Automatizzare e integrare le attività, monitorare le operazioni e le prestazioni, garantire l'efficienza e la sicurezza sono alcuni dei processi eseguiti, spesso simultaneamente, nel contesto dello smart manufacturing.
Per coordinare tutte queste attività sono necessari sistemi di controllo intelligenti, in grado di monitorare il flusso delle attività, raccogliere e condividere dati riducendo i tempi di inattività, controllare la presenza di eventuali anomalie, e spesso di anticiparle grazie alla manutenzione predittiva.
La centralità dei PCB nell'automazione industriale
Il PCB connette e integra le funzionalità dei componenti. La sua scelta non deve quindi essere sottovalutata. Un circuito stampato affidabile permette di garantire l’efficacia del funzionamento anche in ambiti non strettamente connessi alla mera produzione.
L’attività di un circuito stampato ha infatti ricadute sulla salute e sicurezza dei lavoratori o sulla longevità dei sistemi stessi, siano essi robot industriali, sistemi di controllo industriali, magazzini automatizzati o sistemi di azionamento come pompe o motori.
Affidabilità e qualità dei PCB: il valore aggiunto di NCAB Group
Nei moderni sistemi elettronici, e soprattutto nelle applicazioni di potenza, tutti i componenti devono poter garantire efficienza e permettere una corretta gestione termica.
Per questo motivo, la qualità e l’affidabilità sono tra i criteri di acquisto più importanti per NCAB Group. L’azienda, nata in Svezia nel 1993, si pone l’obiettivo di fornire PCB affidabili, in grado di resistere, in maniera costante nel tempo, a condizioni ambientali estremamente variabili, come vibrazioni continue e intense o variazioni di temperatura in ambienti esposti, umidi o soggetti a surriscaldamento.
La progettazione e la produzione del PCB possono influire positivamente o negativamente sul prodotto e sul suo ciclo di vita. Un PCB ha in percentuale un impatto ridotto sul costo se paragonato ad altri componenti per l’automazione industriale. Il danno economico causato da un circuito stampato difettoso può, al contrario, essere molto costoso, se si pensa ai fermi macchina che può causare il suo cattivo funzionamento.
Le sfide della gestione termica nei PCB moderni
Composto da materiali non conduttivi, come la fibra di vetro e la resina epossidica, un PCB supporta meccanicamente e collega elettricamente i componenti elettronici, grazie ai percorsi conduttivi in rame incisi o stampati sulla sua superficie.
I prodotti elettronici odierni incorporano sempre più componenti che devono garantire un funzionamento ad alte frequenze, generando quantità crescenti di calore che dovrà poi essere dissipato.
A questo si aggiungono le criticità causate dalla miniaturizzazione crescente dei prodotti elettronici che impone l’uso di componenti di dimensioni sempre minori, e circuiti stampati più compatti. Ciò rende sempre più difficile applicare soluzioni tradizionali, come i dissipatori di calore, perché occupano troppo spazio.
Progettare applicazioni complesse: linee guida ed errori da evitare
La gestione termica è un parametro chiave anche nel caso di applicazioni complesse, come quelle impiegate nelle telecomunicazioni o nei sistemi radar per cui è fondamentale garantire l’integrità del segnale in tutte le condizioni operative.
Altri parametri da considerare nella progettazione di PCB con segnali ad alta frequenza sono ad esempio la scelta di uno stack-up adeguato, materiali speciali, uno specifico layout di sbroglio e la presenza di piani di massa, piani di alimentazione e segnale.
La fase di progettazione dovrebbe quindi considerare attentamente la disposizione fisica dei componenti sulla scheda e il dimensionamento delle tracce, così come uno spessore del rame sufficiente per evitare l’accumulo di calore oltre i livelli di tolleranza impostati.
I progettisti devono tenere traccia di tutti i dati per i componenti e dei materiali di base utilizzati, conoscere la temperatura alla quale dovrà operare il PCB, per identificare il materiale più adatto in termini di Tg (temperatura di transizione vetrosa) e di Td (temperatura di decomposizione), al fine di massimizzare l’affidabilità sul campo.
Per questo NCAB Group ha studiato delle linee guida per il design dei PCB in supporto dei progettisti. Scaricale subito!