Ci sono molte ragioni per cui un'azienda dovrebbe usare i PCB rigidi flessibili invece dei circuiti stampati rigidi. Il signor Kunert, sviluppatore di hardware con la società di-soric, sa esattamente di cosa sta parlando.
Come gruppo aziendale a conduzione familiare, di-soric ha mantenuto la sua posizione di produttore affermato nel campo dell'automazione industriale per quasi 40 anni.
di-soric sviluppa, produce e distribuisce una vasta gamma di sensori innovativi, componenti per l'elaborazione delle immagini ad alte prestazioni, illuminazione a LED di alta qualità per macchine e segnali, nonché prodotti nel campo della tecnologia della sicurezza. La vasta gamma di prodotti è completata dalla loro flessibilità per soluzioni specifiche per il cliente.
I prodotti di-sorici sono utilizzati principalmente nei settori dell'assemblaggio e della movimentazione, della robotica, dell'imballaggio, delle macchine utensili e della misurazione e prova. L'attenzione a questo proposito è rivolta alle industrie automobilistica, alimentare e delle bevande, farmaceutica e cosmetica ed elettronica.
Intervistatore (Int): "Signor Kunert, il core business di di-soric è la tecnologia dei sensori. Lei lavora alla di-soric come sviluppatore hardware per i sistemi embedded nel dipartimento di sviluppo. Prima di tutto, guardiamo nello specifico le ragioni tecniche a favore di una soluzione PCB Rigid Flex.
Quali sono stati gli argomenti tecnici per scegliere la tecnologia PCB Rigid Flex per la vostra soluzione di prodotto più recente?"
Mr. Kunert: "In questo progetto si devono collegare tre circuiti stampati, che sono alloggiati in diverse parti dell'involucro. Le connessioni a spina non erano un'opzione per varie ragioni. Gli argomenti tecnici chiave per l'utilizzo di una soluzione PCB Rigid Flex qui erano comunque molti e vari.
Questi vanno dalla dimensione delle piazzole di saldatura manuale, che può portare rapidamente a problemi di spazio, specialmente su piccoli PCB, a un carico di lavoro di saldatura significativamente ridotto e semplificato e ai risparmi sui costi associati. Va da sé che ci sono meno parti individuali senza cavi di collegamento e la resistenza dell'isolamento può anche essere raggiunta meglio in condizioni di installazione strette. Inoltre, la suscettibilità agli errori quando si connette con una soluzione PCB Rigid Flex è significativamente inferiore a quando si saldano manualmente i singoli fili, il che può facilmente comportare che i singoli fili vengano accidentalmente mescolati".
Int: "Sono una serie di ragioni valide quelle che elenchi. Anche le dimensioni del prodotto hanno avuto un ruolo o, per esempio, il raggio di curvatura era qualcosa che avevi in mente?
Mr. Kunert: "La dimensione del prodotto, o più precisamente dei singoli prodotti all'interno della famiglia di prodotti, non ha avuto un impatto diretto sulla decisione di utilizzare questa tecnologia PCB.
Tuttavia, va detto che con l'aumento delle dimensioni o delle parti Flex molto lunghe, l'efficienza economica dovrebbe essere tenuta in considerazione. Le parti Flex lunghe, in particolare quando sono progettate per essere usate come cavi di interconnessione, richiedono grandi impronte di produzione nella fabbricazione di PCB, aumentando così i costi e l'effettivo utilizzo dell'impronta. La stabilità del pannello durante il processo di assemblaggio e saldatura è un altro aspetto, poiché la parte Flex non fornisce praticamente alcuna stabilità. Il raggio di curvatura ha giocato un ruolo piuttosto secondario, dato che non sono necessari piccoli raggi di curvatura".
Int: "Che ruolo ha avuto la natura dell'applicazione, per esempio l'uso del prodotto in un ambiente difficile, nel tuo pensiero?"
Mr. Kunert: "Assolutamente nessuno. Il fatto che i nostri prodotti sono principalmente incapsulati significa che la natura dell'applicazione non ha avuto alcuna influenza sulla decisione a favore o contro una soluzione PCB Rigid Flex. Anche l'uso di materiali speciali o la durata del prodotto non erano fattori importanti".
Int: "Sarebbe stato quindi possibile, in linea di principio, realizzare questo progetto basato su un circuito rigido utilizzando connettori e cavi, giusto? Perché avete comunque deciso di non farlo?".
Signor Kunert: "È vero! Ma come è stato discusso inizialmente, l'uso di spine e cavi ha chiari svantaggi. Le spine richiedono molto spazio e sono piuttosto costose. Inoltre, pongono
problemi quando si usa un composto sigillante, poiché la forza della molla della spina può essere ridotta, il che può portare a una connessione elettrica difettosa. E i cavi devono essere preassemblati, comportano un gran numero di connessioni di saldatura manuali, richiedono molto spazio sulla PCB sotto forma di piazzole di saldatura e sono più suscettibili di errori (rischio di mescolanza)".
Int: "Come sei venuto a conoscenza di questa tecnologia. Lo standard IPC IPC-2223 ha avuto un ruolo in questo?".
Mr. Kunert: "Abbiamo già familiarità con questa tecnologia, che viene utilizzata con successo in diversi prodotti. Di conseguenza, abbiamo molta esperienza nella produzione SMD così come nel montaggio. E nel caso di domande tecniche, ci siamo rivolti direttamente allo specialista, in questo caso Fineline. Naturalmente, lo standard IPC-2223 ha giocato un ruolo nella creazione dei layout".
Int: "Quanto è stata importante la selezione del partner tecnologico che avrebbe prodotto e fornito il PCB Rigid Flex?"
Mr. Kunert: "È particolarmente importante per noi avere un partner competente al nostro fianco quando si tratta di tecnologie come il Rigid Flex PCB. Fineline, come un grande attore nel campo della produzione di PCB, era naturalmente il partner giusto per questo, e abbiamo già lavorato con loro su un'ampia varietà di progetti. E il supporto tecnico fornito da Fineline è stato semplicemente eccezionale fin dal primo giorno".
Int: "Diamo un breve sguardo alle ragioni economiche. È risaputo che i PCB rigidi flessibili sono intrinsecamente più costosi dei PCB rigidi standard. Ma se si prende in considerazione un prodotto completo, compresi i componenti usati, la produzione, i test, la manutenzione e la vita utile, allora l'uso di un PCB rigido flessibile può avere un effetto di risparmio sui costi rispetto a un PCB rigido.
Avete condotto un'analisi costi-benefici? E se sì, quale dipartimento ne era responsabile?".
Mr. Kunert: "Sì, abbiamo preparato questa analisi come dipartimento di sviluppo in collaborazione con l'ingegneria industriale, la gestione snella e la produzione".
Int: "Quanto è stato importante il tema della fabbricazione del prodotto, cioè il montaggio del PCB e l'installazione nell'alloggiamento, nell'analisi costi-benefici?"
Mr. Kunert: "Lei riassume abbastanza bene la situazione. L'installazione nell'alloggiamento e l'assemblaggio erano punti molto importanti e cruciali per la decisione a favore della tecnologia PCB Rigid Flex.
Era anche importante considerare il montaggio del PCB poiché, come già descritto, si deve prestare particolare attenzione alla stabilità del pannello".
Int: "Puoi dare più importanza ai fattori tecnici o economici?
Mr. Kunert: "Non proprio. L'uso della tecnologia PCB Rigid Flex ha assolutamente senso, sia tecnicamente che economicamente".
Sia il montaggio che la probabilità di errori sono significativamente semplificati o minimizzati da un punto di vista tecnico. Il risparmio di parti aggiuntive, come i cavi preassemblati, è vantaggioso anche dal punto di vista della gestione snella.
Questo si traduce anche in una maggiore affidabilità del processo. Il tempo risparmiato sulla sola saldatura è circa l'85% da un punto di vista economico.
Lalinea di fondo in questo progetto è che i costi più elevati del PCB rigido flessibile sono significativamente più che compensati dai risparmi nella produzione. Combinato con la maggiore affidabilità del processo, l'uso di questa tecnologia ha quindi chiari vantaggi rispetto a una soluzione basata su PCB rigidi, sia tecnicamente che economicamente".
Int: "Signor Kunert, molte grazie per il suo tempo!"
Tim Kunert
Sviluppatore hardware per sistemi embedded
Se avete domande sul tema dei PCB Flex-Rigid o sui PCB in generale, non esitate a contattare Patrick Caruso - Manager NPI Central Europe. Inviaci un'e-mail a patrick.caruso@fineline-global.com
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