Cómo Diseñar tu PCB Rígida-Flexible Dentro de un Esquema de Placa

Creado: Marzo 8, 2017
Actualizado: Septiembre 25, 2020

Los dispositivos portátiles médicos deben ser elegantes, sin trabas y compactos; capaz de recopilar datos médicos significativos con pocos (o ningún) cable conectado al paciente. Esto crea una demanda de diseños de placas flexibles. Si bien te esfuerzas por superar los límites espaciales, utilizar materiales inteligentes y minimizar su huella, puede ser muy molesto cuando caes fuera del contorno de una placa (especialmente cuando se trata de formas de placas irregulares). ¡Sigue leyendo para saber cómo hacerlo!

^{Fuente de imagen: Usuario Flickr IntelFreePress (CC BY 2.0)}

Cuando eras un niño y hacías garabatos en tu libro para colorear, tu madre probablemente te dijo que tus dibujos eran hermosos, a pesar de que no tenías absolutamente ningún cuidado por no salirte de las líneas. Bueno, no importa cuánto piense tu madre que tus creaciones son súper especiales, realmente necesitas mantener tus objetos de diseño de PCB dentro del contorno de la placa. Esto es especialmente cierto para aquellos de vosotros que estáis diseñando productos con formas inusuales con diseños rigido-flexible.

Como sabes, la demanda de PCB flexibles está siendo impulsada en parte por la industria de dispositivos médicos. Los dispositivos de Internet de las Cosas (IoT) portátiles están siendo explorados por profesionales de la salud para obtener datos fisiológicos utilizados para diagnósticos, investigación y métricas de salud personal. Más aún, están cambiando la forma en que las personas ven la aptitud al inspirar actitudes positivas hacia ella. Los dispositivos portátiles médicos deben ser elegantes, sin trabas y compactos; capaces de recopilar datos médicos significativos con pocos (o ningún) cable conectado al paciente. Esto crea demanda de diseños de placas flexibles. Si bien te esfuerzas por superar los límites espaciales, utilizar materiales inteligentes y minimizar su huella, puede ser muy molesto cuando te sales del contorno de una placa (especialmente cuando se trata de formas de placas irregulares).

Las Mejores Prácticas Fundamentales para Mantenerse Lejos del Borde

Antes de comenzar a hacer tu diseño específico para placas rigido-flexible, es importante que tu base sea correcta. Puede ahorrarte muchos dolores de cabeza mantener estas dos mejores prácticas bajo control.

Mantener el Cobre Alejado del Borde: A menudo se requieren en las placas grandes áreas de cobre o vertidos de cobre (para conectar a tierra o transportar la fuente de alimentación). Llevar cobre al borde de la placa presenta el riesgo de que las capas se acorten en los bordes cuando se corta la placa. Debido a este problema, se ha establecido una mejor práctica para mantener el cobre al menos a 15 mil (~0.4 mm) del borde esperado. (Consejo Profesional: Vertido de Polígonos y Regiones de Cobre pueden ser utilizados en Altium Designer^®).
Mantener Planos Alejados del Borde: Otra mejor práctica a tener en cuenta con los diseños de tu placa es alejar los planos del borde, ya que esto corre el riesgo de que los lados se acorten contra un chasis.

Básicamente, la moraleja de la historia es: ¡aléjate del borde desde el principio para que no tengas que perder el tiempo volviéndolo a hacer y reajustando tu diseño! Dicho esto, no está totalmente claro a menos que consideres los tipos de bordes con los que estás trabajando.

^{Fuente de Imagen: Usuario Flickr body_pixel (CC BY 2.0)}

Tipos de Bordes Admitidos para Diseños rigido-flexible

Trabajar con una placa rigido-flexible significa trabajar con tipos específicos de bordes. Al realizar la verificación de espacio libre del contorno, es importante tener en cuenta estos bordes:

Borde de Contorno: Un aspecto importante del diseño y fabricación de PCB es indicar claramente el contorno de tu placa para que tu fabricante sepa cómo cortar las placas. Cuando se trata de diseños rígidos-flexibles, las geometrías de los tableros pueden volverse más complicadas que una forma rectangular simple (haciendo que los contornos claros sean especialmente importantes).
Borde de la Cavidad: Las cavidades pueden crear espacio para colocar un sustrato integrado dentro de una placa. Los diseños integrados son una técnica preferida para reducir el espacio del producto, que, como hemos mencionado, es un aspecto importante del diseño de dispositivos médicos. Cuando se trata de diseños integrados, es crucial que los diseñadores sean conscientes de los bordes de la cavidad.
Borde Recortado: A veces, tus diseños rigido-flexible pueden requerir recortes. Asegurarse de definir claramente los bordes de un recorte es un paso de diseño importante.
Barrera Dividida: El borde definido por una línea dividida. Las líneas divididas son cada vez más importantes con diseños multicapa. El enfoque de múltiples capas para el diseño de placas es ventajoso para el mercado médico portátil en términos de eficiencia de tamaño.
Continuación Dividida: También conocido como límite permeable. Cuando se trata de diseños de múltiples capas, también querrás tener en cuenta esta ventaja. Al establecer el valor de espacio libre para un tipo de objeto en cero, puedes indicar a Altium que se le permite pasar sobre el tipo de borde.

^{Fuente de Imagen: Usuario Flickr theglobalpanorama (CC BY 2.0)}

Utilizando Altium para Tus Esquemas de placa Rígido-Flexible

Si bien es probable que puedas diseñar dentro de las líneas de tu placa, el software adecuado puede facilitar esta tarea. Se ha agregado el Consejo de Aprobación del Esquema de la Placa en la categoría de fabricación de Altium para que los diseñadores especifiquen qué tan cerca se pueden colocar las primitivas de diseño en el borde.

Al utilizar la Matriz de Espacio Libre Mínimo en Altium Designer se pueden definir múltiples espacios libres para diferentes emparejamientos. La alternativa es utilizar un único valor de espacio libre para todas las configuraciones de objeto a borde en tu placa (pero dependiendo de tu diseño, esto puede no ser siempre adecuado).

Hay mucho más en el límite que solo ser el guitarrista principal en U2. Debes mostrar respeto al borde y no infringir demasiado su territorio con tus diseños. Afortunadamente el software de diseño de PCB correcto te ayudará a ahorrar tiempo con la planificación, para que puedas comenzar a crear.

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