Dalla progettazione degli indicatori e dei trasmettitori di peso, fino al collaudo e alla commercializzazione dei prodotti finiti: in LAUMAS curiamo tutte le fasi di produzione della nostra strumentazione elettronica di pesatura, assicurando alti standard di qualità in ogni passaggio.

Vediamo da vicino come nasce un trasmettitore di peso TLB PROFINET IO.

Poniamo particolare attenzione alla tracciabilità dei componenti elettronici che verranno saldati sul circuito stampato.
In fase di accettazione, etichettiamo ciascun componente con un QR code univoco che ne identifica l’intera filiera: codice anagrafico del produttore, lotto di produzione e i riferimenti del documento di trasporto.

Nella scelta dei componenti di cui ci riforniamo siamo sensibili al rispetto del Conflict Mineral Policy Statement.
In risposta alle violenze e alle violazioni dei diritti umani nell’estrazione di alcuni minerali nell’area orientale della Repubblica Democratica del Congo, ci impegniamo a promuovere la tracciabilità di questi minerali e la trasparenza della filiera assicurando l’utilizzo di materiali e componenti esclusivamente “conflict free”.

Dopo avere preparato tutti i componenti funzionali alla produzione del trasmettitore di peso, si procede al settaggio delle macchine.

Macchina serigrafica

L'operatore posiziona all’interno della macchina la lamina serigrafica, una lastra d’acciaio dotata di precisi fori che corrispondono ai pads predefiniti del circuito stampato su cui andranno posizionati e saldati i componenti.
La lamina funge da stencil: attraverso i fori la macchina eroga precisamente sui pads del PCB la pasta di stagno funzionale alla saldatura.

Pick and Place

L'operatore seleziona i caricatori (feeder) scegliendone la dimensione a seconda del tipo di componente da installare.
Poi inserisce le bobine con i componenti nei feeder corrispondenti e li posiziona seguendo un preciso ordine di numerazione indicato dalla macchina.

Una volta ultimate le fasi di preparazione, ha inizio la lavorazione della scheda elettronica.

Il processo serigrafico

La macchina serigrafica deposita la pasta saldante di stagno in corrispondenza dei fori dello stencil, ossia sui punti della scheda in cui la macchina Pick and Place posizionerà i componenti da saldare.

Si tratta di un dispositivo ad alta precisione: prima di procedere all’erogazione della pasta, un software dedicato alla gestione della macchina verifica che la lamina serigrafica sia perfettamente centrata sulla scheda.

Macchina serigrafica per l’erogazione della pasta di stagno sul PCB.

La macchina Pick and Place

Velocissima ed estremamente precisa, la Pick and Place procede all’assemblaggio dei componenti SMD sulla scheda elettronica.

Grazie a un sistema di aspirazione la macchina preleva i componenti.

Attraverso una videocamera elabora un’immagine del processo che valuta l’idoneità di ogni singolo componente in base a parametri come dimensione e rotazione.

Se il componente è adatto viene depositato sulla scheda, se non lo è viene scartato nella cosiddetta “dump box” (scatola di scarto).

Dettaglio della macchina Pick and Place in funzione.

La prima scheda elettronica assemblata lascia le macchine e passa nelle mani dell’operatore che la analizza e verifica che tutto corrisponda al progetto riportato sulla distinta base dei materiali (Diba, o “bill of materials”): il documento ufficiale che specifica il tipo e il valore di ciascun componente in ogni posizione della scheda.

Se la prima scheda supera perfettamente il controllo, diventa la “golden board”, cioè la scheda campione di riferimento, verificata e validata, che rispetta tutti gli standard di progettazione previsti.

La “golden board” fungerà da punto di riferimento nel processo di produzione, per garantire che le schede prodotte successivamente siano coerenti con essa, assicurando uniformità nella qualità e nelle prestazioni complessive del prodotto finale.

La scheda elettronica validata come come golden board con la distinta dei materiali.

Dopo la stesura della pasta di stagno e l’assemblaggio, la scheda elettronica entra nel forno a rifusione per la saldatura dei componenti.

Il forno a rifusione è un impianto avanzato progettato per garantire un processo di riscaldamento e raffreddamento altamente controllato, ideale per la fusione e la rifusione delle leghe metalliche contenute nella crema di stagno.

Il forno è composto da 8+8 zone riscaldanti (presenti sia nella parte superiore che inferiore) e da 2 zone di raffreddamento.

Forno a rifusione con 8+8 zone riscaldanti + 2 zone di raffreddamento.

La pasta saldante viene rifusa nel forno dove passa dallo stato liquido a quello solido seguendo un preciso profilo termico, indicato dai produttori della crema stessa.

Ogni pasta di stagno ha infatti le proprie caratteristiche specifiche e, per ottenere un profilo di saldatura corretto, deve rimanere nelle diverse zone del forno a temperature precise e per tempi ben determinati.

Per verificare che il profilo termico sia sempre corretto, viene controllato periodicamente attraverso profilatori di temperatura calibrati e certificati da enti preposti.

Anche la pasta di stagno utilizzata è sempre certificata, a garanzia del rispetto di tutti i parametri di saldatura che ne assicurano la qualità, la tenuta e l’affidabilità nel tempo.

Dopo la saldatura dei componenti al circuito stampato, si esegue l’ispezione ottica automatica (AOI 3D) delle schede elettroniche.
L’operatore inserisce le schede in una macchina ad altissima tecnologia che analizza tutti i componenti ricostruendone un’immagine tridimensionale dettagliata.

Questa gli permette di controllare approfonditamente sia ogni singolo componente che la sua saldatura e di verificare diversi fattori:

• la presenza o l’assenza di componenti sulla scheda e la loro polarità;
• il giunto di saldatura e la sua conformità ai parametri richiesti dagli standard IPC di qualità.

Macchina per l’ispezione ottica 3D delle schede elettroniche.

In abbinamento alle macchine AOI, possono essere utilizzate anche quelle a raggi X.
L’analisi a raggi X della scheda elettronica serve per visualizzare la correttezza delle interconnessioni interne dei componenti; è utile per identificare difetti, verificare l'integrità delle saldature e analizzare la disposizione dei circuiti.

Macchina per l'analisi a raggi x della scheda elettronica.

Anche i componenti posizionati manualmente devono poi essere saldati. A seconda del tipo di scheda elettronica, si usano 2 macchine diverse:

Al termine della produzione della scheda elettronica, si effettuano gli ultimi controlli dopo la saldatura e si procede con gli step successivi:

• l’etichettatura e il montaggio del display;
• la programmazione, tramite cui si installa il firmware nel microprocessore del trasmettitore di peso;
• il collaudo del bus di campo.

Successivamente, le schede elettroniche vengono chiuse meccanicamente e riposte negli appositi contenitori.
Questo passaggio avviene prima del collaudo finale per assicurare che dopo avere passato il test il prodotto non venga più manipolato ed evitare così il rischio di qualsiasi danneggiamento.

Il collaudo finale dei trasmettitori di peso è l’ultimo passaggio della produzione.

La stazione di collaudo utilizzata per verificare il corretto funzionamento dei trasmettitori di peso.

L’operatore inserisce il prodotto all’interno della stazione di collaudo, dove un sistema che scorre su guide lineari si connette alle morsettiere dello strumento tramite contatti dorati.

A questo punto l’operatore indica nel software di collaudo il modello della scheda dello strumento che deve essere testato (in questo caso TLB PROFINET IO), al quale sono associati una serie di parametri da verificare.

Il test inizia con i controlli più semplici, come le alimentazioni, gli ingressi, le uscite seriali e analogiche, gli assorbimenti della scheda.

Successivamente si simula a tutti gli effetti il funzionamento dello strumento attraverso un simulatore di celle di carico che verifica la calibrazione teorica, la linearità e tutto ciò che il reparto di ricerca e sviluppo ritiene essenziale per garantire la massima affidabilità e ripetibilità del trasmettitore di peso.

Contemporaneamente, l’operatore controlla led, display e tasti.