PCBs de Alumínio vs. PCBs Padrão: Qual é Melhor para Seu Design Eletrônico

Na criação de PCB, cada material conta. Placas de circuito com núcleos de alumínio (PCBs de alumínio) têm propriedades diferentes de placas sem substratos metálicos (PCBs padrão). Estes dois tipos populares de placas alimentam uma variedade de eletrônicos comerciais e de consumo. Um PCB de alumínio ou padrão atenderá melhor ao seu projeto? A resposta depende da sua aplicação pretendida.

O que são PCBs Padrão?

PCBs padrão usam um dielétrico e cobre como seus metais mais proeminentes e consistem em diferentes camadas de material. Eles apresentam um substrato, ou base, feito de fibra de vidro, polímeros, cerâmica ou outro núcleo não metálico. Muitos destes 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 silk-screen tornam a placa condutiva e delimitam localizações de componentes. Estas camadas podem aparecer em um lado da base, em ambos os lados ou em uma pilha multicamada.

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 nível. PCBs de um lado aparecem em dispositivos menos complicados como calculadoras, enquanto placas multicamadas têm o potencial de suportar equipamentos espaciais e supercomputadores.

Vantagens e Desvantagens dos PCBs Padrão

PCBs padrão são completos e adaptáveis. Você tem múltiplas opções de substrato que determinam o preço e a durabilidade da placa. Se você tem um orçamento baixo e propósito de baixa intensidade, pode escolher fibra de vidro econômica. Por outro lado, você pode investir mais em um material de base mais forte que lida com níveis mais altos de estresse. Substratos de radiofrequência e substratos flexíveis atendem aplicações especializadas.

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

O que são PCBs de Alumínio?

Um PCB de alumínio tem um layout semelhante a qualquer outro PCB. Ele tem uma camada ou camadas de cobre, máscara de solda e silk-screen em camadas sobre ele. Em vez de ter um substrato de fibra de vidro ou plástico, porém, uma placa de circuito de alumínio tem um substrato metálico. Esta base contém principalmente uma combinação de alumínio. O núcleo metálico pode consistir inteiramente de metal ou ter uma combinação de fibra de vidro e alumínio. PCBs de alumínio tipicamente são de um lado, mas podem ser de dois lados também. PCBs de alumínio multicamadas são altamente difíceis de fabricar.

Placas de alumínio têm o maior uso em eletrônicos de LED e conversão de potência. A luz intensa produzida por LEDs cria altos níveis de calor, que o alumínio direciona para longe dos componentes. Um PCB de alumínio estende a vida útil de um dispositivo LED e fornece mais estabilidade. Você pode encontrar substratos de alumínio em luzes de rua, semáforos e iluminação doméstica. Eles permitem que conversores de potência mudem correntes e regulem eletrônicos. Criadores em muitas outras indústrias também encontram uso em PCBs de alumínio, mas não os implementam com tanta frequência.

Prós e Contras do Uso de um Substrato de Alumínio

Placas de alumínio são uma das opções de PCB mais termicamente condutivas. Elas mantêm o máximo de calor possível longe de componentes vitais para garantir dano mínimo ao circuito. Graças à sua alta tolerância ao calor, elas 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 um impacto ambiental menor além de um custo razoável.

Por outro lado, PCBs de alumínio tendem a ter usos mais 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 envolve altas temperaturas. Se você planeja criar um circuito flex, um PCB flex de alumínio só pode flexionar para sua posição inicial. Ele dobrará para caber em eletrônicos menores, mas não suportará o estresse de vibração.

Qual Tipo de Camada Condutiva Funcionará Melhor para Meu Projeto?

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