Nel difficile mondo del circuito stampato, condizionato da innumerevoli difficoltà, risalta per dinamicità e solidità Orbotech, azienda israeliana ramificata su scala mondiale. Più di un quarto del personale è costituito da scienziati e ingegneri che impegnano il loro background multidisciplinare nello sviluppo di sofisticate soluzioni da offrire ai produttori di circuiti stampati. L’Orbotech PCB Executive Forum veneziano ha conosciuto, presso la sede di TVR di Schio (VI), il principale momento tecnologico, con una visita dell’azienda e con una dimostrazione dal vivo di tutti i prodotti installati nei reparti di pertinenza, momento seguito, il giorno seguente – presso il Novotel di Mestre – da una sessione riassuntiva e da approfondimento delle varie tecnologie precedentemente illustrate. Con una competenza e un’esperienza coltivata con un’attività ultra trentennale, Orbotech detiene oggi la leadership nelle applicazioni di optical imaging in molti settori tra cui quello della produzione elettronica. Dall’inizio della sua attività l’azienda ha profuso notevoli energie e investimenti nello sviluppo e nella produzione di soluzioni avanzate per applicazioni speciali nell’ambito della supply chain dell’industria elettronica.
La produzione dei pcb è suscettibile di difetti quali corti, interruzioni, errate dimensioni delle piste, che possono interferire sulla funzionalità finale; è richiesto allora un accurato controllo sia durante la produzione sia a fine ciclo, per recuperare il difetto quanto prima possibile. Orbotech basa le principali competenze sull’acquisizione e l’elaborazione ad alto livello delle immagini che, convertite in termini di sistemi, creano le condizioni per ridurre i costi di produzione e contenere quelli di investimento senza compromettere la qualità e le prestazioni dei risultati finali.
“Be Sure” è la visione che riassume e rappresenta il forte e radicato orientamento al proprio mercato di riferimento. Lo slogan vuole riflettere tutti i vantaggi che Orbotech offre ai propri clienti in un’ottica di profonda differenziazione rispetto ai propri concorrenti.
Tra i prodotti di punta ci sono le soluzioni per l’ispezione ottica automatica (AOI), stazioni di verifica e riparazione automatica per bare board (Automated Optical Repair), laser drilling machine, laser direct imaging e stampanti inkjet. L’azienda si occupa inoltre di soluzioni CAM destinate alla produzione di pcb. Frontline è il prodotto nato dalla joint venture tra Mentor Graphics e Orbotech (e da questi distribuito in esclusiva), che sviluppa soluzioni avanzate per la produzione completamente automatica di pcb, mettendo le aziende che lo adottano nella condizione di avere il pieno controllo di ogni fase del processo, velocizzandone i tempi ciclo e aumentando nel contempo la qualità del risultato finale, riducendo ovviamente i costi complessivi. Orbotech ha la sua sede principale europea a Bruxelles, ma due importanti centri di R&D sono a Jena per i sistemi Laser Imaging e a Gorizia per le stampanti inkjet.
AOI per bare board
I sistemi AOI della serie Fusion e Discovery sono utilizzati per ispezionare e identificare i difetti presenti sugli artwork, sui photo tool e sui pcb nei diversi stadi di produzione. Ogni modello è composto dal sistema di acquisizione dell’immagine e dall’unità di processo. Nel primo rientrano il sistema di trasporto dell’unità da ispezionare e lo scanner che fisicamente acquisisce l’immagine, la digitalizza e la invia al processore d’immagine che, dopo averla intensificata, la analizza e la interpreta sulla base di un ricco repertorio di algoritmi. L’unità logica consente il processo parallelo delle informazioni, peculiarità questa che consente di rilevare i difetti in tempèo reale, premessa per una produttività che rende economicamente vantaggioso l’utilizzo del sistema. Il sistema è concepito per una facile integrazione in ogni processo produttivo, essendo caratterizzato da un elevato grado di flessibilità; è inoltre facilmente aggiornabile e semplice da utilizzare non richiedendo particolari abilità tecniche o un’esperienza pregressa.
La stazione di verifica e di riparazione automatica
Orbotech è l’unica azienda in grado di assicurare la riparazione dei corti e la rimozione automatica degli eccessi di rame sulle bare board, assicurando risultati di riparazione affidabili e ripetibili.
La prima stazione di verifica e riparazione automatica (Automated Optical Repair System) della serie VeriSmart è stata introdotta nel 2004, a cui si sono subito aggiunti vari modelli che consentono di vedere il difetto riscontrato e la relativa immagine di riferimento, particolarmente utile quando si opera con schede HID (alta densità di interconnessione). La stazione comunica direttamente col sistema AOI da cui recupera i data file dei difetti del pannello che deve essere verificato. Le stazioni dell’ultima generazione impiegano una combinazione di differenti lunghezze d’onda per l’illuminazione che, associati a sofisticati algoritmi, permettono all’operatore di discriminare facilmente i difetti reali dai falsi.
L’operatore definisce i livelli di criticità, mentre la stazione assegna automaticamente le priorità per evitare che siano operate riparazioni di substrati destinati a essere in seguito scartati.
Le stazioni AOR della serie PerFix rilevano e riparano non solo i difetti di cortocircuito intervenuti nei differenti stadi di lavorazione, ma anche gli eccessi di rame. Questo costituisce un valore aggiunto perché diversamente il difetto richiederebbe una riparazione manuale (operazione che ha comunque dei limiti) o darebbe luogo allo scarto del substrato. La stazione fornisce anche un insieme di informazioni e di statistiche adatte a correggere il verificarsi delle difettosità. Anche questo sistema impiega tecniche avanzate di acquisizione e processo delle immagini che combinate con un evoluto controllo laser, consente di intervenire in maniera accurata e ripetibile sulle difettosità riscontrate, non realizzabili a livello di riparazione manuale. Il sistema consente di operare su vari materiali costituenti il substrato, su spessori anche molto sottili e su piste di dimensioni ridotte (fino ai 35 micron, fino ai 10 micron sui substrati destinati ai circuiti integrati).
I Laser Plotter
Nel 2008 Orbotech ha introdotto l’ultima generazione di plotter laser ad alte prestazioni. La serie LP-9 è formata da quattro sofisticati modelli adatti a coprire diverse esigenze produttive. La base comune è costituita da sofisticati sistemi elettro-ottici, una complessa meccanica e una brevettata tecnologia multi-beam imaging; nel complesso queste caratteristiche permettono al sistema di raggiungere un elevato grado di accuratezza, velocità esecutiva e immagini di grande qualità a risoluzione molto spinta (1 micron). L’interfaccia CAM per un veloce trasferimento dei dati e la possibilità di plottare film in diversi formati permettono alla produzione di trasformare in pochi minuti un progetto in formato elettronico in un accurato artwork (phototools).
Laser direct imaging
I sistemi laser direct imaging eliminano l’esigenza di utilizzare i phototool per l’esposizione del photoresist tramite il trasferimento diretto dell’immagine sul photoresist. Questa procedura consente di accorciare il processo, evitare alcuni costi del materiale, aumentare la precisione e diminuire gli scarti introdotti con l’allineamento dei layer e dalla stampa a contatto. Paragon-Xpress 9 è l’ultimo modello presentato nel 2009 per produzioni di alti volumi di PCB HDI e lavora con diodi laser ultravioletti ad alta energia. Questo diodi allo stato solido hanno un basso consumo di energia che riduce i costi operativi e ne prolunga la vita utile. Ha un doppio sistema di carico e raggiunge una velocità di 240 immagini/ora di pcb con dimensioni di 18”x24” e piste di 25 micron di larghezza. Il sistema possiede un’avanzata tecnica digitale che permette di ottenere un’ampia finestra di processo, l’ingrandimento digitale e la precisa registrazione; l’ottica permette l’esposizione dell’intero pannello in un’unica scansione la cui tecnica d’esecuzione (scan-line) assicura un’esposizione uniforme anche su superfici di notevoli dimensioni. Un sistema di filtraggio e l’esiguo numero di passi di processo contribuiscono nel ridurre la contaminazione esterna e l’insorgere dei difetti dovuti all’handling.
Nel 2009 Orbotech ha presentato il modello Paragon-Ultra 100 dedicato alle applicazioni chip scale packaging, ball grid array and flip-chip. Con questo modello si raggiungono dimensioni di 12 microns con pitch di 30 micron. Nello stesso anno è introdotto sul mercato anche il modello Paragon SM20, un sistema laser direct imaging dedicato alle applicazioni solder mask HDI nelle quali è richiesta un’alternanza veloce di codici in lavorazione. Alla elevata produttività è associato un basso livello di costo per pannello, pur mantenendo le peculiarità di precisione e la qualità proprie della linea di prodotto.
