Cavi di interconnessione discreti costosi e complicati possono ridurre l’affidabilità di un progetto, aumentarne il costo e le dimensioni complessive. Fortunatamente esiste un’alternativa sotto forma di PCB flessibili e flex-rigid. I PCB flessibili possono offrirti una soluzione conveniente ed economica ai requisiti di interconnessione del tuo progetto, con il vantaggio aggiuntivo di avere la ripetibilità e l’affidabilità di un PCB. Mentre le interconnessioni discrete presentano intrinsecamente orientamenti dei conduttori differenti, i PCB flessibili mantengono tutti i conduttori in orientamenti spaziali fissi gli uni rispetto agli altri. Questa coerenza di composizione consente la modellazione precisa delle piste dei PCB flessibili e un progetto più prevedibile. Inoltre, i PCB flessibili possono includere contatti a dita d’oro che permettono al bordo di un PCB flessibile di fungere da parte maschio di un connettore e possono supportare progetti ad alta densità. In quanto tali, i PCB flessibili possono essere utilizzati per sostituire la grande maggioranza delle tradizionali soluzioni di interconnessione discreta, consentendo al contempo un design altamente modulare.
Oltre a fornire un mezzo efficiente per realizzare una soluzione di interconnessione per un progetto, i PCB flessibili possono anche ospitare componenti e costituire la base per un’intera soluzione. L’uso di un PCB flessibile al posto di un PCB tradizionale può consentire progetti di PCB più piccoli e meno convenzionali, in grado di adattarsi a involucri che altrimenti non potrebbero ospitare un PCB tradizionale. Invece di montare i componenti su un PCB rigido, è possibile montarli su una soluzione flessibile e questi si adatteranno a involucri sagomati. Inoltre, porzioni di un PCB flessibile possono essere irrigidite con un substrato di irrigidimento per aumentarne l’affidabilità. Infine, i PCB flessibili si prestano alla soluzione più leggera possibile, poiché i PCB flessibili hanno un peso per unità di superficie significativamente inferiore rispetto ai PCB tradizionali. Esempi di applicazioni comunemente basate su una soluzione con PCB flessibile includono dispositivi indossabili, fotocamere digitali, dispositivi medici e altri piccoli dispositivi di elettronica di consumo.
PCB flessibilioffrono anche il vantaggio di essere intrinsecamente resistenti alle vibrazioni. Sono spesso utilizzati nei dispositivi automobilistici grazie alla loro intrinseca resistenza alle vibrazioni e sono anche molto adatti all’elettronica con componenti meccanici. Di conseguenza, sono ampiamente utilizzati in stampanti, dischi rigidi e tastiere.
I PCB rigido-flessibili offrono il meglio sia dei PCB tradizionali che delle soluzioni flessibili. Con un design rigido-flessibile, l’interconnessione tra due schede è integrata. L’utilizzo di una soluzione rigido-flessibile consente al progettista di realizzare soluzioni tridimensionali in un’unica fase di assemblaggio. L’impiego di PCB rigido-flessibili invece di PCB tradizionali e connessioni discrete può ridurre il tempo di assemblaggio del prodotto finale e, in ultima analisi, portare a un prodotto più affidabile. La crescita dell’uso di soluzioni rigido-flessibili negli ultimi anni è una testimonianza dell’utilità offerta da queste soluzioni.
Ecco due campioni di PCB flessibili-rigidi realizzati da PCBCart:
Il processo di progettazione per una soluzione flessibile o flex-rigid è molto simile a quello di un tradizionale circuito stampato (PCB), con l’ulteriore avvertenza che la parte flessibile della scheda richiede un’attenzione particolare per quanto riguarda le caratteristiche meccaniche. Una volta creato il layout bidimensionale di un progetto flessibile, è una buona idea realizzare un mockup del tuo progetto flessibile utilizzando un software di modellazione 3D oppure creare un mockup cartaceo del progetto. Questo metodo consente di verificare se il progetto è conforme alle specifiche meccaniche del substrato flessibile. A parte questo, il tuo progetto non deve richiedere un raggio di curvatura inferiore a quello tollerato dal PCB flessibile. È possibile consultare l’IPC-2223 per determinare il raggio di curvatura minimo di un determinato progetto.
Altri suggerimenti di progettazione includono: prendere in considerazione la sfalsatura delle tracce da uno strato all’altro nei circuiti flessibili per offrire livelli più elevati di flessibilità. I conduttori dovrebbero sempre essere instradati perpendicolarmente al raggio di curvatura per favorire l’affidabilità e la flessibilità. Le aree di terminazione dovrebbero essere irrigidite utilizzando degli irrigiditori. La schermatura dovrebbe essere realizzata utilizzando un motivo a reticolo incrociato anziché piani pieni. I fori passanti dovrebbero essere mantenuti lontani dalle aree di curvatura.
Prima di inviare un progetto alla fabbricazione, considera che il tuo circuito flessibile è piegabile nel processo di progettazione e progetta la scheda in modo che abbia la massima densità possibile quando viene annidata sul pannello di produzione. Se la piega può essere utilizzata per ottenere una determinata dimensione, allora realizza quella piega in fase di installazione e non nel progetto iniziale. Infine, l’uso di irrigidimenti con un PCB flessibile può essere una soluzione più economica rispetto a un progetto rigido-flessibile. Quando nel progetto è richiesto solo un numero ridotto di strati, può essere più conveniente utilizzare un PCB flessibile con irrigidimenti aggiunti nelle porzioni critiche della scheda. Solo quando il tuo progetto richiede un numero di strati molto elevato dovresti prendere in considerazione una soluzione rigido-flessibile.
Infine, il montaggio dei PCB flessibili è molto simile al montaggio dei PCB rigidi. Considera i seguenti suggerimenti durante l’assemblaggio di PCB flessibili:
• Cuocere i PCB flessibili per un’ora prima di montarli per eliminare l’eventuale acqua assorbita.
• Fissare il PCB flessibile a una superficie rigida per garantire la stabilità dimensionale durante la saldatura al dispositivo.
• Quando si saldano manualmente i dispositivi su un PCB flessibile, alternare i punti di saldatura dei dispositivi con pin ad alta densità per evitare il surriscaldamento di alcune porzioni del PCB flessibile.
