PCB de cerâmica Vs PCB de núcleo metálico

As placas de circuito impresso em cerâmica são mais eficientes do ponto de vista térmico do que as suas homólogas metálicas. Isto significa que a temperatura de funcionamento de uma PCB será mais baixa. As placas de circuito impresso de alumínio, por outro lado, estarão sujeitas a uma camada dieléctrica, ao passo que as placas de circuito impresso de cerâmica não estarão. Além disso, as PCB de cerâmica são mais duradouras do que as suas congéneres metálicas.

FR4 vs placa de cerâmica

A principal diferença entre a PCB FR4 e a PCB cerâmica é o seu desempenho em termos de condutividade térmica. A PCB FR4 é propensa a uma elevada condutividade térmica, enquanto a PCB cerâmica é propensa a uma baixa condutividade térmica. As PCB de cerâmica são melhores para aplicações que necessitam de elevada condutividade térmica. No entanto, são mais caras.

A placa de circuito impresso FR4 tem algumas vantagens em relação à placa de circuito impresso de cerâmica, mas não é um forte concorrente da placa de circuito impresso de cerâmica. As PCB de cerâmica têm uma condutividade térmica mais elevada, facilitando o acesso do calor a outros componentes. Também estão disponíveis numa variedade de formas e tamanhos.

A principal vantagem das placas de circuito impresso de cerâmica é a sua baixa condutividade eléctrica e elevada condutividade térmica. Além disso, são melhores isolantes, o que facilita a utilização em circuitos de alta frequência. Além disso, as PCB de cerâmica são mais resistentes à corrosão e ao desgaste normal. Podem também ser combinadas com um plastificante ou lubrificante para criar uma cortina flexível e reutilizável. Outra vantagem fundamental das PCB de cerâmica é a sua elevada capacidade de transmissão de calor. Isto permite-lhes dispersar o calor por toda a placa de circuito impresso. Em contrapartida, as placas FR4 dependem em grande medida de dispositivos de arrefecimento e de estruturas metálicas para atingir a condutividade térmica desejada.

Além disso, o FR4 tem uma condutividade térmica relativamente baixa. Em comparação com os materiais cerâmicos, o FR4 é apenas algumas vezes mais condutor. Por exemplo, o óxido de alumínio e o carboneto de silício são 100 vezes mais condutores térmicos do que o FR4, enquanto o óxido de berílio e o nitreto de boro têm a condutividade térmica mais elevada.

LTTC vs pcb de núcleo metálico

Uma placa de circuito impresso de cerâmica, também conhecida como placa de circuito impresso de cerâmica de baixa temperatura (LTTC), é um tipo de placa de circuito impresso especialmente concebida para baixas temperaturas. O seu processo de fabrico é diferente do de uma placa de circuito impresso com núcleo metálico. No caso da LTTC, a placa de circuito impresso é feita de uma substância adesiva, vidro cristalino e pasta de ouro, e é queimada a uma temperatura inferior a 900 graus Celsius num forno gasoso.

As placas de circuito impresso com núcleo metálico são também mais eficientes na dissipação de calor, permitindo a sua utilização em aplicações de alta temperatura. Para tal, utilizam materiais dieléctricos termicamente condutores, actuando como uma ponte de dissipação de calor para transferir o calor do núcleo para a placa. No entanto, se estiver a utilizar uma placa FR4, terá de utilizar um dissipador de calor tópico.

Para além da sua superior dissipação de calor e expansão térmica, as placas de circuito impresso com núcleo metálico também apresentam uma maior densidade de potência, melhor blindagem electromagnética e melhor acoplamento capacitivo. Estas vantagens tornam-nas uma melhor escolha para circuitos electrónicos que necessitam de ser arrefecidos.

FR4

O desempenho da condutividade térmica das PCB de cerâmica é muito superior ao das PCB com núcleo metálico, o que pode ser uma razão para os seus preços mais elevados. Ao contrário das placas com núcleo metálico, as PCB de cerâmica não requerem perfuração e deposição para dissipar o calor. A diferença entre estes dois tipos de placas reside no tipo de máscara de solda utilizada. As PCB de cerâmica têm geralmente cores escuras, ao passo que as placas com núcleo metálico têm uma máscara de solda quase branca.

Os PCB cerâmicos têm uma condutividade térmica mais elevada do que o FR4, um material mais comummente utilizado para a produção em massa de PCB. No entanto, os materiais FR4 têm uma condutividade térmica relativamente baixa, o que os torna menos adequados para aplicações que exigem ciclos de temperatura ou temperaturas elevadas. Além disso, as placas de cerâmica tendem a expandir-se mais rapidamente quando a temperatura do substrato atinge a temperatura de transição vítrea. Os materiais Rogers, por outro lado, têm temperaturas de transição vítrea elevadas e uma expansão volumétrica estável numa vasta gama de temperaturas.

As PCB com núcleo metálico são feitas de alumínio ou cobre. Têm um núcleo metálico em vez de FR4 e um revestimento fino de cobre. Este tipo de PCB pode ser utilizado para arrefecer vários LEDs e está a tornar-se mais comum em aplicações de iluminação. As PCB com núcleo metálico têm certas restrições de design, mas são mais fáceis de fabricar.

As PCB com núcleo metálico têm uma dissipação de calor, estabilidade dimensional e condutividade eléctrica superiores. Podem também oferecer uma melhor densidade de potência, blindagem electromagnética e acoplamento capacitivo. Em comparação com as PCB de cerâmica, as PCB com núcleo metálico custam menos. São frequentemente utilizadas em equipamento elétrico de comunicação e iluminação LED.