Grandes placas de circuitos que soportan el calor
La iniciativa Cielo Limpio es una excepcional y ambiciosa asociación público-privada entre la Comisión Europea y el sector privado destinada a lograr un cambio importante en el impacto ambiental de la aviación. Muchos conceptos de diseño innovadores se centran en minimizar el consumo de combustible y las emisiones asociadas. La Unión Europea financió el proyecto LHTFPCB (Demonstration of a large, high temperature, flexible printed circuit board) para apoyar el avance de la electrónica y así ayudar a cumplir los objetivos pertinentes. Las PCB flexibles se diseñaron, en origen, para sustituir los arneses de cables «tradicionales». Un grupo de científicos desarrolló materiales y procesos que permitieron obtener PCB de tamaño real integradas y probadas en el nivel del motor con un nivel de madurez tecnológica (TRL) de 6. Empleando polímeros (unos ya existentes y otros nuevos), los investigadores aumentaron la temperatura de funcionamiento por encima del máximo permitido por la técnica más avanzada del momento, de 200 grados Celsius. Su objetivo era un rango de entre 260 grados como valor mínimo y 400 grados como valor máximo. Además, los materiales y procesos se diseñaron para que facilitasen el funcionamiento a tan alta temperatura en un formato de gran área con una longitud total necesaria de cinco metros en una PCB multicapa de una sola pieza y sin uniones. Los científicos sometieron las PCB de muestra a pruebas de ciclos térmicos en el rango de 260 a 330 grados Celsius y también realizaron pruebas de vibraciones aleatorias. El análisis de microsecciones posterior a la campaña de pruebas permitió sacar conclusiones importantes sobre la degradación de los polímeros. En particular, determinaron la tasa de propagación de la degradación de los polímeros desde el borde de la PCB, lo cual ayudó a determinar las reglas de diseño de PCB. Además, después de identificar la oxidación como fuente principal de degradación de los polímeros, el equipo se centró en mejorar la robustez de la barrera de oxígeno para optimizar el rendimiento de las PCB. El equipo de LHTFPCB demostró que la tecnología de PCB flexibles, largas y multicapa es viable y permite respaldar la iniciativa Cielo Limpio para la industria aeroespacial, al brindar una alternativa de menos peso al cableado actual. Esta tecnología probablemente capte la atención de otros sectores, incluido el del petróleo y el gas.
Palabras clave
Placas de circuitos impresos, altas temperaturas, motores aeronáuticos, LHTFPCB, degradación de polímeros
