Cómo evitar rediseños cuando la separación entre dos PCB cambia: Flex-Stack de SAMTEC

En muchos proyectos electrónicos, el esquema eléctrico está claro desde el principio.

Lo que suele cambiar constantemente es la mecánica:

• Las dimensiones o el factor de forma de un condensador
• La altura de una bobina.
• La posición del disipador de calor.
• El diseño de una carcasa.
• La distancia entre una placa principal y una placa secundaria.

Y cuando esa distancia cambia, el conector elegido inicialmente puede dejar de servir.

Es un problema mucho más habitual de lo que parece. Las tolerancias mecánicas y los cambios de diseño pueden convertir una interconexión sencilla en un problema. Analizamos una solución basada en la gama Flex-Stack de SAMTEC.

El problema de los conectores board-to-board tradicionales

La mayoría de conectores placa a placa están diseñados para una altura concreta.

Por ejemplo:

• 5 mm
• 8 mm
• 10 mm
• 12 mm

Si la separación cambia, normalmente hay que:

• sustituir el conector,
• modificar la lista de materiales,
• revisar la mecánica.

En algunos proyectos esto puede repetirse varias veces durante el desarrollo.

La alternativa: conectores Flex-Stack

La familia Flex-Stack de SAMTEC fue diseñada precisamente para resolver este problema. Su filosofía es sencilla:

permitir un amplio rango de alturas manteniendo la misma huella PCB.

Esto aporta una gran flexibilidad durante el diseño.

¿Cómo funciona Flex-Stack?

En lugar de ofrecer una única altura de apilamiento, los conectores Flex-Stack permiten absorber variaciones mecánicas gracias a su altura ajustable. Mientras que muchos conectores board-to-board sólo están disponibles en unas pocas alturas discretas, la familia Flex-Stack permite ajustar la altura en incrementos de tan sólo 0,127 mm (5 mils). Esto permite encontrar una altura prácticamente «a medida» sin necesidad de modificar la PCB. Así,

• una misma referencia puede admitir varias alturas de separación, con gran granularidad
• la PCB no necesita modificarse,
• la solución sigue siendo robusta mecánicamente.

Más ventajas de Flex-Stack

Además de la flexibilidad mecánica, la familia ofrece:

Amplia variedad de pasos

• 0,50 mm
• 0,635 mm
• 1,00 mm
• 1,27 mm
• 2,00 mm
• 2,54 mm

Múltiples configuraciones

• diferentes números de contactos
• versiones SMT y THT
• múltiples alturas

Todo, con el servicio habitual de SAMTEC: muestras rápidas, sin MOQs…

Caso práctico: cuando la distancia entre PCB cambió en el último momento

Un cliente nuestro nos escribió con un problema: tenía elegida una solución para conectar dos de sus PCBs, basada en la serie SFM – TFM de SAMTEC. Esta es una combinación de conectores de perfil bajo, montaje SMD y con contactos Tiger-Eye. SAMTEC indica que esta combinación, en la configuración elegida, tiene una separación de 8.08mm – 8.46mm.

La mecánica evolucionó varias veces a medida que avanzaba el proyecto y, para fabricar prototipos, se requería que la separación fuera mínimo de 9.00mm. Además, se requería fabricar los prototipos con celeridad para no perder una fase de test en cliente final. El cliente estaba dispuesto a cambiar los conectores pero quería hacer el mínimo cambio posible: no cambiar el layout era fundamental y, si se podía evitar cambiar alguno de los dos conectores de la pareja, mejor.

Aquí entró en juego la tecnología Flex-Stack de SAMTEC.

Objetivo del cliente

Mantener el layout existente
No rediseñar la PCB
Fabricar prototipos inmediatamente
Conseguir una separación ≥ 9 mm

Solución

Tras valorar diferentes opciones que le daban una separación o demasiado pequeña o demasiado grande al cliente, optamos por la solución Flex-Stack. En concreto, la familia FW-SM de SAMTEC, de la gama Flex-Stacking, permite precisión de 0.127mm.

La ventaja era doble:

• el cliente mantenía el conector hembra SFM ya integrado en su diseño, conocido y testado ampliamente por el cliente,
• no era necesario modificar el layout de la PCB.

Bastó sustituir el conector macho inicialmente previsto por una referencia FW-SM compatible para alcanzar una separación final de 9,015 mm.

¿Cuándo tiene sentido utilizar Flex-Stack?

Especialmente en:

• Electrónica industrial, donde la mecánica suele evolucionar durante el desarrollo.
• Equipos médicos, con restricciones de espacio elevadas.
• Instrumentación, donde las placas apiladas son habituales.
• Electrónica embebida, con diseños compactos y múltiples revisiones.
• Prototipos y validación, cuando todavía no se conocen todas las dimensiones definitivas.

Un resumen de las ventajas de Flex-Stack se encuentra en la tabla siguiente:

Situación	Conector convencional	Flex-Stack
Cambio de altura entre PCB	Cambio de referencia	Ajuste fino
Cambio de PCB	Habitual	Normalmente no
Tiempo de rediseño	Alto	Bajo
Prototipos rápidos	Limitado	Muy favorable

¿Qué familias Flex-Stack existen?

La gama flex-stack de SAMTEC es muy amplia y cubre casi todas las necesidades de conexión imaginables:

• Perfil estándar, bajo y elevado:
• Ángulo recto y coplanares
• Pasante (pass-thru), con entrada por debajo o con autoacoplamiento

Todo esto en las series series FW, LSH/LTH, BSH/BTH, BSS/BTS, BSE/BTE, FS5/FT5, FHP/FWJ, HFWJ, HPF/HPM, TMM-TH, TW-TH, ESQT, SQT, SQW…

Conclusión

Cuando la distancia entre placas está completamente cerrada, cualquier conector board-to-board puede funcionar.

Pero cuando la mecánica todavía evoluciona, elegir una solución flexible desde el principio puede evitar rediseños, ahorrar tiempo y acelerar el lanzamiento del producto.

Por eso la gama Flex-Stack de SAMTEC se ha convertido en una de las soluciones más utilizadas para interconexión placa a placa en proyectos donde la flexibilidad mecánica es tan importante como el propio diseño electrónico.

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