Er zijn vele redenen waarom een bedrijf Rigid Flex PCB's zou gebruiken in plaats van starre printplaten. De heer Kunert, hardware-ontwikkelaar bij het bedrijf di-soric, weet precies waar hij het over heeft.
Als familiebedrijf handhaaft di-soric zich al bijna 40 jaar als gevestigde fabrikant op het gebied van industriële automatisering.
di-soric ontwikkelt, produceert en distribueert een breed assortiment innovatieve sensoren, hoogwaardige beeldverwerkingscomponenten, hoogwaardige LED machine- en signaalverlichting alsmede producten op het gebied van veiligheidstechniek. Het omvangrijke productassortiment wordt gecompleteerd door hun flexibiliteit voor klantspecifieke oplossingen.
De producten van di-soric worden voornamelijk gebruikt op het gebied van assemblage & handling, robotica, verpakking, werktuigmachines en meten & testen. De nadruk ligt hierbij op de automobielindustrie, de voedsel- en drankindustrie, de farmaceutische en cosmetische industrie en de elektronica-industrie.
Interviewer (Int): "Meneer Kunert, de core business van di-soric ligt in de sensortechnologie. U werkt bij di-soric als Hardware Developer voor Embedded Systems in de ontwikkelingsafdeling. Laten we eerst eens specifiek kijken naar de technische redenen die pleiten voor een Rigid Flex PCB oplossing.
Wat waren de technische argumenten om voor Rigid Flex PCB-technologie te kiezen voor uw meest recente productoplossing?"
De heer Kunert: "Drie printplaten, die in verschillende behuizingsdelen zijn ondergebracht, moeten in dit project met elkaar worden verbonden. Stekkerverbindingen waren om verschillende redenen geen optie. De belangrijkste technische argumenten om hier een Rigid Flex PCB-oplossing te gebruiken, waren niettemin talrijk en gevarieerd.
Deze variëren van de grootte van de handsoldeerpads, die vooral bij kleine printplaten al snel tot ruimteproblemen kunnen leiden, tot een sterk verminderde en vereenvoudigde soldeerarbeid en de daarmee gepaard gaande kostenbesparingen. Het spreekt vanzelf dat er minder afzonderlijke onderdelen zonder verbindingskabels zijn en dat de isolatiesterkte ook beter kan worden bereikt in krappe installatieomstandigheden. Bovendien is de foutgevoeligheid bij het aansluiten met een Rigid Flex PCB-oplossing aanzienlijk lager dan bij het handmatig solderen van afzonderlijke draden, waarbij afzonderlijke draden gemakkelijk per ongeluk door elkaar kunnen worden gehaald."
Int: "Dat zijn een aantal stevige redenen die je opsomt. Speelde de grootte van het product ook een rol of was bijvoorbeeld de buigradius ook iets wat u in gedachten had?
De heer Kunert: "De omvang van het product, of beter gezegd van de afzonderlijke producten binnen de productfamilie, had geen directe invloed op de beslissing om deze PCB-technologie te gebruiken.
Wel moet worden opgemerkt dat bij steeds grotere of zeer lange flexibele delen de economische efficiëntie niet uit het oog mag worden verloren. Lange flex parts, vooral wanneer ze ontworpen zijn om als verbindingskabels te worden gebruikt, vereisen grote voetafdrukken bij de fabricage van de printplaten, waardoor de kosten stijgen en de voetafdrukken efficiënter kunnen worden gebruikt. De stabiliteit van het paneel tijdens het assemblage- en soldeerproces is een ander aspect, aangezien het flexdeel praktisch geen stabiliteit biedt. De buigradius heeft een enigszins ondergeschikte rol gespeeld, aangezien kleine buigradii niet nodig zijn."
Int: "Welke rol speelde de aard van de toepassing, bijvoorbeeld het gebruik van het product in een barre omgeving, in uw denken?"
De heer Kunert: "Geen enkele. Het feit dat onze producten voornamelijk ingekapseld zijn, betekende dat de aard van de toepassing geen invloed had op de beslissing voor of tegen een Rigid Flex PCB-oplossing. Het gebruik van speciale materialen of de duurzaamheid van het product waren ook geen belangrijke factoren."
Int: "Het zou dan toch in principe mogelijk zijn geweest om dit project uit te voeren op basis van een starre printplaat met connectoren en kabels? Waarom heeft u daar toch van afgezien?"
De heer Kunert: "Dat is waar! Maar zoals aanvankelijk werd besproken, heeft het gebruik van stekkers en kabels duidelijke nadelen. Stekkers nemen veel ruimte in beslag en zijn vrij duur. Bovendien vormen ze
problemen bij gebruik met afdichtingspasta, omdat de veerkracht van de stekker kan worden verminderd, wat tot een defecte elektrische verbinding kan leiden. En kabels moeten worden voorgemonteerd, brengen een groot aantal handmatige soldeerverbindingen met zich mee, vergen veel ruimte op de printplaat in de vorm van soldeerpads en zijn gevoeliger voor fouten (risico van verwisseling)."
Int: "Hoe heeft u deze technologie leren kennen. Heeft de IPC-norm IPC-2223 hierin een rol gespeeld?"
De heer Kunert: "Wij zijn al bekend met de technologie, die met succes wordt toegepast in diverse producten. Daardoor hebben we veel ervaring in de SMD-productie en ook in de montage. En bij technische vragen wendden wij ons direct tot de specialist, in dit geval Fineline. Uiteraard heeft de IPC-2223 Standaard een rol gespeeld bij het maken van de lay-outs."
Int: "Hoe belangrijk was de selectie van de technologiepartner die de Rigid Flex PCB zou produceren en leveren?"
De heer Kunert: "Het is bijzonder belangrijk voor ons om een competente partner aan onze zijde te hebben als het gaat om technologieën zoals Rigid Flex PCB. Fineline, als grote speler op het gebied van PCB-fabricage, was natuurlijk precies de juiste partner hiervoor, en we hebben al met hen samengewerkt aan een breed scala van projecten. En de technische ondersteuning door Fineline is gewoon uitstekend geweest vanaf dag één."
Int: "Laten we eens kort kijken naar de economische redenen. Het is algemeen bekend dat Rigid Flex PCB's inherent duurder zijn dan standaard rigide PCB's. Maar als je een volledig product in aanmerking neemt, met inbegrip van de gebruikte componenten, productie, testen, onderhoud en levensduur, dan kan het gebruik van een Rigid Flex PCB een kostenbesparend effect hebben in vergelijking met een rigide PCB.
Heeft u een kosten-batenanalyse uitgevoerd? En zo ja, welke afdeling was daar verantwoordelijk voor?"
De heer Kunert: "Ja, wij hebben deze analyse als afdeling Ontwikkeling opgesteld in samenwerking met Industrial Engineering, Lean Management en Manufacturing."
Int: "Hoe belangrijk was het onderwerp van de fabricage van het product, d.w.z. het aanbrengen van de printplaat en het installeren ervan in de behuizing, in de kosten-batenanalyse?"
De heer Kunert: "U vat het heel goed samen. Zowel de installatie in de behuizing als de assemblage waren zeer belangrijke punten en doorslaggevend voor de beslissing ten gunste van de Rigid Flex PCB-technologie.
Het was ook belangrijk rekening te houden met de montage van de printplaat, aangezien, zoals reeds beschreven, bijzondere aandacht moet worden besteed aan de stabiliteit van het paneel".
Int: "Kunt u meer belang hechten aan de technische of economische factoren?
De heer Kunert: "Niet echt. Het gebruik van Rigid Flex PCB-technologie is absoluut zinvol, zowel technisch als economisch."
Zowel de montage als de kans op fouten worden vanuit technisch oogpunt aanzienlijk vereenvoudigd of geminimaliseerd. Besparingen op extra onderdelen, zoals voorgemonteerde kabels, zijn ook gunstig vanuit het oogpunt van "lean management".
Dit resulteert ook in een verhoogde procesbetrouwbaarheid. De tijdsbesparing bij het solderen alleen al bedraagt ca. 85% vanuit economisch oogpunt.
Waar het in dit projectop neerkomt, is dat de hogere kosten van de Rigid Flex PCB ruimschoots worden gecompenseerd door de besparingen in de productie. In combinatie met de grotere procesbetrouwbaarheid heeft het gebruik van deze technologie dan ook duidelijke voordelen ten opzichte van een oplossing op basis van Rigid PCB's, zowel technisch als economisch."
Int: "Meneer Kunert, hartelijk dank voor uw tijd!"
Tim Kunert
Hardwareontwikkelaar voor embedded systemen
Mocht u vragen hebben over het onderwerp Flex-Rigid PCB's of PCB's in het algemeen, aarzel dan niet om contact op te nemen met Patrick Caruso - Manager NPI Central Europe. E-mail ons patrick.caruso@fineline-global.com
Tel. +49 (0)2103 90854-37
