Diferencia entre PCB de cobre y PCB estándar
Las PCB de cobre utilizan un dieléctrico, siendo el cobre su metal más predominante y constan de diferentes capas. Su sustrato o base está hecho de fibra de vidrio, polímeros, cerámica u otro núcleo no metálico. Muchas de estas 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 delimitan las ubicaciones de los componentes. Estas capas pueden aparecer en un lado de la base, en ambos lados o en una capa multicapa. La PCB de cobre tiene una disposición similar a la de cualquier otra PCB: está cubierta con una o varias capas de cobre, máscara de soldadura y serigrafía.
Sin embargo, en lugar de tener un sustrato de fibra de vidrio o plástico, una placa de circuito de cobre tiene un sustrato de metal. Esta base contiene principalmente una combinación de cobre. El núcleo de metal puede consistir completamente en metal o tener una combinación de fibra de vidrio y cobre. Las PCB principales suelen ser de una sola cara, pero también pueden ser de dos caras. Los PCB de varias capas son muy difíciles de fabricar.
Se pueden encontrar PCB estándar en una infinidad de aplicaciones. Sus capacidades dependen de sus materiales y construcción, por lo que alimentan dispositivos electrónicos de gama baja y alta. PCB de una sola cara Aparecen en dispositivos menos complicados, como calculadoras, mientras que las placas multicapa tienen el potencial de soportar equipos espaciales y superordenadores que difieren de las placas compatibles. Obtenga el máximo uso en LED y electrónica de conversión de energía. La luz intensa producida por los LED crea un alto nivel de calor, que el cobre dirige lejos de los componentes.
Una placa de circuito impreso (PCB) de cobre prolonga la vida útil de un dispositivo LED y proporciona mayor estabilidad. Se pueden encontrar sustratos de cobre en farolas, semáforos y alumbrado público. Permiten que los convertidores de potencia transformen la corriente y regulen los componentes electrónicos. Los creadores de muchas otras industrias también encuentran uso en PCB de aluminio, pero no los implementan tan a menudo.
Diferentes características de la PCB de cobre y la PCB estándar
Las placas de circuito impreso estándar son versátiles y adaptables. Dispone de múltiples opciones de sustrato que determinan el precio y la durabilidad de la placa. Si tiene un presupuesto ajustado y un propósito de baja intensidad, puede optar por la fibra de vidrio, que es más rentable. Por otro lado, se puede invertir más en un material base más resistente que resista mayores niveles de tensión. Los sustratos de radiofrecuencia y los sustratos flexibles son ideales para aplicaciones específicas.
Sin embargo, las placas de circuito FR4 requieren componentes adicionales para soportar aplicaciones de alta temperatura. Los sustratos no metálicos no poseen conductividad térmica, por lo que es necesario añadir un material que sí la posea. Si su dispositivo tiene un diseño de alta potencia o alta densidad, los circuitos se vuelven propensos a sufrir tensiones y daños. Debes agregar disipadores de calor, vías rellenas de cobre o aire forzado para dirigir el calor lejos de los circuitos.
Además, las placas de cobre son una de las opciones de PCB con mayor conductividad térmica. Mantienen el calor alejado de los componentes vitales al máximo, minimizando así los daños en el circuito. Gracias a su alta tolerancia al calor, admiten circuitos de mayor densidad y mayores niveles de potencia. Los sustratos fabricados con aleaciones de cobre poseen una alta durabilidad física, lo que reduce el riesgo de rotura. En comparación con otros metales, el cobre tiene un menor impacto ambiental, además de un coste razonable.
Por otro lado, las PCB de cobre tienden a tener usos más específicos que las placas estándar. Si bien cuestan menos que añadir conductores a una placa estándar, su precio es mayor que el de las PCB estándar sin estos componentes. Invertir en un núcleo de cobre puede no ser rentable si la aplicación no implica altas temperaturas. Si planea crear un circuito flexible, una PCB flexible de Cooper solo puede flexionarse en su posición inicial. Se doblará para adaptarse a dispositivos electrónicos más pequeños, pero no resistirá la tensión de la vibración.
La característica de la PCB de cobre
La principal ventaja del cobre es su alta conductividad. Esto significa que puede transmitir señales fácilmente sin perder electricidad. Esto también significa que los fabricantes no tienen que usar grandes cantidades de cobre. Incluso una pequeña cantidad es suficiente. En la configuración más común, una onza de cobre se puede convertir en 35 micras (aproximadamente 1.4 milésimas de pulgada de espesor), lo que permite cubrir un pie cuadrado completo del sustrato de la PCB. El cobre también es fácil de conseguir y relativamente económico.
- Eliminación de configuraciones complejas de bus cableado
- Mayor capacidad de carga actual
- Mayor resistencia a las tensiones térmicas
- Uso optimizado de materiales exóticos de alta temperatura con menor probabilidad de fallo del circuito
- Capacidad de incorporar múltiples pesos de cobre en la misma capa de circuito (reducción del número de capas)
- Se agregó un revestimiento adecuado en las vías de calor (reducción de la resistencia térmica)
- Las áreas seleccionadas revestidas con cobre grueso pueden funcionar como un disipador de calor o una interfaz para enfriar la placa (disipadores de calor incorporados).
- Integración de circuitos de alta corriente y circuitos de control en una sola PCB
Aplicación de PCB de cobre
La demanda de circuitos impresos en cobre de alta densidad en los sectores automotriz, informático, de control industrial y militar está creciendo rápidamente. Más del 80 % de los fabricantes de PCB actuales tienen limitaciones o no pueden producir placas de circuito impreso en cobre de alta densidad fiables.
- Convertidores de energía solar
- Sistemas de seguridad y señalización
- Energías renovables y plantas de bombeo de almacenamiento.
- Controles de par
- Rectificadores de alta potencia
- Relés de sobrecarga
- Convertidores de potencia para sistemas ferroviarios
- Monitores de líneas eléctricas
- Convertidores de tracción para aplicaciones ferroviarias
- Sistemas UPS
- Carga de vehículos eléctricos (comerciales e industriales)
- Relés de protección
- Sistemas de excitación para reguladores de potencia.
- Sistemas de control de posición
- Sistemas de conmutación de la red eléctrica
- Sistemas HVAC
- Almacenamiento de energía y respaldo de la red eléctrica
- Aplicaciones de la energía nuclear
- Reactores de línea
- Plantas hidroeléctricas
- Protectores contra sobretensiones
- Bloques de fusibles
- Equipo de soldadura
- Sistemas de control de armas
- Sistemas de radar
El factor detrás de la demanda de PCB de cobre son los requisitos cada vez mayores de potencia, rendimiento y costos. Reconocidos en la industria como expertos en gestión térmica de PCB, Amitron fabrica PCB con recubrimiento de cobre de alta densidad desde 1994. Tenemos capacidad para producir más de 20 onzas de cobre terminado y aplicar una capa de soldadura protectora y consistente con nomenclatura de imagen de forma fiable. Un circuito de cobre de alta densidad podría utilizar 6 ml (20 oz). en las paredes del agujero y XNUMX oz. de cobre superficial.
Especificación del cobre
El cobre es un metal no magnético de resistencia media. Posee excelentes propiedades de conductividad eléctrica y térmica, además de un costo relativamente bajo. En su estado puro es blando y maleable, pero la introducción de elementos de aleación le proporciona numerosos usos industriales y comerciales.
También suele ser un subproducto de la producción de plata. Los sulfuros, óxidos y carbonatos son los minerales más importantes. El cobre y sus aleaciones se encuentran entre los materiales de ingeniería más versátiles disponibles. La combinación de propiedades físicas como resistencia, conductividad, resistencia a la corrosión, maquinabilidad y ductilidad hace que el cobre sea adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Además, estas propiedades pueden mejorarse aún más con variaciones en la composición y los métodos de fabricación.
- Límite elástico del cobre: El límite elástico de las aleaciones de cobre no está claramente definido. Por lo tanto, suele reportarse como una extensión del 0.5 % bajo carga o como una desviación del 0.2 %. Generalmente, el límite elástico con una extensión del 0.5 % del material recocido se registra como aproximadamente un tercio de la resistencia a la tracción. El endurecimiento por trabajo en frío significa que el material se vuelve menos dúctil y la resistencia al rendimiento se acerca a la resistencia a la tracción.
- Punto de fusión de Cорреr: El punto de fusión del cobre puro es 1083ºC.
- Estructura del cobre: El cobre tiene una estructura de cristal cúbico centrada en la cara. Es de color rojo amarillento en apariencia física y cuando se pule desarrolla un brillo metálico brillante.
- Resistencia a la corrosión del cobre: Todas las aleaciones de cobre resisten la corrosión por agua dulce y vapor. En la mayoría de los entornos rurales, marinos e industriales, las aleaciones de cobre también son resistentes a la corrosión. El cobre es resistente a soluciones salinas, suelos, minerales no oxidantes, ácidos orgánicos y soluciones cáusticas. El amoníaco húmedo, los halógenos, los sulfuros, las soluciones que contienen iones de amonio y los ácidos oxidantes, como el ácido nítrico, atacan al cobre. Las aleaciones de cobre también presentan baja resistencia a los ácidos inorgánicos. La resistencia a la corrosión de las aleaciones de cobre se debe a la formación de películas adherentes sobre la superficie del material. Estas películas son relativamente resistentes a la corrosión, protegiendo así el metal base de futuros ataques.
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