Mai come negli ultimi decenni la tecnologia è diventata un estensione delle nostre capacità umane. Basti pensare ai semplici oggetti che fanno parte del nostro quotidiano: telecomandi apri cancelli, computer, tablet, smartphone, robot per la cucina e impianti domotici sono, infatti, solo alcuni degli oggetti di cui ci circondiamo ogni giorno.
Eppure, non ci si rende conto che questi dispositivi non avrebbero alcun senso di esistere se non ci fosse una scheda elettronica al proprio interno che li governa. Ma che cos’è nello specifico e perché è così importante? E, soprattutto, come si costruisce?
Questo articolo si propone di esplorare cosa sia una scheda elettronica, come funzioni e quali siano le fasi della sua costruzione.
Indice dei contenuti:
Cos’è una scheda elettronica?
La scheda elettronica, nota anche come PCBA (Printed Circuit Board Assembly), è il motore di molti dispositivi tecnologici che usiamo quotidianamente. Essa svolge una funzione fondamentale, ovvero, consente la connessione e il corretto funzionamento di tutti i componenti elettronici che compongono un dispositivo.
La scheda elettronica può essere composta da 2 parti: una parte hardware ed una parte software. In maniera semplice potremmo dire che se il software è la parte immateriale che gestisce il funzionamento del dispositivo, l’hardware di una scheda elettronica è tutto ciò che è fisico e tangibile (circuito stampato, componenti elettronici e connessioni).
Nel concreto una scheda elettronica è realizzata in materiale isolante (spesso fibra di vetro o plastica) sulla cui superficie vengono applicate delle tracce di rame, che agiscono come veri e propri circuiti elettrici, permettendo il passaggio della corrente tra i vari componenti. Su queste piste sono saldati diversi componenti elettronici, come resistori, condensatori, chip, diodi e altri dispositivi, ognuno dei quali ha una funzione specifica. Insieme, questi componenti e le tracce di rame permettono alla scheda di eseguire operazioni precise, come l’elaborazione di segnali, la gestione dell’energia o la comunicazione con altri dispositivi, garantendo il corretto funzionamento del sistema elettronico di cui fa parte.
Per capire meglio prendiamo come esempio un apparecchio che usiamo frequentemente: il frigorifero. Per mantenere la temperatura ottimale e conservare gli alimenti, il frigorifero è dotato di una scheda elettronica che gestisce il funzionamento delle sue diverse parti. È grazie a questa scheda che vengono azionati il compressore per il raffreddamento, il termostato per mantenere la temperatura costante, e il motore ventilatore per distribuire uniformemente il freddo. Inoltre, la scheda monitora eventuali allarmi come la porta aperta o il malfunzionamento del sistema di raffreddamento. Senza la scheda elettronica, il frigorifero sarebbe semplicemente una scatola di metallo incapace di mantenere il cibo fresco, riducendo a zero la sua funzione principale.
Come si costruisce una scheda elettronica?
La costruzione di una scheda elettronica è un processo articolato che richiede diverse fasi, ognuna delle quali è cruciale per garantire che la scheda funzioni correttamente e duri nel tempo. Ecco i principali stadi di costruzione:
Progettazione: tutto inizia con il progetto. Un ingegnere elettronico crea uno schema elettrico che definisce come i vari componenti devono essere collegati. Successivamente, questo schema viene tradotto in un layout per la scheda, dove vengono progettate le tracce di rame che collegheranno i vari componenti.
Creazione del circuito stampato (PCB): Una volta definito il progetto, si passa alla creazione fisica del circuito. Dopo aver creato il PCB, si eseguono i fori nei punti in cui i componenti elettronici devono essere inseriti. Questi fori vengono realizzati con precisione e possono essere placcati per garantire che i componenti siano correttamente saldati.
Prototipazione: In ambito industriale, è fondamentale passare dalla prototipazione prima di procedere con la produzione in serie delle schede elettroniche, per evitare errori che comporterebbero tempi e costi aggiuntivi. Durante questa fase, si assemblano alcuni campioni di schede che vengono analizzati per verificare gli schemi elettrici, la funzionalità e le dimensioni del prodotto.
Produzione della scheda elettronica: Una volta fatte tutte le verifiche del caso, la scheda è pronta per la produzione. Si passa dunque al montaggio massivo dei componenti elettronici. Questo può avvenire in due modi:
- Montaggio a fori passanti (THT - Through-hole Tecnology): I componenti elettronici PTH, caratterizzati da pin (o terminali) che passano attraverso fori praticati nel circuito stampato (PCB), quest’ultimi vengono inseriti nella scheda e saldati tramite una saldatura a mano o automatica.
- Montaggio superficiale (SMD - Surface Mount Device): I componenti SMD più moderni e piccoli vengono montati direttamente sulla superficie della scheda, senza bisogno di fori tramite speciali macchinari (pick&place) che garantiscono una velocità ed una precisione di esecuzione.
5. Saldatura e rifinitura: Durante questa fase, i componenti vengono fissati saldando i loro pin (o terminali) alle tracce di rame. Questo processo può essere eseguito manualmente o, più comunemente, tramite macchine automatiche di saldatura a onda o reflow, che permettono di saldare grandi volumi di schede in modo preciso e veloce.
6. Test e collaudo: Una volta assemblata, la scheda elettronica viene testata per verificare che tutte le connessioni siano corrette e che i componenti funzionino come previsto.
7. Verniciatura e confezionamento: Dopo aver superato i test, la scheda viene protetta, spesso con un film o rivestimento protettivo (conformal coating) allo scopo di preservare così il prodotto da possibili abrasioni, umidità e polveri. Successivamente, le schede possono essere inserite nei dispositivi finali o confezionate per la spedizione.
In sintesi, la costruzione di una scheda elettronica è un processo complesso che coinvolge progettazione, produzione, montaggio e controlli accurati. Per garantire un funzionamento ottimale e una lunga durata, è fondamentale affidarsi a professionisti esperti nel settore, che si occupano quotidianamente dell'assemblaggio delle schede elettroniche. Questi specialisti seguono un processo accurato e metodico, affrontando ogni fase con precisione cura. Per maggiori informazioni o un preventivo clicca qui sotto e contattaci!
Commentaires