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Le 5 fasi di un processo di assemblaggio di PCB


 
Hemargroup assemblaggio PCB

Quando un nostro cliente arriva alla fase di produzione del suo prodotto elettronico, sia esso una Corporate o una Startup, inizia la fase di assemblaggio dei PCB. Se in passato questa attività richiedeva una linea di assemblaggio manuale, cosa che naturalmente avvantaggiava i produttori asiatici per via dei ridotti costi di manodopera, oggi non è più così: questa attività viene infatti svolta interamente o parzialmente (a seconda della complessità del prodotto) in maniera automatizzata.

In questo breve articolo vedremo i 5 passi di una linea di assemblaggio di PCB, un servizio chiave offerto da qualsiasi azienda di servizi di produzione elettronica (EMS) come Hemargroup.

 

1) Stencil di pasta saldante

Lo stencil è un foglio di metallo molto sottile che viene perforato nei punti di connessione dei componenti sul PCB. Una volta che il PCB viene caricato automaticamente nella saldatrice, la pasta saldante viene spalmata uniformemente sullo stencil. Durante questa fase, la pasta applicata penetra attraverso i fori dello stencil e si appoggia sulle piazzole di connessione dei componenti. In questo modo, la pasta arriva esattamente dove è necessario per saldare i componenti.

2) Montaggio di componenti Pick and Place

Come detto prima, l'assemblaggio dei componenti sulla scheda non viene più fatto a mano ma attraverso macchine speciali chiamate Pick and Place. Queste macchine sono alimentate con caricatori che contengono i componenti che devono essere montati sul PCB. Una volta che il PCB arriva dalla saldatrice, una testa robotica (o più) inizia a prendere i componenti dagli alimentatori e a posizionarli sul PCB. Il posizionamento avviene tramite tracking ottico, così la testa automatica sa esattamente dove andare a posizionare il componente. Queste macchine possono superare anche i 100'000 componenti montati all'ora!
Le macchine automatiche pick and place sono per lo più utilizzate durante il processo di assemblaggio SMD, che si occupa di piccoli componenti a montaggio superficiale. In alcuni casi, esistono anche macchine PnP automatiche molto specializzate per l'assemblaggio THT, quindi per i componenti Through-Hole, anche se questo processo è ancora per lo più portato avanti manualmente.

3) Saldatura

La saldatura è un processo estremamente delicato per la qualità e il corretto funzionamento del prodotto. Infatti, una saldatura sbagliata può provocare connessioni mancanti, cortocircuiti o danni al PCB che possono portare a pericolosi malfunzionamenti per i clienti finali. Il processo di saldatura può essere diviso in due, a seconda che si tratti di componenti SMD o THT. Nel primo caso si esegue la saldatura a riflusso. Durante questo processo, il PCB passa attraverso un forno speciale riscaldato seguendo un profilo di temperatura scelto strategicamente, poiché alcuni componenti hanno certe tolleranze di calore e possono essere danneggiati se la temperatura è troppo alta. La pasta saldante si fonde intorno alle piazzole del componente e, mentre si raffredda, costruisce un forte legame metallico tra componente e PCB.
Nel caso del THT invece, viene eseguita la saldatura a onda. Qui il PCB con i componenti montati passa sopra un serbatoio di lega di stagno per la saldatura ad onda. Le piccole "gambe" dei componenti THT catturano un po' di stagno liquido e durante il raffreddamento si crea lo stesso legame metallico spiegato sopra con il foro metallico del PCB. Hemargroup conta anche su una saldatrice selettiva, che può saldare componenti THT specifici senza dover passare l'intera scheda sul liquido. La utilizziamo soprattutto nel caso di schede a due lati miste THT/SMD. 

4) Ispezione

Dopo la saldatura, il PCB viene ispezionato per l'integrità, il corretto assemblaggio dei componenti e la corretta quantità di pasta saldante. Questo processo viene eseguito in 3 modi:

  • Ispezione ottica: inefficiente e incline all'errore umano, è stata utilizzata in passato o per serie molto piccole.
  • Ispezione ottica automatizzata (AOI): viene eseguita da macchine in modo totalmente automatizzato, precisione ed efficienza sono massimizzate.
  • Ispezione a raggi X: utilizzata su PCB con design complessi e multistrato.

Se il PCB non supera l'ispezione, viene scartato o aggiustato se possibile.

5) Ispezione post-assemblaggio e test funzionali

Una volta completata l'ispezione dell'assemblaggio, i PCB possono essere ulteriormente testati per la loro funzionalità. Naturalmente, la fase di test può essere più o meno complicata, a seconda che il prodotto finito debba superare regolamenti più severi, ad esempio apparecchiature mediche o militari.
Una procedura di test in questa fase può iniziare da una semplice "accensione", ad esempio per le luci a LED, e diventare sempre più complessa aggiungendo misure di singoli componenti, calibrazione, programmazione, test funzionali di sottocircuiti, test funzionali finali di simulazione del prodotto completo, e così via.
Hemargroup è certificata per la produzione di apparecchiature mediche e militari, quindi i nostri processi sono già ottimizzati per questi settori.



Speriamo che questa breve guida sul processo di assemblaggio di PCB vi sia piaciuta. Se avete una richiesta di assemblaggio o volete maggiori informazioni su Hemargroup, non esitate a contattarci:

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