Istnieje wiele powodów, dla których firma mogłaby używać sztywnych elastycznych płytek PCB zamiast sztywnych płytek drukowanych. Pan Kunert, programista sprzętu komputerowego w firmie di-soric, wie dokładnie, o czym mówi.
Jako rodzinna grupa przedsiębiorstw, di-soric od prawie 40 lat utrzymuje swoją pozycję uznanego producenta w dziedzinie automatyki przemysłowej.
di-soric opracowuje, produkuje i dystrybuuje szeroką gamę innowacyjnych czujników, wysokowydajnych komponentów do przetwarzania obrazu, wysokiej jakości oświetlenia maszynowego i sygnalizacyjnego LED, jak również produktów z zakresu techniki bezpieczeństwa. Szeroki asortyment produktów uzupełnia ich elastyczność w zakresie rozwiązań dostosowanych do potrzeb klienta.
Produkty di-soric są stosowane głównie w dziedzinie montażu i przenoszenia, robotyki, opakowań, obrabiarek oraz pomiarów i testowania. W tym zakresie koncentrujemy się na przemyśle motoryzacyjnym, spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym i elektronicznym.
Rozmówca (Int): "Panie Kunert, głównym obszarem działalności di-soric jest technologia czujników. Pracuje Pan w di-soric jako Hardware Developer for Embedded Systems w dziale rozwoju. Po pierwsze, przyjrzyjmy się konkretnie technicznym powodom przemawiającym za rozwiązaniem Rigid Flex PCB.
Jakie były techniczne argumenty przemawiające za wyborem technologii Rigid Flex PCB dla najnowszego rozwiązania produktowego?"
Pan Kunert: "W tym projekcie mają być połączone trzy płytki drukowane, które znajdują się w różnych częściach obudowy. Z różnych powodów połączenia wtykowe nie wchodziły w grę. Kluczowe argumenty techniczne przemawiające za zastosowaniem w tym przypadku rozwiązania Rigid Flex PCB były jednak liczne i zróżnicowane.
Począwszy od wielkości podkładek do lutowania ręcznego, które mogą szybko doprowadzić do problemów z miejscem, szczególnie na małych płytkach PCB, aż po znacznie zredukowane i uproszczone prace lutownicze oraz związane z tym oszczędności kosztów. Nie trzeba dodawać, że bez przewodów połączeniowych jest mniej pojedynczych części, a wytrzymałość izolacji może być również lepiej osiągnięta w ciasnych warunkach montażowych. Ponadto podatność na błędy przy łączeniu za pomocą rozwiązania Rigid Flex PCB jest znacznie mniejsza niż przy ręcznym lutowaniu poszczególnych przewodów, co może łatwo doprowadzić do przypadkowego pomieszania poszczególnych przewodów."
Int: "Wymieniasz wiele solidnych powodów. Czy rozmiar produktu również odgrywał rolę, czy też na przykład promień gięcia był czymś, co miałeś na myśli?
Pan Kunert: "Rozmiar produktu, a dokładniej poszczególnych produktów w ramach rodziny produktów, nie miał bezpośredniego wpływu na decyzję o zastosowaniu tej technologii PCB.
Należy jednak zaznaczyć, że w przypadku coraz większych rozmiarów lub bardzo długich elementów giętkich należy pamiętać o efektywności ekonomicznej. Długie elementy Flex, w szczególności, gdy są przeznaczone do stosowania jako przewody łączące, wymagają dużych śladów produkcyjnych w produkcji PCB, co zwiększa koszty, jak również efektywne wykorzystanie powierzchni. Kolejnym aspektem jest stabilność panelu podczas procesu montażu i lutowania, ponieważ część Flex praktycznie nie zapewnia stabilności. Promień gięcia odegrał nieco mniejszą rolę, ponieważ małe promienie gięcia nie są konieczne."
Int: "Jaką rolę w Twoim myśleniu odegrał charakter aplikacji, na przykład zastosowanie produktu w trudnych warunkach?".
Pan Kunert: "Żaden. Fakt, że nasze produkty są przede wszystkim hermetyzowane, oznaczał, że charakter aplikacji nie miał wpływu na decyzję o wyborze lub odrzuceniu rozwiązania Rigid Flex PCB. Użycie specjalnych materiałów lub trwałość produktu również nie były istotnymi czynnikami."
Int: "Wtedy w zasadzie możliwa byłaby realizacja tego projektu w oparciu o sztywną płytkę drukowaną z wykorzystaniem złącz i kabli, prawda? Dlaczego mimo to zdecydowaliście się na to?"
Pan Kunert: "To prawda! Ale, jak to już zostało wstępnie omówione, stosowanie wtyczek i kabli ma wyraźne wady. Wtyczki wymagają dużo miejsca i są dość drogie. Ponadto stwarzają
problemy przy stosowaniu z masą uszczelniającą, ponieważ siła sprężynująca wtyczki może być zmniejszona, co może prowadzić do wadliwego połączenia elektrycznego. A kable muszą być wstępnie zmontowane, wiążą się z dużą liczbą ręcznych połączeń lutowanych, wymagają dużo miejsca na płytce drukowanej w postaci padów lutowniczych i są bardziej podatne na błędy (ryzyko pomylenia)."
Int: "Jak dowiedziałeś się o tej technologii. Czy standard IPC IPC-2223 miał w tym jakąś rolę do odegrania?"
Pan Kunert: "Znamy już tę technologię i z powodzeniem stosujemy ją w różnych produktach. Dzięki temu mamy duże doświadczenie zarówno w produkcji SMD, jak i w montażu. A w przypadku pytań technicznych zwracaliśmy się bezpośrednio do specjalisty, w tym przypadku do firmy Fineline. Oczywiście przy tworzeniu układów pewną rolę odegrał standard IPC-2223."
Int: "Jak ważny był wybór partnera technologicznego, który miał wyprodukować i dostarczyć płytkę PCB Rigid Flex?"
Pan Kunert: "Szczególnie ważne jest dla nas posiadanie u boku kompetentnego partnera, jeśli chodzi o technologie takie jak Rigid Flex PCB. Fineline, jako duży gracz w dziedzinie produkcji płyt PCB, był naturalnie właściwym partnerem i współpracowaliśmy z nim już przy wielu różnych projektach. A wsparcie techniczne zapewniane przez Fineline było po prostu znakomite od pierwszego dnia."
Int: "Przyjrzyjmy się pokrótce przyczynom ekonomicznym. Powszechnie wiadomo, że sztywne elastyczne płytki drukowane są z natury droższe niż standardowe sztywne płytki drukowane. Jeśli jednak weźmie się pod uwagę kompletny produkt, w tym zastosowane komponenty, produkcję, testowanie, konserwację i okres użytkowania, wówczas zastosowanie sztywnej elastycznej płytki PCB może przynieść oszczędności w porównaniu ze sztywną płytą PCB.
Czy przeprowadziliście analizę kosztów i korzyści? A jeśli tak, to który dział był za nią odpowiedzialny?".
Pan Kunert: "Tak, przygotowaliśmy tę analizę jako Dział Rozwoju we współpracy z Inżynierią Przemysłową, Lean Management i Produkcją."
Int: "Jak ważny w analizie kosztów i korzyści był temat wytworzenia produktu, tj. dopasowania płytki drukowanej i zamontowania jej w obudowie?"
Pan Kunert: "Całkiem dobrze to podsumowałeś. Instalacja w obudowie, jak również montaż były bardzo ważnymi punktami i miały decydujący wpływ na decyzję o wyborze technologii Rigid Flex PCB".
Ważne było również uwzględnienie dopasowania płytki PCB, ponieważ, jak już opisano, należy zwrócić szczególną uwagę na stabilność panelu."
Int: "Czy większą wagę przykładasz do czynników technicznych czy ekonomicznych?
Pan Kunert: "Nie bardzo. Zastosowanie technologii Rigid Flex PCB ma absolutny sens, zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym."
Zarówno montaż, jak i prawdopodobieństwo wystąpienia błędów są znacznie uproszczone lub zminimalizowane z technicznego punktu widzenia. Oszczędności na dodatkowych częściach, takich jak wstępnie zmontowane kable, są również korzystne z punktu widzenia lean management.
Dzięki temu wzrasta również niezawodność procesu. Z ekonomicznego punktu widzenia oszczędność czasu podczas samego lutowania wynosi ok. 85%.
Wniosek z tego projektu jest taki, że wyższe koszty Rigid Flex PCB są znacznie więcej niż zrekompensowane przez oszczędności w produkcji. W połączeniu ze zwiększoną niezawodnością procesu, zastosowanie tej technologii ma zatem wyraźne zalety w stosunku do rozwiązania opartego na sztywnych płytkach PCB, zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym."
Int: "Panie Kunert, bardzo dziękuję za poświęcony czas!".
Tim Kunert
Programista sprzętu dla systemów wbudowanych
W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących płyt PCB Flex-Rigid lub ogólnie płyt PCB, prosimy o kontakt z Patrickiem Caruso - Managerem NPI Central Europe. E-mail: patrick.caruso@fineline-global.com
Tel. +49 (0)2103 90854-37
