Connettori ultrasottili per circuiti stampati flessibili

SISTEMI DI CONNESSIONE –

I circuiti stampati flessibili, largamente utilizzati nelle applicazioni consumer, dove la miniaturizzazione è una condizione essenziale, promettono nuove opportunità di utilizzo anche in altri settori.

Largamente utilizzati soprattutto nell'elettronica di largo consumo, come ad esempio telefoni cellulari e iPod, i connettori per circuiti stampati flessibili sono realizzati da Omron in una gamma in continuo sviluppo. I dispositivi consumer hanno infatti la necessità di stipare una quantità enorme di nuovi circuiti all'interno di prodotti le cui dimensioni devono, per contro, ridursi. L'industria elettronica osserva con grande attenzione le soluzioni adottate in ambito consumer, settore che, sensibile alle mode e ai desideri dei consumatori, da sempre svolge un ruolo pionieristico nell'adozione di tecnologie di miniaturizzazione, che successivamente si diffondono poi anche ad apparati portatili meno sofisticati e perfino a sistemi alimentati tramite la rete. Consideriamo come esempio lo studio di un telefono multimediale: le dimensioni minime sono determinate in parte dal display e in parte dalla conformazione del corpo umano, cioè dalla distanza tra bocca e orecchio. Questi vincoli forniscono uno spazio minimo entro cui collocare una varietà di funzioni multimediali: lettore Mp3, radio Fm, sintonizzatore Tv, piattaforma per giochi, strumenti di navigazione in rete e di gestione di posta elettronica. Le condizioni certamente non sono molto favorevoli: i progettisti, infatti, sono chiamati a collocare molte più funzioni all'interno di un formato che ha dimensioni pressoché invariate rispetto ai telefoni della precedente generazione.

L'approccio modulare
Un gruppo di progettisti che venga incaricato di integrare nuove funzioni all'interno di un telefono esistente, come di un'altra apparecchiatura portatile, ha a propria disposizione diverse opzioni. Una possibile soluzione consiste nell'aggiungere le nuove funzioni alla scheda principale esistente; questa può sembrare l'opzione più semplice, soprattutto perché i fornitori di semiconduttori continuano a sfruttare le potenzialità della legge di Moore e ad integrare funzionalità crescenti nel chip "di banda base" del telefono. Spesso però non è possibile attendere la disponibilità di nuovi chip a causa della necessità di progettare nuovi modelli in tempi ridotti, e non sempre sono disponibili le risorse per progettare una nuova scheda principale, anche se c'è spazio residuo da sfruttare. Infine questa soluzione relativamente rigida impone vincoli al marketing, che potrebbe preferire la realizzazione di più modelli diversi: ad esempio una versione "base" priva delle nuove funzioni, una seconda dotata solo del lettore Mp3 e un terzo modello dotato di tutti gli accessori, compresa la Tv. Tutti questi aspetti possono essere affrontati efficacemente tramite un approccio modulare, che inoltre elimina la necessità di collocare i dispositivi aggiuntivi su una scheda principale già troppo densamente popolata. I moduli possono essere inseriti ovunque ci siano pochi millimetri di spazio libero, come ad esempio sul retro del display. Inoltre un approccio modulare può semplificare l'omologazione di successive nuove versioni, poiché elimina la necessità di modificare la scheda principale che contiene i circuiti di banda base e di radiofrequenza.

I circuiti stampati flessibili
La diffusione delle soluzioni basate su moduli ha dato nuova vita a una tecnologia ben consolidata: quella dei circuiti stampati flessibili o Fpc (Flexible printed circuit). Sottili, adattabili, con un raggio di curvatura minimo molto ridotto, possono essere posizionati all'interno di spazi irregolari e sono in grado di ospitare numerosi componenti, permettendo così di sfruttare ogni millimetro disponibile. I produttori di questi circuiti hanno saputo cogliere al meglio le nuove opportunità e gli Fpc offrono oggi molte delle caratteristiche tipiche di una "vera" scheda Pcb, compresa la possibilità di realizzare circuiti multistrato e di montare i componenti su entrambe le facce.
Solitamente gli Fpc sono collegati a un Pcb tradizionale, ma la crescente modularità dei telefoni cellulari richiede approcci nuovi; gli stessi moduli flessibili, come il sintonizzatore Tv nell'esempio precedente, necessitano di essere collegati ad altri moduli simili, ad esempio a un lettore Mp3 o a un altro circuito audio. La possibilità di mantenere fisicamente separate queste funzioni, e di aggiungerle o toglierle con facilità, permette di realizzare in modo semplice ed economico più versioni dello stesso dispositivo, utilizzando il medesimo involucro esterno e gli stessi circuiti di banda base e di radiofrequenza.

I connettori Omron per circuiti stampati flessibili
La risposta di Omron alle esigenze del mercato non si è fatta attendere; è recentissima, infatti, l'introduzione di una nuova serie di connettori Fpc ancora più compatti, la nuova serie XF3C, con passo dei contatti di 0,25 mm. Portando il passo minimo dei contatti da 0,3 a 0,25 mm, Omron ha ottenuto una diminuzione del 20% dello spazio occupato sulla scheda rispetto alle precedenti versioni e ha inoltre ridotto a 0,85 mm l'altezza dei connettori montati. Nonostante le loro dimensioni ridotte, i prodotti della famiglia XF3C offrono tutte le caratteristiche che hanno decretato il successo dei connettori per Fpc di Omron: dispongono infatti dell'esclusivo meccanismo bloccacavo rotativo posteriore, fornito già in posizione aperta per ridurre il numero di operazioni di assemblaggio, che facilita l'inserzione quando il circuito stampato flessibile viene collegato; inoltre tutte le versioni presentano i doppi contatti, che eliminano la necessità di codificare il verso dei connettori, superiore o inferiore, per l'assemblaggio di Pcb sovrapposti.
La vasta gamma di connettori per Fpc di Omron comprende anche soluzioni con passo di 0.3, 0.4, 0.5 mm. La maggior parte dei modelli offre i doppi contatti e il meccanismo bloccacavo rotativo posteriore come standard: su richiesta dei clienti sono tuttavia disponibili anche versioni con bloccacavo rotativo anteriore, con bloccacavo a scorrimento e con contatti a singola faccia.

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