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Parent page: ECAD-MCAD CoDesign
Perhaps the most challenging printed circuit board design to bring to production is a rigid-flex design. Designing a flex or rigid-flex circuit is very much an electromechanical process. Designing any PCB is a three-dimensional design process, but for a flex or rigid-flex design, the three-dimensional requirements are much more important. Why? Because the rigid-flex board may attach to multiple surfaces within the product enclosure during the product assembly process, requiring careful design of how the loaded board will flex to interface to the enclosure during assembly.
To date, this tight electro-mechanical design challenge has been solved by making a mechanical mock-up, also known as a paper doll cut out. This process must be as accurate and realistic as possible with all possible mechanical and hardware elements included so that both the assembly process and the finished assembly can be carefully analyzed.
Altium CoDesign helps solve this challenge, delivering the ability to transfer the rigid-flex design between the ECAD and MCAD domains. It does this by implementing each flex region of the board as a SOLIDWORKS Sheet-Metal Feature.
In Altium Designer, the rigid-flex board is designed in the X-Y plane as a single board outline, which is then split into board regions. The Z-plane is defined by configuring the set of copper, insulation, and surface finishing layers to be created during the board fabrication process.
For a rigid-flex design, the set of fabrication layers can be different for each region of the board. For example, one rigid region might be four copper layers, a flex region projecting from that rigid region might be one copper and one melamine layer, and the flex region might connect to another rigid region, made up of six copper layers. In Altium Designer a separate layerstack is defined and assigned to each of these regions.
A board with two rigid regions connected by a flexible region, in Altium Designer on the left and in SOLIDWORKS on the right.
In Altium Designer the rigid-flex board is designed flat. Bends defined in the flex regions can be applied when the board is displayed in the PCB editor's 3D Layout Mode, by sliding the Fold State slider in the Layer Stack Regions mode of the PCB panel. The bends are applied in the Sequence order configured in the panel.
The board is Pushed to SOLIDWORKS in the folded state, the bends can then be suppressed in SOLIDWORKS to display and work on the board.
► Learn more about Defining the Layer Stack in Altium Designer
► Learn more about Defining Board Regions and Bending Lines in Altium Designer
► Learn more about Rigid-Flex Design in Altium Designer
When the rigid-flex board is Pushed from Altium Designer to SOLIDWORKS, the board structure is mapped in the following way:
<PcbProjectName>_BOARD
<PcbRegionName>
. The thickness of each extrude is defined in ECAD by the sum of the layer thicknesses included in the board layer stack in that region.<PcbRegionName>_COMPONENTS
. The assembly includes a SOLIDWORKS Part for each component mounted on that region. This assembly is mated to the board part by a local coordinate system.
Altium CoDesigner supports the transfer of rigid-flex boards from ECAD to SOLIDWORKS and back.
The Mechanical Engineer, after getting a rigid-flex board from ECAD, can:
When the board is Pushed from ECAD, CoDesigner checks for potential issues with the board outline, and the location and size of bending areas. On Pull in to MCAD, CoDesigner also checks the radius of each bend and rejects any bend that cannot be rendered as an MCAD sheet metal bend.
On Push from ECAD the board contour (outline) is tested. If there are micro-segments or self-intersecting contours detected, an error dialog is displayed detailing the location of each error. These issues must be resolved in ECAD.
CoDesigner tests the board outline for issues that cannot be supported in MCAD, resolve these in ECAD.
► Learn more about Resolving Issues with the Board Contour
In ECAD, technically there is no limit to the properties that can be applied to a bend in a flexible PCB. In MCAD, sheet-metal capabilities are used to represent the flex segments, and all MCAD tools apply the physics of bending metal as limitations to the bend properties.
To ensure that the bends can be represented in MCAD, the following requirements must be met:
In this design, the bend area is too close to the split line (less than 2.5mil).
Two bends have a radius that is too small to be formed in sheet metal so cannot be created.
In SOLIDWORKS, a rigid-flex board is Pulled from your Server like a standard rigid board. If you are not currently signed in to your Server, refer to the topic Installing and Configuring CoDesigner in Your MCAD Software.
Split lines can be deleted and recreated if required.
Edit the master Sketch to change the shape of the board.
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