essere efficaci
sul più ampio spettro possibile,
consiste nella individuazione del
valore massimo di capacità per ogni
induttanza parassitica. Gli effetti
parassitici per i condensatori di disaccoppiamento
sono costituiti dall’insieme
di una componente intrinseca
e di una di montaggio. La componente
intrinseca, la resistenza efficace
ESR (Effective Series Resistance)
e l’induttanza efficace ESL (Effective
Series Inductance) sono infatti proprietà
dei condensatori veri e propri.
Il loro montaggio, invece, può indurre
significativi valori aggiuntivi di
induttanza e di resistenza, e la minimizzazione
di tali componenti parassitiche
di montaggio consente di massimizzare
il range di frequenza operativo
del condensatore. Il metodo più
efficace per minimizzare le componenti
parassitiche di montaggio consiste
nel minimizzare l’area formata dai
loop nella connessione del condensatore
tra power e ground. Ciò significa che
è necessario raggruppare le via di montaggio
il più vicine possibile tra di loro, e
posizionare il condensatore quanto più
vicino possibile a power e ground.
Riuscire a mantenere una bassa impedenza
delle PDN assicura una serie
di benefici. Il beneficio più diretto
è costituito dalla minimizzazione del
ripple di tensione ai pin di alimentazione
dell’IC. In effetti, il valore massimo
tollerabile per il ripple di tensione
ai pin di alimentazione dell’IC è
proprio il parametro che determina la
massima impedenza consentita per la
PDN. Il requisito di impedenza della
PDN può essere calcolato utilizzando
la seguente formula:
Zpdn = (% ripple x V) / I max
Fig. 3 – Diagramma della tensione DC risultante dall’analisi di un power plane

Fig. 4 – Rappresentazione tridimensionale della densità di corrente su un power
plane, risultante da un’analisi effettuata con HyperLynx Power Integrity
dove V è la tensione della linea e I max è
la corrente di picco assorbita dall’IC.
In virtù di ciò, gli IC con maggiore
assorbimento di corrente e inferiori
tensioni di lavoro necessitano di una
minore impedenza delle PDN.
Un secondo beneficio indotto da
una bassa impedenza delle PDN è
una riduzione della propagazione di
rumore all’interno del pcb. I pin di
alimentazione, i pin di segnale e le via
possono tutti introdurre componenti
di rumore sui piani, rumore che può
propagarsi su tutto il pcb e influenzare
altri circuiti, come si può vedere in
Fig. 2. La presenza di percorsi a bassa
impedenza tra power e ground agevola
il flusso delle correnti di ritorno.
Poiché il rumore è costituito essenzialmente
da correnti di ritorno incontrollate,
la presenza di questi percorsi
aiuta a eliminare il problema del
rumore.
Cadute di tensione
In DC (corrente continua), lo scenario
progettuale è significativamente
più semplice, ma le conseguenze in
caso di errore possono essere molto
più gravi. L’obiettivo è sempre quel-
lo di minimizzare l’impedenza delle
PDN, ma in DC la preoccupazione
principale è quella di assicurare
la presenza di una quantità di metallo
adeguata per distribuire correnti
di intensità pari anche a decine di
Ampère. Dovendo suddividere la superficie
dei piani per accogliere il crescente
numero di diverse tensioni presenti
nel pcb, questo compito può rivelarsi
alquanto disagevole.
Può in questo caso rivelarsi molto
utile un’analisi delle forme delle PDN
sui piani, volta a identificare aree di
bassa tensione, come quella mostrata
nella Fig. 3.
Le aree del pcb in cui la tensione
scende al di sotto di una determinata
soglia minima possono condurre a
svariati malfunzionamenti degli IC
quali problemi di signal integrity ed
errori logici (ma non solo).
In aggiunta alle cadute di tensione,
altrettanta attenzione va rivolta alle
aree a elevata densità di corrente presenti
nel pcb. Tali aree possono essere
causate da colli di bottiglia conseguenti
al partizionamento del piano,
ma sono anche piuttosto comuni nelle
zone con fitte piedinature per gli IC e
i connettori, dove le areole di anti-pad
impongono la rimozione di una notevole
quantità di rame dalla superficie
del piano. Le aree ad alta densità di
corrente tendono quantomeno a indurre
cadute di tensione, ma possono
anche condurre a veri e propri malfunzionamenti
del pcb. Un collo di
bottiglia molto stretto può ad esempio
comportarsi come un fusibile e arrivare
a staccare completamente l’alimentazione.
Se la densità di corrente
è sufficientemente elevata, questa può
portare addirittura alla perforazione
del dielettrico, o a un surriscaldamento
tale da innescare la combustione. È
quindi evidente la necessità di monitorare
le aree dei piani in cui le densità
di corrente possono divenire eccessive.
L’analisi in DC delle PDN produce
anche utili informazioni sulla distribuzione
della densità di corrente,
come quelle visibili nel diagramma di
Fig. 4. È infine importante monitorare
anche le correnti che fluiscono attraverso
le via che collegano i piani tra
di loro, o i VRM ai piani. Anche le
via possono infatti costituire dei colli
di bottiglia e delle aree ad alta densità
di corrente, producendo analoghi
malfunzionamenti.
Conclusioni
L’utilizzo, durante la progettazione
delle PDN, di provati principi fondamentali,
abbinati ad analisi condotte
nelle fasi iniziali del processo di progettazione,
possono aiutare i progettisti
a evitare gravi problematiche legate
alla distribuzione dell’alimentazione.
Queste attenzioni contribuiscono
significativamente al rispetto delle
scadenze progettuali e al raggiungimento
degli obiettivi di budget, consentendo
nel contempo di progettare
prodotti più affidabili, in grado di
operare per tempi più lunghi.
Mentor
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PCB febbraio 2012
51

52 PCB febbraio 2012
▶ OLTRE I PCB – PROBLEMATICHE ELETTROSTATICHE
Pavimentazioni ESD:
procedere in sicurezza
Una pavimentazione funzionale deve avere proprietà ben precise e
durevoli per tutta la sua vita utile, o che possano essere facilmente
ristabilite mediante una manutenzione non eccessivamente onerosa.
Ciò vale anche per le proprietà antistatiche richieste per pavimentazioni
installate in EPA. Ecco le regole e i punti fondamentali da rispettare
per la corretta progettazione e installazione di una pavimentazione ESD
di Paola Di Silvestro, Mapei
È
accertato che l’evoluzione dei
processi produttivi, nei settori
di alta tecnologia e nell’industria
elettronica, è diventata così rapida
che rende necessaria una continua
innovazione dei prodotti e dei sistemi
impiegati per la protezione elettrostatica.
Le norme applicabili per la realizzazione
di ambienti in cui la presen-
za di cariche elettrostatiche può rappresentare
un pericolo, sono concepite
per limitare i danni ESD, sia latenti
che immediati.
Ne consegue che queste cariche devono
essere gestite in modo opportuno
e, a tal proposito, la pavimentazione
viene impiegata per attenuare il rischio
di danni potenzialmente introdotti
da oggetti e persone.
Fig. 1 - Stesura di massetto Fig. 2 - Compattazione e finitura
Il pavimento ESD, quindi, in aggiunta
alle sue irrinunciabili caratteristiche
di resistenza, di durata, di comfort,
attitudine alla pulizia, ecc., dovrà
avere la capacità di drenare verso terra
tutte quelle cariche che su di esso
si possono formare o con le quali esso
viene a contatto. Un pavimento, “conduttivo
e/o statico dissipativo”, con il
quale le persone e gli oggetti mobili
sono in contatto, costituirà un’efficace
Protezione Passiva utilizzata per
garantire l’equipotenzialità in buona
parte delle postazioni all’interno di
EPA (aree protette da scariche elettrostatiche).
La Protezione Passiva, che viene
fortemente raccomandata nell’industria
elettronica, diviene di primaria
importanza anche per tutti quei luoghi
dove si producono, manipolano
o stazionano sostanze infiammabili o
deflagranti.
Aree quali quella militare, l’industria
di solventi, della carta, del cotone,
dei prodotti chimici, del gas, là dove
una scarica elettrostatica anche di

modesto potenziale può produrre incendi
o deflagrazioni, devono allinearsi
ad alcune tecnologie sempre più
efficienti messe a punto per le esigenze
dell’industria elettronica.
Anche negli ambienti sanitari, sebbene
non più prescritto dalla norma
CEI 64 –8/7 sez. 710 in quanto non si
utilizzano infiammabili come un tempo,
la protezione passiva ottenuta con
un pavimento ESD conduttivo – oppure
statico dissipativo – è comunque
consigliabile, non solo negli ambienti
in cui si somministra ossigeno
e quindi a rischio d’incendio, ma anche
in tutti quei locali, e sono sempre
di più, dove sono presenti complesse
apparecchiature elettroniche medicali
esposte a problemi di compatibilità
elettromagnetica, radiofrequenze e
anche ESD.
Le garanzie di funzionalità
Già da alcuni anni (1999) essendo
la soglia critica di potenziale ammesso
in EPA su personale (HBV – Human
Body Voltage) di 100 V, la tensione di
prova della resistenza verso terra era
stata stabilita in 100 Vcc, per valori di
resistenza stimata tra 1•10 6 e 1•10 8 Ω
(vedi CEI EN 6340 4-1).
All’interno di queste zone, le pavimentazioni
conduttive o statico-dissipative
possono essere considerate idonee
in quasi tutte le situazioni.
Va ricordato che la massima resi-
Fig. 3 -
Lisciatura
del piano
di posa
stenza di sistema persona-calzaturapavimento
deve restare entro il valore
di 3,5•10 7 Ω (≤35 MΩ).
In considerazione dell’evoluzione
tecnologica attestata anche dal recente
rapporto emesso dalle più importanti
industrie del settore elettronico
(White Paper 1 2007 - Industry
Council on ESD Target Level), è evidente
che i componenti saranno maggiormente
esposti a eventi ESD e
pertanto anche la protezione passiva
delle EPA dovrà adeguarsi.
I pavimenti che negli ultimi 50 anni
hanno meglio assolto a questa funzione
appartengono, in larga misura,
alla categoria dei pavimenti “resilienti”.
La resistenza elettrica di questi
pavimenti, la cui base è polimerica,
quindi isolante, viene modificata con
l’aggiunta di elementi conduttivi durante
la produzione, in modo di ottenere
una calibrata capacità di dissipazione
delle cariche elettriche.
La lunga esperienza maturata negli
anni permette ai produttori di dosare
opportunamente i componenti che,
utilizzati con tecniche esecutive specifiche,
garantiscono ottime e durevoli
prestazioni confermate da un controllo
molto accurato.
Per la natura della loro composizione
questi pavimenti possono essere
dotati di un particolare comfort,
silenziosità, elasticità, basso spessore,
ecc. Disponibili solitamente in teli o
piastrelle, possono essere resi monolitici
con saldatura o sigillatura.
Privi di porosità e dotati di buona
resistenza all’usura, questi pavimenti
possono essere posati in sovrapposizione
a pavimenti preesistenti con un
modesto aumento di quota del piano.
Quando sono realizzati e mantenuti
correttamente, essi garantiscono
una conduttività costante.
Requisiti fondamentali
Il pavimento idoneo per le zone
EPA dovrà quindi possedere le caratteristiche
sopracitate le quali dovranno
durare per tutta la sua vita.
Il buon esito dell’installazione dipende
dall’impiego di prodotti validi
e garantiti, ma anche dalla qualità della
posa in opera; pertanto sarà opportuno
che già in sede progettuale vengano
stabilite le seguenti condizioni:
a) resistenza meccanica e planarità: il
supporto del pavimento dovrà avere
una resistenza meccanica adeguata a
sopportare i carichi a cui il pavimento
sarà sottoposto ed essere piano, solido
e privo di lesioni.
b) umidità: il supporto dovrà essere
asciutto sia durante la posa sia nel
tempo. Le solette realizzate direttamente
su terreno o su vespaio non
sufficientemente aerato, massetti gettati
su strutture recenti o su strati di
coibentazione a pori aperti, su porticati
aperti o su locali umidi, dovranno
tassativamente essere isolati dal loro
piano di appoggio con un’efficace e
durevole impermeabilizzazione o barriera
al vapore. Nel caso in cui l’umidità
di risalita non venisse fermata da
un adeguato e durevole strato impermeabile,
essa potrà produrre problemi
di adesione con rotture e bolle sia su
pavimenti resilienti sia su pavimenti
in resina.
Infatti, se un pavimento cementizio
la cui traspirabilità permette la
fuoriuscita dell’acqua di risalita sotto
PCB febbraio 2012
53

54 PCB febbraio 2012
Fig. 4 - Superficie pronta alla posa
del pavimento
forma di vapore venisse trattato con
una finitura di porosità più bassa o
nulla, si potranno originare pressioni
in grado di staccare o interrompere
la continuità della finitura, cosi come
capita con gli intonaci delle pareti sopra
menzionate.
Non dobbiamo neppure dimenticare
che, fino a 50 anni fa, l’umidificazione
del pavimento di cemento era il
mezzo usato per controllare le cariche
elettrostatiche nei pavimenti dei dinamitifici
o dove si manipolavano gas
o sostanze infiammabili o deflagranti
come nelle sale operatorie.
Ovviamente, per pavimenti attuali
che non consentono la traspirabilità,
sarà necessario fermare l’umidità
di risalita prima della loro posa, mediante
un’efficace e durevole barriera
al vapore o impermeabilizzazione.
Quanto sopra vale sia per le applicazioni
a piano terra ma, in alcuni
casi, anche per strutture sospese (solai)
all’aperto (su porticati). Queste
tecniche sono da applicare anche in
presenza di strati di alleggerimento
(pomice, argilla espansa o lapillo
lavico), che possono cedere successivamente
l’umidità contenuta nelle
loro porosità.
c) conduttività corretta e durevole:
la conduttività del pavimento, ovvero
la sua bassa resistenza elettrica al
passaggio delle cariche elettrostatiche
verso i nodi equipotenziali, deve
essere garantita da adesivi conduttivi
caratterizzati dalla minore resistenza
ohmica possibile, in collaborazione
con opportuni elementi in rame, stabilmente
collegati a terra.
Quando un pavimento conduttivo
è realizzato con elementi adeguati ai
Fig. 5 - Posa di pavimento resiliente su adesivo conduttivo
in ambiente ESD
carichi e al traffico previsto e posato
con adesivi conduttivi validi, di elevate
e durevoli prestazioni meccaniche
e conduttive (resistenza trasversale
≤ 1,0 MΩ), questo può favorire l’equipotenzialità
e la dissipazione di tutte
le cariche elettrostatiche presenti o
addotte da elementi quali le calzature,
le ruote, gli scaffali e così via.
Fig. 6 - Camere ambientali all’interno delle quali adesivi, autolivellanti,
primers e, in generale, materiali per l’edilizia vengono analizzati per valutare
le emissioni di VOC nell’aria (GEV testing method) al fine del conseguimento
della certificazione EMICODE

Fig. 7 - Il campione è miscelato, pesato ed applicato su una
lastra non adsorbente di vetro
Fig. 9 - A tempi predefiniti viene prelevata l’aria della
camera utilizzando una pompa, collegando una cartuccia
adsorbente capace di trattenere tutti i composti volatili
presenti nell’aria della camera
Progettazione ed esecuzione
ecosostenibile
di pavimentazioni ESD
Oltre alle suddette regole da rispettare
per una buona progettazione
ed esecuzione delle pavimentazioni,
al giorno d’oggi si presta grande
attenzione al tema sempre più sentito
dell’ecosostenibilità e della sicurezza
negli ambienti di lavoro.
L’eco-sostenibilità in edilizia è un
tema di stretta attualità. Purtroppo
non sempre dietro a questa inflazionata
parola si trovano fatti concreti.
Per quanto riguarda il settore della
posa di pavimentazioni, nello specifico
quelle installate in EPA, negli anni
’70 sono stati introdotti sul mercato
prodotti in dispersione acquosa a basso
contenuto di solvente.
L’impegno si è quindi concretizzato
in programmi di ricerca per lo sviluppo
di prodotti a basse emissioni di sostanze
organiche volatili (VOC) privi
di solvente per migliorare la qualità
dell’aria negli edifici dove sono utilizzati
e, quindi, il benessere sia degli
applicatori sia degli utilizzatori finali.
Strettamente legata alla posa dei
pavimenti resilienti era la questione
del permanere dell’odore, di breve o
lunga durata, che accompagna e segue
questo tipo di applicazione. Al tempo
stesso i consumatori si sono mostrati
sempre più attenti alla qualità
dell’aria, in particolare all’interno
degli edifici e, in generale, a una tipologia
di edilizia “sana. L’industria
dei rivestimenti tessili si è mossa in
questa direzione creando dei marchi
che certificassero i materiali non
Fig. 8 - Il provino viene trasferito nella camera ambientale
subito dopo la preparazione
Fig. 10 - Le cartucce vengono infine sviluppate tramite un
desorbitore termico; i composti organici volatili sono separati
tramite gas-cromatografia, identificati con un detector di
massa e quantificati con detector a ionizzazione di fiamma
nocivi e a bassa emissione di sostanze
organiche volatili (VOC): è così
che è stata fondata, nel dicembre
1990, la GuT (Gütegemeinschaft
umweltfreundlicher Teppichboden
e.V.), “Associazione di qualità per pavimenti
tessili ecologici”.
Nel 1993 anche l’industria dei materiali
da costruzione ha raccolto la
sfida del miglioramento della qualità
dell’aria degli interni. Dopo ricerche
promosse a livello individuale
dai vari produttori, nel 1996 sono
stati condotti progetti di ricerca,
in collaborazione con GuT e TFI
(Teppichforschungsinstitut Aachen
– “Istituto di ricerca sulle coperture
di Aachen”), relativamente all’odore
e alle emissioni di VOC rilasciate
dai materiali tessili. Il 24 febbraio
1997 i principali produttori di
PCB febbraio 2012
55

Tabella 1 - limiti massimi di emissioni consentiti per prodotti
certificati EC1, EC1 Plus e Blaue Engel
Emissioni residue
dopo 3 giorni
Emissioni residue
dopo 28 giorni
56 PCB febbraio 2012
Criterio
adesivi per la posa dei pavimenti hanno
dato vita al GEV (Gemeinschaft
Emissionskontrollierter
Verlegewerkstoffe, e.V.), l’“Associazione
per il controllo delle emissioni
dei materiali per la posa”, il cui scopo
era, ed è anche oggi, l’elaborazione
e la messa in atto di appropriate norme
e metodi per il controllo, la classificazione
e la marchiatura dei materiali
per la posa, relativamente alle
emissioni di VOC.
In quest’ottica è stato creato il sistema
di classificazione EMICODE,
un tipo di certificazione misurabile,
riscontrabile oggettivamente, documentabile
e, di conseguenza, estremamente
affidabile.
La comunicazione con le aziende e
la definizione e il perseguimento degli
obiettivi dell’Associazione hanno
comportato un’enorme mole di lavoro
in ambito tecnico. È stato necessario
elaborare e testare un sistema di valutazione
che fosse in grado di individuare
la presenza di sostanze organiche
volatili, valutandone la quantità. Si
sono dovuti stabilire dei limiti rigorosi,
il cui rispetto garantisse che non venissero
rilasciate in aria sostanze organiche
volatili in quantità tali da influire
rilevantemente a livello fisiologico.
GEV
Emicode
EC1 PLUS
GEV
Emicode
EC1
Blaue
Engel
TVOC μg/m3 750 1000 1000
Somma dei componenti
carcinogeni μg/m3 10 10 10
Formaldeide μg/m3 50 50 –
Acetaldeide μg/m3 50 50 –
TVOC μg/m3 60 100 100
TSVOC μg/m3 40 50 50
R 1 – 1
VOC senza LCI 40 – 40
Se il sistema di certificazione
EMICODE ha avuto origine con gli
adesivi per rivestimenti tessili per pavimenti,
è pur vero che si è velocemente
esteso fino a coinvolgere altre
categorie di prodotti.
Perciò oggi numerosi adesivi per
parquet, primer, livellanti e lisciature
sono certificati “EMICODE EC1” ed
“EMICODE EC1 Plus” (a bassissima
emissione di sostanze organiche volatili).
Una conseguenza di questo processo
è la modifica del nome del GEV
che è divenuto “Gemeinschaft emissionskontrollierter
Verlegewerkstoffe,
Klebstoffe und Bauprodukte e.V.”
o Associazione per il controllo delle
emissioni dei materiali per la posa,
adesivi e prodotti per edilizia.
Per gli architetti e i direttori dei
cantieri EMICODE è un prezioso
aiuto quando devono orientarsi
all’interno dell’ampia offerta di
prodotti per edilizia a disposizione.
Questo sistema di certificazione
rende infatti possibile la realizzazione
dell’intero pavimento mantenendo
un bassissimo livello di emissioni
di VOC; è quindi possibile disporre
di sistemi di posa “ECO-Sostenibili”
composti da malte premiscelate per
il confezionamento di massetti a pre-
sa normale ed asciugamento rapido,
primer promotori di adesione, consolidanti
e impermeabilizzanti, rasature
tissotropiche e autolivellanti,
adesivi per la posa di piastrelle ceramiche,
materiale lapideo, parquet, resilienti
e tessili.
L’EMICODE indica, appunto, il
livello di emissioni e, dunque, si propone
in primo luogo di garantire la
protezione dell’utilizzatore finale.
Un’ulteriore certificazione dei prodotti
per pavimentazioni è il Blaue
Engel: anche questo marchio garantisce
sia ai posatori che agli utilizzatori
finali una buona qualità dell’aria.
GEV e Blaue Engel sono classificazioni
entrambe molto severe, che valutano
le possibili emissioni di sostanze
organiche volatili dai prodotti per
l’edilizia sia a breve (3 giorni) che a
lungo termine (28 giorni) dall’applicazione
del prodotto in apposite camere
ambientali. Entrambe le certificazioni
considerano i prodotti basso
emissivi in base al loro Total VOC
(la somma di tutti i composti organici
volatili emessi dopo un certo tempo
dalla posa del prodotto) e all’assenza
di emissioni di composti cancerogeni
quali, ad esempio il benzene, l’acetaldeide,
la formaldeide, il diossano e
così via.
In Tab. 1 vengono riportati i limiti
massimi di emissioni consentiti per
prodotti certificati EC1, EC1 Plus e
Blaue Engel.
Esistono infine a livello internazionale
numerosi altri label che garantiscono
l’eco sostenibilità per rispondere
alle diverse esigenze dei mercati locali
(ad esempio, la certificazione M1
per Finlandia).
(Il testo è stato presentato in occasione
del XIII CONGRESSO NAZIONALE ESD,
Marostica 26 Maggio 2011)
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www.mapei.com

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È lieta di invitarLa al
4° WorkShop i-tronik
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del settore e utilizzatori fi nali
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• Macchina di lavaggio Stencilclean SIA per telai serigrafi ci di PBT
• Forno Vapour Phase con il vacuum di IBL
• Camera climatica MK di Binder
• Software per la tracciabilità e gestione commesse Asytrack
Particolare attenzione sarà dedicata alla presentazione delle macchine TRI
• Sistemi di ispezione AOI/SPI in-line
• Macchina AXI, raggi X 3D in-line
• Sistemi di collaudo in-circuit, batch e in-line
Inoltre, i-tronik offrirà la possibilità, su richiesta e a seguito
della compilazione del modulo dedicato, di un approfondimento
mirato sui sistemi ICT e X-RAY in-line che si svolgerà
durante la mattinata di entrambe le date in uno spazio
appositamente allestito.
Le aziende che aderiranno all’iniziativa potranno testare le
performance di ogni singolo prodotto e approfondirne la
conoscenza, confrontandosi direttamente con i responsabili
commerciali e tecnici delle case produttrici rappresentate
da i-tronik.
Le persone interessate a partecipare all’evento potranno
scaricare il modulo di adesione dal nostro sito. La
conferma di partecipazione dovrà essere inviata via fax allo
049 893.48.22 oppure via e-mail a s.ghita@itronik.it entro
e non oltre il 09-03-2012.
i-tronik S.p.A. - Tel. 049 895.23.02 - www.itronik.it

58 PCB febbraio 2012
▶ OLTRE I PCB – STACK 3D
DRAM 3D su Logica:
esperienze e valutazioni
IMEC realizza un dimostratore e un modello
di test per stack 3D eterogenei
di Eric Beyne, IMEC
tridimensionale
(3D) o verticale è una tecno-
L’integrazione
logia molto promettente per
i progetti IC di domani. Il 3D offre
allo sviluppatore numerose possibilità
alternative, alla ricerca di soluzioni di
sistema economicamente convenienti
su un unico chip. Esso consente ulte-
riori riduzioni del fattore di forma
rispetto alle attuali soluzioni a livello
di sistema e supera i limiti tradizionali
delle interconnessioni dei singoli
componenti del sistema.
Il progresso tecnologico più importante
del principio 3D è l’interconnessione
ottimale, ottenuta attraverso
la realizzazione di un die costituito da
più chip impilati. Questo vale soprattutto
in virtù dell’esigenza determinata
dai costi di combinare, nei progetti
a livello di sistema, tecnologie di processo
di provenienza diversa - provenienti
da diversi impianti produttivi
- in piattaforme eterogenee. Si ottiene
come risultato finale una densità di
I/O superiore di un fattore 16 rispetto
alle tecniche attualmente in uso.
Le colonne portanti della tecnologia
3D sono costituite dai TSV (fori
passanti attraverso il silicio), dall’assottigliamento
dei wafer e dalle microsfere.
Per queste tecniche sono attualmente
disponibili soluzioni di
processo, dati di affidabilità e regole
di progetto. La tecnica più avanzata
appare essere la formazione dei TSV.
Le altre fasi del processo, come ad
esempio l’incollaggio e la rimozione
dell’incollaggio di uno strato di trasporto
in silicio o in vetro in condizioni
di temperatura sensibili, o l’uso
di una soluzione senza strato di trasporto,
l’assottigliamento del wafer
con relativa movimentazione e passivazione
del lato posteriore, e non
da ultimo l’alloggiamento, richiedono
progressi precisi per i processi di
fabbricazione in grossi volumi.
Attualmente si ricorre alla tecnica
a microsfere in corrispondenza di dimensioni
pari a 20 μm.
In merito all’underfill, la discussione
verte su diversi approcci come
le tecniche capillari tradizionali, il
No-flow Underfill e la tecnica WLUF
(Wafer-Level Laminated Underfill)

esplorata da IMEC, la quale applica il
materiale di riempimento prima della
suddivisione in die all’intero wafer
attraverso spin coating o laminazione.
IMEC ha presentato i risultati sperimentali
relativi a questa tecnica.
Attraverso il processo TSV, IMEC
persegue il proprio principio dei “fori
di via in mezzo”, ossia della formazione
dei TSV dopo il passaggio
FEOL, ma prima dell’interconnessione
BEOL (Fig. 1). La tecnologia
“Cu-nail” Damascene inoltre produce
fori di via in un semplice passaggio
litografico con un rapporto di forma
elevato, con un diametro di 5 μm
per una lunghezza di 50 μm.
Di questi aspetti critici per il processo
si è occupato il progetto di cooperazione
avviato da IMEC, cui partecipano
numerosi partner industriali.
Uno stack eterogeneo
con DRAM e chip di Logica
Allo scopo di valutare le proposte
di soluzioni attualmente disponibili
delle industrie interessate nel progetto,
IMEC ha sviluppato e prodotto,
sulla base di una lunga attività di
ricerca e delle esperienze maturate nel
campo dell’integrazione 3D con numerosi
partner di processo coinvolti,
un chip eterogeneo, il quale combina
risorse di memoria e di logica in
uno stack - denominato DRAM-on-
Logic. Da questa cooperazione con
l’industria derivano importanti conoscenze
per progetti futuri di integrazione
in 3D.
Il chip da noi realizzato è basato su
un processo IC CMOS proprietario
di IMEC.
Sopra di questo è applicata una
DRAM disponibile in commercio,
utilizzando TSV e microsfere.
È inoltre integrato un riscaldatore,
per controllare gli effetti di eventuali
hot spot in corrispondenza dei refresh
della DRAM. Inoltre, l’archi-
Fig. 1 - Formazione dei TSV con la tecnica “Via-middle” di IMEC
tettura comprende anche strutture
di test per il monitoraggio dei diversi
parametri che influiscono sulle prestazioni
funzionali di un tipico stack
3D: stress termomeccanico, il rischio
di scariche elettrostatiche (ESD), le
caratteristiche elettriche dei TSV e
delle microsfere, i modelli di errore
per i TSV, ecc.
Risultati a livello di sistema
e relativi al processo
Il punto di vista tecnologico
Dal punto di vista tecnologico, si
osserva come risultato, che è richiesto
uno spessore minimale del wafer
di 50 μm, per tenere sotto controllo
gli hot spot locali sul die logico.
Gli hot spot sono generati da differenze
locali della dissipazione del calore,
e provocano gradienti di temperatura
locali distribuiti irregolarmente
sul die della memoria. Ciò potrebbe
portare a una riduzione del tempo
di hold nelle celle di memoria della
DRAM. In realtà, alla fine il nostro
dimostratore dello stack 3D ha
evidenziato che la DRAM funge da
dissipatore efficace di calore per il die
logico. In questo modo viene ridotta
l’intensità degli hot spot e l’aumento
di temperatura nella DRAM è fortemente
limitato.
I risultati di una serie di esperimenti
I risultati della nostra serie di
esperimenti permettono di calibrare i
nostri modelli termici, che dovrebbero
essere attuati come tool per l’automazione
dei progetti 3D (EDA).
Oltre a ciò, abbiamo formulato più
di 40 nuove regole di progetto dedicate
e i modelli per la tecnologia
3D - dalle regole basilari del progetto
elettrico fino alle regole specifiche
per il Design-for-Manufacturability.
I risultati raggiunti
Abbiamo raggiunto queste importanti
pietre miliari per il processo
in stretta collaborazione con i nostri
partner per l’integrazione 3D, fra
i quali figurano produttori di memorie
e di IC, oltre che di alloggiamenti
e di strutture per il test. Abbiamo
coinvolto sin dall’inizio tutti i partner
della filiera.
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Fig. 2 - Dimostratore DRAM-on-Logic di IMEC con strutture di test per diversi
parametri di processo come TSV, assottigliamento del wafer e stacking
Questo ha portato a precisi accordi
di varia natura sui parametri di processo.
Ci siamo anche occupati intensamente
dei problemi legati alla proprietà
intellettuale, alla garanzia e
all’attribuzione delle risorse sul sistema
DRAM-on-Logic.
L’applicazione finale
Last but not least, abbiamo individuato
una chiara e convincente applicazione
finale come base per il nostro
progetto. Questo ci consente di concentrarci
in modo efficace sulle nostre
risorse e, partendo da ciò, di convincere
i nostri partner nella filiera a supportare
lo sviluppo della tecnologia TSV.
Per questo motivo abbiamo sviluppato
un tool dedicato con i nostri partner
EDA e fabless - il flusso Pathfinding.
Con questo tool possiamo ben consolidare
l’argomento di vendita a favore
delle soluzioni DRAM-on-Logic.
Quindi, in base a ciò, noi sosteniamo
i nostri partner nella valutazione della
struttura costi/benefici della tecnica
DRAM-on-Logic per i loro progetti
specifici. Con il flusso Pathfinding i
nostri partner valutano i propri concetti
di prodotto per il 3D, e proprio nel
primo stadio del progetto del sistema,
prima che si rendano necessari gli investimenti
più consistenti per la produzione.
Per di più, si ha che il rapido
flusso di progettazione abbraccia anche
un modello per una stima dei costi
dell’integrazione 3D.
Di conseguenza, noi utilizziamo
il modello non solo come strumento
per la stima del rapporto costi/benefici
dei diversi progetti, ma anche per
ridurre i costi della tecnologia 3D.
Argomenti a favore
degli stack 3D eterogenei
Siamo convinti che le esperienze
maturate complessivamente durante
il progetto, nel campo della progettazione
e della fabbricazione di questo
chip DRAM-on-Logic aiuteranno
anche a sviluppare la prossima generazione
di IC sotto forma di stack 3D.
Essi puntano soprattutto alle applicazioni
mobili del futuro di circuiti a
basso consumo, con requisiti crescen-
ti di ampiezza di banda e con funzioni
analogiche. A questo scopo abbiamo
realizzato il dimostratore della tecnologia
3D DRAM-on-Logic (Fig. 2).
Un altro filone di sviluppo ricco di
prospettive dell’integrazione 3D è dato
dai sistemi ad alte prestazioni dotati
di grandi densità di memoria e di
processori ad alte prestazioni che richiedono
inoltre lo strato di interposizione
al silicio (“2.5 D”) in Stack. In
generale, sul lungo termine i fattori
trainanti della tecnologia 3D sono costituiti
dagli stack di memoria ad alta
densità e dalla tecnica di produzione
dei microsistemi, la quale aumenta
anche l’integrazione dei MEMS.
La necessità
di una roadmap
Dopo la conclusione del progetto
si ottiene una visione d’insieme della
portata dei risultati, come piattaforma
per l’integrazione compatta dei
sensori. Tali risultati renderanno possibile
l’integrazione orientata al SoC
dei sensori con componenti analogici
e digitali. Inoltre essi porteranno a
una radicale riduzione del fattore di
forma.
Un’anticipazione: sulla base delle
esperienze sin qui raccolte, riteniamo
necessario creare una roadmap chiara
e orientata ai prodotti. Questa roadmap
deve consentire alla filiera di
concentrarsi sulla tecnologia di processo,
sull’integrazione e sulla R&D per la
progettazione a livello di sistema.
Il progetto qui descritto è stato portato
a termine in collaborazione con i
partner chiave di IMEC nell’ambito del
programma CMOS principale. Si annoverano
inoltre Globalfoundries, Intel,
Micron, Panasonic, Samsung, TSMC,
Fujitsu, Sony, Amkor, Qualcomm,
Xilinx, Altera e Nvidia.
IMEC
www2.imec.be

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▶ PRODUZIONE – SUGGERIMENTI D’AUTORE
Definizione
e valutazione di un
processo di cleaning
Dichiarazioni e suggerimenti quasi ovvi, ma mai
ripetuti abbastanza quando si tratta di cleaning:
come affrontare preparati le varie fasi nella
pulitura di schede e assemblati
di Tom Forsythe, Kyzen
Quando si sente parlare di
sistemi di cleaning di solito
l’idea collegata è quella di
macchine che fanno parte di una linea
produttiva, spesso di dispositivi di
grandi dimensioni. Oggi affrontiamo
invece la situazione da una prospettiva
leggermente diversa. Affronteremo
tutte le fasi dell’intero processo di cleaning
e discuteremo in breve la loro
importanza in relazione a ogni altro
processo di pulizia.
Una vasta gamma di attrezzature per simulare o sviluppare il processo di completa
pulizia in un ambiente privo di rischi per l’operatore
Da dove iniziare? Stranamente il
primo passo nella definizione dei processi
di cleaning parte con le operazioni
attuate dall’operatore stesso.
Il tutto prende il via dalla valutazione
del substrato o dell’assemblato
che devono essere sottoposti a cleaning
e dai residui che da questi devono
essere rimossi. Gli stencil sono
normalmente più semplici da trattare
che non gli assemblati, ma tendono a
essere maggiormente sensibili alle alte
temperature. La pasta saldante non
ancora sottoposta a fusione è generalmente
più semplice da pulire rispetto
a quella generata dalle operazioni
di post-reflow e, come ci si può aspettare,
nessun residuo di pulitura è più
difficile da eliminare dei residui solubili
all’acqua.
L’oggetto in esame
Perché iniziare dai residui e dalla
parte da sottoporre a pulizia? Sono
questi i due elementi determinano la
definizione del processo di cleaning.
Le dimensioni delle parti che devono
essere pulite determinano naturalmente
le dimensioni della camera di
pulizia della macchina di cleaning.
È chiaro che l’elemento da pulire
deve poter essere introdotto agevolmente
nella macchina. Le parti da
sottoporre a pulizia e i residui da eliminare
determinano quindi la selezione
dell’agente di pulizia.

È un po’ come a casa propria, dove
utilizziamo di detersivi diversi a seconda
delle cose che dobbiamo da pulire:
il lavaggio dell’automobile, quello
dei piatti, quello dei vestiti, senza
contare poi i prodotti per l’igiene
personale; lo stesso vale per ogni
operazione di produzione. Nel mondo
dell’elettronica oggi, i materiali di
pulitura a base d’acqua – cioè i liquidi
concentrati diluiti in acqua direttamente
dall’utilizzatore - sono i più
comunemente usati. Tali materiali
vanno dai più vecchi come composizione,
di solito i più corrosivi e pericolosi
per la loro composizione chimica,
ai più sicuri, quelli a bassa acidità
e assai più efficaci delle nuove composizioni.
Se si parte da zero o se si
considera un possibile aggiornamento
dei processi preesistenti, raramente
c’è bisogno di ricorrere a materiali di
più vecchia composizione. Il consiglio
è quindi quello di procedere con una
mentalità “verde”.
Alla ricerca
del prodotto ideale
Rispettare l’ambiente suona senz’altro
invitante, ma come? La prima cosa
da farsi è trovare l’agente di pulizia
che sia il più adatto possibile ai residui
da eliminare e ai substrati da pulire.
Sebbene ciò possa sembrare difficile
da mettere in pratica, si tratta in
realtà di qualcosa di tutto sommato
semplice.
Sul mercato naturalmente esiste
una vasta gamma di produttori di materiali
di pulizia. Alcuni sanno immediatamente
quale prodotto proporre:
ciò avviene in genere quando tali produttori
dispongono di un catalogo di
prodotti ridotto o, addirittura, quando
trattano un solo prodotto; di solito
i prodotti di composizione più vecchia
sembrano essere ideali per qualsiasi
applicazione. Naturalmente è più
facile adattarsi a un prodotto solo, che
Tom Forsythe, vicepresidente di Kyzen
non riuscire a trovare un articolo fra
tanti che si adatti esattamente alle
proprie esigenze. Un ulteriore punto è
che i prodotti a base d’acqua richiedono
una particolare attenzione nei confronti
della concentrazione del materiale
di pulizia, che deve collocarsi entro
un range ottimale, in genere compreso
fra il 10 e il 20% rispetto alla
quantità d’acqua. Ciò è semplice da
ottenere e richiede una dose minima
di attenzione.
Le aziende più importanti a livello
industriale possiedono una vasta
gamma di prodotti da destinare alle
esigenze più varie presentate da centinaia
di prodotti di saldatura venduti
in ogni parte del mondo. Tali aziende
hanno studiato centinaia di materiali
di saldatura diversi, pertanto conoscono
bene quali dei loro prodotti
possano essere più adatti per ottenere
le migliori soluzioni. Naturalmente il
dato più importante in questa analisi
è quale sia in realtà il materiale di saldatura
da pulire e le informazioni relative
al substrati, di modo da condividere
tali informazioni aumentando la
complessiva rapidità del processo.
Validazione mediante test
Come secondo passo viene la validazione
mediante test. Di nuovo è
possibile pensare che sia facile da dire,
ma come si fa quando non si disponga
di un proprio sistema di cleaning
oppure nel caso in cui il sistema a disposizione
non disponga di un tempo
di inattività da condividere con la fase
di test? Esistono anche in questo caso
aziende fornitrici che possono aiutare.
Queste dispongono di laboratori
applicativi in tutto il mondo che possono
fornire tale servizio di test o che
sappiano chi lo possa offrire.
I laboratori presenti in tali aziende
non solo dispongono di tutti i tipi
di macchine di cui si può aver bisogno,
ma quelli più avanzati dispongono
di macchine di verifica che vanno
dai microscopi digitali ad alta potenza
e dalle macchine di test per residui
ionici fino ai dispositivi per la cromatografia
ionica e i FTIR (Fourier
Transform Infrared Spectroscopy),
cioè alle macchine di Spettroscopia
IR in trasformata di Fourier. A questi
si affiancano tutto quegli esperti che
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64 PCB febbraio 2012
Lo staff tecnico sceglie la chimica più efficace per il processo di pulizia
possono seguire le valutazioni e mettere
a disposizione la propria esperienza
tecnico-scientifica.
Ora, è stato dunque valutato ciò di
cui si ha necessità per avviare il processo
di pulizia e quali siano i prodotti
necessari per rimuovere le impurità.
È stata valutata una gamma di materiali
di pulizia (e i relativi fornitori)
che siano adatti alle proprie necessità.
Ora abbiamo a disposizione il materiale
di pulizia o, almeno, un paio fra
i selezionati e conosciamo quali siano
le macchine necessarie per eseguire il
processo: spray, ultrasuoni o spray in
immersione.
Requisiti di processo
Vediamo ora di valutare quali siano
i requisiti di processo: a quanto ammonta
il volume dei substrati che devono
essere valutati? Si tratta di elementi
esotici, parti di alto valore intrinseco
che vengono prodotti in poche
unità o in poche dozzine alla settimana,
oppure si tratta di una produzione
in grandi volumi con migliaia di
pezzi prodotti?
O si tratta invece di un prototipo
e il contratto per una produzione
in volume è ancora di là da venire?
Vediamo questi temi uno per uno
partendo dal minore.
Prototipi
I prototipi, per diversi motivi, sono
i più critici da trattare. Il motivo è che
spesso questi sono un target in movimento.
Il progetto non è ancora definitivo,
così come i materiali e i componenti
da utilizzare non sono ancora
ben definiti; spesso il cliente finale sta
ancora finalizzando le specifiche e, in
alcuni casi, sono ancora incerti i volumi
che ci si aspetta, sebbene, naturalmente,
questi possano essere ingenti.
La valutazione dei prototipi avviene
di solito facendo riferimento alle
principali aziende fornitrici di materiali
e ai loro laboratori completi dei
migliori strumenti test; questi elementi
rappresentano il migliore aiuto
per chi operi con prototipi. Bisogna
ricordare che queste aziende beneficiano
dell’esperienza di migliaia di loro
clienti; non hanno una conoscenza
assolutamente totale, ma hanno cer-
tamente visto molte cose. Le équipe
di laboratorio possiedono una competenza
tale da poter valutare nel migliore
dei modi nuovi progetti emergenti
in relazione a quanto e a come
questi debbano essere sottoposti a
processo di cleaning. Essi hanno inoltre
la possibilità di testare tali sistemi
usando una varietà di metodi diversi
su tutto lo spettro produttivo, offrendo
tutti i dati necessari nel momento
in cui si renda necessario chiudere
il programma e passare alla produzione.
In questo caso l’elemento chiave è
la comunicazione.
Il solo modo in cui questi esperti
possono aiutarci è di condividere con
questi il diritto d’informazione, anche
se si tratta di progetti ancora in corso
di sviluppo. Non bisogna però stupirsi
se accordi di non divulgazione siano
abbastanza comuni durante le valutazioni,
specialmente con progetti relativi
a prototipi.
Produzione in volumi limitati: ovvero,
come farsi aiutare dai fornitori
Mettiamo ora che il progetto abbia
ormai superato la fase prototipale
e che sia pronto ad andare in produzione.
Mettiamo anche che si tratti di
un progetto speciale, con alti margini,
caratterizzato da volumi modesti, con
poche dozzine di assemblati al giorno.
In questo caso dovremmo considerare
un complesso di sistemi di pulizia
per lotti. Esistono diversi motivi
per fare questa scelta: i sistemi per lotti
più comunemente usati oggi sono
i sistemi di pulizia ad armadio simili
alle lavastoviglie. Questi sistemi hanno
dimostrato per molti anni di essere
una scelta giusta con centinaia, se non
migliaia di dispositivi utilizzati in tutto
il mondo da un grandissimo numero
di utilizzatori.
I fornitori più importanti sono facili
da selezionare. Questi sono presenti
infatti sul mercato da molti anni
e possiedono una forte reputazione

Il tuo sistema di cleaning sta
prendendo la strada sbagliata?
Lascia che
ti indichi la giusta direzione
Kyzen è specializzata in prodotti chimici di
precisione per l’elettronica, per il packaging
avanzato, per le fi niture metalliche e per
le applicazioni aerospaziali. L’esperienza
della nostra azienda e il supporto rivolto
alla clientela garantiscono soluzioni di
processo integrato di cleaning capaci di
risolvere qualsiasi problema di pulizia. Noi
vi offriamo un prodotto di prova assolutamente affi dabile che vi
permetterà di verifi care la qualità dei risultati raggiungibili con
i prodotti Kyzen. Chiamaci oggi per valutare personalmente i
processi di cleaning che Kyzen offre ai propri clienti.

66 PCB febbraio 2012
per quello che riguarda servizio e
qualità dei prodotti. Non c’è da stupirsi,
dunque, che queste aziende siano
proprio quelle che adottano i sistemi
più all’avanguardia e aumentano
costantemente i loro articoli presenti
in catalogo, il tutto a beneficio
di chi ne abbia bisogno. La nostra
è un’industria globale e i fornitori
più importanti possono essere trovati
in ogni parte del mondo; è possibile
dunque trovarli pronti, disponibili
e capaci di dimostrare le potenzialità
dei loro sistemi.
Essi sono inoltre estremamente
competenti per quello che riguarda
praticamente tutti i materiali
di pulizia disponibili sul mercato.
Nel corso di questa valutazione i produttori
di macchine realizzeranno il
migliore sistema di cleaning possibile
avvalendosi dell’esperienza e dei dati
trasmessi al laboratorio di applicazione
dei materiali. La chiave di questo
processo è quella di valutare il lavaggio
adeguato, così come i tempi di risciacquo
e di asciugatura per riuscire a
raggiungere quanto stabilito. In un sistema
per lotti ognuno di questi passi
può essere ottimizzato individualmente
per raggiungere il processo più ottimizzato
nel complesso globale del processo
di pulizia. Il lavoro di ottimizzazione
compiuto direttamente permetterà
di ridurre tempo e costi rispetto a
quanto eseguito direttamente in linea
durante il processo di produzione. Ci si
ricordi sempre che un’accurata pianificazione
mette al riparo da una inevitabile
scarsità di performance.
Quando si programmano tali valutazioni
con i costruttori di macchine,
si cerchi naturalmente di tenere informati
e coinvolgere direttamente i fornitori
di materiali di consumo. Tuitto
ciò permette di approfittare della ricchiezza
d’informazioni che sia i fornitori
di macchine sia quelli di materiali
di consumo possono offrire nel loro
complesso.
Prodotti di fascia alta e alti volumi
Ora osserviamo invece la situazione
quando ci si trovi a dover sottoporre
a cleaning un prodotto di fascia alta
e in grandi volumi. In questo caso sarà
preferibile optare per un sistema di
pulizia continuo in linea.
La differenza chiave tra un sistema
per lotti e uno in linea è che i tempi
di lavaggio, risciacquo e asciugatura
di quest’ultimo si basano sulle dimensioni
della macchina di pulizia e sulla
velocità del nastro convogliatore fra le
varie macchine della linea stessa.
Di solito è presente un unico nastro
trasportatore per l’intero sistema,
in modo che basta variare la velocità
per regolare il giusto lavaggio, il corretto
risciacquo e l’ottimale tempo di
asciugatura.
Di nuovo, i fornitori ufficiali operanti
in questo segmento di mercato
possiedono anni di esperienza sulle
spalle. Loro stessi avranno la possibilità
di adeguarsi al lavoro eseguito
presso il laboratorio materiali di
modo da progettare il migliore processo
adeguato alle proprie necessità.
Spesso nella progettazione di una
macchina per la pulizia parte proprio
dalla velocità del nastro convogliatore.
Questo calcolo di produttività è abbastanza
facile da ottenere; la sfida si
presenta quando il lavoro deve essere
eseguito in velocità. In particolare,
ciò significa progettare le dimensioni
della sezione di lavaggio in modo tale
da far sì che il tempo di pulizia sia abbastanza
lungo da consentire un adeguato
processo di lavaggio ai substrati
coinvolti.
Le dimensioni della sezione di lavaggio
non fanno parte del processo
finalizzato al risparmio economico
pensato quando si tratta di dover
acquistare un sistema di lavaggio.
Questi sistemi sono abbastanza robusti
e consentono moltissimi anni di
costante utilizzo prima di dover essere
sostituiti. Non sapremo mai quali po-
trebbero essere i progetti che ci aspettano
un domani, così come le potenzialità
che in tale processo ci verranno
richieste.
Una volta ancora: l’importante lavoro
di ottimizzazione del processo
richiede che si tenga conto dei substrati
e del tempo che a questi deve
essere destinato. Entrambi questi elementi
non possono essere dissociati.
Un ultimo dettaglio da tenere in
considerazione è quello che riguarda i
sistemi in linea: questi tendono a essere
destinati ad alti volumi e caratterizzati
da un’operatività continua. Ho
ricordato precedentemente quanto sia
importante considerare la concentrazione
di questi componenti di pulizia
a base d’acqua nel sistema. Nei sistemi
in linea questo problema è più dinamico
e richiede una maggiore attenzione
all’area interessata. Sono disponibili
sistemi di monitoraggio automatizzati,
alcuni dei quali operativi da anni
e che lavorano in modo impeccabile,
altri che invece sono stati implementati
meno di frequente. Caveat emptor!
(che l’acquirente stia in guardia).
La buona notizia è che esistono migliaia
di aziende in giro per il mondo
che eseguono quotidianamente
tali operazioni e con risultati di tutto
rilievo. Il lavaggio aiuta i produttori
nella competizione per avere successo
in quel business ad alta affidabilità
che spesso si presenta con i maggiori
margini. Come tutti i nuovi processi
una pianificazione preliminare e
una successiva, accurata fase di esecuzione
rappresentano le vere chiavi
del successo. “Misura tre volte e taglia
una volta sola” è un detto antico ancora
sempre valido, che continuerà a
rappresentare una lezione importante
oggi anche per un settore così spesso
disatteso qual è quello del cleaning in
ambito elettronico.
Kyzen
www.kyzen.com

Il premio
all’innovazione
COMPONENTI PASSIVI
CONNETTORI & ELETTROMECCANICI
IC ANALOGICI & DI POTENZA
IC DIGITALI
OPTOELETTRONICA & LED
SENSORI INTEGRATI
SISTEMI DI POTENZA
SISTEMI EMBEDDED
SOC & LOGICHE PROGRAMMABILI
SOFTWARE E TOOL
STRUMENTI T&M
VISUALIZZAZIONE
Dopo il successo riscontrato dalle precedenti edizioni, ritorna
anche quest’anno Innovation Award, il premio
organizzato da Selezione di Elettronica per premiare
i prodotti elettronici più innovativi.
Il premio, che ha come obiettivo quello di sottolineare i
risultati raggiunti dalle aziende nei vari segmenti dell’elettronica
e della microelettronica, verrà assegnato a quei
prodotti (componenti, sistemi, strumenti e software) che
abbiano dimostrato spiccate caratteristiche innovative in
termini di applicazioni, architetture, prestazioni ed economicità,
sulla base delle indicazioni raccolte presso gli
utilizzatori in Italia.
I prodotti selezionati dalla redazione parteciperanno a
una competizione telematica che consentirà agli utenti
del sito www.elettronicanews.it e a tutti i visitatori
della rete interessati, di assegnare le proprie preferenze.
Una giuria formata da giornalisti, tecnici, professori ed
esperti del settore, sceglierà i dodici prodotti vincitori selezionando
tra questi il Best Innovation Award 2012.
I vincitori saranno proclamati in occasione dell’Innovation
Award Gala.
[ www.innovationaward.elettronicanews.it ]

68 PCB febbraio 2012
▶ PRODUZIONE – VERSATILITÀ E BASSI COSTI PER ARMADI DEUMIDIFICATORI
La deumidificazione
nel processo produttivo
La conservazione all’interno di armadi deumidificatori rappresenta un
valido aiuto per far fronte al problema della continua integrazione di
componenti e dell’aumento delle temperature di processo che il passaggio
obbligato al lead-free ha comportato
di Serena Bassi, Prodelec
del montaggio
superficiale nel settore
L’introduzione
elettronico ha contribuito
in maniera significativa al progresso
tecnologico, ma purtroppo i componenti
SMD, in particolare quelli
plastici, benché versatili e a basso
costo, hanno lo svantaggio di essere
sensibili all’umidità presente nell’aria.
Quest’ultima si accumula all’interno
del corpo del componente e fuoriesce
in pressione quando il componente
viene sottoposto ad un brusco aumento
di temperatura, principalmente
durante la fase di saldatura.
I danni più tipici che possono verificarsi
sono fenomeni di cracking, di
corrosione interna, di danneggiamento
dei bond, e nel peggiore dei casi,
di crepe sulla superficie esterna, altri-
Interno di un armadio del marchio EMT serie XT per lo stoccaggio dei feeder
menti definite come “popcorning”. Il
tasso di diffusione dell’umidità all’interno
del corpo del componente dipende
dai polimeri che lo compongono,
dal suo spessore e dal periodo di
esposizione, ed di solito inversamente
proporzionale al quadrato dello spessore
del materiale.
Com’è ovvio, più sottile è il rivestimento
del componente, più sarà facile
che assorba l’umidità; i nuovi componenti
esotici quali TSOP, PBGA e
PQFP sono circa 20 volte più sensibili
se rapportati ai QFP, PLCC o
ai DIP.
Nonostante attualmente si stiano
facendo molti sforzi per prevenire
le condizioni di deterioramento dei
componenti, la continua riduzione
delle dimensioni, l’alta densità dei pin
e le elevate temperature che richiede il
processo lead-free stanno riportando
il problema all’ordine del giorno.
Da diversi studi è emerso che in genere
un assorbimento di umidità fino
allo 0,1% non causa danneggiamento
dei componenti, ma se questa percentuale
supera lo 0,2% allora il rischio
diventa maggiore. In caso di saldatura
lead-free questi valori devono essere
riconsiderati.

I difetti causati dalla presenza di
umidità nei componenti impattano
notevolmente sull’affi dabilità della
saldatura e sono diffi cili da individuare.
Per evitare che questo avvenga,
i produttori di pcb solitamente effettuano
il baking ad alta temperatura
dei componenti che sono stati esposti
all’aria oltre i limiti di specifi ca (livello
IPC/JEDEC J-STD-033B.1).
In via precauzionale, infatti, una volta
superati questi limiti di tempo, le
specifi che stesse consigliano di eff ettuare
il baking dei componenti al fi -
ne di rimuovere l’umidità accumulata.
Questo processo è di norma eff ettuato
a temperature elevate per un periodo
che varia dalle 24 ore (temperatura
di circa 125 °C) fi no ad un massimo di
8 giorni (temperatura di circa 40 °C).
Questo sistema però aggiunge tempo
e costi al processo produttivo e può
alterare la saldabilità dei componenti,
far aumentare lo strato intermetallico,
può creare colli di bottiglia e problemi
logistici.
In genere questo discorso non si
applica ai componenti PTH (Pin
Th rough Hole), perché durante la saldatura
ad onda essi non raggiungono
temperature abbastanza elevate da
rendere critico il processo.
Il vantaggio della saldatura ad onda
è che i componenti sul lato top
della scheda non entrano in contatto
con l’onda più alta. I componenti
PTH sono pertanto esenti da difetti
di questo tipo ad eccezione di quelli
che vengono saldati mediante un processo
di rifusione pin-in-paste, perché
la convezione del processo di riscaldo
fa raggiungere ai componenti la più
alta temperature del profi lo.
La tracciatura della fl oor-life dei
componenti è spesso impraticabile,
pertanto ai produttori di pcb si
pongono due soluzioni: o azzardare
un processo di rifusione “a rischio
umidità” oppure eff ettuare un baking
per tutti i componenti di alto livello.
La serie XS Dry cabinet da 300 litri
di capacità
Inoltre i componenti che richiedono
un secondo processo di rifusione,
o sono in attesa di un rework, possono
accumulare nuovamente umidità.
Dopo il processo di baking, spesso i
componenti vengono sigillati in buste
sottovuoto chiamate “dry packing”,
composte da un contenitore a prova di
umidità, bustine essiccanti e una cartina
indicatrice di umidità, suffi cienti
a mantenere il livello di umidità sotto
la soglia dello 0,1%.
Il baking, come anche il rework, è
un processo necessario a correggere
un problema, ma l’obiettivo deve essere
la prevenzione del problema stesso.
Un’alternativa al baking è quella di
adottare misure di prevenzione che limitino
l’esposizione dei componenti
all’aria e all’umidità in essa contenuta.
Sono stati eff ettuati diversi esperimenti
nel corso degli anni per valutare
l’utilità di gas secchi a temperatura
ambiente, quali ad esempio l’azoto,
per la conservazione dei componenti
e per la loro essiccazione come soluzione
all’eccessiva esposizione all’aria.
L’azoto è ormai un gas comunemente
usato nella produzione elettronica,
perché preserva la saldabilità
dei componenti e la loro integrità nel
tempo. Negli ultimi anni si sta diff ondendo
il suo impiego nello stoccaggio
a lungo termine di componenti strategici
ad uso militare o per l’industria
automotive, in particolare per la conservazione
delle parti di ricambio.
Alcuni esperimenti hanno dimostrato
che in caso di utilizzo di azoto
con un livello di umidità pari al 5%
RH, la percentuale di assorbimento di
umidità resta inferiore allo 0,1%.
Lo standard IPC/JEDEC stabilisce
che un componente può considerarsi
“dry”, ovvero privo di umidità,
quando non rilascia più acqua se portato
ad una temperatura stabilita pari
a 125 °C (a temperature maggiori il
componente potrebbe danneggiarsi).
Gli esperimenti che sono stati effettuati
avevano lo scopo di valutare il
potere essiccante dell’azoto a temperature
(ambiente o leggermente superiori)
compatibili con gli armadi deumidifi
catori presenti sul mercato.
In un’ottica di applicazione pratica,
l’obiettivo è di utilizzare gli stessi sistemi
di stoccaggio componenti con
atmosfera in azoto a temperatura ambiente
sia per prevenire l’assorbimento
di umidità che per l’essiccazione
dei componenti che sono già entrati a
contatto per tempi prolungati.
Un processo di baking a 125 °C per
una durata di 24 ore è più effi cace di
un processo di essiccazione in azoto
a temperatura ambiente o leggermente
superiore, ma quest’ultimo ha l’indubbio
vantaggio di non alterare la
saldabilità né il carrier IC.
La formula “soft” di asciugatura
mediante azoto elimina quasi ogni
traccia di umidità nel componente,
anche se è suffi ciente rimanere sotto il
limite di assorbimento dello 0,1 % per
evitare fenomeni di popcorning.
Lo stoccaggio all’interno di armadi
deumidifi catori rappresenta un valido
aiuto per far fronte al problema della
continua integrazione di componenti
e dell’aumento delle temperature di
processo che il passaggio obbligato al
lead-free ha comportato, e che causa
un aumento del rischio di difetti nella
fase di saldatura.
PCB febbraio 2012
69

70 PCB febbraio 2012
Componente Melf con fenomeni di crack dovuto al surriscaldamento
La gamma X-Treme
per la deumidifi cazione
EMT Electronics si occupa di progettazione
e ingegnerizzazione dal
1987, in particolare nel campo dell’essiccazione,
del baking e dello stoccaggio
di dispositivi MDS (Moisture
Sensitive Devices).
L’obiettivo di EMT è permettere
ai propri clienti di aff rontare le sfi de
della tecnologia in un ambiente produttivo
in costante mutamento, fornendo
soluzioni di ultima generazione
per la prevenzione dei difetti causati
dall’umidità all’interno dei dispositivi
elettronici. Il servizio off erto
ai clienti va dalla progettazione di
sistemi specifi ci per ogni esigenza attraverso
tutte le diverse fasi di fornitura.
Tutta la gamma X-Treme di armadi
deumidifi catori è dotata di una tecnologia
di essiccazione brevettata e
di ultima generazione, che consente
di ridurre fi no all’1 % RH il livello
di umidità in meno di 10 minuti
grazie ai doppi essiccatori. Questo è
possibile mantenendo un basso consumo
energetico, anche per il modello
dotato di funzione di riscaldo, grazie
all’ottimo sistema di isolamento e al
sistema automatico di illuminazione.
Tutti gli armadi X-Treme sono in
acciaio inossidabile e quindi robusti e
affi dabili nel tempo.
Le doppie porte termiche a vetri
di 22 mm di spessore consentono
una visione ampia di quanto stoccato
all’interno e minimizzano la dispersione
di calore.
Il secondo essiccatore opzionale
permette la suddivisione del lavoro tra
le due unità di essiccazione, che operano
in contemporanea quando l’armadio
richiede una deumidifi cazio-
Modello EMT XS da 600 litri
di capacità
ne rapida a seguito dell’apertura delle
porte, oppure un’unità può lavorare
mente l’altra si rigenera.
La possibilità di programmare i
tempi di rigenerazione con avvio automatico
evita il rischio di esporre
all’umidità i materiali stoccati in caso
di frequente apertura delle porte in
fase di rigenerazione.
È possibile aggiungere un sistema
di iniezione di azoto e un sistema di
ricircolo che consente sequenze automatiche
di scarico per mantenere i livelli
di sicurezza.
Tutti gli armadi X-Treme sono dotati
di un software microcontroller
con menu sul pannello di controllo,
e tutti i parametri sono visibili tramite
display LCD touch screen da
128x240 pixel.
Le periferiche possono essere aggiunte
o rimosse durante il setup,
possono essere sia indipendenti
che in comunicazione con il master
controller, e i loro parametri sono riconfi
gurabili per diverse applicazioni.
Le specifi che operazionali di essiccatori,
sistema di riscaldo integrato e
sensori di umidità, sono modifi cabili
a seconda delle necessità. Fino a 3 cicli
di baking a bassa temperatura possono
essere programmati con durate e
temperature indipendenti.
Un sistema di accesso multilivello
hardware e software, mediante
l’uso di codici, garantisce la protezione
del sistema di riscaldamento
per evitare un eccessivo innalzamento
del calore.
I codici di accesso proteggono la
chiusura automatica delle porte per
evitare l’apertura non autorizzata,
senza necessità di serrature meccaniche.
Il datalogger interno consente di
mostrare tutti i dati registrati sequenzialmente
in una curva.
L’utente può seguire facilmente
quanto accaduto nel passato (60 min
standard, oppure molto di più con la
datalogger card).

Livelli di umidità compresi tra 1 - 50 % RH e di temperatura
tra i 40 °C e i 60 °C consentono un’ampia versatilità
per le più diverse applicazioni.
Sensori di temperatura ed umidità assicurano misurazioni
accurate, con precisione di 0.01 % RH (0,1 su 10 %
RH) e 0,1 °C per umidità e temperatura, grazie ai sensori
interni ed esterni ben protetti dal rischio di shock meccanico,
che dispongono di un sistema di compensazione della
temperatura che si attiva in caso di cambiamento delle
condizioni interne.
Una luce all’interno dell’armadio consente una facile visione
del materiale stoccato anche quando l’armadio è pieno,
e si attiva per mezzo di un sensore di movimento, tramite
il tocco del display o tramite l’apertura delle porte con
tempistiche impostate dall’utente. È anche disponibile un
sistema automatico di controllo per il risparmio energetico.
Lo schermo LCD retroilluminato si attiva allo stesso
modo.
Gli scaffali intercambiabili in acciaio inossidabile di diverse
dimensioni consentono un semplice posizionamento
del materiale da stoccare. Su richiesta è possibile aggiungere
divisori e contenitori di rolle SMD.
Lo stoccaggio di feeder di dimensioni standard e di lunghezza
maggiore è possibile grazie ad un sistema con guide
a scorrimento. È possibile richiedere armadi di dimensioni
extra large con profondità di 1000 mm.
Scaffali e corpo dell’armadio a livelli ribassati evitano
l’esposizione dei materiali più sensibili alle scariche elettrostatiche.
I bracciali antistatici sui pannelli frontali e posteriori
assicurano una compatibilità ESD.
Le nuove XS Line Cabinets
EMT ha ampliato la propria gamma di armadi deumidificatori
con l’introduzione della nuova serie XS.
La serie XS rappresenta la versione più compatta della
serie XT, e i quattro modelli che la compongono vanno da
300 litri di capacità a 925 litri.
In questo modo EMT è in grado di rispondere a qualsiasi
esigenza di deumidificazione con sistemi dall’innovativa
tecnologia. La serie XS ha gli stessi principi operativi
delle serie XT e XL ma, grazie all’ingombro più ridotto,
il tasso di deumidificazione aumenta in modo consistente.
Con la nuova serie XS, EMT è in grado di ridurre
il tempo necessario alla deumidificazione al di sotto
dell’1 % RH se comparata con la serie XT, la più
veloce sul mercato.
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72 PCB febbraio 2012
▶ AZIENDE E PRODOTTI - QUATTRO CHIACCHERE CON…
Prospettive integrate
di collaudo
Una strategia di test che si avvale di numerose
tecnologie, integrate quanto più possibile
per ottenere il massimo dei risparmi in termini
di tempo e costi; il tutto per aumentare la qualità
delle rese produttive. Due parole con chi,
da anni, sulla scena del mondo del test,
un mondo sempre più integrato e complesso
di Riccardo Busetto
Nel mondo del test le nuove
opportunità tecnologiche sono
acquisite e sviluppate in
tempi relativamente rapidi. Questo
è il motivo per cui, entrando in una
fiera del settore, la sensazione è quella
di perdersi fra tecnologie diverse, soluzioni
differenti e approcci molte volte
lontani fra loro per metodologie e tecniche
utilizzate. È successo più volte
Premiazione di i-tronik, da parte di TRI, quale miglior distributore europeo. Da
sinistra: Stefano Germani (i-tronik), Jonathan Lin (TRI) e Michele Mattei (i-tronik)
ed è successo anche in occasione della
recente edizione di Productronica.
Proprio in quell’occasione abbiamo
deciso di scambiare due chiacchiere
con Jonathan Lin, marketing manager
della taiwanese TRI, azienda di test distribuita
in Italia da i-tronik, la persona
ideale per capire come si muove il mercato
del settore. Jonathan Lin, che sarà
presto in Italia in occasione del prossimo
workshop di i-tronik il 21 e 22
marzo, possiede una visione assolutamente
globale del mondo del test, di
un mondo in costante evoluzione, che
conosce da tempo una forte e mirata
integrazione dei sistemi.
Qual è il vero cambiamento che si
avverte oggi nel mondo del test?
Il passato era caratterizzato da una
scelta di soluzioni uniche per quello
che riguardava il test, nel senso che gli
utenti finali propendevano per sistema
o per un altro a seconda delle convinzioni
personali o per motivazioni
legate al prezzo. La scelta era dunque
il più spesso univoca. Oggi, invece, sono
le soluzioni multiple ad essere le
più richieste. Certo, si tratta sempre di
spese considerevoli, ma con gli strumenti
integrati al momento disponibili,
l’utente finale non ha più bisogno
di andare incontro a spese ragguardevoli
per dotarsi di macchine diverse
l’una dall’altra. Al di là di tutto, vale
sempre la considerazione che ormai
il pubblico degli utilizzatori ha capito
da tempo che i risultati e i risparmi
che si possono ottenere con l’acquisto
di una macchina da test integrata sono
indubbiamente interessanti.

Convenienza economica d’investimento,
unitamente a un’oculata attenzione
ai costi, quindi...
Direi di sì. L’evoluzione a cui abbiamo
assistito negli ultimi anni
dimostra che l’idea predominante
è stata proprio quella di aumentare
l’efficienza delle linee di produzione,
ridurre i costi e gli sprechi produttivi,
evitando quanto più possibile
le onerose spese di rework. Ora l’idea
è quella di raggiungere una sempre
migliore qualità di prodotti e, quello
che c’è da notare, è che a questo
trend non ha contribuito un oscuro
andamento del mercato, ma è stato
imposto proprio dai più grandi player
del settore dell’elettronica: Bosch,
IBM, Cisco, ecc.
Perché secondo lei?
Perché tali aziende osservano con
attenzione i tabulati di spesa economica
e notano che investire in sistemi
integrati di test consente di andare
incontro a importanti risparmi in termini
economici, visti soprattutto gli
enormi volumi su cui queste aziende
sono abituate a operare.
La tendenza verso l’integrazione
è dunque una costante. Guardi solo
alle evoluzioni delle strutture aziendali:
nel passato, nelle grandi aziende
del mercato SMT era possibile trovare
reparti delegati al processo, al
test, ecc.; ora tutti i processi tendono
a essere combinati, centralizzati,
compresi quelli di test. Integrare
significa dunque in primo luogo risparmiare.
E questo ricade anche su chi fornisce
sistemi
Naturalmente. Il risultato è che
tutti noi nel settore del test cerchiamo
raggruppare differenti tecnologie
in sistemi fortemente integrati.
Un esempio è quello dell’integrazione
dei sistemi d’ispezione direttamente
all’interno delle serigrafiche.
Lo staff di TRI a Productronica 2011
Così come per le Pick & Place, che
integrano sempre più spesso nell’unità
delle telecamere per una visualizzazione
di possibili errori, anche le macchine
di SPI possono integrare sistemi
AOI o addirittura sistemi di rilevamento
a raggi X.
Le diverse tecnologie saranno,
nel futuro, sempre più unite fra loro.
Saranno dotate naturalmente di complessità
maggiore, ma saranno senz’altro
meno onerose rispetto a una serie
di unità basate specificamente su ogni
tecnologia.
L’azienda che vincerà nel futuro sarà
dunque quella che riuscirà a osservare
i potenziali errori da diversi punti
di vista e da diverse prospettive di test.
La convergenza aiuterà l’utilizzatore
a migliorare i propri risultati, i propri
costi, la propria efficienza. Prima
osservavamo la scheda in una sola direzione;
ora chiunque può osservarla
da qualsiasi direzione e in qualsiasi
dimensione.
Siamo in un momento difficile per
l’economia mondiale. Tutto non può che
riflettersi sul mercato del test. Come
vede il futuro dal suo punto di osservazione?
Difficile a dirsi. Per capire il futuro
è opportuno osservare il passato. Dal
1990 al 2000 il mercato del test elettrico
è passato da 700 M$ a 400 M$,
l’AOI è invece cresciuto, andando dai
100 ai 257 M$ in quel decennio.
Nel decennio successivo, dal 2001
al 2010, il mercato del test elettrico si
è ulteriormente contratto, passando
da 400 a 220 M$, risalendo vertiginosamente
solo nel 2010, con un picco
a 550 M$. Una situazione di difficile
previsione.
Guardiamo al futuro: l’AOI ormai
ce l’hanno praticamente tutti; l’SPI
vede coinvolti non più di 2-3 grandi
concorrenti con un mercato che, nel
suo insieme, si aggira oggi intorno ai
120 M$.
Considerando tutto mi sentirei di
dire che assisteremo comunque a un
biennio di crescita che, forse, raggiungerà
i 570-600 M$. Si tratta di una stima
personale e non certo sicura, visto
che - per come vanno le cose in questo
PCB febbraio 2012
73

74 PCB febbraio 2012
momento - è azzardato, ancorché impossibile
fare delle previsioni precise.
Speriamo di azzeccare, in ogni caso.
Non abbiamo citato il mercato
dell’X-Ray
L’X-Ray diventerà senz’altro
una tecnologia di riferimento, alla
stessa stregua dell’AOI e dell’SPI.
Guardando al passato dobbiamo considerare
che fino al 2008 il leader assoluto
dei sistemi a raggi X era Agilent,
con 850 macchine vendute in tutto il
mondo. In questo momento sono altri
marchi a dettare legge sul mercato
dell’X-Ray 2D, in ogni caso sono molte
le aziende che operano nel settore.
Per quello che riguarda l’X-Ray 3D,
nel biennio 2009-2010, è stata certamente
TRI Innovation l’azienda più
importante e contiamo di mantenere
il primato anche nel biennio in corso.
Tradotto in termini di fatturato?
In termini di fatturato siamo
sull’ordine dei 147 M$ all’anno, cifra
che nel corso del prossimo biennio
non solo cercheremo di mantenere,
ma proveremo a far incrementare
fino a 178-180 M$.
Stand presso la fiera di Monaco, Productronica 2011
Geograficamente parlando, quali sono
i mercati più interessanti per TRI?
La Cina naturalmente è ancora il
mercato più allettante. I sistemi di test
approntati in Cina per conto di Apple
rappresentano una grande percentuale
delle nostre entrate. Come abbiamo
già detto più volte, praticamente
tutti gli iPhone e gli iPad attualmente
in commercio sono testati con macchine
TRI.
E passando ai mercati occidentali?
Europa e Italia intendo dire?
L’Europa e l’Italia sono mercati
relativamente importanti per TRI.
Diciamo che si tratta in ogni caso
dei mercati con la crescita maggiore.
Tanto per fare un esempio, il fatturato
proveniente dal suo Paese negli ultimi
due anni è praticamente raddoppiato
e sono sicuro che il trend rimarrà
tale anche per il prossimo biennio.
...anche considerando la difficile situazione
in cui versano i mercati in
questo momento?
Direi di sì, anche se il problema
della contrazione economica esiste.
Anche se la globalizzazione ha pialla-
to le consuetudini, ogni paese è di per
sé diverso dall’altro. L’Italia in particolare
ha una situazione differente da
quella che, ad esempio, è possibile trovare
in Germania. Il vostro è un mercato
“familiare”, di piccola e media
grandezza, in cui non esistono aziende
che siano annoverate fra i primi 50
EMS a livello mondiale. Ciò determina
una situazione paradossale: viste
le dimensioni del mercato, la stessa
mentalità delle aziende coinvolte non
riesce a superare quel livello che potremmo
definire di “nicchia”. Molte
aziende non accettano di avvalersi
del nostro supporto perché si sentono
in un certo senso intimorite dalla
nostre dimensioni. Nella realtà tutte
le aziende sono per noi importanti,
di qualsiasi dimensioni esse siano,
e a tutte tramite i nostri partner forniamo
lo stesso supporto professionale
e tecnico. Anche se si tratta poi di
aziende che dispongono di 30-40 linee
produttive, uno standard che li affianca
alle multinazionali dell’elettronica
più grandi e più blasonate.
E come intendete ovviare a questo
problema, che - se capisco bene - è un
problema principalmente di mentalità,
più che di disponibilità economiche?
Sostanzialmente, come accennato
prima, avvalendoci di partner che ci
garantiscono una certa sicurezza, che
operano sul territorio, che conoscono
l’ambiente italiano e che sanno come
muoversi anche nei momenti più difficili.
Per il resto bastano i risultati che
in questo momento abbiamo raggiunto
a livello globale per garantire a noi
o a chi distribuisce i nostri prodotti la
migliore leva commerciale per ottenere
dei risultati di rilievo.
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76 PCB febbraio 2012
▶ AZIENDA INFORMA - SUCCESSI DI VENDITA
Il board tester SPEA 3030
supera quota 500
Abbattimento del costo del test e del tempo
di programmazione. Configurabilità scalabile,
piena compatibilità con le vecchie fixture
e facilità d’uso. Le ragioni del successo
della serie SPEA 3030
di Umberto Zola, SPEA
I
produttori di schede elettroniche
che desiderano un collaudo veloce,
semplice ed economico hanno
in mente un nome, anzi un numero
ben preciso: 3030, l’innovativo board
tester SPEA che oggi festeggia gli
oltre 500 esemplari venduti.
Una storia di successo che comincia
nel 2005, quando il sistema 3030
viene presentato a Productronica.
Da allora, decine, centinaia di produttori
di elettronica hanno deci-
Collaudo di schede elettroniche con tester 3030 SPEA
so di affidarsi all’unico tester a letto
d’aghi in grado di abbattere i costi
del collaudo, moltiplicando fino
a 8 volte la produttività e riducendo
la programmazione a pochi semplici
settaggi. Orgogliosi di aver fatto
la scelta giusta.
3030: le ragioni del successo
Sono molti i fattori chiave alla base
del grande successo della fami-
glia 3030. Tutti, però, possono essere
ascritti a un comune denominatore:
massimo vantaggio per il cliente.
Cosa significa? Scopriamolo nel dettaglio.
L’architettura Multi-Core
moltiplica la produttività
e i costi di collaudo
Alta produttività a basso costo. È
il fulcro centrale, la chiave di volta di
ogni azienda intenzionata a competere
con la concorrenza globalizzata
del nuovo millennio. SPEA l’ha capito
prima di ogni altro e, unica al
mondo, è riuscita a realizzare un tester
a letto d’aghi con architettura
Multi-Core, in grado di effettuare un
vero collaudo parallelo su più schede
– ad esempio, tutte quelle di un pannello
– raggiungendo livelli di produttività
fino a quattro volte superiori
rispetto a quelli di altri sistemi a
letto d’aghi.

Un’innovazione storica, a oggi ancora
irraggiungibile per le altre aziende
di testing.
Un sistema SPEA 3030 può infatti
ospitare in un unico corpo macchina
le prestazioni di più tester, con memorie
dedicate e cpu multiple e indipendenti,
il cui funzionamento è autonomo
rispetto al pc che controlla il
sistema. Ciò si traduce in un collaudo
eseguito realmente in contemporanea
e in una drastica riduzione dei tempi.
Per fare un esempio, il collaudo di
quattro schede con 1000 resistenze e
1000 diodi ciascuna, avviene normalmente
in 1,5 secondi, ovvero in appena
0,375 secondi per ogni scheda.
Lavorare è semplice quando
il tester è intelligente
La facilità d’uso è un altro dei vantaggi
alla base del successo della gamma
3030 SPEA. La potenza è nulla
senza controllo, diceva un azzeccato
slogan di qualche anno fa.
Un concetto applicabile perfettamente
ai prodotti della famiglia 3030
che, grazie all’intuitivo sistema operativo
Leonardo, risultano semplici
da usare e subito pronti a entrare in
azione.
Grazie alla sua capacità di generare
il test program e di sottoporlo a
debug in piena autonomia, il software
Leonardo guida infatti l’utente nel
processo di progetto e di realizzazione
fi xture a una velocità sorprendente,
senza richiedere specifi che competenze
sulle tecniche di misura. Inoltre,
con 3030 i cambi di prodotto e le modifi
che di layout della scheda non richiedono
che di correggere il test program,
senza bisogno di alcun cambio
di setup né di modifi che di attrezzaggio.
E che si trovi in una linea automatica
o venga utilizzato manualmente,
il tester a letto d’aghi SPEA
si integra senza alcun problema, senza
necessità di aria compressa né vuoto.
Il 3030 n° 500 va alla tunisina ETS
Il cinquecentesimo SPEA 3030 è andato all’azienda tunisina ETS. Attiva nel
mercato automotive, elettrodomestici, alimentatori, sicurezza e domotica, ETS
è nata nel 2000, divenendo immediatamente cliente SPEA, con numerosi tester
Unitest e Flying Probe acquistati nel corso degli anni.
Un parco sistemi che di recente l’azienda ha deciso di innovare con l’acquisto
del suo primo 3030, il 500° per SPEA. Impostasi come una delle maggiori realtà
europee dell’elettronica industriale, grazie al costante impegno in innovazione
tecnologica e ottimizzazioni di costo, ETS vanta oggi otto linee di produzione
SMT e impiega circa 300 addetti.
“Con il nuovo 3030 abbiamo potuto ridurre drasticamente il tempo di collaudo
di ogni nostra scheda, migliorando parecchio il delivery time”, ha dichiarato
Enrico Baldoni, Presidente ETS, alla consegna del sistema.
Gli stabilimenti ETS in Tunisia
Tante funzioni,
un unico tester
Abbiamo detto che con il Multi-
Core SPEA la produttività risulta
quadruplicata, ma c’è dell’altro.
Ogni core di sistema può infatti
contenere multipli motori di misura,
ciascuno dedicato all’esecuzione di
una diff erente tecnica di test, quando
è necessario eseguire più collaudi sullo
stesso prodotto.
Questo signifi ca che con la famiglia
3030 la produttività è fi no a 8 volte
superiore ad altri tester ad aghi.
A ciò si unisce il vantaggio in termini
logistici: non è più necessario
prevedere più stazioni di lavoro lun-
go la linea produttiva, dal momento
che è possibile integrare a bordo
macchina i tradizionali test in-circuit
(a scheda alimentata o meno) e funzionale.
Collaudi in-circuit, analogici
e digitali, mixed signal, di potenza,
funzionali, ma anche ispezioni ottiche,
test boundary scan e programmazioni
a bordo scheda possono essere
eff ettuati con un unico 3030.
Crescere con 3030
Che si tratti di un’azienda al debutto
nel mondo delle schede elettroniche,
o di un produttore storico con
nuove importanti commesse da soddisfare,
per 3030 non fa diff erenza.
PCB febbraio 2012
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78 PCB febbraio 2012
La gamma SPEA 3030:
un tester per ogni esigenza
La nuova architettura Multi-Core
è totalmente componibile in base a
ogni necessità.
Il sistema può ospitare da uno a
quattro core equipaggiabili e configurabili
in qualsiasi momento. 3030 può
quindi variare o espandersi per accompagnare
l’evolversi delle mutevoli
esigenze di collaudo.
Non buttare le vecchie
fixture
3030 guarda al futuro, ma non si
scorda del passato. Nel caso di migrazione
da un tester SPEA di precedente
generazione, o perfino da
un sistema di collaudo di un altro
produttore, la compatibilità è completa.
3030 consente di riutilizzare tutte
le fixture e i test program già presenti
in produzione e la conversione dei
programmi di test non dura più di due
ore, garantendo un consistente risparmio
di denaro e di tempo.
L’intuizione vincente
Fin qui i tangibili vantaggi introdotti
dal sistema 3030 nel mondo board
tester. Ma com’è nato questo prodotto
di successo? Per comprenderlo
dobbiamo tornare indietro nel tempo,
rispolverando velocemente le tappe
del mercato ATE.
Anni ’80: decine di grandi aziende
di testing partecipano attivamente
alla meccanizzazione dell’industria
elettronica.
La competizione è forte e, anno dopo
anno, gli attori presenti sul mercato
cominciano a diminuire. Chi non
sa o chi non vuole innovare, chi basa
il suo business su macchine tecnologicamente
datate sparisce dal mercato.
Negli anni ’90 colossi americani ed
europei falliscono o vengono assor-
biti e, all’inizio del nuovo millennio,
questo processo di selezione naturale
giunge al termine.
Tra i pochi produttori di ATE rimasti
si diffonde l’idea che la globalizzazione,
la delocalizzazione dei
siti produttivi nei paesi a basso costo
e il continuo progresso tecnologico
porteranno il mercato dei board
tester a un rapido declino; pertanto
smettono di investire. Anziché
innovare, ci si limita a lifting di facciata,
nel tentativo di allungare la vita
dei propri prodotti il più a lungo
possibile.
Collaudo parallelo con fixture multistage su sistema SPEA 3030

SPEA intuisce che le necessità
del mercato sono ben altre, che
è proprio nei momenti di diffi coltà
che occorre innovare e, controcorrente,
lancia il progetto 3030.
“Nel 2003 abbiamo deciso di investire
in una nuova piattaforma,
che abbattesse i costi del collaudo e
diventasse lo state of art dei tester
a letto d’aghi”, ci racconta Andrea
Ganio, Executive Director SPEA.
“Cosa che di fatto è successa,
tant’è vero che ancora oggi 3030
è l’unico bed of nails di concezione
moderna. Nonostante il mercato
si fosse ridotto rispetto al boom di
qualche anno prima, credevamo che
un buon tester a letto d’aghi rappresentasse
un’esigenza sentita da molti
clienti. E non sbagliavamo”.
Comincia così un lavoro intenso per
lo staff R&D e progetto. L’obiettivo
è concepire una macchina dal punto
di vista dell’utilizzatore, non tanto
da quello del marketing. Per questo
motivo SPEA raccoglie informazioni
utili dai clienti e dagli oltre 40 test
engineer interni. Ne emergono svariati
punti fermi che tracceranno la rotta
da seguire: “Avevamo alcune buone
idee e volevamo che il nuovo tester le
mettesse in pratica. Il nostro sistema
avrebbe dovuto fornire prestazioni di
gran lunga superiori, a un costo decisamente
inferiore.
L’architettura doveva essere in
grado di eseguire ogni tipo di test ed
essere aperta alle possibili evoluzioni
tecnologiche. Doveva esserci la possibilità
di integrare più motori, con
la conseguente capacità di realizzare
test diversi su schede diverse. La
strumentazione doveva essere molto
più veloce rispetto a quella allora
disponibile e il software più semplice
da usare.
Il nuovo tester doveva inoltre avere
una modularità elevata, poter essere
allestito e utilizzato con confi gurazioni
diverse per ogni funzione o esi-
genza, in-line o manuale. Inoltre, per
salvaguardare gli investimenti, doveva
recepire programmi e fi xture di piattaforme
precedenti, anche degli altri
produttori. Ci abbiamo impiegato
quasi due anni, ma ce l’abbiamo fatta”.
Il neonato 3030 viene presentato
a Productronica 2005, riscuotendo
immediatamente un importante
successo tra i produttori di elettronica
di tutto il mondo. E la scommessa
SPEA si rivela vincente: in
un mercato in discesa, in pochi anni
l’azienda torinese vende oltre 500
sistemi, a dimostrazione che l’alta
qualità e l’innovazione sono la chiave
del successo.
Per questo motivo, dal 2005 a oggi,
la serie 3030 ha continuato a evolversi:
è aumentata la gamma di receiver,
oggi in grado di sopperire a
qualunque esigenza. È stata introdotta
la strumentazione parallela e
la programmazione on board è stata
integrata nella strumentazione di
sistema. È stato concepito il 3030
Twin, la versione dedicata alle linee
ad altissima produttività, così come il
3030 Tower, che consente di coniu-
Tester 3030 SPEA griffato 500° esemplare
gare in un sistema standard strumentazione
SPEA e custom o ad alta potenza.
È questa una delle tante unicità
di questo prodotto d’avanguardia.
Il tester
che fa guadagnare
Il mercato delle schede elettroniche
richiede la massima qualità al minor
prezzo e SPEA 3030 risulta davvero
la soluzione giusta, in grado di trasformare
la fase di collaudo in un vantaggio
competitivo strategico.
Abbattendo il tempo necessario a
ogni singolo test ed eliminando la necessità
di cambiare le fi xture o i test
program già presenti. Garantendo
una qualità tale che i ritorni dal campo
non sono più una preoccupazione,
off rendo potenza, precisione e altissima
produttività, unite ai più bassi costi
di esercizio e di attrezzaggio.
Il tutto elevando la copertura diagnostica
al 100%, anche nel caso di
componenti digitali complessi, integrandosi
con facilità in qualsivoglia
produzione e assicurando un’estrema
semplicità d’uso anche agli utenti
meno esperti. Avere in azienda un
sistema come SPEA 3030 signifi -
ca garantirsi un vantaggio competitivo
importante, indispensabile
a chiunque voglia
competere con successo
nell’odierno mercato
globalizzato. Nessun sistema
concorrente può
infatti vantare un costo
del collaudo così basso
e una produttività tanto
elevata. Un mix vincente
che aumenta l’appetibilità
dei clienti SPEA
sul mercato, permettendo
loro di guardare al futuro
con ottimismo.
SPEA
www.spea.com
PCB febbraio 2012
79

80 PCB febbraio 2012
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.

SERVIZI
www.tecnomastergroup.com
Sede e stabilimento Italia: Tecnomaster Spa, Via A.Volta,1 Loc.Lauzacco Z.I.U.
33050 Pavia di Udine ( UD ) Italia
t. +39 0432 655350 f. +39 0432 655349
Stabilimento Francia: SOS Electronic Engineering | Z.A.E. Les Terres Rouges
6, allée des Terres-Rouges B.P. 14 | 95830 Cormeilles-en-Vexin.
t. +33 01 34664206 f. +33 01 34664205
“Co design”, “Design for manufacturing”, Design for testing”,
Prototipazione veloce, start up di produzioni e produzioni in servizio
standard e veloce con materiali FR4 medio/alto Tg, Halogen Free, CTI
600V, Kapton, Polymide, RT Duroid, Rogers.
TECNOLOGIA
• Certificazione: ISO 9001:2008 N.Qual.9101TTER
• Registrazione IQNET IT-31245
• Omologazione: UL File number E175172
• ISO TS 16949
• Certificazione ISO 9001:2000 N.Qual./1996/6554b
• Omologazione UL File number E100511
Da doppia faccia a multi strato fino a 36 layers, spessore massimo 8mm,
piste/isolamenti minimi 50μm, foro minimo 70μm, tecnologia High
density interconnection – HDI- , blind/buried vias, vias/copper filling,
no conductive/conductive resin filling, rigido flessibili e flessibili.
PCB febbraio 2012
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Produttori di circuiti stampati
pubblicati in base al logo di fabbricazione
Nel corso di tutto il 2012 questa sezione dedicata ai fabbricanti di circuiti stampati verrà aggiornata mensilmente.
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