PCB de aluminio frente a PCB estándar

En la creación de PCB, cada material cuenta. Las placas de circuito con núcleos de aluminio (PCB de aluminio) tienen propiedades diferentes a las de las placas sin sustratos metálicos (PCB estándar). Estos dos tipos de placas populares alimentan una variedad de productos electrónicos comerciales y de consumo. ¿Se adaptará mejor a su proyecto una PCB de aluminio o estándar? La respuesta depende de su aplicación prevista.

¿Qué son las PCB estándar?

Los PCB estándar usan un dieléctrico y el cobre como su metal más prominente consta de diferentes capas de material. Presentan un sustrato, o base, hecho de fibra de vidrio, polímeros, cerámica u otro núcleo no metálico. Muchos de estos PCB utilizan FR-4 como sustrato. Este material de fibra de vidrio tiene un precio relativamente asequible y una durabilidad moderada. Capas adicionales de cobre, máscara de soldadura y serigrafía hacen que la placa sea conductora y delinee las ubicaciones de los componentes. Estas capas pueden aparecer en un lado de la base, en ambos lados o en una pila de varias capas.

Puede encontrar PCB estándar que se utilizan en una cantidad casi infinita de aplicaciones. Sus capacidades dependen de sus materiales y construcción, por lo que alimentan la electrónica de gama baja y alta por igual. Los PCB de un solo lado aparecen en dispositivos menos complicados, como calculadoras, mientras que los tableros multicapa tienen el potencial de admitir equipos espaciales y supercomputadoras.

Ventajas y desventajas de las PCB estándar

Los PCB estándar son completos y adaptables. Tiene varias opciones de sustrato que determinan el precio y la durabilidad de la placa. Si tiene un presupuesto bajo y un propósito de baja intensidad, puede elegir fibra de vidrio rentable. Por otro lado, puede invertir más en un material base más fuerte que maneje niveles más altos de estrés. Los sustratos de radiofrecuencia y los sustratos flexibles se adaptan a aplicaciones especiales.

Sin embargo, las placas de circuito FR4 requieren componentes adicionales para soportar aplicaciones de alta temperatura. Los sustratos no metálicos no tienen conductividad térmica, por lo que debe agregar un material que la tenga. Si su dispositivo tiene un diseño de alta potencia o alta densidad, los circuitos se vuelven propensos a sufrir estrés y daños. Debe agregar disipadores de calor, vías llenas de cobre o aire forzado para alejar el calor de los circuitos.

¿Qué son los PCB de aluminio?

Una PCB de aluminio tiene un diseño similar al de cualquier otra PCB. Tiene una capa o capas de cobre, máscara de soldadura y serigrafía en capas sobre él. Sin embargo, en lugar de tener un sustrato de fibra de vidrio o plástico, una placa de circuito de aluminio tiene un sustrato de metal. Esta base contiene principalmente una combinación de aluminio. El núcleo de metal puede consistir completamente en metal o tener una combinación de fibra de vidrio y aluminio. Los PCB de aluminio suelen ser de una sola cara, pero también pueden ser de dos caras. Los PCB de aluminio multicapa son muy difíciles de fabricar.

Las placas de aluminio son las más utilizadas en LED y electrónica de conversión de potencia. La luz intensa producida por los LED genera altos niveles de calor, que el aluminio desvía de los componentes. Una placa de circuito impreso de aluminio prolonga la vida útil de un dispositivo LED y proporciona más estabilidad. Puede encontrar sustratos de aluminio en farolas, luces de freno e iluminación doméstica. Permiten que los convertidores de potencia cambien las corrientes y regulen la electrónica. Los creadores de muchas otras industrias también encuentran uso en las PCB de aluminio, pero no las implementan con tanta frecuencia.

Pros y contras de usar un sustrato de aluminio

Las placas de aluminio son una de las opciones de PCB con mayor conductividad térmica. Mantienen la mayor cantidad posible de calor lejos de los componentes vitales para garantizar un daño mínimo al circuito. Gracias a su alta tolerancia al calor, pueden manejar circuitos de mayor densidad y mayores niveles de potencia. Los sustratos creados a partir de aleaciones de aluminio tienen un alto nivel de durabilidad física que reduce el riesgo de rotura. Comparado con otros metales, el aluminio tiene un menor impacto ambiental además de un costo razonable.

Por otro lado, las PCB de aluminio tienden a tener más usos específicos que las placas estándar. Si bien cuestan menos que agregar conductores a una placa de cobre, tienen un precio más alto que las PCB estándar sin esos componentes. Invertir en un núcleo de aluminio puede no ser rentable si su aplicación no implica altas temperaturas. Si planea crear un circuito flexible, una PCB flexible de aluminio solo puede flexionarse en su posición inicial. Se doblará para encajar en dispositivos electrónicos más pequeños, pero no soportará el estrés de la vibración.

¿Qué tipo de capa conductora funcionará mejor para mi proyecto?

Tiene numerosos factores a considerar al decidir sobre el sustrato de su tablero. En general, las placas de circuito impreso con núcleo de aluminio se adaptan a aplicaciones con altos requisitos de disipación de calor. Sus propiedades permiten diseños de mayor potencia y mayor densidad que las PCB estándar. Sin embargo, los creadores con presupuestos más bajos o aplicaciones especiales pueden beneficiarse más de las placas con sustratos no metálicos. Como ejemplo, un circuito flexible con un sustrato de polímero maneja las vibraciones con mayor eficacia que un circuito flexible de aluminio. Para obtener más ayuda para elegir un sustrato, comuníquese hoy con los expertos de MCL. Consulte también las diferencias entre PCB de cerámica, placas FR-4 y MCPCB.