Qualsiasi bravo progettista è consapevole che nei progetti innovativi le idee geniali da sole non bastano per raggiungere il successo. È necessario, infatti, circondarsi di collaboratori e fornitori in grado di supportare in maniera professionale ogni fase della realizzazione di un progetto. Il successo si ottiene solo grazie alla giusta sinergia di ogni stakeholder nel raggiungimento dell'obiettivo del progetto. Nel corso del tempo PCBWay, con la sua semplicità e flessibilità nelle lavorazioni, è diventato il fornitore ideale in grado di supportare ogni progetto con un ampio portfolio di servizi professionali, sempre in continuo aggiornamento per essere al passo delle tecnologie e rispondere alle esigenze dei progettisti di tutto il mondo.
Introduzione
Quando ci divertiamo a trasformare le nostre idee utilizzando board come Arduino, sensori, cavetti vari e breadboard, realizziamo dei progetti che potrebbero facilmente trasformarsi in oggetti per l’uso quotidiano. Ma portarsi dietro tutta questa roba potrebbe rendere la sfida difficile se non impossibile. Allora perché non progettarsi una shield e prodursi il circuito stampato?
Rispondere alle esigenze dei makers
PCBWay offre un servizio di qualità nella produzione di circuiti stampati "standard" al costo veramente contenuto in modo da favorire anche le attività di prototipazione o produzione in piccola serie.
Ad esempio, se consideriamo la nostra shield per un progetto con Arduino UNO (dimensioni 68x53 mm circa), il costo del singolo circuito stampato a 2 layer con impostazioni standard è di circa 1$, con una quantità minima di 5 oggetti.
Le impostazioni standard (riportate in Figura 1) prevedono un circuito Dual Layer di spessore 1,6 mm in materiale FR4 TG 130-140 con solder mask colore verde e trattamento superficiale finale di tipo HASL (Hot Air Solder Leveling). Anche per circuiti stampati standard, tutte queste impostazioni elencate possono essere modificate per rispondere alle esigenze dei progettisti più esperti ed adattarsi dunque ai vincoli di applicazione dell’oggetto, a discapito del costo finale che si adegua alla complessità e particolarità della lavorazione. Infatti, è possibile incrementare il numero di Layers fino a 14 strati, modificare lo spessore, il colore della solder mask e delle serigrafie.
Figura 1: Pagina di impostazioni per la quotazione di PCB standard (fonte: www.pcbway.com)
L’integrazione meccanica e la stampa 3D
I servizi PCBWay non si fermano alla sola produzione di PCB standard a basso costo. Sia in fase di prototipazione che in fase di industrializzazione del prodotto è fondamentale tenere sotto controllo tutti gli aspetti dello stesso per far sì che il time-to-market rimanga sotto controllo evitando il protrarsi delle soluzioni definite con conseguenze economiche sul budget del progetto. Questo si traduce nel fatto che ogni elemento del nostro prodotto può divenire il percorso critico al nostro obiettivo: compresa la parte meccanica. Oggigiorno, con la stampa 3D alla portata di tutti, anche i makers hanno avuto l’occasione di poter iniziare a progettare le proprie custodie per elettronica ottenendo così ottimizzazioni di spazio rispetto alle custodie standard presenti in commercio. Ma se il nostro prodotto è professionale, allora limitarsi alla stampa 3D “in casa” può essere una soluzione controproducente per diversi fattori: costo, tempo e qualità dell’oggetto finale. PCBWay ha pensato anche a questo ed ha sviluppato servizi all'avanguardia per i propri clienti che includono anche la prototipazione rapida di parti meccaniche speciali (Figura 2): stampa 3D con differenti materiali in funzione delle esigenze, realizzazione di lavorazioni con macchine CNC, lavorazioni di taglio laser e piegatura di laminati, realizzazione di oggetti attraverso lo stampaggio ad iniezione sono solo alcune delle lavorazioni che può sviluppare PCBWay a partire dai file di progetto.
Figura 2: Categorie di lavorazioni meccaniche (fonte: www.pcbway.com)
L'evoluzione dei PCB (flessibili ed avanzati)
I sistemi elettronici non sono tutti uguali. Infatti, la complessità, la velocità, la precisione o la potenza dissipata sono solo alcuni degli aspetti da tenere in conto durante la progettazione di un dispositivo. Tutte queste caratteristiche influenzano direttamente le prestazioni e proprietà elettriche del prodotto finale e per garantire le prestazioni desiderate è necessario adottare le soluzioni tecnologiche adeguate a partire già dalla produzione del circuito stampato. L’evoluzione tecnologica ha portato a sviluppare soluzioni ad hoc per la realizzazione di circuiti speciali che utilizzano materiali differenti dal comune FR4 più economico (Flame Retardant level 4). PCBWay viene incontro ai progettisti più esigenti fornendo servizi che includono materiali come:
- Alluminio - sono circuiti stampati adottati in particolari settori (come il lighting e l’automotive) dove è necessario avere grandi masse termiche per poter dissipare il calore sviluppato dall’elettronica. In egual modo, è possibile utilizzare basi in rame anziché alluminio per ottenere le prestazioni di dissipazione desiderata;
- Rogers: sono una famiglia di laminati FR-4 che utilizzano anziché la fibra di vetro il PTFE (teflon) per garantire migliori prestazioni soprattutto con le frequenze elevate;
- HDI - acronimo di High Density Interconnector, i PCB di tipo HDI sono progettati dove le densità di interconnessione e dunque cablaggi sono molto elevati. I circuiti sono progettati per lavorare con piste più sottili, vias di minor dimensione e un’elevata quantità di PAD in modo da incrementare le prestazioni elettriche mantenendo comunque il peso contenuto;
- Flexible PCB (FPCB): sono circuiti flessibili che nascono per sostituire i cablaggi nelle interconnessioni e ormai si trovano in qualsiasi settore (Figura 3): automotive, wearable, smartphone, elettromedicale e via dicendo. La soluzione tecnologica possiede innumerevoli punti di forza tra cui: maggior densità di interconnessioni, minor spazio occupato, minor peso, costo più contenuto sia rispetto alle soluzioni rigide che rispetto ai cablaggi;
Figura 3: Esempio di PCB Flessibile (fonte: www.pcbway.com)
- Rigid-Flex: sono circuiti che combinano la tecnologia flessibile con parte del circuito realizzata in maniera rigida (Figura 4), e sono in grado di rispondere alle esigenze dei professionisti che desiderano sfruttare per il proprio progetto PCB le 3 dimensioni grazie all'ausilio di parti flessibili.
Figura 4: Esempio di PCB Rigid-Flex (fonte: www.pcbway.com)
Servizi di Qualità per professionisti
I servizi professionali di PCBWay non si limitano soltanto a fornire tecnologie alternative, ma integrano anche un servizio di supporto del cliente per definire correttamente i passaggi di produzione e fornire servizi necessari a una produzione che soddisfi i requisiti richiesti dagli standard di settore più esigenti. Dunque tra i servizi opzionali da poter aggiungere troviamo camere bianche, certificazioni UL e ISO, standard automotive, report d’ispezione, spedizioni con “Humidity indicator cards”, ispezione ottica automatica, test di impedenza e ancora tanti altri. Ovviamente, tutti questi servizi extra incidono sul costo finale sia in termini di costi fissi che variabili, ma vediamo ora nel dettaglio alcuni di questi servizi.
Per ogni progetto inviato in produzione, prima di tutto viene effettuato un controllo delle regole di progettazione (Design Rule Checker, DRC) in modo da poter individuare eventuali violazioni ai parametri consigliati (distanza piste, dimensioni vias, distanza tra fori passanti e tanto altro) da parte del progetto sottoposto ad accettazione per la produzione.
Al termine della produzione è possibile pianificare differenti test da condurre sul lotto prodotto. Una delle tecniche di ispezione più diffusa è l’Ispezione Ottica Automatizzata (AOI). La tecnica è non invasiva in quanto adotta delle telecamere per eseguire delle acquisizioni delle immagini da processare in modo real-time e può essere applicata sia alla sola produzione del circuito stampato che alle linee di assemblaggio. Tramite questa tecnica è possibile verificare eventuali problemi di qualità di produzione come: larghezze piste, eccessi di materiale, dimensione delle pad e presenza di corto circuiti. Le tecniche di AOI risultano molto flessibili e consentono di individuare velocemente e in maniera del tutto automatizzata eventuali problemi di qualità di produzione, soprattutto se applicati al termine del processo di assemblaggio e saldatura delle schede elettroniche. In alternativa o integrazione alle tecniche AOI esistono tecniche di ispezione a raggi X (Figura 5), molto utili soprattutto nella fase finale di assemblaggio che prevedono l'utilizzo in BOM di componenti BGA (Ball Grid Array). La tecnica a raggi X, seppur più costosa, consente di poter incrementare notevolmente l’individuazione di difetti del processo di saldatura e prevede tecniche di ispezione 2D e 3D. Tutti questi servizi sono offerti come opzioni da PCBWay per le proprie linee di assemblaggio.
Figura 5: Macchina X-RAY (fonte: www.pcbway.com)
Infine, i servizi offerti da PCBWay non includono solo attività di produzione e verifica, ma anche servizi di certificazione agli standard del settore tra cui troviamo:
- prodotti sviluppati in conformità alla direttiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances) nata in ambito Europeo per limitare la presenza di materiali pericolosi all’interno dei circuiti stampati, tra cui il piombo, il mercurio e il cadmio. L’obiettivo della direttiva è ridurre il rischio di esposizione a questi materiali durante la produzione e durante il fine ciclo di vita del prodotto potendo garantire un corretto smaltimento senza problemi ambientali dovuti ai metalli pesanti;
- tutti i circuiti stampati di PCBWay sono prodotti in conformità agli standard UL 796 (ZPMV2), un marchio largamente diffuso negli Stati Uniti per certificare la conformità del prodotto ai requisiti di sicurezza nazionali.
Conclusioni
Professionista o makers che tu sia, PCBWay ti mette a disposizione un ampio portfolio servizi per rendere il tuo prodotto perfetto sotto ogni aspetto e con qualsiasi tecnologia di cui tu abbia bisogno. Ogni servizio è disponibile tramite il loro sito online, da cui puoi ottenere facilmente un'analisi di costo per le diverse soluzioni tecnologiche e può fornirti tutto ciò di cui hai bisogno in tempi previ per ridurre il tuo time-to-market.
