PROGETTAZIONE CIRCUITI STAMPATI
I circuiti stampati mono faccia, doppia faccia e multistrato sono parte dello sviluppo hardware.
Bernini Design è specializzata nella progettazione dei PCB grazie all'uso di CAD performanti, in particolare ALTIUM DESIGNER. Importiamo i vostri schemi elettrici e li combiniamo con la nostra immensa libreria di componenti. Abbiamo tecnici in grado di sviluppare applicazioni complesse, ma ci occupiamo anche di sviluppare master per impiego hobbistico e semiprofessionale. I nostri prezzi sono convenienti e garantiamo tempi di consegna brevi. Per esigenze di spazio ed applicazioni particolari produciamo anche circuiti stampati flessibili multistrato. I circuiti più comunemente usati sono il doppia faccia su supporto FR4 completi di serigrafia per facilitare il montaggio dei componenti. Produciamo prototipi in vari stadi: solo piste e fori metallizzati, con il solder mask oppure completi di serigrafia. Le spese di sviluppo dei circuiti stampati comprendono i costi di progettazione ed esecuzione del master, le spese di impianto (serigrafico, maschere etc,) ed i costi della materia prima in relazione al numero e dimensione dei circuiti stampati. Ci sono casi particolari in cui si richiedono lavorazioni meccaniche quali fresature oppure applicazione di adesivi o accessori per il fissaggio meccanico. Lo spessore tipico delle piste di rame è 35 micron. Per schede sottoposte a stress elettrico o correnti forti si ricorre allo spessore di 70 Micron.
Cenni Storici dei PCB (*)
I PCB (acronimo di Printed Ciruti Board) si sono chiaramente evoluti di pari passo alla elettronica. Il motore del loro sviluppo è stata la necessità di collegare in modo affidabile, economico e riproducibile su scala, i componenti elettronici facenti parti si una apparecchiatura. Nei primi anni del 900 all'epoca in cui Einstein formulava la prima teoria della relatività ristretta, un suo connazionale con lo stesso nome "ALBERT" (di cognome HANSON) faceva i primi tentativi di PCB. Seguirono a ruota vari americani tra cui Edison.
(*) LIBERA INTERPRETAZIONE FONTE WIKIPEDIA
Già negli anni 30 i brevetti descrivevano in modo certo il PCB. Grande impulso allo sviluppo si è avuto durante la seconda guerra mondiale da parte americana e tedesca. Ovviamente con gli anni 50, la tecnologia è stata 'DEMILITARIZZATA' ed è apparsa in modo stravolgente sulle produzioni di largo consumo. Dagli anni 50 ad oggi, ovviamente inutile enumerare le innovozioni. Occorrerebbero 10 pagine WEB!Oggi tutta la comunità di tecnici elettronici riconosce a Paul Eisler la effettiva 'INVENZIONE'del circuito stampato così come lo intenduiamo oggi-
PAUL EISLER INVENTORE DEL PCB
Cosa è il materiale FR4
FR4 oppure FR-4 indica FLAME RETARDANT ovvero una sorta di materiale autoestinguente. Lo spessore tipico del rame steso sul supporto è tipicamente 35 MICRON (0,035mm). Lo spessore del supporto chiamato comunemente vetroresina è un impasto di resina epossidica e fibra di vetro. Essendo un materiale che non assorbe acqua, dotato di ottima resistenza meccanica, è il supporto ideale per i circuiti stampati.
FR4 è una specifica generale che stabilisce un insieme di caratteristiche meccaniche, chimiche ed elettriche. Ci sono quindi, FR4 più o meno buoni. Tuttavia tutti i materiali FR4 devono sottostare alle normative stabilite dal NEMA Nord Americano (National Electrical Manufacturers Association) già dal lontano 1968. Il supporto FR4 ha generalmente uno spessore di 1.6mm (per la precisione 0.063” ovvero 1.57 mm). Altri spessori comuni sono (arrotondati alle misure europee) 0,8mm, 1mm e 2,4mm. Per applicazioni speciali esistono altri spessori sottili o maggiori.
COSA SONO I MASTER DEI CIRCUITI STAMPATI?
Per master si intende un disegno eseguito al computer con un software di progettazione circuiti stampati. Questo disegno rappresenta come sarà la struttura e la fattezza del circuito stampato finale.
Questo disegno contiene delle informazioni digitali che trasmesse a speciali apparecchiature permetteranno la produzione dei circuiti stampati. Queste apparecchiature sono delle stampanti che producono delle pellicole utilizzate nel processo produttivo. Altre apparecchiature o maccHine eseguono, dopo avere ricevuto file opportuni, lavorazioni meccaniche di foratura, taglio e formatura. Altre apparecchiature utilizzano i file contenuti nel master per serigrafare simboli o disegni sul circuito stampato. Il MASTER (o maestro) è come un libro scritto contenente molte istruzioni. Ogni macchina coinvolta nella produzione del circuito stampato cattura i file di proprio interesse. Il lavoro non è complesso, ma occorre molta precisione nel gestire tutte le tematiche. Per questo motivo, conviene prima della produzione di massa eseguire alcuni prototipi per verificare la correttezza del MASTER. In altre parole la progettazione di un master circuito stampato è un anello della catena trainante del progetto di un dispositivo elettronico. L'oggetto che rimane in 'mano' dopo la progettazione del MASTER del circuito stampato è un insiemi quindi di files che permette la realizzazione fisica del circuito stampato: la spina dorsale che supporta la installazione di tutti i componenti elettronici. La tipologia dei file è principalmente il file tipo GERBER.
COSA SIGNIFICA FILE GERBER
File GERBER è sinonimo di file utilizzato per la fabbricazione per mezzo di sistemi controllati numericamente.
Si tratta di file che esprimono, per mezzo di file di testo, informazioni vettoriali per la realizzazione fisica di disegni o lavorazioni meccaniche. Il nome deriva dalla azienda GERBER SYSTEMS CORPORATION che è stata la prima a promuovere questa metodologia negli anni 60 e 70, progressivamente divenuta uno standard mondiale. All'origine una brillante idea di Joseph Gerber, un austriaco emigrato negli Stati Uniti negli anni 40. Questo inventore pensò a sistemi per eseguire calcoli straordinari senza l'uso di computer (a quel tempo tuttavia ancora non disponibili facilmente). Il culmine arrivò con il concepimento del foto plotter ed il metodo di interfacciare centri di lavorazione automatici. Da allora, i file GERBER hanno invaso il mondo del controllo numerico. I file GERBER e le invenzioni associate hanno trovato applicazioni chiave alla NASA ed alla costruzioni AEREE e strategiche. La produzione del circuito stampato ha trovato un uso al 100% dei file GERBER: dalla rappresentazione vettoriale di disegni altamente complessi alla possibilità di comandare frese e sistemi di taglio dei circuiti stampati. Maggiori dettagli li trovate alla pagina https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Gerber.
QUANTO COSTA SVILUPPARE I CIRCUITI STAMPATI?
Una formula che lega la dimensione al numero di fori ed al rame asportato dal processo chimico, unitamente a costanti che definiscono spessori e materiali, permette di calcolare il costo unitario del circuito stampato.
Negli esempi indicati, questi circuiti stampati hanno le dimensioni indicate nella relativa figura e contengono componenti misti a montaggio superficiale e tradizionale. Queste schede supportano particolari meccanici speciali, per questo motivo osservate molte fresature e forature. Per ottimizzare il montaggio automatico sono stati realizzati quadrotti che contengono diversi pezzi. Questi circuiti stampati hanno notevoli lavorazioni meccaniche di fresatura e scontornatura. Ci sono diversi pretagli per facilitare la separazione dei circuiti stampati dopo le fasi di assemblaggio riducendo i tempi di assemblaggio automatico. Ad ogni immagine sono associati i costi di sviluppo ed i prezzi dei singoli circuiti stampati in funzione delle quantità. Questo aiuta a comprendere la fascia di prezzo nella quale potrebbe ricadere il vostro circuito stampato attuale. Le spese di impianto e del master si pagano solo una volta. Nel prezzo dello sviluppo sono compresi 4 campioni. Si possono ordinare anche pochissimi pezzi nel caso le campionature non siano sufficienti, Il prezzo deve essere valutato di volta in volta. Per applicazioni speciali di strumentazione alta precisione oppure apparecchiature che devono lavorare in ambienti gravosi offriamo la soluzione di trattamento delle piste conduttrici con ORO. Questo trattamento, meno costoso di quanto si pensi, permette un notevole salto di qualità del prodotto finito.
ESEMPI DI COSTI SVILUPPO E PREZZO DI CIRCUITI STAMPATI
