PCBs de alumínio versus padrão

Na criação de PCB, todos os materiais contam. Placas de circuito com núcleos de alumínio (PCBs de alumínio) têm propriedades diferentes das placas sem substratos metálicos (PCBs padrão). Esses dois tipos populares de placas alimentam uma variedade de eletrônicos comerciais e de consumo. Um PCB de alumínio ou padrão se adequará melhor ao seu projeto? A resposta depende da aplicação pretendida.

O que são PCBs padrão?

PCBs padrão usam um dielétrico e cobre, pois seu metal mais proeminente consiste em diferentes camadas de material. Eles apresentam um substrato, ou base, feito de fibra de vidro, polímeros, cerâmica ou outro núcleo não metálico. Muitos desses PCBs usam FR-4 para o substrato. Este material de fibra de vidro tem um preço relativamente acessível e durabilidade moderada. Camadas adicionais de cobre, máscara de solda e serigrafia tornam a placa condutora e delineiam as localizações dos componentes. Essas camadas podem aparecer em um lado da base, em ambos os lados ou em um empilhamento multicamadas.

Você pode encontrar PCBs padrão usados ​​em um número quase infinito de aplicações. Suas capacidades dependem de seus materiais e construção, então eles alimentam eletrônicos de baixo e alto desempenho. PCBs de face única aparecem em dispositivos menos complicados, como calculadoras, enquanto placas multicamadas têm potencial para suportar equipamentos espaciais e supercomputadores.

Vantagens e desvantagens de PCBs padrão

PCBs padrão são bem arredondados e adaptáveis. Você tem várias opções de substrato que determinam o preço e a durabilidade da placa. Se você tem um orçamento baixo e um propósito de baixa intensidade, pode escolher a fibra de vidro econômica. Por outro lado, você pode investir mais em um material de base mais forte que lide com níveis mais altos de estresse. Substratos de radiofrequência e substratos flexíveis adequam-se a aplicações especiais.

No entanto, as placas de circuito FR4 requerem componentes extras para suportar aplicações de alta temperatura. Substratos não metálicos não têm condutividade térmica, então você deve adicionar um material que tenha. Se o seu dispositivo tiver um design de alta potência ou alta densidade, os circuitos ficarão propensos a estresse e danos. Você deve adicionar dissipadores de calor, vias cheias de cobre ou ar forçado para direcionar o calor para longe dos circuitos.

O que são PCBs de alumínio?

Uma PCB de alumínio tem um layout semelhante a qualquer outra PCB. Tem uma camada ou camadas de cobre, máscara de solda e serigrafia em camadas sobre ela. Em vez de ter um substrato de fibra de vidro ou plástico, uma placa de circuito de alumínio tem um substrato de metal. Esta base contém principalmente uma combinação de alumínio. O núcleo de metal pode consistir inteiramente em metal ou ter uma combinação de fibra de vidro e alumínio. PCBs de alumínio normalmente são de um lado, mas também podem ser de dois lados. PCBs de alumínio multicamada são altamente difíceis de fabricar.

As placas de alumínio são as mais usadas em LED e eletrônica de conversão de energia. A luz intensa produzida pelos LEDs cria altos níveis de calor, que o alumínio direciona para longe dos componentes. Um PCB de alumínio prolonga a vida útil de um dispositivo LED e oferece mais estabilidade. Você pode encontrar substratos de alumínio em luzes de rua, semáforos e iluminação doméstica. Eles permitem que os conversores de energia alterem as correntes e regulem a eletrônica. Criadores de muitas outras indústrias também encontram uso em PCBs de alumínio, mas não os implementam com tanta frequência.

Prós e contras de usar um substrato de alumínio

As placas de alumínio são uma das opções de PCB mais termicamente condutoras. Eles mantêm o máximo possível de calor dos componentes vitais para garantir danos mínimos ao circuito. Graças à sua alta tolerância ao calor, eles podem lidar com circuitos de maior densidade e níveis de potência maiores. Substratos criados a partir de ligas de alumínio têm um alto nível de durabilidade física que reduz o risco de quebra. Comparado a outros metais, o alumínio tem menor impacto ambiental, além de um custo razoável.

Por outro lado, PCBs de alumínio tendem a ter mais usos de nicho do que placas padrão. Embora custem menos do que adicionar condutores a uma placa de cobre, eles têm um preço mais alto do que PCBs padrão sem esses componentes. Investir em um núcleo de alumínio pode não valer a pena se sua aplicação não envolver altas temperaturas. Se você planeja criar um circuito flexível, um PCB flexível de alumínio só pode flexionar em sua posição inicial. Ele se dobrará para caber em eletrônicos menores, mas não suportará o estresse da vibração.

Que tipo de camada condutora funcionará melhor para meu projeto?

Você tem vários fatores a considerar ao decidir sobre o substrato da sua placa. Em geral, os PCBs com núcleo de alumínio atendem a aplicações com requisitos de alta dissipação de calor. Suas propriedades permitem projetos de maior potência e maior densidade do que PCBs padrão. No entanto, criadores com orçamentos mais baixos ou aplicações especializadas podem se beneficiar mais de placas com substratos não metálicos. Como exemplo, um circuito flexível com substrato de polímero lida com vibrações de forma mais eficaz do que um circuito flexível de alumínio. Para obter mais ajuda na escolha de um substrato, entre em contato hoje com os especialistas da MCL. Confira também as diferenças entre placas de cerâmica, placas FR-4 e MCPCB.