Modellazione fluidodinamica di ugelli per il trattamento di superfici laminate

Nell'ambito della produzione di circuiti stampati, un passaggio chiave è il trattamento di microincisione. Questo processo è eseguito attraverso appositi macchinari, costituiti da ugelli che gettano soluzione ammoniacale su una lamina metallica dal lato superiore e inferiore. Nell'ambito della produzione di macchine per microincisione si inserisce Pola e Massa SRL, azienda specializzata in questo campo. Per migliorarne l'efficienza si è analizzato, attraverso una serie di simulazioni, come la soluzione interagisca con la lamina una volta immessa dall'ugello. All'interno dell'azienda è stato riscontrato che la lavorazione produce circuiti difettosi nel caso di tempi di permanenza della soluzione sulla lamina troppo elevati. Allo scopo di migliorare il processo di lavorazione e conseguentemente la qualità del prodotto finito, si è analizzato il tempo di permanenza in diverse configurazioni. La prima sezione della tesi riguarda lo studio del processo di microincisione da un punto di vista macroscopico. Questo passaggio permette di analizzare come il fluido si depositi sulla lamina. Il primo passo in questo senso è stato eseguire un'analisi interna dell'ugello, in modo da poter successivamente studiare il getto in uscita. In questo modo si riesce infatti ad ottenere il valore del modulo della velocità in uscita e la sua inclinazione. Lo scopo sarà quindi determinare la correlazione tra la differenza di pressione del fluido e la velocità in uscita, risultato necessario agli studi successivi. Si passa poi all'analisi del fluido una volta uscito dall'ugello, prendendo come riferimento i dati ottenuti. In questo caso viene preso in considerazione esclusivamente il getto proveniente da ugelli posti sul lato superiore dal momento che è la configurazione più problematica riguardo al possibile accumulo di soluzione ammoniacale. Per gli ugelli posizionati sotto la lamina invece non si hanno problemi nel trattamento di microincisione operato dal fluido, visto che la gravità ne favorisce l'evacuazione. La seconda parte della tesi concerne invece lo studio della lavorazione di microincisione dal punto di vista microscopico. In questo senso si concentra l'attenzione sui microcanali che si formano a seguito dell'applicazione di uno strato adesivo sulla lamina, necessaria per la formazione del circuito finale. A tale scopo si esamina come la soluzione si depositi sul fondo dei microcanali in modo da determinare come proceda la microincisione. Questa analisi ha lo scopo di valutare quali siano le condizioni peggiori per la creazione dei circuiti e migliorarne il processo. Prima di iniziare lo studio dei microcanali è opportuno analizzare il dominio della simulazione, così da capire quali siano le dimensioni delle celle necessarie per simulare correttamente il dominio dei microcanali. In questo senso si determinano le dimensioni minime delle celle necessarie per evitare una simulazione che si discosti dalla realtà. Una volta analizzato questo aspetto è stata eseguita un'analisi del fenomeno fisico della soluzione fluente all'interno dei microcanali in condizioni di vario tipo. Tra le varianti prese in considerazione si hanno quelle di getto perpendicolare o inclinato e canali posizionati al centro della lamina o vicino al bordo. Da queste analisi risulta possibile ottenere delle linee guida per poter migliorare le macchine per microincisione. In special modo risulta possibile determinare le regioni critiche per il trattamento e fare proposte capaci di migliorarlo.