Una placa de circuito impreso (PCB) es un tipo de placa que se utiliza para soportar componentes eléctricos conectados mecánica y eléctricamente utilizando pistas conductoras, almohadillas y otras características grabadas en láminas de cobre laminadas en un sustrato no conductor. Los PCB se usan comúnmente en la fabricación de diversos dispositivos y productos electrónicos, como computadoras, teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos. También se utilizan para construir múltiples tipos de maquinaria y equipos industriales. Muchos tipos diferentes de placas de circuito impreso se utilizan en diversas aplicaciones en todo el mundo, y uno de los más comunes es PCB de poliimida.
¿Qué es la PCB de poliimida?
La poliimida, o poliamida, se refiere a polímeros formados por monómeros de imida progresivos. Estos polímeros se fabrican generalmente mediante un proceso sintético, y este proceso de fabricación se denomina polimerización. Poliimidas Fabricación de PCB involucra muchos químicos unidos con amidas para producir poliimidas sintéticas. La fuerte unión de polímeros sintéticos los hace altamente resistentes al calor. Las placas de circuito impreso fabricadas con estos polímeros se denominan PCB de poliimida. La composición química de la PCB de poliimida le brinda la capacidad de usarse en diversas aplicaciones industriales.
¿Cuál es la diferencia entre las PCB de poliimida y FR-4?
El material FR-4 (ignífugo de nivel 4) es uno de los sustratos más comunes para la fabricación de placas de circuito. El nivel 4 representa el grado del material, que es altamente resistente a las llamas y a la temperatura. Pueden fabricar PCB con una o más capas y pueden manejar situaciones que requieren una flexión continua. Las siguientes son las diferencias mencionadas entre FR-4 y PCB de poliimida.
- Las placas de circuito impreso retardantes de llama de nivel 4 están hechas de cobre laminado y resina de vidrio epoxi, lo que las hace más rígidas que las PCB de poliimida.
- Los PCB de poliimida tienen tres veces más resistencia a la tracción que los PCB FR-4.
- Las placas de circuito FR-4 son menos resistentes a los productos químicos y al calor en comparación con las PCB de poliimida.
- Los PCB de poliimida son un poco más caros que los PCB FR-4, pero su admirable calidad de extrema durabilidad y flexibilidad equilibra el sobreprecio.
- La facilidad de ciclo térmico de los PCB de poliimida es bastante impresionante en comparación con los PCB FR-4.
Tipos de PCB de poliimida
Los PCB de poliimida se clasifican según el tipo de material utilizado en la síntesis de las poliimidas utilizadas en las placas de circuito. Como resultado, se pueden formar placas de circuito de poliimida altamente flexibles o rígidas. Los diferentes tipos de PCB de poliimida incluyen:
- Poliimidas de segunda generación
Las poliimidas de segunda generación también se conocen como poliimidas puras, que son una de las PCB de poliimida más simples. No contienen retardantes de llama como el bromo, lo que los hace más estables térmicamente y resistentes a la temperatura.
Los PCB de poliimida pura son más flexibles, lo que los hace adecuados para dispositivos eléctricos y de comunicación.
- Poliimidas de tercera generación
La próxima generación de poliimidas puras son los PCB de poliimidas de tercera generación. Se diferencian de las poliimidas de segunda generación en que tienen retardantes de llama adicionales que las hacen menos estables térmicamente. El tiempo y el costo de producción de los PCB de poliimida de tercera generación son bajos, lo que los hace superiores a los PCB de poliimida de segunda generación.
- Poliimidas Rellenas
Los PCB de poliimida rellenos se parecen más a los PCB multicapa. Contienen rellenos adicionales que limitan la contracción de la resina y aumentan la confiabilidad de las placas de circuitos. La contracción provoca grietas en las placas de circuito mientras se realizan operaciones desafiantes como la perforación.
- Poliimidas de bajo flujo
Los PCB de poliimidas de bajo flujo se pueden usar para colocar placas de circuito impreso ordinarias porque son más resistentes a las condiciones más duras. Se los conoce como PCB de poliimida rígida debido a la participación de muchas resinas y restricciones de flujo, lo que los hace menos flexibles.
Laminados de poliimida populares
- Película Kapton HN
La película Kapton HN es una película de poliimida que actúa como material aislante con excelentes propiedades térmicas, mecánicas, químicas y eléctricas. Se recomienda para aplicaciones que requieran una película con propiedades estables que cubran un amplio rango de temperaturas. HN es el tipo estandarizado de película Kapton; otros tipos incluyen FN, CR, FCR y HPP-ST. Kapton es un polímero de poliimida que puede tolerar temperaturas extremadamente altas. Se produce a partir de la condensación de dianhídrido piromelítico y otros derivados de la anilina.
La película Kapton HN tiene excelentes propiedades térmicas y puede soportar un rango de temperatura de -269 grados a +400 grados Celsius. Tiene buenas propiedades mecánicas, eléctricas y químicas. Sus aplicaciones incluyen el uso en motores eléctricos, generadores, transformadores, equipos y aparatos eléctricos y cables de fibra óptica.
- Material aislado P95
Isola p95 es un material laminado con un alto valor Tg de 260 grados centígrados, por lo que este material puede soportar altas temperaturas. Tiene un factor de disipación bajo y una temperatura de descomposición muy alta, lo que permite que el laminado funcione en ambientes extremos. Tiene baja absorción de humedad y baja constante dieléctrica, lo que significa que es un buen aislante que apenas absorbe agua, lo que lo hace seguro para usar en condiciones climáticas adversas.
P95 tiene una fiabilidad térmica y un rendimiento muy altos. El material cumple con los estándares industriales y es el favorito de los profesionales para fabricar PCB. También cumple con la normativa medioambiental ya que no contiene sustancias tóxicas como halógenos y plomo. P95 se usa ampliamente en la industria aeroespacial y aplicaciones militares, ya que proporciona todas las propiedades necesarias para los sistemas de control de vuelo y el uso de inventario. También es un componente popular en la industria automotriz, donde los vehículos lo usan dentro del motor. La confiabilidad térmica del P95 es crucial en este escenario, ya que ofrece resistencia térmica y no permite que las piezas se expandan. También es una opción muy rentable para los PCB en dichas industrias.
Beneficios de los PCB de poliimida
Los PCB de poliimida son un tipo específico de placa de circuito impreso; se utilizan principalmente cuando necesita alguna de las siguientes características en sus placas de circuito:
- Máxima durabilidad
Los PCB de poliimida pueden mantener su forma ya que son muy resistentes a las tensiones físicas. Estas placas de circuito impreso son perfectas para su uso en condiciones y entornos hostiles, como la industria aeroespacial y militar.
- Estabilidad térmica
A diferencia de otras placas de circuito impreso, las PCB de poliimida pueden sobrevivir y permanecer estables durante una amplia rango de temperaturas Pueden funcionar perfectamente hasta 260 grados centígrados. En general, la poliamida es un material no inflamable con excelentes propiedades físicas y químicas. Esta propiedad de conductividad térmica evita que las PCB de poliimida sufran daños térmicos durante la fabricación o reparación.
- Flexibilidad
La calidad combinada de extrema estabilidad y flexibilidad hace que las PCB de poliimida sean superiores a las placas de circuito impreso ordinarias. El material de poliimida se utiliza principalmente para producir placas de circuito impreso rígido-flexibles y flexibles.
- Resistencia a la tracción mejorada
Los PCB de poliimida son fuertes y altamente resistentes a la deformación. Se pueden estirar a su máxima capacidad sin ninguna fractura. Incluso se pueden torcer, a excepción de las PCB de poliimida de bajo flujo. Los PCB de poliimida se usan significativamente en condiciones donde la durabilidad física de las placas de circuito es primordial.
- Altamente resistente a químicos
La exposición de los PCB de poliimida a diferentes productos químicos corrosivos no les causaría ningún daño, ya que son químicamente estables. Esta propiedad de los PCB de poliimida los hace más adecuados para su uso en varias industrias químicas.
- Buenas propiedades eléctricas
Tener buenas propiedades eléctricas es una característica y requisito esencial para evitar la integridad de la señal. Los PCB de poliamida tienen una constante dieléctrica variable que oscila entre 2.78 y 3.48 y una pérdida dieléctrica menor que oscila entre 0.01 y 0.03. Es resistente a la radiación y exhibe esta propiedad en aplicaciones de microondas donde son transparentes.
En general, los PCB de poliimida son superiores a muchos otros tipos de placas de circuito impreso en muchos aspectos, pero carecen de muchas cualidades y se utilizan otras placas de circuito en la colocación.
Aplicaciones de PCB de poliimida
Los polímeros fabricados por un proceso natural o sintético se pueden utilizar en diversas aplicaciones, principalmente en la fabricación de placas de circuito impreso. Están diseñados como termoplásticos o termoestables y se utilizan como resinas laminadas, revestimientos aislantes y plásticos. Muchas placas de circuito impreso rígidas o flexibles se fabrican con material de poliimida y se utilizan en las industrias respectivas según el material involucrado. Algunas aplicaciones típicas de los PCB de poliimida son:
- Industria médica
Los PCB de poliimida son más eficientes que otras placas de circuito impreso. Los tratamientos y las aplicaciones médicas requieren equipos flexibles y de alta eficiencia, como ultrasonidos, imágenes avanzadas e implantes. Los PCB de poliimida son, por lo tanto, ampliamente utilizados en la industria médica.
- Electrónicos
La electrónica está evolucionando para volverse más compacta. La flexibilidad y durabilidad de estas placas de circuito impreso de poliimida las hacen esenciales para su uso en la electrónica moderna. Los dispositivos electrónicos en diferentes empresas se enfrentan a las condiciones más desafiantes, y el uso intensivo continuo conduce a un aumento térmico extremo de los componentes. Por lo tanto, la estabilidad térmica de los PCB de poliimida es el aspecto que se utiliza en los equipos electrónicos y de telecomunicaciones modernos.
- Industrias Aeroespacial y Militar
Los PCB de poliimida son muy duraderos y estables, ya que pueden soportar tensiones físicas máximas y conservar su forma. Las industrias aeroespacial y militar utilizan electrónica avanzada para trabajar en entornos cruciales y turbulentos, y los PCB de poliimida se utilizan en estas industrias por su estabilidad y confiabilidad.
Conclusión
En conclusión, los PCB de poliimida son un tipo de placa de circuito impreso que utiliza poliimida como material base en lugar del tradicional epoxi reforzado con vidrio FR-4. La poliimida ofrece varias ventajas, incluido un rango de temperatura de funcionamiento más alto, una excelente estabilidad térmica y una constante dieléctrica baja. Estas propiedades hacen que las PCB de poliimida sean adecuadas para aplicaciones de alta confiabilidad donde otras placas de circuito impreso pueden no ser adecuadas.
