PCB Flessibile Vs PCB Rigido : Quanto è adattabile il tuo approccio progettuale

Gloved hand holding a flexible schematic of a circuit

Dopo aver lavorato su svariati progetti per un cliente esigente, spesso allevio lo stress scalciando in una palestra di arti marziali. Quando ero un adolescente, ero abbastanza flessibile e non avevo problemi ad assestare calci. Ultimamente, in ogni caso, i miei calci sono alquanti limitati dalle mie gambe rigide; semplicemente non sono flessibile come lo ero prima. Certo, flessibilità e rigidità sono concetti importanti anche al di fuori delle arti marziali. Mentre si disegnano i PCB, per esempio, la scelta di un PCB flessibile rispetto ad un PCB rigido, può influenzare il tuo intero approccio progettuale. 

In elettronica, potresti ritrovarti a cambiare da PCB rigido a PCB flessibile, visto che la crescita di indossabili intelligenti e l’Internet of Things (IoT) richiede componenti elettronici in forma flessibile. Che piaccia o no, le qualità di un progetto PCB flessibile stanno lentamente diventando una caratteristica di valore nell’industria elettronica. 

Quando e perché dovresti utilizzare un PCB flessibile? 

Mentre la produzione di PCB flessibili potrebbe non essere economica, la sua flessibilità permette un livello più alto di funzionalità rispetto a ciò che possono raggiungere i PCB rigidi. Essere capace di flettere senza romperne le tracce, consente al PCB flessibile di essere montato facilmente in indossabili intelligenti e dispositivi con spazio molto limitato. 

I componenti elettronici costruiti su PCB flessibili sono anche più durevoli, visto che la massa minore del PCB diminuisce significativamente ogni rischio di danno dalle vibrazioni. Oltre a ciò, i PCB flessibili sono fatti di poliimmide, che può tollerare temperature estreme. Ciò rende i PCB flessibili ideali per dispositivi che operano in ambienti ad alte temperature. Grazie ai loro vari benefici, i PCB stanno crescendo nella richiesta all’interno dell’industria elettronica.

 

 A circuit that has flex routing

È curvo o rotto quando si parla di design PCB flessibile. 

Considerazioni quando si progetta con un PCB flessibile 

Quando stai lavorando con un PCB rigido, le tue preoccupazioni probabilmente implicano la compressione di centinaia di componenti in un minuscolo PCB o garantire che parti analogiche siano opportunamente separate da quelle digitali. Nel design PCB rigido, le tue preoccupazioni saranno puramente basate sui componenti elettronici. Quando cambi per un design PCB flessibile, mutano anche le preoccupazioni. 

Originariamente utilizzati nel periodo della II Guerra Mondiale, i PCB flessibili erano inizialmente progettati per rimpiazzare fasci di cavi costruiti a mano che erano soggetti all’errore umano. Le striscioline di rame nei PCB flessibili permettono connessioni ad alta densità. In ogni caso, le funzionalità dell’elettronica da sole non sono abbastanza per costruire PCB flessibili; è necessaria la conoscenza meccanica, giacché tracce di rame e componenti sono soggetti allo stress meccanico a causa della natura del PCB flessibile. 

Un criterio importante quando si progetta con PCB flessibile è il coefficiente di curvatura. Espresso come un coefficiente di raggio di curvatura rispetto allo spessore del PCB flessibile, il coefficiente di curvatura non può scendere sotto una soglia minima. Se il coefficiente di curvatura scende, il circuito diventa vulnerabile al fallimento meccanico. In aggiunta, l’area curvata del PCB flessibile è particolarmente sensibile ai cambi di ampiezza del rame o direzione. I fori nell’area curva dovrebbero inoltre essere evitati a tutti i costi.  

Insieme a queste considerazioni, qui ci sono consigli aggiuntivi per design flessibile PCB per aiutarti a minimizzare i difetti di produzione: 

Evitare la sovrapposizione di travi a I: Nel design PCB rigido, puoi avere tracce che corrono in parallelo sopra ogni strato senza alcun problema. Ma quando stai progettando PCB flessibili, le tracce non dovrebbero essere impilate una sull’altra poiché questo potrebbe diminuire la flessibilità del circuito. 

Instradamento Angoli in Area Curva: Quando instradi gli angoli in un PCB rigido, la tua preoccupazione è che gli angoli retti causino interferenze elettromagnetiche (EMI) o che generano punti caldi in un circuito ad alta corrente. La forma delle tracce nell’area curva può facilmente rendere o interrompere il tuo PCB flessibile. Evitando di cambiare la direzione della traccia è sempre consigliato. Se il cambio è inevitabile, un angolo morbido è preferibile anziché il tipico angolo acuto di 45° comune nei PCB rigidi. 

Compressione Rispetto ad Allungamento: Nei PCB rigidi, tipicamente non ci sono regole ferree sull’instradare piccoli conduttori di meno di 7 mils. In ogni caso, nel design PCB flessibile, gli effetti di compressione ed allungamento devono essere considerati. Instradare piccoli conduttori sul lato interno della curvatura può ridurre la probabilità di danno alla traccia, visto che piccoli conduttori tollerano meglio essere compressi che essere stressati. 

Rendi Lo Spessore del Conduttore Più Grande Quando Possibile: Il PCB flessibile salva spazio prezioso nei tuoi componenti elettronici. Ma se pensi di avere piccole tracce è un buon approccio, non potresti essere più lontano dalla realtà. La regola generale con lo spessore della traccia è che dovrebbe essere almeno cinque volte lo spessore del foglio di rame del PCB flessibile. Dovresti rendere questa regola applicabile per tutte le tue tracce, tranne in certe situazioni dove necessitano di passare attraverso piccoli spazi fra i pad. 

 
Assorted colored and different width wiring traces

Armati del giusto cablaggio e routing che svolgeranno bene il lavoro per i tuoi progetti.

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