Le schede elettroniche sono dispositivi costituiti da un circuito stampato (PCB, Printed Circuit Board) e da vari componenti elettronici. Il circuito stampato è, di fatto, la base sulla quale vengono posizionati i vari componenti di una scheda e il suo scopo fondamentale è quello di consentire la loro interconnessione. Per quanto esso sia solo una parte della scheda, la sua importanza è tale che popolarmente, seppure impropriamente, la locuzione “circuito stampato” è talvolta utilizzata proprio come sinonimo di scheda elettronica.
Un circuito stampato è tipicamente composto da più strati, alcuni conduttivi (di solito in rame) e altri isolanti; il numero degli strati varia a seconda delle dimensioni e anche dalla complessità della scheda elettronica; esistono infatti schede più o meno sofisticate a seconda degli utilizzi a cui sono destinate.
I componenti elettronici di una scheda elettronica sono diversi; i principali sono resistori (o resistenze), condensatori, diodi, transistor, induttori, relè, oscillatori ecc. Tutti questi, come accennato, sono collegati tra loro attraverso le cosiddette “piste di rame”.
I processi di progettazione e produzione schede elettroniche sono particolarmente complessi e delicati; tali elementi hardware, infatti, rappresentano di fatto il “cervello” di moltissimi apparecchi e macchinari, da quelli di uso comune come gli elettrodomestici (lavastoviglie, lavatrici, macchine da caffè ecc.) a quelli impiegati in processi industriali tecnologicamente avanzati e sofisticati.
Dove vengono utilizzate le schede elettroniche?
Potremmo affermare che l’utilizzo delle schede elettroniche è praticamente ubiquitario; le ritroviamo infatti in apparecchi di uso comune come per esempio gli smartphone, i laptop, i computer, i televisori di vecchia e nuova generazione, nei dispositivi audio e video, negli autoveicoli (dove sono per esempio deputate al controllo dei vari sistemi), nelle apparecchiature a uso medicale, negli elettrodomestici di uso comune (dove servono a gestire le varie funzionalità e i vari programmi), nei dispositivi per le telecomunicazioni e via discorrendo.
Progettazione di una scheda elettronica
La progettazione di una scheda elettronica non è certo compito banale tant’è che viene affidato a ingegneri e progettisti elettronici specializzati.
Di norma si parte da un progetto che un cliente presenta e in cui vengono spiegate a grandi linee quali sono le esigenze specifiche. Una volta verificata la fattibilità del progetto, i tecnici possono partire con la fase di progettazione vera e propria della scheda che oggi viene effettuata con sofisticati software CAD.
Terminata questa fase viene stabilito il tipo di montaggio successivo che potrà essere PTH, (Pin Through Hole) o SMT (Surface Mount Technology). Il primo è quasi completamente manuale, mentre il secondo è del tutto automatizzato ed è ormai quello utilizzato più comunemente.
Prima di passare alla produzione vengono effettuate delle prove su alcuni campioni per verificare il funzionamento del progetto; se tutto risulta corretto si può passare alla fase produttiva.
Schede elettroniche: la produzione
La produzione delle schede elettroniche consta di quattro fasi principali: montaggio (di norma SMT, montaggio superficiale di ultima generazione), ispezione ottica 3D, test in-circuit e collaudo funzionale automatico.
Nella fase di montaggio i vari componenti vengono sistemati sulla superficie della scheda dopodiché vengono assemblati con procedure totalmente automatizzate. Dopo il montaggio si passa all’ispezione visiva del dispositivo sfruttando una tecnologia tridimensionale e procedure di ingrandimento che consentono di rilevare ogni eventuale difetto, ancorché minimo. Si passa poi a verificare la scheda con appositi tester; se anche questo passaggio va a buon fine si passa al collaudo funzionale finale grazie al quale è possibile verificare se la scheda realizzata risponde perfettamente a tutte le esigenze espresse nel progetto del cliente.
