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XI
WEARABLE
MEDICAL 13 - GENNAIO/FEBBRAIO 2017
estremamente ridotto di fili (o anche la totale assenza
di questi). Essi sono in grado di acquisire una grande
varietà di dati e persino effettuare alcuni tipi di analisi.
Un dispositivo che si attacca direttamente al corpo del
paziente richiede un circuito flessibile e layout molto
“densi”. Oltre a ciò, le schede sono spesso di tipo cir-
colare, oppure hanno forme insolite, ragion per cui è
richiesta un’estrema accuratezza nella fase di piazzamen-
to e sbroglio (place&route). Nel caso di schede di pic-
cole dimensioni e densamente popolate, un tool per il
progetto di PCB ottimizzato per circuiti rigido-flessibili
semplifica notevolmente la manipolazione di forme non
convenzionali.
L’importanza della flessione
Il vantaggio legato all’uso di un circuito flessibile è la
possibilità di modellare l’assemblaggio finale sfruttando
la flessibilità intrinseca del circuito stesso. Ciò comporta
l’insorgere di parecchi problemi che non si riscontrano
nelle tradizionali schede rigide. Il processo di curvatu-
ra produce sollecitazioni che non sono presenti nelle
schede di tipo rigido. Parecchi tool per la progettazione
di schede PCB integrano apposite funzionalità che per-
mettono di ottimizzare il circuito flessibile. Per evitare
l’insorgere di problemi dovuti alle forze di flessione, è
sufficiente seguire poche semplici regole di progetto:
Non utilizzare curve a 90° per le piste:
gli spigoli delle
piste sono soggetti a maggiori sollecitazioni di flessio-
ne rispetto ai percorsi rettilinei. Per evitare che col tra-
scorrere del tempo insorgano
problemi di delaminazione è
necessario utilizzare percorsi
rettilinei oppure, se le piste
devono cambiare direzione,
bisogna prevedere curve o
curve lineari a tratti piuttosto
che una configurazione che
preveda una piegatura che si
approssimi a un angolo retto.
Piste sfalsate su circuiti fles-
sibili a doppia faccia:
quando
le piste scorrono le une sopra
le altre su un circuito rigido
flessibile a doppia faccia, si
genera una distribuzione non
uniforme della tensione. Le
piste dovrebbero quindi essere sfalsate: una configura-
zione di questo tipo contribuisce anche ad aumentare
la flessibilità.
Utilizzare piazzole di tipo “teardrop” per migliorare
resistenza e resa:
la flessibilità del substrato può provo-
care nel tempo, se non adeguatamente controllato, il
fenomeno della delaminazione. Al posto delle classiche
piazzole (pad) circolari, è possibile utilizzare piazzole
a forma di goccia (teardrop) per aggiungere ulteriore
materiale, contribuendo in tal modo ad aumentare la
resistenza della piazzola contro fenomeni di delamina-
zione (Fig. 3). Una piazzola a forma di goccia, inoltre,
garantisce una maggiore tolleranza per la foratura.
Fornire un adeguato supporto alle piazzole:
il rame
presente su un substrato flessibile ha maggiori proba-
bilità di staccarsi rispetto a quello di una scheda rigida
a causa dei fenomeni di flessione. Senza dimenticare
che l’adesione del rame al substrato evidenzia una resi-
stenza inferiore rispetto a quella che si riscontra in una
scheda PCB realizzata con FR4. Solitamente i costrutto-
ri consigliano la placcatura dei fori passanti e l’uso di
supporti di ancoraggio (stub) per le piazzole di mon-
taggio dei componenti SMD. Essi, inoltre, suggeriscono
di ridurre il più possibile le aree scoperte del cover-lay
(ovvero il film applicato tramite pressatura a caldo).
Il progetto dello stack-up: un elemento critico
Lo stack-up – ovvero la mappa degli strati (layer) che
compongono la scheda PCB – è un elemento cruciale
quando si utilizzano tecniche rigido-fles-
sibili. In linea teorica, un software per
la progettazione di PCB dovrebbe esse-
re in grado di realizzare lo stack-up che
comprende le sezioni rigide e flessibili
dell’assemblaggio. Come accennato in
precedenza, il layout dell’area di curva-
tura dovrebbe essere progettato in modo
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