ITBO20070170A1 - Metodo ed apparecchiatura per il controllo di saldature di schede elettroniche - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione è relativa ad un metodo per il controllo di saldature di schede elettroniche.

Nel settore della produzione di schede elettroniche, è noto realizzare una scheda elettronica comprendente una pluralità di componenti saldati al disopra di un circuito stampato.

Generalmente, il controllo della resistenza meccanica delle saldature viene effettuato inviando una campionatura delle schede elettroniche prodotte a laboratori specializzati specificamente attrezzati con apparecchiature capaci di sollecitare a rottura le saldature di ciascun componente delle schede elettroniche e determinare i relativi carichi di rottura.

Da quanto sopra esposto discende che il controllo effettuato in laboratori specializzati consente di controllare unicamente le schede elettroniche della campionatura inviata ai laboratori specializzati stessi e non consente di implementare il controllo all'interno del processo produttivo.

Inoltre, dal momento che le apparecchiature attualmente utilizzate nei laboratori specializzati sono relativamente complesse e costose, il loro acquisto può essere ammortizzato dai laboratori specializzati, che le utilizzano per effettuare varie tipologie di prove su materiali e prodotti diversi, mentre non può essere preso in considerazione dai produttori di schede elettroniche.

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo per il controllo di saldature di schede elettroniche che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione .

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per il controllo di saldature di schede elettroniche secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni da 1 a 6.

La presente invenzione è relativa, inoltre, ad una apparecchiatura per il controllo di saldature di schede elettroniche.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una apparecchiatura per il controllo di saldature di schede elettroniche secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni da 7 a 17.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica schematica di una preferita forma di attuazione della apparecchiatura per il controllo di saldature di schede elettroniche della presente invenzione;

la figura 2 è una vista prospettica schematica di una scheda elettronica; e

la figura 3 illustra schematicamente il principio di funzionamento dell'apparecchiatura della figura 1.

Con riferimento alle figure 1-3, con 1 è indicata, nel suo complesso, una apparecchiatura per il controllo della resistenza meccanica delle saldature di schede elettroniche 2. Ciascuna scheda elettronica 2 comprende un circuito stampato 3 sostanzialmente piano provvisto di una pluralità di superfici 4 di appoggio per tipologie differenti di componenti 5, ciascuno dei quali viene fissato al circuito stampato 3 in corrispondenza delle relative superfici 4 tramite relative saldature 6. L'apparecchiatura 1 comprende un basamento 7 allungato, il quale si estende in una direzione 8 orizzontale, è limitato superiormente da una faccia 9 piana, ed è provvisto di una coppia di guide 10 fra loro parallele, che si estendono parallelamente ad una direzione 11 orizzontale trasversale alla direzione 8, e sono una (nel seguito indicata con IOa) fissata sulla faccia 9 e l'altra (nel seguito indicata con 10b) accoppiata in maniera scorrevole alla faccia 9 per compiere, rispetto al basamento 7, spostamenti rettilinei nella direzione 8 da e verso la guida IOa in funzione delle dimensioni dei circuiti stampati 3 delle schede elettroniche 2.

Ciascuna guida 10a, 10b presenta una scanalatura 12 longitudinale, la quale si estende parallelamente alla direzione 11, è ricavata lungo un bordo della relativa guida 10a, 10b affacciato all'altra guida 10a, 10b, ed accoglie in maniera scorrevole, unitamente all'altra scanalatura 12, il circuito stampato 3 di una scheda elettronica 2.

L'apparecchiatura 1 comprende, inoltre, due montanti 13 laterali, i quali sono disposti da bande opposte del basamento 7 nella direzione 8, si estendono in una direzione 14 verticale ortogonale alle direzioni 8 e 11, e portano collegata una traversa 15 orizzontale estendentesi al disopra del basamento 7 nella direzione 8.

La traversa 15 supporta un dispositivo 16 di spinta comprendente una prima slitta 17, la quale è accoppiata in maniera scorrevole alla traversa 15 per essere spostata, manualmente o sotto la spinta di un dispositivo di azionamento noto e non illustrato, lungo la traversa 15 nella direzione 8, e supporta, a sua volta, una seconda slitta 18 accoppiata in maniera scorrevole alla slitta 17 tramite l'interposizione di una cella di carico 19 per compiere, rispetto alla slitta 17 e sotto la spinta di un dispositivo 20 di azionamento, spostamenti rettilinei nella direzione 8 stessa.

Il dispositivo 20 comprende un motore 21 elettrico, il quale è fissato alla slitta 17 parallelamente alla direzione 8, e presenta un albero di uscita (non illustrato) accoppiato alla slitta 18 tramite un accoppiamento vite -madrevite (non illustrato) .

La slitta 18 presenta un foro 22, il quale è ricavato attraverso la slitta 18 parallelamente alla direzione 14, ed accoglie in maniera scorrevole un organo 23 di spinta, che viene bloccato lungo il foro 22 tramite una vite 24 di bloccaggio in modo da sporgere inferiormente dalla slitta 18 stessa. A questo proposito è opportuno precisare che l'apparecchiatura 1 è provvista di una pluralità di organi 23 di spinta intercambiabili, ciascuno dei quali è associato ad una relativa tipologia di componente 5, e presenta una estremità 25 inferiore conformata in modo da impegnare, in uso, unicamente il relativo componente 5 e non anche le relative saldature 6.

Il funzionamento dell'apparecchiatura 1 verrà ora descritto ipotizzando di controllare la resistenza meccanica delle saldature 6 di una determinata tipologia di componente 5, ipotizzando di disporre di un numero N determinato di schede elettroniche 2 campione, ed a partire da un istante in cui sulla slitta 18 è stato montato l'organo 23 di spinta corrispondente al componente 5 preso in considerazione .

Ciascuna scheda elettronica 2 campione viene montata tra le guide 10a, 10b con le saldature 6 del componente 5 preso in considerazione parallele alla direzione 8, e l'estremità 25 inferiore dell'organo 23 viene posizionata correttamente a contatto del componente 5 considerato combinando gli spostamenti della slitta 17 nella direzione 8 con gli spostamenti della scheda elettronica 2 campione nella direzione Il e con l'ausilio di un dispositivo 26 ottico di ingrandimento definito, nella fattispecie, da una lente 27 agganciata alla slitta 17 stessa.

Ovviamente, secondo varianti non illustrate, la lente 27 può essere eliminata e sostituita, per esempio, con una telecamera.

A questo punto, la slitta 18 viene spostata nella direzione 8 tramite il motore 21 elettrico in modo da sollecitare a rottura le saldature 6 del componente 5 con un carico F parallelo alle saldature 6 stesse.

La sequenza operativa appena descritta viene ripetuta sul componente 5 considerato di tutte le N schede elettroniche 2 campione in modo da consentire alla cella di carico 19 di misurare i relativi N valori dei carichi di rottura e ad una memoria 28 di una centralina 29 elettronica di controllo (per esempio un computer) di memorizzarli.

La centralina 29 comprende, inoltre, un dispositivo 30 di calcolo per calcolare un valore di soglia in funzione dei carichi di rottura misurati dalla cella di carico 19, ed un dispositivo 31 di regolazione per consentire al dispositivo 16 di spinta di sollecitare selettivamente le saldature 6 del componente 5 considerato delle schede elettroniche 2 mano a mano prodotte con un carico di prova inferiore o al massimo pari al valore di soglia calcolato dal dispositivo 30.

Ovviamente, il controllo può riguardare tutte o solo parte delle schede elettroniche 2 mano a mano prodotte, e la sequenza operativa appena descritta per una determinata tipologia di componente 5 può essere ripetuta per le altre tipologie di componenti 5 montati sulle schede elettroniche 2.

L'apparecchiatura 1 presenta alcuni vantaggi principalmente discendenti dal fatto che:

l'apparecchiatura 1 presenta ingombri e costi relativamente ridotti e può, quindi, essere utilizzata direttamente dai costruttori di schede elettroniche 2;

quando un componente 5 non supera il controllo e si distacca dal relativo circuito stampato 3 sotto la spinta del relativo carico di prova, il componente 5 può essere sostituito con un nuovo componente 5 evitando che la scheda elettronica 2 stessa debba essere eliminata,· e

quando un componente 5 si distacca dal relativo circuito stampato 3, l'apparecchiatura 1 consente di verificare se il componente 5 si è distaccato in corrispondenza delle relative saldature 6 oppure in corrispondenza delle relative superfici 4 di appoggio indicando, nel primo caso, che le saldature 6 non sono state eseguite correttamente e, nel secondo caso, che le saldature 6 sono state eseguite correttamente e che sono le superfici 4 di appoggio a non essere state realizzate correttamente.

Claims (1)

1. R IV E N D I CA Z I O N I 1.- Metodo per il controllo di saldature (6) di schede elettroniche (2), ciascuna scheda elettronica (2) comprendendo un circuito stampato (3) ed una pluralità di componenti (5) saldati sul circuito stampato (3) stesso; il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: sollecitare a rottura le saldature (6) di almeno un tipo di componente (5) di un numero (N) determinato di schede elettroniche (2) campione; misurare un carico di rottura delle saldature (6) del detto tipo di componente (5) di ciascuna detta scheda elettronica (2) campione; calcolare un valore di soglia attraverso i detti carichi di rottura; e sollecitare le saldature (6) dello stesso tipo di componente (5) di una pluralità di ulteriori schede elettroniche (2) con un carico di prova al massimo pari al detto valore di soglia in modo da verificare la resistenza meccanica delle saldature (6) stesse. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1 e comprendente, inoltre, le fasi di: sollecitare a rottura le saldature (6) di ciascun tipo di componente (5) di ciascuna scheda elettronica (2) campione; misurare i carichi di rottura delle saldature (6) di ciascun tipo di componente (5) di ciascuna scheda elettronica (2) campione; calcolare, per ciascun tipo di componente (5), un relativo valore di soglia attraverso i relativi carichi di rottura; e sollecitare le saldature (6) di ciascun tipo di componente (5) di una pluralità di ulteriori schede elettroniche (2) con un carico di prova al massimo pari al relativo detto valore di soglia in modo da verificare la resistenza meccanica delle saldature (6) stesse. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2 e comprendente, inoltre, per ciascun tipo di componente (5) delle schede elettroniche (2) campione, la fase di : memorizzare i relativi carichi di rottura ed il relativo valore di soglia. 4.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna saldatura (6) si estende in una direzione {8} determinata; il metodo comprendendo, inoltre, la fase di: sollecitare le saldature (6) parallelamente alla detta direzione (8). 5.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e comprendente, inoltre, la fase di: mantenere, in uso, ciascuna scheda elettronica (2) in posizione orizzontale. 6.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e comprendente, inoltre, la fase di: applicare i detti carichi di rottura e di prova unicamente sui componenti (5) e non sulle relative saldature (6). 7.- Apparecchiatura per il controllo di saldature (6) di schede elettroniche (2), ciascuna scheda elettronica (2) comprendendo un circuito stampato (3) ed una pluralità di componenti (5) saldati sul circuito stampato (3) stesso; l'apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo di spinta (16) per sollecitare a rottura le saldature (6) di almeno un tipo di componente (5) di un numero (N) determinato di schede elettroniche (2) campione; un dispositivo di misurazione (19) per misurare un carico di rottura delle saldature (6) del detto tipo di componente (5) di ciascuna detta scheda elettronica (2) campione; un dispositivo di calcolo (30) per calcolare un valore di soglia attraverso i detti carichi di rottura; ed un dispositivo di regolazione (31) per controllare selettivamente il dispositivo di spinta (16) in modo da sollecitare le saldature (6) dello stesso tipo di componente (5) di una pluralità di ulteriori schede elettroniche (2) con un carico di prova al massimo pari al detto valore di soglia e verificare la resistenza meccanica delle relative saldature (6). 8.- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7 e comprendente, inoltre, una memoria (28) per memorizzare, per ciascun tipo di componente (5) delle schede elettroniche (2) campione, i relativi carichi di rottura ed il relativo valore di soglia. 9 .- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7 o 8 e comprendente, inoltre, un dispositivo di supporto (10a, 10b) per mantenere, in uso, le schede elettroniche (2) in posizione orizzontale. 10.- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, in cui il dispositivo di supporto (10a, 10b) comprende una guida (10a, 10b) atta ad essere impegnata in maniera scorrevole dalle dette schede elettroniche (2). 11.- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, in cui il dispositivo di spinta (16) comprende almeno un organo di spinta (23) atto ad impegnare, in uso, i detti componenti (5). 12.- Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11 e comprendente, inoltre, una pluralità di detti organi di spinta (23), ciascuno dei quali è associato ad un determinato tipo di componente (5). 13.- Apparecchiatura secondo la rivendicazione il o 12, in cui ciascun organo di spinta (23) è conformato in modo da impegnare, in uso, unicamente i relativi detti componenti (5) e non le relative saldature (6). 14.- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui ciascuna saldatura (6) si estende in una direzione (8) determinata,· l'organo di spinta (23) essendo mobile, in uso, nella detta direzione (8). 15.- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazione da 11 a 14, in cui il dispositivo di spinta (16) comprende, inoltre, una slitta di supporto (18) mobile in una direzione (8) determinata; l'organo di spinta (23) essendo montato in maniera smontabile sulla slitta di supporto (18) stessa . 16.- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 15 e comprendente, inoltre, un dispositivo ottico (27) per consentire un corretto posizionamento dell'organo di spinta (23) rispetto ai detti componenti (5). 17 .- Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 16, in cui il dispositivo di supporto (10a, 10b) comprende una guida (10a, 10b), la quale si estende in una prima direzione (11) determinata, ed è atta ad essere impegnata in maniera scorrevole dalle dette schede elettroniche (2); il dispositivo di spinta (16) comprendendo almeno un organo di spinta (23) atto, in uso, ad impegnare i detti componenti (5) ed a spostarsi in una seconda direzione (8) sostanzialmente trasversale alla prima direzione (11) stessa.