Si bien el cobre es el metal más utilizado en los circuitos flexibles, no es el único metal que se puede usar. Uno de esos metales es el aluminio. El aluminio tiene un costo menor como materia prima y una alternativa de menor peso al cobre. El aluminio tiene una conductividad y una capacidad de carga de corriente cercanas al cobre; es muy flexible lo que le da una excelente flexibilidad. Además, el aluminio generalmente es menos corrosivo y el óxido de aluminio tiende a convertirse en una capa protectora en muchos entornos. El costo del aluminio ha sido tradicionalmente mucho menor que el cobre, aunque los costos de procesamiento y la infraestructura tienden a hacer que los costos del circuito terminado sean más comparables. Además, el papel de aluminio está disponible en una amplia gama de espesores.

¿Cómo se fabrican los PCB de aluminio?
Una fina capa de dieléctrico eléctricamente conductor pero eléctricamente aislante está laminado entre una base de metal y una lámina de cobre. La lámina de cobre está grabada en el patrón de circuito deseado y la base metálica extrae el calor en la fábrica circuitos impresos aluminio a través del delgado dieléctrico.

Beneficios de los circuitos impresos aluminio
La disipación de calor es dramáticamente superior a las construcciones estándar FR-4.
Los dieléctricos utilizados son típicamente de 5 a 10 veces más conductores térmicos que los epoxis convencionales y una décima parte del grosor
Transferencia térmica exponencialmente más eficiente que una PCB rígida convencional.
Se pueden usar pesos de cobre más bajos que los sugeridos por las tablas de aumento de calor IPC.

Corrosión galvánica
La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales diferentes están en contacto con la presencia de humedad. La velocidad o severidad de la acción galvánica depende de la diferencia relativa en la pasividad (o actividad) entre los dos metales. Los metales se clasifican en función de las diferencias de potencial relativas.

La actividad de corrosión está relacionada con la diferencia galvánica relativa de los dos metales. En otras palabras, si un metal muy pasivo (noble) está en contacto con un metal muy activo, entonces la corrosión será significativa. Por el contrario, los metales con clasificaciones galvánicas muy similares serán menos propensos a experimentar corrosión galvánica. La regla general es que si dos metales están dentro de 0.1 voltios en la escala galvánica, debe haber pocos problemas de corrosión.
Estos circuitos, al estar hechos en una fábrica circuitos impresos aluminio tienen menos problemas de corrosión que el cobre, ya que el óxido de aluminio no solo es protector sino que es altamente conductivo. Sin embargo, el aluminio es uno de los metales más activos y no debe entrar en contacto con muchos de los metales típicos ampliamente utilizados en la electrónica (es decir, oro, grafito, plata, cobre y níquel). Entonces, uno de los inconvenientes inmediatos del aluminio es la limitación de los metales con los que puede entrar en contacto. Por ejemplo, los conectores chapados en oro, níquel o plata podrían ser muy problemáticos.

Enchapado / Soldadura
Los problemas con la acción galvánica descritos anteriormente también se convierten en problemas para el chapado o la soldadura. Los materiales comunes de chapado y soldadura en electrónica como níquel, oro, estaño, plomo, paladio y plata no serían compatibles con el aluminio. Por lo tanto, la unión de componentes mediante soldadura no es viable con aluminio. Es posible usar algunos epoxis conductivos para la unión de componentes, pero las limitaciones de la unión de epoxi eliminarán el uso de aluminio en muchas aplicaciones de empaquetamiento electrónico.
Los circuitos fabricados en fábrica circuitos impresos aluminio de doble cara y multicapa necesitan típicamente una conexión eléctrica entre las capas. Para los circuitos de cobre, el cobre adicional electroplateado se utiliza como un método de conexión pasante. Electro-chapado no funcionaría bien con aluminio. Es posible conectar varias capas de aluminio mediante el uso de engarces mecánicos, pero este método tiene limitaciones de densidad y no sería viable para la mayoría de los requisitos de dos capas o capas múltiples.

Aguafuerte
La química de grabado común que funciona extremadamente bien para el cobre no funcionará para los circuitos producidos en fábrica circuitos impresos aluminio. La química de grabado de ácido férrico se usa generalmente para aluminio. Muchos fabricantes de circuitos flexibles no tienen capacidad de proceso de ácido férrico. Incluso con la química adecuada, el proceso de grabado con aluminio no se puede controlar con la misma precisión que el cobre, por lo que existen limitaciones significativas en la densidad de trazas del circuito. Muchos fabricantes usan un proceso de estampado para crear trazas de aluminio, pero este proceso tampoco es práctico para aplicaciones de circuito flexible de alta densidad.

Resistencia química
No es necesariamente exacto sugerir que el cobre tiene propiedades superiores de resistencia química frente al aluminio; pero el aluminio ciertamente funciona de manera diferente. El aluminio tiene una mejor resistencia a los ácidos oxidantes en comparación con el cobre. Otros productos químicos como el ácido clorhídrico disolverán rápidamente el aluminio y tendrán muy poco efecto sobre el cobre. En general, no debe suponerse que los entornos en los que sobreviven los circuitos de cobre serán seguros para el aluminio. Sustituir un circuito de aluminio por uno de cobre debe probarse exhaustivamente.

Para resumir: los circuitos de aluminio pueden ser una alternativa rentable y ligera a un primo de cobre, pero existen limitaciones importantes que considerar. El aluminio sería una opción deficiente para aplicaciones que requieren ensamblaje de componentes, configuración de múltiples capas o alta densidad. La compatibilidad a largo plazo con el entorno de la aplicación y las posibilidades de corrosión del metal se debe considerar adecuadamente cuando este metal se convierta en un candidato a circuitos. La infraestructura de suministro es más limitada cuando el aluminio se convierte en la opción preferida. Un ingeniero de aplicaciones de All Flex puede ayudar a determinar las mejores opciones de metal para su aplicación.

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