ADA.10.02.15 Prototipazione di schede elettroniche

Predisporre l'ambiente software di design inserendo le specifiche tecniche circuitali di prodotto.

Preparare la strumentazione per lo sbroglio definendo le specifiche tecniche dei componenti (datasheet) e dei materiali (dielettrici, conduttori, schermi, …).

Interpretare le esigenze del cliente o della committenza o leggere e interpretare le specifiche tecniche e i disegni di un progetto già predisposto analizzando le funzionalità richieste.

Verificare disponibilità del firmware più adatto a soddisfare i requisiti del cliente e a far funzionare correttamente la scheda.

Verificare, nel caso di schede ad alta frequenza, ad alta densità e/o di potenza, la potenziale problematica dovuta all'aumento della densità termica e sua distribuzione sul PCB.

Analizzare, nel caso di schede ad alta frequenza, i requisiti di segnale pre layout (Signal integrity) e la distribuzione delle alimentazioni (Power integrity).

Individuare le regole dimensionali di design per i conduttori, fori, spazi, bordi, …in base alla tecnica costruttiva pianificata: fresa a controllo numerico, trasferimento diretto, Press'n'Peel, fotoincisione, attacco chimico, …

Selezionare la tipologia di substrato più adatta: rigido, flessibile o rigido-flessibile.

Individuare la tecnica migliore per il montaggio dei componenti: THT, SMT, Press-fit.

Individuare le necessità di sbroglio: single layer, dual layer, multilayer.

Stendere lo schema elettrico utilizzando librerie di simboli logici e apposito software.

Stendere la lista dei componenti in base alle funzionalità richieste utilizzando apposito software.

Posizionare i componenti in accordo alle specifiche tecniche di prodotto e funzionale alle signal & power integrity e thermal analysis, su un solo lato o su entrambi i lati della scheda.

Importare nel software i dati di progetto del circuito elettronico individuando il dimensionamento ottimale della scheda.

Creare le librerie dei simboli logici dei componenti e associare il simbolo logico al simbolo fisico, creando la libreria dei simboli fisici.

Eseguire lo sbroglio di una scheda a più livelli, effettuando il collegamento punto punto secondo le specifiche tecniche di progetto, inclusi i passaggi tra i layer, assegnando i piani di alimentazione in accordo alla strategia di sbroglio e assegnando le strutture di schermatura per le funzionalità ad alta frequenza.

Eseguire lo sbroglio di una scheda a due livelli (superiore e inferiore) mediante l'uso di software CAD circuitali, effettuando il collegamento punto punto, inclusi i passaggi tra i due layer e ottimizzando la distribuzione dei power.

Eseguire lo sbroglio di una scheda a singolo livello, il collegamento punto punto mediante l'uso di software CAD circuitali.

Generare i file di fabbricazione con gli specifici software contenenti: gerber, liste di posizionamento componenti, disegni meccanici, istruzioni di montaggio, …

Verificare le eventuali interferenze tra PCB e sito di installazione, con l'analisi meccanica (mechanical 3D design).

Verificare la conformità di signal integrity, power integrity, thermal performance e dimensioni fisiche della scheda rispetto alle specifiche tecniche di progettazione.

Preparare i materiali di consumo per i collegamenti (es. paste saldanti, flussanti, fili, punte dei saldatori, acqua deionizzata) verificando che i materiali siano quelli attesi in quantità e caratteristiche tecniche e ambientali corrette.

Preparare le attrezzature (es. saldatori, dissaldatori, macchine di posizionamento, forni, stencil) verificando che rispettino le specifiche attese.

Preparare i componenti (es. resistenze elettriche, condensatori, induttori, relè, transistor) verificando che rispettino i requisiti attesi.

Preparare i substrati più idonei (es. in bachelite, vetronite (FR-4), CEM1, KAPTON) verificando che rispetti le specifiche attese.

Preparare la documentazione tecnica di fabbricazione in base al flusso di processo: es. disegni di montaggio del prototipo e disegni delle attrezzature di supporto alle fasi di processo.

Realizzare la stampa dei substrati utilizzando stampanti 3D che creano differenti strati di sostanze chimiche, uno sull'altro, fino a formare un circuito elettrico poggiato su un substrato.

Disegnare le piste di collegamento con un'apposita macchina laser, far emergere le piste immergendo nell'acido e rimuovendo il materiale isolante usato per realizzare le piste, rispettando le norme di sicurezza, indossando eventuali indumenti e accessori protettivi e provvedendo al corretto smaltimento dei residui di lavorazione.

Realizzare le piste di collegamento disegnandole sulla superficie della scheda per mezzo di una maschera e sottoponendola ad esposizione di raggi ultravioletti con apposita macchina di fotoesposizione, rispettando le norme di sicurezza, indossando eventuali indumenti e accessori protettivi e provvedendo al corretto smaltimento dei residui di lavorazione.

Incidere la scheda, disegnando le piste di collegamento sulla superficie (es. stampa laser), immergendola nell'acido (es. cloruro ferrico, perossidisolfato d'ammonio) e, successivamente, rimuovendo il materiale isolante usato per realizzare le piste, rispettando le norme di sicurezza, indossando eventuali indumenti e accessori protettivi e provvedendo al corretto smaltimento dei residui di lavorazione.

Incidere il rame secondo le specifiche di progetto utilizzando un macchinario CN.

Eseguire la foratura nei punti di montaggio delle schede con apposito trapano (per dual o multilayer) e metallizzare i fori di passaggio.

Montare il PCB programmando la macchina con le istruzioni necessarie, caricando i componenti nei buffer di macchina (nastri, tubi, …), eseguendo l'ispezione della pasta saldante, eseguendo la saldatura in linea (rifusione in infrarosso, vapor phase, …), ripetendo l'esecuzione sulla seconda faccia del PCB e controllando la corretta esecuzione, intervenendo nel caso di malfunzionamenti.

Montare il PCB programmando la macchina con le istruzioni necessarie, caricando i componenti nei buffer di macchina (nastri, tubi, …), eseguendo l'ispezione della pasta saldante, eseguendo la saldatura in linea (rifusione in infrarosso, vapor phase, …) e controllando la corretta esecuzione, intervenendo nel caso di malfunzionamenti.

Montare il PCB programmando la macchina con le istruzioni necessarie, caricando i componenti nei buffer di macchina (nastri, tubi, …), eseguendo la saldatura in linea ad onda e controllando la corretta esecuzione, intervenendo nel caso di malfunzionamenti.

Montare manualmente i componenti, effettuando la saldatura manuale o con pozzetto.

Eseguire il collaudo finale funzionale, utilizzando uno specifico apparato ottico che tramite telecamera permette la verifica della presenza di alcuni componenti come i connettori, la misura della luce emessa da LED o indicatori luminosi e la verifica di display.

Eseguire il collaudo finale funzionale, utilizzando uno specifico apparato di test che si basa sull'applicazione di stimoli e carichi uguali a come saranno durante il normale funzionamento e sulla verifica della corretta esecuzione delle uscite.

Eseguire il caricamento del firmware sul prototipo, se richiesto.

Eseguire il test elettrico con apposito apparato, montando sul tester l'interfaccia di test, caricando il programma di vettori di test della scheda e montando la scheda sull'interfaccia di test e, in caso di errori, intervenendo per riparare la scheda.

Eseguire il caricamento del sistema operativo (es. Linux, RTOS), mediante un'interfaccia con unità di storage (es. pc, memoria, disco).

Eseguire la programmazione dei componenti programmabili (es. eprom, fpga, flash, …) con appositi software (es. VHDL, Piton, C++).

Eseguire la taratura dei componenti circuitali variabili mediante appositi apparati (es. oscilloscopi, voltmetri, frequenzimetri).

Definire eventuali modifiche necessarie per incontrare le specifiche tecniche di progetto o secondo le indicazioni espresse dal cliente per ripetere il processo o parti del processo.

Verificare il prototipo con il cliente applicandolo direttamente sul prodotto e comparare i dati attesi dalle specifiche di progetto con i dati reali.

Validare i test funzionali sul prototipo e comparare i dati attesi dalle specifiche di progetto con i dati reali.

Redigere i risultati del collaudo in condizioni operative di stress, rilevando le informazioni necessarie per la compilazione della modulistica normativa e tecnica prevista per il rilascio della dichiarazione di conformità della scheda elettronica e definendo i limiti massimi dei margini di utilizzo della scheda.

Redigere i risultati del collaudo in condizioni operative tipiche, utilizzando, rilevando le informazioni necessarie per la compilazione della modulistica normativa e tecnica prevista per il rilascio della dichiarazione di conformità della scheda elettronica.

Redigere il report di produzione, raccogliendo ed elaborando i dati qualitativi di ogni singola fase di produzione mediante appositi software e in accordo alle specifiche di qualità del progetto e degli standard di settore.

Redigere il report di certificazione di conformità allegando tutta la documentazione tecnica necessaria, utilizzando specifici moduli e appositi software.

Verificare che il prototipo e il processo di produzione soddisfino i requisiti necessari per raggiungere le certificazioni di conformità attese, secondo la normativa vigente e gli standard di settore.