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Tutte le FAQ sul PCB rigido-flessibile, con le risposte di un esperto di produzione di circuiti stampati

(Durata del video: 12 minuti)

PCB design rigid-flex: un concetto che è stato il tema centrale agli eventi “Progettare un PCB rigid-flex di successo: criticità e buone pratiche” organizzati da Cadlog nelle giornate di martedì 18 a Milano e giovedì 20 settembre a Bologna.

Un buon numero di partecipanti ha seguito con interesse il duplice evento, dove sono intervenuti esperti e grazie alla loro testimonianza e consigli hanno affrontato gli aspetti tecnici più critici legati alla progettazione di PCB rigid-flex.

Tra loro, abbiamo avuto il piacere di ascoltare l’intervento e in seguito intervistare Paolo Leoni, Hi-Tech Sales Manager della Elco che ha esordito con la definizione del rigido-flessibile: un circuito dove coesistono una parte rigida solitamente destinata al montaggio dei componenti e una parte flessibile che agisce come connessione tra le parti rigide.

Le FAQ sul PCB rigido-flessibile

1) Quanti strati flex ci possono essere?
Secondo le capability del Vs. fornitore

2) Quanti strati rigidi ci possono essere?
Secondo le capability del Vs. fornitore

3) Si possono usare bracci flex di spessore diverso di dielettrico e/o di rame?
Si ma confrontatevi con il Vs. fornitore

4) Si possono fare dei bracci flex multistrato?
Si, ma attenzione alla flessibilità

5) quale è lo spessore min e max di un dielettrico flex:
1- 6 mils (25 -150 micron c.a.) std, oltre i 6 mils va richiesto ma attenzione alla flessibilità e ai raggi di curvatura. Consiglio: stare tra 2 e 4 mils

6) Lo spessore min e max di rame su un flex?
½ – 2 oz (17,5 – 70 micron) std., oltre va richiesto ma attenzione alla flessibilità e ai raggi di curvatura.

7) Le forature devono vedersi sullo stack-up?
Se sono più di una è meglio vederle sullo stack-up

8) Come parte rigida si possono usare materiali per microwave?
Si, ma confrontatevi col Vs. fornitore

9) Si possono fare parti rigide di spessore diverso?
Si, ma confrontatevi con il Vs. fornitore per le limitazioni del caso

10) Posso fare una piega a 90° con un braccio flex?
NO.

11) Quanto possono essere fine le piste sugli strati flex?
Parlatene con il vostro fornitore.

12) Posso fare sui flex piste ad impedenza controllata?
Si, come per i rigidi, ovviamente è più facile la configurazione microstrip, tenete conto che la Dk del Kapton è stabile al variare della frequenza.

13) Come Padstack c‘è qualche regola da seguire?
Il Kapton o prodotti similari non hanno fibra, conseguentemente sono più soggetti a deformazioni. Il consiglio quindi è di maggiorare le pad sui lati flex per garantire comunque un ottimale annular ring. Per lo stesso motivo meglio evitare routing particolarmente complessi su quei layer.

14) Che finitura superficiale è meglio adottare sui circuiti rigid-flex?
Necessitando di cicli di backing importanti il consiglio è HAL, HAL LF, ENIG da evitare Ag, Sn,
OSP.

15) Posso inserire linee di scoring nell’array?
No, proprio per la presenza di zone flex

Chiedi informazioni:

Se vuoi sapere in che modo PADS Professional supporta la progettazione di circuiti stampati rigido-flessibili, non esitare a contattare un nostro esperto per un approfondimento. Siamo disponibili sia per informazioni tecniche che commerciali.

“PADS Professional è arrivato sul rigido-flessibile leggermente dopo, rispetto alla concorrenza, ma questo gli ha permesso di presentarsi sul mercato come lo strumento in assoluto più completo”.

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Progettare un PCB Rigid-Flex è più facile di quello che si pensa

Flex e rigid-flex design stanno diventando sempre più popolari nella progettazione di PCB, per questo motivo si dovrebbero cercare alcune informazioni quando si sceglie uno strumento di progettazione flessibile.

Per prima cosa, è necessario uno strumento flessibile, che consenta una definizione dell’assemblaggio semplice e intuitiva. Con PADS Professional è possibile definire rapidamente gli elementi di rinforzo e i livelli di copertura, oltre a modificare gli stackup per schema. Ciò significa che le parti flessibili possono sovrapporsi, a condizione che non si trovino sullo stesso livello, senza preoccuparsi di definire le sezioni di sovrapposizione dei flex, ma semplicemente definendo i singoli schemi di bordo. Se si dispone già di una struttura di bordo, è possibile importarla direttamente dallo strumento CAD meccanico.

In secondo luogo, bisogna scegliere uno strumento in grado di accelerare la definizione di interfacce critiche rigide e flessibili. PADS Professional offre funzionalità esclusive per accelerare il layout e il routing flessibile, come il routing curvo, il posizionamento basato sulla forma, il getto di rame dinamico, i teardops curvi e il percorso di abbraccio basato sulla forma.

La producibilità è un altro elemento chiave nella progettazione flessibile. Con PADS Professional, si lavora in un ambiente di progettazione 2D / 3D, che semplifica la visualizzazione, definendo dove e come il design si piega, utilizzando oggetti di disegno specifici per creare aree flessibili.
Si applicano quindi le manutenzioni corrette per costruzione con i vincoli associati a quelle aree di piegatura e si rivede la lavagna con una checklist completa di regole di progettazione flessibili per garantire le prestazioni elettriche. Con PADS Professional, puoi aumentare sia la producibilità che l’affidabilità.

L’ambiguità nella produzione manifatturiera viene ulteriormente eliminata da ODB ++ che distingue tra sezioni flex e rigid-flex, supportando oggetti flessibili come i cover layers e le aree flex bend (rosso).

Con il formato ODB ++, è possibile esportare un modello step dell’intero PCB e aprirlo nello strumento meccanico preferito per la progettazione congiunta di PCB, garantendo sicurezza nel trasferimento e nell’interpretazione dei dati.

Si importa la scheda assemblata direttamente nella vista 3D per verificare le distanze, il posizionamento dei componenti e l’interfaccia tra PCB e assemblaggio. Si verificano le aree di piegatura complesse per assicurarti che il tuo circuito “stile origami” sia piegato correttamente.

PCB rigid-flex è una soluzione sempre più in uso grazie ai molti vantaggi che comporta. Il design di PCB Rigid-flex richiede particolari attenzione che i progettisti devono conoscere per non commettere errori che poi potrebbero risultare fatali nell’uso reale.

I seminari gratuiti sulla progettazione di PCB rigido-flessibili

Parleremo di PCB Rigid-flex, progettazione e aspetti tecnici più critici nei nostri eventi che si terranno a Milano e Bologna, dove interverranno esperti di questo argomento.

Seminari grauiti sulla progettazione di circuiti stampati rigido-flessibili

Progettare un PCB rigid-flex di successo: criticità e buone pratiche

Seminario gratuito • Milano, 18 settembre 2018 • Bologna, 20 settembre 2018

Agenda

09:30-10:00Welcome Coffee
10:00-10:30La Vision 2020 di Siemens e il Digital Twin con PADS Professional
10:30-11:15Le linee guida IPC per i PCB rigid-flex
11:15-11:45Gli strumenti per progettare i PCB rigid-flex
11:45-12:30Le criticità costruttive e di materiali nella fabbricazione del PCB rigid-flex
12:30-13:30Lunch
13:30-14:15Le criticità di progettazione del PCB rigid-flex
14:15-15:00Le criticità di assemblaggio e test del PCB rigid-flex

Prenota ora:

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CadlogProgettare un PCB Rigid-Flex è più facile di quello che si pensa

Cosa c’è di nuovo con Xpedition? Altre novità per il PCB Design (parte 2)

Xpedition: le novità del System Design

Dopo il precedente articolo sulle prime novità del PCB Design con Xpedition, esaminiamo la funzionalità innovativa disponibile per la condivisione dell’IP, insieme alle nuove funzioni che forniscono la gestione dei modelli di componenti 3D e il rapido confronto dei progetti. La funzionalità di progettazione del sistema multi-board di Xpedition migliora la produttività dei designer e riduce i costi di sviluppo sostituendo processi di progettazione di sistemi manuali inefficienti con un flusso di lavoro collaborativo automatizzato e completamente integrato. System Designer consente la sincronizzazione automatica tra tutti i livelli di astrazione in un sistema multi-board, migliorando la produttività del team di progettazione e riducendo i costi di sviluppo del prodotto.

Con la serie VX.2, System Designer offre un’integrazione basata su ICD (Interface Control Document) tra la progettazione del sistema multi-board e il progetto di sistema dei sistemi. Gli ICD sono un elemento chiave dell’ingegneria dei sistemi, in quanto definiscono e controllano l’interfaccia (o le interfacce) di un sistema, e quindi vincolano i suoi requisiti. Il cuore dell’ ICD è l’interfaccia elettrica dell’unità che descrive i pin, i segnali (ingressi, uscite), le caratteristiche elettriche e i connettori. ICD includono informazioni su:

  • Connettori e loro pin
  • Nomi dei segnali e loro connessione ai pin
  • Intento progettuale
  • In Xpedition, la definizione ICD è guidata dal design del sistema multi-board. L’integrazione basata su ICD consente ai team di inserire la connettività una volta e quindi implementarla nel flusso.

La serie VX.2 offre anche funzionalità innovative di progettazione del sistema che prevedono:

  • Un facile accesso ai blocchi circuitali riutilizzabili basati su libreria per facilitare lo sviluppo rapido del prodotto
  • L’integrazione con HyperLynx per la simulazione di più schede
  • L’importazione di segnali bus da un foglio di calcolo nel gestore pin del connettore
  • La creazione e posizionamento parametrici avanzati al volo di connettori grafici conformi a IEC 60617

Xpedition: le novità dello schematic capture

La funzionalità di acquisizione schematica di Xpedition consente ai team di sviluppo prodotto di definire, verificare e comunicare l’intento progettuale in tutto il flusso di progettazione PCB. Fornisce una soluzione completa per la creazione e il riutilizzo dei progetti, insieme a tutto il necessario per la simulazione, la selezione dei componenti e la gestione delle librerie, il tutto in un ambiente di progettazione concorrente basato sul team.

Con la serie di rilasci VX.2, l’acquisizione schematica di Xpedition offre un nuovo editor di simboli con lo stesso aspetto e lo stesso stile dell’editor schematico. In particolare, il nuovo editor di simboli e l’editor di schemi hanno:

  • Lo stesso motore editor
  • Le stesse impostazioni, caratteri, griglie e combinazioni di colori
  • Rendering grafico identico

La serie VX.2 offre anche funzionalità di acquisizione schematica innovative che prevedono:

  • Una nuova, intelligente ricerca “Google Style” per parti, simboli e proprietà
  • Un’interfaccia utente di integrazione del progetto aggiornata, con un nuovo advisor per le modifiche del design focalizzato in quattro aree: comunicazione tra gli strumenti, dati sui simboli, documentazione e schemi,
  • Visualizza le funzionalità di controllo in modo simile al controllo di visualizzazione del layout, inclusi i preferiti, nascondi gli oggetti non utilizzati, la ricerca e gli schemi
  • Barre degli strumenti semplificate incentrate sulle attività di progettazione più comuni

Scarica il libro bianco

Xpedition: sei principi per una facile progettazione di PCB


Per un facile uso del PCB Design, sono stati elaborati sei princìpi: leggibilità, comportamento prevedibile, sincerità, semplicità, alto livello di automazione, guida al flusso ed efficienza.

Con sintesi in italiano.

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CadlogCosa c’è di nuovo con Xpedition? Altre novità per il PCB Design (parte 2)

Cosa c’è di nuovo in Xpedition? Alcune delle ultime novità per il PCB Design

Xpedition: le novità nella verifica di progetto

La funzionalità di verifica del PCB Design di Xpedition include una suite completa di strumenti di simulazione PCB ad alta velocità alimentati da HyperLynx. Queste funzionalità comprendono l’integrità del segnale e dei piani d’alimentazione, l’analisi analogica e mista, l’analisi a full wave termica e di vibrazione. Infine, includono anche potenti DRC per la verifica della progettazione EMI / EMC, SI e PI.

Con la serie di versioni VX.2, la verifica del PCB design è stata migliorata e intensificata per includere:

  • Procedura guidata batch SERDES (la procedura guidata batch HyperLynx SERDES supporta la convalida di oltre 25 modalità operative popolari che appartengono ai protocolli Ethernet, OIF-CEI, PCIe, USB e Fibre Channel) che fornisce un’analisi completa basata sulle specifiche che include un report di riepilogo di alto livello, nonché collegamenti a informazioni intermedie che possono essere utilizzate per eseguire il debug dei problemi di interconnessione dei canali o migliorare le loro prestazioni.
  • Embedded 3D EM solver (HyperLynx include un solutore 3D EM incorporato che trova automaticamente le aree sulle reti che richiedono un modello 3D e quindi invia automaticamente l’area al risolutore 3D) che consente agli ingegneri hardware di analizzare con precisione i collegamenti SERDES a 10-28 Gb/s.
  • Controllo della dispersione (HyperLynx DRC può controllare la dispersione cioè il flusso di corrente elettrica lungo la superficie del materiale dielettrico e segnalare le violazioni per garantire la conformità agli standard IEC) che viene eseguito durante la fase di progettazione, riducendo notevolmente i problemi normalmente rilevati durante la verifica manuale post-progettazione.

Xpedition: novità nel layout

Xpedition Layout fornisce un ambiente per la pianificazione collaborativa, il posizionamento e il routing di circuiti stampati altamente complessi. Combinando la facilità d’uso con le funzionalità avanzate progettate, offre ai progettisti la tecnologia leader del settore per affrontare le sfide di progettazione odierne. L’ambiente di layout include la pianificazione e la gestione automatizzate del posizionamento, il routing autoassistito, l’autorouting multi-pass personalizzabile e altro ancora.

Con la serie di VX.2, Layout ha aumentato il supporto per i progetti flex e rigid-flex. L’ambiente di costruzione corretto per layout semplifica il processo di progettazione, dalla creazione di complessi stack-up rigidi-flessibili, alla definizione di aree di piegatura con vincoli associati, all’output accurato per la produzione. Aggiornamenti e miglioramenti recenti includono:

  • Un supporto per più schede, ognuna delle quali potenzialmente utilizza un unico stack indipendente.
  • Un supporto per strati specifici della flessione inclusi il substrato di base del nucleo flessibile, lo strato di copertura, l’adesivo e il rinforzo.
  • Una funzionalità rigida e flessibile che include il controllo di piega, una comprensione dei requisiti specifici della flessione per padstack, vias, tracce, riempimenti piani, posizionamento di componenti e DRC.
  • Un controllo per contrassegnare gli stack non validi per i progetti flex e rigid-flex.

La serie VX.2 offre anche funzionalità di layout innovative che prevedono:

  • Un miglioramento per allineare un modello 3D con un ingombro 2D
  • La possibilità di associare collegamenti ipertestuali alla maggior parte degli oggetti di progettazione
  • Un supporto per la pianificazione simultanea dello schizzo durante le sessioni di progettazione del team
  • La possibilità di rivedere le DRC di Valor NPI dall’interno di Explorer

L’argomento prosegue in quest’altro articolo con la seconda parte.

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Xpedition: sei principi per una facile progettazione di PCB


Per un facile uso del PCB Design, sono stati elaborati sei princìpi: leggibilità, comportamento prevedibile, sincerità, semplicità, alto livello di automazione, guida al flusso ed efficienza.

Con sintesi in italiano.

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Rigid Flex PCB Design: come progettare circuiti stampati rigido flessibili con PADS Professional

Il Rigid Flex PCB Design, ovvero la progettazione dei circuiti stampati rigido flessibili, è un’attività sempre più importante per ottenere prodotti elettronici competitivi, grazie alle possibilità consentite da questa tecnologia estremamente versatile. In questo articolo vedremo come progettare i PCB rigid flex con PADS Professional, la soluzione più completa per il PCB Design, che dalla versione 2.3 consente anche il design del circuito stampato rigido flessibile.

Rigid-Flex Option for PADS Professional – Scarica datasheet

Perché la tecnologia rigid flex

Vediamo innanzi tutto perché e in quali casi conviene orientarsi alla tecnologia del PCB rigid flex. Il primo e forse più importante motivo è la riduzione dei costi. Ciò avviene per esempio perché si ottiene una maggiore integrazione col cablaggio integrato, dal momento che non ci sono quelle operazioni di assemblaggio che richiedono l’aggancio dei cavi tramite connettori. Inoltre è possibile applicare il test dell’apparecchiatura in una singola fase. La riduzione dei costi è poi implicita nei prodotti con grandi numeri di produzione, come quelli per il mercato consumer, per il fatto che il rigido flessibile consente di ottimizzare le caratteristiche dell’oggetto elettronico.

C’è poi un vantaggio dal punto di vista dell’affidabilità, in quanto c’è un’alta tolleranza a vibrazioni e urti, nonché l’eliminazione dell’errore umano durante l’assemblaggio dell’apparecchiatura. Ma soprattutto c’è un miglioramento nella trasmissione dei segnali, grazie all’eliminazione dei cambiamenti di sezione sui conduttori, tipico ad esempio nel ricorso ai connettori flex applicati alla scheda.

Ma ciò che rende irresistibile il rigid flex per il mercato consumer è che questa tecnologia permette una significativa riduzione dello spazio necessario, dal momento che vengono eliminati componenti aggiuntivi come connettori e cavi. Ciò porta inoltre a una riduzione generale di dimensioni e peso.

Esempi di applicazione del PCB rigid flex

Qui di seguito possiamo vedere alcuni esempi di applicazione della tecnologia rigid flex, che spaziano dalle apparecchiature ad alta tecnologia per l’ambito militare a prodotti consumer nei quali è richiesto un fortissimo impaccamento, dovuto alla miniaturizzazione spinta. Questo si può riscontrare in oggetti come il braccialetto o la macchina fotografica.

esempi di pcb rigido flessibiliA casa ho una macchina, alla quale si era rotto il display. Avendola portata a riparare, hanno reagito con una risata, dicendomi che sarebbe costato molto meno comprarla nuova. Allora ne ho approfittato per aprirla, ma la macchina è esplosa in mille pezzi ed è stato impossibile rimontarla. Questo per capire il livello di compressione e di riduzione degli spazi che si possono ottenere con questo tipo di tecnologia

Cos’è un progetto di PCB rigido flessibile

Ci sono diverse applicazioni rigid flex, che vedremo più avanti, le quali sono caratterizzate da diversi livelli di complessità e si differenziano sulla base dei tipi di collegamento, del posizionamento dei componenti – che a volte possono essere anche installati nella parte flessibile – e soprattutto della condivisione delle interconnessioni.

Partiamo dalla situazione più semplice, il progetto di un cavo flex per un singolo PCB. Di fatto si tratta di uno stackup uniforme  – ovviamente nella zona flessibile – che definisce come i segnali si trasferiscono tra i due connettori attraverso un substrato flessibile. Ciò permette per l’appunto di eliminare il ricorso a connettori per mettere in collegamento tra loro i due lati e utilizzare semplicemente un “flat” per cablare le due apparecchiature.

cavo rigid flexSalendo di livello entriamo in quello che viene maggiormente utilizzato, ovvero il circuito rigido flessibile. Si tratta sempre un singolo PCB, costituito da un misto di schede rigide e substrati flessibili, che hanno però la caratteristica di avere stackup differenti, pur essendo interconnessi tra di loro. Questo vuol dire che potrei avere ad esempio 3 schede distinte, con una struttura di strati differente, che vengono poi interconnesse tramite una connessione flat, che a sua volta può avere un numero di layer differenti. Tipicamente questo tipo di tecnologia viene prodotta tramite un singolo pannello.

Il rigido flessibile avanzato è sempre un progetto a singolo PCB, costituito da un misto di schede rigide e substrati flessibili con diversi stack up, interconnessi fra di loro. Questo tipo ha componenti posizionati sul substrato flessibile. Anch’esso tipicamente viene prodotto su un pannello singolo. La problematica di assemblaggio ha che fare soprattutto con il posizionamento dei componenti sullo strato flessibile.

Arriviamo poi al sistema rigido o flessibile, che quello più complesso, caratterizzato da uno schema di interconnessione comune, che viene suddiviso però in più PCB. Il che vuol dire che non c’è necessariamente un singolo PCB che fa riferimento ad un unico schematico, ma si possono avere 3, 4 o 5 progetti che si interconnettono tramite le parti flessibili. Un progetto del genere può essere prodotto tramite pannelli diversi oppure in un pannello unico, che non viene scontornato per essere pronto direttamente per il montaggio.

Gli svantaggi di un progetto rigid flex

Anche una tecnologia evoluta come il rigid flex ha ovviamente i suoi svantaggi. Ci sono innanzi tutto delle problematiche di progetto:

  • un aumento della complessità di gestione del sistema;
  • una maggiore necessità di ottimizzazione dell’affidabilità e della qualità, dal momento che ogni progetto combina schede che possono avere caratteristiche diverse;
  • una gestione più complessa della proprietà intellettuale IP del sistema completo;
  • la richiesta di una collaborazione efficiente tra i vari team impegnati nel progetto e in particolare con la parte di progettazione meccanica.

Ma bisogna fare i conti anche con delle problematiche produttive:

  • i costi di lavorazione più elevati;
  • il materiale più costoso;
  • una maggiore sensibilità ai graffi, specie per le parti flessibili.

La terminologia del rigido flessibile

Anche se le tecnologie di base sono le stesse del normale PCB, ce ne sono alcune specifiche del rigido flessibile. Ci sono in particolare tre definizioni specifiche, che sono disponibili all’interno di PADS Professional nella sezione rigid flex.

Coverlay: è un ulteriore strato, costituito da un materiale flessibile che protegge e isola i circuiti dalle superfici esterne. Facilita eventuali movimenti fissando i circuiti in rame delle parti flessibili, prevenendone il sollevamento.

Adesivo: è un layer che viene utilizzato dove il rame è vincolato direttamente sul materiale base.

Stiffener: ulteriore strato che viene utilizzato per rinforzare un’area flessibile dove va effettuato il piazzamento dei componenti, per assorbirne le sollecitazioni meccaniche.

Nel seguente esempio si vede come viene incastrato uno strato flessibile all’interno di un circuito rigido.

Definizione degli stackup

Per gestire stackup differenziati i CAD come Altium utilizzano tipicamente il sistema delle zone. Con questo sistema, si deve creare un progetto partizionato in otto zone. Lo svantaggio è che non esiste un modo per gestire in modo indipendente ciascuna zona, in caso di sovrapposizioni sull’asse Z. Inoltre, la modifica anche di una sola struttura influisce sulle altre aree e sui differenti stackup. Questo significa che un piccolo cambiamento si propaga su tutte le aree circostanti e sui diversi stackup.

In PADS Professional, invece, con l’opzione rigid flex vengono utilizzati diversi Board Outline individuali,  per definire la struttura complessiva del sistema. In questo modo è possibile configurare separatamente lo stackup per ogni singolo Board Outline  e di conseguenza l’impatto delle modifiche di un elemento è minimizzato. La gestione delle strutture rigido flessibili complesse risulta semplificata e diventa più semplice gestire sovrapposizioni e modifiche su stackup multipli.

Con la definizione di board multiple è possibile supportare Stackup Master e tipi di layer addizionali, come adesivo, coverlay, stiffener o flex core. I Board Outline devono essere coincidenti, in modo da permettere il passaggio delle informazioni.

PADS Professional consente anche dei controlli. I Board Outline non possono essere sovrapposti, se hanno layer in comune, mentre sono sovrapponibili se hanno strutture di layer indipendenti. Inoltre lo Stackup deve includere almeno un dielettrico e un layer di segnale. Questo vale anche per il bending, cioè le aree di piegatura.

Le configurazioni di stackup supportate sono le seguenti:

  • Embedded Cover Lay
  • Bikini Cover lay
  • Bookbinder flex
  • Rigid flex con PCB rigidi e stackup indipendenti
  • Flex e Rigid Flex con Stiffeners

Gli elementi supportati nello Stackup Editor di PADS Professional sono invece:

  • Cover layers
  • Adesivi
  • Stiffeners
  • Flex Cores

PADS Professional ha una gestione dinamica dei padstack, che permette di definire sia le aperture nei layer cover top e bottom, sia le aperture per gli stiffener. I fori vengono rappresentati in tempo reale sul layer cover e questo permette l’impiego di un’unica libreria per entrambe le tecnologie.

Definizione delle aree di piegatura del circuito rigido flessibile

Per quanto riguarda la definizione delle aree di piegatura, è disponibile in PADS Professional un elemento specifico (Bend Area), che consente di definire dove e come la scheda potrà piegarsi, attraverso i seguenti parametri: Radius; Angle; Allow Corners (Piegatura traccia); Allow Width Change (Modifica spessore traccia); Allow non-perp (Tracce non in corrispondenza a un angolo di piegatura a 90); Allow Vias ; Allow Solid Fills (Richiede riempimento cross-hatch se disabilitato); Allow Parts; Bend Order (Sequenza di piegatura); Left/Right Slide Distance (Animazione dinamica di piega con DRC); Binding Length (Lunghezza extra per Book Binder Flex)

Il routing nei progetti rigid flex

I progetti rigido-flessibili devono rispondere a diversi requisiti specifici per il routing, ovvero la sbrogliatura del PCB, se si vuole ottenere un flusso di progettazione efficiente. Ecco di seguito i nostri consigli.

  • I percorsi devono essere il più possibile perpendicolari alla linea di piegatura.
  • Non deve esserci nessun contatto nell’area di piegatura con altre schede flessibili.
  • I conduttori devono avere una distribuzione uniforme.
  • Se possibile, bisogna prevedere conduttori più ampi sulla parte esterna, vicino al contorno di flessione.
  • È necessario mantenere un offset tra tracce top e bottom, con la sbrogliatura su due strati, per prevenire l’effetto I-Beam, che si verifica quando due tracce appartenenti a strati diversi si sovrappongono.
  • Se possibile, evitare angoli sulle tracce nella zona di flessione.
  • Utilizzare forature per terminare eventuali split nella parte flessibile, al fine di prevenire gli strappi in fase di piegatura.

Nella seguente figura, tratta dalle norme IPC-2223B, vengono esemplificati i percorsi ritenuti rispettivamente preferiti, non desiderabili (2° e 3° esempio) e inaccettabili.

rigid flex IPC-2223B

Ma cosa succede quanto il routing riguarda una zona flessibile? In PADS Professional si hanno a disposizione in qualsiasi tipo di zona tutte le funzioni standard, ovvero: AutoRouter, Sketch Router, All Angle Plow, Multi Plow con gli archi.

È anche possibile generare automaticamente il teardrop, per avere un’uniformità di transazione tra la pista e il pad e un aumento dell’affidabilità nella zona di piegatura. Questo in particolare per i fori passanti, ciechi e interrati, per i pin a foro passante e gli SMD, per la giunzione a T sulle tracce e per il restringimento nella sezione delle tracce.

[L’articolo prosegue di seguito]

Scarica ora le linee guida IPC-2223B:

Qualità del progetto ed esportazione dei dati

Un punto molto importante riguarda le modalità di esportazione dei dati verso altri tool e verso la fabbricazione. PADS Professional, anche nella parte rigid flex è in grado di generare i dati nel formato più evoluto, l’ODB++. Questo significa che quando il progetto viene caricato da un sistema che riconosce l’ODB++ il sistema stesso è in grado di distinguere tra le zone rigide e quelle flessibili.

Prima dell’uscita si può utilizzare il nuovo Hazard Explorer, che consente di identificare rapidamente le possibili problematiche tipiche dei circuiti Flex, come i componenti troppo vicini all’area di bend; i via troppo vicini ai bend o ai cover layer; le tracce non perpendicolari al bend line; i pa mancanti sul cover layer; il riempimento corretto dei piani nelle piegature; la mancanza di tear drop.

Inoltre c’è il pieno supporto della Flex Analysis in HyperLynx, dal momento che quest’ultimo consente l’importazione e la modifica di stackup multipli, le sezioni trasversali dedicate per ogni scheda, in fase di simulazione, e la modellazione accurata delle tracce sui piani retinati.

La progettazione 3D del PCB rigido flessibile

Nella fase finale è possibile trasferire il progetto all’interno dell’ambiente 3D foto-realistico che permette di identificare se le piegature sono posizionate correttamente. Ma c’è soprattutto la possibilità di effettuare una verifica rispetto alla non interferenza con le parti meccaniche.

rigid flex 3dSiccome la collaborazione tra il progetto elettronico e quello meccanico è molto importante nei prodotti più complessi – quali sono tipicamente quelli nei quelli si ricorre al rigid flex – è possibile esportare in formato Step sia la parte elettronica che quella meccanica. Oppure, qualora sia necessaria la collaborazione incrementale, si può ricorrere al ProSTEP, utilizzando il formato .IDX, che ha la stessa struttura dell’IDF ma è incrementale.

È da sottolineare il fato che nella versione VX 2.3 di PADS Professional, che è stata appena rilasciata, il modulo MCAD collaboration, che serve per trasferire le informazioni dall’elettronica alla meccanica e viceversa – con la generazione dello storico di accettazione proposta e rivisitazione delle informazioni – è attualmente incluso in tutte le configurazioni senza costi aggiuntivi.

PADS MCAD Collaboration – Scarica datasheet

In conclusione, PADS Professional offre un ampio ventaglio tecnologico, per supportare al meglio i circuiti rigido flessibili, tramite la gestione di sistema completa, che consente di gestire la complessità dei progetti. Grazie alle metodologia “Correct by Construction” è inoltre possibile effettuare verifiche degli errori in tempo reale, ma ci sono anche funzionalità per l’ottimizzazione dell’affidabilità e della qualità. Le funzioni Design Reuse, già note agli utenti PADS, sono molto semplici da implementare e consentono di gestire velocemente tutte le parti ripetitive della sbrogliatura, tramite un semplice copia incolla. Infine, le funzionalità rigid flex di PADS Professional colmano il divario tra i domini elettronici e meccanici, grazie a una vera collaborazione MCAD-ECAD

Scarica la presentazione di Ivano tognetti sul PCB Rigid Flex Design con PADS Pro:

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Ivano TognettiRigid Flex PCB Design: come progettare circuiti stampati rigido flessibili con PADS Professional

Progettare un PCB per la Internet of Things (IoT) – Parte 5 – Fabbricazione e Assemblaggio

Eccoci alla quinta e ultima puntata della nostra serie su come progettare un PCB per la Internet of Things (IoT). Abbiamo finora affrontato tutti gli aspetti legati in modo specifico ai dispositivi riconducibili al concetto di IoT, che riguarda tipicamente la raccolta e trasmissione a distanza di dati. In tale fattispecie rientrano sia dispositivi di uso personale (come i fitness tracker) e domestico (come i cronotermostati di nuova generazione), sia i sensori e le apparecchiature che in ambito industriale consentono di ottimizzare i processi produttivi tramite una gestione in tempo reale dei dati (la cosiddetta Industria 4.0).

Finora, dopo le caratteristiche specifiche dei dispositivi IoT, abbiamo visto come gestire la scelta dei componenti e la cattura dello schematico, poi la progettazione del PCB layout e la cattura degli obiettivi progettuali. È dunque arrivato il momento di parlare della fabbricazione e assemblaggio dei progetti IoT.

Esempi di controlli che è possibile effettuare tramite le analisi DFM

Si tratta di assicurare, lungo tutto il flusso di progettazione, che vengano rispettate le esigenze legate alla produzione nelle sue due componenti, ovvero la fabbricazione del PCB e l’assemblaggio dei componenti sulla scheda. Ad esempio, il Design for Test (DFT) consente di identificare i corto circuiti e altri difetti di producibilità, abilitando il progetto alla testabilità dal punto di vista della scheda nuda. Analogamente, l’analisi DFMA (Design for Manufacturability and Assembly) consente di identificare problemi come quelli relativi agli slivers o al rame indebitamente esposto al solder. In modo che possano essere corretti prima della fabbricazione.

La produzione di dispositivi IoT può essere particolarmente complessa per chiunque, dai grandi produttori di elettronica fino ai makers. In tale contesto, il risparmio anche di pochi centesimi può avere un impatto decisivo sulla riuscita o il fallimento del progetto. Perciò è importante disporre di tool per la progettazione che includono caratteristiche per la producibilità, come l’analisi DFMA, la pannellizzazione e il flusso di scambio dei dati per il lean manufacturing come il formato ODB++. Tali tool consentono di prevenire i problemi che causano ritardi, re-spins, aumento dei costi, diminuzione dei volumi di produzione.

Per ulteriori approfondimenti su questo tema, consigliamo di consultare la guida di John McMillan “7 Design Aspects of IoT PCB Designs”.

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CadlogProgettare un PCB per la Internet of Things (IoT) – Parte 5 – Fabbricazione e Assemblaggio

PCB Design, ecco le novità di Xpedition VX.2.2

Un’importante novità nel PCB Design è il rilascio della versione VX 2.2 di Xpedition, da parte di Mentor/Siemens. Xpedition è il tool di fascia altra per il PCB Design, destinato alle imprese globali. La nuova versione si pone l’obiettivo di affrontare le complessità tipiche del design contemporaneo, puntando primariamente sulla facilità d’uso e il lavoro in team.

La sempre maggiore densità dei prodotti elettronici impone lo sviluppo di progetti ultra-compatti, con sempre più funzionalità e a costi sempre più ridotti. La risposta di Xpedition è quelle di tecnologie innovative che enfatizzano aspetti come il riuso dei progetti, l’automazione del disegno del layout, una facile configurazione dei vincoli avanzati, la progettazione e verifica 3D dei sistemi rigid-flex, così come una solida gestione dei dati.

Ecco una sintesi le principali novità.

Data Management

  • Vault distribuiti – Adesso sono disponibili sia master vault remoti sia nodi vault remoti per fornire un’istanza separata del server con una distribuzione localizzata dei vault.
  • Cross Probing – Integrazione migliorata con gli strumenti di creazione del PCB design, che abilita il cross probing (scambio di dati bidirezionale) tra le applicazioni e lancia i tool di modellazione SI/AMS.
  • Collaborazione – Ridisegnata l’interfaccia utente di collaborazione per fornire un contesto comune per la ricerca, la navigazione e l’ispezione. È stato introdotto un “Compare Basket” per assistere il progettista nel processo di selezione di due progetti per il confronto. Inoltre può essere utilizzata la ricerca rapida per trovare qualsiasi caratteristica o meta-dato della libreria o del progetto sulla base di un determinato testo.

System Design

  • Connettori a fori passanti – Viene supportato l’accoppiamento dei pin in un connettore a fori passanti (Board-through Connector o Stack Connector) con I pin di due connettori diversi (ad esempio sopra e sotto la scheda).
  • Connettori backshell – I connettori backshell ora possono essere generati a livello di libreria e hanno anche una propria rappresentazione grafica.
  • Livelli di astrazione multipli – Nel corso della progettazione di sistema, c’è speso bisogno di variare i livelli di astrazione nel corso del tempo, quando vengono aggiunti dettagli. Ora in Xpedition sono disponibili livelli di astrazione multipli, per supportare questo processo progettuale graduale utilizzato tipicamente dagli architetti di sistema.
  • Integrazione col Cable Design – Adesso è possibile scambiare le informazioni dettagliate relative all’interfaccia fisica di un’unità, descritte nell’Interface Control Document (ICD), tra il progetto di sistema e il progetto di cablaggio.

Cattura dello schematico

  • Controllo della visualizzazione – È stato reso disponibile un nuovo controllo della visualizzazione (display control) per la gestione delle viste e delle stampe dello schematico. Le funzioni sono simili a quelle già disponibili per il layout.
  • Miglioramenti funzionali – Tra i vari miglioramenti segnaliamo quello del wizard “Property Mapping” per la sostituzione dei componenti e quelli nella funzionalità di ricerca, che tra le altre cose consente di avviare direttamente un’azione di sostituzione dei componenti.

FPGA-PCB Co-Design

  • Ottimizzazione Multi-Gigabit (MGT) – La nuova funzionalità di ottimizzazione dei segnali dei Multi-Gigabit transceiver risponde all’esigenza di gestire la quantità crescente di questi elementi all’interno della FPGA.
  • Local Parts Library – Ora è possibile salvare le parti e i simboli dell’FPGA nella libreria del progetto, sia con i simboli personalizzati che con quelli generici.

Layout

  • Sketch Planning – Le funzionalità di Sketch Planning consentono di accelerare notevolmente il flusso di progettazione del PCB. Sono stati introdotti vari miglioramenti in questa parte, specialmente per ottimizzare l’adozione di questi strumenti nel lavoro in team.
  • Alternate Cells – Questo tipo di posizionamento è supportato nel 3D, utile specie per i transistor e i componenti assiali che possono essere assemblati manualmente.
  • Fori ciechi – È consentito il piazzamento di fori ciechi a una data profondità.

Design for Manufacturing

  • La nuova integrazione tra Valor NPI e Xpedition consente la validazione sia dei vincoli di progetto che delle capabilities del processo produttivo, in combinazioni multiple. Si tratta di un’analisi della fabbricazione guidata dal processo che consente di gestire la variabilità di modello del prodotto.

Per una lista completa delle novità della versione VX 2.2 di Xpedition è possibile scaricare il file seguente:

Xpedition Enterprise Flow VX.2.2 Release Highlights

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PCB Design: ecco tutte le novità di PADS VX.2.2

La maggiore novità per il PCB Design delle ultime settimane è il rilascio della versione VX.2.2 di PADS da parte di Mentor, società che da qualche mese è parte della grande famiglia Siemens. PADS negli ultimi mesi è in grande rimonta, rispetto al suo concorrente diretto Altium, per via dell’integrazione tra i vari tool a supporto della progettazione del PCB nell’ambito di un unico ambiente, la PADS Product Creation Platform, che hanno reso PADS lo strumento in assoluto più completo a disposizione del progettista elettronico.

La gran parte dei miglioramenti sono frutto dei contributi degli utenti stessi, grazie a Mentor Ideas, lo strumento che permette a qualunque utilizzatore di inoltrare proposte per il miglioramento degli applicativi.

Ecco dunque l’elenco dei principali cambiamenti di cui è possibile usufruire scaricando la versione VX.2.2, se si è già utenti in manutenzione, o acquistandone una nuova. Gli attuali utenti di Altium possono consultare le nostre guide per la migrazione da Altium a PADS.

PADS Designer VX.2.2

  • Nuovo Display Control per la gestione delle viste dello schematico e della stampa
    • Funzioni similari al Display Control di layout (PADS Pro / Xpedition)
      • Favorites
      • Hide unused items
      • Search
      • Schemes
    • Part Replace: miglioramenti nella gestione del Property Mapping
    • Integrazione xDXDatabook in Search
    • Design Verification in Search
    • Possibilità sostituzione component con simboli differenti in Variant Manager

PADS Layout VX.2.2

  • Miglioramento procedure di migrazione:
    • Migrazione PADS / PADS Professional / Xpedition
    • Migrazione Librerie
    • Da Librerie PADS Designer e PADS Netlist a Central Library (Flusso Integrato)
    • Migrazione Progetti
    • Migrazione delle Electrical Nets e Design Rules da Flusso Netlist a Flusso Integrato
    • Migrazione da Prodotti concorrenti
  • Le lunghezze “Electrical net” ora considerano anche la lunghezza del componente (Flusso Integrato con Constraint Manager)
  • Miglioramenti generali su Variant Manager e CAM
  • Implementazione nuovo CAM Integrity Test

PADS Layout / PADS Professional VX.2.2

  • 3D mapping per Decal alternative
  • Miglioramento generale prestazioni

Mentor Ideas

Tutti gli utenti PADS possono contribuire costantemente al miglioramento del prodotto, inserendo proposte all’interno del sito Mentor Ideas, oppure accedendo al comando “Submit an Enhancement” direttamente dall’interno dell’applicativo, nel menu Help di PADS Logic, Layout e Router.

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Come e perché migrare da Altium Designer a PADS

Nel campo del PCB Design molti progettisti che usano Altium Designer sentono i limiti di uno strumento circoscritto alle attività base della progettazione, e si chiedono come ampliare la gamma dei tool a disposizione.

Il problema per molti è come completare il progetto in tempi rapidi e col budget disponibile, dovendo effettuare analisi come l’integrità di segnale, il segnale analogico/misto, la Power Distribution Network (PDN), l’analisi termica e l’analisi di fabbricabilità.

Avere una singola interfaccia utente è utile, ma ancora di più lo è poter disporre dei migliori tool di analisi all’interno del flusso di progettazione e in collaborazione con gli altri progettisti del team. Questo è ciò che offre la PADS Product Creation Platform, veramente unica come completezza e ideale per i progettisti che si devono occupare di tutti gli aspetti della progettazione.

Perché passare da Altium a PADS

Oltre alla completezza degli strumenti a disposizione – che rendono PADS l’unica piattaforma che consente di completare un progetto di PCB ai progettisti indipendenti e ai piccoli gruppi di progettazione – ci sono altri vantaggi nel passaggio da Altium Designer a PADS.

La PADS Product Creation Platform è scalabile sia nelle funzionalità che nei costi, adattandosi così a tutte le esigenze. Le opzioni per integrare gli strumenti di schematico e PCB layout con l’analisi e la verifica sono veramente alla portata di tutti, per consentire di affrontare le sfide progettuali presenti e future.

Come migrare da Altium a PADS

La migrazione da Altium a PADS – anche di progetti già impostati – non solo è possibile, ma è anche realizzabile senza particolari difficoltà. Prima di tentare questa strada, è possibile scaricare le nostre guide alla migrazione da Altium a PADS. Le guide contengono istruzioni passo passo per passare a uno qualsiasi dei flussi PADS:

  • PADS Standard (che include lo schematico, il PCB Design e la simulazione online del segnale analogico/misto)
  • PADS Standard Plus (che include tutte le funzionalità di Constraint Management integrate in PADS Standard Plus, la gestione della libreria centralizzata, l’analisi dell’integrità di segnale e il crosstalk. Così come la simulazione termica e analogica)
  • PADS Professional (basato sulla tecnologia top-class d Xpedition, che offre le funzionalità più avanzate di auto-routing esistenti in campo industriale)

Per tutte le informazioni pratiche, si vedano le nostre guide alla migrazione da Altium a PADS.

Supporto tecnico

Se hai bisogno di informazioni aggiuntive o di supporto diretto, il nostro staff tecnico è a tua disposizione per aiutarti in ogni aspetto riguardante la migrazione in PADS dei progetti realizzati con Altium Designer.

“La migrazione da Altium a PADS non solo è possibile, ma consigliabile a chi non si accontenta di un tool per la sola progettazione dello schematico e del layout”

Chiedi informazioni:

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Analisi dei segnali: la novità PADS per i PCB con RAM DDR

La recente introduzione di due moduli per l’analisi dei segnali ad alta velocità, all’interno della PADS Product Creation Platform, dimostra come quest’ultima si proponga quale piattaforma più completa tra i software per la progettazione di schede elettroniche. Dopo PADS HyperLynx DRC, per il controllo delle regole di progetto, ecco infatti che arriva PADS HyperLynx DDR, specializzato nell’individuazione di problematiche di signal integrity e di timing nelle schede con RAM DDR, che nella progettazione odierna stanno assumendo un ruolo sempre più importante.

PADS HyperLynx DDR simula le connessioni alle memorie DDR in termini di impedenze, accoppiamenti e timing, per garantirne il corretto funzionamento. Grazie a questo tipo di analisi, è possibile ridurre fortemente la necessità di effettuare vari cicli di progettazione e di prototipazione.

Tra le caratteristiche più significative di PADS HyperLynx DDR c’è l’interfaccia basata su wizard, che facilita notevolmente l’analisi nei progetti con RAM DDR1, DDR2 e DDR3. La simulazione può essere effettuata con qualsiasi numero di dispositivi DRAM. Un report in formato HTML consente una lettura agevole di tutti i risultati in termini di timing e di signal integrity.

La recente aggiunta di questi moduli, che segue quella di PADS FloTHERM XT per l’analisi termica, conferma la chiara volontà di mettere a disposizione dei progettisti un ambiente unico di progettazione, per fare fronte a tutte le necessità di quello che può essere definito “ecosistema” del PCB Design. Ciò consente di coprire tutti gli aspetti della progettazione – dall’inizio alla fine – senza mai uscire dall’ambiente familiare all’interno del quale il progettista indipendente si trova abitualmente a lavorare.

Per chi desidera saperne di più sulla nuova PADS Product Creation Platform, abbiamo organizzato una serie di incontri in tutta Italia, molto “leggeri”, comprendenti una breve presentazione del prodotto nel tardo pomeriggio e poi un aperitivo con buffet per finire la giornata nel modo più sereno possibile. Li abbiamo chiamati PADS PCB Design Happy Hour.

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