PCB09_Copertina (200x267)_OK.indd - B2B24 - Il Sole 24 Ore

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
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n.9
LA PRIMA RIVISTA ITALIANA SUI CIRCUITI STAMPATI SETTEMBRE 2012

alpha ® Fluitin XL-825V
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fili per saldatura :
no-clean, senza alogeni,
senza Piombo
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manuale e tecnica “Solder Drag”, ad alta produttività
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dagli operatori, minore quantità di residui sulle schede
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primo colpo che consentono una elevata produttività. JIS
spread ≥ 80%
Livelli molto bassi di fumi - ambiente di lavoro pulito,
minore manutenzione per i dispositivi di aspirazione fumi
Aroma di vaniglia - maggiore comfort per gli operatori
Residui chiari e non appiccicosi - ideale per tutte le
applicazioni No-clean
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ispezioni visive
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Conforme ai requisiti JIS
Classe AA,
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305 e 307 SACX
Elevata affidabilità elettrica :
Elevata affidabilità chimica :

Preoccupazioni
condivise
▶ EDITORIALE
Quando si chiede come vanno le cose al rientro dalle vacanze, una delle risposte che più
spesso riceviamo è: “Bene, grazie… finché i clienti che chiamiamo in questi giorni ci
rispondono, non possiamo lamentarci”.
È una risposta emblematica, meno umoristica di quanto possa sembrare, che dà motivo di
capire quanto le preoccupazioni del settore - per un autunno che sembra prospettarsi critico
- siano comunque evidenti.
È una sensazione particolare quella che viene dal mondo dell’elettronica industriale in
questo inizio di settembre, un mondo in cui non mancano le aziende che chiudono, ma
dove molte delle realtà che resistono sembrano vivere momenti di grande soddisfazione.
Il tenore delle interviste presenti in questo numero di PCB Magazine dimostra infatti
come parte del tessuto industriale della filiera elettronica viva questo 2012 in modo
molto positivo: il business non manca, i fatturati tengono e i grandi drammi della stretta
creditizia sembrano essere vissuti con distacco e platonica indifferenza.
Che sia il segnale di quanto sostiene il Presidente del Consiglio Mario Monti quando
dichiara che “la ripresa non la si vede nei numeri, ma arriverà presto”? Non lo sappiamo.
Sta di fatto che il clima di tensione imperante - almeno nel nostro settore - viene
leggermente stemperato da un latente ottimismo, un ottimismo che certo non guasta, ma
che forse non rispecchia in modo reale quella che è situazione generale.
Notizie tutt’altro che rassicuranti - lo sappiamo tutti - provengono da comparti chiave
dell’industria italiana, soprattutto da quello dell’automobile o degli elettrodomestici,
bacini di sbocco importanti per l’industria elettronica del Paese. Tengono molto bene il
settore militare e quello aerospaziale, certo, ma questi - si sa - sono settori di nicchia, che
non sono rappresentativi per l’intero comparto elettronico.
Sta di fatto che le aziende che al momento tengono sembra siano quelle meglio strutturate,
quelle che operano in settori trainanti e che hanno trovato negli anni il giusto equilibrio
fra flessibilità organizzativa e stabilità finanziaria. E le altre?
Per le altre si attendono mesi difficili, un “autunno bollente” secondo quanto dichiarato
dal Presidente di Confindustria, Giorgio Squinzi, che ha recentemente ammesso: «Ci sono
migliaia di piccole e medie aziende che stanno soffrendo mediaticamente in silenzio, ma
che sono la cosa che ci preoccupa di più».
Come giornalisti del settore possiamo condividere questa preoccupazione, visto che le
aziende che soffrono meritano di esprimere anche attraverso di noi le loro difficoltà.
Le pagine di PCB Magazine saranno sempre aperte a chiunque voglia condividere i
propri entusiasmi, ma anche a chi voglia esprimere e/o denunciare momenti di difficoltà
come quelli che stiamo vivendo in questo periodo.
PCB settembre 2012
5

6 PCB settembre 2012
▶ SOMMARIO - SETTEMBRE 2012
IN COPERTINA
Lifetek si offre al mercato come realtà
privilegiata atta a garantire la presenza
e la competenza nella vita produttiva
che consegue al processo di
vendita. Infatti dispone di un team
esperto di tecnici che non vi lascerà
mai soli! I marchi in distribuzione
non sono da meno: Asys-Labelling,
LaserMarking,Depaneling ed Handling;
Ekra-Macchine serigrafiche;
Koh Young-Ispezione ottica SPI-
AOI; SMT-Forni a rifusione; Hover
Davis-Feeders per macchine P&P;
Asymtek-Dispensazione e Conformal
coating; Universal-Linee di montaggio
SMT e ad inserzione PTH; Meccanoidea-Macchine
di inserimento
Faston; Ovation-GridLok, Magna
Print; EPM-Saldatrici ad onda;
YXlon-Macchine di ispezione XRay.
Lifetek Srl
Via Gagarin ang. Corso della Resistenza, 23
20821 Meda (MB)
Tel. 0362 771301
Fax 0362 344745
www.lifetek.it
agenda
Eventi/Piano Editoriale _______________10
a cura della Redazione
ultimissime
C.S. e dintorni _______________________12
a cura della redazione
speciale
Pick & Place
La tecnologia aiuta a contenere i costi ____20
di Davide Oltolina
La testa della Pick & Place _____________24
di Piero Bianchi
Ottimizzazione della sequenza di lavoro __28
di Carla Fiorentino
speciale aziende
Una vita dedicata all’elettronica _________34
di Serena Bassi
Come guardare oltre la crisi ____________38
di Riccardo Busetto

speciale prodotti
Soluzioni di alta flessibilità _____________42
a cura di Monica Polese
Precisione svizzera, flessibilità italiana ____46
di Michele Mattei
Concepita per le sfide del futuro _________50
a cura dell’ufficio tecnico Lifeproject
Guardiamo… Advantis ________________52
di Paolo Sirtori
Verso una nuova idea di Pick & Place ____56
di Luca Fiorucci
L’innovazione della produzione _________60
di Richard Vereijssen
tecnologie
Largo al factotum ____________________62
di Dario Gozzi
Rinnovare per crescere ________________66
di Dario Gozzi
SPC in rifusione _____________________72
di Paolo Paolucci
test & quality
Qualità e controllo di processo __________76
di Piero Bianchi
aziende e prodotti
Quattro chiacchiere con Cabiotec________80
a cura di Riccardo Busetto
fabbricanti
Produttori di circuiti stampati in base
al logo di fabbricazione ________________81
a cura della Redazione
PCB settembre 2012
7
Anno 26 - Numero 9 - Settembre 2012
www.elettronicanews.it
DIRETTORE RESPONSABILE: Pierantonio Palerma
REDAZIONE: Riccardo Busetto (Responsabile di Redazione)
CONSULENTE TECNICO: Dario Gozzi
COLLABORATORI: Serena Bassi, Piero Bianchi, Carla Fiorentino,
Luca Fiorucci, Massimiliano Luce, Michele Mattei, Davide Oltolina,
Paolo Paolucci, Paolo Sirtori, Richard Vereijssen
UFFICIO GRAFICO: Elisabetta Delfini (coordinatore),
Walter Tinelli, Elisabetta Buda,
Patrizia Cavallotti, Elena Fusari,
Laura Itolli, Cristina Negri, Diego Poletti, Luca Rovelli
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
ROC n. 6553 del 10 dicembre 2001
Associato a:
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esercitare i diritti previsti dal D.Lg 196/3 è l’ufficio del responsabile del trattamento dei dati personali,
presso il coordinamento delle segreterie redazionali (fax 02 3022.60951).

8 PCB settembre 2012
▶ SI PARLA DI - LE AZIENDE CITATE
Azienda pag. Azienda pag. Inserzionisti pag.
# 3M ____________________ 66
A Aermacchi ______________ 66
Apex Tool Group _____ 66-67
Arme __________________ 12
ASM Assembly Systems __ 42, 44
Avantec ________________ 66
C Cabiotec __________28, 33, 80
COE Elettronica ____34, 36-37
Contact 3D _____________ 12
Corona ________________ 12
D Daewon SMT ___________ 38
Dehon _________________ 66
Dupont ________________ 66
E El.Bo. Service ___________ 16
Ennegi _________________ 12
Essemtec ____________ 46-48
Euroconnection __________ 12
Europlacer ______________ 50
F Flowmaster _____________ 12
FMI Technical Consulting _ 66
FPE ___________________ 12
Frost & Sullivan ______ 18-19
G Galileo Avionica _________ 66
I i-tronic _____________ 46, 48
Inventec ________________ 66
J Juki ______________34-35, 37
K KIC ___________________ 75
L Lifeproject ___________ 14, 50
Lifetek ______________ 52, 55
Linea __________________ 12
M Mager _________________ 12
Mentor Graphics ________ 14
P Packtronic ___________ 56-58
Panasonic Factory Solutions _ 56-58
Parmi __________________ 12
Prodelec _____________ 34, 37
Promosol _______________ 66
R RS Components _________ 12
S Samsung ____________ 39-40
Seica _______________ 18-19
Serp ___________________ 12
Siplace ____________42-43, 45
Spea ___________________ 12
Sotragal ________________ 66
T T.L.M. _________________ 12
TSM __________________ 40
U Universal ____________ 52-55
USI ___________________ 16
V VTT/Electronics_________ 69
W Weller ______________ 66-68
Win-Tek ____________ 38, 40
Y Yamaha Motor IM Europe _ 60-61
A
APEX TOOL .................................45
AREL ............................................81
ASM ASSEMBLY ....................II cop.
AUREL AUTOMATION ................27
C
CABIOTEC ......................................4
COOKSON ELECTRONICS ..............3
CORONA .....................................81
E
E.O.I. TECNE ................................59
F
F.P.E. ...................................... 19-41
I
I-TRONIK ............................... 11-49
INVENTEC PERFORMANCE
CHEMICALS ITALIA ............. IV cop.
ITECO TRADING ..........................63
L
LA TECNIKADUE .........................44
LIFETEK ............................. I cop.-65
O
OSAI A.S. .............................. 70-71
P
PACKTRONIC .................................9
PHOENIX CONTACT ....................33
PRODELEC ............................. 15-17
R
RS COMPONENTS ................III cop.
S
SEICA ...........................................57
SPEA ............................................51
T
TECNOMETAL ....................... 55-82
W
WIN TEK ......................................13
Z
ZUKEN .........................................31

Soluzioni per aziende di successo.
Costi? Eccellenza. Guadagno!
Come si possono sostanzialmente ridurre i costi di produzione?
Le macchine e i sistemi Ersa definiscono gli standard di settore
in termini di tecnologie flessibili, risparmio energetico ed eco
sostenibilità. Il disegno modulare permette soluzioni personalizzate
e sostenibili e rappresenta la base per l’incremento della
profittabilità nella vostra produzione elettronica.
In qualità di produttore di macchinari e strumenti per l’industria
dell’assemblaggio elettronico, Ersa si presenta ai propri clienti e
a chi interessato come un partner altamente innovativo e un
fornitore di tecnologie di saldatura con una gamma globale di
prodotti unica nel suo genere.
La visione aziendale si basa sul principio che “la nostra leadership
tecnologica ottimizza la qualità e riduce i costi del processo
di produzione dei nostri clienti”. Ersa è infatti costantemente
focalizzata al miglioramento dei prodotti e dei processi a vantaggio
dei propri clienti.
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Distributore esclusivo per l’Italia.
Costs?
Excellence.
Earnings!
Macchine serigrafiche

10 PCB settembre 2012
▶ AGENDA - FIERE E CONVEGNI
Data e luogo Evento Segreteria
9-12 settembre
Berlino
Germania
13-14 settembre
Milano
Italia
17-19 settembre
Amsterdam
Olanda
19-20 settembre
Fredericksburg, VA
USA
26 settembre
Austin, TX
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
Electronics Goes Green 2012 MCC Agentur für Kommunikation
Wölfertstraße 13
2101 Berlino - Germania
www.egg2012.de
EIPC Summer Conference EIPC Services B.V.
PO Box 2060
6201 CD Maastricht - Olanda
Tel. +31 43 34.40.872
www.eipc.org - eipc@eipc.org
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Suite 5, Building 60 - Churchill Square
Kings Hill, West Malling - Kent - Gran Bretagna
Tel. +44 (0) 1732 75.21.25
Fax +44 (0)1732 75.21.30
IPC Workshop: Design for
Manufacture
Au stin (CTEA) Expo and Tech
Forum
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
SMTA
5200 Willson Road Suite 215,
Edina, MN 55424 - USA
Tel. +1 952 92.07.682
Fax +1 952 92.61.819
www.smta.org
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 settembre 2012
▶ ULTIMISSIME - C.S. E DINTORNI a cura della Redazione
Guida interattiva
RS Components ha
lanciato una nuova
guida interattiva ai
costruttori, in grado di
coprire i 550.000 prodotti
che compongono l’intera
gamma dell’azienda.
La guida ai costruttori
offre ai clienti un nuovo
modo di navigare: è
possibile filtrare la ricerca
per marchio attraverso la
vasta lista di produttori
e prodotti (disponibili
per la consegna in 24
ore dallo stock di RS),
migliorando nel contempo
l’esperienza di ricerca e le
potenzialità di acquisto
da parte di tecnici e
professionisti di tutto il
mondo. La guida viene
aggiornata costantemente
con le ultime novità di
prodotto: ciò consente agli
utilizzatori di individuare
più velocemente i prodotti
per marchio, riducendo
il tempo tra la ricerca
dell’articolo e l’invio
dell’ordine.
RS Components
www.rs-components.com
SPEAnet, prima rete d’imprese italiana
di macchine per industrie hi-tech
nata SPEAnet, la
È prima rete d’imprese
italiana attiva nel settore
delle macchine per le
industrie elettroniche e
dei semiconduttori. Si
tratta di una rete di dieci
aziende elettroniche e
meccaniche altamente
innovative, la cui capofila
è SPEA Spa azienda di
indubbia fama nel settore
dei macchinari di collaudo
per microchip, MEMS e
schede elettroniche.
Con la stipula del
contratto di rete, le
imprese di SPEAnet
intendono accrescere
individualmente e
collettivamente la propria
capacità innovativa e la
propria competitività sul
mercato, dando ulteriore
impulso ai progressi e
al trend di crescita degli
ultimi anni.
Tra le aziende che fanno
parte della filiera ne sono
state individuate nove:
SPEA, Arme, Contact
3D, Corona, Ennegi,
Precisazione
Euroconnection, Linea,
Mager, Serp e T.L.M.
Aggregate in SPEAnet
queste aziende
collaboreranno per
ottimizzare e favorire
l’attività di ricerca e
sviluppo finalizzata
alla realizzazione di
nuovi macchinari di
collaudo (Automatic Test
Equipment) e dei relativi
componenti, ciò per
incrementare la capacità
produttiva e raggiungere
un’ottimizzazione dei
Nel numero di luglio-agosto, l’articolo “I vantaggi delle etichette in poliammide”,
è stato preparato utilizzando materiale di proprietà della FPE di Bresso (MI), senza citarne la fonte.
Ci scusiamo con FPE e con i lettori per l’inconveniente occorso.
processi produttivi, per
condividere una strategia
di espansione sui mercati
esteri, per garantire la
condivisione e il rispetto
di elevati standard di
qualità e di sicurezza
e – naturalmente –
per individuare nuove
sinergie commerciali
e opportunità di
mercato sui comparti di
competenza.
SPEAnet
www.speanet.com

14 PCB settembre 2012
Nuovo accordo
Life Project srl ha annunciato la
distribuzione su tutto il territorio
nazionale della società Parmi,
azienda che opera nel settore della
produzione di macchine SPI, che
consentono l’interfaccia di controllo
del processo di serigrafi a, l’invio alla
macchina serigrafi ca dei segnali di
correzione off set e il comando del ciclo
di pulizia stencil.
La società coreana, fondata nel 1998
e cresciuta negli ultimi anni grazie
all’innovativa tecnologia del sistema
laser di illuminazione, vanta un
installato di grandi proporzioni:
1800 unità presenti in tutto il
mondo con importanti ricadute nel
settore della produzione elettronica
automotive, consumer e dei display e
con un’organizzazione di vendita di ben
23 distributori.
Parmi
www.parmi.com
Lifeproject
www.lifeprojectsrl.com
Sw avanzato per la
simulazione CFD 1D e 3D
Mentor Graphics
presenta una
soluzione software
general-purpose per
l’analisi fl uidodinamica
computazionale (CFD
- Computational Fluid
Dynamics) unica
nel suo genere, in
quanto capace di unire
funzionalità di analisi
1D e 3D. Per la prima
volta nel settore, un
prodotto realizza uno
stretto abbinamento
di tecnologie software
1D e 3D grazie
a un processo di
ri-ingegnerizzazione
che consente
loro di operare
congiuntamente
in modo nativo e
con codice sorgente
integrato.
Tale nuova
combinazione è
il primo risultato
dell’attività
d’integrazione
tecnologica resa
possibile dalla recente
acquisizione, da parte
di Mentor Graphics,
di Flowmaster Ltd.
Questo software
consentirà ai clienti di
velocizzare il processo di
progettazione, assicurando
nel contempo analisi
preliminari accurate di
sistema, basate sui dati
di fl usso dei fl uidi e di
trasferimento termico,
grazie all’utilizzo della
simulazione 3D a livello di
componente.
Con l’utilizzo di questa
soluzione è possibile
ottenere prodotti di miglior
qualità, più competitivi
e presenti sul mercato in
tempi più brevi.
Mentor Graphics
www.mentor.com

16 PCB settembre 2012
Atmosfere… esplosive
Argomento
che tocca
marginalmente il
settore dell’elettronica,
ma assai importante
per le aziende che
operano nel settore
chimico della filiera,
il tema della sicurezza
in ambienti a rischio
di esplosione è
stato affrontato l’11
luglio scorso, presso
l’Auditorium Centro
IRCCS “Don Carlo
Gnocchi” a Firenze, in
occasione della terza
edizione dell’ATEX
Al convegno ATEX dell’11 luglio si è trattato anche di ESD.
Nella foto Giuseppe A. Reina di El.Bo. Service
day, manifestazione
annuale organizzata
dall’Associazione
U.S.I. (Unione
Sicurezza
Informazione).
L’ATEX day ha
accolto, in questa sua
terza edizione, una
selezione di tecnici
esperti che hanno
affrontato in modo
concreto la tematica,
fornendo le soluzioni
operative, gettando
uno sguardo sullo
stato dell’arte della
corretta gestione del
rischio di esplosione
e offrendo un
panorama esaustivo
delle normative
attualmente in vigore
sull’argomento.
Il gran numero di
partecipanti, gli
importanti organismi
di patrocinio e le
numerose aziende che
hanno contribuito
attivamente alla
giornata dimostrano
l’importanza di questo
argomento.
USI
www.safetyworkingareas.org

Le più flessibili,
le più affidabili,
con il miglior rapporto
prezzo/prestazioni
Un leader mondiale nel settore delle pick & place per il montaggio SMD
Grazie alla gamma di sistemi più completa sul mercato, JUKI offre la soluzione
migliore per ogni esigenza produttiva. I sistemi JUKI offrono affidabilità senza
paragoni ai più bassi costi di gestione – Lowest Cost of Ownership.
L’acquisto di una pick & place JUKI non è solo un investimento in un sistema
di qualità, ma è l’inizio di una partnership di lunga durata. Il nostro partner
PRODELEC da sempre fornisce competenza pluriennale e un supporto
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18 PCB settembre 2012
Tutto sul collaudo a sonde mobili
Rispetto alle
classiche soluzioni
celebrative, per il suo
25° anniversario Seica
ha preferito organizzare
a Bologna, lo scorso 3
di luglio, presso le sale
convegno del Bologna
Tower Hotel, un
workshop interessante
dedicato interamente a
un soggetto a lei caro: la
tecnologia flying probe.
L’idea è stata quella
di fare il punto sullo
stato dell’arte di questa
tecnologia, che negli
anni si è evoluta in
modo molto deciso
e che ha visto Seica
contribuire in modo
importante al suo
perfezionamento.
L’azienda di Strambino
è stata infatti una
delle prime realtà in
Europa a diffondere e
a spingere sul mercato
la tecnologia di test a
sonde mobili.
La storia della
tecnologia flying probe,
come quella di Seica,
è ormai lunga: nel
1995 nasceva infatti
la prima macchina
a sonde mobili
dell’azienda piemontese,
una macchina che
ancora oggi può essere
utilizzata con adeguati
aggiornamenti software,
a dimostrazione che
la flessibilità e la
modularità sono state
da sempre elementi
fortemente perseguiti
dalla filosofia aziendale.
Dal punto di vista
commerciale Seica,
nonostante la difficile
congiuntura economica,
conosce al momento
importanti risultati
avvallati, negli ultimi
due anni, da una
crescita prossima al
30%.
Oggi più di 1000 ATE
Seica sono installati
in tutto il mondo
e l’azienda, come
hanno avuto modo di
sottolineare i quadri
aziendali in occasione
del workshop bolognese,
è a oggi “una realtà che
assume”.
Tecnologia su tutta
la linea
La giornata bolognese,
come si è detto,
è stata motivo di
approfondimento e
riproposizione delle
tappe evolutive di una
tecnologia fra le più
interessanti nel mondo
del test elettrico e che
rappresenta il core
business dell’azienda
piemontese. La
giornata, condotta da
Luca Corli, colonna
portante di Seica ed
attualmente Direttore
Commerciale che
ha vissuto in prima
persona tutte le fasi di
sviluppo tecnologico
e aziendale, è partita
con la riproposizione
storica della flying
probe technology,
risalendo a quell’ormai
lontanissimo 1987
in cui in Giappone
è nata la tecnologia
che ancora oggi sta
alla base delle sue
macchine.
Il fatto che fin
dall’inizio Seica abbia
creduto in questa
tecnologia (metodo
alternativo che evita
l’uso delle fixture
tipiche dei sistemi
a letto d’aghi) è
dimostrato dall’attività
del suo titolare, Antonio
Grassino, colui che
Luca Corli di Seica ha condotto il workshop tecnico che si è tenuto il 3 luglio a Bologna

ha contribuito – oltre
che a una diffusione
di questa tecnologia
in Europa – anche alla
sua introduzione sul
mercato statunitense
alla fine degli anni ’90.
La carrellata
cronologica
dell’evoluzione della
tecnologia, scandita
dai diversi modelli e
dalla diffusione delle
differenti macchine
prodotte da Seica
nel corso degli anni,
è stata seguita dalla
presentazione pratica
della piattaforma
PILOT V8, a cura
del product manager
Walter Gueli, macchina
progettata e prodotta
interamente da Seica.
Le fasi di collaudo e
di reverse engineering
su schede elettroniche
sono state eseguite
“dal vero” illustrando
in modo preciso tutte
le fasi e le operazioni
necessarie per operare
in modo efficace in
questo settore. Più di 40
sono stati i partecipanti
alla manifestazione
bolognese provenienti
da tutte le regioni
d’Italia, a riprova del
grande interesse e
della diffusione di
una tecnologia ormai
all’avanguardia e
insostituibile nelle
moderne linee di
produzione. Ne è
risultato un percorso
importante per capire
quanto le regole siano
cambiate nel tempo
nel settore dell’ATE
e quanto possa offrire
oggi questa tecnologia
a chi già operi o abbia
intenzione di affacciarsi
oggi al mondo della
produzione elettronica.
Seica
www.seica.it

20 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE - PICK & PLACE
La tecnologia aiuta
a contenere i costi
L’utilizzo di P&P con prestazioni di alto livello
agevola il ritorno dell’investimento nelle
produzione di piccoli e medi lotti, là dove i
tempi di set-up sarebbero sbilanciati rispetto a
quelli di produzione
di Davide Oltolina
Il montaggio dei componenti è
indubbiamente la tecnologia predominante
su tutta la linea, se
non altro perché è facilmente quantificabile.
Il baricentro di discussione
nell’acquisto di una P&P, tema da
anni dibattuto, è costituito dal pun-
to di incontro tra costo, efficienza e
flessibilità. A influenzare la scelta di
una pick and place, intervengono fattori
quali la variazione dei riferimenti
produttivi che in Europa ha visto
emergere il modello “molti codici e
bassi volumi” rispetto agli alti volu-
Una caratteristica delle moderne P&P non è solo la velocità, ma anche la
flessibilità e i ridotti tempi di set-up
mi che hanno tenuto banco fino alla
fine degli anni novanta. La richiesta
odierna si rivolge prevalentemente a
sistemi capaci di gestire in macchina
un notevole numero di caricatori
intelligenti, con limitati tempi di setup
macchina.
Escludendo i sistemi entry level,
la cui velocità è di poche migliaia
di componenti/ora, normalmente
le moderne Pick & Place viaggiano
con velocità di montaggio superiori
ai 10.000 componenti/ora, di conseguenza
il tempo di configurazione assume
un carattere prevalente rispetto
al tempo globale di piazzamento.
Sebbene lo standard IPC sia quello
di riferimento nel calcolo della velocità
di piazzamento, si trovano differenze
tra la velocità dichiarata e quella
raggiunta in produzione, che è poi la
velocità utile su cui calcolare il fatturato.
Questa discrepanza è a volte dovuta
anche a schede non propriamente
ingegnerizzate ai fini produttivi,
tale per cui posizione e tipo di componenti
introducono fattori di un più
o meno marcato rallentamento.
La riduzione dimensionale dei componenti
ha progressivamente spostato
il confine prima dal chip 0603
(1,5 x 0,8 mm) allo 0402 (1 x 0,5 mm),
poi allo 0201 (0,6 x 0,3 mm) per approdare
oggi allo 01005 (0,4 x 0,2 mm),
mentre ultra-fine-pitch e microBGA
sono i limiti dei componenti attivi.
Le elevate prestazioni richieste in
termini di risoluzione e accuratezza di
piazzamento sono raggiunte attraverso
precisi sistemi di visione e di movimentazione
degli assi.

Le teste in linea sono quelle maggiormente adottate dai costruttori di P&P;
possono essere a due, quattro o sei
Ai fi ni funzionali ha progressivamente
assunto un’importanza primaria
anche il software di programmazione
e di gestione del sistema, che attraverso
un’interfaccia grafi ca evoluta
consente di spaziare dall’importazione
dei dati CAD al bilanciamento di
linea. Tra le varie funzioni sviluppate,
assume particolare rilevanza quella
del riconoscimento ottico dei componenti
fi nalizzato allo sviluppo della
libreria, che consente un abbattimento
notevole dei tempi di programmazione.
La tendenza di mercato
Molti prodotti destinati alle telecomunicazioni,
all’information technology
e al settore auto sono caratterizzati
da un aumento delle funzioni
e contemporaneamente da una diminuzione
dimensionale. Questi mutamenti
nelle caratteristiche funzionali
e dimensionali inducono di conseguenza
una miniaturizzazione dei
componenti e del substrato. La tendenza
alla miniaturizzazione dei componenti
trova un limite nella capacità
di manipolazione delle pick and place,
che comunque negli ultimi dieci anni
hanno raddoppiato e triplicato l’accuratezza
di piazzamento.
La diff erenziazione dei prodotti
cresce e contemporaneamente diminuisce
il time-to-market. La competizione
soff erta a livello internazionale
vede vincenti quelle aziende capaci
di off rire il prodotto migliore, diff erenziato
per fasce di consumatori, con
la più alta velocità di innovazione.
In questo contesto appare evidente
come la fl essibilità dei sistemi di
produzione diventi un requisito fondamentale.
È sempre più nella norma
per la produzione elettronica europea,
e lo sta diventando anche negli
Stati Uniti, che le priorità cambino
rapidamente, che la produzione riguardi
piccoli e medi volumi.
Indipendentemente dal nostro
mercato domestico, i produttori di
P&P si vedono costretti a sviluppare
piattaforme con architettura modulare,
con prestazioni che si possano ampliare
mediante l’aggiunta di dispositivi
nuovi o supplementari, in altre
parole sono chiamati a sviluppare sistemi
scalabili.
Disponendo di sistemi di piazzamento
poco fl essibili, lo sbilanciamento
tra l’attività di produzione
(puro piazzamento del componente)
e tempo di set-up cresce, impennandosi
in presenza di una diminuzione
del volume dei lotti da assemblare.
Scende il valore del pitch
dei componenti
I componenti passivi stanno r
aggiungendo il limite minimo,
definibile fisiologico, di producibilità.
Il case 0201 (dimensione 0,6 x
0,3 mm) con buone probabilità rimarrà
il componente discreto più piccolo
per applicazioni standard.
Ulteriori riduzioni oltre lo 01005
(0,4 x 0,2 mm), dovranno essere fatte
ricorrendo all’inserimento dei passivi
direttamente nei substrati, mediante
la tecnologia embedded.
Studi avanzati prevedono anche
l’integrazione dei componenti passivi
all’interno di un componente
provvisto di bump di connessione,
sullo stile dei componenti area
array. Questi, come dimostra
il sempre più frequente ricorso
all’utilizzo dei BGA, stanno guadagnando
terreno su una larga fascia
di utilizzatori.
Nei componenti provvisti della
classica piedinatura laterale come
i QFP, il passo minimo rimane
presumibilmente lo 0,3 mm anche
se il più diffuso nella pratica è
il passo 0,4 mm perché molto meno
delicato da maneggiare in produzione.
L’accuratezza di piazzamento per
i componenti passivi è passata dai
150 micron del 1996 agli attuali
50 micron; limite sceso da 75 a
40 micron per i circuiti integrati e
addirittura da 50 a 10 micron per i
fl ip-chip (vedi Tabella 1).
Tabella 1
Componente Largh. Lungh.
0603 1,5 mm 0,8 mm
0402 1 mm 0,5 mm
0201 0,6 mm 0,3 mm
01005 0,4 mm 0,2 mm
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22 PCB settembre 2012
Il maggior livello tecnologico
aiuta a contenere i costi
La capacità tecnologica del sistema è
il primo punto su cui riflettere nel caso
si voglia acquistare una P&P. Il sistema
di piazzamento deve poter montare su
qualsiasi substrato un numero estremamente
elevato di package, dai chip
di ogni dimensione agli IC ad elevato
pin count, dai connettori ai componenti
con geometria non standard.
Questo richiede una buona capacità
di handling, di allineamento, di accuratezza
di piazzamento, di controllo
dell’asse z per la forza di posa e la disponibilità
di un’ampia scelta di nozzle.
La P&P deve disporre delle risorse
per lavorare sulle diverse applicazioni
tecnologiche oggi richieste dal mercato.
Deve possedere un’elevata accuratezza
di piazzamento, deve poter leggere
ogni geometria dei fiducial, anche
ai capi dei componenti più complessi.
Diversi sono i fattori che entrano in
gioco nella valutazione del costo economico.
Oltre alle variabili legate al
capitale d’investimento come il costo
d’acquisto, il deprezzamento e gli interessi,
vanno considerati anche il costo
dell’operatore, i costi di fermo macchina
per manutenzione ordinaria e stra-
ordinaria, la programmazione coi suoi
cambi feeder. Una leva per agire sulla
riduzione dei costi di produzione è in
prima istanza la riduzione dei prodotti
di scarto e da rilavorare, ma anche l’eliminazione
delle perdite di tempo dovute
alle operazioni di manutenzione,
che si ottiene con una buona formazione
dell’operatore.
Quando la dimensione lo consente si montano pcb quadrottati perchè i sw di
programmazione facilitano la multiplazione dei programmi di piazzamento
La complessità costruttiva non inficia l’affidabilità dei sistemi di piazzamento, che
usano motori di ultima generazione e sistemi sempre più all’avanguardia
L’obiettivo dello zero difetti è ovviamente
il miglior modo per eliminare
il costo dovuto agli scarti di produzione
e alla rilavorazione dei prodotti
eventualmente recuperabili; la direttrice
è quella di avere un sistema integrato
per la verifica del set-up e il controllo
del piazzamento.
L’efficienza del piazzamento si ottiene
soprattutto abbattendo i tempi
morti. Un’opportunità al riguardo è
data dal trasporto del pcb in due tempi:
attesa e lavoro. Un ulteriore vantaggio
è offerto dalle P&P che agevolano
il cambio veloce dei feeder mediante
trolley o cassetti e utilizzando feeder
intelligenti. Notevoli vantaggi si hanno
dal centraggio dei componenti in tempo
mascherato, cioè durante lo spostamento
dal punto di presa del componente
a quello di posa e mediante
l’ottimizzazione dei percorsi di piazzamento.
Anche il cambio bit può avvenire
in tempo mascherato.
Un’alta velocità di piazzamento
si ottiene sia agendo sulla velocità e
sull’accelerazione, sia adottando mac-

chine col doppio gantry o costituite da
più sistemi modulari in cascata.
I tempi di intervento dell’operatore
li si riduce aumentando il numero di
feeder a bordo macchina, che non solo
alza il livello di autonomia del sistema,
ma ne aumenta anche la flessibilità.
Un contributo in questa direzione
arriva anche dall’utilizzo dei feeder
intelligenti, con la possibilità della loro
sostituzione mentre la macchina continua
nella sua attività di piazzamento.
La necessaria manutenzione del
sistema incide negativamente sulla
produttività e sui costi di gestione.
L’utilizzo di motori lineari e dalla movimentazione
degli assi su cuscinetti
d’aria contribuisce a mantenere basso
il livello di manutenzione necessaria,
dovuta soprattutto agli organi in
movimento. Le moderne Pick & Place
usufruiscono comunque della manutenzione
assistita da computer, del tipo
definita pro-attiva, e di una capace
diagnostica remota. Questa capacità
diagnostica è parte di quella potente
interfaccia operatore di tipo grafico
ormai elemento standard di ogni sistema,
la cui interattività agevola non solo
una veloce programmazione (eseguibile
anche fuori linea), ma ogni intervento
dell’operatore sulla macchina.
I feeder intelligenti
Il caricamento dei reel di componenti
sui feeder e il posizionamento
di questi in macchina è un’operazione
prettamente manuale, di conseguenza
il set-up dei feeder è un’operazione
del processo particolarmente esposta
agli errori, a maggior ragione se nel
prodotto da assemblare c’è un numero
particolarmente alto di componenti
tra loro diversi e con lunghi codici di
identificazione.
Il ricorso all’utilizzo degli smart feeder
riduce il margine di errore e allo
stesso tempo offre i vantaggi di semplificare
il lavoro all’operatore, renden-
I nozzle sono sempre più sofisticati, soprattutto per il montaggio dei componenti
delicati e difficili da manipolare come per esempio i LED ad alta luminosità
do più efficiente la tracciabilità e più
accurato l’inventario delle parti utilizzate.
Nei sistemi più sofisticati i feeder
possono essere messi in ogni locazione
e sarà il sistema a riconoscerli e a
identificarli, avvisando l’operatore per
ogni minimo errore. Questa prerogativa
ha come tutte le cose il suo rovescio
della medaglia; il tempo di piazzamento
può risultare più lungo se il posizionamento
dei feeder non è ottimizzato.
È anche vero che per certe produzioni
il tempo di set-up è di gran lunga
più lungo che non quello di reale piazzamento.
Su una linea smt, una delle più comuni
operazioni è quella di sostituzione
di una rolla di componenti esaurita.
Con i feeder intelligenti il sistema
“sente” la manovra in atto e procede
a spostare la presa sul componente
successivo, riservandosi di completare
l’operazione di piazzamento del componente
mancante a quando la nuova
bobina sarà correttamente posizionata.
Questo modo di operare preserva
da spiacevoli quanto dannosi inconvenienti,
contribuendo a mantenere un
accurato controllo sulle operazioni di
macchina.
Equipaggiando la Pick & Place con
un lettore di codici a barre e apponen-
do sulle schede un numero di serie si
ottiene la piena tracciabilità per ogni
lotto di produzione, perché si possono
associare i dati distintivi dei vari componenti
alla relativa scheda su cui vengono
montati.
Tutta una serie di informazioni statistiche
su come si è svolta la produzione
è scaricabile su di un software di datawarehouse
e comunque interfacciando
il sistema con un software di gestione
della produzione, i feeder intelligenti
possono scaricare le quantità di
componenti utilizzati direttamente dal
database e comunicare la rimanenza.
Per fronteggiare il problema della
concorrenza dei paesi a basso costo
di manodopera è sì importante puntare
sulla produttività, ma per farlo bisogna
poterla adeguatamente monitorare.
Strategico è anche saper minimizzare
i costi, ma sebbene sembri una
contraddizione, questa direttrice non
sempre risulta in un aumento dei profitti,
perlomeno non se è l’unica strategia
seguita.
L’adozione di feeder intelligenti,
sebbene comporti maggiori investimenti,
consente un controllo accurato
nella fase più delicata che è quella
di set-up, per via dell’alto grado di manualità
che comporta.
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24 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE - PICK & PLACE
La testa
della Pick & Place
Tra i parametri di acquisto dei sistemi di
piazzamento, in coda al costo iniziale e
alla precisione, c’è il numero dei codici
potenzialmente ospitati a bordo macchina;
un dato che ha assunto una rilevanza a volte
maggiore rispetto alla velocità di piazzamento
di Piero Bianchi
La prima P&P era costituita da
una singola testa con centraggio
meccanico e una velocità di
piazzamento inferiore ai 2000 componenti
ora.
Da questo primo modello, risalente
agli inizi degli anni ’80, è partita
l’evoluzione che ha condotto
alla differenziazione degli
attuali modelli. Con singolo o
doppio gantry, a testa singola
o multipla, a revolver, in linea
o rotante, il centraggio è passato
da meccanico a laser per
poi essersi consolidato full vision,
eseguito sempre in tempo
mascherato.
Il range di componenti che
è possibile montare spazia
dai quasi invisibili 01005 ai
μBGA, dai connettori ai componenti
odd-form, contenuti
nei blister o sui vassoi. I codici
in macchina raggiungono quota
100-120, tra feeder e vassoi,
per i feeder lo standard è qua-
si sempre del tipo intelligente. Il loro
cambio deve essere infatti veloce, pratico
e sicuro; l’evoluzione avviene in
direzione dell’affidabilità e della semplicità,
con sempre più un occhio di
riguardo al fattore costo.
La testa rotante a revolver è una delle più sofisticate
e veloci teste di montaggio che oggi offre il panorama
delle P&P
L’importanza della precisione
di piazzamento
L’ingresso sul mercato dei componenti
0201 e a maggior ragione per
i componenti 01005, ha spinto verso
una maggiore attenzione nei confronti
dei sistemi deputati al movimento,
perché siano in grado di garantire
un’elevata precisione di presa prima
e poi di posa sull’intera area di lavoro
XY. Per avere un termine di paragone
si pensi che una normale pasta
saldante di tipo 3 contiene sfere
di lega le cui dimensioni spaziano da
45 a 25 micron mentre una pasta di tipo
4 varia da 38 a 20 micron, le dimensioni
di un chip 01005 sono di
0,4 x 0,2 mm ovvero 400 x 200 micron.
Poiché la tecnologia dei motori lineari
ha raggiunto un ottimo livello di
sviluppo, molti costruttori di
P&P la privilegiano per raggiungere
le massime prestazioni
di precisione e ripetibilità.
Questo risultato è raggiunto
anche mediante il controllo
a loop chiuso realizzato con
encoder lineari, che vengono
montati direttamente sull’asse
di movimento.
Questa tecnologia di movimento
non è senza problemi,
basti pensare alla generazione
di calore che affligge alcuni
modelli. Il calore generato
determina espansione ter-
mica che influisce negativamente
sulla precisione di posizionamento.
Per capire quanto
siano limitati i margini di

Perché una testa possa svolgere al meglio il suo scopo necessita di una nutrita
quanto differenziata disponibilità di nozzle
manovra si pensi che la tolleranza di
piazzamento di un chip 0201 è di soli
+12 micron. Per contrastare il problema,
alcuni costruttori montano motori
autoventilati e altri utilizzano cuscinetti
d’aria.
Un sistema signifi cativamente preciso
innalza automaticamente la sua
produttività eff ettiva, non richiedendo
fermi macchina dovuti alle continue
calibrazioni.
La stabilità meccanica della struttura
portante è fondamentale, ma non
è di per sé suffi ciente a garantire la
precisione richiesta. Un accorgimento
sempre più utilizzato è quello di dotare
i sistemi gantry di un doppio sistema
di azionamento del ponte dell’asse Y;
in presenza dell’azionamento su di
uno solo dei lati (dove l’altro è semplicemente
costituito da una guida di
scorrimento), si potrebbero innescare
eff etti di assestamento del lato non
motorizzato dovuti a possibili oscillazioni
innescate dalla diff erenza di forza
di movimento tra le due estremità
del ponte. Questo comportamento
è più evidente su pcb di grandi formati
con la presenza di componenti di
ridotte dimensioni come appunto gli
0201 e i 01005, che vengono depositati
solo quando le oscillazioni scendono
al di sotto del valore di tolleranza
consentita per il dato componente.
Diverse tecnologie per la
testa di piazzamento
Il tipo di testa adottata contribuisce
nel defi nire la velocità di posizionamento.
In una testa in linea del tipo
multi-nozzle si deve tener conto degli
off -set meccanici e della possibilità
di visione on-fl y. Nel caso si voglia effettuare
un prelievo multiplo dei componenti,
bisogna tener presente la loro
dimensione perché tanto più è ridotta,
tanto più accurato deve essere il posizionamento
dell’ugello al loro centro,
ma anche l’ingombro del componente
da prelevare la cui dimensione non
deve eccedere l’interasse tra un nozzle
e il successivo.
La testa rotante ha il vantaggio di
eff ettuare la presa sempre nella medesima
posizione, ma è penalizzata nel
costo dovendo dotarsi di un numero
di sensori di controllo (delle sue funzioni)
decisamente superiore.
La testa a revolver, versione verticale
di una testa rotante, coniuga la fl essibilità
di una testa in linea con la velocità
della testa rotante. Per contenerne
i costi è possibile dotarla di un
unico azionamento sull’asse Z, capace
di posizionare un ampio spettro di
componenti, indipendentemente dal
numero di ugelli che possono arrivare
a essere anche di alcune decine.
I componenti 0201 sono ormai alla
portata di un numero sempre crescente
di pick and place, anche se nella realtà
quotidiana il limite di montaggio
si va lentamente spostando dallo 0603
allo 0402.
Le pick and place si sono evolute
per compiere le operazioni di prelievo
e posa anche dei componenti più piccoli
alla stessa velocità e con la stessa
precisione di quelli ormai consolidati.
I sistemi di ultima generazione arrivano
a montare lo 01005 che potrebbe
essere considerato il limite fi siologico
nella dimensionale dei chip.
Il vuoto e il controllo
dell’asse Z
La formazione del vuoto è un aspetto
che è spesso trascurato nell’analisi
delle prestazioni di una P&P. Se c’è
troppa distanza tra la valvola che crea
il vuoto e il nozzle, interviene un rallentamento
dell’intero ciclo, in particolare
del tempo di rimozione del
vuoto; un percorso breve comporta
una risposta più affi dabile sia nel prelievo
che nel rilascio del componente.
I bancali sono un ausilio
prezioso per velocizzare i tempi
di cambio codice prodotto
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26 PCB settembre 2012
Questa necessità è una variabile
teoricamente indipendente
dalla dimensione del componente.
In realtà per i chip
di ridotte dimensioni, dove anche
l’altezza è minima, nel momento
di presa il nozzle si trova
praticamente a ridosso del
nastro di alimentazione, mentre
nel momento di posa sulle
piazzole, in presenza del deposito
di pasta saldante, esiste un
pericolo di contaminazione del
circuito di aspirazione.
Un percorso breve favorisce
l’azione di separazione del
componente dal nozzle, mediante
l’inversione di forza, anche
nel caso in cui siano presenti
cariche elettrostatiche,
che diversamente favorirebbero
la permanenza del chip sulla
bocca dell’ugello. I vantaggi
si ottengono anche nel caso dei componenti
più grandi perché aumenta lo
spettro di applicazione di ogni singolo
nozzle, senza la necessità di rallentare
la velocità per garantire la tenuta
del componente sull’ugello.
Se poco o nulla è l’incidenza della
somma delle tolleranze dello spessore
del nastro di alimentazione e dell’altezza
dei componenti più tradizionali,
nel caso di prelievo e di
posa dei componenti 0201
e 01005 il controllo inadeguato
dell’altezza è spesso la
causa di errori. È importante
per questi componenti la capacità
del sistema di esercitare
costantemente un monitoraggio
e un’autoregolazione
del prelievo.
Supponendo che il prelievo
sia avvenuto correttamente,
il piazzamento
comporta un’ulteriore se-
rie di variabili da soddisfare.
Deformazioni della scheda
possono determinare cam-
Quando i componenti, per ragioni varie,
non sono correttamente prelevati, interviene
il sw a correggere automaticamente il punto
di prelievo
biamenti d’altezza nell’area di posa:
se il piano di posa è inferiore a quello
previsto, si rischia di lasciare il componente
in prossimità e non a contatto
col deposito di pasta; nel caso contrario
la forza esercitata può rivelarsi
eccessiva, danneggiando il componente
o causando una dispersione della
pasta nei dintorni delle piazzole.
Il calcolo corretto della posizione in
I feeder intelligenti consentono dei notevoli risparmi di
tempo ed evitano grossolani errori dell’operatore
Z ha spesso rappresentato un
problema per i costruttori di
p&p, a cui si è cercato di dare
risposta mediante l’utilizzo di
micro celle di carico, molle di
reazione, calcolo della corrente
assorbita o il calcolo matematico
in base all’altezza del componente.
Riassumere le variabili
in un foglio excel per
facilitare la scelta
Per la scelta è consuetudine
crearsi una matrice a punti dove
poter riportare, per un facile
confronto, le diverse variabili
ritenute critiche ai fini del raggiungimento
degli obiettivi alla
base della decisione d’acquisto.
Alle caratteristiche desiderate
viene attribuito un peso
espresso numericamente, questo
per ogni potenziale modello che entra
nel novero dei candidati papabili.
Il sistema consente di valutare anticipatamente,
almeno in linea teorica, il
livello dei vantaggi conseguiti con le
varie scelte.
Accanto alla variabile velocità, è il
numero di feeder a occupare la seconda
posizione e subito dopo la praticità
nel cambio di produzione.
Con la maggioranza
delle aziende che operano
nell’ambito del “low volume
high mix”, il poter contenere
i tempi e il numero dei fermi
macchina assume una rilevanza
almeno pari alla velocità
di piazzamento, se non
superiore. In quest’ottica diventa
meno discriminante la
differenza tra teste rotanti e
teste in linea, ma assume più
importanza la presenza di
motori lineari e soprattutto
di encoder ottici solidali con
gli assi di movimento.

Linee automatiche
per la produzione
di sensori, circuiti
microelettronici,
solar cell.
Carico automatico,
serigrafi ca con
allineamento ottico,
ispezione post-print,
forno, scarico
automatico.
Linea laser
Lasers
per il trimming,
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Serigrafi che
Screen/stencil
printer per SMT,
fi lm spesso, LTCC e
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Allineamento
ottico, meccanica
di altissima
precisione,
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Linea Xcel
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28 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE - PICK & PLACE
Ottimizzazione
della sequenza
di lavoro
a cura di Carla Fiorentino, Cabiotec
Chiunque abbia avuto modo di
scontrarsi con la realtà della
programmazione produttiva
sa perfettamente che il più piccolo
cambiamento nella strategia del
cambio produzione può avere grande
eff etto sull’effi cienza globale.
Programmare la sequenza produttiva
in un reparto SMT è già diffi cile
senza tener conto di imprevisti quali
la consegna in ritardo dei materiali
o le urgenze da parte di clienti non
programmate. A rendere più diffi cile il
compito c’è poi anche la manodopera
forzatamente ridotta al minimo a cau-
sa della scarse prospettive di crescita
economica. Tutto ciò comporta grande
pressione su chi deve programmare
la produzione e decidere su quale linea
quale lavoro produrre o in quale
ordine. Una decisione giusta può fare
la diff erenza tra una produzione strutturata
e just in time e una situazione
caotica che sfocia poi in ritardi nelle
consegne.
Il mercato off re parecchi strumenti
software per aiutare chi deve prendere
decisioni diffi cili e di grande responsabilità.
Purtroppo non esiste software
che possa considerare tutte le va-
Probabilmente
nessun’altra area
della produzione
SMT, là dove
le P&P
rappresentano
il cuore
del sistema, è
soggetta a tanti
miti, idee sbagliate
e malintesi quanto
il concetto di
ottimizzazione
della sequenza di
lavoro. Scegliere la
strategia giusta non
è purtroppo così
semplice: spesso la
scelta più intuitiva
non è la migliore
riabili in gioco. Fino a quando l’essere
umano sarà coinvolto, non sarà possibile
affi darsi alla pura ottimizzazione
matematica. Una buona programmazione
della produzione è il risultato
della combinazione di esperienza e
competenza con algoritmi matematici
e buon senso. Lo scopo di questo articolo
è quello di identifi care alcuni tra
i meccanismi più importanti che infl
uenzano l’effi cienza nel suo complesso
e di spiegare i risultati delle diverse
strategie. Il tutto con un obiettivo unico:
quello di avere un lavoro pronto al
meglio e nel minor tempo.

Scegliere le strategie
più efficaci
Nella sua forma più semplificata,
una sequenza di lavoro in una produzione
SMT si articola nel preparare il
kitting per il primo lavoro, eseguirlo,
preparare quello per il secondo, eseguirlo
e così via. Senza alcun tentativo
di ottimizzare il carico di lavoro il numero
totale dei caricatori da preparare
sarebbe il numero di lavori da eseguire
moltiplicato per i feeders necessari
per ciascuno di essi.
Questo approccio semplicistico è
purtroppo ancora utilizzato in molte
realtà produttive e, a volte, anche
con buone ragioni. Ha il vantaggio di
fornire un carico di lavoro prevedibile,
dato che il tempo di preparazione
del kitting e il tempo di assemblaggio
sono sempre gli stessi indipendentemente
dalla sequenza. Altre restrizioni
potrebbero portare a questo tipo di
organizzazione. Ad esempio quando
il materiale è di proprietà del cliente,
o dedicato a un lavoro specifico, ogni
lavoro deve essere isolato.
Fortunatamente oggi c’è grande libertà
nelle realtà produttive nell’accorpare
lavori diversi, ma con materiali
comuni. E in un mondo in cui
la competitività aumenta di giorno
in giorno non si può ignorare la potenzialità
della libertà di scelta per
aumentare l’efficienza e la qualità
produttiva.
Le cinque fasi
della programmazione
Imprimere la massima efficienza
nell’ottimizzazione si basa su cinque
opportunità fondamentali:
- ottimizzare la posizione dei feeder
in macchina per garantire il ciclo
di montaggio più veloce possibile;
- ridurre il carico dei feeders non
necessari sfruttando i component
comuni tra i lavori;
- scegliere la strategia di cambio
produzione che permetta agli operatori
di eseguire più operazioni
possibili, mentre la linea sta producendo
(“tempo mascherato”)
cioè riducendo al minimo il tempo
per il cambio produzione vero
e proprio;
- riutilizzare il kitting in uso per
quanto possibile ogni volta che si
deve introdurre un cambio produzione;
- organizzare le operazioni manuali
in modo che siano ergonomiche,
facili da controllare e meno soggette
a errori.
La sfida che spesso chi programma
la produzione si trova ad affrontare
è che queste operazioni risultano in
conflitto una con l’altra e non possono
essere effettuate contemporaneamente.
Scegliere quale adottare è sempre
un compromesso tra conseguenze
e risultati diversi. Con la tecnologia
più avanzata, l’approccio più semplice
è quello di affidare a un motore
informatico l’esplorazione delle varie
possibilità per ciascuna combinazione
e poi scegliere quella che sem-
bra più efficiente. Ma nessun computer
riesce a considerare tutte le correlazioni
esistenti tra carico feeder e sequenza
di montaggio, dato che il numero
di combinazioni, anche per poche
commesse da eseguire, è praticamente
illimitato. Pertanto, la pura ottimizzazione
matematica deve essere
combinata con ciò che proprio i matematici
definiscono come “euristica”.
L’euristica è essenzialmente una serie
di regole definite in base all’esperienza
in funzione dei risultati ottenuti.
Quando la ricerca computerizzata
raggiunge i propri limiti, il metodo
euristico ha il compito di ricercare
e individuare il risultato migliore
osservando l’esperienza pregressa.
Queste regole basate sul buon senso
e sull’esperienza (‘rule-of-thumbs’ or
‘educated guesses’ in termine tecnico)
devono essere integrate in qualsiasi
algoritmo matematico computerizzato
per renderlo più immediato
ed efficace. Dopo tutto, a cosa servirebbe
trascorrere giorni al computer
per ottimizzare una sequenza che
necessita di mezza giornata per essere
eseguita?
Fig. 1 - Il software di ottimizzazione migliora l’efficienza rendendo il lavoro
manuale ergonomico e meno soggetto a errori
PCB settembre 2012
29

Componenti comuni
e dimensioni del lotto
sono fattori chiave
30 PCB settembre 2012
Il kitting di più lavori contemporaneamente,
conosciuto anche come family
kitting, è una soluzione ottimale
per ridurre il carico dei feeders e
il numero totale, dato che ogni componente
deve essere caricato una sola
volta, anche se usato per lavori diversi.
Questo è lo strumento più usato soprattutto
in caso di lotti medi e-piccoli.
Ma il family kitting deve comunque
essere usato con grande attenzione.
Lo svantaggio maggiore è che il
posizionamento dei feeder e il bilanciamento
della linea non possono essere
ottimizzati al meglio per tutti i
lavori da eseguirsi contemporaneamente.
Lasciare che sia uno dei lavori
a imporre la disposizione dei feeder
significa che quel lavoro particolare
verrà eseguito alla velocità massima,
mentre gli altri inclusi nel family
kitting risulteranno più lenti della loro
possibile e teorica ottimizzazione.
In alternativa si può usare un algoritmo
che distribuisca questa penalizzazione
tra tutti i lavori inclusi nel family
kitting.
Indipendentemente dalla strategia
per il caricamento feeder in macchina,
scegliere i lavori da accorpare in un family
kitting deve essere un’operazione
eseguita con attenzione. Il criterio base
è solitamente quello del numero di
componenti comuni tra i lavori. Ma, a
causa di quanto detto sopra sulla penalizzazione
della velocità, non tutti i lavori
sono idonei a essere accorpati, anche
se un alto numero di componenti è
in comune.
Quando la dimensione del lotto oltrepassa
certi limiti, un kitting separato
e ben ottimizzato potrebbe essere la
scelta migliore. È compito dell’algoritmo
matematico confrontare e gestire il
tempo di assemblaggio con il family kit
o un buon setup singolo ben ottimiz-
Fig. 2 - Un flusso materiali affidabile è un pre-requisito per un buon utilizzo del
tool di ottimizzazione
zato. Se un lavoro particolare denuncia
una penalizzazione nella velocità di assemblaggio
che supera il tempo richiesto
per un kitting ottimizzato, dovrebbe
essere escluso dall’accorpamento. Molto
probabilmente questo lavoro è un buon
candidato per un setup singolo o per
un family kitting diverso. I componenti
comuni tra i lavori non devono quindi
essere l’unico fattore da considerare.
Un altro aspetto a volte trascurato è ad
esempio la larghezza del convogliatore
necessaria per più lavori, o lo stesso profilo
di saldatura. Se l’algoritmo utilizzato
non considera anche questi fattori in
modo automatico, è indispensabile che
il tool di ottimizzazione accetti un preaccorpamento
manuale o che permetta
diverse impostazioni di priorità.
Preparare il kit successivo
mentre la linea
sta producendo
Preparare un family kit significa spesso
dover caricare un alto numero di feeders,
anche perché normalmente si vuole
utilizzare la linea nella sua totale capacità
di feeder. Ciò significa che centinaia
di feeder sono coinvolti nella preparazione.
La strategia del family kit-
ting è quindi spesso combinata con ciò
che viene definito Pit stop in Formula1.
In breve, questa strategia garantisce che
la maggior parte del lavoro sia effettuata
mentre la linea lavora per arrivare ad
avere il kit pronto e impiegare solo pochi
minuti quando il lavoro precedente
è terminato. Come spesso succede anche
nelle corse, chi è più veloce nell’operazione
risulta vincente.
Anche in questo caso però ci vuole
attenzione. Il buon senso avverte
che spesso la soluzione estrema non
è quella ottimale. Facciamo un esempio:
completare la preparazione al
100% in anticipo è un concetto attraente,
ma può risultare anche dispendioso.
In alcune realtà può significare
aumentare il personale, investire
nell’acquisto di più caricatori o di altri
macchinari, con il risultato finale
che il costo aggiuntivo non compensa
il tempo risparmiato nel cambio produzione.
La strategia ottimale è ricordarsi
quanto sia importante decidere
in funzione del costo del cambio produzione
e non solo del tempo necessario
ad attuarlo, a meno che la attrezzature
disponibili e i software di gestione
della produzione non garantiscano
entrambi i vantaggi.

Più capacità feeder significa
cambio produzione
più veloce
Nel caso ci fossero limitazioni nel
family kit a causa della capacità feeder
non sufficiente, l’ottimizzatore potrebbe
comunque continuare a utilizzare
come fattore primario la quantità
di componenti comuni nella definizione
della sequenza di produzione,
ma con una costrizione davvero importante.
Intuitivamente si è portati
infatti a pensare che più componenti
in comune si hanno tra i lavori, più
veloce sarà il cambio produzione.
Ciò non sempre è completamente
vero. Tale situazione potrebbe infatti
entrare in conflitto con l’altro dei nostri
obiettivi: fare più operazioni possibili
mentre la linea sta producendo.
Se i componenti necessari al lavoro
successivo sono già caricati in macchina,
sarà necessario aspettare che
la linea termini il lavoro in esecuzio-
ne per utilizzare quei componenti nel
family kit successivo. L’unica eccezione
è quando la capacità feeder è sufficiente
per aggiungere nuovi componenti
senza rimuovere magazzini, o
altro.
E qui inciampiamo sul principio
generale che più capacità feeder si ha,
più efficiente sarà il cambio produzione.
Disporre di capacità feeder in abbondanza
è sempre benefico per realtà
multi-job. Tale strategia può essere
utilizzata sia per creare family kit più
completi sia per velocizzare il cambio
produzione, o per entrambe le cose.
Nella realtà, però, la capacità feeder
viene limitata sia da questioni di spazio
che di costo. Il conflitto relativo ai
componenti comuni non può dunque
essere totalmente superato, ma può
essere ridotto al minimo utilizzando
l’algoritmo più intelligente di ottimizzazione.
Valutando fino a che punto il carico
feeder può essere eseguito in tem-
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po mascherato e quanto dovrà essere
fatto quando la linea è ferma, è possibile
confrontare tra loro diverse soluzioni
di sequenza della produzione.
Se il cambio produzione fra due lavori
appare troppo lungo, il motore di ottimizzazione
può decidere se scegliere
la strategia del pit stop. L’importante è
che bisogna aggiungere ai calcoli matematici
l’esperienza. Perfino nelle linee
più flessibili potrebbe succedere
infatti che evitare i componenti comuni
possa risultare più vantaggioso
dal punto di vista del cambio produzione.
Un altro modo di gestire il conflitto
sui componenti comuni è ovviamente
utilizzare il numero più alto possibile
di bobine attive parzialmente utilizzate,
attribuendo loro lo stesso part
number. Questo ci permette di prendere
una bobina nuova dal magazzino
ogniqualvolta ne abbiamo bisogno,
senza aspettare che la macchina
abbia terminato di utilizzare quel-

32 PCB settembre 2012
la in uso. Però, oltre al problema evidente
che potremmo non disporre più
di altre bobine nuove, questa strategia
potrebbe comportare problemi relativi
alla tracciabilità, alla gestione
di componenti sensibili all’umidità, e
imporre una disciplina FIFO nel magazzino.
Un’ottimizzazione adattiva
Fino a questo punto siamo stati abbastanza
vaghi su quello che deve essere
considerata una sequenza ottimizzata.
Ovviamente tutti desideriamo
cambi produzione veloci, caricare
meno feeder possibili e avere un’alta
velocità produttiva, ma a volte scordiamo
che questi obiettivi potrebbero
non essere raggiunti tutti simultaneamente.
Quindi, a quale di questi
obiettivi dobbiamo dare la priorità?
La risposta è: una combinazione
di tutti insieme. Il software di ottimizzazione
deve utilizzare una “funzione
costo” ridotta al minimo dall’algoritmo
che elabora l’ottimizzazione.
Come spiegato precedentemente,
la ricerca deve comunque essere indirizzata
correttamente dall’euristica e
il tool di ottimizzazione deve poterlo
permettere. Una “funzione-costo” che
rifl etta la produzione reale deve considerare
la somma del tempo necessario
per il caricamento feeder, il tempo
di cambio produzione, la velocità
macchina, ma con pesi o priorità diversi.
Al termine della giornata produttiva
è il costo produttivo che vogliamo
ridurre e ciascuna di queste
operazioni ha un proprio costo.
Il pianifi catore della produzione
deve poter impostare le diverse valenze
e adattarle alla propria realtà
produttiva anche in momenti diversi.
L’approccio iniziale potrebbe essere
quello di fare un’analisi economica
del costo orario macchina, costo orario
operatore ecc. e aggiornarla, anche
quotidianamente, in base alla situazione
della manodopera. Ad esempio,
se un giorno si è a corto di personale si
deve aumentare il costo o l’importanza
attribuita al carico feeder in modo
che l’ottimizzatore suggerisca una
sequenza produttiva che minimizzi il
lavoro manuale. Se in un giorno diverso
si hanno picchi di lavoro e si è
dovuto chiedere l’aiuto di un operatore
di un altro reparto, il carico feeder
non sarà più la priorità, ma lo diventerà
la velocità macchina. A questa pun-
Fig. 3 - I componenti in comune sono il criterio principale nella scelta dei lavori da
accorpare in un family kitting
to la “funzione costo” sarà indirizzata
diversamente e si otterranno soluzioni
diff erenti che punteranno al massimo
sfruttamento della velocità macchina
Visibilità dei materiali
e fermi macchina
I software di ottimizzazione matematici
sono senza dubbio tool molto
potenti ai fi ni del bilanciamento linea
e della sequenza di lavoro, ma non dimentichiamo
che un buon fl usso dei
materiali è un pre-requisito per poter
addirittura iniziare a usare questi
strumenti. Nessun software può risolvere
il problema se non disponiamo
dei materiali necessari a completare
la scheda.
Il pianifi catore della produzione
può scegliere le soluzioni migliori per
sfruttare al massimo la velocità macchina
e minimizzare il carico di lavoro
manuale, ma senza l’interazione
con la gestione dei materiali in ingresso
e uscita e, soprattutto, senza un accesso
semplice e immediato delle informazioni,
tutti gli sforzi della pianifi
cazione potrebbero vanifi carsi.
Il responsabile della produzione
deve quindi poter disporre in tempo
reale di queste informazioni che devono
essere immediatamente collegate
sia al software di ottimizzazione
che di gestione linea per scongiurare
che almeno uno dei problemi evitabili
sia eff ettivamente evitato: quello della
mancanza di componenti o della loro
locazione errata. La scelta quindi deve
essere quella di utilizzare un software
che combini ottimizzazione e funzionalità
logistica per mantenere il tempo
produttivo il più alto possibile e il
suo costo il più basso possibile. Ecco
quindi la necessità di un’ottimizzazione
adattiva. Il vostro sofware ve la garantisce?
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34 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE AZIENDE - PICK & PLACE
Una vita dedicata
all’elettronica
COE Elettronica è una realtà imprenditoriale
che da trent’anni si dedica con passione
alla produzione elettronica conto terzi,
premiando con la fedeltà i sistemi che da anni
contribuiscono al suo successo
di Serena Bassi, Prodelec
COE Elettronica è nata nel
1982 dall’esperienza di Graziano
Panighello, formatosi
professionalmente per oltre 10 anni
in un’azienda di produzione elettronica.
Dopo un primo anno di attività
“in solitaria”, nel corso del tempo
sono stati via via assunti alcuni dipendenti,
fino a giungere attualmente ad
La sede di COE Elettronica a Mansué (TV)
un totale di circa 25 persone. Molte
di esse sono state o sono attualmente
dipendenti di COE da oltre 20 anni.
L’attività di COE si basa inizialmente
sul montaggio tradizionale
manuale di componenti PTH, a partire
dal 1987 vengono introdotti in
azienda i primi robot assiali per automatizzare
il processo.
Due anni dopo vengono acquistati
anche i primi sistemi SMD, quando
la tecnologia comincia ad evolversi
in quella direzione. La prima macchina
acquistata, già all’epoca, era una
Juki, conosciuta allora con il nome
Zevatech, modello ASM800. Già allora
questi sistemi erano all’avanguardia,
perché già in grado di montare i
componenti 0402.
Negli anni successivi il lavoro cresce
costantemente e COE si trasferisce
in una sede produttiva più grande,
per fare spazio ad altri 5 sistemi Juki
e al potenziamento dei robot di montaggio
di componenti assiali e radiali.
La prima sede produttiva, situata a
Mansué (TV), è passata nel corso degli
anni da 280 mq agli attuali 2000 mq.
Un’altra sede produttiva di 300 mq,
dotata attualmente di due linee SMD,
è stata aperta a Gorgo al Monticano
(TV), e una terza sede è situata a
Cimolais (PN), anch’essa con due
linee produttive.
La vostra attività è completamente dedicata
alla produzione elettronica conto
terzi. Come mai questa scelta?
La scelta di dedicarci esclusivamente
al montaggio elettronico conto
terzi è stata attentamente ponderata.
Abbiamo valutato la possibilità di
realizzare prodotti di nostra concezione,
ma per poter fare questo ci saremmo
dovuti strutturare diversamente a
livello aziendale e intervenire sull’organigramma.
Abbiamo pertanto scelto di dedicare
tutte le nostre energie al solo
conto-lavoro, e la scelta si è rivelata

I feeder elettrici
I sistemi JUKI di questi ultimi anni hanno adottato feeders meccanici
altamente affidabili in modo da garantire una costante e
stabile performance di processo.
JUKI ha recentemente introdotto il livello tecnologico successivo,
i nuovi feeders elettrici (ETF) che consentono ancora più
flessibilità e velocità.
I nuovi feeders ETF sono compatibili con i modelli di pick & place
FX-3, KE-3010 e KE-3020.
Su queste macchine è anche possibile combinare trolley con
feeders meccanici ed elettrici per l’utilizzo misto in modo da
ottenere la massima flessibilità e di seguire la filosofia JUKI
‘Lowest Cost of Ownership’. Il nuovissimo design dei feeders
ETF include alcuni miglioramenti che garantiscono velocità,
flessibilità per la gestione di più tipologie di componenti, con
caratteristiche avanzate di passo:
- il movimento motorizzato garantisce il miglior handling in
caso di componenti ultra piccoli, per qualità di pick e velocità
di reazione;
- il cambio del passo può essere effettuato attraverso semplici
pulsanti;
- lo stato del feeder è mostrato all’utente con l’ausilio di luci
LED e display a sette segmenti LED;
- il display LED mostra la posizione sulla bancata facilitando il
set-up ed il controllo del feeder;
- il nuovo DUAL ETF 8 mm nella stessa dimensione di una
azzeccata, perché negli anni la crescita
è stata costante. Questo ci ha permesso
di poter “scegliere” i clienti,
selezionando un certo tipo di clientela
di prim’ordine, un privilegio non
comune.
Di che tipologia sono i vostri clienti? In
che settori si collocano?
Abbiamo due tipologie principali
di clienti: quelli stagionali e quelli
fi ssi. Abbiamo clientela stagionale invernale
ed estiva, e questo ci permette
di gestire al meglio i carichi di lavoro,
e garantire così la qualità e i tempi di
consegna richiesti.
Inizialmente i settori di provenienza
dei nostri clienti erano più standard,
ad esempio comprendevano la produzione
di schede per amplifi cato-
ri d’antenna, il cosiddetto “montaggio
componenti in aria”. Il lavoro era
su chassis prima ancora che su circuiti
stampati, perché sui trasmettitori e
ricevitori televisivi le frequenze sono
altissime ed è necessario evitare le ca-
corsia 8 mm accoglie due rolle da 8 mm, anche di part
numbers diversi;
- i feeders da 12 hanno la stessa dimensione di quelli da 8
consentendo all’utente di inserire una maggiore quantità di
feeders da 12 mm sulla stessa bancata;
- è possibile rimuovere un feeder in qualsiasi momento in
modo sicuro mentre la macchina è in funzione in quanto costruito
con concetto a ‘slitta’;
- tutti i feeders ETF sono ‘spliceable’ senza costi aggiuntivi;
- la posizione di pick per ogni feeder è gestita in modo automatico.
Gli offset sono calcolati e comunicati al sistema che
provvede a correggere quanto necessario. Oltre ad un minore
tempo di set-up, questa funzione consente l’ottimizzazione
delle prese simultanee e quindi una maggiore resa in CPH;
- facendo riferimento al programma in funzione, i feeders ETF
emettono un avviso quando il tipo di feeder o il suo passo
sono sbagliati. Il pannello di controllo visualizza gli errori
relativi ad ogni feeder, incluso il messaggio di ‘Rolla
terminata’;
- i nuovi feeder ETF sono disponibili anche con l’opzione
Closed Loop Intelligent Feeders IFS-X 2.
Allineamento automatico della pick position
pacità parassite, per questo a tutt’oggi
il montaggio in aria è utilizzato.
Nel corso degli anni abbiamo colto
l’evolversi delle tipologie di prodotto
e ci siamo inseriti nelle lavorazioni
alternative e innovative: a
PCB settembre 2012
35

Il reparto produttivo di COE
36 PCB settembre 2012
partire dal 2007 ci siamo dedicati a
tecnologie e a prodotti quali i LED,
i trasmettitori e ricevitori nel settore
automobilistico e nelle due ruote,
il fotovoltaico.
I clienti che richiedono questo tipo
di lavorazioni fanno parte dei settori
consumer, elettromedicale, militare,
automotive.
La nuova FX-3 Modular Mounter
Quali sono le caratteristiche distintive
della vostra azienda sul mercato?
Essendo terzisti puri, abbiamo
puntato tutto sulla realizzazione di un
montaggio preciso e di qualità.
COE è certifi cata dal 1996, siamo
passati dall’ISO 9000 all’attuale ISO
2000. Abbiamo capito fi n da subito
l’importanza di essere certifi cati, per
questo l’iter è iniziato già nel lontano
1994 e ci ha portato alla creazione di
un manuale operativo realizzato completamente
al nostro interno.
La qualità ed il prezzo sono componenti
fondamentali per mantenere
alto il fatturato in un mercato che
è diventato ormai poco prevedibile.
Per un terzista è fondamentale anche
un’altra caratteristica, conseguenza
dei frequenti cambi di produzione:
la fl essibilità. Il just-in-time è una
qualità che ci permette di fi delizzare
i clienti che altrimenti sarebbero tentati
di andare a produrre in Cina, dove
però la qualità delle schede prodotte
e i tempi di consegna sono troppo
spesso incerti.
Come siete riusciti, nel corso degli anni,
a mantenere la vostra posizione sul
mercato? Quali strumenti vi hanno
aiutato?
Nel nostro lavoro abbiamo frequenti
cambi di lavorazione, quindi
velocità e fl essibilità sono caratteristiche
che ci contraddistinguono
e che cerchiamo anche negli strumenti
di supporto alla produzione.
Fin dall’inizio abbiamo trovato nei si-
FX-3 Modular Mounter offre due stazioni di posizionamento per un totale di 4 teste, equipaggiate con l’esclusivo sistema di
allineamento laser LNC60 ad alta precisione. Con un totale di 24 nozzle (6 nozzle per testa) e 120 slot per alloggiare tape
feeder da 8 mm, FX-3 è in grado
di raggiungere una velocità di
60.000 cph (0,06 sec/chip) secondo
lo standard IPC9850.
La nuova chip shooter monta
componenti che vanno da 01005
a 33,5 x 33,5 mm (di lunghezza
diagonale fino a 47 mm) e permette
di caricare schede di dimensioni
pari a 410 x 360mm sul
modello L, di 510 x 360 mm sul
modello L Wide e di 610 x 510
mm su quello XL.

Due immagini dei feeder elettrici
stemi Juki (prima chiamati Zevatech)
i migliori riscontri in termini di flessibilità
e affidabilità.
Abbiamo iniziato con l’acquisto del
modello ASM800, che già all’epoca
era all’avanguardia nel montaggio
SMD, poi siamo passati ai modelli
KE-710 per il montaggio dei
chip e KE-720, dotato di una camera
di visione per il completamento.
Successivamente siamo passati ai
modelli KE-730, KE-740, KE-750
e KE-760. Solo della serie 7xx abbiamo
avuto negli anni oltre 25 macchine.
Gli ultimi due modelli di questa
serie sono ancora oggi utilizzati: già
all’epoca erano Pick & Place di altissima
qualità e molto produttive, sono
dei veri “cavalli da tiro” che danno ancora
buoni risultati.
Poi siamo passati alla serie 20xx
con i modelli KE-2010, KE-2020 e
KE-2030, che grazie al basso costo
e all’alta velocità per l’epoca, in molto
casi hanno fatto la nostra fortuna.
Dopo il modello KE-2060 siamo
passati alla serie FX con i modelli
FX-1 e ora con la nuova FX-3.
Quest’ultima è la prima in Italia ad
essere stata acquistata per essere utilizzata
con i feeder elettrici.
Com’è nata l’esigenza dei feeder elettrici?
L’attività del terzista richiede velocità
e flessibilità nei cambi di produzione.
Oltre ad aver confermato ne-
gli anni la fiducia al marchio Juki proprio
per queste caratteristiche, abbiamo
deciso di scommettere su questa
nuova tecnologia per essere ancora
più veloci. I feeder elettrici, a differenza
di quelli classici, non devono essere
ricentrati nuovamente al cambio
di ogni rolla, e questo consente tempi
di produzione ancora più fluidi e senza
interruzioni.
Negli anni abbiamo avuto una crescita
costante di fatturato, e quindi
la possibilità di investire nelle nuove
tecnologie per essere sempre all’avanguardia.
COE può dirsi davvero un cliente fedele
del marchio Juki. Nessuna tentazione
verso altre soluzioni?
Nel corso degli anni abbiamo avuto
modo di provare praticamente tutti i
modelli di Pick & Place Juki, e ne siamo
sempre rimasti molto soddisfatti,
al punto da non sentire l’esigenza di
cambiare fornitore. Con oltre 35 sistemi
acquistati a partire dal 1989 siamo
il maggior cliente di Juki in Italia
e tra i primi 3 in Europa. Ho scelto
le Pick & Place Juki perché mi danno
sicurezza e richiedono pochissima
assistenza. Se la manutenzione ordinaria
è rispettata, l’assistenza tecnica
extra non è praticamente richiesta
e questo comporta un enorme risparmio
di tempo e denaro, che può essere
reinvestito in nuove tecnologie e per
l’ampliamento del parco macchine.
Le prime Pick & Place acquistate
sono state rivendute nel corso degli
anni per essere sostituite con modelli
più recenti a mano a mano che
la tecnologia avanzava, alcuni vecchi
modelli sono ancora in uso ed altri
sono conservati in magazzino come
parti di ricambio, perché Juki garantisce
la compatibilità con i modelli delle
serie precedenti, contribuendo ulteriormente
alla riduzione delle spese
di gestione.
Come vede la situazione del mercato
dell’elettronica italiana attuale e futura?
Il mercato dell’elettronica è diventato
molto imprevedibile, questi ultimi
3 anni hanno portato importanti
cali di fatturato, anche del -20% /
-30%, in molte aziende del settore.
COE per fortuna ha sempre visto una
crescita costante che solo negli ultimi
due anni si è stabilizzata. Nel 2009
abbiamo avuto una leggera flessione
del -2,9% ma nel 2010 abbiamo subito
recuperato con un +15%.
A causa della globalizzazione, molti
clienti che richiedevano grossi volumi
produttivi hanno guardato alla
Cina, ma i volumi medio-piccoli ad
alto contenuto tecnologico e i prodotti
richiesti “just-in-time” continuano
a trovare un’eccellenza in Italia.
Prodelec
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PCB settembre 2012
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38 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE AZIENDE - PICK & PLACE
Come guardare
oltre la crisi
A due anni dalla creazione della nuova realtà,
Win-Tek si posiziona sul mercato della distribuzione
come una realtà dinamica, caratterizzata da
grande entusiasmo e che - a tutt’oggi - può
vantare risultati di tutto rispetto. Il tutto permeato
da un grande ottimismo per il futuro
di Riccardo Busetto
Con un’esperienza ventennale
nel settore dell’elettronica,
Maurizio Leimer è titolare di
una delle realtà più giovani nel settore
della distribuzione elettronica in Italia,
Win-Tek. Una realtà che ha alla propria
base un bagaglio di competenze tali da
consentirle di entrare sul mercato con
grande autorità anche in un momento
che a molti sarebbe sembrato difficile.
Sono due anni ormai che voi di
Win-Tek avete intrapreso questa avventura.
Era un momento difficile
quando avete iniziato. Com’è andata la
cosa in breve?
L’azienda è stata fondata nel febbraio
2010, anche se le attività di business
sono state avviate a partire da
maggio. Siamo partiti con questa
nuova realtà proprio perché, in quel
momento, avevamo capito che il mercato
si stava avviando verso una ripresa,
dopo i momenti difficili del biennio
2008-2009.
Abbiamo rilevato tutto quello che
era il pacchetto di Daewon SMT, che
abbiamo pagato in cash e questa, lo
possiamo dire, è stata la nostra forza.
Siamo un’azienda di piccole dimensioni,
è vero, ma la flessibilità è quello
che abbiamo perseguito fin dall’inizio.
Oggi siamo in tutto sei persone,
con tre agenti esterni, e - nel settore di
nostra competenza - copriamo tutto il
territorio nazionale. L’azienda occupa
uno spazio di 300 m², 140 m² fra magazzino
e officina ricondizionamento
macchine e 40 m² di uffici. Il resto è
dedicato alla sala dimostrazioni.
Quali sono stati i numeri aziendali
a partire dal 2010 e, geograficamente
parlando, come si colloca la vostra
azienda?
Negli ultimi due anni abbiamo
avuto una crescita importante: siamo
passati da 1,5 M€ nel 2010 ai 3,2 M€
dell’anno scorso. Quest’anno, che naturalmente
si prospetta per tutti come
un momento non facile da affrontare,
contiamo di mantenerci mediamente
in pareggio con i risultati del 2011.
Per quello che riguarda l’area
geografica su cui operiamo direi che il
grosso del fatturato viene dal mercato
italiano: un 35% dall’area del nord-est,
in cui abbiamo una presenza “storica”,
un buon 30% alla Lombardia e il resto
suddiviso fra le restanti regioni italiane,
con clienti importanti soprattutto
nell’area emiliano-romagnola.

A proposito di Emilia
Romagna. Avete avuto delle
diffi coltà a seguito del terremoto
di maggio?
Certamente alcune delle
aziende che seguiamo
hanno avuto dei problemi,
in particolare quelle aziende
dell’area di Mirandola e
Carpi che operano nel settore
dell’elettromedicale.
In realtà, se andiamo a vedere,
vuoi per la collaborazione
di aziende amiche,
vuoi per le capacità reattive della
Regione, quasi tutte le aziende hanno
avuto uno stop relativamente minimo.
Sono oggi tutte praticamente operative
quasi al 100%. Ora si tratta solo
di velocizzare gli iter burocratici, soprattutto
per il rilascio dei permessi di
agibilità degli stabilimenti.
Noi, da parte nostra, abbiamo so-
Novità dal mondo Samsung
Fig. 1 - SM471 chip shooter
da 75000 cph
Il mondo Samsung è in costante crescita e di questo non può
che beneficiarne la divisione Samsung Techwin che ha l’onere
e l’onore di occuparsi della produzione delle pick&place il cui
risultato tecnologico produttivo è sotto gli occhi di tutti.
Il recente lancio della serie EXCEN, la prosecuzione della
Serie SM400 con la presentazione della SM471 nonché della
SM451 dimostra quanto SAMSUNG voglia mantenere un livello
dei propri prodotti molto elevato.
La serie EXCEN è forte di una elevata capacità produttiva con
120.000 cph per unità raggiungendo il primato di produttività
per m². L’architettura di macchina si basa su un sistema di
4 gantry a teste rotanti configurabili scegliendo tra la soluzione
‘High Speed’ a 16 spindle o ‘flexible’ ad 8 spindle. La visione
dei componenti è potenziata dall’innovativo sistema SVS
(Side View Vision System), che effettua un controllo pre e post
placement del componente.
La SM471 prosegue l’evoluzione della nota e consolidata serie
SM. Oltre a riconfermare le caratteristiche di affidabilità
e semplicità dei modelli precedenti, la SM471 presenta delle
peculiarità di rilievo. La macchina è caratterizzata da un sistema
a doppio gantry da 10 spindle che, grazie al prelievo
simultaneo e alla visione fly, raggiunge una produttività di
speso tutti gli incassi con i clienti che
sono stati colpiti dal sisma. Abbiamo
eseguito assistenze gratuite, sopralluoghi
e abbiamo allungato i tempi di
scadenza dei pagamenti.
Si parla tanto della stretta
creditizia: come azienda
‘giovane’ ci piacerebbe sapere
come vedete la situazione
dal vostro punto di
vista.
Dal nostro punto di vista,
glielo assicuro, non ci
sono problemi di credito.
Lavoriamo da anni con
le due più grandi realtà del
settore bancario italiano e
non abbiamo mai avuto diffi
coltà.
Le banche chiedono oggi che chi
si presenti a chiedere un prestito sia
la persona che si mette in gioco personalmente,
non una realtà non ben
identifi cata, che non garantisca sicurezza
per il futuro. Una volta era possibile
ottenere prestiti dando minime
garanzie, oggi la situazione è molto
più controllata.
75.000 componenti/ora. La SM471 mantiene la compatibilità
con tutte le tipologie di feeders di tipo SM dai tradizionali elettropneumatici
agli innovativi ELECTRIC e SMART.
Gli ELECTRIC feeder sono caratterizzati da un avanzamento
motorizzato, grazie al quale si ottiene una elevata ripetibilità
della posizione di avanzamento e un azzeramento delle vibrazioni.
Il tempo di feeding è notevolmente ridotto e il passo
di avanzamento è selezionabile senza settaggi meccanici potendo
così montare bobine passo 2 mm e passo 4 mm con
lo stesso caricatore. La versione SMART possiede tutte le caratteristiche
degli ELECTRIC feeders e offre l’ulteriore vantaggio
dell’auto splicing. Questo sistema brevettato da Samsung
consiste nell’accodare in una posizione di attesa il capo della
nuova rolla. All’esaurimento della bobina, il nuovo nastro viene
caricato e spellicolato automaticamente realizzando così un
sistema automatico di cambio rolla non stop senza l’utilizzo di
adesivi e pinze di giunzione dei nastri.
A completare il panorama delle novità Samsung presenta la
SM451 pensata per rispondere alle esigenze sempre più particolari
per i quali il montaggio automatico fino ad oggi risultava
proibitivo. Caratteristiche importanti per questo scopo sono
le teste controllate in pressione e la gestione dei gripper.
PCB settembre 2012
39

40 PCB settembre 2012
Fig. 2 - SM471 dual lane dual gantry
da 20 spindle
Naturalmente chi parte, come è
successo a noi, con uno storico importante
e una capacità fi nanziaria
stabile alle spalle, non ha problemi
a collocarsi in un credit scoring privilegiato.
Esperienza e curriculum,
dunque, contano molto.
Certamente alcuni dei nostri
clienti vivono ancora oggi problemi
di credito. Ma tocca a noi a questo
punto farci avanti. Se si ha la forza
di sostenere il costo di una macchina
e la possibilità di attendere
un eventuale
pagamento in modo
non immediato il business
non si ferma.
Fig. 3 - P&P serie
EXCEN: una
chip shooter
da 120.000 cph
Parliamo di mercati: Win-Tek resterà
sempre un’azienda impegnata esclusivamente
sul mercato italiano o ci
saranno possibilità per un’estensione
delle vostre attività anche al di fuori
dei confi ni nazionali?
In realtà noi operiamo già come
distributori europei: è il caso ad
esempio dei prodotti di conformal
coating automatizzato della TTnS
che ci vedono da tempo nelle vesti
di distributori per il sud Europa.
Stiamo comunque fi nalizzando altri
contratti con una serie di distributori
locali europei per riuscire a commercializzare
con maggiore incisività tali
prodotti e creeremo nel futuro dei
roadshow mirati sia per la tecnologia
del conformal coating sia per l’AOI.
Due parole su Samsung, vostro fi ore
all’occhiello, e sui marchi presenti nel
catalogo Win-Tek.
Tutto quello che distribuiamo è
consultabile liberamente sul nostro sito.
Vorrei solo sottolineare i due modelli
di p&p Samsung presentati recentemente
a Norimberga, che sono
molto interessanti e che stanno già riscuotendo
un buon successo da parte
della clientela: si tratta della SM471,
una chip-shooter da 75.000 c/h, e
della EXCN da 120.000 c/h, una p&p
multifunzionale (si veda box nella pagina
precedente). In quest’ultimo caso
Samsung ha voluto appositamente
inserirsi in un range alto di prodotto,
seguendo naturalmente le richieste
del mercato. Si tratta di macchine
avanzate, già in corsa per il futuro,
pronte per le future applicazioni della
tecnologia LED.
Per quello che riguarda i forni e
le saldatrici, Win-Tek distribuisce
TSM. In entrambi i settori abbiamo
ottenuto grandi risultati: 150 saldatrici
e una novantina di forni installati
fi no a questo momento.
Nel settore delle selettive distribuiamo
le macchine di Inter Select,
mentre nel campo dell’ispezione 3D
della pasta saldante siamo distributori
dei prodotti di VIS Mecha.
Possiamo tranquillamente off rire
linee produttive complete. Il resto,
come ho detto, è facilmente visibile
nel nostro sito.
Qualche impressione sul futuro, che
- nonostante il vostro ottimismo - è pur
sempre fonte di preoccupazioni.
Quello che è indubbio è che nel
futuro si assisterà a una forte selezione.
Ma questo signifi ca che ci saranno
certamente nuove opportunità,
opportunità che già si intravedono.
Abbiamo già esempi di clienti che, dai
lavori in conto terzi, si stanno muovendo
ora verso la produzione diretta
dedicata sia al mercato interno sia a
quello internazionale.
È vero che ci sono realtà che
chiudono e che chiuderanno, ma ci
sono anche molte aziende che nascono.
E questo non può che essere
considerato un segno positivo. Si
tratta di un momento diffi cile, certo,
ma io non la vedo aff atto in modo
così negativo.
Win-Tek
www.win-tek.eu

FPE è una società italiana leader nella produzione
di etichette professionali per i sistemi di identificazione.
ETICHETTE
PER ALTA TEMPERATURA
Negli impianti di assemblaggio automatico dei PCB viene sempre più richiesto il monitoraggio della movimentazione dei
pezzi nelle diverse fasi di processo. L’applicazione di un’etichetta su ogni PCB, all’inizio della linea, costituisce ancor oggi la
soluzione più semplice ed economica per realizzare un sistema di rilevazioni dati.
L’etichetta assume una importanza fondamentale perché deve:
Range di temperatura: -40°... +537°C
I films di Polyimide bianco stampabili a trasferimento termico sono disponibili in tre spessori:
FPE offre oltre al Polyimide bianco, sei colori (rosa, giallo, arancio, blu, verde e viola
Tutti i materiali per alta temperatura in combinazioni con i nastri appropriati, sono approvati UL, MIL-STD-202G,
MIL-STD-883E. Sono conformi alle Direttive RoHS e Reach.

42 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Soluzioni
di alta fl essibilità
Un modulo di montaggio SMT che incontra
le specifi che richieste del mercato e sfi da gli
incessanti sviluppi della tecnologia elettronica
a cura di Monica Polese, ASM Assembly System
Per aff rontare le nuove sfi de del
mercato mondiale che richiede
produzioni sempre più diversifi
cate e personalizzate, ASM Assembly
Systems, azienda tedesca leader
del settore Pick&Place, propone una
soluzione per l’assemblaggio SMT
capace di adattarsi alle svariate richieste
e necessità dell’industria elettronica.
L’obiettivo è quello di eliminare
le costrizioni imposte dall’hardware
grazie all’integrazione di interfacce
utenti e tools di programmazione
intelligenti.
Lo sviluppo di questo progetto ha
portato alla creazione di una
macchina di piazzamento
come la SIPLACE SX, capace
di rivoluzionare gli scenari
delle attività produttive.
Con la SIPLACE SX, il
team SIPLACE ha aggiunto
al suo parco macchine un
sistema di montaggio rivoluzionario
basato sul Capacity on
Demand, un concetto pionieristico
ed innovativo per la produzione
di schede elettroniche.
Il modello SIPLACE SX
Le prestazioni della SIPLACE SX
possono aumentare o diminuire indipendentemente
dalle capacità dei feeders,
grazie all’uso di portali interscambiabili
montati su guide mobili.
La macchina rappresenta la prima
stazione di montaggio al mondo i cui
portali possono essere aggiunti o rimossi
in meno di 30 minuti da un solo
operatore. Questo nuovo approccio
costruttivo permette di dissociare
la performance di montaggio dalla
capacità feeders, mettendo l’utilizzatore
in condizione di soddi-
sfare entrambe le necessità in base alle
esigenze produttive.
Il concetto di Capacity on Demand,
esprime infatti la capacità dei moduli
SIPLACE SX di bilanciare le prestazioni
di montaggio in base alle richieste
della produzione.
Concetti e idee brillanti
per soluzioni
hardware intelligenti
Lo spirito d’innovazione introdotto
da ASM Assembly Systems non si
ferma al solo concetto di macchina di
montaggio. Grazie all’introduzione di
concetti innovativi sia dal punto di vista
hardware che software, le caratteristiche
di fl essibilità della SIPLACE
SX vengono ampliate mettendo a
disposizione dell’utilizzatore nuove
funzionalità per il montaggio dei
LED, l’assemblaggio di schede su
doppio lato e la gestione di
PCB pesanti e di grandi dimensioni
oppure sottili e
molto delicati.
Una delle caratteristiche
più innovative proposta
dall’azienda tedesca è il
cosiddetto SIPLACE LED
Pairing. Per ragioni tecniche
ben note, i LED devono essere
montati in combinazione
con una serie di resistenze che
ne regolano la classe di luminosità
come specifi cato dal costruttore.
Con l’opzione SIPLACE
LED Pairing, le combinazioni tra
la classe dei LED ed i rispettivi valori
di resistenza vengono associate

tramite una specifi ca funzionalità del
software di programmazione.
Durante il processo di montaggio,
SIPLACE LED Pairing semplifi
ca la gestione dei programmi di lavoro
modifi cando automaticamente
la sequenza di piazzamento dei componenti
al fi ne di associare la giusta
resistenza a ciascun LED in base
alla classe di luminosità dichiarata.
L’effi cienza e la qualità nel montaggio
dei LED, è inoltre garantita da
appositi sistemi di alimentazione dei
componenti e da una serie di nozzles
dedicati.
L’opzione SIPLACE Precedence
Finder consente di individuare la migliore
sequenza di montaggio in considerazione
della presenza di componenti
Package-on-Package, schermature
o nozzle speciali. Sopperisce
inoltre a possibili interferenze tra
componenti di dimensioni notevolmente
diff erenti.
Innovativa è anche l’opzione
Wildcard che consente di scaricare
verso le linee un programma di lavoro
contenente oggetti come componenti
o fi ducials non completamente
descritti durante la programmazione
offl ine. Il processo di montaggio
viene comunque avviato ed interrotto
automaticamente dal sistema nel momento
in cui la macchina debba trovarsi
a processare uno di questi oggetti
incompleti. L’operatore di linea
viene quindi invitato a completare la
descrizione dell’oggetto tramite delle
semplice e veloci operazioni che sono
guidate dal sistema di visione della
macchina. Ad operazione conclusa,
la sequenza di montaggio viene ripresa
dal punto in cui era stata interrotta
e le modifi che apportate vengono salvate
nel database centrale.
Tale opzione rende più fl essibile
l’introduzione di nuovi prodotti sulla
linea di produzione, assicurando la
correttezza del processo sin dall’assemblaggio
della prima scheda.
Tabella 1 - Capacity on Demand con SIPLACE SX1/2
Performance di montaggio Fino a 67.750 c/h
Fino a 60.000 c/h (come punto di riferimento)
Fino a 48.000 c/h (IPC)
Teste di montaggio SIPLACE SpeedStar
SIPLACE MultiStar
SIPLACE TwinStar
Capacità Feeder n. 120 slot 8 mm
Capacità Tray (scambiatore di vassoi opzionale)
28 livelli con capacità 56 Trays JEDEC standard,
funzione di ricarica non stop
Range di componenti da 01005 fino a 200 x 110 mm
Dimensioni di ingombro 1.500 mm L x 2.600 mm W
Tempo di inserimento / < 30 min
rimozione del portale
SIPLACE Smart Pin Support,
disposizione automatica
dei pin di contrasto
Nelle applicazioni industriali le
schede di maggiori dimensioni devono
spesso essere stabilizzate con
pin di contrasto per evitare fl essioni
o vibrazioni.
L’opzione SIPLACE Smart Pin
Support rappresenta la soluzione
ideale per automatizzare il posizionamento
dei pin di contrasto, la cui
disposizione viene defi nita trami-
te l’interfaccia grafi ca 3D del software
di programmazione. In questo
contesto, è lo stesso programma che
evidenzia la presenza di potenziali
collisioni tra i pin e i componenti
posti sulla parte inferiore della scheda
e permette a priori di correggerne
la posizione.
Il funzionamento dell’opzione
SIPLACE Smart Pin Support è
molto semplice. Ad ogni cambio di
prodotto il Pin Placer montato sulla
testa della SIPLACE SX, preleva
i pin dagli appositi magazzini e
Smart Pin Support, disposizione automatica dei pin di contrasto
PCB settembre 2012
43

li dispone all’interno delle guide del
trasporto nelle posizioni predefi nite
dal programma in modo rapido e
accurato.
La precisione di posizionamento
dei pin è garantita da una doppia
azione della telecamera a bordo
testa.
Prima del posizionamento, la telecamera
controlla che sulla superfi -
ce di contatto inferiore dei pin non
ci sia presenza di eventuali contaminazioni
e, nel caso venissero rivelate
delle impurità, il Pin Placer andrà
a rimuoverle tramite un getto d’aria
compressa. Dopo il posizionamento,
la stessa telecamera verifi ca la corretta
posizione dei pin tramite il riconoscimento
di un fi ducial.
Con l’opzione SIPLACE Smart
Pin Support è possibile eliminare
un processo manuale economicamente
dispendioso in termini di
tempo impiegato e possibile fonte
di errori.
STR. ARRIVORE, 31
10154 TORINO
TEL. +39 011.242.59.05
FAX +39 011.242.59.40
E-mail: info@latecnikadue.com
http://www.latecnikadue.com
Particolare del caricatore per dispensare punti colla
SIPLACE Glue Feeder,
un caricatoreper dispensare
punti colla
Quando si assemblano circuiti
stampati nel processo a doppia rifusione,
sono i componenti più grandi e
pesanti a creare i
maggiori problemi.
Questi
possono difatti
muoversi o cadere
dalla scheda
durante la seconda
fase di refl
ow. Per ovviare
a tale inconveniente,
sino
ad oggi il processo
di assemblaggio
ha richiesto
l’utilizzo
di apposite stazioni
di dispensazione
o particolariprocessi
di serigrafi a.
ASM Assembly
Systems off re
una valida alternativagrazie
all’opzione
AZIENDA CERTIFICATA
UNI EN ISO 9001:2008
N. 1716
SIPLACE Glue Feeder. Questa soluzione
consente di dispensare la colla
direttamente sulla superfi ce inferiore
dei componenti prima che questi
vengano piazzati.
Il sistema di visione SIPLACE
inoltre, è in grado di valutare la
qualità del punto colla verificando
che la dispensazione sia avvenuta
uniformemente e nella corretta
quantità.
Nel caso in cui il risultato del
check ottico non risultasse soddisfacente,
il componente verrebbe scartato
evitando la fastidiosa fase di rimozione
della colla dal PCB, inevitabile
nel caso di imprecisione dei
dispositivi di dispensazione tradizionali.
Altro vantaggio notevole nell’utilizzo
del SIPLACE Glue Feeder è
legato proprio al fatto che si tratta di
un feeder che occupa solo cinque slot
da 8 mm. Ciò consente di posizionare
il dispositivo di dispensazione
su qualsiasi stazione all’interno della
linea di montaggio o su qualsiasi linea
all’interno dell’impianto di produzione.
Siplace
www.siplace.com

li dispone all’interno delle guide del
trasporto nelle posizioni predefi nite
dal programma in modo rapido e
accurato.
La precisione di posizionamento
dei pin è garantita da una doppia
azione della telecamera a bordo
testa.
Prima del posizionamento, la telecamera
controlla che sulla superfi -
ce di contatto inferiore dei pin non
ci sia presenza di eventuali contaminazioni
e, nel caso venissero rivelate
delle impurità, il Pin Placer andrà
a rimuoverle tramite un getto d’aria
compressa. Dopo il posizionamento,
la stessa telecamera verifi ca la corretta
posizione dei pin tramite il riconoscimento
di un fi ducial.
Con l’opzione SIPLACE Smart
Pin Support è possibile eliminare
un processo manuale economicamente
dispendioso in termini di
tempo impiegato e possibile fonte
di errori.
STR. ARRIVORE, 31
10154 TORINO
TEL. +39 011.242.59.05
FAX +39 011.242.59.40
E-mail: info@latecnikadue.com
http://www.latecnikadue.com
Particolare del caricatore per dispensare punti colla
SIPLACE Glue Feeder,
un caricatoreper dispensare
punti colla
Quando si assemblano circuiti
stampati nel processo a doppia rifusione,
sono i componenti più grandi e
pesanti a creare i
maggiori problemi.
Questi
possono difatti
muoversi o cadere
dalla scheda
durante la seconda
fase di refl
ow. Per ovviare
a tale inconveniente,
sino
ad oggi il processo
di assemblaggio
ha richiesto
l’utilizzo
di apposite stazioni
di dispensazione
o particolariprocessi
di serigrafi a.
ASM Assembly
Systems off re
una valida alternativagrazie
all’opzione
AZIENDA CERTIFICATA
UNI EN ISO 9001:2008
N. 1716
SIPLACE Glue Feeder. Questa soluzione
consente di dispensare la colla
direttamente sulla superfi ce inferiore
dei componenti prima che questi
vengano piazzati.
Il sistema di visione SIPLACE
inoltre, è in grado di valutare la
qualità del punto colla verificando
che la dispensazione sia avvenuta
uniformemente e nella corretta
quantità.
Nel caso in cui il risultato del
check ottico non risultasse soddisfacente,
il componente verrebbe scartato
evitando la fastidiosa fase di rimozione
della colla dal PCB, inevitabile
nel caso di imprecisione dei
dispositivi di dispensazione tradizionali.
Altro vantaggio notevole nell’utilizzo
del SIPLACE Glue Feeder è
legato proprio al fatto che si tratta di
un feeder che occupa solo cinque slot
da 8 mm. Ciò consente di posizionare
il dispositivo di dispensazione
su qualsiasi stazione all’interno della
linea di montaggio o su qualsiasi linea
all’interno dell’impianto di produzione.
Siplace
www.siplace.com

46 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Precisione svizzera,
fl essibilità italiana
La moderna produzione nel settore
dell’elettronica deve essere fl essibile e, ad oggi,
nessun produttore ha dotato le sue macchine di
maggior fl essibilità della società svizzera
Essemtec, come nel caso delle nuove Pick & Place
ad alte prestazioni Paraquda e Cobra
di Michele Mattei, i-tronik
Il termine ‘fl essibilità’ abbinato alle
Pick & Place può riferirsi a elementi
diversi: il cambio veloce di
produzione tra una commessa e un’altra
è uno di questi, così come la capacità
della macchina di utilizzare molti
componenti e substrati diff erenti fra
loro. ‘Flessibilità’ signifi ca anche integrare
facilmente la macchina in una
linea di produzione esistente, anche
se la più alta forma di fl essibilità viene
data dalla versatilità, dal fatto cioè
che la macchina possa eseguire diverse
operazioni come il piazzamento
dei componenti e la dispensazione,
rendendola così ideale anche per le
nuove tecnologie di montaggio, il 3D
primo fra tutti (un esempio di ciò
sono le fanalerie a led delle moderne
autovetture).
Flessibilità e piazzamento
ad alta velocità
La velocità nel riallestimento macchina
è una caratteristica importante.
Nel passato questa funzione era disponibile
quasi esclusivamente su macchine
per piccole produzioni; oggi invece,
anche nelle produzioni maggiori, la
fl essibilità delle macchine può migliorare
l’utilizzo della linea, riducendone
così i costi. Fino a poco tempo fa, tuttavia,
la fl essibilità e l’alta velocità diffi
cilmente trovavano spazio sulla stessa
macchina; grazie alle Pick & Place
Paraquda e Cobra è stata eliminata la
necessità di scegliere tra queste due caratteristiche:
le macchine sono equipaggiate
con 4 o 8 teste di montaggio, possono
piazzare fi no a 20.000 componenti/ora
ed inoltre possono essere riallestite
in tempi estremamente rapidi.
Entrambe le macchine riducono al
minimo il lavoro richiesto per un cambio
prodotto e il loro software guida
controlla l’operatore durante le varie fasi
di riallestimento per assicurare che non
ci siano errori.
ePlace è una nuova interfaccia grafi
ca, molto intuitiva, sviluppata da
Essemtec. Il software si basa sulla eeztechnology
e ottimizza le applicazioni
per l’uso con sistemi touchscreen.
Tale tecnologia assicura
un più semplice inserimento
dei dati, fornisce
un aiuto relativo al contesto
d’utilizzo, uno strumento che
fornisce consigli e suggerimenti e, con
la sua interfaccia grafi ca user-friendly,
è simile ai moderni smartphone.

Fig. 1 – La Paraquda di Essemtec
Tramite la eez-tecnology gli operatori
possono imparare a operare con la macchina
in un tempo estremamente limitato
avendo la possibilità di operare come
su un moderno tablet.
Per lavorare sulle Paraquda o sulle
Cobra non viene richiesto l’utilizzo del
mouse e nemmeno della tastiera.
Il software ePlace è controllato direttamente
tramite un monitor touch screen
da 19” con un utilizzo molto dinamico
e facile, supportando l’operatore con
un vasta funzionalità di zooming e visualizzazioni
ottimizzate senza rincorrere
a troppi scrolling e clicking.
Riallestimento intelligente
Preparare una macchina per un lavoro
diverso impone il riallestimento
dei caricatori, operazione questa che
porta via la maggior parte del tempo
ed è quella più soggetta a errori. Con
i caricatori intelligenti disponibili sulle
Pick & Place Essemtec si eliminano
gli errori di attrezzaggio e si minimizza
il cambio degli stessi. È possibile persino
attrezzare la macchina e montare
diversi tipi di pcb in un unico piazzamento,
rendendo la produzione super
fl essibile e dinamica. Inoltre, la sostituzione
di caricatori mentre la macchi-
na sta lavorando minimizza il tempo di
fermo linea aumentando notevolmente
il rendimento a fi ne turno.
Sia la Paraquda che la Cobra off rono
una capacità fi no a 240 caricatori e
questo fa sì che gran parte di questi caricatori,
in quanto ‘intelligenti’, possano
rimanere permanentemente sulla
macchina, consentendo alla Pick &
Place di rilevare automaticamente dove
sono posizionati e quale componente
contengono.
Grazie al software eMIS installato
sulla macchina si può ridurre la loro
sostituzione al minimo assoluto. Il
suo modulo di pianifi cazione simula il
set-up della macchina in diverse confi -
gurazioni e il responsabile della produzione
può decidere “a video” se sia più
effi ciente il riposizionamento di alcuni
caricatori o il completamento dell’attrezzaggio
con i componenti mancanti
negli slot liberi.
Ci sono due strumenti disponibili
per evitare gli errori di set-up: un sistema
automatico di stoccaggio/fornitura
componenti e il controllo attivo del
set-up. L’armadio automatico i-storage,
prodotto e commercializzato da i-tronik,
è un armadio di stoccaggio completamente
automatico che prepara e fornisce
in automatico i componenti neces-
sari alle produzioni. Ogni componente
è identifi cato tramite un unico codice a
barre, e lo stesso codice viene utilizzato
sul caricatore che monta questo componente,
garantendo così un controllo
corretto del set-up; il carico delle bobine
con il controllo del barcode elimina
ogni possibile errore e consente inoltre
la piena tracciabilità.
Riconoscimento e creazione
rapida dei feeders
e dei componenti
La Cobra e la Paraquda di Essemtec
possono gestire un’ampia gamma di
componenti. La libreria standard include
tutti i più diff usi tipi di componenti,
dai QFN/BGA ai chip e ai
QFP; le due macchine possono gestire
componenti fi no a 25 mm di altezza e
piazzare una vasta tipologia di connettori
e condensatori.
Essemtec ha inoltre sviluppato un
nuovo sistema di visione che può gestire
tutte le possibili forme, anche quelle
di componenti futuri, e ne semplifi -
ca l’autoapprendimento. Un sistema a
Led programmabile usufruisce di diverse
angolazioni di illuminazione per
consentire un ottimo contrasto con
tutti i tipi di componenti da centrare.
Il sistema Cognex riconosce istantaneamente
i modelli e li confronta
in una frazione di secondo con quelli
memorizzati nella libreria; nel caso
non sia presente un modello uguale, il
sistema è in grado di sviluppare modelli
incompleti allo stesso modo in cui
un programma di elaborazione testi
può completare automaticamente parole
digitate solo parzialmente.
Il sistema di visione montato su
Paraquda riconosce e centra quattro
componenti contemporaneamente,
mentre la macchina Cobra ne distingue
otto.
Il nuovo sistema di visione semplifi ca
anche l’apprendimento di nuovi componenti:
utilizza il primo campione
PCB settembre 2012
47

Fig. 2 – Centraggio
ottico di quattro
componenti
48 PCB settembre 2012
per apprendere un nuovo modello, eliminando
la necessità di schede o dati
CAD. Il campione viene fotografato
e l’utente può identificare le caratteristiche
direttamente sullo schermo.
Paraquda e Cobra dispongono anche
di una telecamera che memorizza automaticamente
le posizioni dei caricatori
e il centro del componente per
effettuare il pick-up. Inoltre, un sensore
sul vacuum consente di apprendere
l’altezza del pick-up automaticamente
e rilevare l’eventuale perdita
del componente dopo il centraggio
sulla camera.
Grazie a queste caratteristiche le
nuove tipologie di componenti non sono
più un problema e gli utilizzatori di
prodotti Essemtec possono essere certi
che le loro Pick & Place saranno sufficientemente
flessibili per gestire qualsiasi
componente speciale richiesto dal
cliente.
Libertà di scelta del substrato
In passato i pcb erano quasi esclusivamente
rettangolari, ma oggi un substrato
può avere qualsiasi forma soprattutto
nelle applicazioni LED dove il substrato
è parte del prodotto mentre la forma, lo
spessore, il materiale e la resistenza alla
flessione possono differire da prodotto
a prodotto. Una Pick & Place moderna
deve essere in grado di gestire tutto ciò e
Essemtec garantisce, con le sue macchine,
di potere piazzare i componenti praticamente
ovunque. Ad esempio, si possono
piazzare chip in cavità profonde di
circuiti stampati complessi o sulla parte
superiore di un substrato molto alto.
È inoltre possibile applicare piani vacuum
da montare su circuiti flessibili o fogli
capton. L’assemblaggio 3D è una tecnologia
in rapido sviluppo che permette
di montare i componenti su diversi livelli,
anche con diverse angolazioni.
Fig. 3 – La Paraquda prevede un touch screen che agevola le operazioni di
controllo della macchina
Tali applicazioni 3D-MID (Molded
Interconnect Device) si trovano nel settore
dell’illuminazione, nell’industria
automobilistica, nelle applicazioni mediche
e nel ramo dei sensori. Per questi
settori, Essemtec ha sviluppato Hydra,
una Pick & Place 3D equipaggiata con
robot multi-asse, una testa di dispensazione
e un dispositivo di curing con luce
UV. La macchina Hydra è costruita
sulla stessa base della Paraquda, pertanto
è configurata con il software ePlace,
utilizza gli stessi caricatori e gode di alta
velocità, precisione e flessibilità.
P&P con funzionalità estese
La flessibilità delle macchine di
Essemtec consente di andare oltre la loro
funzione principale. Le opzioni permettono
alla macchina di dispensare
colla o pasta saldante, misurare i valori
elettrici dei componenti o montare
componenti through-hole. Il software
ePlace offre molte interfacce e varie
possibilità di integrazione. Per esempio,
i dati CAD possono essere importati
via rete e i dati di produzione possono
essere trasmessi a un sistema EPR.
Soluzioni personalizzate
Le macchine Essemtec sono spesso
configurate e personalizzate in base alle
richieste specifiche dei clienti. Mentre
parte dell’hardware e del software della
macchina sono adattati per compiti
specifici, la base macchina rimane standard.
In questo modo i clienti possono
beneficiare di costi minimi di sviluppo,
di una macchina e un software affidabile
e di pezzi di ricambio standard.
La piattaforma Paraquda ha dimostrato
di essere altamente adattabile ed è
stata utilizzata per molte soluzioni, come
ad esempio per la nuova serie di dosatori
ad alta velocità Scorpion.
i-tronik
www.itronik.it

50 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
iineo II ha 24 diferenti possibili confi gurazioni
Concepita per le sfi de
del futuro
La macchina di piazzamento iineo apporta
numerosi miglioramenti all’interno della gamma
di macchine Europlacer
a cura dell’uffi cio tecnico Lifeproject
Un numero maggiore di slot per
i feeder, schede di maggiori
dimensioni e una maggiore
altezza dei componenti. La macchina è
dotata di elementi che si adeguano alla
fi losofi a dell’intelligenza integrata:
una testa di posizionamento
robusta e fl essibile, feeder intelligenti,
il sistema esclusivo 3D, una
dotazione software estremamente
potente al servizio di
una serie di nuove tecnologie
avanzate, come i motori
lineari e le telecamere per la
tracciabilità.
Le opzioni comprendono
il dispensatore di colla, con
o senza la presenza di vite d’Archimede,
il test elettrico, una telecamera fi ssa
per componenti di grosse dimensioni o
di dimensioni particolarmente minute,
la regolazione automatica degli ingombri
del nastro convogliatore, un magazzino
a bus speciali, la testa di posizionamento
Tornado, l’ottimizzazione multi-
Possibilità di selezionare da 8 a 12 testine
programma, il software di gestione della
produzione Promon, i feeder intelligenti
a cinghia per cambiamenti rapidi
di lavorazione, il PoP e naturalmente
moltre altre caratteristiche.
Uno degli obiettivi più importanti
del concetto Europlacer è sempre stato
quello d’investire nella ricerca delle
compatibilità prima e dopo i caricatori,
sul software e sugli altri dispositivi
secondari. Questo principio è stato applicato
anche per la nuova base di lavoro
dei modelli più recenti di iineo. Il
che signifi ca che gli utenti attuali possono
utilizzare la loro dotazione di caricatori
esistente, proteggendo il loro investimento,
risparmiando sul costo di un
nuovo sistema e riducendo il costo
complessivo del piazzamento.
Europlacer
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Lifeproject
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52 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Guardiamo…
Advantis
L’industria elettronica sta vivendo numerosi
cambiamenti su tutti i fronti. A partire proprio
dalle macchine Pick & Place, alle prese
con esigenze produttive sempre più pressanti
di Paolo Sirtori, Lifetek
Negli ultimi anni l’industria
elettronica si è trovata
ad affrontare cambiamenti
importanti dovuti alla crisi di mercato,
all’uso di nuove tipologie di componenti
SMD e a una tipologia produttiva
che necessita di un numero crescente di
cambi prodotto giornalieri. Nella linea
di produzione, la macchina Pick &
Place è l’anello della catena che più ha
dovuto adattarsi a questi cambiamenti,
al fine di garantire sempre maggiore
qualità, flessibilità e velocità uniti a un
software che gestisca e organizzi il flusso
produttivo.
Negli ultimi anni Universal ha investito
molte risorse per far fronte alle
nuove esigenze produttive, come
dimostra la piattaforma Advantis 3.
Questa prevede configurazioni macchina
implementabili e il software
di nuova generazione Dimensions
Software Suite.
Dal file alla produzione
Le produzioni attuali richiedono
una sempre maggiore necessità di gestire
in modo intelligente i compo-
nenti e soprattutto una gestione automatizzata
della movimentazione del
componente dal sistema ERP/MPS
dell’azienda fino all’area produttiva.
Un aspetto non meno importante
della catena produttiva è sicuramente
quello di poter realizzare un nuo-
vo programma macchina in tempi rapidi,
associato a un software che assista
il personale all’avviamento produttivo.
Nel processo di introduzione
di un nuovo prodotto le problematiche
da affrontare sono molteplici, dal
riconoscimento dei nuovi componenti
al corretto posizionamento e polarità
degli stessi.
Il software macchina deve essere in
grado di assistere il personale tecnico
nel debug del programma in area produttiva,
garantendo che la prima scheda
realizzata sia già quella valida e senza
errori del lotto produttivo.
Le prototipazioni e i bassi lotti di
produzione sono sempre più frequenti
e la conseguenza ovvia si traduce in un
maggior numero di cambio prodotto -
Il software Dimensions Line Manager è composto da differenti moduli,
tra cui Offline Changeover

Il sw Dimensions NPI (New Product Introduction) è un software normalmente
già integrato in macchina che assiste il personale nell’avvio di un nuovo prodotto
product changeover - che, se non assistiti
da un software adeguato, richiederebbe
tempi molto lunghi di realizzazione
e ottimizzazione.
Dimensions Software Suite di
Universal risponde proprio alle problematiche
accennate e garantisce la connettività
e la continuità dal file CAD al
prodotto finito.
Aumenta la produttività
Il software è composto da diversi
moduli o pacchetti che il cliente sceglie
in base alle proprie esigenze:
- Data Prep Studio che permette di
effettuare l’importazione del file
BOM dei componenti e del file
CAD del prodotto per la generazione
grafica del layout di scheda e
relativi componenti;
- Dimensions Programming and
Optimization (DPO) è il modulo
di ottimizzazione e bilanciamento
del programma. DPO crea i programmi
che saranno caricati via rete
sulle singole macchine che compongono
la linea, garantendo il bilanciamento
del tempo ciclo di assemblaggio
affinché non ci siano
tempi morti sulla linea. DPO
è inoltre in grado di ottimizzare la
produzione creando gruppi di famiglie
di prodotti in base a criteri
di priorità e di importanza o di
High-mix produttivo.
- Consente infatti di effettuare in
tempo reale eventuali modifiche su
componenti e programma permettendo
che la scheda di messa a punto
o debug sia in effetti già la prima
scheda valida della produzione
a seguire. L’introduzione di nuovi
prodotti e prototipazioni è ormai
una costante del nuovo ambito
produttivo; ciò prevede che vengano
creati nuovi prodotti e relativi
programmi rilasciati per assemblare
lotti produttivi esigui. L’ausilio
di NPI consente di far ciò in tempi
rapidi e soprattutto senza errori.
Utilizzo e visibilità
Le fasi di programmazione, pianificazione
e debug rivestono sicuramente
un ruolo molto importante nell’attività
produttiva, ma lo è altrettanto la
gestione della stessa in modo “snello”
ed “efficace”. Effettuare cambi prodotto
veloci e avere al contempo la ragionevole
sicurezza, e in modo automatico,
che il caricamento dei feeder sia
corretto, sapere dove si trova allocato
un componente all’interno dell’azienda
e in quale quantità, sono aspetti da
considerare con particolare attenzione
in un ambito a elevata competitività e
spesso con una tipologia produttiva ad
alto mix.
Dimensions Line Manager ottimizza
l’utilizzo della linea e consente
di avere visibilità sulla produzione,
riducendo tempi morti - downtime
dei changeover -, cambi prodotto
e aumentando l’efficienza generale.
Il software è composto da moduli
differenti che possono essere selezionati
in base alle necessità: Feeder
Preparation, Auto-Validation, Feeder
and Component Tracking, Offline
Changeover, Feeder Low, Traceability,
Consumption Tracking, Reel
Quantity Management, Bar Code
Label Generator e Flexible Setup.
Utilizzando questi moduli software si
avrà il controllo in tempo reale della
produzione minimizzando l’eventuale
rallentamento fisiologico dovuto
al cambio prodotto, alla ricerca di un
componente e si beneficerà di un set-
up macchina certificato.
Il modulo Auto-Validation mette al
sicuro da possibili errori di caricamento
dei feeders. Infatti, una volta che i
feeders e i componenti, precedentemente
associati, sono caricati in macchina,
essi vengono automaticamente
scansionati per certificarne il corretto
caricamento. Se il software rilevasse
dei codici non corretti, gli stessi saranno
evidenziati in rosso nella schermata
e non verrà dato il consenso all’avvio
produttivo.
La modalità Offline Changeover
permette di organizzare i cambi produzione
rendendoli veloci e dinamici.
Universal prevede che il changeover
possa essere gestito in due modi: Initial
Setup Changeover e Current to Next
Changeover.
Initial Setup Changeover viene
usato qualora la produzione prediliga
il cambio delle bancate dei feeders
PCB settembre 2012
53

54 PCB settembre 2012
Fuzion 37, ultima nata in casa Universal, unisce le due
teste Universal a revolver Lightning e in linea IL7 in
un’unica soluzione
(Universal ne ha 4 per macchina). In
questo caso il software segnalerà quali
bancate dovranno essere rimosse e sostituite
per il prodotto successivo.
Current to next Changeover prevede
il cambio del singolo feeder. Il software
mostrerà automaticamente quali
feeder devono essere spostati, rimossi
o aggiunti per passare dal prodotto
attualmente in produzione al prodotto
successivo.
Il modulo Flexible Setup consente
di alloggiare i feeder in qualsiasi posizione,
indipendentemente dal programma.
Le modalità dei pacchetti
software Feeder and Component
Tracking, Consumption Tracking,
Reel Quantity Management, Bar
Code Label Generator permettono
di gestire i componenti e la loro
quantità.
Ogni componente può essere identifi
cato con una etichetta che contiene
tutte le informazioni necessarie, vale a
dire dall’identifi cazione ID del componente
al lotto e alla quantità. Ogni
componente viene associato a un feeder
attraverso il quale saranno trasferite
tutte le informazioni alle linee di
produzione.
L’integrazione completa avviene
quando il Dimension Line Manager è
interfacciato ai sistemi aziendali ERP
o MPS per la gestione dei quantitativi
e del relativo riordino o inventario dei
componenti.
Anche la Pick & Place diventa
intelligente
Il software è una componente essenziale
e contribuisce alla gestione intelligente
della linea produttiva. Infatti, le
macchine Pick & Place sono ancora il
cuore pulsante della linea. Il software
consente di ottimizzare la pianifi cazione
della produzione e la sua gestione
durante l’assemblaggio, ma si valorizza
se abbinato a macchine Pick & Place
che siano in grado di adattarsi con facilità
ai cambiamenti produttivi. Inoltre
sono queste ultime a dettare i tempi ciclo
di produzione ed è fondamentale
che esse rispettino i parametri dichiarati
di velocità, di precisione e di fl essibilità.
Cambiare il programma
e non la testa
Universal off re un’ampia gamma di
prodotti per l’assemblaggio delle schede
elettroniche privilegiando la fl essibilità,
la produttività e la resa eff ettiva. Le macchine
Universal sono in grado di posizionare
dal più piccolo chip disponibile sul
mercato fi no al componente più complesso
POP (Package on package).
La nuova release Advantis 3 di
Universal garantisce la necessaria fl essibilità
di confi gurazione di linea adatta
ad aff rontare le diverse sfi de produttive,
pur mantenendo le prestazioni
dichiarate di velocità,
Layout di Funzion 37
precisione e soprattutto senza la necessità
di riconfi gurazioni hardware o cambio
teste. La caratteristica essenziale delle
macchine Universal è quella di garantire
l’assemblaggio della gamma completa
dei componenti attualmente disponibili
e previsti in ambito SMT attraverso
l’utilizzo di solo due tipologie di teste
diff erenti. Si evitano così tutte quelle
costose attività di implementazione, riconfi
gurazione o sostituzione delle teste
di posizionamento, al fi ne di garantire la
copertura della diversa tipologia di componente
che si presenta in ambito produttivo.
In particolare la testa Universal
a revolver Lightning Head con 30 torrette,
dette spindles, consente di processare
un range di componenti che va dallo
01005 al componente avente 30 mm
x 30 mm di lato. La testa di completamento
a 7 spindles in linea, IL7, copre
un range di componenti dal chip 01005
al connettore da 150 mm. L’ampio spettro
di componenti che garantisce la testa
chipshooter Lightning Head permette
di usufruire di un bilanciamento ottimale
degli stessi, garantendo in ogni situazione
una velocità di linea ottimale.
Infatti, potranno essere assemblati componenti
attivi IC anche tramite la testa
Lightning Head, qualora un prodotto
avesse una quantità di componenti di
completamento superiore ai componenti
chip con un adeguato bilanciamento
di linea e preservando la velocità
della stessa.

Universal offre molteplici soluzioni
che alloggiano le teste IL7 e Lightning;
sono infatti disponibili unità di posizionamento
ad asse singolo, doppio o multiplo.
Universal utilizza i motori lineari
VRM realizzati custom (non disponibili
dai fornitori tradizionali di motori ) al fine
di disporre di caratteristiche di bassissimo
rilascio termico; il tutto è alloggiato
su una struttura robusta che è garanzia di
durata e precisione.
Ogni macchina è dotata di bancate
porta feeders estraibili e removibili tramite
carrello.
La nuova serie Advantis 3 è in grado
di soddisfare ogni necessità produttiva
di linea e il modello AI07S è la piattaforma
Pick & Place di completamento
da 15.300 cph; prevede testa a 7 spindle
in linea, telecamera digitale di visione
a bancate rimovibili e posizionamento
ad asse singolo con motori lineare
dual drive.
I modelli chipshooter si dividono in
tre configurazioni con velocità crescenti:
- AC15 S è la macchina con testa a
revolver Lightning da 15 spindles
espandibile successivamente alla
versione AC 30S a 30 spindles, con
velocità rispettivamente di 16.000
cph e 34.500 cph;
- AC30S è posizionata su asse singolo
con motore lineare dual drive;
- AC90T è la soluzione per chi ha
necessità di velocità molto elevate.
È configurata con tre teste
Lightning da 30 spindles ciascuna
e tre assi di movimentazione
per una velocità complessiva di
102.500 cph.
Tutto in uno
Fuzion 37 è l’ultima nata in casa
Universal. Unisce le due teste
Universal a revolver Lightning e in linea
IL7 in un’unica soluzione, offrendo
velocità e multifunzionalità insieme
a un elevato numero di feeders (272) in
una sola macchina.
La macchina così concepita è in grado
di assemblare dal chip 01005 fino a
componenti di 150 mm di lato e 25 mm
di altezza, con la possibilità di applicare
una forza di inserzione pari a 5 kg. Ove
richiesto, è disponibile il nozzle gripper
per le applicazioni Odd Form di completamento.
Fuzion è dotata di due assi
con motori lineari, uno per singola testa.
Può ospitare schede fino a 1300 mm di
lunghezza e dispone di un numero di
posizioni feeder da 8 mm pari a 272
slot, distribuite su 8 bancate removibili.
Tutto quanto è necessario per produrre
ad alta velocità e posizionando
una gamma ampia di componenti
con un elevato numero di feeders, è
ora possibile in soli 2.400 mm di lunghezza.
Lifetek
www.lifetek.it
Universal Instruments
www3.uic.com

56 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
Verso una nuova idea
di Pick & Place
Andare oltre l’attuale concetto di P&P.
È questa la strada intrapresa da Panasonic.
Come? Esaltando il concetto di linea totale
sviluppando la piattaforma NPM-W per l’intero
processo di assemblaggio
di Luca Fiorucci, Packtronic
Il contesto SMT sta cambiando
molto velocemente. L’incremento
di performance degli apparati
elettronici, siano essi dispositivi consumer
(smartphone, tablet pc) oppure
industriali e civili (oggetti per la
domotica, antifurti, computer industriali
che diventano vere e proprie
stazioni di controllo multimediali,
prodotti automotive sempre più sofisticati)
implicano l’utilizzo di componenti
elettronici complessi che
necessitano di composite operazioni
di assemblaggio, ispezione e interconnessione.
Si pensi ai chip formato
01005, al montaggio di componenti
package-on-package, ai piccolissimi
QFN oppure ai complessi flip chip.
Gli operatori del settore devono
quindi affrontare vari problemi associati
al processo di montaggio, come l’aumento
di nuovi componenti con un’ampia
varietà di forme e dimensioni, un
aumento del numero dei cambi di lot-
to e una diminuzione del tasso di utilizzo
della capacità totale a causa della
riduzione delle dimensioni dei lotti.
È necessario quindi affrontare e considerare
questi aspetti nel momento della
definizione e acquisto delle nuove attrezzature.
In questa ottica, Panasonic con la
piattaforma NPM ha inteso offrire la
possibilità di costruire una linea adatta
all’assemblaggio contemporaneo di
prodotti differenti e una soluzione basata
sul processo totale in-linea.
Si è voluto così andare oltre al concetto
di Pick & Place e si sono aumentate
ed espanse le funzioni della Pick
& Place modulare NPM-D (nata due
anni fa allo scopo di diventare il nuovo
standard di produzione modulare integrata
di Panasonic) lavorando sul concetto
di una piattaforma capace di gestire
contemporaneamente differenti moduli
e teste di montaggio e al contempo
di effettuare operazioni assolutamente
differenti tra loro quali ispezione pasta
3D, dispensazione, montaggio, ispezioni
ottica 2D, introducendo così nuove
funzioni che vanno oltre l’assemblaggio.
Ne sono esempio la testa volumetrica
a doppia siringa per la dispensazione di
creme saldanti e/o colle, così come le teste
di ispezione ottica 2D e di ispezione
crema saldante 3D. Tutte unità che possono
essere sostituite alle teste di montaggio
tradizionali in meno di 5 minuti.
La più grande caratteristica della
piattaforma NPM-W è quindi la capacità
di offrire una soluzione senza interruzioni
che parte dalla stampa serigrafica
con l’ispezione ottica 3D, passa per il
montaggio e termina con il processo di
ispezione ottica automatica (AOI).

Integrazione dei concetti di gestione del
“Multiprodotto” e soluzione totale “In linea”
Con NPM-W Panasonic Factory Solutions si è focalizzata
sul concetto di produzione del “multi-prodotto” e su quello del
“processo totale in linea”.
L’idea della gestione del multi-prodotto risponde all’esigenza
di produzione flessibile, combinando la possibilità
di avere un doppio convogliatore con le due teste (anteriore
e posteriore). Il tutto affiancato da un sistema serigrafico
a doppio telaio progettato per alimentare la doppia linea
di montaggio.
Quando i lotti di produzione sono piccoli e i cambi prodotto
sono frequenti, è possibile fruire di una modalità di montaggio
indipendente delle due teste del modulo, con la quale
possono essere lavorati articoli diversi sui rispettivi convogliatori
anteriore e posteriore. Se c’è molta differenza nel numero
di componenti tra la parte anteriore e quella posteriore della
scheda, può essere adottato il modo di montaggio alternato
per raggiungere un equilibrio tra il doppio convogliatore e i
due portali di montaggio anteriore e posteriore.
Il montaggio alternato permette il posizionamento dei
componenti sulle schede che viaggiano sui due convogliatori
paralleli mantenendo lo stesso tempo ciclo. È possibile anche
effettuare un montaggio misto, che combina l’operatività
su entrambi i circuiti con entrambe le teste. Se invece il doppio
convogliatore è sostituito da quello singolo possono poi essere
gestite schede di grandi dimensioni fino a 1.200x550 mm.
Normalmente la testa di controllo bidimensionale è utilizzata
per controllare la qualità dei componenti montati e
per effettuare, ad esempio, una verifica di presenza di oggetti
estranei prima del montaggio di un Ball Grid Array
(BGA). Mentre la testa di dispensazione della colla viene
applicata per vari processi tra cui aumentare la forza adesiva
del package BGA e dei chip CSP o per l’unione temporanea
di grandi chip.
Versatilità dei Modelli NPM
Al fine di migliorare la qualità della linea nel suo complesso,
la soluzione NPM offre un’ampia gamma di processi e
controlli che vanno dal visualizzatore delle informazioni sulla
qualità che si sta producendo, che si basa sui risultati dell’ispezione
del montaggio e contemporaneamente visualizza i risultati
del controllo della qualità della serigrafia; fino al sistema di
Controllo di Processo Avanzato (APC), che aumenta la qualità
di piazzamento dei piccolissimi componenti 01005 così come
dei piccolissimi fine-pitch, tenendo come riferimento di
piazzamento la posizione del deposito della crema saldante e
non quella del centro del corpo.

58 PCB settembre 2012
Testa di montaggio a 8, 12 e 16 ugelli
La costante corsa
alla riduzione dei costi
Allo stesso tempo la riduzione del costo
complessivo del manufatto è un’altra
grande sfida per la maggior parte dei
produttori che tuttora vivono il costante
incremento del costo dei semiconduttori
a elevato valore aggiunto. Inoltre, alla sfida
della costante diminuzione dei costi si
affianca la necessità di aumentare la densità
dei componenti sui pcb e il necessario
aggiornamento delle apparecchiature
per rispondere a tali nuovi processi.
Per rispondere adeguatamente a questa
sfida, che richiede operazioni di delocalizzazione
della produzione in aree con
costi di manodopera inferiori, è necessario
anche avvalersi di strumenti di produzione
che non debbano dipendere dal
grado di preparazione degli operatori e
che quindi siano insensibili alla minore
preparazione tecnica del personale presente
in tali aree. Inoltre le attrezzature e
gli impianti SMT, acquistati dalle aziende
globali (cioè multinazionali con differenti
stabilimenti localizzati in differenti
aree del Globo), devono essere capaci
di adattarsi e di soddisfare le specifiche
necessità dei vari stabilimenti dove le
caratteristiche dei materiali e dei processi
variano da stabilimento a stabilimento.
Diventa quindi importante per l’utilizzatore
prevedere una linea di produzione
ottimale, capace di combinare liberamente,
con facilità e in qualsiasi momento,
un’ampia varietà di funzioni atte
a soddisfare le esigenze delle singole
fabbriche di assemblaggio, oltre a essere
capaci di rispondere con la necessaria
Teste di ispezione 2D e 3D e dispensazione creme saldanti e colle
flessibilità alle variazioni nelle quantità di
produzione in funzione delle oscillazioni
dei mercati. La piattaforma NPM-W
ancora una volta, oltre al concetto di modularità,
offre con il concetto di produzione
su doppia linea la possibilità di assemblare
lo stesso tipo di schede su due
convogliatori paralleli eliminando così la
perdita di tempo dovuta alla movimentazione
delle schede rendendo perciò
possibile la produzione di massa ad alta
velocità. Tutto ciò grazie anche all’impiego
della testa a 16 ugelli, oggi la più veloce
sul mercato.
In aggiunta va detto che grazie all’architettura
della piattaforma NPM-W
possono essere gestiti efficacemente in
contemporanea alla produzione di massa
anche cicli produttivi di piccoli lotti
(campioni e preserie); si ha perciò la possibilità
di usufruire di una linea di assemblaggio
capace di gestire in contemporanea
diverse tipologie di produzione, da
quella di massa a quella dei piccoli lotti,
caratterizzate da problematiche e aspetti
assolutamente differenti e fino a oggi
difficilmente coniugabili in un’unica
macchina di montaggio. Infatti, in questo
ultimo caso i lotti di produzione tendono
a diventare sempre piccoli e diversificati,
da qui la necessità di ridurre ulteriormente
il tempo totale di cambio produzione,
agendo su aspetti quali la generazione
dei dati fino all’impostazione
della macchina insieme alla commutazione
automatica dell’attrezzaggio.
E proprio a tale proposito, Panasonic
Factory Solutions è costantemente impegnata
ad ascoltare le richieste dei clienti,
a promuovere una produzione sempre
più tecnicamente avanzata e al contempo
rispettosa dell’ambiente, e pronta a rivoluzionare
la produzione in stretta collaborazione
con i clienti.
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60 PCB settembre 2012
▶ SPECIALE PRODOTTI - PICK & PLACE
L’innovazione
della produzione
Cambia lo scenario della produzione e, di
conseguenza, cambiano le macchine destinate
alla produzione e al suo controllo. Si riducono
le dimensioni per consentire il loro ingresso
anche negli impianti di ridotte dimensioni e
si concentrano le funzioni per dare maggiore
potenzialità a livello di produttività e di fl essibilità
di Richard Vereijssen, Yamaha Motor IM Europe
Con l’introduzione della serigrafi
ca YSP20 DXD e della
Pick & Place modulare
YSM40 Yamaha propone una soluzione
modulare capace di produrre
alti volumi per via della velocità di
piazzamento molto spinta; allo stesso
tempo la fl essibilità della confi gurazione
a moduli garantisce ottime
prestazioni per soluzioni highmix.
A completamento dell’off erta
c’è anche YC8, il sistema per
il montaggio superfi ciale di componenti
odd shape, pesanti e di
grosse dimensioni che consente
di conquistare un posto di rilievo
nel segmento di mercato dell’assemblaggio
elettronico.
La qualità dell’innovazione
traspare anche dall’avanzato controllo
di processo raggiunto con
l’utilizzo del sistema di ispezione
combinato YSi-X dove coesistono distinte
tecnologie di ispezione: 3D/2D
X-ray, optical e laser.
Il sistema è disponibile anche nella
versione in-line YSi-12 che utilizza il
tool software QA (Quality Assistant)
per un feedback in tempo reale sulla
difettosità riscontrata.
Fig.1 - La Yamaha YSi-X
per il test a raggi X
Tanto veloce quanto
compatta
La Pick & Place YSM40 monta
quattro teste su di una piattaforma
estremamente compatta di un metro
di ampiezza, fattore che limitando
la lunghezza della linea la rende
particolarmente adatta nei casi
in cui lo spazio sia un problema.
Questo nuovo modello raggiunge
una velocità di montaggio di
100.000 componenti/ora, secondo
lo standard IPC9850.
Questo nuovo modello è stato
concepito non solo in termini di
riduzione degli spazi, ma anche in
termini di completezza in relazione
all’ampia gamma di componente
che è capace di montare sulla stessa
piattaforma.
Questa versatile confi gurazione
la rende idonea per un’ampia gamma
di applicazioni, in particolare
per pcb di piccola e media
dimensione come quelle
per beni strumentali portatili
o per dispositivi smart
phones e tablet.
Confi gurabile con due o
quattro teste, singolo o doppio
convogliatore, il sistema garantisce
l’adattabilità a un alto
numero di layout produttivi.
Sono state studiate innumerevoli
soluzioni per consentirne
anche la gestione veloce nel momento
del setup per il cambio di codice
prodotto, come il tray-feeder per
il cambio dell’intero bancale di feeder
in un’unica operazione.

Un ulteriore incremento di produttività
si ottiene dall’utilizzo dei tape
feeder ZS, azionati elettricamente
consentono un veloce cambio mentre
la macchina è in funzione. Sono intercambiabili
tra il lato frontale e quello
posteriore, garantendo un incremento
di velocità pari al 30-40% rispetto alla
precedente generazione.
Serigrafi ca a doppio
convogliatore
La serigrafi ca YSP20 è a doppio
stadio, doppio convogliatore e doppio
stencil. Queste peculiarità gli consentono
di raggiungere un tempo ciclo
di soli cinque secondi. Questo nuovo
concetto introdotto in serigrafi a consente
di avere il cambio di produzione
senza fermo macchina, un processo
asincrono o un processo parallelo
su codici diversi.
YSi-X il sistema di ispezione
multifunzione
In un unico sistema Yamaha ha
concentrato l’ispezione dei pcb mediante
la tecnologia X-ray 2D e 3D,
il controllo ottico e con raggio laser.
Questo sistema ibrido di ispezione
può attivare i diversi dispositivi per
la verifi ca più appropriata sole nelle
aree di interesse. La laminografi a
computerizzata consente un’ispezione
3D reale che è possibile realizzare
contemporaneamente con l’ispezione
ottica. La cattura delle immagini 3D
avviene con tecnica pulsata, in meno
di quattro secondi sono verifi cate sia
le sezioni orizzontali che verticali.
La bassa potenza della sorgente
pulsata a raggi x consente di allungare
notevolmente il tempo di vita tanto
della sorgente quanto del detector.
Per esempio utilizzando il sistema 24
ora al giorno, tutti i giorni, si potrebbe
contare su una durata di vita di almeno
quattro anni.
La telecamera del sistema AOI
monta lenti telecentriche e lavora con
illuminazione RGB disposte su tre
angolazioni.
La terza dimensione di questo sistema
ibrido di ispezione è dato dal
sensore laser che lavorando con la
triangolazione permette di valutare la
co-planarità dei terminali o la planarità
dei componenti area array.
Loop chiuso sui difetti
di produzione
Tutti i sistemi di ispezione sono
in qualche misura capaci di trovare
e rilevare i difetti nati nelle varie
fasi dell’assemblaggio, la diff erenza
sta poi nella capacità nell’identifi -
carne la sorgente.L’opzione software
del Quality Assistant allerta immediatamente
l’operatore su eventuali
problemi riscontrati, indirizzandolo
sul sistema, sul componente, sul feeder,
sulla testa o sul nozzle di pickup
interessato. Questa soluzione lavora
realmente, in tempo reale, per minimizzare
il numero dei difetti che in-
Fig. 2 - La YC8, sistema
per il montaggio superfi ciale
di componenti odd shape
Fig. 3 - La Yamaha YSM40, macchina
per il montaggio superfi ciale specifi ca
per schede ad alta densità
cidono sulla qualità del pcb prodotto,
invece di limitarsi semplicemente ad
individuarli.
Innovazione di processo
Massimizzare al meglio il piazzamento
di componenti pesanti, di
grosse dimensione o di tipo odd shape
nel processo di montaggio SMT (o
con inserzione a pressione) è compito
del sistema YC8. Sviluppato su base
modulare è capace di movimentare
componenti con dimensioni di
100x100 mm e con altezza 45 mm,
pesanti fi no a un kg.
Questo sistema rende possibile, con
la stessa precisione e accuratezza connaturata
agli altri modelli Yamaha,
automatizzare processi che sistemi
convenzionali non avrebbero la capacità
di gestire. Sono per esempio posizionati
i moduli di potenza utilizzati
sia su macchine elettriche che ibride,
piuttosto che grossi connettori a
inserzione che richiedono ragguardevoli
pressioni per il montaggio, o
shielding per dispositivi di telecomunicazione
o per tablet.
Yamaha
www.yamaha-motor-IM.eu
PCB settembre 2012
61

62 PCB settembre 2012
▶ TECNOLOGIE - LASER
Largo al factotum
Sempre più applicazioni nell’ambito della
produzione elettronica ricorrono alla potenza e
alla precisione del laser. Dalla misura al taglio,
dalla taratura alla saldatura, la tecnologia laser
permea ormai totalmente la tecnologia nel
mondo dei pcb
di Dario Gozzi
La capacità del fascio laser di
focalizzare con estrema precisione
notevoli quantità di energia
su aree di ridotte dimensioni, ne
ha fatto lo strumento di lavoro ideale
in molte applicazioni del settore elettronico
e microelettronico.
Nei settori più tradizionali dell’elettronica
il laser è impiegato quale strumento
di misura, per lavorazione delle
lamine serigrafiche e come sorgente
termica per la saldatura. In microelettronica
trova applicazione nella marcatura
dei wafer o dei molding dei componenti,
nella riparazione di maschere
e microcircuiti, nella taratura di resistenze
a film spesso o a film sottile,
nel taglio incisione e foratura di basette
ceramiche. Nel settore di produzione
dei circuiti stampati è utilizzato per
la microforatura e la marcatura.
Dal circuito stampato
al componente
Il laser sta permeando diversi settori
dell’elettronica, in molti impieghi comuni,
ma non sempre evidenti. Nella
produzione di circuiti stampati multilayer
l’apertura di microvia mediante foratura
laser ha permesso di ridurre i co-
sti di produzione dei circuiti stampati e
di aumentarne la qualità. Abbandonata
la tecnologia del laser CO 2 , i cui effetti
collaterali compromettevano qualitativamente
il risultato finale, si è passati
all’uso di laser UV YAG, la cui lunghezza
d’onda è inferiore ai 400 micron, con
diversi vantaggi qualitativi e operativi
come ad esempio la riduzione dei diametri
dei fori passanti e dei fori ciechi.
Altro settore di impiego del laser è
Testa di foratura laser per la
produzione di stencil
la taratura dei componenti, dove per
ablazione di materiale è possibile ottenere
valori resistivi con tolleranze migliori
dello 0,1%. In questo processo il
film metallico è depositato con processo
serigrafico su substrati di allumina;
il componente resistivo è prodotto con
il valore resistivo iniziale inferiore a
quello desiderato.
Tenendo costantemente sotto controllo
il valore di resistenza del componente,
vengono tracciati col laser
uno o più tagli, così da aumentarne il
valore sino ad arrivare a quello desiderato.
La geometria del taglio più utilizzata
è quella a L perché permette il raggiungimento
graduale del valore finale
desiderato e un più stretto controllo
sulle tolleranze. Anche in questo
caso si ricorre alla sorgente Nd YAG
che rispetto a un laser CO 2 poiché offre
il vantaggio di una lunghezza di taglio
inferiore, un migliore assorbimento
da parte del film metallico e minore
da parte del substrato.
Lo stesso tipo di laser e la stessa procedura
vengono utilizzati per realizzare
capacità al tantalio in film sottile, raggiungendo
capacità di 20 pF riproducibili
con buone tolleranze.
Il laser come strumento
di controllo
Molte Pick & Place utilizzano il
centraggio dei componenti mediante
teste dove è il laser a verificare la posizione
del componente rispetto alle
condizioni di posa. Il fascio scandisce
il componente proiettandone l’ombra
sul detector che trasmette le informazioni
acquisite al computer per la loro
analisi e l’eventuale generazione del comando
di aggiustamento.

Sistema di trimmatura mediante laser
Nel processo SMT un’altra applicazione è il controllo tridimensionale
dei depositi di pasta saldante. Lo scanner laser
permette di acquisire informazioni tridimensionali sulla
distribuzione della pasta saldante dopo la serigrafia. Dal generatore
parte il raggio laser che passando sul deposito viene
riflesso con una certa angolazione rispetto all’incidenza.
Il raggio di ritorno è focalizzato sul fotodetector. L’altezza
della superficie riflettente il raggio è determinata dal cambiamento
del livello di energia che colpisce il fotodetector.
Le informazioni raccolte vengono analizzate convertendo
i dati analogici in digitale e poi in valori discreti di altezza.
In appena un secondo vengono misurate milioni di altezze
che, riunite in una mappa, danno come risultante un’immagine
tridimensionale.
L’ispezione non è solo un passa/non passa, ma è capace di
eseguire accurate misure tridimensionali, tali da qualificare e
caratterizzare il processo. Tanto più saranno accurate le prestazioni
del sistema, tanto più veloce sarà l’affinamento del processo
e tanto più breve il ciclo per portare a regime un nuovo
prodotto con conseguenti minori costi di rilavorazione.
Stencil serigrafici
Lavorare con componenti della gamma ultra-fine-pitch,
con passi di 0,4 e 0,3 mm, richiede elevata precisione nel depositare
il volume di pasta saldante. Gli stencil devono allora
avere aperture dalla geometria ben definita e il microtaglio
laser è la tecnologia che permette di ottenere un prodotto
qualitativamente elevato sia per la definizione che per precisione
e ripetibilità. Si ottengono precisioni fino a 5 micron
e cave particolarmente levigate che non richiedono ulteriori
interventi. A differenza delle lavorazioni tradizionali, quali
elettroformatura e fotoincisione, col taglio laser si può intervenire
direttamente su lamine già tesate, talvolta che hanno
già lavorato e che per esigenze particolari necessitano di
aperture supplementari.
STAZIONE DI TEST
per bracciali e calzari
Conforme alla IEC 61340-5-1: 2008
Tensione di misura 50V o 100V
Test simultaneo braccialetto e calzari
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ISO 9001:2008

64 PCB settembre 2012
Con questa tecnologia si
possono ottenere dimensioni
delle aperture più piccole dello
spessore della lamina. Si utilizza
una sorgente Nd YAG con
potenza di circa 1000 W per
lamine il cui spessore è di 200
micron o superiore, e potenze
di 300 W per lamine spesse
150 micron o anche solo 100
micron.
Saldatura con laser
Saldatura selettiva e rework
hanno entrambi beneficiato
della tecnologia laser per appli-
cazioni che richiedono un preciso
controllo di processo. Questo metodo
di operare saldature elimina l’utilizzo
di numerosi ugelli o punte, assicura
l’esatto trasferimento di energia
termica per ogni giunto da creare e
non richiede la mascheratura a protezione
dei componenti limitrofi all’area
in cui si opera la saldatura. L’area di rispetto
è definita come la minima distanza
che deve essere mantenuta tra
componenti attigui per effettuare lavorazioni
o rilavorazioni senza danneggiare
i componenti vicini.
Il raggio laser è ampiamente programmabile,
come direzione di percorso,
tempo di applicazione e l’intensità.
L’aumento di temperatura trasferita al
giunto si ottiene aumentando il tempo
di permanenza del laser sul giunto.
Ogni giunto di saldatura gode di un
proprio specifico profilo termico. I tipici
settori applicativi sono tutti quelli
che prevedono la saldatura di componenti
TH e più in generale di tutto
quanto è tecnicamente definito oddform.
La formazione del giunto avviene
con l’apporto di lega in filo, sia per
applicazioni lead-free che per SnPb.
La saldatura laser è una tecnologia
particolarmente indicata in presenza
di componenti sensibili alla temperatura,
ma più in generale offre i seguenti
vantaggi:
Un moderno sistema di foratura di LPKF impegnato
nella preparazione del layout su uno stencil
serigrafico
- tecnologia di saldatura senza contatto;
- trasferimento termico preciso e ripetitivo
con qualità costate per tutto
il lotto
- assenza di stress meccanici, assenza
di stress termici, assenza di stress da
handling, assenza di stress da problemi
ESD;
- alta flessibilità, alta selettività;
- ideale per l’utilizzo di leghe Pb-free
senza l’utilizzo di azoto e senza
produzione di scorie;
- auto apprendimento del profilo termico
e profilo termico personalizzato
per ogni giunto di saldatura.
Completo controllo matematico
del processo e feedback di controllo
sulla temperatura durante l’esecuzione
di ogni giunto di saldatura.
Nelle operazioni di rework è chiesto
che venga riprodotto quanto più possibile
il profilo termico originale con
cui si è rifuso nel forno. La finestra di
processo prevede che il giunto stia al
di sopra di questa temperatura per un
tempo variabile tra i 30 e i 90 secondi.
Le temperature devono essere raggiunte
con una rampa inferiore ai 3 °C
al secondo.
È preferibile che le operazioni avvengano
nel più breve tempo possibile
per evitare stress termici ai componen-
ti più sensibili alla temperatura.
Al riguardo si possono dividere
i componenti in due famiglie,
quelli con i bump e quelli
con i pin, che hanno criteri di
rilavorazioni diversi perché diverse
sono le loro caratteristiche
fisiche.
Nei componenti coi piedini,
inclusi i componenti j-lead e
gull wing, il raggio laser è programmato
per cadere solo sui
terminali, evitando così di portare
in temperatura sia i dispositivi
che i collegamenti interni
al componente.
Rilevazioni di laboratorio
hanno evidenziato come nel caso di
circuiti integrati la temperatura raggiunta
dal chip interno arrivi nei dintorni
di 130 °C mentre arriva a 185 °C
sui piedini e a circa 150 °C nei componenti
posizionati in un raggio di 3 mm
dal punto in lavorazione.
Componenti con massa ridotta
quali i chip 0402 sono facilmente
spostabili da una minima forza, inesistente
nel processo a laser in quanto
si tratta di un trasferimento di energia
radiante. Con la convezione di aria
(azoto) in temperatura, c’è l’azione di
un fluido in temperatura che “tocca”
il componente, a maggior ragione si
tocca il componente lavorando per
conduzione.
I tempi di rimozione sono indicativi
e sono influenzati dalla dimensione
del componente e dallo spessore della
scheda. Alla fusione il componente è
rimosso con un ugello di pickup a depressione.
Le altre fasi inerenti la rilavorazione
come il posizionamento o la
serigrafia sono quelli tipici dei sistemi
di rework.
Tanto nelle operazioni di saldatura
quanto in quelle di rilavorazione,
il processo è tenuto sotto stretto controllo
mediante le rilevazioni di un pirometro
ottico che monitorizza con
stretta cadenza la temperatura.

66 PCB settembre 2012
▶ TECNOLOGIE - AZIENDE
Rinnovare per crescere
Weller è sicuramente il marchio più diffuso
nel mondo della saldatura elettronica.
Lo si trova tanto nelle grosse aziende produttrici
quanto nei piccoli laboratori dove si fa
progettazione e sviluppo di nuovi prodotti, ma
anche nelle realtà di service, dove confl uiscono
le riparazioni dei prodotti consumer più disparati
di Dario Gozzi
Notorietà e diff usione del
marchio derivano non solo
dalla pluridecennale presenza
sul mercato, ma dalla capacità
di aver sviluppato una gamma di
stazioni e saldatori capace di coprire
ogni esigenza, dalle stazioni di saldatura
alla dissaldatura, dalle soluzioni
multifunzione per rilavorare e
prototipare. Si può dire che Weller
abbia accompagnato la nascita e lo
sviluppo della produzione elettronica
fi no ai giorni nostri, superando
indenne il travagliato passaggio al
senza piombo e l’attuale situazione
di crisi economica.
Abbiamo incontrato Walter G.
Chiara, direttore commerciale per il
sud Europa di Apex Tool Group, che
annovera Weller tra i suoi 36 marchi
di proprietà.
Come prima domanda abbiamo
chiesto come vede lo scenario alla
luce di quanto è rimasto dopo lo
scossone del 2009, anno che ha visto
uscire di scena numerose aziende
sia produttrici che distributrici.
La risposta è stata emblematica:
”Produzione, distribuzione, informazione:
ad ognuno il suo mestiere”.

Cosa intende dire con la frase “ad
ognuno il suo mestiere”?
Non sono più accettabili errori
di percorso nell’erogare al mercato
un servizio o nel distribuire un
prodotto - precisa Chiara - di conseguenza
bisogna rivolgersi necessariamente
a specialisti di specifiche
attività.
Nel caso di Weller, noi come produttori
abbiamo il doppio compito
di realizzare prodotti che rispondano
alle esigenze tecnologiche di questo
segmento di mercato, sempre più
spinte al limite, e di dare quel supporto
tecnico necessario perchè i nostri
clienti traggano il meglio e il
massimo dalle nostre apparecchiature
in ogni momento delle varie applicazioni.
Sarebbe possibile citare qualche esempio
pratico?
Per quanto riguarda i prodotti
i tempi di riscaldamento degli stili
saldanti e dissaldanti sono decisamente
più rapidi per poter permettere
ogni tipo di rilavorazione economizzando
i consumi.
In termini di velocità operativa
gli stili sono dotati di sensore di
movimento che li svincola dai supporti
stop-and-go. Parlando in termini
di qualità abbiamo enfatizzato
la possibilità di registrare i parametri
di saldatura per la tracciabilità
del prodotto finito, introdotto
una memoria locale sullo stilo per
dotarlo con specifici parametri di lavoro.
Per quanto riguarda il supporto
tecnico, forniamo in modo continuativo
e capillare, corsi di formazione
per l’uso corretto della nostre
apparecchiature, consulenze, assistenza
remota.
Il tutto è finalizzato al risparmio,
vogliamo portare i nostri clienti a
risparmiare in ogni dove sia possibile,
sia in termini di costi operativi
che di materiale.
Walter G. Chiara, direttore
commerciale per il sud Europa
di Apex Tool Group
Sono indubbiamente obiettivi ambiziosi,
che se in parte coinvolgono la casa
madre, lasciano molto all’organizzazione
locale. Come vi siete strutturati per
seguire con capillarità il settore elettronico
e le sue molteplici differenziazioni?
Progettazione, ideazione del nuovo,
trasferimento di know how, noi di
Weller lo sappiamo fare e lo sappiamo
fare molto bene, ma ad esempio – continua
Chiara – non è nelle nostre corde
la capacità di seguire con capillarità il
mercato, almeno non con i nostri mezzi
diretti. Noi non ci siamo strutturati
per questo, ma abbiamo saputo circondarci
di realtà che lo sanno fare da an-
Lo staff di Apex Tool Group
ni. Attraverso una collaborazione continuativa
sul campo, abbiamo selezionato
strutture capaci di dare al mercato
un ottimo servizio di distribuzione e di
supporto tecnico-logistico-commerciale.
Questo ha fatto sì che l’utente finale
non abbia in mano solo il miglior prodotto,
ma possa contare su di una struttura
di distribuzione che lo possa fornire
on time.
Immagino che la collaborazione avvenga
attraverso dei distributori presenti
sul territorio.
Infatti la nostra strategia si fonda sulla
sinergia con una rete di Distributori
Qualificati, della quale oggi possiamo
vantarci. Sono loro – prosegue Chiara
– che ci danno la possibilità di rendere
completo il servizio, perché per il distributore
è la mission. Questo include
un magazzino sempre ben fornito
e un’adeguata conoscenza dei prodotti.
Inoltre è sempre attivo un canale diretto
con noi, di modo che per qualsiasi
necessità al di fuori della capacità di
supporto del distributore, il cliente possa
essere indirizzato a noi con sollecitudine,
per una rapida risposta.
Si possono fare esempi che spieghino
al lettore quali tipi di supporto siete in
grado di offrire al mercato e come?
Un esempio classico ed emblematico
allo stesso tempo è dato dall’as-
PCB settembre 2012
67

68 PCB settembre 2012
sistenza remota –racconta Chiara.
Tempo fa è capitata una situazione
veramente critica per un cliente impegnato
in una rilavorazione conto
terzi. Di fronte ad un problema con
una nostra apparecchiatura di rework
piuttosto datata, aveva la necessità di
non fermare il lavoro per non tardare
le consegne al cliente. In quell’occasione
abbiamo potuto dare un supporto
immediato al cliente collegandoci
in remoto e valutando a distanza
con l’ausilio di una web-cam il
problema della sua stazione. Ciò ci
ha permesso di comprendere velocemente
il problema e di pianifi care delle
azioni che hanno permesso di non
fermare il lavoro, consentendo al nostro
cliente di non creare disagi al suo.
Un altro esempio è l’uso di webinar,
che utilizziamo sia per comunicare ai
nostri distributori le novità, sia per fare
corsi di aggiornamento.
Come vede il futuro, almeno nel mondo
Weller e a quello direttamente collegato?
Come Weller abbiamo già un piede
e mezzo nel futuro, come del resto molti
dei nostri clienti. Questo grazie anche
all’avvento di apparecchiature che
hanno rivoluzionato il mondo della saldatura
e della dissaldatura, mi riferisco
in particolare alla nuova serie, anzi alla
nuova piattaforma WX, con la quale
stiamo supportando i nostri clienti nello
sviluppo di molti prodotti che solo grazie
a questa nuova tecnologia sono realizzabili.
I sistema della piattaforma
WX sono nati e stanno nascendo grazie
all’attenta identifi cazione delle fu-
Unità Weller con
stilo saldatore WXP 65
ture necessità dei mercati a cui ci rivolgiamo,
utilizzando VoC (Voice of the
Customer) in modo sistematico.
Attualmente in quanti e quali settori
siete impegnati?
Sembrerà banale, ma ovunque ci sia
una scheda elettronica, un cablaggio,
una scatola di derivazione noi ci siamo.
Laddove si debba saldare o dissaldare
un componente di qualsiasi forma
e dimensione, a dispetto di ogni diffi -
coltà di rilavorazione come sui BGA e
μBGA, SMD, piuttosto che su masse
termiche impegnative come per i pannelli
fotovoltaici, trasformatori o alimentatori
si potenza, Weller ha la risposta
tecnicamente adeguata. Come
azienda abbiamo inoltre un’ampia
gamma di utensili manuali e automatici,
adatti a tutta l’industria in generale,
dall’aerospaziale all’automobilistica,
dalla petrolifera alla meccanica alla
cantieristica.
WXDP 120 - Dissaldatore da 120 Watt
Ci sono settori/mercati in cui intendete
potenziare la vostra presenza? In particolare
ci sono applicazioni che presentano
le migliori opportunità e che
potranno continuare a trainare il vostro
successo?
Sicuramente ce ne sono: energia rinnovabile,
medicale, automotive, per citarne
alcuni, dove la saldatura e la rilavorazione
in genere, richiede la traciabilità.
Tutte le nostre apparecchiature
di nuova generazione a partire dalla
serie WD, sono dotate di porte USB
per poter salvare tutti i dati e i parametri
delle lavorazioni e delle rilavorazioni.
Tutte le nostre apparecchiature di
nuova generazione, sono state concepite
per rispondere alle necesità di risparmio
energetico e del rispetto ambientale.
Il mercato elettronico è ormai maturo
e di anno in anno è sempre più diffi cile
produrre novità sostanziali. Che cosa
signifi ca per Weller rinnovare?
Non credo che il mercato dell’elettronica
sia abbastanza maturo per rallentare
l’innovazione, e non lo sarà per ancora
molto tempo. Sono convinto che la tecnologia
elettronica abbia ancora in serbo
meraviglie. Per noi, e mi ripeto, ma vale
la pena farlo, rinnovare signifi ca prestare
attenzione ai mercati target per individuarne
i bisogni e realizzare prodotti che
non si fermino alla soluzione del problema
del momento, ma che siano capaci di
rispondere a bisogni di cui, in quel momento,
se ne ignora la necessità.
Weller
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72 PCB settembre 2012
▶ TECNOLOGIE - PROFILI TERMICI
SPC in rifusione
Per ottenere la corretta formazione del giunto
di saldatura, la crema saldante deve essere
riscaldata e portata alla rifusione secondo
un ben preciso profilo termico stabilito in base
alle caratteristiche della crema, del pcb
e dei componenti
di Paolo Paolucci
Il profilo termico è la rappresentazione
dell’andamento della temperatura
all’interno del tunnel di
rifusione in funzione del trascorrere del
tempo. In alcune situazioni, potrebbe
verificarsi che il profilo si trovi fuori
specifica, anche se il controllo del forno
non rileva situazioni anomale.
Per molto tempo si è considerata
la rifusione come una delle operazio-
ni meno critiche dell’intero processo,
dedicando poche risorse al controllo
delle prestazioni dei forni e dei profili
termici. Un processo termico fuori
controllo spesso non è intercettabile
al primo controllo della scheda,
ma la sua precaria affidabilità si rivela
nel tempo.
Una fase liquida troppo lunga può
accentuare la crescita dell’intermetal-
lico, così come la temperatura troppo
elevata durante la prima passata
di una doppia rifusione, aumentando
in questo caso anche il livello di
ossidazione. Ci sono poi problemi di
popcorning e di tombstoning.
Il tombstone è uno dei difetti più
comuni quando si saldano componenti
passivi; consiste nel sollevamento di
un’estremità del componente dovuta a
forze di rifusione non bilanciate.
Per i piccoli chip l’equilibrio tra
lega rifusa, substrato e componente
è molto delicato e può essere rotto
da piccole differenza nella saldabilità
dei terminali o se le due estremità
iniziano a rifondere in tempi diversi.
La tensione superficiale che agisce
sui terminali del componente, se non
equilibrata, è sufficiente a sollevarlo;
le dimensioni ridotte dei componenti
attuali (0402 o 0201), aumentano
l’importanza della tensione superficiale
nell’evitare la possibilità che si
manifesti il tombstone.

Per ridurre i difetti di tombstone, si
possono utilizzare creme saldanti che
abbiano una dimensione fine delle sfere
(ad esempio di tipo IV) per aumentare
la definizione di stampa e la viscosità.
Un’altra soluzione è di aumentare
la bagnabilità utilizzando componenti e
substrati con buona saldabilità come la
finitura in HASL, che non può però essere
utilizzata con pad di ridotte dimensioni,
o quella in OSP, protettivi organici
che non possono essere usati nel caso
di schede processate con doppia rifusione,
oppure con finitura superficiale in
nickel-oro o argento.
Un altro metodo per aumentare
la saldabilità è di utilizzare un forno
con atmosfera inerte. L’azoto diminuisce
infatti l’ossidazione delle superfici.
Normalmente si cerca di avere
un contenuto d’ossigeno nella zona
di rifusione inferiore ai 100 ppm anche
se la saldabilità non varia particolarmente
tra i 500 ppm e 100 ppm
d’ossigeno.
Cresce l’esigenza di
ottimizzare il profilo termico
L’ottimizzazione del profilo termico
diminuisce il rischio di tombstone;
permette di ridurre le differenze
di temperatura sulla scheda e la pendenza
iniziale che potrebbe provocare
la rapida evaporazione del flussante
e quindi lo spostamento del componente
o la formazione di solder ball.
La complessità degli attuali pcb e la
limitata finestra di processo della lega
lead-free, richiedono profili termici
sempre più precisi e ottimizzati.
La temperatura di liquido di alcune
paste senza piombo contrasta con
quella massima consentita per alcuni
componenti particolarmente sensibili.
Si deve quindi mediare tra temperatura
e tempo di processo per diminuire
lo stress termico dei componenti
(e del pcb) pur garantendo l’affidabilità
del risultato.
Il doversi confrontare con una più
limitata finestra di processo richiede
sicuramente un controllo più accurato
e migliori prestazioni termiche del
forno. Il processo di rifusione non è
costituito solo da fasi termiche di riscaldamento,
ma include anche una
fase di raffreddamento. Alcuni studi
hanno dimostrato come la velocità di
raffreddamento influisca sull’affidabilità
delle saldature perché è proprio in
questa fase che si completa la formazione
del giunto di saldatura.
Una velocità di raffreddamento elevata
crea una struttura granulare fine,
indice di buona tenuta meccanica, ma
i chip ceramici non sopportano pendenze
(sia in salita sia in discesa) superiori
ai 2-4 °C/s, questo per evitare
rotture dovute ai diversi coefficienti
d’espansione termica (CTE).
In molte aziende la riduzione del
personale o l’utilizzo di quello meno
specializzato, volta a contenere i costi,
ha creato la necessità di introdurre in
azienda software di controllo del processo
di rifusione, di semplice utilizzo
e facile apprendimento.
La Kic ha studiato l’introduzione
di un indice per stimare le prestazioni
del profilo termico, il PWI (Process
window index=Indice della Finestra
di Processo), che ha semplificato la
preparazione del profilo e il controllo
del processo di rifusione anche a operatori
con poca esperienza.
Indice della finestra
di processo
I metodi per quantificare le prestazioni
delle serigrafie o delle pick and
place sono spesso semplici, condivisi e
di uso quotidiano; più difficile è stato
individuare un metodo oggettivo per
confrontare, e quindi quantificare, le
prestazioni del profilo termico. Senza
particolari strumenti è difficile stabilire
oggettivamente quanto un profilo termico
giudicato in specifica, sia buono,
o molto buono. Attualmente gli sforzi
per tracciare le prestazioni del processo
in ambito SPC si focalizzano generalmente
su una singola variabile o su un
piccolo gruppo come per esempio la
temperatura di picco rilevata da una o
due termocoppie su una golden board.
L’introduzione del Process Window
Index è utile per quantificare le prestazioni
non solo del singolo profilo, ma
di tutto il processo termico.
L’indice della finestra di processo
misura quanto un profilo rientri nei
limiti definiti dall’utente.
La bontà di un profilo termico è ricondotta a un valore numerico mediante
l’adozione dell’indice di processo
PCB settembre 2012
73

74 PCB settembre 2012
Il sistema Kic24/7 consente di monitorare con continuità ogni pcb, fornendo i dati
statistici e di tracciabilità
I profili sono classificati sulla base
di quanto le loro variabili concordino
con le specifiche date. Un profilo, che
produce un prodotto senza eccedere i
limiti assegnati è detto essere all’interno
della finestra di processo. Il centro
della finestra di processo è definito
a zero e il limite estremo della finestra
fissato a 99%. Un PWI pari al 100% o
superiore, indica che quel profilo non
produce schede in specifica. Il PWI
indica esattamente anche quale parte
della finestra di processo è utilizzata.
Minore è il PWI, migliore è il profilo.
Un PWI del 99% è rischioso perché
al limite e il processo potrebbe facilmente
uscire dal controllo.
Profili con un PWI compreso tra
50% e 60% sono comunemente ben
accettati. Come indice della finestra
di processo per un gruppo completo
di variabili è assunto il numero più
elevato (il caso peggiore).
L’analisi del profilo termico mediante
il PWI offre quattro benefici
significativi.
Il primo è che il profilo può essere
facilmente comparato e l’utente è sicuro
di ottenere il miglior profilo ottenibile
dal processo, un passo significativo
verso la produzione con zero
difetti. Prima che il PWI fosse di-
sponibile sul mercato, il confronto dei
profili era soggettivo e non si poteva
mai essere certi di utilizzare il migliore
risultato per quel dato prodotto.
Come secondo beneficio si semplifica
notevolmente il processo di profilatura.
Tutte le variabili del profilo
sono ridotte a un singolo numero, il
PWI, comprensibile anche dall’operatore
più inesperto. Significativo il risparmio
in termini di costi di training
e di riduzione dei difetti causati dagli
errori degli operatori. Inoltre, in po-
chi minuti, un operatore può impostare
un forno con il profilo ottimale,
un lavoro che normalmente richiede
ore di prove.
Come terzo beneficio, il PWI riflette
le prestazioni dell’intero profilo,
fornendo un indicatore della capacità
dell’intero processo rispetto al
confronto di una singola variabile. Il
PWI quindi fornisce dati eccellenti
per programmi di controllo SPC, parallelamente
semplifica la raccolta dei
dati e riduce i costi per il controllo.
In ultimo è dato un metodo semplice
per confrontare le prestazioni
dei forni. I confronti possono essere
condotti tra prodotti diversi in fase di
acquisto, tra diverse linee di processo
all’interno di una fabbrica o tra diversi
plant produttivi.
La semplicità del PWI lo rende un
valido strumento statistico e la sua
adozione, come standard industriale,
offre chiaramente un’opportunità significativa
per migliorare il processo
di saldatura aprendo la porta a un controllo
di precisione. Questo strumento
permette una produzione più efficiente,
un processo di controllo semplificato
e un significativo miglioramento
della qualità del prodotto finale.
Con Kic24/7 si può monitorare sia il processo di rifusione che quello di saldatura,
ricavandone dati preziosi anche per la progettazione e la R&D

Tabella 1 - Carta che riporta le tolleranze di temperatura, con la massima durata
in ogni specifica fase
Configurazione
Dimensioni
(H x L x P mm)
150
°C
200
°C
250
°C
300
°C
350
°C
400
°C
SlimKIC 2000, 9CH senza schermo 260,4 x 79,0 x 19,9 8,5 5,5 4,2 3,5 –– ––
SlimKIC 2000, 12CH senza schermo 260,4 x 99,4 x 19,9 8,5 5,5 4,2 3,5 –– ––
Copertura LowRider 260,4 x 76,2 x 19,9 13,9 8,3 5,5 4,7 –– ––
Scudo termico 1/8” (3,2 mm), 9CH 319,0 x 86,4 x 26,4 17,6 11,0 8,0 6,4 –– ––
Scudo termico 1/8” (3,2 mm), 12CH 319,0 x 108,0 x 26,4 17,6 11,0 8,0 6,4 –– ––
LowRider e scudo termico 1/8” (3,2 mm) 323,9 x 86,4 x 26,4 22,6 15,1 10,7 8,7 –– ––
Scudo termico 1/4” (6,4 mm), 9CH 330,2 x 93,0 x 34,3 24,6 15,5 11,5 9,8 –– ––
Scudo termico 1/4” (6,4 mm), 12CH 330,2 x 115,6 x 34,3 24,6 15,5 11,5 9,8 –– ––
LowRider e scudo termico 1/4” (6,4 mm) 330,2 x 95,3 x 34,3 30,7 22,6 16,4 12,2 –– ––
Scudo termico di lunga durata 381,0 x 139,7 x 76,2 62,8 42,2 33,1 29,7 –– ––
Scudo termico Lead-free, 9CH 348,0 x 93,0 x 30,0 18,6 12,7 10,7 9,1 7,9 7,6
Scudo termico Lead-free, 12CH 348,0 x 114,0 x 30,0 18,6 12,7 10,7 9,1 7,9 7,6
Profilo termico e KIC 24/7
Il metodo di misura di un profilo termico
consiste nel fissare le termocoppie
sul pcb e di collegarle a un profilatore
per registrarne le variazioni di temperatura
mentre la scheda transita attraverso
il tunnel di rifusione.
Questa procedura è impiegata con
cadenza periodica per verificare lo stato
del processo di rifusione. Durante questa
operazione si ha un fermo della produzione
e ovviamente un dispendio di
tempo. Inoltre si presuppone che nel
tempo che intercorre tra due rilievi che
abbiano avuto esito positivo, il prodotto
mantenga inalterate le sue caratteristiche
qualitative. Nel caso si riscontri una
situazione anomala non si potrebbe, a
priori, conoscere il numero delle schede
potenzialmente fuori specifica prodotte.
I sistemi di controllo installati sulla
maggior parte dei forni non sono in
grado di avvertire tutte le perturbazioni
che potrebbero deviare il processo in
una condizione di fuori controllo.
L’ideale sarebbe misurare il profilo
per ogni scheda prodotta e per non intralciare
la produzione dovrebbe essere
disponibile un mezzo per misurare
il profilo termico senza dover attaccare
le termocoppie su ogni pcb. Per questi
motivi KIC Thermal Profiling ha sviluppato
un sistema integrato di controllo
del forno in tempo reale, che consente
di monitorare in continuazione tutte
le schede prodotte dal forno.
Il KIC 24/7 utilizza due sonde, installate
in modo permanente all’interno del
tunnel a livello scheda, contenenti ciascuna
15 termocoppie che coprono l’intero
percorso; la lettura di queste termocoppie
avviene ogni 25 secondi e fornisce
un dato sulla stabilità del processo e sulle
relative prestazione del forno.
Inizialmente è creato un profilo virtuale
eseguendo un profilo di riferimento
della scheda con l’ausilio del profilatore
mentre si registrano simultaneamente
i dati in tempo reale tramite le sonde
installate nel tunnel. Il software controlla
e registra le variazioni della velocità
del convogliatore e delle temperature
del processo. Le temperature di processo
non possono cambiare senza modificare
la temperatura della scheda, gli algoritmi
software estrapolano accuratamente
le variazioni delle temperature in cambiamenti
sul profilo del pcb.
In questo modo si ottiene per ogni
scheda prodotta un profilo accurato
che è memorizzato permanentemente.
Numerose analisi hanno dimostrato come
la simulazione effettuata mediante
il profilo virtuale sia accurata e ben correlata
col controllo statistico. La visualizzazione
delle carte di controllo relative
al PWI generale del profilo e a ogni
singola variabile del processo sono rese
disponibili a monitor ogni volta che un
pcb esce dal forno. Il software aggiorna
il PWI generale, calcola il Cpk e visualizza
i risultati e limiti di allarme.
Una particolare funzione visualizza
graficamente la deviazione delle misure
effettuate dalle sonde e della velocità
del convogliatore rispetto ai dati registrati
durante il profilo di riferimento.
Questi dati sono aggiornati automaticamente
per ogni scheda in uscita dal
forno oppure ogni 25 secondi.
La possibilità di impostare allarmi e
avvisi di allerta sulle statistiche del profilo,
sul loro Cpk, sulle variazioni delle
temperature e della velocità del convogliatore,
permette un controllo statistico
del processo in tempo reale garantendo
che nessuna scheda sia prodotta fuori
specifica. Al contempo sono valutate
costantemente le prestazioni del forno e
della sua efficienza, la qualità e la produttività,
riducendo i costi di rework e
degli scarti.
KIC Thermal Prof iling
www.kicthermal.com
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76 PCB settembre 2012
▶ TEST & QUALITY – RACCOLTA DATI
Qualità e controllo
di processo
La raccolta dati nell’ambito del controllo qualità
è un lavoro da svolgere con metodica cura.
Si misurano e si analizzano le variabili più
significative per puntare a capire e controllare
il comportamento di ogni fase del processo
produttivo
di Piero Bianchi
Il controllo statistico di processo
(SPC) e il controllo statistico della
qualità sono due facce della stessa
medaglia che ha caratterizzato la produzione
di fine secolo.
Le due tecniche sono state usate, e lo
sono tuttora, per migliorare la qualità
dei prodotti durante l’intero ciclo manifatturiero.
Si utilizzano strumenti statistici
e supporti grafici con l’obiettivo di
ridurre scarti e difetti dovuti all’instabilità
del processo. Una instabilità generata
da eventi interni e perturbazioni
esterne al processo stesso.
Sequenza
delle azioni
che portano al
miglioramento
continuo della
qualità di un
prodotto
In particolare, il controllo statistico
tende a essere parte integrante del
processo produttivo, mentre il controllo
della qualità è storicamente associato
con la divisione test e CQ il cui obiettivo
è l’individuazione dei difetti o delle
non conformità del prodotto finale
o del semilavorato in uscita dalla linea.
Strumenti e tecniche sono potenzialmente
equivalenti in ambedue i casi.
L’idea di utilizzare il controllo statistico
quale strumento produttivo è
americana e risale agli anni Venti del
secolo scorso. Un suo sistematico im-
piego avvenne in Giappone durante la
ripresa economica seguita alla fine della
seconda guerra mondiale. In Europa è
stato massicciamente utilizzato dall’inizio
degli anni Ottanta e ha enormemente
contribuito al miglioramento dei
processi produttivi e alla crescita degli
standard qualitativi e di affidabilità dei
prodotti. Attualmente è utilizzato come
strumento di monitoraggio e controllo
in ogni moderna organizzazione
produttiva.
Prima dell’introduzione sistematica
dell’SPC l’obiettivo qualità era perseguito
mediante test e controlli a fine
linea, che generavano un feedback sulla
produzione che non era quasi mai in
tempo reale. Eventuali errori e derive
del processo venivano arginati e recuperati
con un ritardo di ore se non di giorni,
in particolare quando la sezione di
test (usualmente test elettrico) era autonoma
rispetto alla produzione.
Lo scotto da pagare erano alti costi di
riparazione e ritardi nelle consegne del
prodotto. La filosofia del miglioramento
continuo impegna l’ingegneria di
processo in una progettazione, costruzione
e controllo delle linee di produzione
che abbiano per obiettivo di produrre
correttamente sin dal primo pezzo
(first pass yield).
Variabili interne ed esterne
al processo
Ogni processo produttivo contiene
delle variabili che gli sono connaturate.
Queste variabili sono suscettibili
di derive che devono essere individuate,
imbrigliate ed eliminate quanto più e

quanto prima possibile, per ridurre
gli scarti o contenerli a poche parti
per milione.
L’applicazione del controllo
statistico, col supporto di grafici
e diagrammi, mira a misurare
le variazioni, o gli scostamenti,
rispetto al valore desiderato detto
target, per poter introdurre di conseguenza
le appropriate e necessarie
misure tese a ridurre le variazioni al minimo
fisiologico.
Il beneficio derivante dall’introduzione
del controllo statistico si evidenzia
in modo particolare nei processi altamente
ripetitivi, e per quei prodotti
(usualmente ad alta tecnologia) che
devono sottostare a tolleranze estremamente
ridotte.
Una volta individuate le principali
variabili del processo, l’SPC lavora sul
prelievo periodico dei dati per tracciare
l’andamento (le variazioni) delle variabili
principali del processo stesso o relative
al prodotto in lavorazione.
Ogni processo presuppone delle variabili.
Il punto è definire quali gli siano
naturalmente correlate e con quali
limiti, e quali variabili siano diversamente
da attribuire a disturbi e influenze
esterne. Sulla capacità di discernere
tra le due si valuta la bontà di un SPC.
Perturbazioni al processo che possano
derivare da cause esterne e innaturali
sono per esempio la mancata manutenzione
delle macchine di produzione,
materiali di consumo scadenti, circuiti
stampati o componentistica difettosi.
Poste sotto monitoraggio le variabili
di processo, il passo successivo è l’isolamento
e l’eliminazione delle perturbazioni
esterne. A questo punto rimangono
solo le fluttuazioni interne al processo
da analizzare, per poterle ridurre al
minimo.
Uno strumento di lavoro significativo
è costituito dalle carte di controllo,
che hanno il compito di rappresentare
visivamente come si comporta il processo
nel tempo.
Pianificare, fare, verificare e agire
sono le quattro tappe del percorso alla
qualità
Il percorso della qualità
Il percorso che porta alla qualità parte
dalla costruzione di un sistema aziendale
improntato al “problem solving”.
Attingendo dall’esperienza di chi
ha intrapreso la politica del “doing it
right the first time”, si evidenzia come
i seguenti cinque elementi siano fondamentali
per raggiungere l’obiettivo:
- impegno del management.
Raggiungere risultati rilevanti nel
miglioramento produttivo e qualitativo
richiede il completo coinvolgimento
di tutta l’organizzazione. I
manager devono sentirsi impegnati
in prima persona per poter poi coinvolgere
i loro collaboratori;
- coinvolgimento dell’intero organigramma
aziendale. È fondamentale
il coinvolgimento attivo di tutta l’organizzazione
aziendale;
- promozione di un clima di collaborazione.
Gli obiettivi devono essere
spiegati, capiti e accettati a tutti i livelli.
Devono essere appianate le rivalità
e i campanilismi tra reparti e
livelli gerarchici diversi. Le tecniche
e gli strumenti adottati con l’SPC
potrebbero evidenziare nuovi problemi
e richiedere cambiamenti che
solo la piena collaborazione tra funzioni
aziendali può risolvere;
- riconoscimenti per gli obiettivi
raggiunti. Le aziende sono principalmente
composte da persone
che hanno bisogno di sentirsi
parte dell’organizzazione,
di essere stimate e di realizzarsi.
Demotivarle significa deresponsabilizzarle;
- tempo, energia e determinazione.
Un miglioramento può essere misurato
sulla base di settimane o mesi,
ma consolidare un successo reale
può richiedere anni.
Assodata la volontà di percorrere la
strada della qualità, il passo successivo
consiste nell’identificare i nodi chiave
del processo da controllare.
Individuate le variabili si assegnano
le priorità e si focalizzano quei problemi
di qualità e produttività per cui è fondamentale
individuare e analizzare le cause
di devianze. Si ottiene dal processo
il massimo che può dare allo stato attuale.
Sono comunque sotto controllo le
macchine, le competenze degli operatori,
lo svolgimento del processo, i materiali,
le condizioni ambientali e i metodi
di controllo.
Raggiunto un primo livello di ottimizzazione
è ragionevole chiedersi se si
sia raggiunto il massimo o se non ci sia
un ulteriore spazio di miglioramento. Si
paragonano le caratteristiche del prodotto
con le specifiche tecniche. È questa
la fase di indagine sulla capacità del
processo (process capability).
A fronte di una risposta negativa si
stende un piano di miglioramento del
processo. Nel caso che le specifiche non
possano essere raggiunte è necessario
scegliere tra una delle due alternative:
- cambiare la filosofia di produzione
per ottenere il prodotto con le caratteristiche
richieste;
- verificare se le caratteristiche riflettono
realmente le necessità del prodotto
e non siano sovradimensionate
rispetto alle reali esigenze. Nel
caso cambiare in senso meno stringente
le caratteristiche.
PCB settembre 2012
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78 PCB settembre 2012
La seconda è in qualche caso teoricamente
percorribile, ma praticamente
troppo costosa e per lo più illogica.
L’unica via realisticamente percorribile
è re-ingegnerizzare il processo produttivo,
il che vuol dire intervenire sul setup
delle macchine e sulle modalità del
loro utilizzo, magari cambiando quelle
non adeguate allo scopo; istruire
meglio il personale, migliorare
la scelta e il controllo del materiale
di base; migliorare l’ambien-
te operativo o apportare modifiche
al flusso produttivo. Se il processo
è sotto controllo, l’SPC continuerà
a costituire l’elemento portante per
un miglioramento continuo della
produttività e della qualità che soggiace
a una evoluzione dinamica che si sviluppa
nel tempo.
Processo e tracciabilità
Operativamente è necessario identificare
univocamente il percorso del
prodotto lungo lo snodarsi del processo
produttivo, ovvero stabilire la piena
tracciabilità. Tracciabilità significa perfetta
corrispondenza e uguale rappresentatività
tra condizioni operative subite
e caratteristiche misurate sul prodotto.
Diversamente non si potrebbe efficacemente
identificare e ottimizzare i
parametri essenziali del processo.
Il campione deve inoltre essere rappresentativo,
cioè essere su scala ridotta
una copia fedele della realtà che si vuole
indagare. Ogni elemento campione deve
avere la stessa probabilità di essere selezionato,
pena la mancanza di rappresentatività.
Il processo è un sistema complesso
al cui interno si individuano diversi livelli
di gerarchia spaziale e temporale.
Questo presuppone che la raccolta dati
avvenga considerando diversi fattori di
stratificazione, infatti l’output del processo
è identificato da più caratteristiche,
di cui alcune correlate tra loro.
I fenomeni casuali che intervengono
La piramide delle azioni documentali che
accompagnano e certificano le varie fasi della qualità
su un processo sono collocati a diversi
livelli ed esercitano influenze differenti
sull’output finale.
I fenomeni variano nel tempo e nello
spazio per cui la raccolta dati deve essere
progettata con l’obiettivo di individuare
il peso delle due componenti e di
conseguenza focalizzare la componente
prioritaria.
X-Chart e R-Chart
Si dice che non tutti i numeri possiedano
la dignità del dato statistico, cioè
non tutti i valori collezionabili in produzione
possiedono la giusta valenza
per essere rappresentativi del processo.
Un dato risulta essere tanto più significativo,
quanto più è ricco di informazioni.
Per conoscere un processo occorre
raccogliere dati che siano effettivamente
ricchi di informazione.
Nella carte di controllo è evidenziata
una linea centrale di riferimento che
rappresenta un indicatore della caratteristica
di prodotto o di parametro di
processo, cui si riferiscono tutti i dati introdotti.
Ci sono inoltre due limiti, uno
inferiore e uno superiore, che indicano i
valori minimo e massimo accettabili per
la stima dell’indicatore, cioè separano le
variabili ordinarie dagli eventi straordinari.
Ogni punto che cade all’esterno
dei limiti è considerato l’indicato-
re di un evento straordinario, generatore
di difettosità estraneo al processo, che
di conseguenza richiede l’attivazione di
un’azione correttiva. Le carte di controllo
sono strumenti che hanno lo scopo
di stabilire se una qualunque caratteristica
qualitativa o quantitativa, misurata
attraverso un prescelto indicatore
statistico, si mantiene o meno in
uno stato di controllo.
Un processo è nel suo stato di
controllo quando si riscontra la
perfetta conformità della caratteri-
stica considerata con le specifiche
stabilite per quella caratteristica.
Quando la caratteristica da
controllare è misurabile, le carte di
controllo maggiormente utilizzate sono
la X-Chart e la R-Chart, che utilizzate
nell’insieme caratterizzano adeguatamente
il processo. X -Chart controlla
la media della caratteristica di processo
evidenziandone le variazioni. Il valore
di riferimento può essere derivato da
dati storici, piuttosto che fissato in base
agli obiettivi da raggiungere. Anche
il tracciato dei limiti superiore e inferiore
deve seguire la stessa logica. R-Chart
controlla la variabilità della caratteristica
di processo e si costruisce con modalità
analoghe alla precedente.
Ricondotto il processo sotto controllo,
la fase successiva consiste nel produrre
con caratteristiche che rispecchino le
specifiche date. Lo studio della capacità
del processo dà una misura del livello
di conformità dello stesso alle specifiche
di progetto. Quanto più centrato sarà il
processo, tante più saranno le possibilità
che il prodotto esca con le caratteristiche
aderenti alle specifiche di progetto.
Molte volte è importante controllare
la produzione mediante il monitoraggio
delle difettosità. Il diagramma di
Pareto ordina i dati raccolti, relativi ai
vari difetti, per frequenza di accadimento
o per ordine di costo. Questa rappresentazione
aiuta a decidere l’ordine gerarchico
con cui affrontare la soluzione
dei problemi.

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Il 2012 sarà l’anno della seconda edizione della
Guida all’acquisto
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per l’elettronica
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all’acquisto”, organizzato dalla
redazione di PCB Magazine,
si basa sulla richiesta sempre
più frequente da parte
del mercato dell’elettronica
di raccogliere in un
unico manuale l’elenco
delle categorie e dei
settori merceologici che
caratterizzano il mercato
della produzione
e della distribuzione
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80 PCB settembre 2012
▶ AZIENDE E PRODOTTI - PARLIAMO DI…
Quattro chiacchere
con Cabiotec
Azienda solida, con grande esperienza di
mercato, fortemente attenta alle problematiche
tecniche, Cabiotec costituisce un esempio di
efficienza e capillarità distributiva.
Ecco un paio di domande a Carla Fiorentino
e Fabio Giuliani, distributori storici nel settore
dell’elettronica industriale, due domande
giusto per capire come vanno le cose in questo
momento
a cura di Riccardo Busetto
Allora, come vanno le cose in quest’anno
difficile?
Non ci lamentiamo. Potremmo dire
che al momento siamo in linea con
la crescita del 2011. Se consideriamo
che l’anno scorso abbiamo avuto una
crescita del +38% rispetto al 2010 e
che quest’anno siamo sostanzialmente
alla pari, direi che nel complesso
non ci possiamo lamentare.
Al di là del mercato europeo, che dai
dati conosciuti sta crescendo soprattutto
nel nord Europa, come va il mercato
italiano dal vostro punto di vista?
Il settore dei materiali di consumo
è emblematico a questo proposito:
abbiamo notato una continua crescita
negli ultimi mesi, segno questo
che le linee stanno lavorando.
Al di là delle difficoltà di questo
momento, è comunque indubbio che
ci sia attesa sul mercato: investire ora
su una linea da 200-300 mila euro è
un passo che molti non si possono
permettere o che non vogliono fare.
Molte aziende optano quindi per gli
aggiornamenti delle linee preesistenti
più che investire sul nuovo.
Certo è che notiamo sempre più
quella scrematura che durerà ancora
del tempo.
Cosa intendete con questo?
Chi ha fatto delle scelte sbagliate nel
passato ha difficoltà oggi a sopravvivere:
lo dimostrano le 2000 aziende chiuse
nell’elettronica. Naturalmente chi ha
lavorato bene nel passato oggi non solo
lavora, ma lavora molto di più. Noi
crediamo di esserci strutturati in modo
ideale e i risultati non mancano, anche
in questo momento difficile.
Ricordiamo poi che un problema
sono anche le dimensioni aziendali: le
grandi aziende con molti dipendenti
in questo momento sentono molto di
più le difficoltà del periodo. Non parliamo
solo di distribuzione: un esempio
lampante a livello produttivo sono
le numerose aziende che nel passato
hanno investito in automazione e che
oggi, limitando i costi di manodopera,
possono permettersi di aumentare
i margini di guadagno.
E il problema dei crediti bancari?
Sicuramente questo è un problema
per alcuni, ma torniamo a quanto
abbiamo già detto prima: certo è che
se le aziende non sono capitalizzate,
non si sono cioè strutturate in modo
da avere una solidità di un certo tipo,
i rubinetti bancari restano chiusi
o si aprono con estrema difficoltà. È
semplice anche per i crediti bancari:
chi non ha lavorato con lungimiranza
nel passato, difficilmente oggi ottiene
crediti con facilità. E questo è un altro
elemento che determina una scrematura
del mercato.
I vostri settori di riferimento restano
sempre quelli del passato?
Certamente: il militare in primo luogo,
settore che è sempre in crescita e
con cui abbiamo relazioni molto forti.
Seguono poi l’automazione e il solare
(principalmente per gli inverter).
L’automotive lo vediamo invece un po’
in calo. In effetti il calo dei consumi e la
contrazione del mercato dell’auto non
può che riflettersi anche nel settore della
produzione elettronica dedicata.
Cabiotec
www.cabiotec.it

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.
PCB settembre 2012
81

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.
Se siete interessati a comparire su queste pagine per ulteriori informazioni contattare il numero 02 30.22.60.60
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descrittiva oltre a un breve testo di
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oltre a un testo di 420/450 caratteri
(spazi inclusi) con più eventuali altri loghi (es.
omologazione, CSQ, UNI, ecc.).
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contemporarea sia sulla rivista sia su web
Il Nostro logo a colori in evidenza nel box
(offerta B) così come appare sulla rivista, per
avere una maggiore visibilità, così apparirà
anche su web con rimando al Nostro sito
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82 PCB settembre 2012
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B
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