Grandes placas de circuitos que soportan el calor

La iniciativa Clean Sky es una excepcional y ambiciosa asociación público-privada entre la Comisión Europea y el sector privado destinada a provocar 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 aporta fondos al proyecto «Demonstration of a large, high temperature, flexible printed circuit board» (LHTFPCB) con el fin de promover un avance tal de la electrónica que ayude a conseguir los objetivos marcados.

Un grupo de científicos trabaja en el desarrollo de materiales y procesos que darán lugar a la obtención de PCB de tamaño real integradas y probadas en el nivel del motor con un nivel de madurez tecnológica (TRL) de 6. Gracias a polímeros existentes y nuevos, los investigadores buscan aumentar la temperatura de funcionamiento desde el máximo del estado actual de la técnica hasta 200 grados Celsius. El objetivo es un rango de un mínimo de 260 grados Celsius a un máximo de 400 grados Celsius. Además, los materiales y procesos deben poder facilitar el funcionamiento a 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.

Dentro de la primera fase del proyecto, se prepararon varias muestras de PCB multicapa con distintos polímeros avanzados. Los científicos las sometieron a pruebas de ciclos técnicos 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 a los investigadores 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 la PCB.

Los investigadores de LHTFPCB esperan obtener PCB flexibles multicapa de una sola pieza y a escala completa (cinco metros de longitud) aptas para soportar por lo menos 260 grados Celsius y con un TRL de 6 en las pruebas en el nivel del motor. La tecnología ayudará a la iniciativa Clean Sky para el sector aeroespacial gracias a una alternativa ligera al cableado actual que, probablemente, captará la atención de otros sectores, incluido el del petróleo y el gas.