Quando utilizzare un PCB rigido-flessibile rispetto a PCB multi-board

Ci sono due modi popolari per integrare più schede rigide in un sistema completo. Uno è utilizzare più schede e collegarle insieme con fili e cavi, e l'altro è utilizzare assemblaggi rigido-flessibili, dove le sezioni flessibili fungono da cavi integrati tra le schede rigide.

Con le PCB rigide che rappresentano il tipo più comune di PCB, e con le capacità di fabbricazione e i materiali facilmente accessibili, le schede rigide semplici possono essere molto economiche, specialmente quando prodotte in volume. In alcuni prodotti, i vincoli meccanici iniziano a richiedere più schede che poi devono essere collegate insieme con connettori e cavi, ma con angoli strani che non possono essere raggiunti con connettori da scheda a scheda. Potrebbero anche richiedere un cablaggio personalizzato per realizzare le connessioni elettriche.

Le schede rigido-flessibili sono molto comode perché consolidano tutte queste diverse parti in un unico assemblaggio. Si potrebbe concepire di consolidare un prodotto con una dozzina o più numeri di parte in un unico numero di parte per il tuo assemblaggio PCB. Da questa prospettiva, sembra che il rigido-flessibile sia la tua migliore opzione, ma che dire dei costi coinvolti nella produzione di questi assemblaggi su larga scala?

Se non hai mai esaminato i costi di produzione per questi tipi di sistemi, cercheremo di mettere alcuni numeri su questi punti in modo che tu possa prendere la migliore decisione per il tuo prodotto.

Confronto dei principali fattori di costo delle PCB semplici

Rispondere alla domanda sopra può essere piuttosto difficile perché ottenere un confronto dei costi accurato dipende da molti fattori. Elementi come i materiali delle schede, il numero di strati, le dimensioni delle caratteristiche, il conteggio dei componenti e il numero di schede giocano tutti un ruolo nel determinare il costo totale per un sistema multi-scheda. Inoltre, non tutte le schede rigide sono uguali; schede diverse in diversi regimi di fabbricazione avranno leggermente diversi fattori determinanti la maggior parte dei costi. Questi fattori rendono piuttosto difficile generalizzare un confronto dei costi.

Detto ciò, possiamo comunque delineare i principali fattori di costo per un assemblaggio rigido-flessibile rispetto a più schede rigide. Ho riassunto alcuni dei maggiori fattori di costo nella seguente tabella.

La lista sopra contiene solo alcuni dei principali fattori che impattano il costo totale nell'assemblaggio che si desidera costruire. Molti dei fattori di costo in queste schede derivano dalla complessità della costruzione degli strati, specialmente quando si inizia a guardare all'HDI su assemblaggi PCB rigidi o rigido-flessibili.

Da qui, possiamo generalizzare un po' riguardo alcuni di questi fattori di costo nei sistemi multi-scheda rispetto agli assemblaggi rigido-flessibili:

• I cavi pronti per l'uso per i sistemi multi-scheda costeranno meno di un cablaggio
• Un cablaggio personalizzato costerà meno dei cavi a nastro flessibili
• Un cavo a nastro flessibile costerà meno di uno strato flessibile integrato in uno stackup PCB rigido-flessibile
• Un complesso stackup PCB flessibile a più strati aumenta il costo di tutte le sezioni rigide in un assemblaggio rigido-flessibile
• Gli assemblaggi multi-scheda rigidi offrono più opportunità di riduzione dei costi rispetto agli assemblaggi flessibili
• L'HDI su rigido-flessibile con un nucleo in poliammide costerà sempre più dell'HDI su un nucleo rigido

Esempio di Confronto dei Costi

Supponiamo di avere un sistema che coinvolge pcb che devono essere tutti connessi insieme con fili e cavi. Supponiamo che una delle schede sia una scheda con un numero di strati più elevato, mentre le altre sono schede di interfaccia più semplici. Per la costruzione individuale di ogni PCB, possiamo scrivere i costi NRE e di attrezzaggio come segue.

• Costo di fabbricazione e assemblaggio PCB rigido
  • Scheda 1: 1800
  • Scheda 2: 970
  • Scheda 3: 710
  • Scheda per 465
  • Connettori e cablaggio 33
• Costo di fabbricazione e assemblaggio PCB rigido-flessibile
  • Fabbricazione strato flessibile: 1690
  • Ridurre tutti i costi delle schede tra il 5 e il 25%

C'è una leggera differenza nel costo delle schede della sezione rigida a causa della riduzione dei passaggi del processo, ma questo viene incluso nel costo della sezione flessibile. Su base netta, aumenta quindi il costo totale per il sistema. Non abbiamo inoltre incluso punti importanti come i test elettrici, l'ispezione secondo uno standard di classe di prodotto IPC, o qualsiasi altro costo NRE. Poiché il flessibile è solo un altro componente personalizzato nell'intero assemblaggio, aumenterebbe anche questi costi. Inoltre, l'assemblaggio direttamente sulla regione flessibile può comportare un ulteriore aumento dei costi rispetto al mantenimento di tutto sulle sezioni rigide.

È possibile utilizzare anche cablaggi personalizzati

Un altro fattore imprevedibile qui è la selezione di cavi e connettori. A volte, ha più senso avere un cablaggio personalizzato piuttosto che connettori e cavi standard. È possibile anche progettare un cablaggio personalizzato che si interfaccia con i ricevitori di connettori standard su ogni sezione della scheda. Se si sceglie questa strada, è necessario poi calcolare il costo dell'assemblaggio del cablaggio per il vostro sistema a schede multiple rigido.

Quando si produce in volume, l'assemblaggio di un cablaggio personalizzato non sarà molto più alto del costo dei cavi standard poiché il costo di progettazione viene ammortizzato sul volume di produzione. I cavi standard o personalizzati costeranno anche meno di uno strato flessibile che collega insieme le sezioni della vostra scheda. Se l'affidabilità aggiuntiva di una regione flessibile vale il costo aggiuntivo, allora questo è l'approccio che dovrebbe essere preso per il design. Gli strumenti per cablaggi nel vostro software ECAD possono offrirvi un modo rapido per creare questi disegni di cavi e cablaggi personalizzati da utilizzare nel vostro sistema a schede multiple.

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