Qual è il processo di assemblaggio elettronico?

Il processo di assemblaggio elettronico è una procedura sistematica e in più fasi che trasforma i singoli componenti elettronici in un assemblaggio funzionale di circuiti stampati (PCB), che può poi essere integrato in dispositivi elettronici più grandi. Ecco una descrizione dettagliata delle fasi principali dell'assemblaggio elettronico:

1. Preparazione dei componenti e del PCB

• Approvvigionamento dei componenti: I componenti elettronici, come resistenze, condensatori, circuiti integrati (IC), diodi, transistor, connettori e altri componenti passivi e attivi, vengono acquistati dai fornitori. Questi componenti devono soddisfare le specifiche delineate nei documenti di progetto.
• Fabbricazione di PCB: Il PCB viene prodotto in base al layout del progetto, che comprende il posizionamento di tracce conduttive, pad e vias. Il PCB può essere monofacciale, bifacciale o multistrato, a seconda della complessità del circuito.
• Ispezione e pulizia: Sia i componenti che il PCB vengono ispezionati per individuare eventuali difetti e puliti per rimuovere eventuali contaminanti che potrebbero interferire con il processo di assemblaggio o compromettere l'affidabilità del prodotto finale.

2. Posizionamento dei componenti

• Posizionamento manuale: Per la produzione di bassi volumi o di prototipi, i componenti possono essere posizionati manualmente utilizzando pinzette o altri strumenti manuali. Questo metodo richiede molto tempo, ma consente una maggiore flessibilità nella gestione di componenti delicati o di forma irregolare.
• Posizionamento automatizzato (macchine pick-and-place): Per la produzione di grandi volumi, si utilizzano macchine pick-and-place automatizzate per posizionare con precisione e rapidità i componenti sul PCB. Queste macchine utilizzano sistemi di visione per garantire un posizionamento preciso e possono gestire un'ampia gamma di dimensioni e forme di componenti.

3. Saldatura

• Saldatura a onda: Questo metodo è tipicamente utilizzato per i componenti a foro passante. Il PCB viene fatto passare sopra un'onda di saldatura fusa, che bagna i conduttori e le piazzole esposte, creando una connessione elettrica affidabile.
• Saldatura a riflusso: Questo metodo è utilizzato per i componenti con tecnologia a montaggio superficiale (SMT). Prima di posizionare i componenti, sulle piazzole del PCB viene applicata una pasta saldante. L'assemblaggio viene quindi riscaldato in un forno a rifusione, in modo che la pasta saldante si sciolga e formi giunti di saldatura tra i componenti e il PCB.
• Saldatura selettiva: Per gli assemblaggi con un mix di componenti a foro passante e SMT, o per i componenti che non possono sopportare le alte temperature della saldatura a riflusso, si può ricorrere alla saldatura selettiva. Questo metodo prevede l'applicazione della saldatura solo su aree specifiche del PCB utilizzando un saldatore o un laser.

4. Ispezione

• Ispezione visiva: Dopo la saldatura, l'assemblaggio viene ispezionato visivamente per individuare eventuali difetti evidenti, come componenti mancanti, posizionamento errato o ponti di saldatura (connessioni non volute tra piazzole adiacenti).
• Ispezione ottica automatizzata (AOI): I sistemi AOI utilizzano telecamere e software di elaborazione delle immagini per rilevare automaticamente i difetti che potrebbero non essere visibili a occhio nudo. Questi sistemi possono ispezionare rapidamente grandi volumi di assemblaggi con un'elevata precisione.
• Ispezione a raggi X: Per gli assemblaggi con giunti nascosti, come i ball grid array (BGA), l'ispezione a raggi X può essere utilizzata per verificare la qualità dei giunti di saldatura senza danneggiare l'assemblaggio.

5. Test

• Test in-circuit (ICT): Il TIC consiste nell'utilizzare un dispositivo a letto di chiodi per stabilire un contatto elettrico con punti specifici del PCB e verificare la presenza di circuiti aperti, cortocircuiti e valori dei componenti. Questo test assicura che l'assemblaggio sia conforme alle specifiche elettriche delineate nel progetto.
• Test funzionali: Il test funzionale verifica che il PCB assemblato svolga correttamente le funzioni previste. Ciò può comportare l'applicazione di segnali di ingresso e la misurazione delle risposte in uscita, oppure il collegamento dell'assemblaggio a un sistema più ampio per il test di integrazione.
• Test ambientali: In alcuni casi, il gruppo può essere sottoposto a test ambientali, come cicli di temperatura, test di umidità o test di vibrazione, per garantirne l'affidabilità in condizioni reali.

6. Assemblaggio e imballaggio finale

• Integrazione: Il PCB assemblato può essere integrato in un sistema o prodotto più grande, come un computer, uno smartphone o un'unità di controllo industriale. Questa fase prevede il collegamento del PCB ad altri componenti, come display, alimentatori e involucri.
• Imballaggio: Il prodotto finale viene imballato per la spedizione e la distribuzione. L'imballaggio può comprendere materiali protettivi per evitare danni durante il trasporto, nonché etichette e documentazione per fornire informazioni sul prodotto e sul suo utilizzo.