Le schede elettroniche sono dispositivi che vengono utilizzati per gestire le diverse operazioni che caratterizzano i macchinari e gli apparecchi elettronici; si sta quindi parlando di un componente chiave di un numero vastissimo di apparecchiature, sia quelle più o meno sofisticate utilizzate nei vari settori produttivi, sia quelle che si utilizzano comunemente nella vita di tutti i giorni, negli ambiti domestici e professionali.
Il cuore di una scheda elettronica è un circuito stampato, il cosiddetto PCB, acronimo che sta per Printed Circuit Board. L’importanza del circuito stampato è tale che spesso tale espressione è usata, seppure impropriamente, come sinonimo di scheda elettronica.
L’avvento delle schede elettroniche ha rappresentato una vera e propria rivoluzione nel mercato degli apparecchi e dei macchinari elettronici sia per la loro efficienza, sia per le loro ridottissime dimensioni, che hanno permesso di ridurre l’ingombro di moltissime apparecchiature (l’esempio classico è quello dei televisori, ma se ne potrebbero fare moltissimi altri).
Vista la loro importanza, può essere interessante conoscere più da vicino qualche dettaglio sulla produzione schede elettroniche e sulla loro progettazione.
Agli occhi di chi non è esperto del settore, le schede elettroniche possono sembrare tutte uguali o quasi; in realtà fra una e l’altra possono esserci differenze notevolissime dato che esse sono impiegate negli apparecchi e nei macchinari più diversi, dai comuni elettrodomestici fino ad arrivare a delicate attrezzature dell’industria aerospaziale.
La loro progettazione è quindi una fase molto delicata del processo produttivo ed è affidata a ingegneri e progettisti specializzati. In linea di massima, il progetto parte da una richiesta di un cliente che espone al produttore le proprie esigenze. Se la richiesta non presenta particolari ostacoli, gli addetti iniziano la fase di progettazione che di norma richiede l’impiego di appositi software CAD (Computer Aided Design).
Terminato il progetto è fondamentale eseguire alcune prove al fine di escludere errori o criticità. Vengono quindi realizzati dei campioni che saranno debitamente testati. Se non si verificano malfunzionamenti o altri problemi, si potrà passare allo step successivo, altrimenti il progetto dovrà essere rivisto.
Se il collaudo è superato si passa alla fase produttiva che prevede 4 sottofasi:
Le procedure possibili per il montaggio sono essenzialmente due: PTH (Pin Through Hole, quasi del tutto manuale) oppure SMT (Surface Mount Technology, un processo automatizzato, attualmente il più comune). In sostanza tutti i componenti necessari sono sistemati sulla scheda e assemblati con appositi macchinari.
Viene poi effettuata un’ispezione visiva 3D per verificare che nella scheda non siano presenti difetti.
Se l’ispezione non rileva problemi si passa alla verifica con appositi tester dopodiché, se nulla osta, si effettua il collaudo funzionale. Se anche questo passaggio va a buon fine, allora si può passare alla fase di produzione vera e propria.
Molti ritengono che la storia delle schede elettroniche sia iniziata più di un secolo fa, nel 1903, quando l’inventore Albert Hanson richiese il brevetto per un dispositivo che era costituito da un conduttore piatto montato su un pannello isolante a più strati.
Per quanto l’invenzione di Hanson fosse molto diversa dalle schede utilizzate attualmente, essa ha rappresentato probabilmente il punto di partenza che ha portato alla realizzazione degli attuali PCB e schede elettroniche.
