
Il mercato dell’elettronica è in continua e rapida evoluzione, con prodotti sempre più ricchi di funzionalità avanzate concentrate in dimensioni sempre più ridotte. La corsa verso l’elevata integrazione e la miniaturizzazione impone sfide senza precedenti ai progettisti e ai produttori di dispositivi elettronici. Selezione dei componenti più adatti, scelta dei materiali per il substrato del PCB, definizione del layout della scheda, gestione della dissipazione termica e dell’alimentazione, sono solo alcuni degli aspetti chiave che determinano la qualità e l’affidabilità dei prodotti elettronici.
Per prevenire o risolvere i potenziali problemi che possono sorgere durante l’intero ciclo di vita di un prodotto, dalle fasi iniziali del progetto sino ad arrivare al prodotto finale, occorre affidarsi a partner tecnologici in grado di affiancare il cliente supportandolo in questo percorso.
Tra queste realtà rientra PreventLab, un’azienda solida e innovativa che fornisce servizi e supporto tecnico per lo sviluppo, la validazione e la qualifica di prodotti in ambito elettronico.
La missione di PreventLab
Fondata nel 2019 dopo una lunga esperienza acquisita nella produzione di circuiti stampati professionali, PreventLab è un’azienda composta da un gruppo di professionisti estremamente competente e affidabile, la cui missione è quella di fornire al cliente una completa gamma di servizi per migliorare l’affidabilità e la qualità dei prodotti elettronici.
I servizi offerti sono focalizzati su tre obiettivi principali:
- Riduzione del time to market dei nuovi prodotti;
- Migliorare la qualità e l’affidabilità dei processi, con conseguente riduzione dei costi;
- Supportare l’industrializzazione dei nuovi prodotti.
PreventLab si presenta quindi come un fornitore di servizi tecnologici avanzati a supporto del processo elettronico incentrato su tre fattori chiave: Progetto, Processo e Prodotto. Lo scopo dell’azienda è quello di fornire un’istruzione teorica e pratica affiancando il cliente per supportarlo, ma non per sostituirlo, nella continua ricerca dell’affidabilità dei prodotti elettronici.
Con un portafoglio di oltre cento clienti attivi, suddivisi tra OEM e EMS, l’offerta di PreventLab si rivolge ai principali settori dell’elettronica, tra cui: industria, automotive, power, medicale, costruzioni, aerospaziale e difesa. Alla sede centrale, situata strategicamente nelle immediate vicinanze dell’aeroporto internazionale di Malpensa, si affianca la filiale di Shenzen, Cina, dove un laboratorio con tecnici altamente qualificati e ispettori certificati VDA forniscono supporto della ricerca di componenti, qualifica di linea e monitoraggio dei fornitori.
L’offerta di servizi
Le più recenti tendenze del settore elettronico, dai dispositivi smart all’Industria 4.0, stanno modificando l’approccio tradizionale allo sviluppo di un prodotto elettronico. Lo sviluppo di numerose applicazioni elettroniche richiede infatti un approccio alla produzione di tipo ‘alto mix-basso volume’ (high mix – low volume), intendendo con ciò una specializzazione sempre maggiore dei prodotti per incontrare le esigenze dei diversi clienti.
Nella nostra era, il processo di introduzione sul mercato di un nuovo prodotto, noto anche come NPI (New Product Introduction) richiede dei partner affidabili in grado di fornire le competenze tecniche e gli strumenti per far sì che da una idea iniziale (il concept) si possa arrivare a un prodotto finito pronto per la commercializzazione.
PreventLab offre una gamma completa di soluzioni e servizi in grado di assistere il cliente nelle fasi di progettazione e sviluppo del prodotto, qualifica del prodotto o del processo produttivo e, infine, qualifica e validazione del prodotto finale.
Poiché lo sviluppo di ogni nuovo prodotto elettronico parte dalla progettazione del circuito stampato, è necessario verificare che lo stesso possa essere prodotto e assemblato senza incontrare possibili problemi. PreventLab è in grado di fornire un completo supporto all’industrializzazione del prodotto attraverso analisi DFx (DFM, DFA e DFT), apparecchiature per il test automatico con esecuzione di misure morfologiche ed elettriche del PCBA e sistemi di ageing per l’invecchiamento accelerato della scheda ai fini di attestare l’affidabilità dei prodotti elettronici.
Industrializzazione del prodotto
I servizi che PreventLab mette a disposizione del cliente per l’industrializzazione del prodotto comprendono principalmente l’analisi DFx, il testing, l’ageing e la tracciatura del PCB.
Il termine DFx comprende tre categorie di analisi, o verifiche, conducibili sul PCB:
- DFM (Design for Manufacturing) ha lo scopo di verificare che il progetto del PCB sia compatibile con i requisiti e i vincoli imposti dal processo di fabbricazione, come distanza minima tra i componenti, lunghezza e larghezza delle tracce, posizionamento dei fori, ecc. Ciò consente di prevenire possibili problemi prima che si verifichino sulla linea di produzione del PCB, con conseguente aumento dei costi e allungamento del time to market;
- DFA (Design for Assembly) è analogo al DFM, ma riguarda più specificatamente la fase di assemblaggio della scheda. In questo caso occorre verificare che i componenti, la loro spaziatura, posizione, gli spazi disponibili sulla scheda e altri parametri soddisfino i requisiti imposti dalle linee di assemblaggio automatico SMT e dalle apparecchiature pick and place;
- DFT (Design for Testing). Il test e l’ispezione della scheda, soprattutto quando vengono eseguiti in modo automatico, impongono al progettista dei vincoli da rispettare, in modo tale che sia sempre possibile rilevare possibili componenti guasti o difettosi, saldature mancanti o incomplete, corto circuiti e altro ancora.
L’analisi DFx, se non condotta, porta a un incremento dei costi complessivi e a un prolungamento del tempo di progettazione. È fondamentale quindi che venga eseguita sin dalle fasi iniziali di sviluppo del PCB.
Analisi dei guasti
Una volta realizzato il prodotto finale (o un suo prototipo), è essenziale che lo stesso sia sottoposto a diverse tipologie di test e verifiche in modo tale da garantire gli standard qualitativi richiesti. L’analisi dei guasti (failure analysis) comprende un insieme di procedure con un duplice scopo: da un lato si vogliono prevenire potenziali guasti tramite un test accurato condotto sul PCBA; dall’altro lato si interviene, nel caso in cui il guasto sia stato confermato, per accertarne le cause.
PreventLab dispone di un laboratorio attrezzato per verificare la qualità del PCB e fornire supporto al cliente sia nella fase di assemblaggio, sia in quella post-vendita. Il reparto di industrializzazione del prodotto, oltre ad affiancare il cliente nella fase di progettazione con l’analisi DFx, dispone di linee automatiche di test AOI, AXI e flying probe.
Le tecniche di validazione con linea automatica di test disponibili presso PreventLab includono anzitutto l’AOI (Automatic Optical Inspection), con il quale la scheda viene sottoposta ad analisi ottica eseguita su immagini ad alta risoluzione acquisite da un insieme di telecamere. Le immagini acquisite vengono confrontate con il risultato atteso (la cosiddetta ‘golden board’), rilevando diverse tipologie di guasti o difetti del PCB.
Su alcune tipologie di schede che utilizzano componenti ad elevata integrazione, tipicamente con package BGA, l’esame ottico, per quanto accurato, potrebbe non essere sufficiente a rilevare difetti non visibili con la tecnica AOI (ad esempio, saldature nascoste dal package del componente). La soluzione, in questo caso, è quella di utilizzare una tecnica di ispezione AXI basata sull’utilizzo di raggi X che consentono non solo di vedere ciò che sta dietro il package, ma anche di ispezionare i PCB composti da più layer.
Una dotazione di apparecchiature all’avanguardia prodotte dalla società SPEA, leader nei sistemi ICT (In-Circuit Test), consente ai tecnici di PreventLab di eseguire test accurati con sonda mobile (flying probe) misurando in punti prefissati del circuito la continuità elettrica, i valori di tensione, corrente, resistenza, capacità o di altri parametri significativi.
Altri servizi offerti dal laboratorio di PreventLab riguardano il test di invecchiamento accelerato (ageing test) per la convalida dell’affidabilità dei prodotti elettronici e l’area di reliability in cui le camere climatiche eseguono test di affidabilità sui range di temperatura previsti dal prodotto.
La gamma di servizi e soluzioni offerti da PreventLab per l’industrializzazione del prodotto e il supporto alla qualifica è sintetizzata in Figura 1. In aggiunta a quanto detto in precedenza, si può notare come il laboratorio di PreventLab disponga anche di apparecchiature per eseguire test di contaminazione ionica del PCBA. Questo test è molto importante, tenendo presente che un’elevata percentuale delle anomalie riscontrate sulle schede elettroniche è dovuta alla contaminazione prodotta dai residui delle lavorazioni eseguite in precedenza.

Tracciabilità dei PCB
La tracciabilità dei PCB è un’operazione necessaria per garantire il pieno controllo del PCBA lungo tutte le fasi del processo di produzione, dello stoccaggio in magazzino e della fase post-vendita. PreventLab adotta un sistema avanzato di tracciabilità tramite QR code. Il QR Code di dimensioni estremamente ridotte (4 x 4 mm), viene stampato direttamente sul PCB e contiene un ID univoco dove poter leggere data, lotto di fabbricazione, versione e qualsiasi dato legato alla produzione. In questa fase è possibile anche per il cliente integrare i propri dati. Questo sistema consente di ottenere i dati relativi al PCB, anche tramite una comoda app mobile.
Eventi e formazione
In collaborazione con i propri partner, PreventLab organizza seminari tecnici, eventi, fiere di settore riguardanti aspetti tecnologici inerenti alla produzione di PCB e PCBA.
I corsi, che possono essere frequentati in presenza o da remoto, sono focalizzati sui principali temi legati alla progettazione e alla produzione elettronica, tra cui:
- Certificazioni IPC A-600 / A-610 / 7711-21 / 6012
- Qualifica Prodotto/processo
- Qualifica Conformal Coating
- Validazione dei processi di pulizia
- Circuiti di potenza
- Affidabilità prodotto
- Invecchiamento accelerato e relative analisi
Conclusioni
PreventLab è un’azienda composta da professionisti specializzati in molteplici settori del mondo dell’elettronica in grado di affiancare il cliente supportandolo a 360 gradi nell’affrontare preventivamente tutti gli aspetti relativi all’industrializzazione del prodotto, all’analisi dei guasti, al test e alla verifica funzionale. L’offerta di servizi di PreventLab è completata da eventi, fiere e corsi organizzati periodicamente dall’azienda.