Gli 8 vantaggi principali di un PCB flessibile

All’inizio della mia carriera qualcuno mi ha detto che le applicazioni dei circuiti stampati flessibili sono limitate solo dalla nostra immaginazione. Ci ho riflettuto per un po’ e ora condivido in pieno questa affermazione. Molti momenti risolutivi si verificano quando esaminiamo vari diversi campioni ed una forma particolare, o un livello di flessibilità, fa nascere una nuova idea. 

Una delle parti che preferisco del mio lavoro è il momento magico che si verifica quando lavoro con un progettista, o un gruppo di ingegneri, cercando di risolvere un problema di imballaggio (packaging) e si esamina un campione di progetti flessibili o rigido-flessibili. Spesso avviene che dopo aver visto un particolare campione flessibile gli occhi di qualcuno si accendono all’idea che esso potrebbe risolvere il problema ed inizia la fase di brainstorming. Fare parte di questo processo è davvero elettrizzante!

Anche se la possibilità di progettare circuiti stampati flessibili e rigido-flessibili è per me eccitante, ci sono persone che non amano questa tecnologia. Comprendo le loro esitazioni: esiste sempre una curva di apprendimento con ogni nuova tecnologia; nuovi materiali da imparare, nuove regole di progettazione, magari anche trovare un nuovo produttore. Tutto questo può incutere timore. Per cui, per risolvere questi dubbi, ho pensato che sarebbe una buona idea elencare i migliori 8 benefici, nell’usare PCB flessibili e rigido-flessibili, per risolvere problemi di imballaggio. Spero che tutto questo farà nascere qualche nuova idea o fornirà un incentivo ad utilizzarli. 

Quali sono i benefici del PCB flessibile?

Risolve problemi di imballaggio (packaging): questo è il vantaggio più ovvio. Il materiale può essere piegato e ripiegato lungo attorno agli angoli, fornire una connessione a tre assi e non ha pezzi distinti. I componenti elettronici e gli elementi funzionali possono essere posizionati nella miglior posizione all’interno del prodotto con il circuito flessibile capace di essere piegato, ripiegato e costituito per creare connessioni. In questa fase si mette davvero alla prova l’immaginazione!

Riduce spazio e peso necessari:  lo SWaP, o ancora spazio peso e imballaggio, continuano ad essere un argomento caldo nella progettazione di qualunque PCB  flessibile. I circuiti flessibili possono eliminare fili ingombranti e saldature di connessione e, in funzione delle componenti e della struttura, possono far risparmiare fino al 60% in peso e spazio, significativamente riducendo la dimensione del packaging (imballaggio). I materiali flessibili forniscono anche un profilo più basso rispetto alle soluzioni della scheda (basetta) rigida tradizionale. 

Riduce i costi di assemblaggio: rimpiazza fili ingombranti e riduce i cavi o elimina il cablaggio. Ciò riduce non soltanto i costi del lavoro di assemblaggio, ma anche il costo del filo, il costo dovuto alla generazione di ordini di acquisto di componenti multipli e di dover riceverli, ispezionarli e equipaggiarli. Vale la pena esplorare maggiori dettagli.

Facilita il PCB flessibile dinamico: i circuiti flessibili, quando progettati propriamente, possono resistere a milioni di flessioni. I dischi rigidi sono un esempio comune con 10 - 100 milioni di cicli di flessibilità. Un altro buon esempio sono le cerniere sui nostri laptop. Questi flessibili possono sopportare 10 mila flessioni lungo tutto il ciclo di vita dei nostri computer. 

Gestione termica: i materiali in poliammide possono resistere ad applicazioni ad alto calore e il poliammide sottile dissipa calore molto meglio di materiali più spessi e meno conduttivi termicamente. Per questa ragione si assiste ad una crescita significativa nelle progettazioni dei circuiti stampati flessibili in progetti a frequenze maggiori e potenze superiori.

Migliora l’estetica del prodotto: è noto che l’aspetto influenza le decisioni quando l’utente è esposto all’elemento funzionale di un prodotto. Ecco un esempio classico della potenza dell’estetica sulla fiducia del consumatore: un primo strumento portatile di cauterizzazione, progettato ed usato in strutture cliniche, permetteva ai pazienti di vedere il filo che era usato per la connessione. Ciò causava una bassa fiducia dei pazienti per la procedura. Quel filo fu riprogettato in un circuito flessibile poliammide molto piccolo, e la fiducia dei pazienti aumentò in maniera significativa. Non c’era alcuna differenza nella funzionalità, ma l’elegante circuito flessibile ha fatto si che l’apprezzamento aumentasse nettamente. 

Bio-compatibilità: i materiali in poliammide sono una scelta eccellente per la bio-compatibilità e vengono usati abitualmente per questa ragione sia in applicazioni mediche che in applicazioni indossabili. Una tecnologia avanzata può anche rimpiazzare i conduttori in rame con conduttori in oro fornendo un’opzione completamente biocompatibile.

Affidabilità migliorata e diminuita opportunità di errori per l’operatore: rimpiazzare una basetta (scheda) rigida ed un cavo con un progetto di un PCB flessibile o misto (rigido- flessibile) può semplificare significativamente il progetto del sistema, riducendo il numero e i livelli di interconnessione richiesti. Le connessioni sono controllate da un circuito a regola d’arte eliminando la possibilità dell’errore umano.

Posso continuare ad usare basette rigide con cavo, o filo, o devo utilizzare un circuito flessibile o rigido-flessibile?

Fili e cavi e schede (basette) rigide sono soluzioni ben conosciute e saranno sempre un ottimo inizio. È quando i metodi tradizionali non sono sufficienti a risolvere difficoltà di progetto ed imballaggio che occorre iniziare a pensare più seriamente a soluzioni flessibili.

Magari volete iniziare ad impratichirvi usando un semplice design flessibile ed imparare i materiali comuni ed i consigli e trucchi di progettazione per essere sicuri che il vostro flessibile si fletta effettivamente come voluto. Oppure preferite partire direttamente dalle cose più complesse e affrontare un multistrato, un rigido-flessibile con costruzione con micro vie. In entrambi i casi noi siamo qui per offrire aiuto e supporto. 

Altium Designer: Prova gratuita