ITMI20111777A1 - Sistema elettronico per saldatura ad onda - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La soluzione in accordo con una o più forme di realizzazione della presente invenzione si riferisce all’ambito dell’elettronica. In maggiore dettaglio, la soluzione in accordo con una o più forme di realizzazione della presente invenzione riguarda la saldatura ad onda.

Nella tecnica nota sono diffusi numerosi processi di assemblaggio per sistemi elettronici adatti alla produzione su larga scala. Sostanzialmente, ogni processo di assemblaggio prevede di montare uno o più dispositivi elettronici su una scheda elettronica (ad esempio, una scheda a circuito stampato o PCB – Printed Circuit Board). In genere, ogni dispositivo elettronico comprende una piastrina (o più) in materiale semiconduttore su cui à ̈ integrato un componente elettronico vero e proprio. La piastrina à ̈ incapsulata in un contenitore (package) in materiale isolante per essere isolata e protetta dall’ambiente esterno. Il contenitore espone piedini conduttivi, i quali sono accoppiati a corrispondenti terminali conduttivi della piastrina. I piedini sono saldati a piste conduttive formate sulla scheda elettronica. Ciò consente l’interazione tra il componente elettronico, compreso nel dispositivo elettronico, ed altri dispositivi elettronici, montati sulla scheda elettronica in modo analogo, attraverso le piste conduttive opportunamente connesse tra loro.

La saldatura tra i piedini dei dispositivi elettronici e le piste della scheda elettronica dovrebbe essere eseguita in modo omogeneo per garantire un funzionamento corretto e/o con prestazioni ottimali del sistema elettronico. Allo stesso tempo, la saldatura dovrebbe garantire un collegamento meccanico stabile tra i dispositivi elettronici e la scheda elettronica.

Ad esempio, una tecnica di saldatura nota à ̈ la tecnica di saldatura ad onda (wave soldering technique). In tale caso, i dispositivi elettronici sono inizialmente incollati sulla scheda elettronica per mezzo di una pasta adesiva, in corrispondenza di tracce conduttive precursori delle piste della scheda elettronica. Successivamente, l’assieme così ottenuto à ̈ disposto sopra un bagno di pasta saldante liquefatta, con una superficie di incollaggio della scheda elettronica (su cui sono incollati i dispositivi elettronici) rivolta verso il basso. L’assieme à ̈ quindi inondato da un’onda di pasta saldante liquefatta, la quale, lambisce la scheda elettronica così da legarsi alle tracce conduttive della scheda elettronica ed ai piedini dei dispositivi elettronici.

In questo modo, si formano le corrispondenti piste conduttive che creano un accoppiamento elettrico e meccanico tra i dispositivi elettronici e la scheda elettronica.

La tecnica di saldatura ad onda sopra descritta, tuttavia, può essere problematica con alcuni tipi di dispositivi elettronici. Ad esempio, ciò si può verificare nel caso di dispositivi elettronici in tecnologia a montaggio superficiale o SMT (Surface-Mounting Technology) aventi piedini sostanzialmente esposti su una superficie di montaggio del contenitore del dispositivo elettronico sulla scheda elettronica – noti nella tecnica con il nome “No-Lead†o “Micro-Lead†– soprattutto se di piccole dimensioni.

Infatti, un’intercapedine tra i piedini e le tracce conduttive può essere troppo stretta per permettere all’onda di pasta saldante di penetrarvi in modo ottimale – in particolare, nel caso di piedini con una superficie relativamente estesa. Inoltre, i dispositivi elettronici possono essere posizionati con la superficie di montaggio non perfettamente parallela alla scheda elettronica per via di un numero ridotto e/o una distribuzione non ottimale di siti di incollaggio per dispensare le più comuni paste adesive sulla superficie di montaggio dei dispositivi elettronici. Infatti, la miniaturizzazione del dispositivo elettronico riduce di conseguenza la sua superficie di montaggio, mentre le dimensioni dei piedini rimangono sostanzialmente inalterate per garantire la stessa densità di corrente, con ciò riducendo lo spazio a disposizione sulla superficie di montaggio per i siti di incollaggio – ad esempio, non più disponibile in alcune posizioni perimetrali della stessa. Pertanto, a causa di un tale non perfetto posizionamento dei dispositivi elettronici sulla scheda elettronica, durante la saldatura ad onda la pasta saldante può distribuirsi in maniera non uniforme. Per questi motivi può accadere che l’accoppiamento tra i piedini e le piste conduttive non sia formato in modo soddisfacente o non sia formato del tutto. Il sistema elettronico così assemblato avrebbe prestazioni ed una vita utile ridotta, al limite essendo completamente non funzionante.

In termini generali, la soluzione in accordo con una o più forme di realizzazione della presente invenzione si propone di migliorare la saldatura ad onda.

In particolare, uno o più aspetti di una soluzione in accordo con specifiche forme di realizzazione dell’invenzione sono indicati nelle rivendicazioni indipendenti, con caratteristiche vantaggiose della stessa soluzione che sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui testo à ̈ incorporato nella presente alla lettera per riferimento (con qualsiasi caratteristica vantaggiosa fornita con riferimento ad uno specifico aspetto della soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione che si applica mutatis mutandis ad ogni altro suo aspetto).

Più specificamente, un aspetto di una soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione fornisce una scheda elettronica con tracce conduttive almeno in parte incavate.

Un altro aspetto di una soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione fornisce un corrispondente processo per realizzare un sistema elettronico.

Un altro aspetto di una soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione fornisce un dispositivo elettronico a tecnologia di montaggio superficiale con finestre isolanti che definiscono siti di incollaggio in uno o più piedini.

Un altro aspetto di una soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione fornisce un sistema elettronico comprendente una scheda elettronica ed uno o più di tali dispositivi elettronici.

Una soluzione in accordo con una o più forme di realizzazione dell’invenzione, come pure ulteriori caratteristiche ed i relativi vantaggi, sarà meglio compresa con riferimento alla seguente descrizione dettagliata, data puramente a titolo indicativo e non limitativo, da leggersi congiuntamente alle figure allegate (in cui elementi corrispondenti sono indicati con riferimenti uguali o simili e la loro spiegazione non à ̈ ripetuta per brevità). A tale riguardo, à ̈ espressamente inteso che le figure non sono necessariamente in scala (con alcuni particolari che possono essere esagerati e/o semplificati) e che, a meno d’indicazione contraria, esse sono semplicemente utilizzate per illustrare concettualmente le strutture e le procedure descritte. In particolare:

la FIG.1A illustra una vista schematizzata in pianta di una porzione di un sistema elettronico noto nella tecnica;

la FIG.1B illustra una vista schematizzata laterale in sezione secondo il piano I-I del sistema elettronico di FIG.1A;

la FIG.2A illustra una vista schematizzata in pianta di una porzione di scheda elettronica secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la FIG.2B illustra una vista schematizzata laterale secondo il piano II-II della porzione di scheda elettronica di FIG.2A;

le FIG.3A, FIG.3B, FIG.4 e FIG.5 illustrano le varie fasi di un processo per realizzare un sistema elettronico in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, in cui un dispositivo elettronico noto nella tecnica à ̈ montato sulla scheda elettronica delle FIGG.2A-2B;

la FIG.6A illustra una vista schematizzata in pianta dal basso di un dispositivo elettronico in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;

la FIG.6B illustra una vista schematizzata in pianta dal basso di un dispositivo elettronico in accordo con un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione;

la FIG.7 illustra una vista schematizzata in pianta di un sistema elettronico in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione;

la FIG.8 illustra una vista schematizzata in pianta di un sistema elettronico in accordo con un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione; e

la FIG.9 illustra una vista schematizzata in pianta di un sistema elettronico in accordo con un’ancora ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione;

Con riferimento in particolare alle FIGG.1A e 1B congiuntamente, esse illustrano una vista schematizzata in pianta ed una vista schematizzata laterale in sezione secondo il piano I-I, rispettivamente, di una porzione di un sistema elettronico 100 noto nella tecnica.

In maggiore dettaglio, il sistema elettronico 100 comprende un dispositivo elettronico 105 montato su una scheda elettronica 110.

Nell’esempio in esame, il dispositivo elettronico 105 à ̈ di tipo SMT No-Lead (o Micro-Lead). In particolare, il dispositivo elettronico 105 comprende un contenitore 112 realizzato in un materiale isolante (ad esempio, plastica o ceramica); il contenitore 112 ha una forma sostanzialmente a parallelepipedo con due superfici principali, ovverosia, una superficie di montaggio 115M (per il montaggio sulla scheda elettronica 110) ed una superficie libera 115F ad essa opposta. Il contenitore 112 ospita al suo interno una piastrina in materiale semiconduttore (o più), non visibile nelle figure, in cui à ̈ integrato un componente elettronico – da un singolo elemento, ad esempio, un transistore fino ad un circuito completo, ad esempio, un’unità centrale di elaborazione.

Al fine di realizzare un percorso elettrico tra la piastrina ed elementi esterni al dispositivo elettronico 105 – con ciò permettendo di connettere il componente elettronico ad altri componenti elettronici, non mostrati nelle figure –, il contenitore 112 comprende una pluralità di piedini conduttivi, come un piedino di source 120S, un piedino di gate 120G ed un piedino di drain 120D nell’esempio in esame; ciascuno dei piedini 120S,120G,120D à ̈ collegato elettricamente con corrispondenti terminali della piastrina (ad esempio, tramite fili di collegamento, o “wire bonding†nel gergo, compresi all’interno del contenitore 112, non mostrati nelle figure). Ad esempio, il piedino 120D à ̈ connesso ad un terminale di drain, il piedino 120S à ̈ connesso ad un terminale di source ed il piedino 120G à ̈ connesso ad un terminale di gate di un transistore MOS di potenza integrato nella piastrina.

I piedini 120S,120G sono di forma generalmente rettangolare, e si estendono a metà sulla superficie di montaggio 115M ed a metà su una superficie laterale 125L del contenitore 112. Diversamente, il piedino 120D à ̈ interamente esposto sulla superficie di montaggio 115M con una forma generalmente rettangolare, e si estende su circa una metà della superficie di montaggio 115M; il piedino 120D opera anche come dissipatore di calore per trasferire (in funzionamento) il calore prodotto dalla piastrina, montata sullo stesso, alla scheda elettronica 110.

La scheda elettronica 110 consiste in una PCB avente un substrato isolante 130 formato in un materiale isolante (ad esempio, FR-4 comprendente fibra di vetro e resina epossidica), per supportare il dispositivo elettronico 105 (ed eventualmente anche altri dispositivi elettronici non mostrati nelle figure). Il substrato 130 à ̈ dotato di una superficie d’incollaggio 135, sulla quale il dispositivo elettronico 105 à ̈ incollato tramite una pasta adesiva 137 disposta in due siti di incollaggio tra i piedini 120S,120G ed il piedino 120D. Sulla superficie di incollaggio 135 sono formate una pluralità di tracce conduttive in materiale conduttivo (ad esempio, rame Cu), le quali presentano porzioni allargate per i piedini 120G,120S,120D; ogni piedino 120G,120S,120D à ̈ saldato ad onda sulla corrispondente porzione allargata delle tracce conduttive, in modo da ottenere piste conduttive con piazzole (in corrispondenza delle loro porzioni allargate) che creano un accoppiamento elettrico e meccanico tra il dispositivo elettronico 105 e la scheda elettronica 110. Nell’esempio in esame, sono formate una traccia di gate (non visibile nella figura), una traccia di source 139S ed una traccia di drain 139D per il piedino 120G, il piedino 120S ed il piedino 120D, rispettivamente, da cui si ottengono una pista di gate 140G, una pista di source 140S ed una pista di drain 140D, rispettivamente.

In aggiunta, in corrispondenza della porzione allargata della traccia 139D à ̈ anche possibile formare fori passanti che attraversano la scheda elettronica 110 e, successivamente, riempirli di materiale metallico (ad esempio, con il medesimo processo utilizzato per formare le tracce 139G,139S,139D). In questo modo, à ̈ realizzato un elemento di percorso termico (thermal via) 150, il quale permette di trasmettere più efficacemente all’esterno il calore dissipato dal piedino 120D.

Considerando ora le FIGG.2A e 2B congiuntamente, esse illustrano una vista schematizzata in pianta ed una vista schematizzata laterale in sezione secondo il piano II-II, rispettivamente, di una scheda elettronica 210 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

La scheda elettronica 210 si differenzia dalla scheda elettronica nota precedentemente descritta in quanto segue.

In questo caso, le tracce di gate, di source e di drain (indicate con i riferimenti 239G, 239S e 239D, rispettivamente) sono incavate (almeno in parte) nel substrato 130 rispetto alla superficie di incollaggio 135. In particolare, le tracce 239G,239S,239D sono disposte ad una profondità y (tra una loro superficie superiore libera e la superficie di incollaggio 135). Tale profondità y à ̈ determinata in base a parametri funzionali della specifica saldatura ad onda per cui la scheda elettronica 210 à ̈ disegnata, come una viscosità della corrispondente pasta saldante, una velocità dell’onda di pasta saldante ed uno spessore finale desiderato di giunti di saldatura tra la scheda elettronica 210 ed i corrispondenti dispositivi elettronici. Preferibilmente, sebbene non limitativamente, la profondità y delle tracce 239G,239S,239D sarà selezionata inferiore 80 Î1⁄4m per garantire una buona affidabilità meccanica ed elettrica; ad esempio la profondità y sarà compresa tra 20 µm e 70 µm, preferibilmente compresa tra 30 µm e 60 µm, ed ancora più preferibilmente compresa tra 30 µm e 50 µm (ad esempio, uguale a 40µm). Ad esempio, tale risultato à ̈ ottenuto incidendo il substrato 130 sulla superficie di incollaggio 135 per mezzo di una qualsiasi tecnica nota (ad esempio, tramite fotolitografia ed attacco chimico o tramite un processo meccanico), e depositando all’interno di tali incisioni (sia sul fondo sia lateralmente) uno strato di materiale metallico per mezzo di una qualsiasi tecnica nota (ad esempio, tramite un processo galvanoplastico). Pertanto, il percorso termico sotto la traccia 239D (indicata con il riferimento 250) à ̈ assottigliato di conseguenza (con la sua altezza che à ̈ ridotta sostanzialmente della quantità y).

In aggiunta, la traccia 239G può anche essere formata in modo da estendersi oltre la piazzola di gate verso la traccia 239S (per facilitare il suo raggiungimento da parte dell’onda di pasta saldante proveniente dalla traccia 239S.

Passando ora alle FIG.3A, FIG.3B, FIG.4 e FIG.5, esse illustrano le varie fasi di un processo per realizzare un sistema elettronico in accordo con la presente invenzione (indicato con il riferimento 500 nella FIG.5).

Partendo dalle FIGG.3A-3B congiuntamente, esse illustrano una vista schematizzata in pianta ed una vista schematizzata laterale in sezione secondo il piano III-III, rispettivamente, di una porzione di un assieme comprendente la scheda elettronica 210 (vedi FIGG.2A-2B) su cui à ̈ disposto il dispositivo elettronico 105, di per sé noto (vedi FIGG.1A-1B).

In particolare, tale assieme à ̈ ottenuto dispensando la pasta adesiva 137 sulla scheda elettronica 210 nei due siti di incollaggio (che si trovano tra i piedini 120S,120G ed il piedino 120D). Successivamente, il dispositivo elettronico 105 à ̈ posizionato sulla scheda elettronica 210 (con la sua superficie di montaggio 115M rivolta verso il basso), in modo che i piedini 120G, 120S e 120D si trovino sopra le porzioni allargate delle tracce 239G, 239S e 239D, rispettivamente, della scheda elettronica 210. Di conseguenza, la superficie di montaggio 115M si attacca alla pasta adesiva 137, per cui il dispositivo elettronico 105 à ̈ vincolato provvisoriamente alla scheda elettronica 210 (con i piedini 120G, 120S e 120D distanziati dalle porzioni allargate delle tracce 239G, 239S e 239D, rispettivamente). In questo caso, tuttavia, la distanza tra i piedini 120G, 120S e 120D e le porzioni allargate delle tracce 239G, 239S e 239D, rispettivamente, à ̈ incrementata della profondità y delle tracce 239G,239S,239D.

Con riferimento ora alla FIG.4, in essa à ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta dell’assieme di cui sopra mentre un’onda di pasta saldante inonda la superficie di incollaggio 135 della scheda elettronica 210.

L’onda di pasta saldante (indicata concettualmente con delle frecce in figura) si incanala nelle tracce 239G,239S,239D riempiendole. Grazie alla profondità y delle tracce 239G,239S,239D formate incavate rispetto alla superficie di incollaggio 135 della scheda elettronica 210, l’onda di pasta saldante può raggiungere uniformemente ogni porzione delle superfici dei piedini 120G,120S,120D del dispositivo elettronico 105 senza incontrare sostanzialmente ostacoli. In questo modo, le superfici dei piedini 120G,120S,120D possono essere raggiunte in modo sufficientemente omogeneo anche nel caso in cui la loro altezza sulla superficie di incollaggio 135 della scheda elettronica 210 à ̈ ridotta (ad esempio, in un assieme realizzato con quantità esigue di pasta adesiva 137), o nel caso in cui la superficie di montaggio 115M del dispositivo elettronico 105 non sia perfettamente parallela alla superficie di incollaggio 135 della scheda elettronica 210 (ad esempio, per via del numero ridotto e della distribuzione non ottimale dei siti di incollaggio).

Come illustrato nella vista schematizzata laterale di FIG.5, una volta raffreddata la pasta saldante solidifica e forma una pista di gate (non visibile nella figura), una pista di source 540S ed una pista di drain 540D, le quali creano l’accoppiamento elettrico e meccanico desiderato tra il piedino 120G, il piedino 120S ed il piedino 120D, rispettivamente, e la scheda elettronica 210 – in modo da ottenere il sistema elettronico 500. Di conseguenza, l’accoppiamento tra i piedini 120G,120S,120D e le piste 540S,540D à ̈ formato in modo soddisfacente (dal punto di vista sia elettrico sia meccanico) – anche quando il dispositivo elettronico 105 (di tipo STM “No-Lead†o “Micro-Lead†) à ̈ di piccole dimensioni; ciò incrementa le prestazioni e la vita utile del sistema elettronico 500 consentendo l’ultimo.

Con riferimento ora alla FIG.6A, Ã ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta dal basso di un dispositivo elettronico 605A in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione.

In particolare, il dispositivo elettronico 605A si differenzia dal dispositivo elettronico noto nella tecnica (precedentemente descritto) in quanto segue.

Il piedino di drain, indicato con il riferimento 620DA (ovvero, il piedino di dimensioni maggiori che opera anche come dissipatore di calore) à ̈ modificato in modo da ricavare almeno una finestra isolante, come le finestre isolanti 625A e 625A’ nell’esempio in esame, rispetto ad un suo ingombro rettangolare 630A (indicato con una linea tratteggiata). In maggiore dettaglio, le finestre 625A e 625A’ sono definite da rientranze che si estendono verso l’interno da un bordo dell’ingombro rettangolare 630A. Ad esempio, le finestre 625A e 625A’ possono essere formate modificando direttamente la struttura (layout) del piedino 620DA; in alternativa, à ̈ possibile formare le finestre 625A e 625A’ attaccando (chimicamente) in modo parziale (ad esempio, con una tecnica nota come half-etching) il piedino 620DA e ricoprire successivamente le zone attaccate in questo modo con un materiale isolante (come una resina).

Le finestre 625A e 625A’ hanno un’estensione tale da definire corrispondenti siti di incollaggio (per il montaggio del dispositivo elettronico 605A su una scheda elettronica, non mostrata nella figura). Ad esempio, le finestre 625A e 625A’ hanno un’area uguale a 1-5%, preferibilmente uguale a 2-4%, ed ancora più preferibilmente uguale a 2,5-3,5%, ad esempio, uguale a 3% dell’area dell’ingombro rettangolare 630A.

In questo modo, à ̈ possibile avere tre o più siti di incollaggio non allineati tra loro, quindi in grado di definire un piano geometrico. Infatti, i due siti di incollaggio definiti dalle finestre 625A e 625A’ si aggiungono ai siti di incollaggio già disponibili tra i piedini 120S,120G ed il piedino 620DA. Di conseguenza, il dispositivo elettronico 605A può essere incollato alla scheda elettronica con la superficie di montaggio 115M sostanzialmente parallela alla superficie di incollaggio della stessa (come sarà descritto in maggiore dettaglio nel seguito).

Passando ora alla FIG.6B, in essa à ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta dal basso di un dispositivo elettronico 605B in accordo con un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione.

Come sopra, il piedino di drain, indicato con il riferimento 620DB, à ̈ modificato in modo da ricavare almeno una finestra isolante, come le finestre isolanti 625B e 625B’ nell’esempio in esame, rispetto ad un suo ingombro rettangolare 630B (definito dal contorno del piedino 620DB). In questo caso, le finestre 625B e 625B’ sono interne al piedino 620DB.

Come sopra, à ̈ così possibile avere tre o più siti di incollaggio non allineati tra loro (i quali consentono di incollare il dispositivo elettronico 605B alla scheda elettronica con la superficie di montaggio 115M sostanzialmente parallela alla superficie di incollaggio della stessa). In questo caso, inoltre, il risultato desiderato à ̈ ottenuto senza modificare il contorno (rettangolare) del piedino 620DB.

Considerando ora la FIG.7, in essa à ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta di una sistema elettronico 700 in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione. In particolare, il sistema elettronico 700 comprende il dispositivo elettronico 605A di FIG.6A (mostrato in trasparenza nella figura), il quale à ̈ montato su una scheda elettronica 710.

La scheda elettronica 710 si differenzia dalla scheda elettronica precedentemente descritta in relazione alle FIGG.2A e 2B in quanto segue. La traccia di drain, indicata con il riferimento 739D, à ̈ modificata in modo da ricavare ulteriori finestre isolanti 725A e 725A’ sulla superficie di incollaggio 135, in corrispondenza delle finestre del dispositivo elettronico 605A (con un’estensione uguale o maggiore delle stesse). In maggiore dettaglio, le finestre 725A e 725A’ sono definite da rientranze che si estendono verso l’interno da un bordo dell’ingombro della traccia 739D (ad esempio, ottenute modificando di conseguenza l’incisione del substrato 130). In questo modo, sulla superficie di incollaggio 135 possono essere definiti quattro siti di incollaggio (rappresentati a linea tratteggiata) per dispensare la pasta adesiva durante il montaggio del dispositivo elettronico 605A sulla scheda elettronica 710. In particolare, due siti di incollaggio 737 e 737’ sono definiti tra le tracce 239G,239S e la traccia 739D (come nelle schede elettroniche note); in aggiunta, due siti di incollaggio 737A e 737A’ sono definiti dalle finestre 725A e 725A’, rispettivamente.

Passando alla FIG.8, in essa à ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta di una sistema elettronico 800 in accordo con un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. In particolare, il sistema elettronico 800 comprende il dispositivo elettronico 605B di FIG.6B (mostrato in trasparenza nella figura), il quale à ̈ montato su una scheda elettronica 810.

Come sopra, la traccia di drain, indicata con il riferimento 839D, à ̈ modificata in modo da ricavare ulteriori finestre isolanti 825B e 825B’ sulla superficie di incollaggio 135, in corrispondenza delle finestre del dispositivo elettronico 605B (con un’estensione uguale o maggiore delle stesse). In maggiore dettaglio, la finestra 825B’ à ̈ definita da una rientranza che si estende verso l’interno da un bordo dell’ingombro della traccia 839D, mentre la finestra 825B à ̈ disposta all’interno della traccia 839D. Ad esempio, le finestre 825B’ e 825B sono ottenute modificando di conseguenza l’incisione del substrato 130, in modo da creare una corrispondente sporgenza isolante che penetra all’interno della traccia 839D ed un corrispondente pilastro che si innalza dal fondo della traccia 839D, rispettivamente. Anche in questo caso, sulla superficie di incollaggio 135 possono essere definiti quattro siti di incollaggio (rappresentati a linea tratteggiata) per dispensare la pasta adesiva durante il montaggio del dispositivo elettronico 605B sulla scheda elettronica 810. In particolare, due siti di incollaggio 837 e 837’ sono definiti tra le tracce 239G,239S e la traccia 739D (come nelle schede elettroniche note); in aggiunta, due siti di incollaggio 837B e 837B’ sono definiti dalle finestre 825B e 825B’, rispettivamente.

Con riferimento infine FIG.9, in essa à ̈ illustrata una vista schematizzata in pianta di una sistema elettronico 900 in accordo con un’ancora ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. In particolare, il sistema elettronico 900 comprende ancora il dispositivo elettronico 605B di FIG.6B (mostrato in trasparenza nella figura), il quale à ̈ montato su una diversa scheda elettronica 910.

In questo caso, la traccia di drain, indicata con il riferimento 939D, à ̈ modificata in modo da ricavare una sola ulteriore finestra isolante 925 sulla superficie di incollaggio 135, in corrispondenza di entrambe le finestre del dispositivo elettronico 605B. In maggiore dettaglio, la finestra 925 à ̈ definita da una rientranza che si estende verso l’interno da un bordo dell’ingombro della traccia 939D sino a raggiungere posizioni corrispondenti ad entrambe le finestre del dispositivo elettronico 605B. Ad esempio, la finestra 925 à ̈ ottenuta modificando di conseguenza l’incisione del substrato 130, in modo da creare una parete isolante che penetra all’interno della traccia 939D. Anche in questo caso, sulla superficie di incollaggio 135 possono essere definiti quattro siti di incollaggio (rappresentati a linea tratteggiata) per dispensare la pasta adesiva durante il montaggio del dispositivo elettronico 605B sulla scheda elettronica 810. In particolare, due siti di incollaggio 937 e 937’ sono definiti tra le tracce 239G,239S e la traccia 739D (come nelle schede elettroniche note); in aggiunta, due siti di incollaggio 937B e 937B’ sono definiti nella finestra 925.

In tutti i casi sopra descritti (con riferimento alle FIGG.7-9), ciò permette di incollare il dispositivo elettronico alla scheda elettronica con la sua superficie di montaggio sostanzialmente parallela alla superficie di incollaggio, grazie al fatto che i quattro siti di incollaggio definiscono un suo piano geometrico di appoggio (in aggiunta al fatto che le tracce incavate garantiscono che, durante la saldatura ad onda, la pasta saldante sia in grado di raggiungere uniformemente ogni porzione dei piedini del dispositivo elettronico).

Naturalmente, al fine di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, un tecnico del ramo potrà apportare alla soluzione sopra descritta numerose modifiche e varianti logiche e/o fisiche. Più specificamente, sebbene tale soluzione sia stata descritta con un certo livello di dettaglio con riferimento ad una o più sue forme di realizzazione, à ̈ chiaro che varie omissioni, sostituzioni e cambiamenti nella forma e nei dettagli così come altre forme di realizzazione sono possibili. In particolare, diverse forme di realizzazione dell’invenzione possono essere messe in pratica anche senza gli specifici dettagli (come i valori numerici) esposti nella precedente descrizione per fornire una loro più completa comprensione; al contrario, caratteristiche ben note possono essere state omesse o semplificate al fine di non oscurare la descrizione con particolari non necessari. Inoltre, à ̈ espressamente inteso che specifici elementi e/o passi di processo descritti in relazione ad ogni forma di realizzazione della soluzione presentata possono essere incorporati in qualsiasi altra forma di realizzazione come una normale scelta di progetto. In ogni caso, i termini includere, comprendere, avere e contenere (e qualsiasi loro forma) dovrebbero essere intesi con un significato aperto e non esauriente (ossia, non limitato agli elementi recitati), i termini basato su, dipendente da, in accordo con, secondo, funzione di (e qualsiasi loro forma) dovrebbero essere intesi con un rapporto non esclusivo (ossia, con eventuali ulteriore variabili coinvolte) ed il termine uno/una dovrebbe essere inteso come uno o più elementi (a meno di espressa indicazione contraria).

Ad esempio, una forma di realizzazione della presente invenzione propone una scheda elettronica (per montare un insieme di uno o più dispositivi elettronici a tecnologia di montaggio superficiale). Considerazioni analoghe si applicano se la scheda elettronica ha una diversa struttura o comprende componenti equivalenti (ad esempio, anche non di tipo PCB), o ha altre caratteristiche di funzionamento. In ogni caso, qualsiasi suo componente può essere separato in più elementi, o due o più componenti possono essere combinati in un singolo elemento; inoltre, ogni componente può essere replicato per supportare l’esecuzione delle corrispondenti operazioni in parallelo. Si fa anche notare che (a meno di indicazione contraria) qualsiasi interazione tra diversi componenti generalmente non necessita di essere continua, e può essere sia diretta sia indiretta tramite uno o più intermediari.

La scheda elettronica comprende un substrato isolante per supportare i dispositivi elettronici (realizzato in qualsiasi altro modo – ad esempio, in altri materiali o multi-strato); il substrato isolante ha una superficie di incollaggio per incollare i dispositivi elettronici. La scheda elettronica comprende inoltre un insieme di (una o più) tracce conduttive, le quali sono adatte a formare, durante un’operazione di saldatura ad onda dei dispositivi elettronici, corrispondenti piste conduttive che contattano elettricamente i dispositivi elettronici (con qualsiasi forma e/o dimensione).

Nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione, ciascuna traccia conduttiva à ̈ incavata (almeno in parte) nel substrato rispetto alla superficie di incollaggio (con una qualsiasi altra profondità).

In una forma di realizzazione dell’invenzione, ciascuna traccia à ̈ completamente incavata nel substrato rispetto alla superficie di incollaggio; in alternativa, la traccia può essere incavata in modo diverso (ad esempio, con profondità variabili oppure anche solo in corrispondenza delle piazzole per i piedini).

Un’altra forma di realizzazione della presente invenzione propone un processo per realizzare un sistema elettronico montando un insieme di (uno o più) dispositivi elettronici a tecnologia di montaggio superficiale su una scheda elettronica. Il processo comprende il passo di incollare i dispositivi elettronici su una superficie di incollaggio di un substrato isolante della scheda elettronica adatto a supportare i dispositivi elettronici (con qualsiasi materiale adatto). Il processo continua saldando ad onda i dispositivi elettronici alla scheda elettronica; ciò comporta la formazione, da un insieme di tracce conduttive della scheda elettronica, corrispondenti piste conduttive che contattano elettricamente i dispositivi elettronici.

Nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione della presente invenzione, ciascuna traccia conduttiva à ̈ incavata almeno in parte nel substrato rispetto alla superficie di incollaggio.

Considerazioni analoghe si applicano se la stessa soluzione à ̈ implementata con un processo equivalente (usando passi simili con le stesse funzioni di più passi o loro porzioni, rimovendo alcuni passi non essenziali, o aggiungendo ulteriori passi opzionali); inoltre, i passi possono essere eseguiti in ordine diverso, in parallelo o sovrapposti (almeno in parte).

Un’altra forma di realizzazione della presente invenzione propone un dispositivo elettronico a tecnologia di montaggio superficiale. Anche in questo caso, considerazioni analoghe si applicano se il dispositivo elettronico ha una diversa struttura o comprende componenti equivalenti (ad esempio, anche non di tipo “No-Lead†o “Micro-Lead†), o ha altre caratteristiche di funzionamento. In ogni caso, qualsiasi suo componente può essere separato in più elementi, o due o più componenti possono essere combinati in un singolo elemento; inoltre, ogni componente può essere replicato per supportare l’esecuzione delle corrispondenti operazioni in parallelo. Si fa anche notare che (a meno di indicazione contraria) qualsiasi interazione tra diversi componenti generalmente non necessita di essere continua, e può essere sia diretta sia indiretta tramite uno o più intermediari.

Il dispositivo elettronico comprende un corpo isolante (in qualsiasi materiale e/o forma) per inglobare almeno una piastrina (o più) in cui à ̈ integrato almeno un componente elettronico (o più); il corpo isolante ha una superficie di montaggio per montare il dispositivo elettronico su una scheda elettronica. Un insieme di piedini conduttivi (in qualsiasi materiale e/o forma) sono esposti almeno in parte sulla superficie di montaggio per essere saldati a corrispondenti piste conduttive della scheda elettronica.

Nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione, un insieme di (una o più) finestre isolanti (con qualsiasi forma e/o dimensione) sono previste sulla superficie di montaggio all’interno di un ingombro rettangolare di almeno uno dei piedini; ciascuna di tali finestre definisce un corrispondente sito di incollaggio del dispositivo elettronico sulla scheda elettronica.

In una forma di realizzazione dell’invenzione, almeno una delle finestre à ̈ definita da una rientranza del piedino che si estende verso l’interno da detto ingombro rettangolare; in aggiunta o in alternativa, almeno una delle finestre à ̈ interna al piedino. In ogni caso, le finestre di ogni piedino possono essere combinate in qualsiasi modo (ad esempio, tutte a rientranze, tutte interne, oppure di entrambi i tipi).

In una forma di realizzazione dell’invenzione, l’area di ciascuna finestra à ̈ uguale a 1-5% dell’area del piedino (anche se diverse estensioni non sono del tutto escluse).

In una forma di realizzazione dell’invenzione, il piedino comprende un dissipatore di calore (con detta almeno una piastrina che à ̈ montata sul dissipatore di calore). In ogni caso, la stessa soluzione può essere applicata anche a qualsiasi altro piedino (anche se esso non funge da dissipatore di calore).

Un’altra forma di realizzazione della presente invenzione propone un sistema elettronico comprendente una scheda elettronica (la quale ha un substrato isolante con una superficie di incollaggio ed un insieme di piste conduttive) ed almeno un dispositivo elettronico come sopra indicato (il quale à ̈ montato sulla scheda elettronica); ciascun dispositivo elettronico ha almeno tre siti di incollaggio non allineati tra loro (comprendenti dette finestre), i quali sono incollati sulla superficie di incollaggio, ed ha i piedini saldati alle piste. Ad esempio, i siti di incollaggio possono consistere tutti nelle finestre di cui sopra, oppure possono comprendere una o più altre porzioni della superficie di montaggio (esterne agli ingombri dei piedini).

In una forma di realizzazione dell’invenzione, la scheda elettronica à ̈ realizzata come sopra indicato; in ogni caso, l’applicazione della stessa soluzione ad una qualsiasi altra scheda elettronica (anche standard) non à ̈ escluso.

In una forma di realizzazione dell’invenzione, i siti di incollaggio comprendono una coppia di siti di incollaggio; la corrispondente pista comprende un’ulteriore finestra isolante che si estende tra posizioni corrispondenti alla coppia di siti di incollaggio. In ogni caso, la pista può avere una qualsiasi altra configurazione (ad esempio, semplicemente con finestre corrispondenti a quelle del dispositivo elettronico).

E’ chiaro che la scheda elettronica ed i dispositivi elettronici proposti possono essere realizzati e messi in commercio anche come prodotti a sé stante. Al contrario, la scheda elettronica, i dispositivi elettronici ed il sistema elettronico proposti possono essere accoppiati ad uno o più altri componenti, o possono esseri montati in prodotti intermedi (come schede madri); in ogni caso, tali componenti sono adatti ad essere usati in strutture complesse (come telefoni mobili).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una scheda elettronica (210; 710; 810; 910) per montare un insieme di dispositivi elettronici (105; 605A; 605B) a tecnologia di montaggio superficiale, la scheda elettronica comprendendo: un substrato isolante (130) per supportare i dispositivi elettronici, il substrato isolante avendo una superficie di incollaggio (135) per incollare i dispositivi elettronici, un insieme di tracce conduttive (239S, 239G, 239D; 739D; 839D; 939D) per formare, durante un’operazione di saldatura ad onda dei dispositivi elettronici, corrispondenti piste conduttive (140S, 140G, 140D; 540S, 540G, 540D) che contattano elettricamente i dispositivi elettronici, caratterizzata dal fatto che ciascuna traccia conduttiva à ̈ incavata almeno in parte nel substrato rispetto alla superficie di incollaggio.
2. 2. La scheda elettronica (210; 710; 810; 910) in accordo con la rivendicazione 1, in cui ciascuna traccia (239S, 239G, 239D; 739D; 839D; 939D) Ã ̈ completamente incavata nel substrato isolante (130) rispetto alla superficie di incollaggio (135).
3. 3. Un processo per realizzare un sistema elettronico (500) montando un insieme di dispositivi elettronici (105; 605A; 605B) a tecnologia di montaggio superficiale su una scheda elettronica (210; 710; 810; 910), il processo comprendendo i passi di: incollare i dispositivi elettronici su una superficie di incollaggio (135) di un substrato isolante (130) della scheda elettronica adatto a supportare i dispositivi elettronici, saldare ad onda i dispositivi elettronici alla scheda elettronica con ciò formando, da un insieme di tracce conduttive (239S, 239G, 239D; 739D; 839D; 939D) della scheda elettronica, corrispondenti piste conduttive (140S, 140G, 140D; 540S, 540G, 540D) che contattano elettricamente i dispositivi elettronici, caratterizzato dal fatto che ciascuna traccia conduttiva à ̈ incavata almeno in parte nel substrato rispetto alla superficie di incollaggio.
4. 4. Un dispositivo elettronico (605A; 605B) a tecnologia di montaggio superficiale comprendente: un corpo isolante (112) per inglobare almeno una piastrina in cui à ̈ integrato almeno un componente elettronico, il corpo isolante avendo una superficie di montaggio (115M) per montare il dispositivo elettronico su una scheda elettronica (210; 710; 810; 910), un insieme di piedini conduttivi (120S, 120G, 620DA; 120S, 120G, 620DB) esposti almeno in parte sulla superficie di montaggio per essere saldati a corrispondenti piste conduttive (140S, 140G, 140D; 540S, 540G, 540D) della scheda elettronica, caratterizzato dal fatto che un insieme di finestre isolanti (625A, 625A’; 625B, 625B’), ciascuna definente un corrispondente sito di incollaggio del dispositivo elettronico sulla scheda elettronica, sono previste sulla superficie di montaggio all’interno di un ingombro rettangolare (630A; 630B) di almeno uno dei piedini (620DA; 620DB).
5. 5. Il dispositivo elettronico (605A; 605B) in accordo con la rivendicazione 4, in cui almeno una delle finestre isolanti (625A, 625A’) à ̈ definita da una rientranza del piedino (620DA; 620DB) che si estende verso l’interno da detto ingombro rettangolare (630A; 630B), e/o almeno una delle finestre isolanti (625B, 625B’) à ̈ interna al piedino.
6. 6. Il dispositivo elettronico (605A; 605B) in accordo con la rivendicazione 4, in cui l’area di ciascuna finestra isolante (625A, 625A’; 625B, 625B’) à ̈ uguale a 1-5% dell’area del piedino (620DA; 620DB).
7. 7. Il dispositivo elettronico (605A; 605B) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui il piedino (620DA; 620DB) comprende un dissipatore di calore, detta almeno una piastrina essendo montata sul dissipatore di calore.
8. 8. Un sistema elettronico (700; 800; 900) comprendente una scheda elettronica (710; 810; 910) avente un substrato isolante (130) con una superficie di incollaggio (135) ed un insieme di piste conduttive (140S, 140G, 140D; 540S, 540G, 540D), ed almeno un dispositivo elettronico (605A, 605B) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7 montato sulla scheda elettronica, ciascun dispositivo elettronico avendo almeno tre siti di incollaggio (625A, 625A’; 625B, 625B’) non allineati tra loro, comprendenti dette finestre (625A, 625A’; 625B, 625B’), incollati sulla superficie di incollaggio ed avendo i piedini (120S, 120G, 620DA; 120S, 120G, 620DB) saldati alle piste.
9. 9. Il sistema elettronico (700; 800; 900) in accordo con la rivendicazione 8, in cui la scheda elettronica (210; 710; 810; 910) Ã ̈ in accordo con la rivendicazione 1 o 2.
10. 10. Il sistema elettronico (700; 800; 900) in accordo con la rivendicazione 8 o 9, in cui i siti di incollaggio (625A, 625A’; 625B, 625B’) comprendono una coppia di siti di incollaggio (625A, 625A’; 625B, 625B’), la corrispondente pista comprendendo un’ulteriore finestra isolante (725A, 725A’; 825B, 825B’; 925) che si estende tra posizioni corrispondenti (737A, 737A’; 837B, 837B’; 937B, 937B’) alla coppia di siti di incollaggio.