Schede di circuito - Stampa progresso
I PCB multistrato di Graphic Plc, nel sud dell'Inghilterra, attualmente sono impegnati nel controllo delle centrali elettriche delle apparecchiature mediche in grado di salvare vite umane. La qualità di questi elementi di elevata criticità viene controllata con il nuovo FISCHERSCOPE XDAL®; 237 SDD.
Gli smartphone, computer con potenza di elaborazione maggiore di quelli utilizzati per la missione sulla luna - una volta colossi che riempivano diverse stanze - oggi si infilano in tasca. Tuttavia, la scienza della miniaturizzazione è antica quasi quanto il campo dell'elettronica stesso. E nel giro di poco tempo, deve il suo successo alla disponibilità di circuiti stampati sempre più piccoli.
Uno dei produttori PCB storici e ancora attivi al mondo è Graphic Plc. L'azienda è stata fondata da Rex Rozario, un pupillo di Paul Eisler, l'inventore della scheda di circuito. Nel corso degli ultimi 50 anni, Graphic Plc è stata testimone - e ha dato il suo contributo - dell'evoluzione del settore dai primi PCB unilaterali alla moderna tecnologia di interconnessione ad alta densità: il PCB ultracompatto.
Questi PCB multistrato dell'azienda del Devon, nell'Inghilterra meridionale, sono attualmente impiegati per il controllo delle centrali elettriche, nelle apparecchiature mediche salvavita e per la connessione di milioni di persone in tutto il mondo tramite i satelliti. Graphic Plc si è fatta conoscere per aver prodotto questi circuiti a elevata criticità, e la sua clientela è costituita prevalentemente da utenti di fascia alta. Un settore la cui attività è particolarmente legata all'elettronica ad elevata affidabilità è l'aviazione; Graphic Plc è infatti il fornitore di diversi importanti produttori di aeromobili.
Se durante il volo si verifica un guasto nell'elettronica questo può costare molte vite umane. Per questo motivo, i PCB di qualità superiore richiedono rivestimenti ad alta resistenza. Graphic Plc si affida al processo ENIG (Oro ad immersione con nichelatura chimica), in cui i percorsi dei conduttori di rame vengono placcati chimicamente con uno strato di nichel di spessore 3-6 µm; Inoltre, mediante un processo di immersione viene depositato un rivestimento d'oro di 50-100 nm. I PCB rivestiti in questo modo prima dell'assemblaggio hanno eccellenti proprietà conduttive e una lunga durata.
Risultati ancora migliori si ottengono applicando uno strato intermedio di palladio tra il nichel e l'oro: ENEPIG (Oro ad immersione con nichelatura e palladiatura chimica). Questa finitura avanzata produce una superficie di contatto ideale per legami in oro e alluminio ad elevata affidabilità.
Il nuovo volto della garanzia di qualità
Per garantire giunzioni di saldatura affidabili e per assicurare buone proprietà di stoccaggio, gli spessori dei diversi strati di materiale devono essere coordinati con la massima precisione. Graphic Plc è un noto produttore di PCB ad elevata criticità. Ciò significa che le aspettative sulla qualità sono molto elevate. "Fischer fornisce la tecnologia di misura con il livello di precisione necessario per garantire che i nostri prodotti siano della migliore qualità", afferma Paul Comer, Direttore tecnico di Graphic Plc.
un altra caratteristica molto apprezzata da Graphic Plc è l'affidabilità degli strumenti Fischer. Negli ultimi 20 anni presso la sede dell'azienda nel Devon si è fatto ricorso al sistema XDL®. E con regolari intervalli di manutenzione, avrebbe continuato a fornire un servizio eccellente in termini di garanzia della qualità. Oggi le regole sono cambiate.
Gli utenti di fascia alta non hanno bisogno solo di PCB molto affidabili, ma anche di circuiti molto omogenei. Affinché tutte le fasi successive funzionino nel modo più fluido possibile, i circuiti stampati dovrebbero essere il più simile possibile tra di loro. Ecco perché a partire dal 2017 il nuovo standard IPC 4552 ha regolamentato il processo ENIG in maniera molto rigorosa: Lo strato d'oro può avere uno spessore compreso tra 40 e 100 nm.
In condizioni così rigorose diventa chiaro quanto sia importante una tecnologia di misura efficiente.
Per garantire che i limiti della norma specificati di 40 e 100 nm siano sempre rispettati, il processo di rivestimento prevede limiti ancora più severi, ad es. 55 e 85 nm. L'ampiezza di questa "distanza di sicurezza" dipende dalla coerenza del processo di rivestimento. Maggiore è la variazione dello spessore del rivestimento, maggiore deve essere la distanza di sicurezza per garantire il rispetto delle specifiche della norma. Di norma, viene selezionata una distanza di 3 deviazioni standard.
Tuttavia, la deviazione standard misurata non dipende esclusivamente dal processo di rivestimento, ma anche dalla tecnologia di misura. Se il dispositivo non è sufficientemente preciso, anche se il processo di rivestimento è molto omogeneo la deviazione standard sarà elevata.
Per questo motivo, la nuova norma prevede il monitoraggio della qualità dei circuiti stampati con dispositivi a fluorescenza da raggi X dotati di rilevatori semiconduttori come il rivelatore a deriva di silicio (SDD). I tubi contatori proporzionali utilizzati sinora non sono più sufficientemente precisi per monitorare questo processo di rivestimento secondo la nuova normativa.
Su misura per l'industria
Consapevole di questo aggiornamento dello standard, Fischer ha sviluppato il suo nuovissimo dispositivo a fluorescenza da raggi X, XDAL®; 237 SDD , lanciato alla fine del 2016. Questa versione SDD dello strumento consolidato rende la gestione di circuiti stampati grandi e flessibili semplice e facile e consente l'analisi di strati di spessore di addirittura 100 nm.
Uno dei primi strumenti della nuova serie è stato messo in funzione da Graphic Plc nel dicembre 2016. Prima della consegna, il sistema viene preimpostato e personalizzato. Grazie alla lunga esperienza di Fischer con le applicazioni e i prodotti di Graphic, si è trattato di un incontro perfetto. "Questo strumento su misura si inserisce perfettamente nel nostro processo di garanzia della qualità e contribuisce a ottimizzare la nostra produzione", spiega Paul Comer.
Nonostante l'implementazione sia ormai completa, Graphic Plc e Fischer stanno ancora collaborando. Paul Cave, Senior Application Manager presso Fischer, continua a supportare Graphic Plc nelle attività di misura. L'obiettivo comune è tenere il passo con le nuove sfide del futuro.
Paul Comer, direttore tecnico di Graphic Plc
Oltre ai suoi strumenti a raggi X, Fischer offre altri strumenti specifici per l'industria dei circuiti stampati. I diversi strati di PCB multistrato sono collegati tramite fori passanti. Per il test dei rivestimenti Graphic Plc utilizza & ; Phascope ® ;.